DE60129443T2 - Lageranordnung für achse - Google Patents

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Masahiro Chuo-ku Osaka-shi INOUE
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Description

  • Gebiet der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lagervorrichtung für eine Achse, in welcher Bremsscheiben eines Scheibenbremssystems sowie Räder montiert werden können.
  • Stand der Technik
  • Die den am Nächsten kommenden Stand der Technik darstellende JP 63 109 204 U offenbart eine Lagervorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Art.
  • Seitens der Anmelderin der vorliegenden Erfindung wird eine Lagervorrichtung für eine Achse wie in 12 dargestellt vorgeschlagen. In dieser Lagervorrichtung ist ein Nabenrad 1 über ein Gleichlaufgelenk 3 in einem Zustand mit einer Welle 7 verbunden, in dem das Nabenrad 1 kippbar ist.
  • Ein Wellenende auf der Fahrzeug-Innenseite einer hohlen Welle 12 des Nabenrads 1 ist zu einem Verstemmbereich 12a radial nach außen gebogen und verformt, der auf eine äußere Stirnfläche eines Innenrings 25 eines doppelreihigen Wälzlagers 2 aufgestemmt ist. Der Innenring 25 ist durch den Verstemmbereich 12a vorgespannt und weiterhin so angeordnet, dass er sich nicht vom Nabenrad 1 lösen kann.
  • Ein Außenring 31 des Gleichlaufgelenks 3 weist auf einen topfartigen zylindrischen Bereich 35 zur Aufnahme von Kippbewegungs-Führungselementen sowie einen Wellenbereich 36, der in die hohle Welle 12 des Nabenrads 1 in einem Bereich kleineren Durchmessers des topfartigen zylindrischen Abschnitts 35 eingesetzt und mit einer Keilverbindung versehen ist, um ein Drehen in Umfangsrichtung zu verhindern.
  • Der Verstemmbereich 12a der hohlen Welle 12 und die Fahrzeug-Außenseite sind in der Weise angeordnet, dass sie in axialer Richtung durch den topfartigen zylindrischen Bereich 35 des Gleichlaufgelenks 3 und einen in einer Umfangsnut 36p auf der Fahrzeug-Außenseite des Wellenbereichs 36 angeordneten Sprengring 50 von C-förmigem Querschnitt eingespannt sind, wodurch der Außenring 31 des Gleichlaufgelenks 3 mit dem Nabenrad 1 kombiniert ist.
  • Bei dieser Art von Verbindung wird beim Einlegen des Sprengrings 50 in die Umfangsnut 36p unter Belassung eines erforderlichen Spalts G1 in der axialen Richtung die äußere Welle 36 aufgrund des Spalts G1 relativ zur hohlen Welle 12 geneigt und ein Rattern verursacht. Unter diesen Bedingungen kann der Außenring 31 des Gleichlaufgelenks 3 bezüglich des Verstemmbereichs 12a der hohlen Welle 12 nicht stabil gelagert werden.
  • Im Hinblick auf eine lagestabile Anordnung des Gleichlaufgelenks 3 wird vorgeschlagen, den Sprengring 50 so in die Umfangsnut 36p einzusetzen, dass der Spalt G1 nicht entsteht und somit das Rattern unterbunden wird.
  • Hierbei sind jedoch das Einsetzen des Sprengrings 50 und das Verbinden des Außenrings 31 des Gleichlaufgelenks 3 mit dem Nabenrad 1 erschwert.
  • Wird ein Sprengring 50 mit Kraft eingesetzt, so wirkt ständig eine Drucklast auf die hohle Welle 12 in axialer Richtung, wodurch der Verstemmbereich 12a des Nabenrads 1 zusammengedrückt und verformt sowie anschließend dem doppelreihigen Wälzlager 2 eine zu große Last beaufschlagt und somit das Lager 2 einem zu großen Druck ausgesetzt wird, was zu einer Beeinträchtigung seiner Wälzeigenschaften führt. Hierdurch bedingt müsste der Außenring 31 des Gleichlaufgelenks 3 den hierfür erforderlichen besonderen Bedingungen entsprechend mit dem Nabenrad 1 kombiniert werden, was mit großer Mühe verbunden ist.
  • Damit betrifft eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung einer Lagervorrichtung für eine Achse, bei welcher ein entsprechendes Vorspannniveau gegen das doppelreihige Wälzlager aufrecht erhalten und der Außenring des Gleichlaufgelenks bezüglich des Verstemmbereichs eines Wellenendes auf der Fahrzeug-Innenseite eines Nabenrads durch einfaches Verbinden des Außenrings des Gleichlaufgelenks mit der hohlen Welle lagestabil angeordnet werden kann.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Eine erfindungsgemäße Lagervorrichtung für eine Achse umfasst ein Nabenrad mit einer hohlen Welle, in dem ein Rad montiert werden kann, ein Wälzlager, das außen auf die hohle Wellen des Nabenrads aufgepasst ist, ein Gleichlaufgelenk, das kippbar eine Antriebswelle mit dem Nabenrad verbindet, und ein Befestigungselement, welches das Gleichlaufgelenk mit dem Nabenrad verbindet.
  • Ein Wellenende auf der Fahrzeug-Innenseite der hohlen Welle des Nabenrads ist mit einer äußeren Endfläche eines Innenrings auf der Fahrzeug-Innenseite des Wälzlagers verstemmt. Das Gleichlaufgelenk ist mit einem Außenring versehen, der einen zylindrischen Bereich aufweist, der Kippbewegungs-Führungselemente bezüglich der Antriebswelle aufnimmt, und einen Wellenbereich (einen Außenring-Wellenbereich), der einteilig mit dem zylindrischen Bereich ausgebildet und in den hohlen Wellenbereich des Nabenrads derart eingesetzt ist, dass er nicht in Umfangsrichtung nicht rotiert.
