WO2009077259A1 - Radlagerung, insbesondere insert-radlagerung für nutzkraftfahrzeuge mit tandem- kugelrollenlagern - Google Patents

Radlagerung, insbesondere insert-radlagerung für nutzkraftfahrzeuge mit tandem- kugelrollenlagern Download PDF

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WO2009077259A1
WO2009077259A1 PCT/EP2008/065118 EP2008065118W WO2009077259A1 WO 2009077259 A1 WO2009077259 A1 WO 2009077259A1 EP 2008065118 W EP2008065118 W EP 2008065118W WO 2009077259 A1 WO2009077259 A1 WO 2009077259A1
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bearing
rows
wheel bearing
bearing rings
wheel
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PCT/EP2008/065118
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Horst DÖPPLING
Robert Heuberger
Heinrich Hofmann
Robert Plank
Bernhard Wilm
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Schaeffler Kg
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    • F16C19/38—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers
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    • F16C19/543—Systems consisting of juxtaposed rolling bearings including at least one angular contact bearing with two rolling bearings with angular contact in O-arrangement
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    • F16C33/36—Rollers; Needles with bearing-surfaces other than cylindrical, e.g. tapered; with grooves in the bearing surfaces
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    • F16C2326/00—Articles relating to transporting
    • F16C2326/01—Parts of vehicles in general
    • F16C2326/02—Wheel hubs or castors

Definitions

  • the invention relates to a wheel bearing according to the preamble-forming features of claim 1, and they are particularly advantageous to insert wheel bearings for commercial vehicles and at all in O- or X-arrangement against each other employed skew bearings realized.
  • the expert in the field of rolling bearing technology it is well known that the wheel bearings on motor vehicles must accurately guide the vehicle wheels on their journals in all driving conditions of the motor vehicle and the associated stresses on the wheel bearing.
  • the stress on the wheel bearings is influenced by a great variety of factors, of which the wheel load, the road condition, the additional loads during cornering as well as the driving time components and the average speeds in the individual driving states are of particular importance.
  • two-row angular contact ball bearings of the first, second or third integration stage in single or tandem arrangement have proven to be particularly suitable as wheel bearing types for light passenger vehicles, while for heavy commercial vehicles, especially in O-arrangement against each other.
  • Tapered roller bearings are used because of their high load capacity and wear resistance.
  • a particularly advantageous application of this tapered roller bearing takes place in the so-called insert-wheel bearing, since in this case relatively soft metals or low-alloy steels can be used for the wheel hub and the journal in an inexpensive manner and only the actual bearing components are made of high-quality bearing steel.
  • a high-precision production of the inner bearing rings of both tapered roller bearings that after mounting the bearing a specified bearing preload sets by itself, so that their elaborate manu- hasty setting is eliminated.
  • Such insert wheel bearing is known for example from DE 38 40 869 A1 and DE 10 2004 043 351 A1 and consists essentially of a wheel hub with a radial mounting flange, a journal with a bearing seat and two arranged between the wheel hub and the journal as well as in O-arrangement against each other employed, single-row tapered roller bearings whose outer bearing rings are pressed with their axially opposite end faces on a circumferential annular ridge in the wheel hub fitting in the bore and pressed axially extended inner bearing rings with their axially opposite end faces abutting each other on the journal are.
  • the invention is therefore based on the object to conceive a cost-manufacturable wheel bearing, especially insert wheel bearing for commercial vehicles, in which the skew bearings used are characterized by a low frictional resistance and a reduced axial space and the overall low weight.
  • this object is achieved in a wheel bearing according to the preamble of claim 1 such that the rolling elements of the two angular contact bearings used are formed by ball rollers arranged side by side in two rows with parallel pressure angle axes, each two symmetrically flattened from a ball base shape and Parallel side surfaces arranged have, wherein at the same time the bearing rings with an axially shorter overall length are executable by the flattened training of the rolling elements and thus the wheel bearing has a reduced weight.
  • the invention is therefore based on the finding that it is possible by using two rows of ball rollers as rolling elements for the two Schrägnachicz- the insert-wheel bearing to reduce the previously occurring at tapered rollers by sliding friction on the edges of the inner bearing rings friction resistance and significantly at the same time the narrow design and the narrow track distances between the individual rows of rolling elements to use, especially the inner bearing rings of the angular contact bearings axially shorter and thus easier to train in terms of their mass.
