DE102022120016B3

DE102022120016B3 - Radträgervorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit geteiltem Lagerinnenring

Info

Publication number: DE102022120016B3
Application number: DE102022120016.7A
Authority: DE
Inventors: Daniel Winkler; Achim Schulz; Phillip Aaron Grabowski; Maximilian Paul Mahlberg; Andreas HIGLE
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2022-08-09
Filing date: 2022-08-09
Publication date: 2023-08-03
Anticipated expiration: 2042-08-10
Also published as: GB202311922D0; US20240051337A1; CN117584665A; GB2621478A

Abstract

Radträgervorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer Radnabe (20), an welcher ein Fahrzeugrad befestigbar ist, einer Gelenkvorrichtung (30) zur Drehmomentübertragung, welche ein Gelenkgehäuse (32) und ein mit dem Gelenkgehäuse (32) wirkverbundenes Gelenkantriebselement (36) aufweist, wobei das Gelenkgehäuse (32) koaxial zur Radnabe (20) angeordnet ist und mit der Radnabe (20) drehfest verbunden ist, einem Radträger (40), an welchem die Radnabe (20) und das Gelenkgehäuse (32) über ein Radlager (50) drehbar gelagert sind, wobei das Radlager (50) einen am Radträger (40) befestigten Lageraußenring (52), einen in Axialrichtung geteilten Lagerinnenring (54) und mehrere, radial zwischen dem Lagerinnenring (54) und dem Lageraußenring (52) angeordnete Wälzkörper (56) aufweist, wobeider geteilte Lagerinnenring (54) ein erstes Lagerinnenringelement (58) und ein zweites Lagerinnenringelement (60) aufweist, wobei das erste Lagerinnenringelement (58) einstückig mit der Radnabe (20) hergestellt ist und das zweite Lagerinnenringelement (60) einstückig mit dem Gelenkgehäuse (32) hergestellt ist, und wobei das Gelenkgehäuse (32) derart axial an der Radnabe (20) befestigbar ist, dass der axiale Abstand (A) zwischen den beiden Lagerinnenringelementen (58, 60) und die Vorspannung des Radlagers (50) einstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Radträgervorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer Radnabe, an welcher ein Fahrzeugrad befestigbar ist, einer Gelenkvorrichtung zur Drehmomentübertragung, welche ein Gelenkgehäuse und ein mit dem Gelenkgehäuse wirkverbundenes Gelenkantriebselement aufweist, wobei das Gelenkgehäuse koaxial zur Radnabe angeordnet ist und mit der Radnabe drehfest verbunden ist, einem Radträger, an welchem die Radnabe und das Gehäuse über ein Radlager drehbar gelagert ist, wobei das Radlager einen am Radträger befestigten Lageraußenring, einen in Axialrichtung geteilten Lagerinnenring und mehrere, radial zwischen dem Lagerinnenring und dem Lageraußenring angeordnete Wälzkörper aufweist.
Derartige Radträgervorrichtungen sind allgemein bekannt. Hierbei wird eine ein Fahrzeugrad aufnehmende Radnabe mittels eines ein- oder zweireihigen Wälzlagers, d.h. Radlagers, drehbar an einem Radträger aufgenommen. Je nach Ausbildung des Wälzlagers kann die Radnabe vollständig oder einen Teil eines Lagerinnenrings bilden, während der Lageraußenring drehfest mit dem Radträger verbunden ist. Beispielsweise weisen zweireihige Radlager eine erste Lauffläche auf der Radnabe und eine zweite Lauffläche auf einem weiteren, separaten Lagerinnenring auf, wobei der Lagerinnenring nach dem Einbringen der Wälzkörper der ersten Wälzreihe und des Außenlagerrings auf die Radnabe aufgezogen und eingerollt wird. Eine derartige Ausführung einer Radträgervorrichtung offenbart beispielsweise die DE 10 2013 220 323 A1 .
Zum Antrieb der Radnabe ist die Radnabe üblicherweise über eine Gelenkvorrichtung zur Drehmomentübertragung mit einer Seitenwelle bzw. einer Antriebswelle drehmomentübertragend verbunden. Eine derartige Ausführung der Radträgervorrichtung ist beispielsweise in der DE 10 2009 051 930 A1 offenbart. Hierbei ist ein erstes Lagerinnenringelement durch die Radnabe gebildet und ein zweites Lagerinnenringelement ist an der Radnabe befestigt. Das erste Lagerinnenringelement ist mit der Radnabe einstückig hergestellt. Auch in der DE 10 2019 128 622 B4 , in der DE 10 2018 121 087 A1 und in der DE 10 2006 033 116 A1 sind geteilte Lagerinnenringe offenbart, wobei ein erstes Lagerinnenringelement einstückig mit der Radnabe hergestellt ist. Alternativ offenbart auch die DE 36 20 003 A1 eine Radträgervorrichtung, wobei beide Lagerinnenringelemente des Radlagers separat ausgeführt sind und auf einen Abschnitt der Radnabe aufgeschoben sind, wobei die Vorspannung des Radlagers durch ein Verschrauben eines Gelenkgehäuses mit der Radnabe eingestellt wird.