  • Das Befestigungselement ist an der Fahrzeug-Außenseite des Außenring-Wellenbereichs des Gleichlaufgelenks befestigt. Ein zwischen einer axial mittleren Position in dem hohlen Wellenbereich des Nabenrads und der Fahrzeug-Außenseite vorgesehener Haltebereich liegt in axialer Richtung zwischen der axial mittleren Position im Außenring-Wellenbereich des Gleichlaufgelenks und dem Befestigungselement ein. Auf diese Weise ist der Außenring des Gleichlaufgelenks mit dem hohlen Wellenbereich des Nabenrads kombiniert und in axialer Richtung positioniert.
  • Der zwischen der axial mittleren Position und der Fahrzeug-Außenseite in dem hohlen Wellenbereich des Nabenrads vorgesehene Haltebereich liegt in axialer Richtung zwischen der axial mittleren Position in dem Außenring-Wellenbereich des Gleichlaufgelenks und dem Befestigungselement ein. Hierdurch kann eine Vorspannung bezüglich eines doppelreihigen Wälzlagers in der jeweils erforderlichen Höhe lediglich über die Einstellung des Befestigungselements in eine entsprechende Befestigungsposition relativ zum Außenring-Wellenbereich des Gleichlaufgelenks vorgehalten und weiterhin der Außenring des Gleichlaufgelenks in einer stabilen Lage relativ zum Verstemmbereich des Wellenendes auf der Fahrzeug-Innenseite der hohlen Welle des Nabenrads fixiert werden. Demanch lässt sich der Außenring des Gleichlaufgelenks auf einfache Weise mit den Nabenrad verbinden.
  • Was den hohlen Wellenbereich des Nabenrads betrifft, so weist die Fahrzeug-Innenseite erfindungsgemäß an einer axial mittleren Position des inneren Umfangs desselben einen größeren Durchmesser und eine erste Stufe durch die Fahrzeug-Innenseite geringeren Durchmessers auf. Der Außenring-Wellenbereich des Gleichlaufgelenks weist in einer axial mittleren Position im äußeren Umfang desselben eine Fahrzeug-Innenseite größeren Durchmessers sowie eine zweite Stufe durch die Fahrzeug-Außenseite kleineren Durchmessers auf. Die erste Stufe und die Fahrzeug-Außenseite in der hohlen Welle des Nabenrads bilden den Haltebereich, der in axialer Richtung zwischen der zweiten Stufe in dem Außenring-Wellenbereich des Gleichlaufgelenks und dem Befestigungselement einliegt.
  • In diesem Falle wird der Einspannzustand durch die erste und die zweite Stufe stabilisiert. Hierdurch lässt sich der Außenring des Gleichlaufgelenks einfacher mit dem Nabenrad verbinden, wobei lediglich durch entsprechende Wahl der Position des Befestigungselements relativ zum Außenring-Wellenbereich des Gleichlaufgelenks eine Vorspannung von entsprechender Größe bezüglich eines doppelreihigen Wälzlagers vorgehalten und weiterhin der Außenring des Gleichlaufgelenks bezüglich eines Verstemmbereichs des Wellenendes auf der Fahrzeug-Innenseite der hohlen Welle des Nabenrads in einer stabilen Lage gehalten werden kann.
  • Vorzugsweise ist der hohle Wellenbereich des Nabenrads erfindungsgemäß mit einem radial inneren ringförmigen Element im inneren Umfang der Fahrzeug-Außenseite desselben versehen und wird der Haltebereich gebildet durch die axial mittlere Position in dem hohlen Wellenbereich des Nabenrads und das ringförmige Element. Der Haltebereich liegt in axialer Richtung zwischen der axial mittleren Position des Außenring-Wellenbereichs des Gleichlaufgelenks und dem Befestigungselement ein, wobei der Außenring des Gleichlaufgelenks in der Weise mit dem Nabenrad verbunden wird, dass er in axialer Richtung positioniert ist. Während in der hier beschriebenen Ausführungsform das ringförmige Element als ein gegenüber dem hohlen Wellenbereich des Nabenrads separater Sprengring beschrieben ist, kann dieses aber auch in den hohlen Wellenbereich integriert sein.
  • Vorzugsweise ist erfindungsgemäß eine Umfangsnut an der Fahrzeug-Außenseite des hohlen Wellenbereichs des Nabenrads ausgebildet und das ringförmige Element in Form eines Sprengrings vorgesehen, der in der Umfangsnut einliegt und sich radial nach innen verlaufend erstreckt. Weiter ist der Außenring-Wellenbereich des Gleichlaufgelenks so auf den hohlen Wellenbereich des Nabenrads aufgepasst, dass er nicht rotiert. Der Sprengring ist in der Weise in die Umfangsnut des hohlen Wellenbereichs eingesetzt, dass sein Durchmesser elastisch ausgedehnt wird, und ferner so an einem Wellenende an der Fahrzeug-Außenseite des Außenring-Wellenbereichs befestigt, dass er in axialer Richtung positioniert ist, wobei die Umfangsnut eine den Durchmesser vergrößernde elastische Kraft in eine zweite Kraft umwandelt, die den Außenring-Wellenbereich zur Fahrzeug-Außenseite zieht.
  • In diesem Falle ist der Sprengring in einem Zustand in die Umfangsnut im hohlen Wellenbereich eingesetzt, in dem dessen Durchmesser elastisch ausgedehnt ist, und ist der Außenring des Gleichlaufgelenks in axialer Richtung ratterfrei mit dem hohlen Wellenbereich des Nabenrads verbunden.
