DE3134913C2 - Radnabenverbindung für Antriebsräder von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Radnabenverbindung für Antriebsräder von Kraftfahrzeugen

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Abstract

Die Erfindung sieht eine Radnabenverbindung vor, bestehend aus einer Radscheibe (10), einem Gelenk (11) und einem Lager (13). Die einander zugewandten Radialflächen (10a, 17a) von Radscheibe und innerem Laufring des Lagers sind über ihre gesamte Höhe durch einen Abstand (19) voneinander getrennt und beaufschlagen einander nicht. Die Verbindung zwischen diesen beiden Bauteilen erfolgt in Form einer Umfangsschweißnaht (18). Mit dieser Anordnung läßt sich ein für das Lager und das Gelenk schädliches, durch Übergang des Wärmeflusses von der Radscheibe bedingtes Heißlaufen verhindern.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Radnabenverbindung für Antriebsräder von Kraftfahrzeugen, bestehend aus einer Radnabe, einem Lager mit einem der Radnabe benachbarten inneren Laufring und einem äußeren Laufring, zwischen welchen Rollkörper angeordnet sind, und einem radial im Inneren des Lagers angeordneten Gelenk, wobei die Radnabe und der innere Laufring des Lagers als zwei getrennte Bauteile ausgebildet sind.
Bei Fahrzeugen mit einzeln aufgehängten Antriebsrädern besteht im allgemeinen die Radnabenverbindung aus der eigentlichen Radnabe, einem Lager und einem Gelenk. Um den Knickwinkel des Gelenks ohne eine übermäßige Verbreiterung des Fahrzeuges weitestgehend beschränken zu können, ist dieses Gelenk zweckmäßigerweise radial im Inneren des Lagers angeordnet.
Hierbei wird im allgemeinen ein einziges Bauteil verwendet, welches gleichzeitig die Radnabe, den inneren Laufring des Lagers und das Außenteil des Gelenks bildet.
Der Einsatz eines derartigen einstückigen Bauteils führt zu folgenden Problemen:
— Das meist als einstückiges Gußteil hergestellte Bauteil besteht aus einem Werkstoff, der den an die Funktionen eines Lagers gestellten Anforderungen genügen muß, ist also teuer undc.cstspielig.
— Das Bauteil läßt sich aufgrund seines großen Eigengewichtes und seiner sehr unsymmetrischen Form nicht gut in Serienfertigung herstellen: außerdem weist es viele Präzisionsmaße auf, was eine hohe Fehlgußquote bedingt: es sind mehrere Bearbeitungsvorgänge erforderlich.
Die sich bei Betätigung der Bremsen entwickelnde Wärme überträgt sich auf das gesamte Bauteil, insbesondere auf seine der Radnabe benachbarten Abschnitte, d. h. den inneren Laufring des ! agers und das Außenteil des Gelenks, was der Funktion dieser beiden Teile se .vie den Dichtigk^itseigenschaften sehr abträglich ist. Als Stand der Technik, von dem die vorliegende Erfindung ausgeht, ist eine Radnabenverbindung bekannt, welche so aufgebaut ist, daß die Radscheibe und der innere Laufring des Lagers zunächst als zwei getrennte Bauteile vorliegen (DE-OS 28 17 546). Diese Konstruktion ist jedoch so beschaffen, dal? die Radnabe mit dem inneren Laufring anschließend verschweißt wird. Somit liegt ein einstückiges Bauteil vor. Damit ist zwischen dem Lagerring und der Radscheibe eine zusammenhängende Masse vorhanden, was wiederum zu einem unerwünschten, direkten Wärmeübergang von der Nabe auf den Lagerring führt.
Weiterhin ist eine Radnabenverbindung bekannt, bei welcher zwischen den einander zugewandten Flächen der Radnabe und des inneren Laufringes des Lagers
eine Verbindung vorgesehen ist (DE-OS 3134 914). Wenn auch die Breite dieser Verbindung verhältnismäßig gering ist. so ist trotzdem eine Verbindung vorhanden, wodurch wiederum ein unerwünschter Wärmeübergang auftritt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, eine Konstruktion der eingangs genannten Art so auszubilden, daß der vorgenannte Wärmefluß zum Innenring des Lagers vermieden oder zumindest wesentlich verringert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Radscheibe und der innere Laufring einander zugewandte Radialflächen aufweisen, weiche über einen axialen Abstand voneinander getrennt sind.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil einer völligen Trennung zwischen den einander zugewandten Radialflächen der Radscheibe und des inneren Laufringes. Damit ist der Wärmefluß zwischen den einzelnen Bauteilen besser steuerbar.
Zur Herabsetzung des von der Radscheibe übertragenen Wärmefiusses dienen u.a. folgende weitere Merkmale:
— die axiale Anlagefläche zwischen dem Außenteil des Gelenkes und dem inneren Lagerlaufring ist verkleinert ausgebildet;
— die Durchtrittsfläche für den Wärmefluß zwischen der Radscheibe und dem das Außenteil des Gelenks bildenden Bauteils ist verkleinert ausgebildet.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen
F i g. 1 bis 4 jeweils einen axialen Teilschnitt durch einzelne Ausführungsformen einer Radnabenverbindung nach der Erfindung.
