DE3236634A1 - Radlagerung, insbesondere fuer gelenkte und angetriebene raeder von kraftfahrzeugen - Google Patents

Radlagerung, insbesondere fuer gelenkte und angetriebene raeder von kraftfahrzeugen

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DE3236634A1 DE19823236634 DE3236634A DE3236634A1 DE 3236634 A1 DE3236634 A1 DE 3236634A1 DE 19823236634 DE19823236634 DE 19823236634 DE 3236634 A DE3236634 A DE 3236634A DE 3236634 A1 DE3236634 A1 DE 3236634A1
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Description

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Radlagerung, insbesondere für gelenkte und angetriebene Räder von Kraftfahrzeugen
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radlagerung, insbesondere für gelenkte und angetriebene Räder von Kraftfahrzeugen, bestehend aus einem Radträger und einem zweireihigen Kugellager, das einerseits zwei Innenringe und andererseits einen mit der Federung des Fahrzeugs, insbesondere mit dem Achsschenkel \erbundenen Außenring aufweist.
Seit einiger Seit besteht ein vorrangiges Ziel der Kraftfahrzeugindustrie in der Suche nach einem geringeren Gewicht, einem geringeien Preis und einem größeren Federweg für aufgehängte Räder, insbesondere für angetriebene und gelenkte Räder .
Bei den letzteren liegt im allgemeinen der Mittelpunkt des radseitigen Gleichlaufgelenks ungefähr auf der Schwenkachse des Achsschenkels. In der Praxis wird das Schwenken bzw. Einschlagen des Pades daher entweder durch die Konstruktion des Achsschenkels selbst, durch Berührung des Rades mit der Karosserie oder auch durch die Möglichkeiten des Gleichlaufgelenks begrenzt.
BAD ORIGINAL
S0166.001 - Hw-sr
Daher kann zur Verbesserung der Einschlagmöglichkeit bei einem Fahrzeug mit Frontantrieb mit einem Achsschenkel vorgegebener Konstruktion zunächst versucht werden, die maximale Abwinkelung des Gleichlaufgelenks zu vergrössern. Diese erste Möglichkeit stößt rasch auf Schwierigkeiten, wie z.B. die spürbare Reduktion der Drehmomentkapazität des Gelenks, die Erhöhung des Arbeitswinkels beim faltenbalg des Gleichlaufgelenks usw.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Mittelpunkt des Gleichlaufgelenks soweit wie möglich zum Rad hin zu verlagern, da dies bei einem vorgegebenen Gleichlcufgelenk den Beugewinkel des Gelenks bei jeder Winkellage des Rades reduziert.
Um den Mittelpunkt des Gleichlaufgelenks zum Rad hin verlagern zu können, muß die Konstruktion der Radlager oder ihre Dimensionierung verändert werden. Es wurden sogenannte Radlager der 3. und 4» Generation entwickelt, deren gemeinsame Besonderheit darin besteht, daß nur ein Innenring für die zwei Kugelreihen verwendet wird. Dadurch wird nämlich die notwendige Materialstärke innerhalb des Lagers reduziert, wodurch Platz zur Unterbringung eines Teils res Gleichlaufgelenks, das sich im allgemeinen zum Rad hin verjüngt, frei wird. Mit einer solchen Lösung erreicht man jedoch bei weitern nicht mehr die maximale Füllung des Lagers mit Kugeln, wodurch die Kapazität und/oder die Lebensdauer erheblich verringert wird im Verhältnis zu dem zur Verfugung stehenden Durchmesser; hinzu kommen auch andere Probleme, insbesondere bei der Abdichtung.
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Ks k.um aufli cine spiii li.n c Wi iji öß(.| unq don Dm rluiniftfif-f η γΙγμ* 1..H)CrI i ut]f- in Holiticlil '11-/.OtJtMi wt'itlfMi, wolx-i m.iii tilt» konventionelle Konstruktion init zwei getrennten Innenringen beibehält. Diese Lösung ist jedoch bei weitem nicht optimal, weder von den Herstellungskosten noch vom Gewicht der gesamten Lagerung her.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Radlagerung, durch die bei vorgegebenem Nutzdurchmesser des Radlagers Kosten und Gewicht verringert sowie Platz innerhalb des Lagers frei werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der direkt an den Radträger angrenzende Innenring des Kugellagers mit dem Radträger eine Baueinheit bildet, und daß diese Baueinheit und der andere Innenring des Lagers von einem rohrförmigen Zentrierstück getragen werden.