  • Da hierbei die Umfangsnut die den Durchmesser vergrößernde elastische Kraft in eine Kraft umwandelt, die den Außenring-Wellenbereich zur Fahrzeug-Außenseite zieht, ist die Wirkung einer axialen Drucklast in dem hohlen Wellenbereich nicht gegeben.
  • Vorzugsweise bildet erfindungsgemäß eine Innenwand der Umfangsnut auf der Fahrzeug-Außenseite eine Schrägfläche, die sich allmählich zu der Fahrzeug-Außenseite in Richtung auf die Nut-Öffnungsseite von der Nut-Grundseite aus neigt. Die Umwandlung der Kräfte wird durch Anliegen des äußeren Umfangswinkelbereichs des Sprengrings gegen die Schrägfläche bewirkt.
  • In diesem Falle kann die den Durchmesser ausdehnende elastische Kraft des Sprengrings wirksamer in eine Kraft zum Anziehen des Außenring-Wellenbereichs zur Fahrzeug-Außenseite umgewandelt werden, wodurch der Außenring des Gleichlaufgelenks unter weiterer Reduzierung axialen Ratterns mit dem hohlen Wellenbereich des Nabenrads verbunden werden kann.
  • Vorzugsweise ist erfindungsgemäß der Außenring-Wellenbereich über eine Keilverbindung in den hohlen Wellenbereich eingepasst, wobei der in Umfangsrichtung gewellte Sprengring in einem elastisch zusammengedrückten Zustand axial mit der Umfangsnut in Eingriff gebracht ist. Der Sprengring ist anschließend am Endbereich auf der Fahrzeug-Außenseite des Au ßenring-Wellenbereichs in einem Zustand befestigt, in welchem er in axialer Richtung positioniert ist, wobei die elastische Rückstellkraft des Sprengrings dahingehend wirkt, dass der Außenring-Wellenbereich zur Fahrzeug-Außenseite gezogen wird.
  • In diesem Falle kann die elastische Rückstellkraft wirksamer in die Kraft zum Anziehen des Außenring-Wellenbereichs zur Fahrzeug-Außenseite umgewandelt werden, wodurch der Außenring des Gleichlaufgelenks unter noch weiterer Reduzierung des Ratterns mit dem hohlen Wellenbereich des Nabenrads verbindbar ist.
  • Vorzugsweise ist erfindungsgemäß ein Bolzenloch in einer Endfläche des Wellenendes auf der Fahrzeug-Außenseite des Außenring-Wellenbereichs des Nabenrads und das Befestigungselement in Form eines in dieses Bolzenloch einzuschraubenden Bolzens vorgesehen. Der Sprengring ist in der Weise an dem Wellenende auf der Fahrzeug-Außenseite befestigt, dass eine innere Umfangsseite des Sprengrings zwischen der Endfläche des Wellenendes auf der Fahrzeug-Außenseite des Außenring-Wellenbereichs und einer Endfläche des in das Bolzenloch eingeschraubten Bolzens fixiert ist.
  • In diesem Falle lässt sich der Sprengring durch festeres Anziehen des Bolzens in axialer Richtung lagestabil anordnen.
  • Vorzugsweise ist erfindungsgemäß ein Wellenbereich mit einem Gewinde kleinen Durchmessers in der Endfläche des Wellenendes auf der Fahrzeug-Außenseite angeordnet und besteht das Befestigungselement aus einer Mutter, die mit dem Wellenbereich über das Gewinde mit dem kleinen Durchmesser ver schraubt ist. Der Sprengring ist so an dem Endbereich auf der Fahrzeug-Außenseite des Außenring-Wellenbereichs befestigt, dass die innere Umfangsfläche des Sprengrings zwischen der Endfläche auf der Fahrzeug-Außenseite des Außenring-Wellenbereichs und einer Endfläche der mit dem Bolzen verschraubten Mutter eingespannt und fixiert ist.
  • In diesem Falle ist der Sprengring durch festeres Anziehen der Mutter in axialer Richtung lagestabil angeordnet.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Es zeigen:
  • 1 eine Längsschnitt-Seitenansicht einer Lagervorrichtung für eine Achse nach der besten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine im größeren Maßstab gehaltene Ansicht eines Hauptteils aus 1;
  • 3 eine im größeren Maßstab gehaltene Ansicht des Nabenrads aus 1;
  • 4 eine im größeren Maßstab gehaltene Ansicht des Außenring-Wellenbereichs eines Gleichlaufgelenks gemäß 1;
  • 5A eine Schnittansicht der jeweiligen Hauptteile zur Veranschaulichung einer ersten Stufe zum Verbinden des Außenring-Wellenbereichs eines Gleichlaufgelenks mit dem hohlen Wellenbereich eines Nabenrads;
  • 5B eine Schnittansicht der jeweiligen Hauptteile zur Veranschaulichung einer zweiten Stufe zum Verbinden des Außenring-Wellenbereichs eines Gleichlaufgelenks mit dem hohlen Wellenbereich eines Nabenrads;
  • 5C eine Schnittansicht der jeweiligen Hauptteile zur Veranschaulichung einer dritten Stufe zum Verbinden des Außenring-Wellenbereichs eines Gleichlaufgelenks mit dem hohlen Wellenbereich eines Nabenrads;
  • 6 eine Schnittansicht eines Hauptteils zum Veranschaulichen der Umwandlung einer den Durchmesser vergrößernden elastischen Kraft eines Sprengrings in der Innenwand einer in dem hohlen Wellenbereich ausgebildeten Umfangsnut;
  • 7 eine Längsschnitt-Seitenansicht einer Lagervorrichtung für eine Achse nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 8 eine im größeren Maßstab gehaltene Ansicht eines Hauptteils aus 7;
  • 9 eine Perspektivansicht des Sprengrings gemäß 7;
  • 10 eine Längsschnitt-Seitenansicht einer Lagervorrichtung für eine Achse nach einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 11A eine im größeren Maßstab gezeichnete Perspektivansicht eines Hauptteils der Vorrichtung gemäß 10 mit einer Dichtung;
  • 11B eine im größeren Maßstab gezeichnete Perspektivansicht eines Hauptteils der Vorrichtung gemäß 10 mit einer weiteren Dichtung;
  • 11C eine im größeren Maßstab gezeichnete Perspektivansicht eines Hauptteils der Vorrichtung gemäß 10 mit einer noch weiteren Dichtung;
  • 11D eine im größeren Maßstab gezeichnete Perspektivansicht eines Hauptteils der Vorrichtung gemäß 10 mit einer noch weiteren zusätzlichen Dichtung; und
  • 12 eine Längsschnitt-Seitenansicht einer konventionellen Lagervorrichtung für eine Achse.
