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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radlagereinheit für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Zusammenbauen einer solchen Radlagereinheit.
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Stand der Technik
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Radlagereinheiten für Kraftfahrzeuge sind im Stand der Technik in einer Vielzahl von Ausführungsformen bekannt. Dabei ist es bekannt eine Kraftübertragung zwischen einer Antriebswelle und einer Radlagernabe über eine Radial- oder eine Stirnverzahnung bereitzustellen. Eine Stirnverzahnung kann beispielsweise an einer Gelenkglocke bzw. einer Gelenkwelle vorgesehen sein, die mit einer Antriebswelle des Kraftfahrzeugs im Eingriff steht. Die Stirnverzahnung der Gelenkglocke kann wiederum mit einer korrespondierend ausgebildeten Stirnverzahnung der Radlagernabe in Eingriff stehen, sodass ein entsprechendes Drehmoment der Antriebswelle auf die Radlagernabe übertragen werden kann.
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Fertigungsbedingt weist die Stirnverzahnung der Gelenkglocke dabei häufig abgeflacht ausgeführte Zahnköpfe auf, also Zahnköpfe, die nicht spitz zulaufend ausgebildet sind. Um bei einer Montage einer solchen stirnverzahnten Radlagernabe eine sogenannte Zahn-auf-Zahn-Stellung zu vermeiden, ist in der Praxis eine vergleichsweise aufwendige Vorgehensweise notwendig. In einem ersten Schritt werden die Radlagernabe und die Gelenkglocke mit einem geringen Moment verspannt. Anschließend werden die beiden Bauteile gegeneinander verdreht, um eine korrekte Zahnstellung der Stirnverzahnungen zueinander zu erzielen. Danach werden die Radlagernabe und die Gelenkglocke mit ihrem endgültigen Montagedrehmoment verspannt. Durch diese Vorgehensweise wird eine Zahn-auf-Zahn-Stellung der Stirnverzahnungen bisher weitestgehend vermieden, selbst wenn die Stirnverzahnungen bei der Montage üblicherweise durch weitere Bauteile, wie beispielsweise Dichtungen oder Achsschenkel, verdeckt sind und eine korrekte Zahnausrichtung der Stirnverzahnungen optisch nicht überprüft werden kann.
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Aus der
DE 10 2013 205 340 B3 ist eine Radlagereinheit mit einer als Spreizhülse ausgebildeten Montagehilfe bekannt. Daneben ist eine Verfahren zum Zusammenbauen einer Radlagereinheit, umfassend die folgenden Schritte bekannt. Einschieben der Gelenkglocke in die Radlagernabe, folgend einerr formschlüssigen Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Stirnverzahnung und dem Befestigen der Radlagernabe an der Gelenkglocke.
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Die
DE 103 26 617 B4 offenbart eine Radlagerung für eine Fahrzeugachse, bei der die Radnabe drehbar auf einem Achsschenkel befestigt ist.
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Es hat sich nunmehr herausgestellt, dass ein weiterer Bedarf besteht, eine bekannte Radlagereinheit für ein Kraftfahrzeug zu verbessern, insbesondere eine stirnverzahnte Radlagereinheit bereitzustellen, die einfacher montiert werden kann.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Radlagereinheit für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, die insbesondere einfacher montiert werden kann.
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Offenbarung der Erfindung
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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. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
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Eine erfindungsgemäße Radlagereinheit für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs umfasst eine Radlagernabe mit zumindest einer ersten Stirnverzahnung; eine Gelenkglocke eines Antriebsgelenks mit zumindest einer zweiten Stirnverzahnung; ein erstes Zentrierelement, das an der Radlagernabe vorgesehen ist; und ein zweites Zentrierelement, das an der Gelenkglocke vorgesehen ist. Das erste Zentrierelement und das zweite Zentrierelement sind dazu eingerichtet, beim Zusammenbau der Radlagereinheit eine axial verschiebbare und verdrehfeste Verbindung auszubilden, um eine Vorausrichtung der ersten Stirnverzahnung und der zweiten Stirnverzahnung zueinander in Umfangsrichtung zu bewirken. Das erste Zentrierelement besitzt einen Innenvielkant oder einen Innenvielrund und das zweite Zentrierelement besitzt einen korrespondierend ausgebildeten Außenvielkant oder einen Außenvielrund, wobei der Vielkant bzw. Vielrund ein ganzzahliger Teiler der Zähnezahl der Stirnverzahnungen ist.