Nachteilig an den beschriebenen Ausführungen der Radträgervorrichtungen ist, dass der Herstellungsaufwand und der Montageaufwand relativ hoch sind.
Die Aufgabe der Erfindung ist damit, eine Radträgervorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welche einfach und kostengünstig hergestellt und montiert werden kann. Außerdem soll das Gewicht der Radträgervorrichtung reduziert werden.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Dadurch, dass der geteilte Lagerinnenring ein erstes Lagerinnenringelement und ein zweites Lagerinnenringelement aufweist, wobei das erste Lagerinnenringelement einstückig mit der Radnabe hergestellt ist und das zweite Lagerinnenringelement einstückig mit dem Gelenkgehäuse hergestellt ist, und wobei das Gelenkgehäuse derart axial an der Radnabe befestigbar ist, dass der axiale Abstand zwischen den beiden Lagerinnenringelemente und die Vorspannung des Radlagers einstellbar ist, kann der Montage- und Herstellungsaufwand reduziert werden, wobei beide Lagerinnenringelemente durch einen bereits vorhandenen Herstellungsprozess, d.h. das erste Lagerinnenringelement durch die Herstellung der Radnabe und das zweite Lagerinnenringelement durch die Herstellung des Gelenkgehäuses, mithergestellt werden kann und damit keine zusätzlichen, separaten Herstellungsprozesse und Montageprozesse zur Herstellung und Montage der Lagerinnenringelemente erforderlich sind. Außerdem kann das Gewicht der Radträgervorrichtung durch die Integration von mehreren Funktionen in weniger Bauteilen reduziert werden.
Vorzugsweise ist das Gelenkgehäuse mit einem Befestigungsabschnitt in eine Durchgangsöffnung der Radnabe eingesteckt, wobei das Gelenkgehäuse in Drehrichtung formschlüssig mit der Radnabe verbunden ist, und wobei jeweils eine den Formschluss bildende Formschlussgeometrie an einer Außenumfangsfläche des in die Durchgangsöffnung der Radnabe hineinragenden Befestigungsabschnitts des Gelenkgehäuses und an einer Innenumfangsfläche der Durchgangsöffnung der Radnabe ausgebildet ist. Dadurch kann das Gelenkgehäuse zuverlässig mit der Radnabe verbunden werden, wobei über einen relativ langen Axialabschnitt der Formschluss gebildet werden kann. Die formschlüssige Verbindung ist beispielsweise eine Passverzahnung, eine Polygonverbindung oder eine Zykloidverbindung.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ragt der Befestigungsabschnitt radnabenseitig aus der Durchgangsöffnung der Radnabe und weist einen Wälznietbund auf, derart, dass das Gelenkgehäuse über den Wälznietbund axial an der Radnabe befestigt ist. Dadurch kann das Gelenkgehäuse einfach und ohne zusätzliche Verbindungskomponenten mit der Radnabe axial verbunden werden. Hierbei wird bei der Montage der Radträgervorrichtung der Befestigungsabschnitt des Gelenkgehäuses in die zentrale Durchgangsöffnung der Radnabe eingesteckt und das freie aus der Durchgangsöffnung radnabenseitig herausragende Ende nach außen umgewälzt. Entscheidend ist, dass das Gelenkgehäuse derart vor dem Umwälzen axial positioniert wird, dass eine vordefinierte Vorspannung des Radlagers durch die Positionierung des Gelenkgehäuses relativ zur Radnabe eingestellt wird. Damit wird durch die Befestigung des Gelenkgehäuse automatisch die Lagerspannung eingestellt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Lageraußenring des Radlagers mit dem Radträger verschraubt. Vorzugsweise weist der Lageraußenring des Radlagers einen Radialvorsprung auf, welcher axial an dem Radträger anliegt und mit dem Radträger verschraubt ist. Dadurch kann der Lageraußenring einfach am Radträger befestigt werden.
Damit wird eine Radträgervorrichtung bereitgestellt, welche einfach und kostengünstig hergestellt und montiert werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.
Die Figur zeigt schematisch eine Radträgervorrichtung für ein Kraftfahrzeug im Querschnitt.
Die Figur zeigt eine Radträgervorrichtung 10, wobei über eine derartige Radträgervorrichtung 10 jedes angetriebene Fahrzeugrad eines Kraftfahrzeugs gelagert wird.
Die Radträgervorrichtung 10 weist eine Radnabe 20 auf, welche mehrere, in Umfangsrichtung verteilte Durchgangsöffnungen 22 zum Befestigen des Fahrzeugrads aufweist. Die Durchgangsöffnungen 22 weist insbesondere ein Innengewinde auf, in welche jeweils eine durch eine an einer Felge eines Fahrzeugrades vorgesehene Öffnung durchgesteckte Schraube einschraubbar ist.