  • a 10% to 20% smaller axial installation space with the same support width and the same or higher axial load-bearing capacity and a mass reduced by approximately 5% can be achieved for an insert wheel bearing with ball roller bearings.
  • each row of ball rollers with the same radius on their treads or even the skew bearings with more than two rows of ball rollers form and the individual rows of ball rollers with equal and unequal radii on their treads or to combine the radii of the treads in other possible forms together.
  • the inventively designed wheel bearing is also characterized by the fact that the rolling elements of the two rows of each angular roller bearing preferably have different widths between the side surfaces or alternatively are formed with the same width between their side surfaces.
  • the rolling elements of the two rows of each angular roller bearing preferably have different widths between the side surfaces or alternatively are formed with the same width between their side surfaces.
  • each row of ball rollers with the same width or train in skew bearings with more than two rows of ball rollers, the individual rows of ball rollers with the same and unequal widths or to combine their widths in other possible forms.
  • An expedient development of the inventively embodied wheel bearing it is according to claim 5 further, that each arranged on common transverse axes rolling elements of the two rows of each Schrägnachzlagers preferably in common pockets of preferably as window cages from formed bearing cages are arranged.
  • the running surfaces of the rolling elements of the two rows of each Schrägnachlzlagers preferably have the same radius as their groove-shaped raceways in the bearing rings and are in line contact with them.
  • the trained as ball rolling elements in contrast to, for example, conventional bearing balls have a constant axis of rotation.
  • the resulting line contact between the ball rollers and their groove-shaped raceways has the advantage that thereby a uniform surface pressure with low stress level between the ball rollers and the raceways is achieved while increasing the carrying capacity of each angular roller bearing.
  • the wheel bearing according to the invention thus has the advantage over the wheel bearings known from the prior art that they are characterized by the use of ball rollers as rolling elements over tapered roller bearings by a minimized axial and radial installation space and by a low frictional resistance and a reduced weight characterized by equal or increased load capacity. Since such ball rollers can be produced in a similar cost-effective manner as conventional ball bearings, and the production costs of the skew bearings designed in accordance with the invention are comparable to those of angular contact ball bearings, the reduced material costs and reduced weight can also be used to reduce costs. term manufacturing costs for the inventively designed wheel bearing are assumed.
  • Figure 1 is a half-view of a cross section through an inventively designed wheel bearing
  • Figure 2 shows the enlarged view of the angular contact bearings of the wheel bearing according to the invention according to detail X in Figure 1.
  • From Figure 1 is clearly designed as an insert wheel bearing wheel bearing for commercial vehicles, which essentially consists of a wheel hub 1 with a radial mounting flange 2, a journal 3 with a bearing seat 4 and two disposed between the hub 1 and the journal 3 and in O. Arrangement against each other employed skew bearings 5, 6 consists.
  • the outer bearing rings 7, 8 of this Schrägnachlzlagern 5, 6 are pressed with their axially opposite end faces 9, 10 adjacent to a circumferential annular web 11 in the hub 1 in the bore 12, while the axially extended formed inner bearing rings 13, 14 with their axial opposite end faces 15, 16 abutting one another are pressed against the bearing seat 4 of the axle journal 3.
  • outer bearing rings 7, 8 and the inner bearing rings 13, 14 of the angular rolling bearings 5, 6 each arranged a plurality by two bearing cages 17, 18 in the circumferential direction at regular intervals held each other rolling elements 19, 20, 21, 22, which, as in 2, with their running surfaces 23, 24, 25, 26 on in the inner sides 27, 28 of the outer bearing rings 7, 8 and in the outer sides 29, 30 of the inner bearing rings 13, 14 incorporated raceways 31, 32, 33, 34, and unroll 35, 36, 37, 38.
  • the flattened design of the rolling elements 19, 20, 21, 22 makes it possible that the bearing rings 7, 8, 13, 14 of the angular rolling bearings 5, 6 are executable with an axially shorter overall length and the entire wheel bearing is thus easier in terms of their mass , This is compared to single-row tapered roller bearings by 10% to 20% lower axial installation space with the same span and the same or higher radial and axial load capacity and reduced by about 5% mass for the wheel bearing achieved.