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Der Begriff Vorausrichtung beschreibt hierbei eine im Umfangsrichtung korrekte Ausrichtung der Stirnverzahnungen zueinander, bevor sich die Stirnverzahnungen berühren. Ein Vielkant ist eine Form mit mehr als drei Kanten, vorzugsweise ein Sechskant, Achtkant, Neunkant, ein Zwanzigkant, Dreißigkant etc. Unter einem Vielrund ist hier eine Form ähnlich des Torx zu verstehen, vorzugsweise ein Sechsrund, ein Achtrund, ein Neunrund, ein Zwanzigrund, Dreißigrund sowie ein Zahnwellen- bzw. Keilwellenprofil zu verstehen.
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Mit anderen Worten wird vorgeschlagen, die Ausrichtung der abgeflachten Zähne der Gelenkglocke durch eine vorgelagerte Zentriervorrichtung zu erreichen, um eine Zahn-auf-Zahn-Stellung der relativ spitz ausgeführten Zähne der Stirnverzahnung der Radlagernabe und der abgeflachten Zähne der Stirnverzahnung der Gelenkglocke zu vermeiden.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, dass die aufeinander abgestimmten Zentrierelemente derart ausgebildet und angeordnet sind, dass durch ihre zum einen aufeinander abgestimmte und zum anderen auf die Zähnezahl der Stirnverzahnungen abgestimmte Formgebung bei der Montage der Radlagereinheit ein solche Relativlage der beiden Stirnverzahnungen in Umfangsrichtung vorgegeben ist, dass eine Zahn-auf-Zahn-Stellung vermieden wird. Dadurch kann eine Beschädigung der Zähne, insbesondere der relativ spitzen Zähne der Stirnverzahnung der Radlagernabe, durch ein Anstoßen aneinander in axialer Richtung vermieden werden. Die korrekte Ausrichtung in Umfangsrichtung der Stirnverzahnungen zueinander ist insbesondere bei dem in der Praxis häufig üblichen „blinden Verbau“ gewährleistet. Der „blinde Verbau“ beschreibt das Zusammenfügen der Radlagernabe und der Gelenkglocke ohne die Möglichkeit der optischen Überprüfung durch den Werker oder die entsprechende Maschine, bspw. aufgrund von Dichtungen oder anderen Bauteilen, die die Fügestelle bei der Montage verdecken.
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Gemäß einer Ausführungsform ist zumindest eines von dem ersten Zentrierelement und dem zweiten Zentrierelement als ein separates Einsetzelement ausgebildet. Ferner kann das als separates Einsetzelement ausgebildete erste Zentrierelement dreh- und axialfest mit der Radlagernabe gekoppelt sein und/oder das als separates Einsetzelement ausgebildete zweite Zentrierelement dreh- und axialfest mit der Gelenkglocke gekoppelt sein. Eine solche dreh- und axialfeste Kopplung kann formschlüssig und/oder stoffschlüssig und/oder adhäsiv und/oder kohäsiv ausgebildet sein. Beispielsweise kann das als separates Einsetzelement ausgebildete erste Zentrierelement an der Radlagernabe mittels einer Presspassung angeordnet sein. Die Fertigung von als separate Einsetzelemente ausgebildeten Zentrierelementen ist vergleichsweise kostengünstig und einfach und ermöglicht eine vielfältigere Materialauswahl für die Zentrierelemente.
