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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Radlager für ein Fahrzeug, die Verwendung eines Zentrierelements in einem solchen Radlager und ein Fahrzeug mit einem solchen Radlager.
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Radlager für Fahrzeuge sind im Stand der Technik in einer Vielzahl von Ausführungsformen bekannt. Dabei ist es bekannt eine Kraftübertragung zwischen einer Antriebswelle und einer Radnabe über eine Radial- oder eine Stirnverzahnung bereitzustellen. Beispielsweise kann eine Stirnverzahnung an einer Gelenkglocke bzw. Gelenkwelle vorgesehen sein, die mit einer Antriebswelle des Fahrzeugs im Eingriff steht. Die Stirnverzahnung der Gelenkglocke kann wiederum mit einer korrespondierend ausgebildeten Stirnverzahnung der Radnabe in Eingriff stehen, so dass ein entsprechendes Drehmoment übertragen werden kann. Fertigungsbedingt weist die Stirnverzahnungen der Gelenkglocke dabei allerdings häufig abgeflachte Zahnköpfe auf, also Zahnköpfe, die nicht spitz zulaufend ausgebildet sind. Um bei einer Montage einer solchen stirnverzahnten Radnabe eine sogenannte Zahn-auf-Zahn-Stellung zu vermeiden, ist in der Praxis eine vergleichsweise aufwändige Vorgehensweise notwendig. In einem ersten Schritt werden beide Stirnverzahnungen mit einem geringen Moment gegeneinander verspannt. Anschließend werden beide Stirnverzahnungen gegeneinander verdreht, um eine Anordnung der Zähne in ihrer Einbauposition bereitzustellen. Abschließend werden die Bauteile mit ihrem vorgesehenen Montagedrehmoment verspannt. Durch diese Vorgehensweise wird eine Zahn-auf-Zahn-Stellung der Stirnverzahnungen bisher nicht vermieden, sondern korrigiert, da die Stirnverzahnungen bei der Montage üblicherweise durch weitere Bauteile, wie Dichtungen oder Achsschenkel, verdeckt sind und eine korrekte Zahnausrichtung optisch nicht überprüft werden kann.
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Es hat sich nunmehr herausgestellt, dass ein weiterer Bedarf besteht, eine bekannte Radnabe für ein Fahrzeug zu verbessern, insbesondere besteht ein weiterer Bedarf, eine stirnverzahnte Radnabe bereitzustellen, die einfacher montiert werden kann, so dass eine Zahn-auf-Zahn-Stellung möglichst von vornherein nicht auftreten kann.
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Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Radnabe für ein Fahrzeug bereitzustellen, insbesondere eine stirnverzahnte Radnabe bereitzustellen, die einfacher montiert werden kann.
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Diese und andere Aufgaben, die beim Lesen der folgenden Beschreibung noch genannt werden oder vom Fachmann erkannt werden können, werden durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der vorliegenden Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.
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Eine erfindungsgemäße Radnabe für ein Fahrzeug, umfasst: eine Antriebswelle mit zumindest einer ersten Stirnverzahnung; eine Abtriebswelle mit zumindest einer zweiten Stirnverzahnung; zumindest ein Zentrierelement, das an der ersten und/oder an der zweiten Stirnverzahnung vorgesehen ist, wobei sich das Zentrierelement zumindest teilweise axial über die Stirnverzahnung hinaus erstreckt, an der es angeordnet ist, und wobei das Zentrierelement eingerichtet ist, um mit einer korrespondierend ausgebildeten Aufnahme beim Zusammenbau der Radnabe wechselzuwirken und die Stirnverzahnungen auszurichten.