  • the outer rows 19, 22 of the ball rollers prefferably start from a larger ball basic shape with a larger radius at their running surfaces 23, 26 and a greater width between their side surfaces 43, 44 and 49, 50, while the inner rows 20, 21 of the ball rollers have a smaller radius starting from a smaller ball base at their running surfaces 24, 25 and are formed between their side surfaces 45, 46 and 47, 48 with a smaller width.
  • the running surfaces 23, 24, 25, 26 of the rolling elements 19, 20, 21, 22 of the two rows of each inclined roller bearing 5, 6 have the same radius as their groove-shaped raceways 31, 32, 33, 34, and 35, 36, 37 , 38 in the bearing rings 7, 8, 13, 14 and stand with these in an advantageous line contact, through which a uniform surface pressure with low stress level between the ball rollers and the raceways 31, 32, 33, 34, and 35, 36, 37 , 38 while increasing the carrying capacity of each skew bearing 5, 6 is achieved.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Insert-Radlagerung für Nutzkraftfahrzeuge, im Wesentlichen bestehend aus einer Radnabe (1) mit einem radialen Befestigungsflansch (2), einem Achszapfen (3) mit einem Lagersitz (4) und zwei zwischen der Radnabe (1) und dem Achszapfen (3) angeordneten Schrägwälzlagern (5, 6), deren äußere Lagerringe (7, 8) mit ihren axial gegenüberliegenden Stirnseiten (9, 10) an einem umlaufenden Ringsteg (11) in der Radnabe (1) anliegend in deren Bohrung (12) eingepresst sind und deren axial verlängert ausgebildete innere Lagerringe (13, 14) mit ihren axial gegenüberliegenden Stirnseiten (15, 16) aneinander anliegend auf den Achszapfen (3) aufgepresst sind. Dabei sind zwischen den äußeren Lagerringen (7, 8) und den inneren Lagerringen (13, 14) der Schrägwälzlager (5, 6) jeweils eine Vielzahl durch zwei Lagerkäfige (17, 18) in Umfangshchtung in gleichmäßigen Abständen zueinander gehaltener Wälzkörper (19, 20, 21, 22) angeordnet, die mit ihren Laufflächen (23, 24, 25, 26) auf in die Innenseiten (27, 28) der äußeren Lagerringe (7, 8) und in die Außenseiten (29, 30) der inneren Lagerringe (13, 14) eingearbeitete Laufbahnen (31, 32, 33, 34, und 35, 36, 37, 38) abrollen. Erfindungsgemäß werden die Wälzkörper (19, 20, 21, 22) beider Schrägwälzlager (5, 6) durch jeweils in zwei Reihen mit parallelen Druckwinkelachsen (39, 40, 41, 42) nebeneinander angeordnete Kugelrollen gebildet, die jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachte sowie parallel zueinander angeordneten Seitenflächen (43, 44, 45, 46 und 47, 48, 49, 50) aufweisen.

Description

Bezeichnung der Erfindung
RADLAGERUNG, INSBESONDERE INSERT-RADLAGERUNG FÜR NUTZKRAFTFAHRZEUGE MIT TANDEM- KUGELROLLENLAGERN
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Radlagerung nach den oberbegriffsbildenden Merk- malen des Patentanspruchs 1 , und sie insbesondere vorteilhaft an Insert-Rad- lagerungen für Nutzkraftfahrzeuge sowie an allen in O- oder X-Anordnung gegeneinander angestellten Schrägwälzlagern realisierbar.
