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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radlagereinheit umfassend ein zweireihiges Radlager, mit einem Innenring mit Innenringlaufbahnen, mit einem Außenring mit Außenringlaufbahnen, und mit einer Mehrzahl von zwischen Innenring und Außenring angeordneten, in einem Käfig beabstandet gehaltenen Wälzkörpern. Die Radlagereinheit ist vorzugsweise mit einem Radnabenflansch, der als integraler Bestandteil des Innenrings ausgebildet ist, ausgeführt.
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Radlager in Fahrzeugen dienen dazu, eine Rotation der Fahrzeugräder relativ zum Fahrgestell zu ermöglichen und müssen dabei radiale und axiale, auftretende Kräfte aufnehmen. Die radialen Kräfte können dabei durch das Eigengewicht des Fahrzeuges entstehen und die axialen Kräfte können durch seitliche Kräfte, beispielsweise bei der Kurvenfahrt eines Fahrzeuges entstehen. Für die Aufnahme von radialen und axialen Kräften bei der Radlagerung gibt es bereits eine Vielzahl verschiedener, aus dem Stand der Technik bekannter Radlagerkonfigurationen.
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Die Wälzkörper haben abhängig von der Radlagerbauart die Form einer Kugel oder einer Rolle. Sie wälzen sich auf den Laufbahnen des Innenrings und des Außenrings ab und haben die Aufgabe, die auf das Radlager wirkende Kraft vom Außenring auf den Innenring und umgekehrt zu übertragen. Beim Drehen des Radlagers entsteht Reibung. Daher müssen die Wälzkörper mit Schmierstoffen, etwa Schmierfett oder Schmieröl, geschmiert werden, um das Radlager funktionsfähig zu halten. Die Radlager in modernen Fahrzeugen sind meistens so konstruiert, dass sie wartungsfrei sind, was üblicherweise mit einer Fettfüllung realisiert ist, die über die gesamte Lebensdauer des Radlagers eine ausreichende Schmierung der Wälzkörper gewährleistet.
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Damit kein Schmiermittel aus dem Radlager austreten oder Schmutzpartikel in das Lager eindringen können, sind entsprechende Dichtungselemente vorgesehen. Üblicherweise besitzen Dichtungen für Radlager mehrere Dichtlippen, die die Kontaktfläche zum drehenden Lagerring - je nach Ausführung also den Innenring oder den Außenring - abdichten. Bei deren Berührung entsteht Reibung, die zum einen notwendig ist um eine hinreichende Dichtheit zu gewährleisten, zum anderen jedoch unerwünscht ist, da sie die Radlagerreibung spürbar erhöht.
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Der Käfig ist so ausgebildet, dass die Wälzkörperkugeln und/oder die Wälzkörperrollen voneinander beabstandet werden, damit beispielsweise die Reibung und Wärmeentwicklung der Wälzkörper möglichst gering gehalten wird. Ferner hält der Käfig die Wälzkörperkugeln und/oder Wälzkörperrollen in einem festen Abstand beim Abwälzen zueinander, wodurch eine gleichmäßige Lastverteilung erzielt werden kann. Der Käfig kann aus einem Kunststoff oder Kunststoffkomposit oder aus Metall oder einem Metallkomposit geformt sein.
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Radlager, die an angetriebenen Achsen zum Einsatz kommen, sind im bzw. am Achsträger befestigt. Bei einfachen Lagertypen ist das Radlager typischer Weise mit seinem Außenring in den Achsträger eingepresst. Weiterentwicklungen von Radlagern zu sogenannten Radlagereinheiten oder Radlagermodulen können einen Flansch in Form eines Befestigungsflansches, etwa zur Befestigung an einem Achsträger, und/oder einen Flansch in Form eines Radnabenflansches, als integrale Bestandteile aufweisen.
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Radlager, die an nicht angetriebenen Achsen zum Einsatz kommen, sind in ihrer Funktion grundsätzlich identisch. Wesentlicher Unterschied ist, dass diese Radlager nicht von einer Antriebswelle angetrieben sind, sondern auf einem positionsfesten Achsträger angeordnet sind.
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Durch die Unterschiedlichen Ausführungen kann sich sowohl der Außenring als auch der Innenring drehen - der jeweils andere Lagerring steht fest.
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Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Radlagern und Radlagereinheiten bekannt. So sind verschiedenste Radlagertypen neuerer Bauart in den aktuellen Veröffentlichungen, wie Verkaufs- oder Technologieprospekten der Anmelderin beschrieben.
