DE19811184C2 - Radlagerung mit integriertem Gleichlaufgelenk für ein lenkbares Kraftfahrzeugrad - Google Patents
Radlagerung mit integriertem Gleichlaufgelenk für ein lenkbares KraftfahrzeugradInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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- F16D3/223—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts
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Description
Die Erfindung betrifft eine Radlagerung mit integriertem
Gleichlaufgelenk für ein lenkbares Kraftfahrzeugrad, wobei in
der Radnabe zumindest ein Innenring eines radtragenden, mehr
reihigen Wälzlagers durch ein zumindest abschnittsweises Um
bördeln des fahrzeugseitigen Radnabenrandes fixiert ist.
Eine derartige Einzelradaufhängung ist aus der DE 44 25 732 A1
bekannt. Die dort beschriebene Radlagereinheit beinhaltet ein
zweireihiges Schrägkugellager, das zwischen einem Radträger und
einer Radnabe angeordnet ist. Die Innenringe des Wälzlagers
sind auf der Radnabe zwischen einem Nabenwellenbund und dem
fahrzeugseitig einrollierten Radnabenrand eingespannt. In der
hohlen Radnabe ist die Gelenkglocke eines Gleichlaufgelenks
eingebaut.
Diese Radlagereinheit umfaßt viele Einzelteile, die eine auf
wendige Lagerhaltung und hohe Fertigungs- und Montagekosten be
wirken. Auch liegt der Gelenkdrehpunkt des Gleichlaufgelenks
weit entfernt vom Radlagerbereich bzw. von der Spreizachse. Das
hat neben einer großen Baulänge und einer verhältnismäßig gro
ßen ungefederten Masse nachteilig zur Folge, daß die Gelenkwelle
allein durch die regulären Radeinschlagbewegungen über
die vor- und zurückbewegte Gelenkglocke gegenüber ihrer Getrie
beanbindung verschwenkt wird. Das vergrößert den Gelenkwinkel
beim Lenken und erzwingt eine relativ große Verschiebebewegung
der Gelenkwelle und/oder des inneren Gelenkkörpers quer zur
Fahrtrichtung. Die zusätzlichen Schwenk- und
Verschiebebewegungen fördern den Gelenkverschleiß und bilden
ggf. eine Quelle für störende Fahrgeräusche.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine an
treibbare Radlagerung zu schaffen, die bei geringer Masse und
raumsparender Bauweise verschleißarm und wartungsfrei arbeitet.
Ferner soll sie kostengünstig herstell- und einbaubar sein.
Das Problem wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.
Die Glocke des Gleichlaufgelenks ist ein Teil der Radnabe,
wobei der Gelenkdrehpunkt zwischen den durch die beiden von den
äußersten Rändern der Laufflächenkontur der beiden
Wälzkörperreihen gebildeten Ebenen liegt. Ferner weist der im
Bereich des fahrzeugseitigen Radnabenrandes sitzende Innenring
auf seiner dem Wälzlager abgewandten Seite eine Dichtungskontur
zur abdichtenden Befestigung einer Gleichlaufgelenkmanschette
auf. Eine Wälzkörperlauffläche ist ein Bestandteil der Radnabe.
Die zentrale Anordnung der Gelenkglockenkontur innerhalb der
Radnabe und möglichst nahe an der Spreizachse hat den Vorteil,
daß bei Radlenkbewegungen der jeweilige Gelenkwellenwinkel auch
bei großen Radeinschlagwinkeln klein bleibt. Für den Fall, daß
der Gelenkdrehpunkt bei dem entsprechenden Lenkeinschlag auf
der Spreizachse zu liegen kommt, ergibt sich beim Radeinschlag
ein minimaler Gelenkwellenwinkel. In der gleichen Weise verrin
gert sich der lenkeinschlagbedingte Verschiebeweg von Gelenk
und Gelenkwelle.
Die kompakte Bauweise der Kombination aus Radlager, Radnabe und
Gleichlaufgelenk ermöglicht eine Reduktion der gefederten Rad
masse, was sich positiv auf das Fahrverhalten auswirkt.
Durch das spezielle Anbringen der Gleichlaufgelenkmanschette am
Innenring der inneren Wälzlagerreihe wird neben dem Gelenk auch
die nabenseitige Lagermontagefuge geschützt. Dort wird eine se
parate Dichtung eingespart.
Das Einsparen eines Wälzlagerinnenrings verkürzt die Montage
zeit.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nicht
zitierten Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung
einer schematisch dargestellten Ausführungsform.
