DE3339358C2 - Befestigung einer Radlagereinheit an ein Stützelement eines Federbeins oder dgl. - Google Patents
Befestigung einer Radlagereinheit an ein Stützelement eines Federbeins oder dgl.Info
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Abstract
Bei einer Befestigung einer Radlagereinheit, bestehend aus einem Lagerinnenring (1), einem Lageraußenring (5) und dazwischen umlaufenden Wälzkörpern (8), an ein Stützelement eines Fahrzeuges wird das Stützelement (11) durch Schrauben oder dgl. auf Stirnflächen (9, 10) des Lageraußenrings (5) oder Lagerinnenrings (1) und eines einstückig mit diesem verbundenen, radial nach außen gerichteten Ringflansches (6) befestigt. Damit die Befestigung eine kompakte Radlagerung mit einer äußerst festen Verbindung der Radlagereinheit am Stützelement eines Federbeins oder dgl. schafft, ist das Stützelement (11) rohrförmig ausgebildet und besitzt ein zum Ringflansch (6) des Lagerinnen- bzw. Lageraußenrings (1, 5) radial weisendes, offenes Ende. Das radial offene Ende hat zwei einander seitlich gegenüberstehende, die gegenüberliegenden Stirnflächen (9, 10) des Ringflansches (6) und des zugehörigen Lagerrings (1, 5) über einen begrenzten Umfangsbereich überdeckende Wandabschnitte. Die Wandabschnitte sind mit Hilfe der Schrauben auf diesen Stirnflächen (9, 10) fest anliegend befestigt.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Befestigung einer Radlagereinheit an ein Stützelement eines Federbeins
od. dgl. gemäß den Oberbegriff des Patenanspruches I.
Radlagereinheiten werden zum Lagern angetriebener oder nicht-angetriebener Räder in Kraftfahrzeugen
vielfach verwendet. Sie ersetzen dort die Lagerung mit normalen Wälzlagern, die verhältnismäßig umständlich
auf einen Achsstummel festgesetzt werden müssen.
Bei einer bekannten Befestigung einer Radlagereinheit an einem Stützelement eines Lenkzapfengehäuses
besitzt das Stützelement einen Befestigungsflansch, der auf einer Seite der Radlagereinheit angeordnet ist und
durch Schrauben mit dem Lageraußenring der Radlagereinheit fest verbunden ist (DE-OS 33 1 \ 106). Der
Lageraußenring der Radlagereinheit ist also über das Stützelement des Lenkzapfengehäuses mit dem Fahrgestell
des Fahrzeuges verbunden.
Grundsätzlich kann bei einer Radlagereinheit auch der Lagerinnenring über ein Stützelement mit dem
■τ Fahrzeugesteil verbunden sein, nämlich dann, wenn der
zugehörige Lageraußenring am Rad befestigt ist.
Bei der Befestigung des Stützelementes an der Radlagereinheit
wird die Stirnfläche des Ringflansches des Lagerinnenringes bw. Lageraußenringes gegen den Befestigungsflansch
des Stützelementes horizontal angestellt und der Ringflansch dann durch Schrauben mit
dem Befestigungsflansch des Stützelementes fest verbunden.
Herkömmlicherweise ist das Stützelement mit dem zugehörigen Federbein- oder Lenkzapfengehäuse einstückig
verbunden und als massives Bauteil im Gießoder Schmiedeverfahren hergestellt. Das Stützelement
besitzt somit eine hohe Festigkeit, so daß es alle im Fahrbetrieb vorkommenden Radkräfte und Stöße aufnehmen
kann, es hat aber ein unverwünscht großes Gewicht.
In den letzten Jahren sind deshalb Vorschläge gemacht worden, das Federbein- oder Lenkzapfengehäuse
ausgehend von einem metallischen Bandwerkstoff so herzustellen, daß dieses ein kleineres Gewicht aufweist.