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In der Regel werden für Radlagereinheiten Schrägkugellager verwendet. Wenn die Lasten zu groß werden, wie etwa radiale Lasten bei Lastkraftwagen oder dergleichen, kommen Kegelrollenlagereinheiten zum Einsatz, welche allerdings zum einen eine im Vergleich erhöhte Reibung bei Geradeausfahrt zur Folge haben und welche zum anderen einen komplizierteren und teureren Fertigungsprozess bedingen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Radlager für Kraffahrzeuge bereitzustellen, welches zum einen hohe radiale Achslasten zu tragen im Stande ist und welches zum anderen möglichst geringe Reibverluste bei Geradeausfahrt eines Karftfahrzeugs bedingt.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Radlagereinheit gemäß Patentanspruch 1. Eine erfindungsgemäße Radlagereinheit umfasst ein Radlager, mit einem Innenring mit Innenringlaufbahn(en), mit einem Außenring mit Außenringlaufbahn(en), und mit einer Mehrzahl von zwischen Innenring und Außenring angeordneten, in einem Käfig beabstandet gehaltenen, Wälzkörpern, wobei gemäß der Erfindung Wälzkörper einer ersten Bauart derart ausgebildet sind, dass eine Kugel in einer Zylinderhohlrolle beweglich angeordnet ist, und wobei Wälzkörper einer zweiten Bauart als Kugel ausgebildet sind. Erfindungsgemäß sind die Wälzkörper dabei in zwei parallelen Wälzkörperreihen angeordnet, derart, dass in jeder Wälzkörperreihe abwechselnd Wälzkörper der ersten Bauart und Wälzkörper der zweiten Bauart aufeinanderfolgen, wobei die Wälzkörper der beiden Wälzkörperreihen versetzt zueinander angeordnet sind, derart, dass axial benachbarte Wälzkörper verschiedener Wälzkörperreihen stets unterschiedlicher Bauart sind.
Durch den erfindungsgemäßen Aufbau wird erreicht, dass eine reine Radiallast im Fahrbetrieb (z.B. Geradeausfahrt) ausschließlich oder nahezu ausschließlich von den als Kugeln ausgebildeten Wälzkörpern getragen und somit eine stark reduzierte Reibung erreicht wird. Die Kugeln der Wälzkörper zweiter Bauart weisen dafür bevorzugt einen Durchmesser auf, der kleiner bemessen ist als der Durchmesser der Zylinderhohlrollen der Wälzkörper der ersten Bauart.
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Bevorzugt weist der Innenring zumindest zwei radiale Innenringlaufbahnen auf und ferner, in seinem Radlagerflansch ausgebildet, zumindest eine erste axiale Innenringlaufbahn auf. Durch diese Bauweise wird die sehr kompakte Bauweise weiter unterstützt und eine hohe Steifigkeit erreicht.
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In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist, gegenüberliegend der ersten axialen Innringlaufbahn, eine zweite axiale Innenringlaufbahn in einer Gelenkglocke ausgebildet, so dass in axialer Richtung gesehen auf der einen Seite (in Richtung Fahrzeugrad orientiert) ein Radlagerflansch mit einer ersten Innenringlaufbahn und auf der anderen Seite (vom Fahrzeugrad weg orientiert) eine Gelenkglocke mit einer zweiten Innenringlaufbahn angeordnet ist. Die Gelenkglocke kann dabei ebenfalls als integraler Bestandteil der Radlagereinheit ausgebildet sein.
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In einer anderen Weiterbildung der Erfindung kann eine zweite axiale Innenringlaufbahn anstatt in der Gelenkglocke in einer separaten Wellenscheibe ausgebildet sein. In diesem Fall ist auch die Gelenkglocke kein integraler Bestandteil der Radlagereinheit.
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Durch die erfindungsgemäße Radlagereinheit wird eine äußerst kompakte Bauform ermöglicht, die zugleich hohe axiale und radiale Kräfte aufzunehmen in der Lage ist und dabei sehr verwindungssteif ausgebildet ist. Ein zusätzlicher Käfig für die als Kugeln ausgebildeten Wälzkörper ist zumindest für die erste erfindungsgemäße Ausführung nicht erforderlich, da hier die Kugeln in der Zylinderhohlrolle geführt sind.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine erfindungsgemäße Radlagereinheit, in einer ersten Ausführungsform, in einem ersten Teilschnitt (Axial-Teilschnitt) in schematischer Darstellung, und
- 2 die erfindungsgemäße Radlagereinheit gemäß 1 in einem zweiten Teilschnitt (Radial-Teilschnitt) in schematischer Darstellung.