Fig. 1 zeigt eine Radlagerung für ein angetriebenes und ge
lenktes Rad eines Kraftfahrzeuges. Die Radlagerung umfaßt ein
zweireihiges Wälzlager (10), eine Radnabe (1), ein homokineti
sches Gleichlaufgelenk (30) und eine Gelenkwelle (40).
Die Radlagerung stützt sich über einen nicht dargestellten
Radträger ab. Der Radträger, der beispielsweise ein Teil einer
Einzelradaufhängung ist, trägt den - nicht umlaufenden - Wälz
lageraußenring (11) des in Fig. 1 dargestellten doppelreihigen
Schrägkugellagers (10). Der Wälzlageraußenring (11) hat einen
Außenflansch (12), über dessen rechte Flanschfläche (13) er am
Radträger angeflanscht wird.
Im Wälzlageraußenring (11) ist die Radnabe (1) gegebenenfalls
axial vorgespannt gelagert. Die Radnabe (1) ist ein im wesent
lichen aus mehreren, meist zylindrischen Abschnitten zusammen
gesetztes Rohr. Der linke Abschnitt ist der Nabenflansch (2).
Letzterer nimmt bei montiertem Rad auf seiner linken, planen
Außenkontur (3) eine Bremsscheiben- und eine Felgenschüssel
auf.
Eine rechts neben dem Nabenflansch (2) gelegene Außenkontur der
Radnabe (1) dient der direkten und indirekten Lagerung der bei
den Wälzkörperreihen (15) und (17). Die Lauffläche (16) für die
erste Wälzkörperreihe (15) ist direkt in die Radnabe (1) einge
arbeitet. Die Lauffläche für die zweite Wälzkörperreihe (17)
ist Teil eines Innenringes (18). Der Innenring (18) ist zwi
schen einem Wellenbund (4) und einem einrollierten Rand (5) der
Radnabe (1) axial fixiert.
Die Radnabe (1) bildet auch die Gelenkglocke des Gleichlauf
gelenks (30). Letzteres hat seinen Gelenkdrehpunkt (39) auf der
Radlenkachse (7) bzw. der Spreizachse. Dadurch wird die Gelenk
welle (40) durch den Radeinschlag während der Lenkbewegungen im
Bereich des Radlagers nicht oder nur unwesentlich in oder, gegen
die Fahrtrichtung ausgelenkt. Diesbezüglich verändert sich der
Gelenkwellenwinkel gegenüber der Fahrzeugneutrallage kaum.
Folglich verschiebt sich das im Radlager liegende Ende der Ge
lenkwelle (40) innerhalb der Gelenkglockenkontur (31) ebenfalls
nicht oder kaum, was sich deutlich in einem geringeren Ver
schleiß bemerkbar macht.
Die Radlenkachse (7) schneidet oder kreuzt die Rotationsachse
des Rades sehr nahe der Radmittenebene (8). Der Gelenkdrehpunkt
(39) liegt im Bereich zwischen zwei Ebenen (21, 22), die
durch die äußeren, kreisförmigen Begrenzungslinien der inneren
Wälzkörperlaufflächen gebildet werden.
Innerhalb der Gelenkglockenkontur (31) ist ein innerer Gelenk
körper (32) mit dem ihn abschnittsweise umgebenden Käfig (33)
angeordnet. Der Käfig (33) zentriert die Gelenkkugeln (34) in
den schrägen Kugelbahnen der Gelenkglocke (31) und des Gelenk
körpers (32). Die Kugelbahnen sind in der unteren Hälfte des
dargestellten Schnittes zu sehen.
Die in die Radnabe (1) eingearbeitete Gelenkglockenkontur (31)
endet zur Gelenkwelle (40) hin in einer trichterförmigen Kon
tur (36). Der Öffnungswinkel der Kontur (36) hat seine Spitze
links neben dem Gelenkdrehpunkt (39). Der Abstand entspricht
beispielsweise ca. der Breite des Gelenkkörpers (32). Der Öff
nungswinkel ist größer als 90°. Diese Ausgestaltung der Kon
tur (36) erlaubt einen großen Radeinschlagwinkel.
In einer zentralen Bohrung des Gelenkkörpers (32) steckt die
Gelenkwelle (40) z. B. mittels einer Keilwellen- oder Kerbzahn
verbindung.
