DE4210461C2 - Radnaben-Drehgelenk-Anordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Radnaben-Drehgelenk-Anordnung, bei der eine mit einem Radflansch verbundene Radnabe und ein mit einer Antriebswelle verbundenes Drehgelenk mittels einer zentralen Schrauben-Mutter-Verbindung miteinander verbunden sind, und mit einer zweireihigen Lagerungsan­ ordnung mit zumindest einem separaten auf der Radnabe aufgezogenen Lagerinnenring, der mit einer Stirnfläche axial über das Ende der Radnabe hinaussteht, wobei die Lagerungsanordnung durch das auf die Stirnfläche des separaten Lagerinnenringes mittels einer Gegenfläche ein­ wirkende Gelenkaußenteil des Drehgelenks axial vorge­ spannt ist.

Anordnungen dieser Art sind beispielsweise aus der DE 36 18 130 C2 bekannt. Die hierbei genannten Schrauben-Mut­ ter-Verbindungen können als am Gelenkaußenteil angesetzte Gewindezapfen mit einer aufgeschraubten Mutter zur Siche­ rung ausgebildet sein. Ebenso ist es möglich, eine Schrau­ be, die in ein Gewindeloch am Gelenkaußenteil eingedreht ist, als Schrauben-Mutter-Verbindung einzusetzen. Die Art dieser Verbindung bestimmt die Ausgestaltung der als not­ wendig vorauszusetzenden drehmomentfesten Verbindung zwischen Gelenkaußenteil und Radnabe, die üblicherweise als Längsverzahnung am zuerst genannten Gewindezapfen, der mit einer Innenverzahnung in der Radnabe im Eingriff ist, ausgebildet wird.

Die zweireihige Lagerungsanordnung umfaßt Ausbildungen, bei denen nur ein zum Drehgelenk hin liegender separater Lagerinnenring ausgebildet ist, der sich dann unmittelbar an einer Stützfläche der Radnabe abstützt. In gleicher Weise sind jedoch auch zweireihige Lagerungsanordnungen mit zwei separaten Lagerinnenringen eingeschlossen, bei denen sich dann der drehgelenkseitige Lagerinnenring un­ mittelbar am zweiten Lagerinnenring und erst mittelbar an der genannten Stützfläche auf der Radnabe abstützt. Der Lageraußenring ist jeweils ungeteilt. Die Fertigungstole­ ranzen sind so gewählt, daß nach dem Verspannen des oder der separaten Lagerinnenringe gegen die Stützfläche eine Vorspannung im Lager, d. h. an den Lagerkugeln eingestellt ist.

Sofern im Einsatzfall Biegemomente auf die Verbindung zwischen Radnabe und Gelenkaußenteil einwirken, belasten die hierbei auftretenden Kräfte insbesondere den offenen Endbereich der Nabe, der zum Drehgelenk hin gelegen ist. Insbesondere wenn aufgrund einer dicken Ausführung des Gewindezapfens, der auch die Verzahnung trägt, die Radnabe in diesem Bereich eher dünnwandig ist, kann ein derartiger Belastungsfall zu einer Verformung im Sinne einer umlau­ fenden Ovalisierung der Radnabe an diesem Ende führen. Dies führt zwangsläufig zu Mikrobewegungen zwischen Stirn­ fläche am separaten Lagerinnenring und Gegenfläche am Ge­ lenkaußenteil, insbesondere aber auch an der Sitzfläche des genannten separaten Lagerinnenrings gegenüber der Oberfläche der Radnabe. Beides ist von Nachteil, da zwischen den genannten Flächen Passungskorrosion oder Fressen erfolgen kann, durch die die Funktion des ge­ nannten Lagerinnenrings beeinträchtigt wird.