Die Radträgervorrichtung 10 weist weiterhin einen Radträger 40 und eine Gelenkvorrichtung 30 zur Drehmomentübertragung auf. Die Gelenkvorrichtung 30 zur Drehmomentübertragung weist ein Gelenkgehäuse 32 und ein über eine Übertragungsvorrichtung 34 drehmomentübertragend verbundenes Gelenkantriebselement 36 auf. Die Übertragungsvorrichtung 34 umfasst mehrere, in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Kugeln 38, welche durch einen Käfig gehalten sind und in jeweils einer Rille des Gelenkgehäuses 32 und des Gelenkantriebselements 36 angeordnet sind. Das Gelenkantriebselement 36 ist mit einer Antriebswelle 12 zum Antrieb des Fahrzeugrades drehfest verbunden. Weiterhin ist das Gelenkgehäuse 32 in Rotationsrichtung formschlüssig mit der Radnabe 20 verbunden. Dabei weist das Gelenkgehäuse 32 einen Befestigungsabschnitt 62 auf, welcher in eine Durchgangsöffnung 64 der Radnabe 20 eingreift, wobei an einer Außenumfangsfläche des Befestigungsabschnitts 62 und an einer Innenumfangsfläche der Durchgangsöffnung 64 jeweils zueinander komplementäre Formschlussgeometrien eines Formschlusses 66, insbesondere eine Innenverzahnung und eine Außenverzahnung, vorgesehen sind. Die Durchgangsöffnung 64 ist an einer der Gelenkvorrichtung 30 abgewandten Seite mit einem Deckel 24 verschlossen, welcher auch lösbar ausgeführt sein kann.
Das Gelenkgehäuse 32 sowie die Radnabe 20 sind über ein Radlager 50 drehbar an dem Radträger 40 gelagert, wobei das Radlager 50 als ein zweireihiges Kugellager ausgeführt ist. Das Radlager 50 weist einen Lageraußenring 52, einen Lagerinnenring 54 und mehrere zwischen dem Lageraußenring 52 und dem Lagerinnenring 54 angeordnete Wälzkörper 56, insbesondere Kugeln, auf.
Der Lageraußenring 52 ist über einen einstückig mit dem Lageraußenring 52 hergestellten Radialvorsprung 46 an dem Radträger 40 befestigt, wobei der Lageraußenring 52 über eine Außenumfangsfläche radial am Radträger 40 anliegt und über den Radialvorsprung 46 axial an dem Radträger 40 anliegt. Zur Befestigung des Lageraußenrings 52 an dem Radträger 40 weist der Radträger 40 mehrere über den Umfang verteilte Durchgangsbohrungen 42 auf, durch welche jeweils eine Schraube 48 durchgesteckt ist. Die Schraube 48 liegt an einer den Radialvorsprung 46 abgewandten Seite des Radträgers 40 an und ist in jeweils eine am Radialvorsprung 46 vorgesehene Gewindebohrung 44 eingeschraubt. Im unteren Bereich der Figur ist die Durchgangsbohrung 42 ohne die Schraube 48 dargestellt. Der Lageraußenring 52 weist an einer dem Radialvorsprung 46 abgewandten Umfangsfläche zwei Laufflächen für die beiden Reihen der Wälzkörper 56 auf.
Der Lagerinnenring 54 ist geteilt ausgeführt und weist ein erstes Lagerinnenringelement 58 und ein zweites Lagerinnenringelement 60 auf, wobei zwischen den beiden Lagerinnenringelementen 58, 60 durch einen Abstand A axial voneinander beabstandet sind. Das erste Lagerinnenringelement 58 ist einstückig mit der Radnabe 20 hergestellt. In anderen Worten ausgedrückt, weist die Radnabe 20 an einer Außenumfangsfläche einen Lagerabschnitt auf, welcher eine Lauffläche einer der beiden Reihen der Wälzkörper 56 bildet. Das zweite Lagerinnenringelement 60 ist einstückig mit dem Gelenkgehäuse 32 hergestellt, wobei eine Außenumfangsfläche eine Lauffläche der anderen Reihe der Wälzkörper 56 bildet.
Die axiale Befestigung zwischen der Radnabe 20 und dem Gelenkgehäuse 32 erfolgt über einen Wälznietbund 70, wobei der Wälznietbund 70 an einem aus der Durchgangsöffnung 64 herausragenden Abschnitt des Befestigungsabschnitts 62 ausgebildet ist. Dabei ist der hinausragende Abschnitt nach radial außen umgebogen und liegt axial an einer Fläche der Radnabe 20 an.
Bei der Montage des Radlagers 50 werden zunächst die beiden Reihen der Wälzkörper 56 am Lageraußenring 52 montiert und anschließend die Radnabe 20 und das Gelenkgehäuse 32 eingesetzt und ineinandergesteckt. Abschließend wird der Wälznietbund 70 ausgebildet, wobei dabei die Vorspannung des Radlagers 50 eingestellt wird. Hierbei wird beispielsweise die Radnabe 20 festgehalten und das Gelenkgehäuse 32 definiert axial verlagert und belastet bis ein vordefinierter Abstand A zwischen den beiden Lagerinnenringelementen 58, 60 vorliegt. Sobald der für die Vorspannung erforderliche, vordefinierte Abstand A erreicht ist, wird der aus der Durchgangsöffnung 64 herausragende Abschnitt des Befestigungsabschnitts 62 nach außen verformt und dadurch der eingestellte Abstand A festgehalten.
Damit wird eine Radträgervorrichtung 10 bereitgestellt, welche einfach und kostengünstig hergestellt und montiert werden kann.