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Bei der Montage eines separaten Einsetzelements ist auf die korrekte Ausrichtung des Vielkants bzw. des Vielrunds zur Stirnverzahnung in Umfangsrichtung zu beachten. Um die korrekte Ausrichtung sicherzustellen, kann die Montage des Einsetzelements bspw. durch ein vorauseilendes Werkzeug erfolgen. Das bedeutet, dass das Werkzeug zur Stirnverzahnung der Radlagernabe (oder der Gelenkglocke) ausgerichtet wird und dadurch das Einsetzelement so positioniert, dass der Vielkant bzw. der Vielrund mit den Zähnen der zugehörigen Stirnverzahnung korreliert, um so für die spätere Montage die korrekte Ausrichtung der Gelenkglocke zur Radlagernabe sicherzustellen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das als separates Einsetzelement ausgebildete erste Zentrierelement topfförmig ausgebildet und besitzt in einer kreisförmigen Oberfläche eine Öffnung, die als der Innenvielkant oder der Innenvielrund ausgebildet ist. Die Herstellung eines topfförmig ausgebildeten separaten Einsetzelements kann bspw. durch Tiefziehen, Thermoformen oder Umformen umgesetzt werden und ist insbesondere kostengünstig.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das als separates Einsetzelement ausgebildete erste Zentrierelement aus einem Blech oder einem Kunststoff hergestellt. Zusätzlich oder alternativ ist das als separates Einsetzelement ausgebildete zweite Zentrierelement aus einem Blech oder einem Kunststoff hergestellt. Mit dem Begriff Kunststoff sind dabei sortenreine Kunststoffe, Kunststoffgemische sowie faserverstärkte Kunststoffe gemeint. Blech und Kunststoff sind in der Regel duktiler, also weicher, als das Material, aus dem die Radlagernabe und die Gelenkglocke gefertigt werden, z.B. Gusseisen. Dadurch sind die als separate Einsetzelemente ausgebildeten Zentrierelemente insbesondere nachgiebiger und/oder elastischer und können bei der Montage auftretende Montagekräfte leicht aufnehmen, insbesondere zumindest teilweise abfedern, ohne dass die Radlagernabe und/oder die Gelenkglocke beschädigt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das erste Zentrierelement integral einstückig mit der Radlagernabe ausgebildet und/oder ist das zweite Zentrierelement integral einstückig mit der Gelenkglocke ausgebildet. Die integrale Ausbildung des Zentrierelements mit dem zugehörigen Bauteil kann spanend oder spanlos gefertigt werden. Das Zentrierelement kann bspw. eingeschmiedet, geräumt, gepresst, gefräst oder (schlag-) gedreht werden. Durch die einteilige Ausbildung wird die Gesamtzahl der benötigten Bauteile reduziert. Ferner wird durch die integrale Ausbildung eine fehlerhafte Ausrichtung des Vielkants bzw. des Vielrunds zu den jeweiligen Stirnverzahnungen vermieden.
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Gemäß einer Ausführungsform sind das erste und das zweite Zentrierelement derart angeordnet, dass sie beim Zusammenbau der Radlagereinheit ferner eine fluchtende Ausrichtung der Rotationsachsen der Radlagernabe und der Gelenkglocke bewirken. So wird erreicht, dass die die beiden zu verpaarenden Bauteile, also die Radlagernabe und die Gelenkglocke, zueinander fluchtend ausgerichtet sind, bevor eine Dichtung, insbesondere eine Schnittstellendichtung aufliegt. Dadurch wird vermieden, dass die Ausrichtung der Radlagernabe und der Gelenkglocke zueinander durch die Reibung einer aufliegenden Dichtung erschwert wird.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist ferner ein Einführelement, bspw. eine Einführnase oder eine Fase, vorgesehen, das beim Zusammenbau der Radlagereinheit eine fluchtende Ausrichtung der Rotationsachsen der Radlagernabe und der Gelenkglocke bewirkt. Die Montage wird zusätzlich vereinfacht und eine Beschädigung der Dichtung, insbesondere der Schnittstellendichtung, wird so vermieden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist ferner zumindest ein Verrastungselement vorgesehen, das dazu eingerichtet ist, die Radlagernabe und die Gelenkglocke in zumindest einer ausgerichteten Endposition, also der gepaarten Position der Stirnverzahnungen, axial- und verdrehfest zu halten. Ein Herausrutschen der ineinandergefügten Bauteile, nachdem die Stirnverzahnungen in der Endposition angeordnet sind, insbesondere ein versehentliches Auflösen der Endposition wird verhindert, selbst wenn die Antriebswelle, auf der die Gelenkglocke sitzt, losgelassen wird.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das zumindest eine Verrastungselement als eine Dichtlippe an einer Schnittstellendichtung, die zur Abdichtung der Kopplungsstelle zwischen der Radlagernabe und der Gelenkglocke dient, ausgebildet und dazu eingerichtet, um mit einer korrespondierend ausgebildeten Ausnehmung, z.B. eine Nut, an der Gelenkglocke zu verrasten. Ein solches Verrastungselement ist kostengünstig und einfach umsetzbar. Alternativ ist auch eine umgekehrte Ausführung denkbar, bei der die Schnittstellendichtung an der Gelenkglocke vorgesehen ist und die korrespondierend ausgebildete Ausnehmung an der Radlagernabe, insbesondere an einem Innenring des Radlagers, vorgesehen ist.