Das entsprechende Gehäuse hat gegenüber dem im Gieß- oder Schmiedeverfahren hergestellten massiven
Gehäuse eine unterschiedliche Konstruktion. Es ist glockenförmig ausgebildet und hat einen unten angeordneten
ringförmigen Befestigungsflansch, der im wesentlichen vertikal gerichtet und auf einer Seite des betreffenden
Lagerrings der Radlagereinheit angeordnet ist. Dieser ringförmige Befestigungsflansch wird mit
Schrauben od. dgl. mit dem Ringflansch des betreffenden Lagerringes fest verbunden.
Nachteilig ist dabei, daß das Stützelement dieser bekannten Befestigung aus Festigkeitsgründen einen relativ
großen Bauraum einnimmt. Wegen der durch das Stützelement verursachten beengten Raumverhältnisse
ist die Unterbringung der Anschlußelemente, z. B. der Bremselemente, am Rad schwierig. Dies ist besonders
dann der Fall, wenn es sich um die Lagerung von angetriebenen Vorderrädern handelt. Bei diesen muß nämlich
am Rad ein relativ großer freier Raum vorhanden sein, damit die Räder ausgeschwenkt werden können.
Aus demselben Grund ist es auch schwierig, ein verhältnismäßig groß bauendes Stützelement aus Bandmetall
der herkömmlichen Konstruktion bei einer Radlagereinheit zu verwenden, deren Lagerinnenring ein Triebgelenk
trägt, denn der in axialer Richtung entsprechend breit bauende Lagerinnenring verkleinert den zum Unterbringen
des Stützelementes zur Verfugung stehenden Bauraum.
Es ist eine Befestigung einer Radlagereinheit der genannten
Gattung bekannt, bei der das Stützelement rohrförmig ausgebildet ist und ein zum Ringflansch des
Lageraußenringes radial weisendes, offenes Ende mit einem Wandabschnitt aufweist (GB-OS 20 26 404). Der
Wandabschnitt ist mit Hilfe von Schrauben auf einer der beiden Stirnflächen des Ringflansches befestigt. Bei dieser
bekannten Befestigung muß der Wandabschnitt des Stützelements recht groß und dickwandig ausgebildet
werden, damit dieser die im Fahrbetrieb auftretenden Radstöße ohne schädliche Verformung aushalten kann.
Die bekannte Befestigung benötigt deshalb immer noch einen ausgedehnten Bauraum und besitzt außerdem ein
unerwünscht großes Gewicht.
Der im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befestigung einer
Radlagcreinheit an ein Stützelement eines Federbeins od. dgl. der genannten Art zu schaffen, welche eine kompakte
Radlagerung mit einem verhältnismäßig kleinen Bauraum der Befestigungselemente benötigt und dazu
eine äußerst feste Verbindung der Radlagereinheit mit dem Stützelement des Federbeins od. dgl. herstellt.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Mit der erfindungsgemäßen Befestigung ist eine kornpakt bauende, äußerst feste .Anlenkung gegeben, welche
eine sichere kraftschlüssige Verbindung zwischen eier
Radlagereinheit und dem Stützelement z. B. eines Federbeins herstellt. Das Stützelement kann einstückig mit
dem Stützbolzen eines Federbeins verbunden sein. Nach dem Befestigen des Stützelementes am Lageraußenring
kann der Stützbolzen am Stützelement aber auch z. B. durch Schweißen festgelegt werden. Bei dieser
Befestigung ist normalerweise die Triebwelle der Radiagereinheit bereits in Stellung gebracht. Die Triebwelle
steht beim Schweißen nicht im Weg, denn es fehlt am Stützelement der bisher übliche ringförmige
Flansch, der den Zugang zu den Schweißstellen behindert.
Außer dem Stützbolzen eines Federbeins können übrigens auch Bremselemente oder andere Elemente
am Stützelement befestigt sein. Auch kann anstelle des Stützbolzens des Federbeines das untere Gelenklager
eines Lenkzapfens mit dem Stützelement verbunden sein.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Befestigung einer Radlagereinheit sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
Mit der Ausbildung nach Anspruch 2 wird erreicht, daß das Stützelement mit einfachen Mitteln fest und
sicher am Ringfiansch des Lageraußinringes befestigbar
ist.
