DE4219213A1 - Lageranordnung für eine Radnaben-Gleichlaufdrehgelenk-Einheit - Google Patents

Lageranordnung für eine Radnaben-Gleichlaufdrehgelenk-Einheit

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Description

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung für eine Rad­ naben-Gleichlaufdrehgelenk-Einheit, die ein zweireihiges Lager aufweist, das einen einteiligen Lageraußenring zur Verbindung mit einem Radträger umfaßt und deren Lager­ innenringe unmittelbar durch die Radnabe zum einen und durch das Außenteil des Gleichlaufdrehgelenks zum anderen gebildet werden, wobei diese Teile in formschlüssiger Verbindung drehfest ineinandergreifen und axial miteinan­ der verspannt sind, sowie ein Verfahren zu deren Her­ stellung.
Lageranordnungen dieser Art sind beispielsweise aus der DE-AS 19 15 932 bekannt. Aufgrund der rein axialen Montage beider Wälzlagerreihen werden Lagerungen mit hohem Füllungsgrad möglich.
Ein Problem bei derartigen Anordnungen besteht darin, daß bereits bei geringfügigen relativen Radialabweichung zwischen den beiden Wälzlagerbahnen eine Radialverspannung im Gelenk nach der Montage auftreten kann, die die Lebens­ dauer infolge zusätzlicher Belastungen verringert. Da die beiden Lagerbahnen an unterschiedlichen Bauteilen ausge­ führt sind, lassen sich derartige relative Radialabwei­ chungen bisher nur unvollkommen oder mit hohem Aufwand vermeiden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die eine verbesserte Übereinstimmung der beiden inneren Lagerbahnen bezüglich radialer Ungenauigkeit sicherstellt.
Die Lösung hierfür ist dadurch gekennzeichnet, daß anein­ ander angepaßte formschlüssige Eingriffsmittel an der Radnabe einerseits und am Außenteil des Gleichlaufdrehge­ lenks andererseits ausgebildet sind, die eine Verbindung der beiden Teile in einer einzigen Winkelstellung relativ zueinander bedingen. Die Lagerinnenbahnen derartiger An­ ordnungen werden auch nach dem Stand der Technik ebenso wie die Lagerbahnen im Lageraußenring vor der Lagermontage geschliffen. Hierbei bietet die erfindungsgemäße Anordnung die Voraussetzung, daß die bei der vollständigen Montage ausschließlich mögliche relative Winkelposition ohne be­ sonderen Aufwand und unter Ausschluß irgendwelcher Fehl­ stellungen auch bereits beim Bearbeitungsvorgang, insbe­ sondere beim Schleifen der Lagerinnenbahnen eingestellt wird. Hieraus ergibt sich ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer derartigen Anordnung, das sich da­ durch auszeichnet, daß Radnabe und Gelenkaußenteil in der durch die Formeingriffsmittel vorgegebenen relativen Win­ kelstellung mit noch unbearbeiteten Lagerbahnen ohne La­ geraußenring montiert werden, daß die Lagerinnenbahnen für beide Wälzlagerreihen in dieser Position mit einem gemein­ samen Werkzeug geschliffen werden und daß anschließend zur vollständigen Montage die Radnabe und das Gelenkaußenteil demontiert und unter vollständiger Lagermontage ein­ schließlich Lageraußenring und Lagerkugeln wieder montiert wird.
Sofern irgendwelche Radialschläge geringster Ausmaße beim Schleifen an den Lagerinnenringen entstehen, ist hiermit sichergestellt, daß diese in übereinstimmender Weise auch bei endgültiger und vollständiger Montage der Anordnung einschließlich der Lagerung übereinstimmend auftreten, so daß relative Verspannungen zwischen den Bahnen beider Reihen in Radialrichtung sicher ausgeschlossen werden können. Eine geringe Unrundheit als solche ist demgegen­ über nachrangig und in Kauf zu nehmen.