Fig. 1 stellt eine Radnabenverbindung für den Antrieb eines Kraftfahrzeuges mit Einzelradaufhängung dar. Diese Verbindung besteht im wesentlichen aus drei Einheiten, nämlich der Radnabe 10, einem Gelenk 11, welches zwischen der Radnabe 10 und einer Transmissionswelle 12 eine Verbindung mit veränderlichem Winkel herstellt, und einem das Rad gegenüber dem Fahrzeugha-iptteil abstützenden Wälzlager 13.
Ein seitlicher Ansatz 14 der Radnabe 10 bildet das Außenteil bzw. die sogenannte Glocke des Gelenks 11. das im dargestellten Beispiel als kugelgelagerte!, RZEP-PA-Gelenk ausgelegt ist. Das Innenteil 15 des Gelenks 11 ist drehfest mit der Transmissionswelle 12 verbunden, wobei die Winkelstellung zwischen dem Innen- und dem Außenteil unter Wahrung des Gleichlaufs der Kraftübertragung veränderlich ist.
Das Wälzlager 13 besteht aus einem an einem Nabenträger befestigbaren äußeren Laufring 16 und einem inneren Laufring 17, zwischen welchen die Wälzkörper angeordnet sind.
Der seitliche Ansatz 14 ragt in den inneren Laufring 17 hinein und weist zwei durch eine Nut 14c voneinander getrennte zylindrische Auflageflächen 14a, 146 auf. Über eine längs der Auflagefläche 14a verlaufende Schweißnaht 18 sind der Ansatz 14 der Radscheibe und der innere Lagerlaufring 17 miteinander verbunden.
Der innere Lagerlaufring 17 und die Radnabe 10 weisen einander zugewandte Radialflächen lOi»; 17a auf. welche durch einen axialen Abstand 19 voneinander getrennt sind und so eine Wärmeleitung verhindern. Im Obergangsbereich zwischen dem Ansatz 14 und der Radnabe 10 ist eine umlaufende Vertiefung 19a vorgesehen, welche den Abstand 19 verlängert und sich ziim Teil unter den inneren Laufring 17 hinein erstreckt.
Im Zusammenhang mit F i g. 2 werden lediglich die Unterschiede zur Ausführung nach Fig. 1 beschrieben. Bei dieser Variante ist der innere Lagerlaufring 20 geteilt ausgebildet in Form zweier nebeneinander angeordneter Hälften 20a und 206. Die Verbindung zwischen diesem geteilten Innenring und dem die Radnabe 21 und das glockenförmige Außenteil 22 des Gelenks bildenden Bauteil ist hier einerseits durch eine zylindrisch umlaufende Schweißnaht 23 für die Hälfte 20a des Imienringes und andererseits durch eine mit einem Gewindeabschnitt 25 des Gelenkaußenteils 22 zusammenwirkenden Mutter 24 für die Hälfte 206 des Innenringes hergestellt.
F i g. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit einem bekannten Gelenk 30 (FR-PS 24 53 046 und FR-PS (Zusatzpatent) 24 53 312 der Anmelderin). Bei dieser Varia'':, sind die Radnabe 3i, das Äuuenlei! 32 des Gelenks JO und der innere Lagerlaufring 33 als drei getrennte Bauteile ausgebildet. Die Anlageflächen zwischen der Radnabe 31 und der Innenwandung des inneren Lagerlaufringes 33 beschränkt sich auf einen zylindrischen Ansatz 34 geringer axialer Erstreckung, in dessen Bereich die beiden Teile über eine Schweißnaht verbunden sind. Das Außenteil 32 des Gelenks 30 ist glockenförmig mit sphärischer Mantelfläche ausgebildet, durch einen am Ansatz 34 der Radnabe 31 angepaßt ausgebildeten Anlageabschnitt 35 aufnehmbar und wird über einen Keil 36 und einen elastischen Sicherungsring 37 gehalten. Das Innenteil des Gelenks 30 besteht, wie an sich bekannt, aus einem WeI-lenstummel 38, der einerseits ein Tripod-Element 38a aufweist, auf welchem drei in Wälzbahnen in dem glokkenförmigen Außenteil 32 angeordnete Wälzkörper 386 sitzen; am anderen Ende ist eine Verzahnung 38c vorgesehen, die mit einer Gegen verzahnung 31 j der Radnabe zusammenwirkt.
Bei der Ausführungsform nach Fig.4 ist der innere Ljgerlaufiing 40 geteilt in Form zweier Hälften 40a und 406 hergestellt und beaufschlagt mit seiner Endfläche 41 eine Schulter 42 des Außenteils 43 des hier in beliebiger Bauart auslegbaren Gleichlaufgelenks. Dieses Außenteil 43 ist durch eine UmfangsschweiUnaht 44 mit der Hälfte 40a des Lagerinnenringes verbunden und weist eine Stirnverzahnung 45 auf, welche mit einer Gegenverzahnung 46 auf der Radnabe 47 zusammenwirken.