  • Beste Art und Weise der Ausführung der Erfindung
  • Es folgt eine Beschreibung der besten Verfahrensweise zur Ausführung der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen.
  • Die in 1 bis 6 dargestellte Lagervorrichtung für eine Achse ist eine antriebsradseitig eingesetzte Art von Vorrichtung mit einem Nabenrad 1, einem doppelreihigen Wälzlager 2 und einem Gleichlaufgelenk 3.
  • Das Nabenrad 1 weist einen radial nach außen gerichteten Flansch 11 auf, in dem ein nicht dargestelltes Rad angeordnet ist, und eine hohle Welle 12, in der ein doppelreihiges Wälzlager 2 in einem Lager aufnehmenden Bereich des äußeren Umfangs derselben befestigt ist.
  • Ein Laufring 22a für eine Gruppe von Kugeln 22 ist näher zur Fahrzeug-Außenseite hin in einer äußeren Umfangsfläche der hohlen Welle 12 des Nabenrads 1 angeordnet. Das Wellenende auf der Fahrzeug-Innenseite der hohlen Welle 12 des Nabenrads ist radial nach außen gebogen und bildet einen Verstemmbereich 12a, welcher auf eine äußeren Endfläche des Innenrings 25 auf der Fahrzeug-Innenseite des doppelreihigen Wälzlagers 2 aufgestemmt ist.
  • Das doppelreihige Wälzlager 2 umfasst einen einzelnen Außenring 21 mit doppelten Laufringnuten, eine Anzahl von in den doppelten Laufringnuten als Wälzelemente angeordnete Kugeln 22 und zwei ballige Käfige 23. Von den ursprünglich erforderlichen zwei Innenringen benutzt einer die Laufrille 22a auf der Fahrzeug-Außenseite des Nabenrads 1 wie vorbeschrieben, wobei die konstruktive Gestaltung so ist, dass nur der Innenring 25 auf der Fahrzeug-Innenseite vorgesehen ist.
  • Zusätzlich ist ein radial nach außen gerichteter Flansch 24, der mit einem Bolzen auf einer Fahrzeugkarosserie oder dergleichen befestigt ist, auf dem Außenring 21 ausgebildet.
  • Ein als Rzeppa- bzw. Birfield-Gelenk allgemein bekanntes Gleichlaufgelenk trägt die Bezugsziffer 3 und umfasst einen Außenring 31, einen Innenring 32, eine Kugel 33 und einen Käfig 34 usw. Der Außenring 31 weist auf einen topfartigen zylindrischen Bereich 35, in dem der Außenring 31, der Innenring 32, die Kugel 33 und der Käfig 34 untergebracht sind, und einen Wellenbereich (Außenring-Wellenbereich) 36, der einteilig mit dem topfartigen zylindrischen Bereich 35 auf dessen Seite mit dem kleineren Durchmesser ausgebildet ist. Ein Ende einer Welle (Antriebswelle) 7 ist über eine Keilverbindung in den Innenring 32 eingesetzt und durch einen fixierenden Sprengring (ohne Bezugsziffer) in der Weise festgelegt, dass ein Ablösen unmöglich ist. Das andere Ende der Welle 7 ist über ein weiteres Gleichlaufgelenk (nicht dargestellt) an einem Differential des Fahrzeugs befestigt.
  • Das doppelreihige Wälzlager 2 ist in einer äußeren Umfangsfläche des Nabenrads 1 und das Gleichlaufgelenk 3 auf dem Nabenrad 1 nahe dem doppelreihigen Wälzlager 2 angeordnet.
  • Ein Bolzen 13 zum Befestigen der Bremsscheibe 4 einer Bremsscheibenanordnung und eines Rades (nicht dargestellt) ist an einigen Stellen auf dem Umfang des Flanschen 11 eingesetzt.
  • Bei einer derartigen Lagervorrichtung für eine Achse wird die Drehantriebskraft der Welle 7 über das Gleichlaufgelenk 3 auf das auf dem Nabenrad 1 montierte Rad (nicht dargestellt) übertragen.
  • Bei der vorbeschriebenen Lagervorrichtung für eine Achse befinden sich der Verstemmbereich 12a, der durch Biegen und Verformen des Wellenendes auf der Fahrzeug-Außenseite der hohlen Welle 12 radial nach außen ausgebildet ist, und der topfartige zylindrische Bereich 35 in dem Außenring 31 des Gleichlaufgelenks in keinem bzw. einem nur leichten Kontakt miteinander.
