DE9308094U1 - Radnabenlager, insbesondere für Doppelachsen einschließlich Tandem-Anhängerachsen - Google Patents

Description

235 G 56

Radnabenlager, insbesondere für Doppelachsen einschließlieh Tandem-Anhängerachsen

Die Erfindung betrifft ein Radnabenlager nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einem nach dem Stand der Technik bekannten Radnabenlager wird ein zwischen der Radnabe und dem Achsstummel wirkendes Radlager, vorzugsweise in Form eines Schrägkugel- oder Schrägwalzenlagers verwandt. Der zweigeteilte Innenring des Lagers ist auf einem mit einem geringeren Außendurchmesser versehenen abgestuften Achsstummelabschnitt mittels einer von der Stirnseite her aufgedrehten selbstsichernden Flanschmutter gesichert. Der damit zusammenwirkende, mit der Radnabe rotierende Außenring des Radlagers ist an der Radnabe eingespannt gehalten. Dazu ist die Radnabe mit einem zur Nabenaußenseite wirkenden Anschlagring versehen. Nabeninnenseitig wird der Außenring des Radlagers durch einen sog. Sicherungs- oder Sprengring fixiert und gehalten.

Die selbstsichernde Flanschmutter durchragt die Radnaben-

Axialbohrung und ist von der Außenseite über eine aufgeschlagene Radkappe hermetisch abgedichtet. Durch diesen geschützten Aufbau bleibt das gesamte, vom Hersteller bereits gefettete Radlager lebenslang geschmiert, ohne daß nachträglich nochmals neue Schmiermittel eingebracht werden müssen.

Derartige Radnaben werden insbesondere auch für Kraftfahrzeug-Anhänger und hierbei wiederum insbesondere für mit Drehschubfederachsen ausgestattetetn Kraftfahrzeug-Anhängern eingesetzt, wie dies beispielsweise aus dem Prospekt Knott-Drehschuhbfeder-Achsen 1 00 03.87 HA bekannt ist.

In der Praxis hat sich gezeigt, daß unter Umständen im Bereich der Achse, d.h. im Bereich des Radlagers, vor allem bei großen Krafteinwirkungen unerwünschte Geräusche auftreten können. Vor allem aber kann sich der Lageraußenring drehen und den Sicherungsring herausdrücken, so daß sich im schlimmsten Fall das komplette Rad selbständig machen kann.

Darüber hinaus ist auch ein Radnabenlager bekannt geworden, bei welchem ein Radnabenanschlag achsinnenseitig ausgebildet ist. Hier wird ein Seeger- oder Sprengring von der Radnabenaußenseite her in die Radnaben-Bohrung eingebracht, um den zumindest einen Außenring des Radlagers zu sichern. Der Innenring des Radlagers wird hier ebenfalls durch Aufdrehen einer Flanschmutter gesichert. Aber auch bei dieser Ausführungsform zeigen sich die gleichen o. g. Nachteile.

Gemäß der DE 92 16 915.5 Ul ist deshalb vorgeschlagen worden, daß zumindest der eine Außenring zwischen dem Radnaben-Anschlag und einem dazu gegenüberliegenden Gegenanschlag eingespannt und in Axialrichtung fixiert ist, wobei der Gegenanschlag aus einem an der Radnabe oder dem

Achsstummel zumindest mittelbar abgestützten und zumindest den Außenring des Radlagers direkt oder indirekt in Axialrichtung fixierenden Stützringes besteht.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zwei im Axialabstand sitzende Sprengringe vorgesehen, wobei der innenliegende Sprengring zumindest den Außenring des Radlagers abstützt und zwischen den beiden Sprengringen ein Stützring zwischengefügt ist, der sich an der Radnabe nicht direkt sondern nur mittelbar an dem weiteren Sprengring abstützt.

Obgleich durch die Radnabe gemäß der zuletzt genannten DE 92 16 915.5 Ul gewisse Fortschritte erzielbar waren, besteht aber immer noch das Problem, daß insbesondere bei Mehrachs-Anhängern vor allem bei einer Wendung mit einem engen Wendekreis und dabei wiederum vor allem bei Anhängern mit einer langen Deichsel an den beiden Tandem-Achsen derart große und in Achsrichtung gegensinnig wirkende Kräfte auftreten können, daß alle bisher bekannt gewordenen Lösungen diesen enormen am Radlager ansetzenden Kräfte nicht standhalten können.