Aus der US 44 37 536 ist eine Radnaben-Drehgelenk-Anord­ nung ähnlicher Bauart bekannt, bei der ein Lagerinnenring von der Radnabe gebildet wird und bei der ein separater Lagerinnenring vorgesehen ist, der mit der Radnabe nur über radiale Stirnflächen Kontakt hat und sich radial ausschließlich an einer Konusfläche am Gelenkaußenteil abstützt. Eine Zentrierung der beiden Lagerinnenringe zueinander findet hierbei nicht statt. Die Biegekräfte an der Anordnung müssen hierbei im wesentlichen von einem längsverzahnten Gewindezapfen der Schrauben-Mutter-Ver­ bindung aufgenommen werden. Hierbei kann bei Relativbe­ wegungen zwischen den beiden Lagerinnenringen Passungs­ korrosion an den genannten radialen Stirnflächen entstehen und es tritt eine zusätzliche Lagerbelastung auf.

Aus der FR 25 39 678 ist eine Radnaben-Drehgelenk-Anord­ nung bekannt, bei der ein Lagerinnenring von der Radnabe gebildet wird und bei der ein separater Lagerinnenring auf der Radnabe aufgezogen ist und axial zwischen radialen Stirnflächen am Gelenkaußenteil und an der Radnabe ver­ spannt ist. Auch hierbei hat ein Gewindezapfen der Schrauben-Mutter-Verbindung eine Längsverzahnung, die in eine Innenverzahnung der Radnabe drehfest eingreift. Biegekräfte an der Anordnung werden auch hier im wesent­ lichen von diesem am Gelenkaußenteil angesetzten Zapfen aufgenommen.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Ausgestaltung der genannten Anord­ nung vorzuschlagen, die dem genannten Verformungseffekt infolge Biegemomenten entgegenwirkt.

Die Lösung besteht darin, daß eine zylindrische Stützfläche, die an einem Ansatz am Gelenkaußenteil ausge­ bildet ist, in den axial über das Ende der Radnabe hinaus­ stehenden Teil der Sitzfläche des anliegenden separaten Lagerinnenrings abstützend eingreift. Der oben bereits angesprochene Effekt einer Aufnahme von Radialkräften, die auf den zur Gelenkseite hin liegenden separaten Lager­ innenring und damit auf die Radnabe einwirken, wird hier­ bei von einer zusätzlichen Zylinderfläche erzielt. Diese ist am Übergangsbereich zwischen Boden des Gelenkaußen­ teils und ansetzendem Gewindezapfen ausgebildet, so daß der entsprechende, hierfür vorgesehene Ansatz auf der Gelenkseite außerordentlich steif ist. Auch auf diese Weise lassen sich Radialbewegungen der aneinanderliegenden Teile gegeneinander sowie Verformungen des Nabenendes und des separaten Lagerinnenrings im Sinne eines Ovalisierens infolge von Biegemomenten in günstiger Weise unterdrücken.

Bei der hier genannten Ausführung können die der Lagerver­ spannungen dienenden Flächen, nämlich Gegenfläche am Ge­ lenkaußenteil und Stirnfläche am Lagerinnenring, wie an sich bekannt und fertigungstechnisch am einfachsten her­ stellbar, als rein radiale Fläche ausgebildet sein. Es ist allerdings nicht ausgeschlossen, auch hier noch eine Kom­ bination der erfindungsgemäßen zylindrischen Abstützfläche mit konischen Flächen im Bereich der axialen Verspannung vorzusehen. Diese können konisch am Gelenkaußenteil und innenkonisch am anliegenden Lagerinnenring sein. Es ist jedoch hierbei auch eine Um­ kehrung in dem Sinne möglich, daß sie innenkonisch am Gelenkaußenteil und konisch am anliegenden Lagerinnenring ausgebildet sind.

Die zylindrische Stützfläche und die genannte Gegenfläche können mit einem geeigneten Formschleifwerkzeug in einem Arbeitsgang fertig bearbeitet werden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung findet sich in der hier beigefügten Zeichnung.

Die Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung.