Die Ausführung nach Anspruch 3 hat zur Folge, daß die Stützelementhälften bei ihrer Befestigung am Lageraußenring
seitlich geg;n die gegenüberliegenden Stirnflächen des Ringflansches und des zugehörigen Lagerringes
ansetzbar und mit den Schrauben gegenseitig am Lagerring befestigba'r sind.
Mit der Ausgestaltung nach Anspruch 4 ist der Vorteil gegeben, daß die beiden Wandabschnitte in Umfangsrichtung
des Ringflansches verlängert sind, so daß diese trotz raumsparender Ausbildung des Stützelementes
die Stirnflächen des Ringflansches und des zugehörigen Lagerringes über einen verhältnismäßig großen
Umfangsbereich überdecken und stützen. Zwei Schrau- bo
ben können in jeweils ein Befestigungsloch des Ringflansches gesteckt werden, welche in Umfangsrichtung
einen relativ großen Abstand voneinander haben.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 5 weist auf eine besonders einfache und wirtschaftliche Verbindung des
Stützelementes mit dem Stützbolzen eines Federbeins hin.
Schließlich hat die Ausgestaltung nach Anspruch 6 zur Folge, daß das Stützelement trotz hoher Festigkeit
ein vorteilhaft kleines Gewicht aufweist und besonders wirtschaftlich aus einem metallischen Bandwerkstoii
hergestellt werden kann.
Die vorliegende Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das in den
Zeichnungen dargetellt ist, näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Lagereinheit, die gemäß der erfindungsgemäßen Befestigung mit einem
Stützelement eines Federbeins fest verbunden ist, und
F i g. 2 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeils A auf die in F i g. 1 gezeigte Radlagereinheit mit Stützelement.
In Fig. 1 ist eine Radlagereinheit für das angetriebene Rad (nicht gezeigt) eines Fahrzeuges dargestellt Diese
Radlagereinheit besitzt einen Lagerinnenring 1, der mit einem seitlichen Ringflansch 2 zum Befestigen des
Rades einstückig verbunden ist. Der Außenteil 3 eines Triebgelenkes (nicht gezeigt) ist in rW Bohrung des
Lagerinnenringes 1 in an sich bekanrrer Weise angeformt.
Die Radlagereinheit besitzt außerdem einen Lageraußenring 5 sowie zwischen dem Lagerinnenring 1
und dem Lageraußenring 5 in zwei Reihen angeordnete kugelige Wälzkörper 4. Auf seiner Mantelfläche hat der
Lagerauiienring 5 einen Ringflansch 6, der symmetrischen und mittig zwischen den beiden Reihen von
Wälzkörpern 4 angeordnet und einstückig mit dem Lageraußenring 5 verbunden ist.
Am Umfang des Ringflansches 6 sind axial durchgehende Befestigungslöcher 7 eingearbeitet, die der Befestigung
des Lageraußenringes 5 über ein Stützelement 11 am Fahrgestell des Fahrzeuges dienen. Im Bereich
der Befestigungslöcher 7 besitzt der Ringflansch 6 auf seinen beiden Seiten je ein axial vorstehendes Auge 8,
so daß die Befestigungslöcher 7 eine große Länge haben. Die Länge der Befestigungslöcher 7 ist genauso
groß wie der für die Befestigung des Stützelementes 11
notwendige Abstand zwischen zwei Wandabschnitten des zugehörigen Befestigungsendes des Stützelementes.
Die ebenen Stirnflächen 9 der axial vorstehenden Augen 8 und die ebene Stirnfläche 10 des Lageraußenringes
5 liegen je Seite in ein und derselben Ebene. Auf diese Weise kann das Stützelement 11 bei seiner Befestigung
mit der Radlagereinheit mit ebenen Anliegeflächen seiner Wandabschnitte sowohl auf den Stirnflächen
9 der Augen 8 als auch auf der zugehörigen Stirnfläche 10 des Lageraußenringes 5 zur Anlage kommen.