Es hat sich nämlich gezeigt, daß gleichwohl die erwähnten Stütz- oder Sprengringe immer noch bei einer derart starken Belastung verformt werden und damit das Radlager zunehmend größeres Spiel erhält.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb ausgehend von der DE 92 16 915 Ul ein demgegenüber noch verbessertes Radnabenlager zu schaffen, das auch extremsten Beanspruchungen standhält und dabei gleichwohl immer noch einfach und kostengünstig aufgebaut ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Aus-

gestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Es muß als durchaus überraschend bezeichnet werden, daß auch bei Anhängern mit einer Mehrfach-Achse, beispielsweise Doppel- oder Tandemachse gemäß der erfindungsgemäßen und konstruktiv einfach umzusetzenden Lösung es nunmehr erstmals gelungen ist, die insbesondere bei diesen Anhängern auftretenden extremen Axialbelastungen am Radlager sicher aufzunehmen und abzustützen. Die erfindungsgemäße Lösung muß als umso überraschender bezeichnet werden, als bisher alle angestellten höchst zeitintensiven Versuche scheiterten und sich keine Lösung abzeichnete, bei der es mit vergleichsweise einfachen und kostengünstigen Mitteln möglich schien sicherzustellen, daß auch bei derart extremen Beanspruchungen die Radlager dauerhaft gesichert und abgestützt werden können. Dabei muß bedacht werden, daß unter Umständen die Axialkräfte, die an den Abstützeinrichtungen zur Justierung des Radlagers ansetzen, vor 0 allem bei großem Achsabstand der Tandemachse und bei langer Deichsel mehrere Tonnen erreichen können!

Erfindungsgemäß hat sich nunmehr gezeigt, daß auf jeden Fall eine doppelte Abstützung notwendig ist, beispielsweise in Form zweier hintereinander sitzender und sich aneinander abstützender Sprengringe, wobei durch die beiden Abstützglieder beispielsweise in Form der beiden Sprengringe eine Rutschkupplung gebildet wird. Denn bei den auftretenden extrem hohen Beanspruchungen hat sich gezeigt, daß das äußere in der Radnabe sitzende Radlager durchaus eine gewisse in Umfangsrichtung verlaufende Verdrehung durchführt, wobei der am Radlager anliegende Sprengring nach Art einer Rutschkupplung gegenüber dem äußeren Abstützglied in Umfangsrichtung mit verdreht werden kann. Über das weitere äußere Abstützglied erfolgt dann die weitere Abstützung an der Radnabe, wodurch eine

Beschädigung und ein Ausschlagen an dem Abstützbereich an der Radnabe sicher vermieden wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zwei in Axialrichtung versetzt zueinander liegende in einer gemeinsamen Ringnut eingesetzte Sprengringe unter Bildung einer Rutschkupplung zur Abstützung und Aufnahme der am Radlager ansetzenden Kräfte vorgesehen. Diese können sowohl achsinnen- wie achsaußenseitig je nach Ausbildung und Anordnung der Radnabe vorgesehen sein.

Möglich ist auch, daß lediglich ein Sprengring vorgesehen ist, und daß das jeweils äußere Stützglied nach Art einer sich ebenfalls an der Radnabe abstützenden und in Axialrichtung relativ groß dimensionierten Abstützschraube gebildet ist. Diese muß dann nicht aus ebenso hartem Material wie der Sprengring selbst bestehen.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus den anhand von Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen im einzelnen:

Figur 1 : eine schematische durch einen Achsstummel in Axialrichtung verlaufende auszugsweise

Schnittdarstellung der Erfindung;

Figur 2 : eine Querschnittdarstellung längs der Linie A - B in Figur 1;
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Figur 3 : ein weiteres Ausführungsbeispiel in einer

schematischen, durch den Achsstummel in Axialrichtung verlaufenden auszugsweisen Schnittdarstellung; und
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Figur 4 : ein weiteres zu Figur 3 nochmals abgewan-

deltes Ausführungsbeispiel in entsprechender Darstellung.

In Figur 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Radnabenlagers gezeigt. Die Darstellung gemäß Figur 1 und 2 gibt dabei einen Achsstummel 1 wieder, der im Bereich seines Achsstummel-Endes einen Lagerabschnitt 3 aufweist, an welchem ein im gezeigten Ausführungsbeispiel als Schrägkugellager ausgebildetes Radlager 5 mit zwei Innenringen 7 und einem Außenring 9 sitzt. Der Außenring 9 sitzt in einer Axialbohrung 11 einer Radnabe 13. Die Axialbohrung 11 weist dabei einen ringförmigen Anschlag 15 auf, an welchem die Axialbohrung 11 von einem das Radlager 5 aufnehmenden ersten Bohrungsquerschnitt in einer Axialbohrung 11' mit geringerem Bohrungsquerschnitt übergeht.