Sie zeigt eine Radnabe 11, die einstückig in einen Radflansch 12 übergeht. Mit der Radnabe 11 ist ein Drehgelenk 13 verspannt, von dem das Gelenkaußenteil 14 erkennbar ist, während das entsprechende Gelenkinnen­ teil von einem Faltenbalg 15 verdeckt ist. Dieses ist mit einer Antriebswelle 16 drehfest verbunden.

Am Gelenkaußenteil 14 ist ein zentraler Gewindezapfen 18 angesetzt, auf den die Radnabe 11 aufgeschoben ist und durch eine Mutter 19 gesichert ist. Auf dem Zapfen ist eine Wellenverzahnung 20 ausgeführt, die in eine ent­ sprechende Innenverzahnung 21 in der Radnabe 11 eingreift. Auf die Radnabe ist eine Lagerungsanordnung 22 aufge­ schoben, wobei einer der Lagerinnenringe unmittelbar und einstückig an der Radnabe 11 ausgebildet ist, während ein zweiter zum Gelenk hin liegender Lagerinnenring 23 separat aufgeschoben ist. Der zwei Rillen aufweisende Lageraußen­ ring 24 ist einteilig. Lagerkugeln sind mit 25 und 26 bezeichnet. Der Lagerinnenring 23 stützt sich an einer Stützfläche 27 auf der Radnabe mit seiner ersten Stirn­ fläche 28 ab, während eine Gegenfläche 29 auf die außen­ liegende Stirnfläche 30 des Lagerinnenrings 23 einwirkt.

Die Gegenfläche 29 und die Stirnfläche 30 am anliegenden separaten Lagerinnenring 23 sind rein ra­ dial ausgeführt. Am Gelenkaußenteil 14 ist ein zusätz­ licher Ansatz ausgebildet, der eine zylindrische Stütz­ fläche 31 bildet, die in die über die Nabe überstehende Sitzfläche 32 des separaten Lagerinnenrings 23 eingreift. Hier übt die Gegenfläche 29 eine rein axiale Kraft auf den Lagerinnenring 23 aus, während die zylindrische Stützfläche 31 die radialen Kräfte auf den Lagerinnenring, die zur Verformung führen könnten, abfängt.

In der Figur sind weiterhin Teile einer mit dem Radflansch verbundenen Scheibenbremse und einer Rad­ scheibe sowie mit dem Lageraußenring verbundene Radträger­ teile, die wiederum mit Spurstangen und weiteren Radauf­ hängungsteilen verbunden sind, erkennbar. Diese sind hier nicht näher angesprochen, da sie für den Gegenstand der Erfindung ohne Bedeutung sind.

Claims (3)

1. Radnaben-Drehgelenk-Anordnung, bei der eine mit einem Radflansch (12) verbundene Radnabe (11) und ein mit einer Antriebswelle (16) verbundenes Drehgelenk (13) mittels einer zentralen Schrauben-Mutter-Verbindung (18, 19) miteinander verbunden sind, und mit einer zweireihigen Lagerungsanordnung (22) mit zumindest einem separaten auf der Radnabe (11) aufgezogenen Lagerinnenring (23), der mit einer Stirnfläche (30) axial über das Ende der Radnabe (11) hinaussteht, wobei die Lagerungsanordnung (22) durch das auf die Stirnfläche (30) des separaten Lagerinnenringes (23) mittels einer Gegenfläche (29) einwirkende Gelenk­ außenteil (14) des Drehgelenks (13) axial vorgespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine zylindrische Stützfläche (31), die an einem Ansatz am Gelenkaußenteil (14) ausgebildet ist, in den axial über das Ende der Radnabe (11) hinausstehenden Teil der Sitzfläche (32) des anliegenden separaten Lagerinnenrings (23) abstützend eingreift.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenfläche (29) am Gelenkaußenteil (14) und die Stirnfläche (30) am separaten Lagerinnenring (23) radiale Flächen sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Gegenfläche (29) am Gelenkaußenteil konisch ist und in die komplementär gestaltete ko­ nische Stirnfläche (30) am anliegenden separaten Lagerinnenring (23) eingreift.