DE102021208490A1 - Baugruppe mit einer Radnabe und einem Gleichlaufgelenk - Google Patents

Baugruppe mit einer Radnabe und einem Gleichlaufgelenk Download PDF

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Abstract

Baugruppe (1) mit einer Radnabe (2) und einem Gleichlaufgelenk, das eine Glocke (4) aufweist, wobei die Radnabe (2) mit der Glocke (4) durch Reibschweißen verbunden ist.

Description

  • Vorliegende Erfindung betrifft Baugruppe mit einer Radnabe und einem Gleichlaufgelenk gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
  • In der Regel sind die bekannten Gleichlaufgelenke für Radnaben mit einem Achsschenkel der Radnabe drehfest verbunden, wobei verschiedene Verbindungsarten eingesetzt werden können. Beispielsweise können radiale und/oder axiale Verzahnungen bzw. Zahnwellenverbindungen verwendet werden, die mit Hilfe von Muttern gesichert sind.
  • Allerdings nehmen bei diesen bekannten Verbindungsarten zum einen die Zahnwellenverbindungen und zum anderen die Sicherungsmuttern einen Raum ein, so dass mögliche Platzeinsparungen für die Baugruppe aus Radnabe und Gleichlaufgelenk durch die Anwesenheit der Zahnwellenverbindungen und der Sicherungsmutter begrenzt sind. Zusätzlich stellen die Zahnwellenverbindungen und Sicherungsmuttern weitere Komponenten dar, deren Montage Zeit und Kosten verursacht. Weiterhin trägt jedes zusätzliche Element, das verbaut wird, zu dem Gesamtgewicht der Baugruppe bei.
  • Es ist deshalb Aufgabe vorliegender Erfindung, eine Baugruppe aus einer Radnabe und einem Gleichlaufgelenk bereitzustellen, die leichter, kleiner und günstiger herzustellen ist.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Baugruppe mit einer Radnabe und einem Gleichlaufgelenk gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
  • Im Folgenden wird eine Baugruppe mit einer Radnabe und einem Gleichlaufgelenk, das eine Glocke aufweist, vorgeschlagen. Bevorzugt sind die Radnabe und/oder die Glocke hohl, so dass die gesamte Baugruppe weniger Gewicht hat.
  • Um sowohl die Kosten für die Herstellung zu reduzieren als auch die Baugruppe platzsparender und leichter zu gestalten, ist die Radnabe mit der Glocke durch Reibschweißen verbunden. Ferner hat Reibschweißen den Vorteil, dass eine sogenannte Wärmeeinflusszone deutlich kleiner ist als bei anderen Schweißverfahren, und dass es nicht zur Bildung von Schmelze in der Fügezone kommt.
  • Unter Reibschweißen wird ein Schweißverfahren verstanden, bei dem zwei Teile unter Druck relativ zueinander bewegt werden, wobei sich die Teile an den Kontaktflächen berühren. Durch die entstehende Reibung kommt es zur Erwärmung und Plastifizierung des Materials. Es entsteht ein sehr feinkörniges Gefüge mit sehr guten Festigkeitseigenschaften der Verbindungsstelle. Es können eine Vielzahl von Werkstoffen, wie beispielsweise Aluminium mit Stahl, miteinander verschweißt werden. Auch die Verbindung von metallischen Werkstoffen, die keine Legierungen miteinander eingehen, ist vielfach möglich.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Baugruppe ferner eine Wälzlagereinheit mit zumindest zwei Reihen von Wälzkörpern auf, wobei die Radnabe als Innenring für die Wälzlagereinheit ausgebildet ist und zumindest eine erste Innenlaufbahn für eine Reihe der Wälzkörper aufweist, wobei die Glocke als Innenring für die Wälzlagereinheit ausgebildet ist und eine zweite Innenlaufbahn für eine zweite Reihe der Wälzkörper aufweist. Dies ermöglicht die Anzahl der Komponenten zu reduzieren, da auf ein separates Innenringelement zwischen der Radnabe und der Glocke verzichtet werden kann.
  • Ferner kann entweder die Glocke oder die Radnabe eine axiale Auskragung aufweisen, die sich zu dem jeweils anderen Bauteil, d.h. der Radnabe bzw. Glocke, erstreckt, und wobei das andere Bauteil eine entsprechende Ausnehmung aufweisen kann, so dass in einem Zustand, bei dem die Glocke und die Radnabe verbunden sind, die Auskragung in der Ausnehmung aufgenommen ist. Bevorzugt ist die Auskragung dazu ausgelegt, eine Reibschweißzone in der radialen Richtung abzuschirmen, so dass vorteilhafterweise ein Funken- und/oder Materialauswurf, der beim Reibschweißen entstehen kann, von den Laufbahnen der Wälzlagereinheit ferngehalten wird. Außerdem kann eine Tiefe der Ausnehmung und/oder eine Länge der Auskragung derart ausgelegt sein, dass sie eine vorgegebene Lagerluft bzw. Vorspannung der Wälzlagereinheit bestimmen. Dadurch kann die Vorspannung der Wälzlagereinheit einfach eingestellt werden.
  • Weiterhin kann an der Radnabe oder der Glocke eine Dichtungsanordnung für das Gleichlaufgelenk angeordnet sein. Insbesondere kann die Dichtungsanordnung zum Abdichten des Gleichlaufgelenks bzw. zum Abgrenzen des Gleichlaufgelenks zum Innenraum der Radnabe ausgelegt sein. Bevorzugt ist die Dichtungsanordnung aus Kunststoff und/oder Metall hergestellt.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Herstellen der voranstehend beschriebenen Baugruppe vorgeschlagen, wobei das Verfahren ein Verbinden der Radnabe mit der Glocke durch Reibschweißen aufweist.