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Zusätzlich oder alternativ können mehrere Ausnehmungen in unterschiedlichem axialen Abstand zur Schnittstelle, also der Kopplungsstelle der beiden Stirnverzahnungen, vorgesehen sein. Durch die Vorsehung mehrerer Ausnehmungen ist es möglich, dass das Verrastungselement mit einer der Ausnehmungen verrastet, bevor die Endposition erreicht ist. So kann die Antriebswelle bzw. die Gelenkglocke losgelassen werden, ohne dass sie wieder herausfällt. Die Ausnehmungen sind dabei derart angeordnet, dass nur in der korrekten Endposition, also beim korrekten Ineinandergreifen der Stirnverzahnungen, durch das Verrasten des Verrastungselements mit einer der Ausnehmungen das Verspannen der Radlagernabe und der Gelenkglocke mit einem, vorzugsweise als Zentralschraube ausgeführten Befestigungsmittel möglich ist.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zusammenbauen einer erfindungsgemäßen Radlagereinheit, wobei das Verfahren die nachfolgenden Schritte umfasst: Ausrichten der Gelenkglocke zur Radlagernabe in Umfangsrichtung mittels Kopplung des ersten und des zweiten Zentrierelements; Einschieben der Gelenkglocke in die Radlagernabe; Erzeugen einer formschlüssigen Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Stirnverzahnung; und Befestigen der Radlagernabe an der Gelenkglocke mit einem, vorzugsweise als Zentralschraube ausgebildeten Befestigungsmittel.
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Gemäß einer Ausführungsform wird das Ausrichten der Gelenkglocke zur Radlagernabe in Umfangsrichtung durchgeführt, bevor die Stirnverzahnungen im Bereich der Schnittstellendichtung in Kontakt kommen. Die Montage wird so vereinfacht, da das Aufliegen der Schnittstellendichtung das Ausrichten in Umfangsrichtung durch relativ hohe Reibung erschwert.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine schematische Längsschnittansicht einer Radlagereinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 2a bis 2c verschiedene schematische Darstellungen eines als separates Einsetzelement ausgeführten ersten Zentrierelements in einer Ausführungsform der Erfindung;
- 3a bis 3c verschiedene schematische Darstellungen des als separates Einsetzelement ausgeführten ersten Zentrierelements in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
- 4 eine schematische Darstellung des als separates Einsetzelement ausgebildeten ersten Zentrierelements in einer weiteren Ausführungsform Erfindung in einer Vorderansicht;
- 5 eine schematische Darstellung des als separates Einsetzelement ausgebildeten ersten Zentrierelements in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in einer Vorderansicht;
- 6a eine schematische Halbschnittdarstellung eines Radlagers und dem ersten Zentrierelement im eingesetzten Zustand gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 6b eine schematische Halbschnittdarstellung des als separates Einsetzelement ausgebildeten ersten Zentrierelements in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
- 7a eine schematische Halbschnittdarstellung eines als separates Einsetzelement ausgebildeten zweiten Zentrierelements in einer Ausführungsform der Erfindung;
- 7b eine schematische Halbschnittdarstellung des als separates Einsetzelement ausgebildeten zweiten Zentrierelements in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
- 7c eine schematische Halbschnittdarstellung einer Gelenkglocke, wobei ein Bereich zum Anordnen des als separates Einsetzelement ausgebildeten zweiten Zentrierelements markiert ist;
- 8 eine schematische Halbschnittdarstellung des Radlagers mit einem integral einstückig ausgebildeten ersten Zentrierelement gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
- 9 eine schematische Halbschnittdarstellung der Gelenkglocke mit einem integral einstückig ausgebildeten zweiten Zentrierelement gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 10 eine schematische Halbschnittdarstellung der Radlagereinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
- 11 eine schematische Teilansicht des Radlagers und der Gelenkglocke gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in einer Halbschnittdarstellung; und
- 12 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Zusammenbauen einer Radlagereinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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1 zeigt eine Längsschnittansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Radlagereinheit 1 mit einem Radlager 2 und einer Gelenkglocke 3 einer Antriebswelle (nicht dargestellt) für ein Kraftfahrzeug. Das Radlagereinheit 2 umfasst eine Lageranordnung 4, hier beispielhaft als ein zweireihiges Schrägkugellager ausgeführt, und eine Radlagernabe 5.