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Mit anderen Worten wird vorgeschlagen, dass durch ein axial über eine Stirnverzahnung hinausstehendes, quasi vorgelagertes, Zentrierelement während der Montage eine Ausrichtung der Stirnverzahnungen zueinander erfolgen kann, so dass eine Zahn-auf-Zahn-Stellung der Stirnverzahnungen bei der Montage vermieden werden kann. Das Zentrierelement ist dabei derart ausgerichtet, dass es zumindest eine der beiden Wellen während der Montage in die richtige Position ausrichten kann. Hierfür ist es bevorzugt, dass das Zentrierelement korrespondierend ausgebildete Schrägflächen umfasst, beispielsweise in Form eines hervorstehenden Zahns, die während des Zusammenführens beider Stirnverzahnungen in eine korrespondierende Aufnahme der anderen Welle eingreifen kann. Beispielsweise kann das Zentrierelement als Zahnelement ausgebildet sein, das in die Stirnverzahnung der anderen Welle während der Montage eingreift und so die Stirnverzahnungen ausrichtet. Bei einer solchen Ausgestaltung ist das Zentrierelement korrespondierend zu den Stirnverzahnungen beider Wellen angeordnet bzw. ausgerichtet.
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Vorzugsweise ist die erste Stirnverzahnung an einer Gelenkglocke bzw. Gelenkwelle vorgesehen ist, die mit der Antriebswelle im Eingriff steht, und wobei die zweite Stirnverzahnung vorzugsweise an einem Wälznietbund der Radnabe vorgesehen ist. Wie oben ausgeführt, ist die an der Gelenkglocke vorgesehene erste Stirnverzahnung fertigungsbedingt typischerweise mit abgeflachten Zahnköpfe versehen. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass das Zentrierelement an der Gelenkglocke angeordnet ist, die mit der Antriebswelle in Eingriff steht. Gerade in einer solchen Ausgestaltung ist es von Vorteil, wenn während der Montage eine Zahn-auf-Zahn-Stellung vermieden werden kann. Bei einer solchen Ausgestaltung können die flachen Zähne der Gelenkglocke durch die vorgelagerte Zentriervorrichtung entsprechend ausgerichtet werden. Damit kann verhindert werden, dass die relativ spitz ausgeformten Zähne des Wälznietbundes bzw. des Radlagers überhaupt auf die flachen Zähne der Gelenkglocke treffen können, sondern in die richtige Zahnlücke geführt werden.
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Vorzugsweise umfasst das Zentrierelement zumindest ein Zahnelement, das sich über die Stirnverzahnung axial hinaus erstreckt, an der das Zentrierelement angeordnet ist, und wobei das Zahnelement eingerichtet ist, um mit einer der Stirnverzahnungen beim Zusammenbau wechselzuwirken, um die Stirnverzahnungen beim Zusammenbau auszurichten. Vorzugsweise umfasst das Zentrierelement zumindest zwei oder drei Zahnelemente, die sich über die Stirnverzahnung axial hinaus erstrecken, an der das Zentrierelement angeordnet ist, und wobei die Zahnelemente eingerichtet sind, um mit einer der Stirnverzahnungen beim Zusammenbau wechselzuwirken, um die Stirnverzahnungen beim Zusammenbau auszurichten, wobei das Zentrierelement vorzugsweise eine zu den Stirnverzahnungen korrespondierende Anzahl an Zahnelementen umfasst. In einer Ausführungsform umfasst das Zentrierelement einen ganzzahligen Teil der Anzahl der Zähne.
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Vorzugsweise ist das Zentrierelement als ringförmiges Kronenelement ausgebildet, das vorzugsweise auf der Gelenkglocke radial innenliegend oder radial außenliegend benachbart zur Stirnverzahnung angeordnet ist. In einer solchen Ausgestaltung ist es ferner bevorzugt, dass die dem ringförmigen Kronenelement gegenüberliegende Stirnverzahnung des Wälznietbunds breiter ausgestaltet ist, so dass die Zähne des Kronenelements in die Stirnverzahnung eingreifen können. Mit anderen Worten ist es in einer solchen Ausgestaltung bevorzugt, dass die Stirnverzahnung des Wälznietbunds breiter ist, als durch die Stirnverzahnung der Gelenkglocke vorgegeben. Soweit das Kronenelement dabei radial innenliegend angeordnet ist, ist es bevorzugt, dass sich die Stirnverzahnung des Wälznietbunds nach innen erstreckt. Soweit das Kronenelement radial außenliegend angeordnet ist, ist es bevorzugt, dass sich die Stirnverzahnung des Wälznietbunds nach außen erstreckt. Soweit zwei Kronenelemente vorgesehen sind, beispielsweise ein Kronenelement radial innenliegend und ein Kronenelement radial außenliegend, ist es bevorzugt, dass sich die Stirnverzahnung des Wälznietbunds in beide Richtungen erstreckt. Alternativ kann das Kronenelement allerdings auch mit einer anderen Fläche des Wälznietbundes wechselwirken. Weiterhin kann das Kronenelement auch auf beide Verbindungspartner aufgebracht werden.