Die gegenseitigen Formeingriffmittel können durch einen einzelnen Feder-Nut-Eingriff am Umfang 5 oder Stirnflächen hergestellt werden. Da Gelenkaußenteil und Radnabe ohnehin eine Profilverzahnung zum gegenseitigen drehmomentfesten Eingriff aufweisen müssen, ist es in besonders günstiger Weise möglich, in beiden Verzahnungen jeweils zumindest einen Zahneingriff übereinstimmend von der vollständigen Ausbildung auszunehmen, so daß in diesem Bereich ein Zu­ sammenwirken mit vollständig ausgeführten Verzahnungsbe­ reichen ausgeschlossen ist. Dies bedingt dann die ge­ wünschte eindeutige Winkelstellung relativ zueinander.
Nach einer ersten günstigen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß die Eingriffsmittel eine Außenverzahnung an der Radnabe und eine Innenverzahnung am Gelenkaußenteil um­ fassen, bei denen zumindest ein Zahn in beiden Teilen nicht ausgebildet ist.
Nach einer alternativen Ausführung kann es auch vorgesehen werden, daß die Eingriffsmittel eine Innenverzahnung an der Radnabe und eine Außenverzahnung am Gelenkaußenteil um­ fassen, bei denen zumindest ein Zahn in beiden Teilen nicht ausgebildet ist.
Weiterhin ist es günstig, an beiden zu verspannenden Tei­ len Radialflächen vorzusehen, deren Axialabstand in Bezug auf die ausgeführten Innenbahnen der Wälzlager so bemessen sind, daß sie bei gegenseitiger, miteinander verspannter Anlage die gewünschte Axialvorspannung des zweireihigen Radlagers bewirken.
Drei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnungen dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung mit einem am Gelenkaußenteil ausgebildeten Zapfen mit Verzah­ nungseingriff gegenüber der Radnabe zur Winkelein­ stellung und zur Verspannung im Längsschnitt und in einem Querschnitt;
Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung mit einem Ansatz am Gelenkaußenteil mit einer Innenverzah­ nung mit Verzahnungseingriff gegenüber der Radnabe zur Winkeleinstellung und mit einer Spannschraube zur Verspannung im Längsschnitt und in einem Quer­ schnitt;
Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung mit einem Ansatz am Gelenkaußenteil mit einer Innenverzah­ nung mit Verzahnungseingriff gegenüber der Radnabe und einem zusätzlichen stirnseitigen Formeingriff zur Winkeleinstellung und mit einer Spannschraube zur Verspannung.
In Fig. 1 ist eine Radnabe 11 mit einem Radflansch 12 mit dem Gelenkaußenteil 13 eines nicht vollständig darge­ stellten Gleichlaufdrehgelenks axial verspannt und dreh­ fest verbunden. Hierzu dient ein am Gelenkaußenteil 13 angesetzter Zapfen 14, der eine Wellenverzahnung 15 auf­ weist, mit der er in eine entsprechende Innenverzahnung 16 in der Radnabe eingreift. Am freien Ende hat der Zapfen 14 ein Gewinde 17, auf das eine Mutter 18 aufgeschraubt ist, die sich axial an der Radnabe 11 abstützt. Die axiale Verspannung wird begrenzt durch einen zylindrischen Ansatz 19 an der Radnabe 11, der sich mit seiner Stirnfläche an einem Absatz 20 des Gelenkaußenteil 13 abstützt. An der Radnabe 11 ist eine erste Lagerinnenbahn 21 ausgebildet, in der eine erste Reihe von Lagerkugeln 22 läuft. Am Ge­ lenkaußenteil 13 ist eine zweite innere Lagerbahn 23 aus­ geführt, die zweite Lagerkugeln 24 trägt. Die Lagerkugeln sind gegenüber einem einteiligen Lageraußenring 25 ver­ spannt. Wie im Querschnitt erkennbar, weist die Außenver­ zahnung 15 des Zapfens 14 eine Vielzahl von Zähnen 26 auf, die mit entsprechenden Zähnen 27 in der Radnabe zusammen­ wirken. Darüber hinaus hat die Verzahnung 15 eine einzel­ nen Zahn 28 vergrößerter Breite, der in eine entsprechende Ausnehmung 29 in der Radnabe eingreift und somit eine eindeutige Zuordnung der relativen Winkelstellung von Radnabe und Gelenkaußenteil sicherstellt.