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Über die Lageranordnung wird die Radlagernabe 5 an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs (nicht gezeigt) gelagert angeordnet. Die Radlagernabe 5 besitzt einen Radlagerflansch 6, welcher zur Anbindung an ein Rad des Kraftfahrzeugs (nicht gezeigt) dient. Ferner besitzt die Radlagernabe 5 eine erste Stirnverzahnung 7 (siehe auch 6a), die zur Drehmomentübertragung von der Antriebswelle auf das Rad des Kraftfahrzeugs mit einer zweiten Stirnverzahnung 8 (siehe auch 7c) der Gelenkglocke 3 in Eingriff steht. Zur Festlegung der Radlagernabe 5 und der Gelenkglocke 3 in axialer Richtung sind diese mittels einer Spannschraube 9, die hier als Zentralschraube ausgeführt ist, miteinander verspannt.
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Die Stirnverzahnungen 7, 8 stehen formschlüssig miteinander in Eingriff, d.h. die Zähne der ersten Stirnverzahnung 7 sind in sogenannten Zahnlücken der zweiten Stirnverzahnung 8 angeordnet und umgekehrt. Dabei ist erste Stirnverzahnung 7 der Radlagernabe 5 vorzugsweise mit spitzen Zähnen bzw. Zahnköpfen ausgebildet, wohingegen die zweite Stirnverzahnung 8 der Gelenkglocke 3 vorzugsweise abgeflachte Zähne bzw. Zahnköpfe aufweist. Der Bereich der miteinander in Eingriff stehenden Stirnverzahnungen 7, 8 wird auch als Füge- oder Schnittstellenbereich bezeichnet und ist von einer Dichtung, einer sogenannten Schnittstellendichtung, 10 in Umfangsrichtung im Wesentlichen vollständig bedeckt.
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Darüber hinaus weist die Radlagernabe 5 ein erstes Zentrierelement 11 auf, das in 1 schematisch angedeutet ist. Die Gelenkglocke 3 weist ein zweites Zentrierelement 12 (siehe 7a, 7b und 9) auf, welches in 1 nicht erkennbar ist. Die Zentrierelemente 11, 12 dienen dazu, eine Zahn-auf-Zahn-Stellung der Stirnverzahnungen 7, 8 beim Zusammenbauen der Radlagereinheit 1 zu vermeiden und die Radlagernabe 5 und die Gelenkglocke 3 beim Zusammenbauvorgang derart zueinander auszurichten, dass die Stirnverzahnungen 7, 8 formschlüssig ineinandergreifen. Wie in 1 schematisch dargestellt, ist das erste Zentrierelement 11 an einem Innendurchmesser der Radlagernabe 5 angeordnet, in den die Gelenkglocke 3 zumindest teilweise hineinragt. Das zweite Zentrierelement 12 ist an dem in den Innendurchmesser hineinragenden Bereich der Gelenkglocke 3 angeordnet (siehe auch 7a bis 7c). Die Zentrierelemente 11, 12 werden nachfolgend näher erläutert.
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2a bis 2c zeigen das erste Zentrierelement 11 gemäß einer Ausführungsform, wobei 2a eine perspektivische Ansicht, 2b eine Vorderansicht und 2c eine Schnittansicht des Schnitts 2c-2c in 2b zeigen. Das erste Zentrierelement 11 gemäß dieser Ausführungsform ist als ein separates Einsetzelement ausgebildet, das topfförmig ausgebildet ist und an einer im Wesentlichen kreisförmigen Oberfläche 13 einen Innensechskant 14 aufweist. Statt eines Innensechskants sind auch andere Innenvielkantformen möglich.