Bevorzugt sind die Baueinheit aus Radträger und Innenring sowie der weitere Innenring auf das rohrförmige Zentrierstück aufgepreßt. Eine vom Gewicht und den radialen Abmessungen der besonders vorteilhafte Ausführungsform ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der vom Radträger getrennte Innenring der Kugellager mit dem rohrförmigen Zentrierstück eine Baueinheit bildet.
Desweiteren ist nach der Erfindung vorgesehen, daß die Baueinheit aus Radträger und Innenring mit dem rohrförmigen Zentrierstück durch eine Scheibe in Längs- und Drehrichtung fest verbunden ist.
Dabei weist die Scheibe bevorzugt eine Stirnverzahnung auf, die in die Stirnverzahnung der Außenseite des Radträgers eingreift und sie ist an das Zentrierstück angeschweißt.
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S0166.001 - Jiw-sr
Alternativ kann vorqer.chen ro in, daß die Scheibe eino Stirnverzahnung, din in die Stirnverzahnung an der Außcnr.f i t <· df π Rad träger !J eingreift und cine , ι κ ϊ. ι "1 r» Innonver /ahmmg .miweist, dir? in fine '*nf r.pi raiK-nde ''(-t/.,ihnunc) dcr; Zcniricii'.tücks eingreift/ und d.iti r-in Clew i rnictpi 1 in dar. rohr ί öi miqp Zent ι j er f;t iick fi nqci.chj· .liibt. i:;t und di*· Sclicil»1 qcyr»n d"ii Rad ti iitji'i; preßt,
Bei Anwendung der Lagerung für r-iu aiignLr i '-bones H<id i .Ή zweckinäß J(jcr wc i r,e vorfjor.i'h(»n, daß Mn Teil df-π AnI r iobr.q»· lin kes mit dein rohrförniigen Zentr ier: t ück verbunden ist.
Alternativ kann jedoch vorqrfw-hrn wrrden, da.fi- dar. t ohr I <>i mi Zontr lersi ück .'iolbr.l fin Toll de.·; Cc lenke;; bildet.
T'llniqe l)evor'/.uq 11» Aui-.f i'lln iinq: be i:;]>ie fe der I1Ir ί i ndimq .".lud in der Zeichnung dargestellt.
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Fig. 1 einen T.änQr..rvchni ti. finer Lager unq.^nnordnunq, aiii
Anwendung ( iir cli.o L.nict iinq finer. <inqe( r i eb'M)(.n und cjeleiikten K.nlf:;;.
Fig. 2 und 3 ahn 1 iehe 11,11 bni-hfii M e /wfitT Vcuirinleii der
Lagerung (jcinHß l''i(j. 1, wobei daü (ΊIMch 1 au 1 gelenk zum großen Teil weggel nr.sen wurde.
BAD
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Die in Fig. 1 dargestellte Lagerungsanordnung 1 dient bei einem Kraftfahrzeug mit Frontantrieb zur Lagerung eines (nicht dargestellten) angetriebenen und gelenkten Rades, das an einem Radträger 2 befestigt ist. Die Lagerung 1 enthält ein zweireihiges Schrägkugellager 3 und ein rohrförmigen Zentrierstück 4, an dem ein Tripode-Gleichlaufgelenk 5 mit axialer Sicherung befestigt ist. (Festgelenk).
Der Radträger 2 besitzt an seiner inneren Randfläche einen rohrförmigen Ansatz 6, der sich vom Rad fort erstreckt und einen Innenring 7 des Kugellagers bildet. Der andere Innenring 8 dieses Lagers ist ein davon getrenntes Bauteil und hat den gleichen Innendurchmesser. Das Lager enthält einen einteiligen Außenring 9, der zwei axial nach außen gerichtete Rollbahnen aufweist und einen Flansch 10 zur Befestigung an einen mit Strichpunkten schematisch dargestellten und mit der (nicht dargestellten) Federung des Fahrzeugs verbundenen Achsschenkel 11 trägt.
Die Achse X-X des Achsschenkels 11 verläuft ungefähr durch den Mittelpunkt 0 des Gelenks 5, der gegenüber dem Radträger 2 feststeht und auf der gemeinsamen Achse Y-Y des Radträgers 2 und des Kugellagers 3 liegt.
Das rohrförmige Zentrierstück 4 weist außen auf der Radseite eine Verlängerung 12, einen mit den glatten Innenflächen des Radträgers 2, und dessen Ansatzes 6 und des Innenringes 8 in Berührung stehenden Teil 13, eine radiale Schulter 14, gegen die dieser Ring 8 anliegt, und einen erweiterten Öffnungsbereich 15 auf. An der ebenen und radialen Stirnfläche 16 des
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Öffnungsbereiches 15. ist eine Muffe 17 mit ihrer Stirnfläche anliegend angeschweißt, die das Außenteil des Gelenks 5 bildet. In der Innenfläche dieser Muffe 17 sind die äußeren Enden der drei Zapfen 18 der Tripode befestigt r während die Tulpe 19 des Gelenks 5 mit einer querliegenden Antriebswelle 20 verbunden ist. Ein Faltenbalg 21, der das Gelenk 5 abdichtet, verbindet das freie Ende des Gelenkbereichs 17 mit der Welle 20.