  • Bevorzugt umfasst das Verfahren ein Einstellen der Vorspannung der Wälzlagereinheit während des Reibschweißens.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen sind in der Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen angegeben. Dabei sind insbesondere die in der Beschreibung und in den Zeichnungen angegebenen Kombinationen der Merkmale rein exemplarisch, so dass die Merkmale auch einzeln oder anders kombiniert vorliegen können.
  • Im Folgenden soll die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Dabei sind die Ausführungsbeispiele und die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Kombinationen rein exemplarisch und sollen nicht den Schutzbereich der Erfindung festlegen. Dieser wird allein durch die anhängigen Ansprüche definiert.
  • Es zeigen:
    • 1: eine Baugruppe gemäß einer ersten Ausführungsform,
    • 2 ein Detail der Baugruppe der 1, und
    • 3 ein Detail einer Baugruppe gemäß einer zweiten Ausführungsform.
  • Im Folgenden werden gleiche oder funktionell gleichwirkende Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • 1 zeigt eine Baugruppe 1 gemäß einer ersten Ausführungsform mit einer Radnabe 2 und einem Gleichlaufgelenk (nur teilweise gezeigt), das eine Glocke 4 aufweist. 2 zeigt ein Detail X der Baugruppe in einem größeren Maßstab. Bevorzugt sind die Radnabe 2 und die Glocke 4 hohl, so dass die gesamte Baugruppe 1 leichtgewichtiger ist. Die Radnabe 2 ist mit der Glocke 4 durch Reibschweißen verbunden.
  • Die Baugruppe 1 weist ferner eine Wälzlagereinheit (nicht gezeigt) mit zumindest zwei Reihen von Wälzkörpern (nicht gezeigt) auf, wobei die Radnabe 2 als Innenring für die Wälzlagereinheit ausgebildet ist und zumindest eine erste Innenlaufbahn 8 für eine Reihe der Wälzkörper aufweist, und die Glocke 4 als Innenring für die Wälzlagereinheit ausgebildet ist und eine zweite Innenlaufbahn 9 für eine zweite Reihe der Wälzkörper aufweist.
  • Weiterhin ist an der Glocke 4 eine Dichtungsanordnung 10 für das Gleichlaufgelenk angeordnet, wobei die Dichtungsanordnung 10 zum Abdichten des Gleichlaufgelenks bzw. zum Abgrenzen des Gleichlaufgelenks zum Innenraum der Radnabe 2 ausgelegt ist. Die Dichtungsanordnung 10 ist bevorzugt aus Kunststoff und/oder Metall hergestellt. Alternativ kann die Dichtungsanordnung 10 auch an der Radnabe 2 angeordnet sein.
  • 3 zeigt einen Ausschnitt einer Baugruppe 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Im Vergleich zu der ersten Ausführungsform, die in den 1 und 2 gezeigt ist, weist die Baugruppe 1 der 3 zusätzliche eine axiale Auskragung 12 auf, die an der Radnabe 2 ausgebildet ist und sich in Richtung der Glocke 4 erstreckt. Weiterhin ist an der Glocke 4 eine Ausnehmung 14 vorgesehen, die dazu ausgelegt ist, die Auskragung 12 zumindest teilweise aufzunehmen. Alternativ ist es auch möglich, die Auskragung 12 an der Glocke 4 und die Ausnehmung 14 an der Radnabe 2 vorzusehen.
  • Insbesondere ist die Auskragung 12 derart ausgebildet, dass in einem Zustand, bei dem die Glocke 4 und die Radnabe 2 nach dem Reibschweißen verbunden sind, die Auskragung 12 in der Ausnehmung 14 aufgenommen ist. Beispielsweise ist die Auskragung 12 dazu ausgelegt, eine Reibschweißzone 16 in der radialen Richtung abzuschirmen, so dass ein Funken- und/oder Materialauswurf, der beim Reibschweißen entstehen kann, von den Laufbahnen 8, 9 der Wälzlagereinheit ferngehalten wird.
  • Ferner ist eine Tiefe t der Ausnehmung 14 und eine Länge 1 der Auskragung 12 dazu ausgelegt, eine vorgegebene Lagerluft bzw. Vorspannung der Wälzlagereinheit zu bestimmen, so dass die Lagerluft bzw. Vorspannung der Wälzlagereinheit während des Reibschwei-ßens eingestellt werden kann.
  • Zusammenfassend wird eine Baugruppe aus einer Radnabe 2 und einer Glocke 4 eines Gleichlaufgelenks bereitgestellt, bei der die Radnabe 2 und die Glocke über Reibschwei-ßen miteinander verbunden sind. Dadurch kann auf Zahnwellenverbindungen und Sicherungsmuttern zum Verbinden der Radnabe und der Glocke verzichtet werden, wodurch bei der Baugruppe Gewicht eingespart werden kann, und zusätzlicher Bauraum, der bisher von den Zahnwellenverbindungen und Sicherungsmuttern eingenommen wird, frei wird. Zusätzlich kann die Glocke 4 und/oder die Radnabe 2 hohl ausgebildet sein, sodass zusätzlich Gewicht eingespart werden kann.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Baugruppe
    2
    Radnabe
    4
    Glocke
    8, 9
    Innenlaufbahn
    10
    Dichtungsanordnung
    12
    Auskragung
    14
    Ausnehmung
    16
    Reibschweißzone
    t
    Tiefe
    1
    Länge