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Vorteilhafterweise ist das Zentrierelement integral aus einem metallischen Material oder einem Kunststoff bereitgestellt. Das Zentrierelement kann dabei mittels einer Formschlussverbindung, Stoffschlussverbindung und/oder einer Klebeverbindung an der Antriebs- oder Abtriebswelle angeordnet werden. Besonders bevorzugt ist es, dass das Zentrierelement als ringförmiges Kronenelement ausgebildet ist und das Kronenelement radial innenliegend oder außenliegend auf die Gelenkglocke gepresst wird. Das Kronenelement kann dabei an einer Seite an der Gelenkglocke angebracht sein und der gegenüberliegenden Seite an einer Schnittstellendichtung oder am Wälznietbund angebracht bzw. in Anlage gebracht sein.
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Die vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus die Verwendung eines Zentrierelements in einer oben beschriebenen Radnabe. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung zudem ein Fahrzeug, das zumindest eine oben beschriebene Radnabe umfasst. Hinsichtlich der möglichen Ausgestaltungen des Zentrierelements und der Radnabe gelten obige Ausführungen.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, dem Ausführungsbeispiel und den Figuren. Darin zeigt:
- 1a eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Zentrierelement in Form eines Kronenelements;
- 1b eine perspektivische Ansicht des in 1 gezeigten Zentrierelements; und
- 2 eine Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Radnabe.
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Die 1a und 1b zeigen Ansichten einer bevorzugten Ausführungsform eines Zentrierelements 1.
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In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist das Zentrierelement 1 als ringförmiges Kronenelement 1 ausgebildet. Das Kronenelement 1 umfasst dabei Zähne 2, die beispielsweise die nicht vollständig ausgeformten Zähne einer Gelenkglocke mit abgeflachten Zähnen ergänzen. In dieser Ausgestaltung entspricht die Geometrie der Zähne 2 somit der Stirnverzahnung einer Gelenkglocke, wenn diese nicht abgeflacht wären. Das Zentrierelement 1 bzw. das Kronenelement 1 kann dabei integral aus einem metallischen Material oder einem Kunststoff bereitgestellt sein.
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2 zeigt eine Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Radnabe 10. Die Radnabe 10 umfasst in der gezeigten Ausführungsform einen Wälznietbund 11 und eine Gelenkglocke 12, die mit einer Antriebswelle (nicht gezeigt) des Fahrzeugs im Eingriff steht. Der Wälznietbund 11 umfasst demgegenüber eine Anbindungsmöglichkeit 13 für ein Rad eines Fahrzeugs. Wie in 2 gut zu erkennen ist, können der Wälznietbund 11 und die Gelenkglocke 11 mittels einer durch die Rotationsachse 14 der Radnabe 10 Spannschraube 15 miteinander verschraubt werden. Hierzu weist die Spannschraube 15 beispielsweise ein Außengewinde auf, dass mit einem Innengewinde der Gelenkglocke 12 verbindbar ist auf. Darüber hinaus umfasst die gezeigte Radnabe 10 eine Lageranordnung 16, hier beispielsweise in Form einer Schrägkugellageranordnung 16, um die Radnabe 10 an einem korrespondierenden Karosserieteil (nicht gezeigt) lagern zu können. Zur Abdichtung des Stoßbereichs zwischen dem Wälznietbund 11 und der Gelenkglocke 12 umfasst die Radnabe 10 zudem noch eine Schnittstellendichtung 17, die den Bereich zwischen Wälznietbund 11 und Radnabe 12 abdeckt.