In Fig. 2 ist eine Radnabe 41 mit einem Radflansch 42 mit dem Gelenkaußenteil 43 eines nicht vollständig darge­ stellten Gleichlaufdrehgelenks axial verspannt und dreh­ fest verbunden. Hierzu dient eine in ein Gewinde 47 im Gelenkaußenteil 43 eingedrehte Schraube 44, die sich mit ihrem Kopf 48 axial an der Radnabe 41 abstützt. Die axiale Verspannung wird begrenzt durch einen zylindrischen Ansatz 49 am Gelenkaußenteil 43, der sich mit seiner Stirnfläche an einem Absatz 50 an der Radnabe 41 abstützt. An der Radnabe 41 ist eine erste Lagerinnenbahn 51 ausgebildet, in der eine erste Reihe von Lagerkugeln 52 läuft. Am Ge­ lenkaußenteil 43 ist eine zweite innere Lagerbahn 53 aus­ geführt, die zweite Lagerkugeln 54 trägt. Die Lagerkugeln sind gegenüber einem einteiligen Lageraußenring 55 ver­ spannt. Am gelenkseitigen Ende hat die Radnabe 41 eine Außenverzahnung 45, mit der sie in eine entsprechende Innenverzahnung 46 in dem zylindrischen Ansatz 49 ein­ greift. Wie im Querschnitt erkennbar, weist die Außenver­ zahnung 45 der Radnabe 41 eine Vielzahl von Zähnen 56 auf, die mit entsprechenden Zähnen 57 in der Radnabe zusammen­ wirken. Darüber hinaus hat die Verzahnung 45 eine einzel­ nen Zahn 58 vergrößerter Breite, der in eine entsprechende Ausnehmung 59 in dem zylindrischen Ansatz 49 am Gelenk­ außenteil 43 eingreift und somit eine eindeutige Zuordnung der relativen Winkelstellung von Radnabe und Gelenkaußen­ teil sicherstellt.
In Fig. 3 ist eine Radnabe 71 mit einem Radflansch 72 mit dem Gelenkaußenteil 73 eines nicht vollständig darge­ stellten Gleichlaufdrehgelenks axial verspannt und dreh­ fest verbunden. Hierzu dient eine in ein Gewinde 77 im Gelenkaußenteil 73 eingedrehte Schraube 74, die sich mit ihrem Kopf 78 axial an der Radnabe 71 abstützt. Die axiale Verspannung wird begrenzt durch einen zylindrischen Ansatz 79 am Gelenkaußenteil 73, der sich mit seiner Stirnfläche an einem Absatz 80 an der Radnabe 71 abstützt. An der Radnabe 71 ist eine erste Lagerinnenbahn 81 ausgebildet, in der eine erste Reihe von Lagerkugeln 82 läuft. Am Ge­ lenkaußenteil 73 ist eine zweite innere Lagerbahn 83 aus­ geführt, die zweite Lagerkugeln 84 trägt. Die Lagerkugeln sind gegenüber einem einteiligen Lageraußenring 85 ver­ spannt. Zwischen den Kugellagerreihen hat die Radnabe 71 eine Außenverzahnung 75, mit der sie in eine entsprechende Innenverzahnung 86 in dem zylindrischen Ansatz 79 am Ge­ lenkaußenteil 73 eingreift. Diese Mitnahmeverzahnungen können auch axial vor oder hinter der Radlagerung angeord­ net sein, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt. Stirnseitig ist die Radnabe mit einem Formvorsprung 88 versehen, der in eine entsprechende Ausnehmung 89 im Gelenkaußenteil in Umfangsrichtung formschlüssig eingreift. Wie im Quer­ schnitt erkennbar, hat der Formvorsprung 88 begrenzte Breite und greift in eine in Umfangsrichtung entsprechende Ausnehmung 89 im Gelenkaußenteil ein, so daß eine eindeu­ tige Zuordnung der relativen Winkelstellung von Radnabe und Gelenkaußenteil sichergestellt wird.