Claims

Radträgervorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer Radnabe (20), an welcher ein Fahrzeugrad befestigbar ist, einer Gelenkvorrichtung (30) zur Drehmomentübertragung, welche ein Gelenkgehäuse (32) und ein mit dem Gelenkgehäuse (32) wirkverbundenes Gelenkantriebselement (36) aufweist, wobei das Gelenkgehäuse (32) koaxial zur Radnabe (20) angeordnet ist und mit der Radnabe (20) drehfest verbunden ist, einem Radträger (40), an welchem die Radnabe (20) und das Gelenkgehäuse (32) über ein Radlager (50) drehbar gelagert sind, wobei das Radlager (50) einen am Radträger (40) befestigten Lageraußenring (52), einen in Axialrichtung geteilten Lagerinnenring (54) und mehrere, radial zwischen dem Lagerinnenring (54) und dem Lageraußenring (52) angeordnete Wälzkörper (56) aufweist, wobei der geteilte Lagerinnenring (54) ein erstes Lagerinnenringelement (58) und ein zweites Lagerinnenringelement (60) aufweist, wobei das erste Lagerinnenringelement (58) einstückig mit der Radnabe (20) hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Lagerinnenringelement (60) einstückig mit dem Gelenkgehäuse (32) hergestellt ist, wobei das Gelenkgehäuse (32) derart axial an der Radnabe (20) befestigbar ist, dass der axiale Abstand (A) zwischen den beiden Lagerinnenringelementen (58, 60) und die Vorspannung des Radlagers (50) einstellbar ist.
Radträgervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenkgehäuse (32) mit einem Befestigungsabschnitt (62) in eine Durchgangsöffnung (64) der Radnabe (20) eingesteckt ist, wobei das Gelenkgehäuse (32) in Drehrichtung formschlüssig mit der Radnabe (20) verbunden ist, wobei jeweils eine den Formschluss (66) bildende Formschlussgeometrie an einer Außenumfangsfläche des in die Durchgangsöffnung (64) der Radnabe (20) hineinragenden Befestigungsabschnitts (62) des Gelenkgehäuses (32) und an einer Innenumfangsfläche der Durchgangsöffnung (64) der Radnabe (20) ausgebildet ist.
Radträgervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (62) radnabenseitig aus der Durchgangsöffnung (64) der Radnabe (20) ragt und einen Wälznietbund (70) bildet, derart, dass das Gelenkgehäuse (32) über den Wälznietbund (70) axial an der Radnabe (20) befestigt ist.
Radträgervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring (52) des Radlagers (50) mit dem Radträger (40) lösbar verbunden ist.
Radträgervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring (52) des Radlagers (50) einen Radialvorsprung (46) aufweist, welcher axial an dem Radträger (40) anliegt und mit dem Radträger (40) lösbar verbunden ist.