  • In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ist ein zwischen einer axial mittleren Position 12b des inneren Umfangs der hohlen Welle 12 des Nabenrads 1 und der Fahrzeug-Außenseite in axialer Richtung vorgesehener Haltebereich zwi schen einer axial mittleren Position 36b und der Fahrzeug-Außenseite im äußeren Umfang des Außenring-Wellenbereichs 36 des Gleichlaufgelenks 3 positioniert, wodurch der Außenring des Gleichlaufgelenks 3 in einem Zustand mit dem Nabenrad 1 verbunden wird, in dem er in axialer Richtung positioniert ist.
  • Was den inneren Umfang der hohlen Welle 12 des Nabenrads 1 betrifft, so bildet der Bereich zwischen dem Verstemmbereich 12a als Wellenende auf der Fahrzeug-Innenseite und der axial mittleren Position 12b einen großen Durchmesser und der Bereich zwischen der axial mittleren Position 12b und dem Wellenende auf der Fahrzeug-Außenseite einen kleinen Durchmesser. Der innere Umfang weist eine über die unterschiedlichen Durchmesser gebildete erste Abstufung auf, wobei eine innere Keilverbindung 12c auf dem kleineren Durchmesser vorgesehen ist.
  • Was den äußeren Umfang des Wellenbereichs 36 des Außenrings 31 des Gleichlaufgelenks 3 anbetrifft, so bildet der Bereich zwischen dem Wellenende 36a auf der Fahrzeug-Innenseite und der axial mittleren Position 36b einen großen Durchmesser und der Bereich zwischen der axial mittleren Position 36 und der Fahrzeug-Außenseite einen kleinen Durchmesser. Der äußere Umfang weist eine über die unterschiedlichen Durchmesser gebildete zweite Abstufung auf, wobei eine äußere Keilverbindung 36c auf dem kleineren Durchmesser vorgesehen ist.
  • Eine Umfangsnut 12d zum Eingriff mit einem Sprengring 50 ist auf der Fahrzeug-Außenseite der hohlen Welle 12 vorgesehen. Diese Umfangsnut 12d weist gegenüberliegende Innenwände 12e und 12f auf der Fahrzeug-Innenseite und der Fahrzeug-Außenseite in axialer Richtung auf. Die Innenwand 12f auf der Fahrzeug-Außenseite bildet eine Schrägfläche, die in Richtung auf die Fahrzeug-Außenseite vom Nutengrund zur Nutenöffnungsseite hin allmählich geneigt ist.
  • Ein zur Fahrzeug-Innenseite verlaufendes Bolzenloch 36e ist in der Endflächenmitte eines Wellenendes 36d auf der Fahrzeug-Außenseite im Außenring-Wellenbereich 36 des Gleichlaufgelenks 3 ausgebildet. Ein Befestigungselement in Form eines Bolzens 36f ist in das Bolzenloch 36e eingeschraubt.
  • Mit Bezug auf 5A bis 5C sei nunmehr die Art der Verbindung des Außenrings 31 des Gleichlaufgelenks 3 mit der hohlen Welle 12 des Nabenrads 1 beschrieben.
  • Wie aus 5A ersichtlich, befindet sich die Endfläche 36g des Wellenendes 36d auf der Fahrzeug-Außenseite des Außenring-Wellenbereichs 36 des Gleichlaufgelenks 3 im Zustand von in radialer Richtung wesentlicher Übereinstimmung mit der fahrzeuginnenseitigen Innenwand 12e der Umfangsnut 12d in dem hohlen Wellenbereich 12 des Nabenrads 1 und ist der Außenring-Wellenbereich 36 in den hohlen Wellenbereich 12 eingesetzt.
  • Gemäß 5B ist der Springring 50 ein ringförmiges Element, das in die Umfangsnut 12d eingreift und radial nach innen verläuft sowie unter Durchmesserverkleinerung aus der durchgehend gezeichneten radialen Länge im freien Zustand auf die gestrichelt dargestellte radiale Länge zusammengedrückt. Anschließend wird der Sprengring 50 aus dem zusammengepressten Zustand zur Innenseite der Umfangsnut 12d des hohlen Wellenbereichs 12 hin freigesetzt.
  • Anschließend wird die Außendurchmesserseite des Sprengrings 50 durch die Durchmesser vergrößernde elastische Kraft desselben entsprechend der Strichellinie in radialer Richtung ausgedehnt und in die Umfangsnut 12d eingebracht.
  • Wie aus 5C ersichtlich wird sodann der durchgehend gezeichnete Bolzen 36f über den Sprengring 50 entsprechend der Strichellinie in das Bolzenloch 36e des Außenring-Wellenbereichs 36 eingeschraubt und die innere Umfangseite des Sprengrings 50 zwischen der Endfläche 36h auf der Innenseite des Kopfteils des Bolzens 36f und der Endfläche 36g des Wellenendes 36d auf der Fahrzeug-Außenseite des Außenring-Wellenbereichs 36 positioniert.
  • Es folgt eine Beschreibung der Wirkweise des so eingespannten Sprengrings 50 mit Bezug auf 6.
  • Der Sprengring 50 drückt gegen die Innenwand 12f auf der Fahrzeug-Außenseite der Umfangsnut 12d, die einer den Durchmesser vergrößernden elastischen Kraft F des Sprengrings 50 aus einem Außenumfangswinkelbereich desselben ausgesetzt ist.
  • Die den Durchmesser ausdehnende elastische Kraft F wird in eine Kraft umgewandelt, die durch Anliegen der Umfangsnut an der Innenwand auf der Fahrzeug-Außenseite den Außenring-Wellenbereich 36 zur Fahrzeug-Außenseite zieht. Genauer gesagt wird die den Durchmesser ausdehnende elastische Kraft F in eine Axiallast Fa und eine Axiallast Fb umgewandelt.