Das rohrförmige Stützelement U ist mit einem etwa rechteckigen Querschnitt ausgebildet und ausgehend
von einem metallischen Bandwerkstoff im Stanz- und Preßumformverfahren hergestellt. Es hat ein zum Lageraußenring
5 radial nach unten weisendes offenes Ende. Die Verbindung des Stützelementaes 11 mit dem
Lageraußenring 5 der Radlagereinheit ist fest und sicher, weil das offene Ende des Stützelementes zwei einander
seitlich in der Breite des Lageraußenringes 5 sich gegenüberstehende, die Stirnflächen 9 und 10 des Ringflansches
6 und der zugehörigen Lagerrings 5 auf der betreffenden Seite über einen großen Umfangsbereich
überdeckende Wändabschnitte aufweist.
Im vorliegenden Fall ist das Stützelement il an seinem,
dem offenen Ende gegenüberliegenden Ende — siehe Schweißnaht 12 — mit dem Stützbolzen 13 eines
Federbeines verschweißt. Bei seiner Montage am Lageraußenring
5 wird das Stützelement 11 auf dem Lageraiißenring
5 von oben aufgesetzt und anschließend mit zwei Schrauben, welche durch jeweils ein Befesti-
gungsloch 7 des Ringflansches 6 und anschließende Löcher in den Wandabschnitten des Stützelementes 11 hindurchgreifen,
auf den Stirnflächen 9 und IO des Ringflansches 6 und des zugehörigen Lagerrings 5 festgeklemmt.
Dabei gelangen die beiden Wandabschnitte des Stützelementes 11 auf den Stirnflächen 9 und 10 zur
reibschlussig sicheren Anlage. Das Stützelement 11 besitzt
am Übergang seines radial nach unten weisenden Abschnittes zum im wesentlichen horizontal weisenden
Abschnitt eine Versteifungsrippe 14. Der gegenseitige Abstand der beiden ebenen Wandabschnitte des Stützelementes
It entspricht im vorliegenden Fall genau der Breite des Lageraußenringes 5.
In F i g. 2 ist das rohrförmige Stützelement 11 in Seitenansicht
dargestellt. An seinem, dem offenen Ende gegenüberliegenden Ende ist das Stützelement 11 mit
einem in eine durchgehende Queröffnung des Stützelementes 11 hindurchgreifenden Stützbolzen 13 eines Federbeins
durch Schweiße" — siehe Schweißnaht !2
fest verbunden.
Die Wandabschniue des Stützelementes 11 sind übrigens
durch in Umfangsrichtung des Ringflansches 6 des Lageraußenringes 5 nach außen umgebogene Randabschnitte
15 des offenen Endes des Stützelementes 11 verlängert. Auf diese Weise ist das Stützelement 11 an
seinem offenen Ende besonders belastungsfähig ausgebildet.
Die erfindungsgemäße Befestigung ist nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt,
vielmehr kann diese im Rahmen des Erfindungsgedankens abgewandelt werden.
So kann z. B. das Stützelement 11 durch eine durch
seine Längsachse und die Achse der Radlagereinheit gehende Ebene in zwei durch Schrauben od. dgl. aneinander
befestigbare, jeweils einen der beiden Wandab- J5 schnitte aufweisende Stützelementhälften geteilt sein.
