DE2917243A1 - Radnabenverbindung - Google Patents

Radnabenverbindung

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DE2917243A1 DE19792917243 DE2917243A DE2917243A1 DE 2917243 A1 DE2917243 A1 DE 2917243A1 DE 19792917243 DE19792917243 DE 19792917243 DE 2917243 A DE2917243 A DE 2917243A DE 2917243 A1 DE2917243 A1 DE 2917243A1
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Description

191 / 2 '♦ 3
*■* O "*
GLAENZER SPICER
F-78301 Poissy/Frankreich
Radnabenverbindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Nabenverbindung, insbesondere auf die Nabenverbindung eines Fahrzeugrades mit einem homokinetischen Gelenk.
Bei treibenden Leiträdern oder Hinterachsbrücken erfolgt die Transmission zwischen dem Abtrieb des Differentials und den Treibrädern über zwei durch eine Transmissionswelle verbundene homokinetische Gelenke, wobei das nahe der Nabe gelegene äußere Gelenk im allgemeinen über einen durch eine Mutter axial abgestützten Keilwellenstummel mit der Nabe verbunden ist. Die Nabe ist außerdem über ein Lager mit einem Rahmenelement des Fahrzeugs verbunden.
Bei dieser Anordnung ist der radiale und axiale Raumbedarf problematisch.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radnabenverbindung zu schaffen, die gedrängter als bekannte Konstruktionen gebaut ist und eine verhältnismäßig einfache Montage und Demontage gestattet.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine Radnabenverbindung vor, die gekennzeichnet ist durch eine Nabe und
ein homokinetisches Gelenk, bestehend aus einem mit der Nabe verbundenen ersten Element in Form einäs Tripods, welches drei Zapfen aufweist, auf welchen drei ballige Rollkörper gelagert sind, und aus einem mit einer Transmissionswelle verbundenen zweiten Element, welches drei Wälzbahnen mit kreisförmigen Profil begrenzt, in welchen die Rollkörper des Tripodolements aufnehmbar sind, wobei die Nabe eine Ausnehmung umschließt, in welcher mindestens ein Abschnitt des getrennt ausgebildeten Tripodelements aufnehmbar und mit der Wandung der Ausnehmung über eine homokinetische Hilfskupplung verbindbar ist, deren bestimmter Arbeitswinkel den normalen Beugungswinkel des Gelenks und dadurch dessen maximalen Beugungswinkel erhöht.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Radnabe mit einem Gehäuseteil verbindbar, auf welchem eine konkave ballige Anlagefläche ausgebildet ist, die durch eine komplementäre ballige Anlagefläche des zweiten Gelenkelements beaufschlagbar ist.
Nach einem anderen Merkmal ist die Verbindung zwischen der Nabe, dem Gehäuseteil und einem benachbarten Element eines Radlagers über eine einzige, zur Nabenachse konzentrische Schraubverbindung herstellbar.
Water sind die Nabe und/oder das Gehäuseteil mit einer zur Nabenachse konzentrischen Verlängerung ausgebildet, welche eine axiale Lagerfläche und mindestens eine Radialschulter bildet, die mit dem Lagerelement zusammenwirken, wobei die Verbindung Nabe-Gehäuse-Lagerelement über eine einzige Schraubverbindung zwischen der Nabe und dem Gehäuse herstellbar ist.
Die axiale Lagerfläche ist auf der seitlichen Verlängerung der Nabe ausgebildet, und die radialen Anschlagschultern für das Lagerelement sind an der Nabe und dem Gehäuseteil vorgesehen, wobei die Schraubverbindung direkt zwischen der seitlichen Verlängerung der Nabe und dem Gehäuseteil erfolgt.
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Die seitliche Verlängerung kann im wesentlichen am Gehäuseteil ausgebildet sein.
Außerdem können die Nabe und das Gehäuseteil einstückig miteinander ausgebildet sein.
Die Schraubverbindung erfolgt über eine mit einem Gewinde der Nabe oder dem Gehäuseteil zusammenwirkende Mutter.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben.