  • Der hohle Wellenbereich 12 wird durch die Axiallast Fa zur Fahrzeug-Außenseite hin verschoben. In diesem Falle wird der hohle Wellenbereich 12 gegen die Fahrzeugkarosserie fixiert, so dass die Seite des Außenringbereichs 36 durch diese Axiallast Fa zum hohlen Wellenbereich 12 hin gezogen wird.
  • Durch diese Wirkung wird der Außenring-Wellenbereich 36 mit dem hohlen Wellenbereich 12 verbunden und damit in axialer Richtung ratterfrei positioniert.
  • Ist in dem vorbeschriebenen Falle der Außenring 31 des Gleichlaufgelenks 3 mit dem Nabenrad 1 verbunden, weil der Verstemmbereich 12a und der topfartige zylindrische Bereich 35 nicht in Kontakt miteinander stehen, so wird durch den topfartigen zylindrischen Bereich 35 keine übermäßige Kraft auf den Innenring 25 des doppelreihigen Wälzlagers 2 aufgebracht. Aus diesem Grunde kann die Vorspannung gegen den Innenring 25 auf dem jeweils passenden Niveau gehalten werden. Dadurch kann das Abwälzverhalten des doppelreihigen Wälzlagers 2 in der Weise gestaltet werden, dass die ausgelegte und gewünschte betriebliche Lebensdauer der Vorrichtung erreicht wird.
  • Dem Außenring-Wellenbereich 36 wird zuweilen eine große Axiallast in Richtung Fahrzeug-Innenseite beaufschlagt. Vorzugsweise sollte ein Ablösen des Außenring-Wellenbereichs 36 in Richtung Fahrzeug-Innenseite durch eine solche Axiallast verhindert werden. Zu diesem Zweck wird bezüglich eines Spalts δs zwischen dem Innendruchmesser des Sprengrings 50 und dem Außendurchmesser des Bolzens 36f der Spalt δh (> δs) zwischen dem Außendurchmesser des Sprengrings 50 und dem Innendurchmesser des hohlen Wellenbereichs groß gewählt.
  • In der vorbeschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Außenring-Wellenbereich 36 in axialer Richtung ratterfrei mit dem hohlen Wellenbereich 12 verbunden. Weiter ist bei dieser Verbindung die hohle Welle 12 keinerlei axialer Drucklast ausgesetzt, die zur Verformung einer Innenring-Lauffläche des doppelreihigen Wälzlagers 2 führen könnte.
  • Weitere Ausführungsform der Erfindung
  • Im Falle der vorbeschriebenen Ausführungsform sind die Innenwand 12f auf der Fahrzeug-Außenseite der Umfangsnut 12 des Nabenrads 1 als Schrägfläche und die Innenwand 12e derselben auf der Fahrzeug-Innenseite als senkrechte Fläche ausgebildet, während der Sprengring 50 in normaler Form vorgesehen ist.
  • Demgegenüber können wie aus 7 und 8 ersichtlich beide Innenwände 12e und 12f als senkrechte Flächen ausgebildet und der Sprengring 50 in einer anderen Form vorgesehen sein.
  • Anders ausgedrückt ist der Sprengring 50 auf seinem Umfang gewellt und in einer axialen Breite ta ausgeführt, wobei im Grenzfall (> ta) die Größe th die axiale Breite der Umfangsnut 12d ist. Der Sprengring 50 ist in einem Zustand in die Umfangsnut 12d eingesetzt, in dem er in axialer Richtung elastisch zusammengedrückt ist. Hiernach wird der Außenring-Wellenbereich 36 des Gleichlaufgelenks 3 durch die Wirkung einer elastischen Rückstellkraft im Innern der Umfangsnut 12d des Sprengrings 50 zur Fahrzeug-Außenseite gezogen.
  • In diesem Falle ist am Wellenende 36d auf der Fahrzeug-Außenseite des Außenring-Wellenbereichs 36 ein Gewindebereich kleineren Durchmessers 36i vorgesehen, auf den eine Mutter 51 aufgeschraubt ist. Demnach liegt der Sprengring 50 zwischen der inneren Endfläche 36j der Mutter 51 und der Endfläche 36g des Wellenendes 36d auf der Fahrzeug-Außenseite des Außenring-Wellenbereichs 36 ein und ist so in axialer Richtung lagestabil positioniert.
  • Bei der vorbeschriebenen Ausführungsform ist ein schmaler Spalt G zwischen dem Verstemmbereich 12a vorhanden, der radial nach außen gerichtet am Wellenende auf der Fahrzeug-Außenseite des hohlen Wellenbereichs 12 des Nabenrads 1 gebogen und verformt ist, und dem topfartigen zylindrischen Bereich 35 des Außenrings 31 des Gleichlaufgelenks 3. Es besteht die Gefahr des Eindringens von Schmutzwasser in diesen schmalen Spalt, so dass im Keilspalt zwischen dem inneren Umfang des hohlen Wellenbereichs 12 und dem äußeren Umfang des Außenring-Wellenbereichs 35 des Gleichlaufgelenks 3 verbleibendes Schmutzwasser zur Korrosion im Spalt führen kann.
  • Um das Eindringen von Schmutzwasser zu verhindern, können vorzugsweise die in 10 und 11 dargestellten Dichtungen 20 und 21 vorgesehen werden. 10 zeigt eine Längsschnitt-Seitenansicht einer Lagervorrichtung für eine Achse und 11 im größeren Maßstab gezeichnete entsprechende Ansichten des Hauptteils aus 10, die Beispiele für den konstruktiven Aufbau der betreffenden Dichtungen darstellen.
