DE3732501A1 - Supportelement fuer ein fahrzeugrad - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Supportelement für ein Fahr­ zeugrad, nämlich auf ein Supportelement oder eine Supporteinheit als Teil einer Fahrzeugaufhängung, mittels der das Rad drehbar an dem Aufhängungs­ träger selbst befestigt werden kann und, falls es sich um ein angetriebe­ nes Rad handelt, mit der Gleichlaufgelenkwelle verbunden werden kann.

Es ist bekannt, daß die Verbindung der Räder eines Fahrzeugs mit den Elementen von dessen Aufhängung gegenwärtig mittels einer Mehrzahl von Bauteilen komplizierter Form, hohen Gewichts und hoher Kosten erfolgt, umfassend zumindest eine Nabe, einen Achsstummel und ein Wälzlager, so daß die Verbindungseinheit insgesamt große Abmessungen aufweist, im Aufbau sehr kompliziert ist und entsprechend teuer und schwer ist; in moderneren Fahrzeugen wurden Lager mit einem Doppelkugelring eingeführt und mit Flanschen, die sowohl die Funktionen der Nabe als auch des Achsstummels erfüllen, was eine erhebliche Vereinfachung ermöglichte und eine Ge­ wichtseinsparung bezüglich der Befestigungsteile zwischen Rad und Aufhän­ gung ermöglichte. Selbst solche Lager jedoch haben relativ große Axialab­ messungen und, wenn der radiale Raum begrenzt ist, geringen Wirkungsgrad besitzen infolge der Notwendigkeit, Wälzlager kleinen Durchmessers ein­ setzen zu müssen, die entsprechend nur geringe Belastungen tragen können.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Supportelement oder eine Sup­ porteinheit für ein Fahrzeugrad mit verringerten Abmessungen und geringem Gewicht zu schaffen, wobei gleichzeitig hohe Belastungen abgestützt werden sollen.

Die erfindungsgemäß zur Lösung dieser Aufgabe vorgesehene Merk­ malskombination ergibt sich aus dem Patentanspruch 1.

Die Unteransprüche definieren bevorzugte Ausgestaltungen dieses Konzepts.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend unter Bezugnahme auf diese im einzelnen erläutert.

Fig. 1 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Supportelements gemäß der Erfindung und

Fig. 2 ist eine perspektivische Teildarstellung in gegenüber Fig. 1 verkleinertem Maßstab eines konstruktiven Details des Supportelements aus dieser Figur.

Man erkennt ein Supportelement oder eine Supporteinheit 1 für ein Rad 2 eines Fahrzeugs irgendeiner bekannten Bauweise, das aus Gründen der Vereinfachung nicht dargestellt ist; das Rad 2 kann irgendeine bekannte Bauart aufweisen und ist deshalb nur schematisch und nur zum Teil darge­ stellt. Mittels der Einheit oder des Elements 1 wird das Rad drehbar an einem Träger 3 befestigt, der auch nur schematisch und mit gestrichelten Umrißlinien angedeutet ist; der Träger 3 bildet einen Teil einer an sich bekannten Fahrzeugaufhängung. Wenn das Rad 2 angetrieben ist, wird die Einheit 1, wie nachstehend noch zu erläutern ist, so ausgebildet, daß das Rad auch mit einer Gleichlaufgelenkwelle 4 bekannter Bauart verbunden werden kann, die nur schematisch in gestrichelten Umrißlinien angedeutet ist und einen Teil des Fahrzeugs bildet.

