DE1956469A1

DE1956469A1 - Radlageraufbau

Info

Publication number: DE1956469A1
Application number: DE19691956469
Authority: DE
Inventors: Jensen Elmer Clement; Williams Charles Wismot
Original assignee: Federal Mogul LLC
Current assignee: Federal Mogul LLC
Priority date: 1968-12-09
Filing date: 1969-11-10
Publication date: 1970-09-24
Also published as: US3515448A; FR2025637A1; GB1262387A; NL6915331A; JPS4829923B1; BE741474A

Description

Federal Mogul Corporation, Detroit, Mich. / USA

Radlageraufbau

Die Erfindung betrifft einen Radlageraufbau mit einem Naben- und einem Achsteil. Sie betrifft insbesondere eine Radlagerkonstruktion, bei welcher zylindrische Rollenlager verwendet werden, die Axialkräfte aufnehmen können und besonders für den Einbau in die Vorderräder von Kraftfahrzeugen geeignet sind.

Im Kraftfahrzeugbau ist es üblich, für die Vorderräder Kugellager oder Kegelrollenlager zu verwenden, welche von Natur aus Axialkräfte aufnehmen können.

Bei bekannten Vorderradlagern werden Konstruktionen mit einem inneren und einem äußeren Lager benutzt. Die Lager sind üblicherweise so auf einer Achse angeordnet, daß das innere Lager zur Begrenzung einer axialen Bewegung in der einen Richtung an einer Schulter auf der Achse anliegt und das äußere Lager an einer am Ende der Achse durch eine Mutter gehaltenen Abschlußscheibe anliegt, um

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eine axiale Bewegung in der anderen Richtung zu begrenzen. Wenn die Lager richtig zusammengebaut sind, haben sie keine Vorspannung und weisen ein minimales Axialspiel auf. Der Zusammenbau der Lager kann jedoch kritisch sein; wenn die Mutter zu stark angezogen wird, werden die Rollen übermäßig belastet und fallen vorzeitig aus; wenn die Mutter nicht genügend angeschraubt wird, kann ein übermäßiges Axialspiel wiederum zum vorzeitigen Ausfall führen.

Ziel der Erfindung ist es, eine Lagerkonstruktion zu schaffen, bei welcher die Lageraufbaubedingungen, d.h. das Axial- ^ spiel, nicht durch Zusammenbaukräfte bestimmt werden und bei dem daher die obengenannten Nachteile ausgeschaltet sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Paar Zylinderrollen-Lageraufbauten mit der Nabe verbunden und von der Achse zur drehbeweglichen Lagerung der Nabe getragen werden, eine Schulter auf der Achse zur Beschränkung der Axialbewegung eines der Lageraufbauten in einer axialen Richtung angeordnet ist und daß eine Abschlußscheibe unabhängig vom anderen der Lageraufbauten und benachbart der Achse zur Beschränkung der Axialbewegung des einen Lageraufbaus in entgegengesetzter axialer Richtung ψ enthalten ist, so daß axiale Kräfte durch den einen Lageraufbau über die Schulter und die Abschlußscheibe aufgenommen werden.

Bei der Erfindung werden zylindrische Rollenlager benutzt und so aufgebaut, daß sie Axialkräfte aufnehmen können. Die Verwendung zylindrischer Rollenlager hat eine Bauweise zur Folge, welche bei Vorderrädern bei denen Platzbedarf und Spiel eine besondere Bedeutung haben besonders wichtig sein kann. Bei der Erfindung können die Lagerrol-

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len direkt auf der Tragachse angeordnet werden, d.h. es 1st kein Innerer Laufkranz oder Lagerring erforderlich, wodurch ein noch kompakterer Aufbau erreicht wird.

Weitere Merkmale und Vorteile sowie zweckmäßige Ausführungsforraen gehen aus der folgenden Beschreibung und den Patentansprüchen hervor.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht eines Radlageraufbaus im Zusammenhang mit der Vorderachse eines Fahrzeugs;

Figur 2 eine vergrößerte Schnittansicht längs der Linie °-2 in Figur 1;

Figur 3 eine Teilschnittansicht in verkleinertem Maßstab eines modifizierten Radlageraufbaus; und

Figur 4 eine Teilschnittansicht eines modifizierten Radlageraufbaus .

In Figur 1 ist ein Naben- und Lageraufbau 10 eines Vorderrades gezeigt, welcher von einem Steuergelenk 12 getragen wird. Das Steuergelenk kann allgemein von der üblichen Konstruktion und Art sein, wie sie bei Vorderrädern von Kraftfahrzeugen verwendet wird. Der Naben- und Lageraufbau 10 enthält eine Nabe 14 mit einem allgemein röhrenförmigen Teil 16 und einem Flansch 19, welcher eine nicht gezeigte Bremstrommel und ein Rad aufnehmen kann.