  • Die Dichtung 20 weist einen elastischen Körper aus Gummi oder dergleichen auf und ist in axialer Richtung zwischen gegenüberliegenden Oberflächen des Verstemmbereichs 12a und des topfartigen zylindrischen Bereichs 35 angeordnet. Die Dichtung 20 ist als konkaver Abschnitt wie in 11A-D dargestellt in eine Ringnut 35a eingesetzt oder wie aus 11D ersichtlich als konkaver Abschnitt in einen Ausschnitt 35b eingefügt, um den schmalen Spalt zu verschließen und das Eindringen von Schmutzwasser in diesen zu verhindern.
  • Die Dichtung 21 umfasst einen elastischen Körper aus Gummi oder dergleichen und ist zwischen gegenüberliegenden Oberflächen eines inneren Umfangsbereichs der hohlen Welle 12 näher zur Fahrzeug-Innenseite hin als die Keilverbindungen 12f und 36f und eines äußeren Umfangsbereichs des Außenring-Wellenbereichs 36 des Gleichlaufgelenks angeordnet. Die Dichtung 21 ist als konkaver Abschnitt wie in 11A-D dargestellt in eine Ringnut 36h eingesetzt, um den Raum zwischen dem inneren Umfangsbereich des hohlen Wellenbereichs 12 und dem äußeren Umfangsbereich des Außenring-Wellenbereichs 36 zu verschließen. Dieser Einsatz verhindert das Eindringen von Schmutzwasser in die Dichtungsanordnung 20 und die Keilverbindungen 12f und 36f sowie eine nachfolgende Korrosion in diesen.
  • Die Dichtungen 20 und 21 sind nicht beide unbedingt notwendig und es ist jede von diesen einsetzbar.
  • Die Dichtungen 20 und 21 können aus einer Dichtlippe bestehen, die an einem in die ringförmigen Nuten 35a und 36h sowie den Ausschnitt 35b eingesetzten ringförmigen Kern befestigt sind.
  • Bei der vorbeschriebenen Ausführungsform sind der Verstemmbereich 12a des Nabenrads 1 und der topfartige zylindri sche Bereich 35, die einander axial gegenüberliegen, als miteinander nicht in Kontakt stehend dargestellt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführung beschränkt. Der Außenring 31 des Gleichlaufgelenks 3 kann mit dem Nabenrad 1 in der Weise verbunden sein, dass der Verstemmbereich 12a und der topfartige zylindrische Bereich 35 einander berühren.
  • Im Falle der vorbeschriebenen Ausführungsform wurde als radial nach innen gerichtetes ringförmiges Element im inneren Umfang auf der Fahrzeug-Außenseite des hohlen Wellenbereichs 12 des Nabenrads 1 der Sprengring 50 als separates Element genannt. Das ringförmige Element kann jedoch auch einteilig mit dem hohlen Wellenbereich 12 ausgebildet sein.
  • Mögliche industrielle Verwendbarkeit
  • Die vorliegende Erfindung ist auf eine Lagervorrichtung für eine Achse anwendbar, in welcher die Bremsscheiben eines Scheibenbremssystems sowie Räder montiert werden können.

Claims (7)

  1. Lagervorrichtung für eine Achse, umfassend: ein Nabenrad (1) mit einem hohlen Wellenbereich (12); ein Wälzlager (2), das außen auf den hohlen Wellenbereich (12) des Nabenrads (1) aufgepasst ist; ein Gleichlaufgelenk (3), das kippbar eine Antriebswelle mit dem Nabenrad (1) verbindet und einen Außenring (31) aufweist; und ein Befestigungselement, das das Gleichlaufgelenk (3) mit dem Nabenrad (1) verbindet; wobei der Außenring (31) des Gleichlaufgelenks (3) einen zylindrischen Bereich (35) aufweist, der Kippbewegungs-Führungselemente bezüglich der Antriebswelle und einen Wellenbereich (einen Außenring-Wellenbereich) (36) aufnimmt, der einteilig mit dem zylindrischen Bereich (35) ausgebildet ist und in den hohlen Wellenbereich (12) des Nabenrads (1) derart eingesetzt ist, dass er nicht in Umfangsrichtung rotiert; welches Befestigungselement an einer Fahrzeug-Außenseite des Außenring-Wellenbereichs (36) des Gleichlaufgelenks (3) befestigt ist; wobei ein Haltebereich zwischen einer axial mittleren Position (12b) und einer Fahrzeug-Außenseite in dem hohlen Wellenbereich (12) des Nabenrads (1) vorgesehen ist; welcher gehaltene Bereich in einer axialen Richtung zwischen einer axial mittleren Position (36b) in dem Außenring-Wellenbereich (36) des Gleichlaufgelenks (3) und dem Befestigungselement einliegt, wodurch der Außenring (31) des Gleichlaufgelenks (3) mit dem Nabenrad (1) in einem Zustand kombiniert wird, in welchem er in einer Axialrichtung positioniert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der hohle Wellenbereich (12) des Nabenrads (1) eine erste Stufe durch eine Fahrzeug-Innenseite aufweist, die einen großen Durchmesser bildet, und durch eine Fahrzeug-Außenseite, die einen kleinen Durchmesser bildet, an einer axial mittleren Position an einem inneren Umfang desselben; wobei der Wellenbereich (36) des Außenrings (31) des Gleichlaufgelenks (3) eine zweite Stufe durch eine Innenseite aufweist, die einen großen Durchmesser bildet, und durch eine Fahrzeug-Außenseite, die einen großen Durchmesser bildet, in einer axial mittleren Position an einem äußeren Umfang desselben; und der gehaltene Bereich gebildet wird durch die erste Stufe und die Fahrzeug-Außenseite in dem hohlen Wellenbereich (12) des Nabenrads (1), und der gehaltene Bereich von einer axialen Richtung zwischen der zweiten Stufe in dem Außenring-Wellenbereich (36) des Gleichlaufgelenks (3) und dem Befestigungselement einliegt.