Diese Stützelementhälften werden ein Einbau zunächst durch die Schrauben am Lageraußenring 5 gegenseitig
festgeklemmt. Anschließend können die Stützelementhälften durch weitere Schrauben aneinander und am
Stützbolzen eines Federbeins od. dgl. befestigt werden. Die Wandabschnitte des Stützelementes 11 brauchen
nicht direkt auf den Stirnflächen 9 und 10 des Lageraußenringes 5 anliegend angeordnet zu sein. Vielmehr
können auch zwischen jeweils einem Wandabschnitt und den gegenüberliegenden Stirnflächen 9 und 10 kalibrierte
Beilagscheiben od. dgl. zwischengelegt sein. Diese Scheiben können zusätzliche Funktionen, z. B. die
Halterung von Bremselementen, übernehmen.
Die Wandabschnitte des Stützelementes 11 brauchen
nicht aliein durch Festklemmen oder Aufpressen und entsprechenden Reibschluß mit den Stirnflächen des
Ringflansches und des zugehörigen Laufringes verbunden zu sein. Es ist möglich, daß die Wandabschnitte bei
entsprechender Formgebung in Vertiefungen in den Stirnflächen des Ringflansches und/oder des zugehörigen
Laufringes eingreifen und somit auch eine formschlüssige Verbindung der Wandabschnitte mit dem betreffenden
Laufring herstellen.
Beim Befestigen der Wandabschnitte des Stützelementes 11 und Anstellen der Wandabschnitte gegen die
Stirnflächen 9 und 10 des Ringflansches 6 und des äußeren Lagerrings können die Wandabschnitte infolge elastischer
oder plastischer Verformung des Stützelementes 11 gegenseitig zueinander verlagert werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Befestigung einer Radlagereinheit, bestehend aus einem Lagerinnenring, einem Lageraußenring
und dazwischen umlaufenden Wälzkörpern, an einem Stützelemente eines Federbeins od. dgl. eines
Fahrzeuges, bei der das Stützelement rohrförmig ausgebildet ist und ein zu einem einstückig mit dem
Lageraußenring oder Lagerinnenring verbundenen, radial nach außen gerichteten Ringflansch radial
weisendes, offenes Ende mit einem Wandabschnitt aufweist, der mit Hilfe von Schrauben od. dgl. auf
einer Stirnfläche des Ringflansches befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement
(11) einen dem Wandabschnitt seitlich gegenüberstehenden weiteren Wandabschnitt aufweist,
wobei beide Wandabschnitte je eine der einander gegenüberliegenden Stirnflächen (9 und 10) des
Ringflacsohes (6) und des zugehörigen Lagerringes (5) über einen begrenzten Umfangsbereich überdekken
und mit Hilfe der Schrauben auf diesen Stirnflächen (9 und 10) fest anliegend befestigt sind.
2. Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens zwei, in einem Abstand in Umfangsrichtung voneinander angeordnete Schrauben
durch jeweils ein Befestigungsloch (7) des Ringflansches (6) des Lageraußenringes (5) und anschließend
Löcher in den Wandabschnitten des Stützelementes (11) hindurchgreifend, die beiden Wandabschnitte
auf den Stirnflächen (9 und 10) des Ringflansches (6) und des zugehörigen Lagerrings (5) festklemmend
angeordnet sind.
3. Befestigung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stüt..element (11) durch eine
durch seine Längsachse und die Achse der Radlagereinheit gehende Ebene in zwei durch Schrauben
od. dgl. aneinander befestigbare, jeweils einen der beiden Wandabschnitte aufweisende Stützelementhälften
geteilt ist.
4. Befestigung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß beide Wandabschnitte des Stützelementes (11) durch in Umfangsrichtung des
Ringflansches (6) des Lageraußenringes (5) nach außen umgebogene Randabschnitte (15) des offenen
Endes des Stützelementes (11) verlängert sind.
5. Befestigung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement
(U) an seinem, dem offenen Ende gegenüberliegenden Ende mit einem in eine durchgehende
Queröffnung des Stützelementes (11) hindurchgreifenden
Stützbolzen (13) eines Federbeins z. B. durch Schweißen fest verbunden ist.
6. Befestigung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement
(11) ausgehend von einem metallischen Bandwerkstoff im Stanz- und Preßumformverfahren
hergestellt ist.
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