Aus Figur 1 ist ersichtlich, daß auch am Achsstummel 1 radnabeninnenseitig ein ringförmiger Achsstummel-Anschlg 17 ausgebildet ist, an welchem der Außendurchmesser des Achsstummels 1 im Bereich seines Lagerabschnittes 3 in einen Achsstummel-Abschnitt übergeht, der demgegenüber einen größeren Außendurchmesser aufweist. An diesem Achsstummel-Zwischenabschnitt 19 schließt sich dann ein nächster ringförmiger Stufenabsatz 21 an, in welcher der Achsstummel-Zwischenabschnitt 19 von seinem Achstummel-Außendurchmesser in einem demgegenüber noch weiter vergrößerten Achsstummel-Abschnitt 23 übergeht.

Stirnseitig überragt den Lagerabschnitt 3 am Achsstummel 1 ein zum Achsstummel 1 gehörender Gewindeabschnitt 25 mit nochmals geringerem Außendurchmesser als der Lagerabschnitt 3, auf welchem ein Gewindeglied 27 in Form einer selbstsichernden Flanschmutter aufgedreht ist. Dadurch wird über die Flanschmutter, d.h. das Gewindeglied 27 und den Achsstummel-Anschlag 17 die beiden in Axialrichtung hintereinander sitzenden Innenringe 7 des Radlagers 5 in

Axialrichtung unbewegbar gehalten. Die Radlagereinstellung erfolgt mittels vorbestimmten Anziehdrehmomentes der (z. B. durch Verwendung eines Feingewindes) selbstsichernden Flanschmutter .
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Der Außenring 9 des Radlagers 5 stützt sich nabenaußenseitig an dem ringförmigen, in der Radnabe 13 gebildeten Radnaben-Anschlag 15 ab. Als Gegenlager zur Sicherung zumindest eines Außenringes 9 ist ein erster Sprengring 4 3 und ein sich in Axialrichtung daran anschließender benachbarter weiterer Sprengring 47 vorgesehen, die in einer gemeinsamen Ringnut 43' sitzen, die in der Axialbohrung 11 in Umfangsrichtung eingebracht ist.

Wie insbesondere aus Figur 2 ersichtlich ist, sind zumindest zum Zeitpunkt des Einsetzens die beiden Sprengringe 43 und 47 mit ihrem Öffnungsabschnitt 44 um etwa 180° versetzt zueinander liegend ausgerichtet. An den zum Ein- und Ausbau im Abstand zueinander sitzenden Enden 46, die eine Einstecköffnung für ein entsprechendes Werkzeug aufweisen, können die Seitenflächen des Sprengringes 43 und 47 zu ihrer Stirnflanke 48 hin abgeflacht, d.h. abgeschrägt sein, so daß die Stirnflanke senkrecht zur Zeichenebene eine geringere Dicke als die sonst übliche Materialdicke des Sprengringes 43 bzw. 47 aufweist, worauf später noch eingegangen wird.

Die beiden Sprengringe bestehen üblicherweise aus gehärtetem Material, wobei die Härtung Belastungen von mindestens 0 100 kp/mm² standhält. Die Härtung kann dabei bevorzugt mehr als 120, insbesondere 140 oder um 160 kp/mm² betragen.

Die beiden Sprengringe 43 und 47 bilden gleichzeitig eine Rutschkupplung 50.
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Im Einsatz nämlich bei extrem hohen Belastungen des Radla-

gers, vor allem bei einem Tandemlager eines Anhängers mit langer Deichsel und bei einem Wendevorgang mit engem Kurvenradius können derart hohe Axialkräfte am Radlager auftreten, daß z.B. die äußere Lagerschale 9, d.h. der Außenring 9 in der Axialbohrung 11 der Radnabe zu drehen beginnt und dabei den anliegenden inneren Sprengring 43 in Drehrichtung mitnimmt. Da der innere Sprengring mit dem äußeren Sprengring 47 die erwähnte Rutschkupplung 50 bildet, bleibt der äußere Sprengring 47 in der Regel unverdreht in der Ringnut 43' sitzen.