Die Nabe 14 weist eine innenliegende Gegenbohrung 18 mit vergrößertem Durchmesser zur Aufnahme eines inneren La-

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geraufbaus 20 und eine außenliegende Gegenbohrung 22 mit verringertem Durchmesser zur Aufnahme eines äußeren Lageraufbauε 24 auf. Die Lageraufbauten 20 und 24 sind Zylinderrollenlager und verbinden die Nabe 14 drehbeweglich mit einer Achse 26 des Steuergelenks 12. Die Achse 26 ist allgemein von innen nach außen konisch zusammenlaufend ausgeführt und weist an ihrem inneren Ende ein Teil 28 mit vergrößertem Durchmesser auf, auf welchem der innere Lageraufbau 20 angebracht ist. Sie weist ferner ein äußeres Teil 30 mit verringertem Durchmesser auf, auf welchem der äußere Lageraufbau 24 drehbeweglich angebracht ist. Vom Teil 28 erstreckt sich ein konisch zulaufendes Teil 52 nach außen und endet in einem geraden Teil 34 vor dem äußeren Teil 50. Das Teil 34 ist von größerem Durchmesser als das Lagertragteil 30 und bildet mit diesem eine Schulter 56. Das äußere Ende der Achse 26 endet in einem Achsstumpf 56 mit Gewinde.

Der innere Lageraufbau 20 mit größerem Durchmesser weist eine Vielzahl zylindrischer Rollen 58 auf, die drehbar in einem äußeren Ring 40 gehalten werden. Die Rollen 38 werden durch einen Käfig 41 bekannter Konstruktion zurückgehalten. Die Rollen 38 werden also durch den Käfig 41 radial am Ring 40 und durch ein Paar Schnappringe 44 und 46 axial gehalten.

Der äußere Lageraufbau 24 mit geringerem. Durchmesser enthält eine Vielzahl von zylindrischen Rollen 48, welche drehbeweglich in einem äußeren Ring 50 sitzen. Eine dem Käfig 41 ähnlicher Käfig 52 hält die Rollen 48 zurück. Der äußere Laufkranz oder Ring 40 des großen Inneren Lageraufbaus 20 sitzt mit Preßsitz in der Gegenbohrung l8 mit großem Durchmesser der Nabe 14, während der äuße-

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re Laufkranz oder Ring 50 des kleinen äußeren Lageraufbaus 24 mit Preßsitz in der Gegenbohrung 22 mit kleinem Durchmesser der Nabe l4 sitzt und außen zusätzlich durch einen Schnappring 54 und innen durch eine Schulter 62 axial gehalten wird.

Die Rollen 48 des äußeren Lageraufbaus 24 stoßen mit ihren inneren Enden an die Schulter 58 auf der Achse 26 an. Die äußeren Enden der Rollen 48 stoßen an eine gehärtete Abschlußscheibe 58 an, welche mit Hilfe einer auf den Achsstumpf 56 geschraubten Mutter 60 auf ihrem Platz gehalten wird. So werden die Rollen 48 mit geringem Spiel bezüglich axialer Bewegung in einer Richtung durch die Schulter 56 und in der anderen durch die Abschlußscheibe 58 gehalten. Auf die Nabe l4 ausgeübte axiale Kräfte werden so in einer Richtung durch den äußeren Lageraufbau über den Schnappring 54 am äußeren Ring 50 aufgenommen, welcher gegen die Rollen 48 wirkt, die axial durch die Schulter 56 zurückgehalten werden. Pur axiale Kräfte in der entgegengesetzten Richtung wirkt die Schulter 62 in der Nabe l4 auf den äußeren Ring 50, der seinerseits auf die Rollen 48 wirkt, welche axial durch die gehärtete Abschlußscheibe 58 zurückgehalten werden. Die Abschlußscheibe 58 ist auf etwa 58 bis 60 Rc gehärtet, um einen günstigen Widerstand gegen Abnutzung zu erreichen.

Auf der Innenseite des Teiles l6 der Nabe 14 befindet sich eine Dichtung 64, welche mit dem inneren Teil 28 mit großem Durchmesser der Achse 26 zur Abdichtung der inneren Seite der Nabe l4 zusammenwirkt. Durch weitere nicht gezeigte Mittel kann die äußere Seite der Nabe l4 abgedichtet sein, um das Schmiermittel innerhalb des Teiles l6 zu halten.

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Es ist darauf hinzuweisen, daß bei der Benutzung der Zylinderrollenlageraufbauten 20 und 24 die Rollen 38 und 48 unmittelbar auf der Achse 26 laufen können, d.h. daß kein eigener innerer Laufring erforderlich ist. Die Achsteile 28 und 30 sind auf etwa 58 bis 60 Rc gehärtet, um einen guten Widerstand gegen Abnutzung zu erreichen. Die Benutzung zylindrischer Lager ergibt auch einen kompakteren Aufbau, was ein vergrößerter freier Raum um die Nabe 14 herum zur Folge hat.