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Gemäß 1 umfasst eine Radlagereinheit 1 ein Radlager 2 mit einem Innenring 3, einem Außenring 5 sowie zwischen Innenring 3 und Außenring 5 angeordnete Wälzkörper 7. Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, dass Wälzkörper 7 unterschiedlicher Bauart sich in einer Wälzkörperreihe abwechseln und in zwei benachbarten Wälzkörperreihen sich stets, axial benachbart, Wälzkörper 7 unterschiedlicher Bauart gegenüberstehen. Dabei sind Wälzkörper 7 einer ersten Bauart derart ausgebildet, dass eine Kugel 9 in einer Zylinderhohlrolle 10 beweglich angeordnet ist, und sind Wälzkörper 7 einer zweiten Bauart als Kugel 9 ausgebildet. Die Wälzkörper 7 sind in zwei parallelen Wälzkörperreihen angeordnet, derart, dass in jeder Wälzkörperreihe abwechselnd Wälzkörper 7 der ersten Bauart und Wälzkörper 7 der zweiten Bauart aufeinanderfolgen. Die Wälzkörper 7 der beiden Wälzkörperreihen sind dabei versetzt zueinander angeordnet, derart, dass axial benachbarte Wälzkörper 7 verschiedener Wälzkörperreihen stets unterschiedlicher Bauart sind.
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Bevorzugt wird eine axiale Laufbahn 11 in einer Gelenkglocke 12 gebildet, wobei die Gelenkglocke 12 als integraler Bestandteil der Radlagereinheit ausgebildet sein kann.
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Der Außenring 5 weist in radialer Richtung zwei parallele Außenringlaufbahnen 6 auf, über die insbesondere die als Zylinderhohlrollen 10 ausgebildeten Wälzkörper 7 abrollen (Radiallager). Die beiden Außenringlaufbahnen 6 sind über einen mittigen Trennsteg 13 in axialer Richtung getrennt. Der Trennsteg 13 weist gegenüberliegend in axialer Richtung weitere Laufbahnen für die als Kugel 9 ausgebildeten Wälzkörper auf. Radseitig weist der Innenring 3 einen Radnabenflansch 8 auf, wobei der Innenring 3 sowohl die Innenringlaufbahnen 4 für die Zylinderhohlrollen 10 in radialer Richtung als auch eine Innenringlaufbahn 4 in axialer Richtung für die Kugeln 9 integriert. Gegenüberliegend, axial vom Radnabenflansch 8 weg orientiert, ist die letzte in axialer Richtung benötigte Laufbahn (hier ebenfalls aufgrund der Funktion als Innenringlaufbahn 11 bezeichnet) in der Gelenkglocke 12 (auch als Radglocke bekannt) integriert. Alternativ (nicht dargestellt) kann die letzte benötigte axiale Laufbahn auch in einer separaten Wellenscheibe ausgebildet sein.
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Während bei der gezeigten Ausführungsform gemäß 1 das Radlager 2 über eine Zentralschraube an die Gelenkglocke 12 angebunden ist, kann das Radlager 2 alternativ über einen Presssitz radial auf einem zylindrischen Vorsprung der Gelenkglocke 12 befestigt sein.
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In dem Radial-Teilschnitt gemäß 2 ist zu erkennen, dass sich die Wälzkörper 7 unterschiedlicher Bauart innerhalb einer Wälzkörperreihe bzw. Wälzkörperringreihe jeweils abwechseln und auf einen als Kugel 9 ausgebildeten Wälzkörper 7 ein als Kombinationswälzkörper mit einer in einer Zylinderhohlrolle 10 angeordneten Kugel 9 ausgeführter Wälzkörper 7 folgt. Im Axial-Teilschnitt gemäß 1 ist zu erkennen, dass zwei axial benachbarte Wälzkörperreihen (die in Anzahl und Anordnung der einzelnen Wälzkörper 7 bevorzugt identisch aufgebaut sind) jeweils derart versetzt zueinander angeordnet sind, dass axial benachbarte Wälzkörper 7 stets unterschiedlicher Bauart sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Radlagereinheit
- 2
- Radlager
- 3
- Innenring
- 4
- Innenringlaufbahn (axial/Radnabenflansch; radial/Innenring)
- 5
- Außenring
- 6
- Außenringlaufbahn
- 7
- Wälzkörper
- 8
- Radnabenflansch
- 9
- Kugel
- 10
- Zylinderhohlrolle
- 11
- Innenringlaufbahn (axial/Gelenkglocke)
- 12
- Gelenkglocke
- 13
- Trennsteg