Da die gesamten Kräfte über die gehärteten Sprengringe abgefangen werden, die sich direkt an der Radnabe abstützen, und zudem zwei gehärtete Sprengringe verwendet werden, wodurch letztlich eine Verdoppelung der Materialdicke bezogen auf einen Sprengring erzielt wird, und dabei beide Sprengringe als Rutschkupplung wirken, kann diese Konstruktion überraschenderweise den extrem hohen Belastungen standhalten.

Um ein Relatiwerdrehen des inneren Sprengringes 43 gegenüber dem äußeren Sprengring 47 problemlos zu ermöglichen, ohne daß sich die Enden der Sprengringe 4 6 in ihrem Öffnungsbereich möglicherweise aneinander verhaken, sind die Stirnseiten der Endabschnitte der Sprengringe 46 mit geringerer Materialdicke ausgebildet, deren gegenüberliegenden Seitenwände also angeschärft. Aber auch ohne zu den Stirnenden sich ergebende Materialverjüngung würden sich die Sprengringe im Lauf der Zeit zumindest geringfügig so 0 anpassen und abarbeiten, daß hier der Effekt der Rutschkupplung stets aufrecht erhalten bleibt.

Figur 3 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Figur 1 dadurch, daß hier die Axialbohrung 11 in die Rad-5 nabe 13 nicht von ihrer Rück-, sondern von ihrer Frontseite aus eingebracht ist. Der Radnabenanschlag 15 wird dann

innenseitig liegend ausgebildet, da hier die in der Radnabe eingebrachte Axialbohrung 11 in eine Axialbohrung 11' mit demgegenüber geringerem Durchmesser übergeht.

Der Achsstummel 1 mit seinen entsprechenden Abstufungen, seinem Achsstummel-Anschlag 17 und dem Achsstummel-Stufenabsatz 21 können entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2 ausgebildet sein.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist die Axialbohrung 11' mit verringertem Durchmesser an den Außendurchmesser des Achsstummel-Zwischenabschnittes 19 angepaßt.

Bei der Montage wird zunächst das Radlager 5 in die Axialbohrung 11 der Radnabe 13 eingefügt. Anschließend werden die beiden Sprengringe 43 und 47 unter Bildung der erwähnten Rutschkupplung 50 aneinanderliegend in die wiederum gemeinsame gegenüber dem Radlager nunmehr radnabenaußenseitig liegende Ringnut 43' eingesetzt. Die so mit dem Radlager 5 und den montierten Sprengringen vorbereitete Radnabe 13 wird dann lagerichtig auf den Achsstummel 1 aufgeschoben. Anschließend wird ein Gewindeglied 27 auf den zum Achsstummel 1 gehörenden und stirnseitig an diesem überstehenden Gewindeabschnitt 25 aufgedreht, wodurch auch die Innenringe 7 des Lagers 3 in nach außen gerichteter Axialrichtung gesichert sind.

Anschließend wird die Radkappe 3 5 aufgeschlagen.

0 In diese Ausführungsform wird die Radkappe 3 5 mit einem zylindrischen Einsteckflansch 36 in die nach außen mündende Axialbohrung 11 eingesetzt bzw. eingeschlagen, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel dieser Einsteckflansch 3 6 mit einer außenseitig umlaufenden einen größeren Außendurchmesser aufweisenden Ringschulter 3 6a versehen ist, der in eine entsprechende radnaben-außenseitige Ausnehmung

11" eingreift.

Schließlich wird durch Eindrehen der in Figur 3 gezeigten Schraube 39, die zumindest die Ringschulter 36a überdeckt, die Radkappe 35 noch zusätzlich gesichert.

Nachfolgend wird noch auf Figur 4 Bezug genommen, in welcher abweichend zu Figur 3 radnabenaußenseitig nur ein Sprengring 43 in eine an seine Dicke angepaßte bzw. von seiner Lage her abgestimmte Ringnut 43' eingreift. Dieser Sprengring 43 ist radnabenaußenseitig durch eine vergleichsweise in Axialrichtung dick bemessene und zumindest die doppelte Dicke wie der Sprengring, vorzugsweise in der drei- bis gar vierfachen Dicke des Sprengringes ausgebildete umgekehrte Mutter 31 gesichert. Die umgekehrte Mutter 31 ist in diesem Ausführungsbeispiel Teil der Radkappe 35, die außenliegend mit entsprechenden Schlüsselflächen 35' versehen ist, und mit geeigneten Werkzeugen die Radkappe und damit die umgekehrte Mutter 31 in ein in der Axialbohrung 11 eingebrachtes Innengewinde fest einzudrehen.