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So zeigen 3a bis 3c eine weitere Ausführungsform des als ein separates Einsetzelement ausgebildeten ersten Zentrierelements 11, das ebenfalls topfförmig ist, und ein stern- bzw. sonnenartigen Innenvielkant 15 besitzt. Für das erste Zentrierelement 11 sind jegliche Innenvielkantformen denkbar, solange der Innenvielkant ein ganzzahliger Teiler der Zähnezahl der Stirnverzahnungen 7, 8 ist. Neben dem Innenvielkant ist auch ein Innenvielrund, wie bspw. ein Innensechsrund 16 (siehe 4) oder ein Innenkeilprofil 17, wie beispielhaft in 5 abgebildet, möglich. Nachfolgend ist das Innenkeilprofil 17 in dem Begriff Innenvielrund miteingeschlossen.
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6a und 6b zeigen zwei beispielhafte Ausführungsformen des als separates Einsetzelement ausgebildeten ersten Zentrierelements 11, wobei 6a beispielhaft den Zustand darstellt, in dem das als separates Einsetzelement ausgebildete Zentrierelement 11 in der Radlagernabe 5 eingesetzt ist.
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In 6a ist das als separate Einsetzelement ausgebildete erste Zentrierelement 11, wie vorstehend beschrieben, topfförmig ausgebildet. 6b zeigt eine weitere Ausführungsform des als separates Einsetzelement ausgebildeten Zentrierelements 11, das ringartig ausgebildet ist und eine als Einführelement dienende Fase 18 besitzt. Das erste Zentrierelement 11 kann aus einem Blech oder einem Kunststoff geformt sein, wobei das in 6a gezeigte, topfförmig ausgebildete, erste Zentrierelement 11 vorzugsweise aus einem Blech geformt ist und das in 6b dargestellte, ringartig ausgebildete, erste Zentrierelement 11 vorzugsweise aus einem Kunststoff geformt ist. Der Begriff Kunststoff umfasst hierbei auch Kunststoffgemische sowie faserverstärkte Kunststoffe.
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Das als separates Einsetzelement ausgebildete erste Zentrierelement 11 ist im zusammengebauten Zustand der Radlagereinheit 1 mit der Radlagernabe 5 dreh- und axialfest gekoppelt. Diese Kopplung kann bspw. formschlüssig, stoffschlüssig, kohäsiv oder adhäsiv, oder aus einer möglichen Kombination der vorgenannten ausgeführt sein. Insbesondere ist eine Presspassung denkbar.
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7a und 7b zeigen Ausführungsformen für das als separates Einsetzelement ausgebildete zweite Zentrierelement 12, das im zusammengebauten Zustand der Radlagereinheit 1 an der Gelenkglocke 3, wie schematisch in 7c markiert, angeordnet ist. Das zweite Zentrierelement 12 besitzt einen Außenvielkant bzw. einen Außenvielrund, der korrespondierend zu dem jeweiligen Innenvielkant des ersten Zentrierelements 11 ausgebildet ist. 7a zeigt eine beispielhafte Ausführungsform, die einen offenes bzw. Hohlprofil aufweist und vorzugsweise aus einem Blech geformt ist. 7b zeigt eine andere Ausführungsform, die ein Vollprofil besitzt und eine als Einführelement dienende Fase 19 besitzt. Beim Zusammenbau der Radlagereinheit 1, insbesondere beim Zusammenfügen der Radlagernabe 5 und der Gelenkglocke 3 kann die Fase 19 des zweiten Zentrierelements 12 gemäß der in 7b gezeigten Ausführungsform mit der Fase 18 des ersten Zentrierelements 11 gemäß der in 6b gezeigten Ausführungsform wechselwirken und dadurch eine Zentrierung der beiden Bauelemente 3, 5, also eine fluchten Ausrichtung der Rotationsachsen R1, R2 der Radlagernabe 5 und der Gelenkglocke 3 bewirken.