Die Supporteinheit oder das Element 1 wird im wesentlichen ge­ bildet von einem einzigen Wälzlager geeigneter Abmessungen, umfassend ei­ nen radialen äußeren zylindrischen Ring 5, einen radialen inneren zylin­ drischen Ring 6, koaxial mit dem äußeren Ring 5, und eine Mehrzahl von Wälzkörpern, die zwischen den Ringen 5 und 6 derart angeordnet sind, daß sie relativ zueinander mit geringer Reibung drehbar sind; gemäß der Er­ findung besteht der innere Ring 6 aus einem Paar von benachbarten Ringe­ lementen 7 und 8, koaxial zueinander, und im Ausführungsbeispiel ist das Element 7 einstückig mit einem radialen äußeren Flansch 9 ausgebildet, der so geformt ist, daß er das Rad 2 tragen kann und einen Kreis von Befe­ stigungslöchern 10, vorzugsweise Gewindelöchern, aufweist, von denen nur eines aus Gründen der Vereinfachung dargestellt ist. In Kombination mit diesen Merkmalen ist der äußere Ring 5 ebenfalls mit einem radialen äuße­ ren Flansch 11 versehen, einstückig mit dem Ring ausgebildet und gegenüber sowie koaxial zum Flansch 9 angeordnet und mit einem Kreis einer Mehrzahl von Befestigungslöchern 12, vorzugsweise Gewindelöchern, versehen, mittels welchen der Außenring an dem Träger 3 befestigbar ist. In weiterer Kombi­ nation mit den genannten Merkmalen bestehen die Wälzkörper zwischen dem Ring 5 und dem Ring 6 nicht, wie herkömmlich, aus Kugeln oder Rollen, die in zwei Ringen angeordnet sind, um in bekannter Weise Belastungen ge­ mischten Typs, nämlich Radial- und Axialbelastungen, die im Betrieb auf­ treten, aufzunehmen, sondern aus konischen Wälzkegeln 15 bzw. 16, die schräg und nebeneinander in Form eines einzigen Kreises von Wälzkörpern angeordnet sind, jedoch mit ihren Achsen alternierend um 90° gegeneinander verdreht angeordnet; alle Kegelrollen 15 sind demgemäß schräg angeordnet mit ihrem kleineren Durchmesser gegen das Element 7 gewandt, so daß sie auf dem Element 8 abrollen, während alle Rollen 16 genau umgekehrt ange­ ordnet sind, d.h. schräg mit ihrem kleineren Durchmesser dem Element 8 zugekehrt auf dem Element 7 abrollend. Die Elemente 7 und 8 sind beide mit entsprechenden konischen Laufflächen 18 bzw. 19 ausgestattet, die einander zugekehrt sind und einander entgegengerichtete Schräglage definieren, auf denen die miteinander abwechselnden Rollen 15 bzw. 16 jeweils abrollen. Zwischen den Rollen 15 und 16 mit jeweils abwechselnd um 90° versetzten Achsen sind Kunststoffscheiben 20 zylindrischer Form eingefügt, deren Symmetrieachse jeweils quer verläuft bezüglich der der konischen Rollen 15 bzw. 16 derart, daß sie im wesentlichen längs der Erzeugenden eines Toro­ idkörpers liegen mit einer Achse, die zusammenfällt mit der der Ringe 5 und 6. Wo die Wälzkörper 15 und 16 den äußeren Ring 5 positionieren, ist dieser innen mit einer umlaufenden Nut 22 mit im wesentlichen V-förmigem Querschnitt versehen, deren einander zugekehrten Flanken definiert werden durch jeweils eine ringförmige Lauffläche 21 bzw. 24, die einander zuge­ kehrt sind und alternierend in Kontakt stehen mit den Kegelrollen 15 bzw. 16. Längs der Berührungslinie zwischen den Oberflächen 21 und 24 ist eine Ringnut 25 derart ausgebildet, daß der Entstehung von Belastungsrissen vorgebeugt wird. Vorzugsweise ist der Flansch 11, der integral mit dem Ring 5 geformt ist, ausgefluchtet mit der Ringnut 22 derart, daß er auch zur Verstärkung des Rings 5 dient.

Die Einheit oder das Element 1 wird schließlich vervollständigt durch ein Paar von Dichtungsbaugruppen 30 bzw. 31 von irgendeiner an sich bekannten Bauart. Die Baugruppe 30 wird von einem Sitz 32 getragen, der innen im Ring 5 auf der Seite des Flansches 9 ausgebildet ist im wesent­ lichen gegenüber dem Wurzelbereich desselben. Die Dichtungsbaugruppe wirkt zusammen mit einer gekrümmten Fläche 34, die den Wurzelbereich des Flan­ sches 9 mit dem Rest des Elements 7 verbindet. Die Baugruppe 31 ist zwei­ teilig ausgebildet, aus einem Deckteil 34, befestigt auf einer zylindri­ schen Verlängerung 35 des Elements 8 und aus einem Doppellippendichtele­ ment 36, untergebracht in einem Sitz 37 auf dem Außenring 5 auf der Seite gegenüber dem Sitz 32. Wenn schließlich das abgestützte Rad 2 angetrieben ist, sind die Ringelemente 7 und 8 derart ausgebildet, daß sie mit einer Gleichlaufwelle 4 verbunden werden können, und für diesen Zweck weisen sie jeweils zentrale Sitze 40 bzw. 41 auf, von denen Sitz 40 im Element 7 ausgebildet ist und vorzugsweise eine Nutkupplung darstellt, aus Gründen der Vereinfachung und der Bekanntheit nicht dargestellt, und mit einem Loch 42, wiederum ausgebildet im Element 7 zwecks Ermöglichung der Befe­ stigung des inneren Rings 6 an der Gleichlaufwelle 4 in an sich bekannter Weise mittels einer nicht dargestellten Mutter.