Bezugszeichenliste
11, 41, 71 Radnabe
12, 42, 72 Radflansch
13, 43, 73 Gelenkaußenteil
14 Zapfen
15 Wellenverzahnung
16, 46 Innenverzahnung
17, 47, 77 Gewinde
18 Mutter
19, 49, 79 Ansatz
20, 50, 80 Absatz
21, 51, 81 Lagerinnenbahn
22, 52, 82 Lagerkugeln
23, 53, 83 Lagerbahn
24, 54, 84 Lagerkugeln
25, 55, 85 Lageraußenring
26, 56 Zähne
27, 57 Zähne
28, 58 Zahn
29, 59 Ausnehmung
44, 74 Schraube
45, 75 Außenverzahnung
48, 78 Kopf
86 Innenverzahnung
88 Formvorsprung
89 Ausnehmung

Claims (8)

1. Lageranordnung für eine Radnaben-Gleichlaufdrehgelenk- Einheit, die ein zweireihiges Lager aufweist, das einen einteiligen Lageraußenring zur Verbindung mit einem Radträger umfaßt und deren Lagerinnenringe un­ mittelbar durch die Radnabe zum einen und durch das Außenteil des Gleichlaufdrehgelenks zum anderen gebil­ det werden, wobei diese Teile in formschlüssiger Ver­ bindung drehfest ineinandergreifen und axial miteinan­ der verspannt sind, dadurch gekennzeichnet, daß aneinander angepaßte formschlüssige Eingriffs­ mittel (28, 29; 58, 59; 88, 89) an der Radnabe (11, 41, 71) einerseits und am Außenteil (13, 43, 73) des Gleichlaufdrehgelenks andererseits ausgebildet sind, die eine Verbindung der beiden Teile in einer einzigen Winkelstellung relativ zueinander bedingen.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsmittel (28, 29) eine Innenverzahnung (16) an der Radnabe (11) und eine Außenverzahnung (15) am Gelenkaußenteil (13) umfassen, bei denen zumindest ein Zahn oder Keil sowie das Gegenprofil in beiden Teilen abweichend von den übrigen ausgebildet sind. (Fig. 1)
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsmittel (58, 59) eine Außenverzahnung (85) an der Radnabe (41) und eine Innenverzahnung (56) am Gelenkaußenteil (43) umfassen, bei denen zumindest ein Zahn oder Keil sowie das Gegenprofil in beiden Teilen abweichend von den übrigen nicht ausgebildet ist. (Fig. 2)
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsmittel (88, 89) zumindest einen stirnseitigen Formvorsprung und eine entsprechende stirnseitige Ausnehmung an der Radnabe (71) und am Gelenkaußenteil (73) umfassen. (Fig. 3)
5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmeverzahnungen (85, 86) axial vor oder hinter der Radlagerung (81-83) angeordnet sind.
6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verspannmittel einen am Gelenkaußenteil (13) zentral anschließenden Zapfen (14) umfassen, an dem eine Außenverzahnung (15) ausgebildet ist und der in eine Innenverzahnung (16) in der Radnabe (11) ein­ greift, und daß auf das mit einem Gewinde (17) ver­ sehenen Zapfenende eine Mutter (18) aufgedreht ist, die sich außen auf der Radnabe (11) abstützt.
7. Anordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verspannmittel eine sich außen auf der Radnabe abstützende Spannschraube (44, 74) umfassen, die in ein zentrales Innengewinde (47, 77) im Gelenkaußenteil (43, 73) eingedreht ist und deren Kopf (48, 78) sich außen auf der Radnabe (41, 71) abstützt.
8. Verfahren zur Herstellung einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß Radnabe (11, 41, 71) und Gelenkaußenteil (13, 43, 73) ohne Lageraußenring in der durch die Formein­ griffsmittel (28, 29; 58, 59; 88, 89) vorgegebenen relativen Winkelstellung mit noch unbearbeiteten La­ gerbahnen (21, 23; 51, 53; 81, 83) montiert werden,
daß die Lagerinnenbahnen für beide Wälzlagerreihen in dieser Position mit einem gemeinsamen Werkzeug ge­ schliffen werden und
daß anschließend zur vollständigen Montage die Radnabe (11, 41, 71) und das Gelenkaußenteil (13, 43, 73) demontiert und unter vollständiger Lagermontage wieder montiert wird.
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