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8 zeigt eine Ausführungsform, in der das erste Zentrierelement 11 integral einstückig mit der Radlagernabe 5 ausgebildet ist. Dabei kann das erste Zentrierelement 11 spanend oder spanlos an der Radlagernabe 5 gefertigt werden, bspw. mittels Einschmieden, Räumen, Pressen oder (Schlag-) Drehen. Das integral einstückig ausgebildete erste Zentrierelement 11 weist einen Innenvielkant oder ein Innenvielrund, wie vorstehend mit Bezug auf 2 bis 5 beschrieben, auf und ist in 8 beispielhaft als ein Innenachtkant 20 ausgebildet. Das integral einstückig ausgebildete erste Zentrierelement 11 ist üblicherweise aus dem gleichen Material geformt wie die Radlagernabe 5.
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9 zeigt die Gelenkglocke 3 in einer Ausführungsform mit einem integral einstückig ausgebildeten zweiten Zentrierelement 12, das beispielhaft als ein Außenachtkant 21 ausgebildet ist. Zur Verdeutlichung der Form des zweiten Zentrierelements 12 ist dieses in 9 nicht geschnitten dargestellt, wohingegen die Gelenkglocke 3 in Schnittansicht gezeigt ist.
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Unabhängig davon, ob die Zentrierelemente 11, 12 integral einstückig oder als separate Einsetzelemente ausgebildet sind, muss das Vielkantprofil bzw. das Vielrundprofil korrespondierend zu der jeweiligen Stirnverzahnung 7, 8 derart ausgerichtet sein, dass beim Zusammenfügen der Radlagernabe 5 und der Gelenkglocke 3, sich die beiden Stirnverzahnungen 7, 8 bzw. die Radlagernabe 5 und die Gelenkglocke 3 in die richtige Position zueinander drehen. Dadurch wird eine Zahn-auf-Zahn-Stellung der Stirnverzahnungen 7, 8 vermieden. Darüber hinaus sind das erste und das zweite Zentrierelement 11, 12 sozusagen vorgelagert angeordnet, d.h., dass das erste Zentrierelement 11 und das zweite Zentrierelement 12 miteinander in Eingriff sind, bevor die Stirnverzahnungen 7, 8 miteinander in Eingriff sind. Man kann also sagen, dass die Zentrierelemente 11, 12 eine Vorausrichtung der Stirnverzahnungen 7, 8 bewirken.
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10 und 11 zeigen eine weitere Ausführungsform, die das korrekte Ausrichten der Stirnverzahnungen 7, 8 in Umfangsrichtung zueinander bewirkt, die sowohl zusätzlich zu den oben beschriebenen Ausführungsformen der miteinander in Wechselwirkung stehenden ersten und zweiten Zentrierelemente 11, 12 oder alternativ zu diesen vorgesehen sein kann. In den in 10 und 11 dargestellten Ausführungsformen ist ein Verrastungselement 22 vorgesehen, das beispielhaft als eine an der Schnittstelldichtung 10 ausgebildete Dichtlippe 23 ausgebildet ist. Die Dichtlippe 23 ist dabei vorzugsweise als eine Rastnase oder ein Rasthaken geformt, die in eine korrespondierend ausgebildete Ausnehmung 24 verrastet.
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10 zeigt eine Ausführungsform, in der die Schnittstellendichtung 10 an dem Radlager 2, beispielhaft an einem Innenring 25 der Lageranordnung 4, angeordnet ist und in die Ausnehmung 24, die an der Gelenkglocke ausgebildet ist, verrastet. Das Verrastungselement 22, also die Dichtlippe 23 und die Ausnehmung 24 sind dabei derart angeordnet, dass das Verrastungselement 22 nur mit der Ausnehmung 24 verrasten kann, wenn sich die Stirnverzahnungen 7, 8 in der korrekten Position zueinander befinden. Ist das Verrastungselement 22 mit der Ausnehmung 24 verrastet, kann die Radlagernabe 5 und/oder die Gelenkglocke 3 losgelassen werden, ohne dass die beiden Bauteile wieder auseinanderfallen. Dies bedeutet im Umkehrschluss, dass, wenn sich die Stirnverzahnungen 7, 8 nicht in der korrekten Position zueinander befinden, das Verrastungselement 22 nicht mit der Ausnehmung 24 verrastet und die beiden Bauteile 3, 5 auseinanderfallen würden, sofern man zumindest eines davon loslässt. Das Verrastungselement 22 kann auch an der Gelenkglocke 3 angeordnet sein und die korrespondierende Ausnehmung 24 kann an dem Radlager 2 ausgebildet sein, wie bspw. in 11 dargestellt. Die Ausnehmung 24 bspw. als eine Nut oder eine Rille ausgebildet sein und bildet einen Vorsprung oder einen Überstand aus, der von dem Verrastungselement 22 hintergriffen werden kann.