Zur Montage der Lagerung 1 wird der Ring 8 bis zum Anschlag gegen die Schulter 14 auf das Zentrierstück 4 aufgepreßt; eine erste Kugelreihe wird mit ihrem Käfig und ihrer Dichtung eingesetzt; der Außenring 9 wird eingeführt; die zweite Kugelreihe wird mit ihrem Käfig und ihrer Dichtung eingesetzt; der Radträger 2 wird bis zum Anschlag seines Ansatzes 6 gegen den Ring 8 auf das Zentrierstück 4 aufgepreßt; und auf den Vorsprung 12 des Zentrierstücks 4 wird eine Verbindungsscheibe 22 aufgeschoben.
Die Scheibe 22 weist auf einer Seite eine Radialverzahnung 23 auf, die in die entsprechende an der Außenfläche des Radträgers 2 vorgesehene Verzahnung eingreift. Diese Scheibe wird gegen den Radträger gedrückt, bis die gewünschte Vorspannung der Ringe 7 und 8 erreicht ist, und die Lage der Scheibe 22 durch Anschweißen, z. B. durch Elektronenstrahl-Schweißen fixiert. Eine in dem Zentrierstück 4 angeordnete leichte Kappe 25 ergänzt die Abdichtung des Gelenks 5.
Man sieht, daß nur zwei Metallschichten unterhalb des Kugellagers 3 notwendig sind: die des Ringes 7 oder 8 sowie die des rohrförmigen Zentrierstücks 4. Bei einem vorgegebenen
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Nutzdurchinesser des Lagers 3 steht dadurch innerhalb dieses lagers viel Raum zur Verfügung, wodurch der Mittelpunkt 0 des Gelenks 5 im Vergleich zu herkömmlichen Anordnungen näher an die Belastungsebene P des Rades gebracht werden kann, wobei gleichzeitig Gewicht eingespart wird, die Kosten gesenkt werden und eine ausreichende Zentrierung des Radträgers 2 und des Kugellagers 3 sichergestellt wird.
Bemerkenswert ist auch, daß die erfindungsgemäße Lagerung mit jeder Art von Antriebsgelenk kompatibel ist. Wenn das zu übertragende Drehmoment klein genug ist, kann sogar eine vollständige Unterbringung des Gelenks innerhalb des Zentrierstücks 4, das dann zusätzlich die Funktion des Gelenkaußenteils 17 übernimmt, in Betracht gezogen werden.
Die Variante gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der vorhergehenden nur durch die Art der Montage der Scheibe 22. In diesem Fall hat nämlich diese Scheibe 22 einen L-förmigen Querschnitt und weist auch eine axiale Innenverzahnung 26 auf, die mit der entsprechenden an der Verlängerung des Zentrierstücks 4 vorgesehenen Verzahnung 27 zusammenarbeitet. Die Scheibe 22 ist axial von einer Verschlußschraube 28 gesichert, die soweit in das Ende des Zentrierstücks 4 eingeschraubt wird, bis die gewünschte Vorspannung des Kugellagers 3 erreicht ist. Die Verschlußschraube 28 dichtet das Zentrierstück 4 ab, so daß die Kappe 25 entfällt. Diese Variante ist durch ihre leichtere Herstellung in Großserie sowie durch ihre schnelle Demontage-Möglichkeit, insbesondere wenn - wie in Fig. 2 dargestellt - das Gelenk 5 infolge seines größten Außendurchmessers nicht durch den Achsschenkel 11 hindurchbewegt werden kann, vorteilhaft. Die Variante mit angeschweiß—
SOl 66.001 - Hw-sr \ ; ;.:. " ~l : ~ 1 \' J ]X
ter Scheibe 22 gemäß Fig. 1 kann jedoch auch leicht von einem Fachmann ausgebaut werden. Die Variante gemäß Fig. 3 greift die Art der Montage der Scheibe 22 gemäß Fig. 2 wieder auf, ermöglicht es aber gleichzeitig, das Gewicht der Lagerung weiter zu verringern und den innerhalb des Kugellagers 3 verfügbaren Raum weiter zu vergrößern. Dazu ist der Ring 8 mit dem rohrförmigen Zentrierstück 4 aus einem Teil hergestellt. Das Zentrierstück 4 weist hierzu am Ansatz des Radträgers 2 eine Schulter 29, gegen die dieser Ansatz anschlägt, einen zunächst axial verlaufenden und dann erweiterten Teil 30, der den Ring 8 bildet, sowie eine erweiterte Öffnung 15 auf. Innen weist somit das Zentrierstück 4 zwischen seinem den Ansatz 6 tragenden Schaft und seiner erweiterten Öffnung 15 einen Absatz 31 auf, durch den Raum zur Unterbringung des Gelenks 5 gewonnen werden kann. Die Strichpunktlinie gemäß Fig. 3 stellt diesen Raumgewinn, der selbstverständlich auch eine entsprechende Gewichtseinsparung und eine Vereinfachung der Lagerung mit sich bringt, im Vergleich zu der Anordnung nach Fig. 2 dar.