Der Gleichlaufgelenkraum ist zur Gelenkwelle (40) hin über eine
Manschette (41) abgeschlossen. An der Gelenkwelle (40) ist die
Manschette (41) mittels eines Spannbandes abgedichtet und befe
stigt. Das radseitige Ende der Manschette (41) sitzt kraft
schlüssig auf einer Stufenkontur (19) am Innenring (18) des
Wälzlagers (10). Die Manschette (41) ist hierzu im Bereich der
Stufenkontur (19) z. B. durch einen profilierten Blechring (42)
versteift. Die Manschette (41) dichtet somit auch die Trennfuge
zwischen dem Innenring (18) und der Radnabe (1) ab, so daß sich
dort keine den Sitz des Innenrings (18) - und damit auch die
ggf. vorhandene Vorspannung des Wälzlagers - beeinträchtigende
Korrosion bilden kann.
Zur Radaußenseite hin ist der Gleichlaufgelenkraum mit einem in
der Radnabe integrierten Zwischenboden (6) verschlossen. Der
weitgehend plane Zwischenboden (6) ist hier ein fester, die
Radnabe (1) versteifender Bestandteil.
1
Radnabe
2
Nabenflansch
3
Außenkontur, plan, links
4
Wellenbund
5
einrollierter Rand
6
Zwischenboden
7
Radlenkachse, Spreizachse
8
Radmittenebene
10
Wälzlager, zweireihiges Schrägkugellager
11
Wälzlageraußenring
12
Außenflansch
13
Flanschfläche, rechts
15
,
17
Wälzkörperreihen
16
Wälzkörperlauffläche, Lauffläche
18
Innenring
19
Stufenkontur, Dichtungskontur
21
Ebene durch äußere Laufflächenberandung von (15)
22
Ebene durch äußere Laufflächenberandung von (17)
30
Gleichlaufgelenk
31
Gelenkglockenkontur, Gelenkglocke
32
Gelenkkörper
33
Käfig
34
Gelenkkugeln
36
Kontur, trichterförmig
39
Gelenkdrehpunkt, Zentrum
40
Gelenkwelle
41
Manschette
42
Blechring
Claims (3)
1. Radlagerung mit integriertem Gleichlaufgelenk für ein lenk
bares Kraftfahrzeugrad, wobei in der Radnabe zumindest ein In
nenring eines radtragenden, mehrreihigen Wälzlagers durch ein
zumindest abschnittsweises Umbördeln des fahrzeugseitigen Rad
nabenrandes fixiert ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Glocke des Gleichlaufgelenks (30) ein Teil der Rad nabe (1) ist,
daß der Gelenkdrehpunkt (39) innerhalb der Radnabe (1) zwischen den durch die beiden von den äußersten Rändern der Laufflächenkontur der beiden Wälzkörperreihen (15; 17) gebildeten Ebenen (21; 22) liegt,
daß der im Bereich des fahrzeugseitigen Radnabenrandes sit zende Innenring (18) auf seiner dem Wälzlager (30) abgewand ten Seite eine Dichtungskontur (19) zur abdichtenden Befe stigung eine Gleichlaufgelenkmanschette (41) aufweist und
daß eine Wälzkörperlauffläche (16) ein Bestandteil der Rad nabe (1) ist.
daß die Glocke des Gleichlaufgelenks (30) ein Teil der Rad nabe (1) ist,
daß der Gelenkdrehpunkt (39) innerhalb der Radnabe (1) zwischen den durch die beiden von den äußersten Rändern der Laufflächenkontur der beiden Wälzkörperreihen (15; 17) gebildeten Ebenen (21; 22) liegt,
daß der im Bereich des fahrzeugseitigen Radnabenrandes sit zende Innenring (18) auf seiner dem Wälzlager (30) abgewand ten Seite eine Dichtungskontur (19) zur abdichtenden Befe stigung eine Gleichlaufgelenkmanschette (41) aufweist und
daß eine Wälzkörperlauffläche (16) ein Bestandteil der Rad nabe (1) ist.
2. Radlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Radnabe (1) einen durchgehenden, zentralen Zwischenboden (6)
aufweist, der sich außerhalb des Gleichlaufgelenkbereiches nor
mal zur Rotationsachse erstreckt.
3. Radlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Gelenkdrehpunkt (39) auf der Spreizachse (7) liegt.
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Family
ID=7860952
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DE1998111184 Expired - Fee Related DE19811184C2 (de) | 1998-03-14 | 1998-03-14 | Radlagerung mit integriertem Gleichlaufgelenk für ein lenkbares Kraftfahrzeugrad |
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- 1998-03-14 DE DE1998111184 patent/DE19811184C2/de not_active Expired - Fee Related
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