Im letzten Ausführungsbeispiel wird gleichwohl eine Rutschkupplung zwischen dem Sprengring 43 und der stirnseitigen Anlagefläche der umgekehrten Mutter 31 erzielt. Da diese entsprechend dicker bemaßt ist, muß sie nicht unbedingt die gleiche Härte wie der Sprengring 43 aufweisen.

Claims (9)

235 G 56 Radnabenlager, insbesondere für Doppelachsen einschließlich Tandem-Anhängerachsen 15 Ansprüche:

1. Radnabenlager, insbesondere für Anhängerachsen,

mit einer in einer Radnabe (13) vorgesehenen und abgestuften Axialbohrung (11), die zur Nabenaußen- oder Nabeninnenseite hin unter Ausbildung eines axialen Radnaben-Anschlages (15) in eine Axialbohrung (H') mit geringerem Durchmesser übergeht,

mit einem Achsstummel (1), der unter Ausbildung eines Achsstummel-Anschlages (17) zu seinem Achsstummelende hin mit einem Lagerabschnitt (3) mit geringerem Achs-0 stummel-Durchmesser versehen ist,

mit einem zwischen der Radnabe (13) und dem Achsstummel (1) wirkenden und zumindest mit einem Außen- und zumindest einem Innenring (9, 7) versehenen Radlager (5),

- der zumindest eine Innenring (7) ist zwischen dem Achsstummel-Anschlag (17) und einem stirnseitig auf den Achsstummel (1) aufgedrehten Gewindeglied (27) eingeklemmt,

- der zumindest eine Außenring (9) ist zwischen dem Rad-

naben-Anschlag (15) und einem dazu gegenüberliegenden Gegenanschlag eingespannt und in Axialrichtung fixiert, gegenüberliegend zum Radnaben-Anschlag (15) schließt sich an den Außenring (9) des Radlagers (5) ein Sprengring (43) an, der in einer Ringnut (43') in der Radnabe

(13) verankert und abgestützt ist, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale gegenüberliegend zum Radlager (5) schließt sich an den Sprengring (43) unmittelbar ein weiterer Stützring (47,

31) an,

- der weitere Stützring (47, 31) ist direkt an der Radnabe (13) abgestützt,

neben dem Sprengring (43) ist auch der weitere Stützring (47, 31) gehärtet und/oder bezogen auf die axiale Dicke des Sprengringes (43) mit mindestens der doppelten axialen Dicke ausgebildet, und der Sprengring (43) und der weitere Stützring (47, 43) bilden eine eine Relativdrehung zwischen beiden Teilen erlaubende Rutschkupplung (50).

2. Radnabenlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch der weitere Stützring aus einem Sprengring (47) besteht, wobei beide Sprengringe (43, 47) axial unmittelbar nebeneinander liegen und in einer gemeinsamen in der Radnabe (13) eingebrachten Ringnut (43') abgestützt sitzen.

3. Radnabenlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der erste Sprengring (43) und der weitere 0 vorzugsweise in Form eines zweiten Sprengringes (47) ausgebildete Stützring (47) achsinnenseitig liegen.

4. Radnabenlagen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der erste Sprengring (43) und der weitere vorzugsweise in Form eines zweiten Sprengringes (47) ausgebildete Stützring (47, 31) achsaußenseitig liegen.

5. Radnabenlager nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der sich gegenüberliegend vom Radlager (5) an den Sprengring (43) anschließende weitere Stützring aus einer umgekehrten Mutter (31) besteht, die in eine entsprechende Gewindebohrung in die Axialbohrung (11) der Radnabe eingedreht ist, wobei sich der Sprengring

(43) und die umgekehrte Mutter (31) stirnseitig unmittelbar aneinander unter Bildung einer Rutschkupplung (50) abstützen.

6. Radnabenlager nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4, 5, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Stützring (31) Teil der Radkappe (35) ist.

7. Radnabenlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sprengringe (43, 47) bei ihrer Montage mit ihrem Öffnungsbereich (44) versetzt zueinander liegend eingebaut sind.

8. Radnabenlager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte (46) der Sprengringe (43, 47) zu ihrem Öffnungsabschnitt (44) hin zumindest leicht angeschärft sind, vorzugsweise zumindest an der dem zweiten Sprengring (43 oder 47) zugewandt liegenden Seite.

9. Radnabenlager nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflanke (48) der Endabschnitte (46) der Sprengringe (43, 47) benachbart zu ihrem Öffnungsabschnitt

(44) eine geringere Dicke als die sonstige Materialdicke der Sprengringe (43, 47) aufweist.