  2. Lagervorrichtung für eine Achse gemäß Anspruch 1, bei welcher der hohle Wellenbereich (12) des Nabenrads (1) ein radial inneres ringförmiges Element in einem inneren Umfang der Fahrzeug-Außenseite desselben aufweist; wobei der gehaltene Bereich gebildet wird durch die axial mittlere Position in dem hohlen Wellenbereich (12) des Nabenrads (1) und das ringförmige Element, und der gehaltene Bereich aus einer axialen Richtung zwischen der axial mittleren Position des Außenring-Wellenbereichs (36) des Gleichlaufgelenks (3) und dem Befestigungselement einliegt, wodurch der Außenring (31) des Gleichlaufgelenks (3) mit dem Nabenrad (1) in einem Zustand kombiniert wird, in welchem er in der axialen Richtung positioniert wird.
  3. Lagervorrichtung für eine Achse gemäß Anspruch 2, bei welcher eine Umfangsnut (12d) in dem inneren Umfang an der Fahrzeug-Außenseite des hohlen Wellenbereichs (12) des Nabenrads vorgesehen ist, und das ringförmige Element einen Sprengring (50) umfasst, der in der Umfangsnut (12d) einliegt und sich in einer Richtung radial nach innen erstreckt; wobei der Außenring-Wellenbereich (36) des Gleichlaufgelenks (3) derart auf den hohlen Wellenbereich (12) des Nabenrads aufgepasst ist, dass er nicht rotiert, und der Sprengring (50) in die Umfangsnut (12d) des hohlen Wellenbereichs (12) in einem Zustand eingesetzt ist, in welchem ein Durchmesser desselben elastisch ausgedehnt wird und dieser ferner an einem Wellenende an der Fahrzeug-Außenseite des Wellenbereichs (36) des Außenrings (31) in einem Zustand befestigt ist, in welchem er in einer Axialrichtung positioniert ist; welche Umfangsnut (12d) eine den Durchmesser ausdehnende elastische Kraft (erste Kraft) (F) des Sprengrings (50) in eine Kraft (zweite Kraft) zum Ziehen des Außenring-Wellenbereichs (36) zu einer Fahrzeug-Außenseite umwandelt.
  4. Lagervorrichtung für eine Achse gemäß Anspruch 3, bei welcher eine Innenwand (12f) an einer Fahrzeug-Außenseite in der Umfangsnut (12d) eine Schrägfläche bildet, die sich allmählich zu einer Fahrzeug-Außenseite in Richtung einer Nut-Öffnungsseite von einer Nut-Grundseite her neigt, wobei die erste Kraft (F) in die zweite Kraft durch ein Anliegen des äußeren Umfangswinkelbereichs des Sprengrings (50) gegen die Schrägfläche umgewandelt wird.
  5. Lagervorrichtung für eine Achse gemäß Anspruch 3, bei welcher der Wellenbereich (36) des Außenrings (31) derart auf den hohlen Wellenbereich (12) aufgepasst ist, dass er nicht rotiert, und ein in Umfangsrichtung gewellter Sprengring (50) in die Umfangsnut (12d) des hohlen Wellenbereichs (12) in einem Zustand eingesetzt ist, in welchem er in einer Axialrichtung elastisch komprimiert wird und ferner an einem Endbereich auf der Fahrzeug-Außenseite des Außenring-Wellenbereichs (36) in einem Zustand befestigt ist, in welcher er in der Axialrichtung positioniert ist; wobei eine elastische Rückstellkraft des Sprengrings (50) derart wirkt, dass der Außenring-Wellenbereich (36) zu einer Fahrzeug-Außenseite gezogen wird.
  6. Lagervorrichtung für eine Achse gemäß Anspruch 5, bei welcher ein Bolzenloch (36e) an einer Endfläche (36g) des Wellenendes (36d) an der Fahrzeug-Außenseite des Außenring-Wellenbereichs (36) des Gleichlaufgelenks (3) vorgesehen ist, und das Befestigungselement einen Bolzen (36f) bildet, der in das Bolzenloch (36e) eingeschraubt ist; und eine Weise, in welcher der Sprengring (50) am Wellenende (36d) an der Fahrzeug-Außenseite des Außenring-Wellenbereichs (36) befestigt ist, mit einer Weise übereinstimmt, in welcher eine innere Umfangsseite des Sprengrings (50) zwischen der Endfläche (36g) des Wellenendes (36d) an der Fahrzeug-Außenseite des Außenring-Wellenbereichs (36) und einer Endfläche (36h) des in das Bolzenloch eingeschraubten Bolzens (36f) einliegt und dazwischen befestigt ist.
  7. Lagervorrichtung für eine Achse gemäß Anspruch 5, bei welcher ein Wellenbereich (36) mit einem Gewinde kleinen Durchmessers in der Endfläche (36g) des Wellenendes (36d) an der Fahrzeug-Außenseite des Außenring-Wellenbereichs (36) des Gleichlaufgelenks (3) angebracht ist, und das Befestigungselement eine Mutter bildet, die in den Wellenbereich (36i) mit dem Schraubgewinde kleinen Durchmessers eingeschraubt ist; und eine Weise, auf die ein Sprengring (50) an dem Endbereich an der Fahrzeug-Außenseite des Außenring-Wellenbereichs (36) befestigt ist, mit einer Weise übereinstimmt, in welcher die innere Umfangsseite des Sprengrings (50) zwischen einer Endfläche (36g) des Wellenendes (36d) an der Fahrzeug-Außenseite des Außenring-Wellenbereichs (36) und einer Endfläche (36i) der Mutter (51) einliegt und dazwischen befestigt ist, welche Mutter in den Wellenbereich (36) mit dem Gewinde kleinen Durchmessers eingeschraubt ist.
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