Die Verbindung der einzelnen Bauteile erfolgt über einen mit einer Mutter 49 und einer Beilagscheibe 50 zusammenwirkenden Gewindeschaft 48.
Allen Ausführungsformen ist als wesentliches Merkma1 gsmeinsam, daß die übliche radiale Anlagefläche zwischen der Radnabe und der ihr zugewandten Endfläche des inneren L-aufringes des Lagers hier entfällt und in ihrer Funktion durch eine längs des Innenumfangss des inneren Laufringes verlaufende umfangsmäßige Verbindung ersetzt wird. Diese Verbindung. vorzug> weise eine Schweißnaht, kann durchgehend oder unterbrochen ausgebildet sein und läßt sich im übrigen in jeder beliebigen anderen Form durchführen.
Außerdem bietet eine derartige Rjdnabenverbindung in allen beschriebenen Varianten gegenüber dem
b5 Stand derTechnik folgende Vorteile:
— die Bauteile lassen sich technisch problemlos mit den üblichen Fertigungsmitteln herstellen;
— wie bereits erwähnt, ist der WärmeflulJ /wischen den einzelnen Bauteilen besser.steuerbar:
— selbst ein mit einstückigem inneren Laufring ausgebildetes Lager läßt sich symmetrisch vormontieren und daher größer auslegen; >
— für ein mit geteiltem b/.w. zweiteiligem inneren Laufring ausgebildetes Lager ergibt sich eine vereinfachte Dimensionieriing und Herstellung.
Der Erfindung kommt insofern besondere Bedeutung zu. als sämtliche beschriebenen Vorteile ohne Beeinträchtigung der anderen Merkmale erreichbar sind.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
JIl
40
60
65

Claims (12)

Patentansprüche:
1. Radnabenverbindung für Antriebsräder von Kraftfahrzeugen, bestehend aus einer Radnabe, einem Lager mit einem der Radnabe benachbarten inneren Laufring und einem äußeren Laufring, zwischen welchen Wälzkörper angeordnet sind, und einem radial im Inneren des Lagers angeordneten Gelenk, wobei die Radnabe und der innere Laufring des Lagers als getrennte Bauteile ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Radnabe (10; 21; 31; 47) und der innere Laufring (17; 20; 33; 40) einander zugewandte Radialflächen (z. B. 10a; YIa) aufweisen, weiche über einen axialen Abstand (τ. B. 19) voneinander getrennt sind.
2. Radnabenverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Anlagefläche zwischen dem Außenteil (14;, 22; 32; 43) des Gelenks und dem inneren Lagerlaufring (17; 20; 33; 40) verkleinert ausgebildet ist.
3. Radnabenverbindung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine mittels Vertiefungen (14c; \9a) am Umfang des Außenteils (14) des Gelenks verringerte axiale Anlagefläche (14a, \4b).
4. Radnabenverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch r.ekennzeichnet, daß der Durchtrittsquerschnitt für den Wärmefluß zwischen der Radnabe (10; 21; 31; 47) und dem das Außenteil des Gelenks (11; 30) bildenden Bauteil verkleinert ausgebildet ist.
5. Radnah, nverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß de Abstand (19) durch eine Vertiefung (Wa) verlängert ist, die sich über eine gewisse axiale Strecke länr> des Innenumfanges des inneren Lagerlaufrings \\7; 20; 33; 40) erstreckt (F ig. 1,2,4).
6. Radnabenverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Radnabe (10; 21; 31) mit einem axialen Ansatz (14; 22; 34) ausgebildet ist, der im inneren Lagerlaufring (17; 20; 33) aufnehmbar ist und daß zwischen diesem Ansatz und der Innenwandung des Laufrings (17; 20; 33) eine Verbindung vorgesehen ist (F i g. 1 —3).
7. Radnabenverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung in Form einer Schweißnaht zwischen den beiden einander zugewandten Flächen des Ansatzes (14; 22; 34) und des inneren Lagerlaufrings (17; 20; 33) ausgebildet ist (F ig. 1-3).
8. Radnabenverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzliche Verbindung eine Schraubverbindung zwischen einer Mutter (24) und einem Gewindeabschnitt (25) des Ansatzes (22) vorgesehen ist, wobei die Mutter an dem inneren Laufring (20b) des Lagers axial anliegt (H ig. 2).
9. Radnabenverbindung nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Radnabe (47) am Außenteil (43) des Gelenks festgelegt ist, das auch den inneren Laufring (40) trägt (Fig. 4).
10. Radnabenverbindung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenteil (43) des Gelenkes mit dem inneren Lagerlaufring (40) über eine längs der einander zugewandten Flächen beider Bauteile verlaufenden Umfangsschweißnaht (44) verbunden ist.
11. Radnabenverbindung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenteil (43) des Gelenkes an seinem der Radnabe (47) abgewandien Ende eine radiale Schulter (42) aufweist, an welcher der innere Laufring (40) des Lagers anliegt.
12. Radnabenverbindung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Radnabe (47) und dem Außenteil (43) des Gelenkes eine Verbindung in Form von Stirnverzahnungen (45; 46) vorgesehen ist.
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