Bei jeder der oben beschriebenen Varianten könnte das Gelenkaußenteil 17 selbtsverständlich mit dem rohrförmigen Zentrierstück 4 aus einem Teil hergestellt sein. Darüber hinaus kann die Lagerungsanordnung ohne das Gelenk 5 mit den oben beschriebenen Vorteilen, natürlich bis auf die mit der möglichen Annäherung des Gelenks an das Rad verbundenen Vorteile, zur Lagerung jedes Rades eines Fahrzeugs verwendet werden.

Claims (8)

  1. 5634
    Ölaenzer Spicer "- -"*""■ „;.:„.: ".JS-, 28.09.82
    10, Rue J.P. Timbaud ~ **" Hw/sr
    F-78301 Poissy S0166.001
    Patentansprüche
    Radlagerung, insbesondere für gelenkte und angetriebene Räder von Kraftfahrzeugen, bestehend aus einem Radträger (2) und einem zweireihigen Kugellager (3) , das einerseits zwei Tnnenringe (7,8) und andererseits einen mit der Federung des Fahrzeugs, insbesondere mit dem Achsschenkel (11) verbundenen Außenring (9) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der direkt an den Radträger (2) angrenzende Innenring (7) des Kugellagers mit dem Radträger (2) eine Baueinheit bildet, und daß diese Baueinheit (2, 7) und der weitere Innenring (8) des Lagers von einem rohrförmigen Zentrierstück (4) getragen werden.
  2. 2. Radlagerung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Baueinheit, die Radträger (2) und Innenring (7) bilden, sowie der weitere Innenring (8) auf das rohrförmige Zentrierstück aufgepreßt sind.
    BAD
    SOIf 6.001 - Hw-sr · ;:-;- " · * \ ' :": „-' A
  3. 3. Radlagerung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet/
    das der vom Radträger (2) getrennte Innenring (8) des Kugellagers (3) mit dem rohrförmigen Zentrierstück (4) eine Baueinheit bildet.
  4. 4. Radlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Baueinheit aus Radträger (2) und Innenring (7) mit dem rohrförmigen Zentrierstück (4) durch eine Scheibe (22) in Längs- und Drehrichtung fest verbunden ist.
  5. 5. Radlagerung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet/
    daß die Scheibe (22) eine Stirnverzahnung (23), die in die Stirnverzahnung (24) der Außenseite des Radträgers (2) eingreift, aufweist und an das Zentrierstück (4) angeschweißt ist.
  6. 6. Radlagerung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet/
    daß die Scheibe (22) eine Stirnverzahnung (23), die in die Stirnverzahnung (24) an der Außenseite des Radträgers (2) eingreift, und eine axiale Innenverzahnung (26) aufweist, die
    BAD ORIGINAL
    Q/IPRΊΑ
    ... „-, --», ν-/ Z_ *J ^i U ^J 1T
    S0166.001 - Hw-sr : ::-;-" ; ; :":""; „'" /
    - 3·
    in eine entsprechende Verzahnung (27) des Zentrierstücks (4) eingreift/ und daß ein Gewindeteil (28) in das rohrförmige Zentrierstück eingeschraubt ist und die Scheibe gegen den Radträger (2) preßt.
  7. 7. Radlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 in der Anwendung für ein angetriebenes Rad,
    dadurch gekennzeichnet?
    daß ein Teil (17) des Antriebsgelenks (5) mit dem rohrförmigen Zentrierstück (4) verbunden ist.
  8. 8. Radlagerung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das rohrförmige Zentrierstück (4) selbst einen Teil (17) des Gelenkes (5) bildet»
    BAD ORIGINAL
DE19823236634 1981-10-23 1982-10-04 Radlagerung, insbesondere fuer gelenkte und angetriebene raeder von kraftfahrzeugen Granted DE3236634A1 (de)

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