Claims (10)

  1. Baugruppe (1) mit einer Radnabe (2) und einem Gleichlaufgelenk, das eine Glocke (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Radnabe (2) mit der Glocke (4) durch Reibschweißen verbunden ist.
  2. Baugruppe (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Baugruppe (1) ferner eine Wälzlagereinheit mit zumindest zwei Reihen von Wälzkörpern aufweist, wobei die Radnabe (2) als Innenring für die Wälzlagereinheit ausgebildet ist und zumindest eine erste Innenlaufbahn (8) für eine Reihe der Wälzkörper aufweist, und wobei die Glocke (4) als Innenring für die Wälzlagereinheit ausgebildet ist und eine zweite Innenlaufbahn (9) für eine zweite Reihe der Wälzkörper aufweist.
  3. Baugruppe (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei entweder die Glocke(4) oder die Radnabe(2) eine axiale Auskragung aufweist, die sich zu dem jeweils anderen Bauteil erstreckt, und das jeweils andere Bauteil eine Ausnehmung (14) aufweist, so dass in einem Zustand, bei dem die Glocke(4) und die Radnabe (2) verbunden sind, die Auskragung(12) in der Ausnehmung (14) aufgenommen ist.
  4. Baugruppe (1) gemäß Anspruch 3, wobei die Auskragung (12) dazu ausgelegt ist, eine Reibschweißzone (16) in der radialen Richtung abzuschirmen.
  5. Baugruppe (1) gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei eine Tiefe (t) der Ausnehmung (12) und/oder eine Länge (1) der Auskragung (14) eine vorgegebene Vorspannung der Wälzlagereinheit bestimmen.
  6. Baugruppe (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Radnabe (2) und/oder die Glocke (4) hohl sind.
  7. Baugruppe (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei an der Radnabe (2) oder der Glocke (4) eine Dichtungsanordnung (10) für das Gleichlaufgelenk angeordnet ist.
  8. Baugruppe (1) gemäß Anspruch 7, wobei die Dichtungsanordnung (10) aus Kunststoff und/oder Metall hergestellt ist.
  9. Verfahren zum Herstellen einer Baugruppe (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Verfahren aufweist: Verbinden der Radnabe (2) mit der Glocke (4) durch Reibschweißen.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei das Verfahren ferner ein Einstellen der Vorspannung der Wälzlagereinheit beim Reibschweißen aufweist.
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