Aus vorstehender Erläuterung ergeben sich die Vorteile, die aus der erfindungsgemäßen Gestaltung des Supportelements resultieren. Im ein­ zelnen sind zu nennen die Anordnung der beiden Flansche in demselben Lager und der konischen Wälzkörper in einer einzigen Reihe, jedoch alternierend so angeordnet, daß ihre Achsen zueinander um 90° versetzt sind, was ein Supportelement für ein Fahrzeugrad ermöglicht, das konstruktiv sehr ein­ fach und extrem kompakt ist, gleichzeitig geringes Gewicht und verringerte axiale und radiale Abmessungen aufweist. Zugleich können gemischte Bela­ stungen, insbesondere Radial- und Axiallasten, aufgenommen werden. Die Verbesserungen gegenüber herkömmlichen Konstruktionen sind daher evident.

Es versteht sich, daß an dem beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiel Abweichungen vorgenommen werden können. Beispielsweise können die Scheiben 20, die in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel als Käfig dienen, in einer nicht dargestellten Variante durch einen üblichen Distanzkäfig in einem Stück ersetzt werden oder aus mehreren Einzelteilen, jeweils vorzugsweise aus Kunststoff.

Claims (5)

1. Supportelement (1) für ein Fahrzeugrad, umfassend einen radialen äußeren zylindrischen Ring (5), einen radialen inneren zylindrischen Ring (6), koaxial zum äußeren Ring (5) und eine Mehrzahl von Wälzkörpern, die zwischen dem Innenring (5) und dem Außenring (6) derart angeordnet sind, daß die beiden Ringe relativ zueinander drehbar sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der innere Ring (5) und der äußere Ring (6) jeweils mit ra­ dialen äußeren Befestigungsflanschen (9, 11) versehen sind, die Befesti­ gungslöcher aufweisen und daß die Wälzkörper durch Kegelrollen (15, 16) gebildet sind, die nebeneinander in Form einer einzigen Reihe angeordnet sind mit ihren Achsen alternierend um 90° zueinander versetzt.

2. Supportelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Ring (6) aus einem Paar koaxialer aneinander liegender Ringelemente (7, 8) zusammengesetzt ist, von denen der eine (7) einstückig mit dem fe­ sten Flansch (9) des Innenrings (6) ausgebildet ist und beide mit einander zugewandten konischen Laufflächen (18 bzw. 19) entgegengesetzter Schräg­ lage versehen sind, auf denen die Kegelrollen (15, 16) alternierend ab­ rollen, wobei die Ringelemente (7, 8) so geformt sind, daß sie an ein Gleichlaufgelenk (4) einer Fahrzeugaufhängung anschließbar sind.

3. Supportelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Ring (5) innen mit einer Ringnut (22) V-förmigen Quer­ schnitts versehen ist, wobei die einander zugekehrten Flanken der Nut durch entsprechende Laufflächen (23, 24) gebildet sind, auf denen alter­ nierend die Kegelrollen (15, 16) abrollen.

4. Supportelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der am Außenring (5) befestigte Flansch einstückig mit demselben und in Aus­ fluchtung mit der Nut (22) gebildet ist.

5. Supportelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den konischen Rollen (15, 16), die mit ihren Achsen alternierend zueinander um 90° versetzt sind, Kunststoffscheiben (20) mit einer Symmetrieachse eingefügt sind, die quer verläuft zu der der konischen Rollen (15, 16).