In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1
bis 9 jeweils Schnitte durch verschiedene Ausführungsformen einer Nabenverbindung nach der Erfindung.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Antriebswelle 1 mit einem Hülsenelement 2 verbunden, in welchem drei Wälzbahnen 3 mit kreisförmigen Profilquerschnitt ausgebildet sind, welche drei Rollkörper 4 aufnehmen, die drehbar und gleitend auf den Zapfen 5 eines Tripodelements 6 angeordnet sind. Dieses Tripodelement ist mit einem kurzen Wellenstummel 7 verbunden, der an seinem freien Ende mit einer Zahnung 8 in eine Innenverzahnung 9 der die Ausnehmung 11 der Radnabe 12 begrenzenden Wandung 10 eingreift.
Die Radnabe 12 ist z.B. über Schrauben 13 an einem Gehäuseteil 14 befestigt, welches eine konkave, ballige Anlagefläche 15 bildet, die mit einer komplementären konvexen balligen Anlagefläche 16 auf dem Hülsenelement 2 zusammenwirkt. Das Tripodelement
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.79 17243
ist gegenüber der Nabe axial durch eine Unterlegscheibe 17 gesichert, die ihrerseits durch einen elastischen Ring 18 festgelegt ist, der in einer Nut des Gehäuseteils 14 sitzt. Die komplementären Flächen der Scheibe 17 und des Tripodelements sind vorzugsweise ballig. Im übrigen ist auch am freien Ende . des Wellenstummels 7 eine im wesentlichen ballige Anlagefläche 19 ausgebildet, die sich gegen eine Anlagescheibe 20 abstützt, die ihrerseits durch einen in der Nabe sitzenden elastischen Ring 11 gesichert ist.
Der innere Laufring bzw. die innere Rollbahnscheibe 22 eines Lagers 23 ist zwischen der Nabe 12 und dem Gehäuseteil 14 über ein Querstück 24 festgeklemmt. Die äußeren Laufringe 25 dieses Lagers sind über einen Gewindering 26 gegenüber einem Rahmenteil 27 des Fahrzeugs festgelegt. Das hier dargestellte Lager weist zwei Kugelreihen 28 beiderseits einer zwischenliegenden Rollbahnscheibe auf; es können aber ebensogut andere Lagertypen verwendet werden.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform erfolgt die Kraftübertragung von der Hauptwelle 1 über das homokinetische Gelenk 2 und die Kupplungsverzahnung 8, 9 zwischen dem Tripodelement und der Nabe 12, wobei diese Kupplungsverzahnung somit die Funktion bekannter Keilnutverbindungen zwischen einer mit dem Tripodelement verbundenen Abtriebswelle und der Radnabe übernimmt.
Diese Ausführungsform ist besonders platzsparend. In der Zeichnung stellt die Achse AB die Drehachse des Rades dar, und zeigt klar erkennbar, daß das homokinetische Gelenk praktisch außerhalb dieser Achse liegt, was dank einer geringfügigen Verlängerung der Gleitbewegung des am anderen Ende der Welle 1 an der Abtriebsseite des Differentials liegenden Gelenks einen höheren Radeinschlagwinkel gestattet, ohne deshalb einen über die gewöhnlichen Werte hinausgehenden maximalen Beugungswinkel des Gelenks zu bedingen.
9Q98U. /1025
ORlGINÄtMSPECTED
29172 A3
Fig. 2 zeigt eine Nabenverbindung mit einem homokinetischen Gelenk J, einer Radnabe M und einem Lager R. Das Gelenk besteht aus einem an einer Antriebswelle 101 vorgesehenen Hülsenelement 102, in welchem, wie an sich bekannt, drei torische Wälzbahnen 103 ausgebildet sind, welche drei drehend und gleitend auf den Zapfen 105 eines Tripodelements 106 gelagerte Rollkörper 104 aufnehmen. Das Tripodelement ist mit einem kurzen Wellenstummel 107 verbunden, der an seinem freien Ende eine Verzahnung 108 aufweist; die in eine Innenverzahnung 109 einer Ausnehmung 110 in der Nabe M eingreift.
Wie im eingangs beschriebenen Ausführungsbeispiel sind auch liier zur Abstützung und Führung des Tripodelements eine Anlage scheibe 111 und eine Unterlegscheibe 112 vorgesehen, die über elastische Ringe 113 bzw. 114 gesichert sind. Das Gehäuseteil 115 dient hier gleichzeitig als Abstützelement und ist mit einer konkaven balligen Anlagefläche 116 ausgebildet, die mit einer auf dem Hülsenelement 102 ausgebildeten komplementären, konvexen balligen Anlagefläche 117 zusammenwirkt.