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11 zeigt eine Ausführungsform, in der die Schnittstellendichtung 10 an der Gelenkglocke 3 angeordnet ist und die Ausnehmung 24 an dem Innenring 25 der Lageranordnung 4 des Radlagers 2 ausgebildet ist. Ferner sind weitere Ausnehmungen 26 an dem Innenring 25 vorgesehen, die in Axialrichtung gesehen näher an der ersten Stirnverzahnung 11 der Radlagernabe 5 angeordnet sind als die Ausnehmung 24. Die Ausnehmungen 26 ermöglichen eine Verrastung derart, dass die Radlagernabe 5 und die Gelenkglocke 3 beim Loslassen zumindest eines der beiden Bauteile 3, 5 nicht wieder auseinanderfallen. Die Ausnehmungen 24, 26 sind dabei in axialer Richtung derart angeordnet, dass ein Verspannen der Radlagernabe 5 und der Gelenkglocke 3 mittels der Spannschraube 9 (siehe 1) nur dann möglich ist, wenn das Verrastungselement 22 mit der Ausnehmung 24 verrastet ist. Befindet sich das Verrastungselement 22 im Eingriff mit einer der Ausnehmungen 26 ist der axiale Abstand zwischen der Radlagernabe 5 und der Gelenkglocke 3 so groß, dass ein Eingriff der Spannschraube 9 mit der Gelenkglocke 3 nicht möglich ist. Dadurch ist sichergestellt, dass die Radlagernabe 5 und die Gelenkglocke 3 nur miteinander verspannt werden können, wenn sich die Stirnverzahnungen 7, 8 in der korrekten Position zueinander befinden.
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12 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Zusammenbauen der Radlagereinheit 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. In einem ersten Schritt S1 werden die Gelenkglocke 3 und die Radlagernabe 5 in Umfangsrichtung zueinander ausgerichtet, indem das erste Zentrierelement 11 und das zweite Zentrierelement 12 miteinander gekoppelt werden. In einem Schritt S2 wird die Gelenkglocke 3 in axialer Richtung in die Radlagernabe 5 eingeschoben bis eine formschlüssige Verbindung zwischen der ersten Stirnverzahnung 7 und der zweiten Stirnverzahnung 8 erzeugt ist (Schritt S3). Anschließend wird in einem Schritt S4 die Radlagernabe 5 mit einem Befestigungsmittel, bspw. mit der Spannschraube 9, an der Gelenkglocke 3 befestigt. Dabei werden die Radlagernabe 5 und die Gelenkglocke 3 so gegeneinander verspannt, dass die formschlüssige Verbindung der Stirnverzahnungen 7, 8 eine Drehmomentübertragung zwischen der Radlagernabe 5 und der Gelenkglocke 3 ermöglicht.
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Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen. Es sind vielmehr auch Abwandlungen denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Radlagereinheit
- 2
- Radlager
- 3
- Gelenkglocke
- 4
- Lageranordnung
- 5
- Radlagernabe
- 6
- Radlagerflansch
- 7
- erste Stirnverzahnung
- 8
- zweite Stirnverzahnung
- 9
- Spannschraube
- 10
- Schnittstellendichtung
- 11
- erstes Zentrierelement
- 12
- zweites Zentrierelement
- 13
- Oberfläche
- 14
- Innensechskant
- 15
- sternförmiger Innenvielkant
- 16
- Innensechsrund
- 17
- Innenkeilprofil
- 18
- Fase
- 19
- Fase
- 20
- Innenachtkant
- 21
- Außenachtkant
- 22
- Verrastungselement
- 23
- Dichtlippe
- 24
- Ausnehmung
- 25
- Innenring
- R1, R2
- Rotationsachse
- S1 bis S4
- Verfahrensschritt