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Der Gelenkglocke 12 umfasst eine erste Stirnverzahnung 18, die mit einer zweiten Stirnverzahnung 19 des Wälznietbunds 11 in Eingriff steht, so dass ein Drehmoment von einer Antriebswelle des Fahrzeugs auf ein Rad des Fahrzeugs übertragen werden kann. Die Stirnverzahnung 18 der Gelenkglocke 12 ist dabei vorzugsweise mit flachen Zähnen bzw. Zahnköpfen ausgebildet, wohingegen die Stirnverzahnung 19 des Wälznietbundes 11 mit spitzen Zähnen bzw. Zahnköpfen ausgebildet ist.
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Schließlich umfasst die Radnabe 10 zumindest ein Zentrierelement 1, in Form eines in den 1a und 1b gezeigten Kronenelements 1, wobei in 2 zwei bevorzugte Einbaupositionen des Kronenelements 1 gezeigt sind. Die erste bevorzugte Einbauposition ist dabei durch das Bezugszeichen 1, die zweite bevorzugte Einbauposition durch das Bezugszeichen 1' dargestellt.
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Bei der ersten bevorzugten Einbauposition ist das Kronenelement 1 radial außenliegend benachbart zur ersten Stirnradverzahnung 18 auf der Gelenkglocke 12 angeordnet. Bei der zweiten bevorzugten Einbauposition ist das Kronenelement 1' radial innenliegend benachbart zur ersten Stirnradverzahnung 18 auf der Gelenkglocke 12 angeordnet. Das Kronenelement 1,1' bzw. die Zähne 2 des Kronenelements 1,1' können dabei beispielsweise mit der Stirnverzahnung 19 des Wälznietbundes 11 in Eingriff stehen oder mit einer anderen vorgesehenen Anlagefläche am Wälznietbund 11 oder an der Schnittstellendichtung 17, soweit dadurch ein entsprechender Eingriff und ein entsprechendes Ausrichten während des Zusammenbaus bereitgestellt werden kann.
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Das Kronenelement 1,1' kann beispielsweise mittels einer Formschlussverbindung, einer Stoffschlussverbindung und/oder einer Klebeverbindung auf der Gelenkglocke 12 angeordnet werden, wobei es besonders bevorzugt, dass das Kronenelement 1,1' auf die Gelenkglocke 12 gepresst wird.
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Beim Zusammenbau des Radlagers 10 kann durch das, quasi vorgelagerte, Kronenelement 1,1' eine Ausrichtung der Stirnverzahnungen 18, 19 zueinander erfolgen, so dass eine Zahn-auf-Zahn-Stellung der Stirnverzahnungen 18, 19 bei der Montage vermieden werden kann. Das Kronenelement 1, 1' ist dabei derart ausgerichtet auf der Gelenglocke 12 angeordnet, dass sich die beiden Stirnverzahnungen 18, 19 bzw. der Wälznietbund 11 und/oder die Gelenkglocke 12 während der Montage in die richtige Position drehen.
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Die vorliegende Erfindung ist dabei allerdings nicht auf das vorhergehende Ausführungsbeispiel beschränkt, solange sie vom Gegenstand der folgenden Ansprüche umfasst ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1,1'
- Zentrierelement/Kronenelement
- 10
- Radnabe
- 11
- Wälznietbund
- 12
- Gelenkglocke/Gelenkwelle
- 13
- Anbindung Rad
- 14
- Rotationsachse
- 15
- Spannschraube
- 16
- Lageranordnung/Schräglageranordnung
- 17
- Schnittstellendichtung
- 18
- Stirnverzahnung der Gelenkglocke
- 19
- Stirnverzahnung des Wälzkörpers