Das Gehäuseteil 115 setzt sich hier an seinem der Nabe zugewandter Ende in einen im wesentlichen zylindrischen Abschnitt 120 mit einem Innengewinde 121 fort. Die Nabe ist ebenfalls mit einer seitlichen, dem Gelenk zugewandten Verlängerung 122 ausgebildet, die mit einem Außengewinde 123 in das Gewinde des Gehäuseteils eingreift. Die seitliche Verlängeru ng der Nabe nach innen weist einen zylindrischen Lagerabschnitt 124 für die innere Scheibe 125 des Radlagers auf, dessen äußeren Laufringe 126 auf bekannte Weise an einem Rahmenteil 127 des Fahrzeugs festgelegt sind. Die innere Rollbahnscheibe 125 ist axial zwischen zwei Radialschultern 128, 129 festgelegt, welche einerseits auf der axialen Verlängerung der Nabe und andererseits an der Stirnfläche des Teils 115 ausgebildet sind.
Bei dieser Anordnung sind Montage und Demontage besonders einfach, da die Nabe, der benachbarte Abschnitt des homokinetischen Gekenks und die innere Rollbahnscheibe des Lagers durch eine einzige Schraubverbindung mit einem verhältnismäßig
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großen, auf die Achse X-X der Nabe zentrierten Durchmesser zusammenbaubar sind. Außerdem liegt diese Schraubverbindung auf einem axialen Verlängerungsabschnitt der Nabe, auf welchen praktisch keine Belastungen wirken, da die Kraft über die Kupplung 108, 109 auf die Nabe direkt übertragen wird. Hierdurch erfolgt auch eine ausgezeichnete Übertragung des Kippmoments.
Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 2 durch die etwas kürzere seitliche Verlängerung 122a der Nabe, während der zylindrische Verlängerungsabschnitt 120a des Teils 115a langer ausgebildet ist. Die Gewindeverbindung wird dadurch mehr in Richtung Nabe verlegt, wobei die im Zusammenhang mit dem vorstehenden Ausführungsbeispiel erwähnten Vorteile erhalten bleiben. Die die innere Rollbahnscheibe des Lagers festlegenden Radialschultern sind auf der Nabe und dem Gehäuseteil 115a ausgebildet, wobei letztere außerdem auch die Unterlegscheibe 114a sichert, so daß sich die Anzahl erforderlicher Bauelemente verringert.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist die Nabe so ausgebildet, daß das Lager R mit geringerem Durchmesser ausgelegt werden kann. Zu diesem Zweck erfolgt die Kupplungsverzahnung des mit dem Tripodelement 106b verbundenen Wellenstummels 107b über ein Zahnrad 130, welches auf einem Endabschnitt des Wellenstummels über eine Keilnutenverbindung 131, 132 abnehmbar angeordnet ist. Die axiale Abstützung erfolgt mittels einer Mutter 122 und einer das Ende des Wellenstummels beaufschlagenden Unterlegscheibe 134. Das Zahnrad 130 und die Nabe sind mit komplementären, balligen Anlageflächen 135, 136 ausgebildet, ebenso wie die Mutter 133 und die Anlagescheibe 111b, während die axiale Ausnehmung 137 der Nabe, in die sich der Wellenstummel 107 erstreckt, kegelstumpfförmig ausgebildet ist. Diese Merkmale ermöglichen eine Winkelverschiebung des aus den beiden Verzahnungen 108b und 109b bestehenden Hilfsgelenks und gewährleisten die axiale Festlegung des Tripodelements.
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Die Schraubverbindung zwischen der Nabe M und dem Gehäuseteil 115b ist ähnlich der nach Fig. 2 ausgebildet.