Es ist weiter zu bemerken, daß sich der Lageraufbau 20 mit der Nabe 14 axial bewegen oder verschieben kann. So wird beim Zusammenbau der Nabe 14 und der Lageraufbauten 20 und 24 auf die Achse 26 beim Pestziehen der Mutter 60 keine axiale Kraft auf die Lageraufbauten 20 und 24 ausgeübt. Jedes Axialspiel entspricht genau dem vorbestimmten gewünschten Wert und ändert sich nicht beim Zusammenbauen. So ist das Drehmoment oder die Kraft auf die Mutter 60 beim Einbau nicht kritisch, da die Mutter 60 nur genügend angezogen werden muß, um die Abschlußscheibe 58 zu halten, und da das Anziehen die Belastung oder das Axialspiel der Lager nicht beeinflußt.

Figur 3 zeigt eine modifizierte Konstruktion, bei welcher innere Laufringe für die Lageraufbauten vorgesehen sind. Im Ausführungsbeispiel nach Figur 3 weisen den Teilen in Figuren 1 und 2 entsprechende Konstruktionsteile die gleichen Bezugsziffern mit dem Zusatz "a" auf. So haben in Figur 3 die Lageraufbauten 20a und 24a innere Laufringe 43 bzw. 51·

Figur 4 zeigt eine weitere Modifikation in der Konstruktion gegenüber Figur 2, bei welcher der innere Lageraufbau

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20b einen modifizierten äußeren Laufring 40b aufweist, der mit dünner Wandung ausgeführt 1st. Die Wandstärke des Lagerrings 40b kann etwa 2,j5 mm im Gegensatz zur Wandstärke von etwa 4,6 mm bei üblichen Lagerringen betragen. Durch die Verwendung des Lagerringes 40b mit dünner Wandstärke läßt sich eine weitere Verkleinerung der Nabe und eine Vergrößerung des freien Raumes oder eine Vergrößerung der Achsgröße ohne Vergrößerung des freien Raumes erreichen. PUr den äußeren Lageraufbau würde nach wie vor ein Ring 50 mit starker Wand benutzt werden, da dieser Ring die Axialkräfte aufnehmen soll. Die dünne Wand des Lagerrings 40b 1st keinen Axialkräften ausgesetzt. In Figur 4 sind die Teile, welche den Konstruktionsteilen in Figuren l'und 2 entsprechen, mit gleichen Bezugaziffern und dem Zusatz "b" bezeichnet.

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Claims

Patentansprüche

IJ Radlageraufbau mit einem Naben- und einem Achsteil, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar Zylinderrollen-Lageraufbauten (20, 20a, 20b, 24, 24a) mit der Nabe (l4) verbunden und von der Achse (26) zur drehbeweglichen Lagerung der Nabe getragen werden, eine Schulter (56, 56a) auf der Achse (26) zur Beschränkung der Axialbewegung eines der Lageraufbauten (24, 24a) in einer axialen Richtung angeordnet ist und daß eine Abschlußscheibe (58, 58a) unabhängig vom anderen der Lageraufbauten (20, 20a, 20b) und benachbart der Achse (26) zur Beschränkung der Axialbewegung des einen Lageraufbaus in entgegengesetzter axialer Richtung enthalten ist, so daß axiale Kräfte durch den einen Lageraufbau (24, 24a) über die Schulter (56, 56a) und die Abschlußscheibe (58, 58a) aufgenommen werden.
2. Radlageraufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Lageraufbau (20, 20a, 20b) allgemein auf der Achse (26) frei verschiebbar angeordnet ist, so daß die axialen Kräfte nur von dem einen Lageraufbau (24, 24a) aufgenommen werden.
3. Radlageraufbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e kennzeichnet, daß die Rollen (58, 38a, 48, 48a) der Lageraufbauten direkt auf Teilen (28, 28a, 28b, 30, 50a) der Achse (26) aufliegen, wobei diese Teile der Achse gehärtet sind, um gute Oberflächen in bezug auf die Abnutzung zu erhalten.

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4. Radlageraufbau nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lageraufbau ( 24a, 24) nahe dem äusseren Ende der Achse (26) gelegen ist.
5. Radlageraufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußscheibe (58» 58a) entfernbar am äußeren Ende der Achse (26) befestigt ist und an dem einen Lageraufbau (24, 24a) anstößt.
6. Radlageraufbau nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (26) Teil eines Steuergelenks (12) ist.
7· Radlageraufbau nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußscheibe (58, 58a) gehärtet ist, um gute Abnutzungseigenschaften aufzuweisen.
8. Radlageraufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageraufbauten (20a, 24a) innere Laufringe (45, 51) aufweisen.
9. Radlageraufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageraufbauten (20, 24b) äußere Ringe (40b, 50) aufweisen, von denen der äußere Ring (40b) des zweiten Lageraufbaus (20b) eine dünne Wandstärke im Verhältnis zur Wandstärke des äußeren Ringes (20) des ersten Lageraufbaus (24) aufweist.
10. Radlageraufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der eine

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Lageraufbau (24, 24a) einen äußeren Ring (50, 50a) enthält, welcher an einer axialen Bewegung durch Anstoßen an eine
innere Schulter (62, 62a) der Nabe (14, 14a) auf der einen Seite und durch Anstoßen an einen Schnappring (54, 54a) auf der anderen Seite gehindert wird.

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