Durch die Abnehmbarkeit des Zahnrads 130 lassen sich die axiale Verlängerung der Nabe und folglich auch die innere Rollbahnscheibe des Lagers mit einem geringeren Durchmesser auslegen, wobei sich in jeder anderen Hinsicht die gleichen Vorteile wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen ergeben.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist zwischen der Verlängerung 112c der Nabe und dem Gehäuseteil 115c eine Begrenzung vorgesehen, und zwar in Form eines Blechbunds 140, der gleichzeitig auch als Schutzabdeckung des Lagers dient. Das Lager ist über Dichtungsringe 141 abgedichtet. Sein äußerer Laufring 142 sitzt im Preßsitz in einer Ausnehmung 143. Ein Zwischenstück 144 gewährleistet eine exakte Justierung des Abstands zwischen den inneren Laufringen 145 und 146 und gleichzeitig die übertragung der axialen Kraft der Einheit Lager-Nabe-Gelenk.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist die Verbindung zwischen Nabe, Lager und Gelenk ähnlich wie bei Fig. 5 ausgebildet, jedoch ist das Hilfsgelenk zwischen dem Wellenstummel 107d des Tripodelements und der Nabe M anders konstruiert. Dieses Gelenk ist elastisch und besteht aus einer Hülse 150, die über Keilnuten und eine Mutter 151 mit der Welle 107d verbunden ist und radiale Flügel 152 aufweist, die in einer Elastomermasse 153 eingebettet sind, welche in der Ausnehmung 154 der Nabe vorgesehene radiale Kammern ausfüllt. Es könnten z.B. je acht Flügel und Kammern vorgesehen werden. Die Elastomermasse erstreckt sich axial über diese Flügel bei 155 und 156 hinaus und wird durch eine Anlagescheibe 157 gehalten, so daß das Tripodelement axial abgestützt ist. Dieses elastische Gelenk bietet den Vorteil, durch seinen Dämpfungseffekt die Radnabe gegen über das Hauptgelenk J übertragene Drehschwingungen des Triebwerks abzudämmen.
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Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 schafft eine axial sehr kurze Ausführung der Verbindung Nabe-Lager-Gelenk. Zu diesem Zweck sind die Nabe M und das Gehäuseteil einstückig miteinander ausgebildet und die innere Rollbahnscheibe 125e sitzt festgeklemmt zwischen einer Schulter 128e der Nabe und einer mit einem Außengewinde 161 zusammenwirkenden Mutter 160. Diese axial sehr gedrängte Bauform gestattet einen größeren Abstand zwischen dem Mittelpunkt 0 des Hauptgelenks J und der Drehachse Y-Y des Rades, so daß das Rad bei einer gegebenen Winkelbeweglichkeit des homokinetischen Gelenks einen höheren Einschlagwinkel erhält.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 sind die beiden inneren Laufringe, wie nach Fig. 6, über eine Mutter 172 festgelegt und über ein Zwischenstück 173 gegeneinander abgestützt. Der äußere Laufring 174 ist mit Bohrungen 175 versehen, welche zur Befestigung am Flansch eines Lagerträgers 177 dienende Bolzen 176 aufnehmen. Abdeckungen 178, 179 schützen das Lager und dienen gleichzeitig dazu, vor der Montage die inneren Laufringe 170, 171 und das Zwischenstück 173 zusammenzuhalten.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 9, dessen Hilfsgelenk ähnlich wie bei Fig. 4 augebildet ist, unterscheidet sich schließlich in seiner Verbindungsweise: Das Gehäuse 155f des Gelenks weist eine Radialschulter 180 und einen sich durch die Nabe M erstreckenden Hülsenabschnitt 181 auf. Dieser Hülsenabschnitt ist an seinem Ende mit einem Gewinde versehen, auf welchem eine gegenüber der Nabe festgelegte Rändelmutter 182 aufschraubbar ist. Ein in der Radial schulter 180 und in einem Einschnitt der Nabe sitzender Zapfen 183 verhindert eine Relativbewegung zwischen dem Gehäuse 115f und der Nabe, so daß sich die Mutter 182 ohne weiteres aufschrauben läßt.
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Claims (16)

PateritanwSKa ί.:·ϊρΙ.- Ing. E. Ec :>lf .-inj. K. iJuh^r.-;!.^ 291 7 2 A3 Mincer. -'Ό, H?.iä- --.I-.-"!' ^* GLAENZER SPICER F-78310 Poissy/Frankreich Radnabenverbindung Patenta nsprüche
1.j Radnabenverbindung, gekennzeichnet durch eine Nabe und ein homokinetisches Gelenk, bestehend aus einem mit der Nabe verbundenen ersten Element in Form eines Tripods, welches drei Zapfen aufweist, auf welchen drei ballige Rollkörper gelagert sind, und aus einem mit einer Transmissionswelle verbundenen zweiten Element, welches drei Wälzbahnen mit kreisförmigem Profil begrenzt, in welchen die Rollkörper des Tripodelements aufnehmbar sind, wobei die Nabe eine Ausnehmung umschließt, in welcher mindestens ein Abschnitt des getrennt ausgebildeten Tripodelements aufnehmbar und mit der Wandung der Ausnehmung über eine homokinetische Hilfskupplung verbindbar ist, deren bestimmter Arbeitswinkel den normalen Beugungswinkel des Gelenks und dadurch dessen maximalen Beugungswinkel erhöht.
2. Radnabenverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (12) eine Anlagescheibe (20) aufweist, gegen welche das freie Ende (19) des Tripodelements abstützbar ist.
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3. Radnabenverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe(12) mit einem Gehäuseteil (14) verbindbar ist, auf welchem eine konkave, ballige Anlagefläche ausgebildet ist, die durch eine komplementäre ballige Anlagefläche des zweiten Gelenkelements (2) beaufschlagbar ist.
4. Radnabenverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuseteil (14) Elemente (17, 18) zur axialen Abstützung des Tripodelements(6) angeordnet sind.
5. Radnabenverbindung nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Gehäuseteil (14) der innere Laufring (22) eines Radlagers (23) aufnehmbar ist.
6. Radnabenverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen der Nabe (M), dem Gehäuseteil (115, 115a, ... 115f) und einem benachbarten Element des Radlagers (R) über eine einzige, zur Achse (X-X) der Nabe (M) konzentrische Schraubverbindung herstellbar ist.
7. Radnabenverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (M) und/oder das Gehäuseteil eine zur Achse (X-X) der Nabe zentrische seitliche Verlängerung (120; 122) aufweisen, welche mindestens eine axiale Lagerfläche (124) und mindestens eine Radialschulter (128, 129) bilden, die mit dem einen Element des Radlagers zusammenwirken, und daß die Verbindung Nabe-Gehäuse-Lagerelement über eine einzige Schraubverbindung zwischen der Nabe und dem Gehäuse herstellbar ist.
8. Radnabenverbindung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Lagerfläche auf einer seitlichen Verlängerung der Nabe ausgebildet ist, daß auf der Nabe und dem Gehäuseteil radiale Anschlagschultern für das Lagerelement ausgebildet sind, und daß die Schraubverbindung direkt zwischen der seitlichen Verlängerung der Nabe und dem Gehäuseteil herstell bar ist.
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9. Radnabenverbindung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine wesentliche seitliche Verlängerung (120a) des Gehäuseteils (115a).
10. Radnabenverbindung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Unterlegscheibe (114) zur axialen Abstützung des Tripodelements zwischen dem freien Ende der seitlichen Verlängerung (120a) des Gehäuseteils (115a) und einer Schulter der Nabe festlegbar ist.
11. Radnabenverbindung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe und das Gehäuseteil einstückig miteinander ausgebildet sind.
12. Radnabenverbindung nach einem der Ansprüche 6 und 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubverbindung über eine mit einem auf der Nabe oder auf dem Gehäuseteil ausgebildeten Gewinde zusammenwirkende Mutter herstellbar ist.
13. Radnabenverbindung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskupplung aus einem gezahnten Element (130) besteht, welches abnehmbar auf dem freien Ende des mit dem Tripodelement verbundenen Wellenstummels (107b) angeordnet und in eine in einer Ausnehmung der Nabe ausgebildete Gegenverzahnung eingreifbar ist.
14. Radnabenverbindung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur axialen Abstützung des Tripodelements ballige Anlageflächen einerseits auf dem gezahnten Element und dem freien Ende des Wellenstummels und andererseits auf der Nabe und einer Anlagescheibe der Nabe ausgebildet sind.
15. Radnabenverbindung nach einem der Ansprüche 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Ausnehmung (137) der Nabe, in welche sich der mit dem Tripodelement verbundene Wellenstummel (107) erstreckt, kegel stumpfförmig ausgebildet ist.
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- 4 - 2 91/ L4 J
16. Radnabenverbindung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskupplung aus einem auf dem freien Ende des Wellenstummels (107d) des Tripodelements befestigten Element (150) besteht, welches mit Flügeln (152) ausgebildet ist, welche in einer mehrere, in der Ausnehmung (154) der Nabe ausgebildete radiale Kammern ausfüllenden und den Wellenstummel des Tripodelements axial abstützenden Elastomermasse eingebettet sind.
909844/1025 - 5
DE2917243A 1978-04-28 1979-04-27 Radnabenverbindung Expired DE2917243C2 (de)

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