Hintergrund der Erfindung
Dem Fachmann auf dem Gebiet der Wälzlagertechnik ist es allgemein bekannt, dass die Radlagerungen an Kraftfahrzeugen die Fahrzeugräder auf ihren Achszapfen in allen Fahrzuständen des Kraftfahrzeuges und den damit verbundenen Beanspruchungen der Radlagerung exakt führen müssen. Die Beanspru- chung der Radlager wird dabei von den verschiedensten Faktoren beeinflusst, von denen die Radbelastung, die Fahrbahnbeschaffenheit, die zusätzlichen Belastungen bei Kurvenfahrt sowie die Fahrzeitanteile und die durchschnittlichen Geschwindigkeiten in den einzelnen Fahrzuständen von besonderer Bedeutung sind. Daneben beeinflussen auch die Art der Reifen, der Sturz des Rades, die Größe der Bremskräfte und - bei angetriebenen Rädern - die Antriebskräfte am Reifen die Beanspruchung der Radlagerung. Da diese Faktoren jedoch nur schwer erfassbar sind legt man bei der Lagerauswahl und -ausle- gung vor allem die während der häufigsten Fahrzustände des Kraftfahrzeuges auf das Radlager wirkenden Kräfte zu Grunde. Ausgehend davon haben sich deshalb als Radlagerbauarten für leichte Personenkraftfahrzeuge vor allem zweireihige Schrägkugellager der ersten, zweiten oder dritten Integrationsstufe in Einzel- oder Tandemanordnung als besonders geeignet erwiesen, während für schwere Nutzkraftfahrzeuge vor allem in O-Anordnung gegeneinander an- gestellte Kegelrollenlager wegen ihrer hohen Tragfähigkeit und Verschleißfestigkeit zur Anwendung kommen. Eine besonders vorteilhafte Anwendung dieser Kegelrollenlager erfolgt dabei in der so genannten Insert-Radlagerung, da hierbei für die Radnabe und den Achszapfen in kostengünstiger Weise relativ wei- che Metalle bzw. niedriglegierte Stähle verwendet werden können und nur die eigentlichen Lagerbauteile aus hochwertigen Wälzlagerstählen hergestellt werden. Außerdem bewirkt eine hochgenaue Fertigung der inneren Lagerringe beider Kegelrollenlager, dass sich nach der Montage der Lager eine spezifizierte Lagervorspannung von selbst einstellt, so dass deren aufwändige manu- eile Einstellung entfällt.
Eine derartige Insert-Radlagerung ist beispielsweise aus der DE 38 40 869 A1 und aus der DE 10 2004 043 351 A1 vorbekannt und besteht im Wesentlichen aus einer Radnabe mit einem radialen Befestigungsflansch, einem Achszapfen mit einem Lagersitz und zwei zwischen der Radnabe und dem Achszapfen angeordneten sowie in O-Anordnung gegeneinander angestellten, einreihigen Kegelrollenlagern, deren äußere Lagerringe mit ihren axial gegenüberliegenden Stirnseiten an einem umlaufenden Ringsteg in der Radnabe anliegend in deren Bohrung eingepresst sind und deren axial verlängert ausgebildete innere Lagerringe mit ihren axial gegenüberliegenden Stirnseiten aneinander anliegend auf den Achszapfen aufgepresst sind. Zwischen den äußeren Lagerringen und den inneren Lagerringen der Kegelrollenlager sind dabei jeweils eine Vielzahl durch zwei Lagerkäfige in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen zueinander gehaltener Kegelrollen angeordnet, die mit ihren Laufflächen auf in die Innenseiten der äußeren Lagerringe und in die Außenseiten der inneren Lagerringe eingearbeitete Laufbahnen abrollen.
Wie schon von anderen Kegelrollenlageranwendungen bekannt hat es sich jedoch auch bei einer solchen Insert-Radlagerung als nachteilig erwiesen, dass es in speziellen Fahrzuständen des Kraftfahrzeuges zu einem ungünstigen Kontakt zwischen den Borden der inneren Lagerringe und den Kegelrollen kommt, der für einen hohen Reibungswiderstand in der Radlagerung und damit für eine Leistungsminderung und für einen erhöhten Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeuges ursächlich ist. Darüber hinaus erfordern die verlängert ausge- bildeten inneren Lagerringe der Kegelrollenlager einer derartigen Insert- Radlagerung insgesamt einen relativ großen axialen Bauraum und relativ hohe Herstellungskosten und verursachen letztlich auch eine Erhöhung des Gewichtes der Radlagerung, welches in weiterer unerwünschter Weise die ungefeder- ten Massen am Kraftfahrzeug erhöht und damit den Abroll-, Feder- und Lenkungskomfort des Kraftfahrzeuges negativ beeinflusst.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von den dargelegten Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine kostengünstig herstellbare Radlagerung, insbesondere Insert-Radlagerung für Nutzkraftfahrzeuge, zu konzipieren, bei der sich die verwendeten Schrägwälzlager durch einen niedrigen Reibungswiderstand sowie einen verringerten axialen Bauraum auszeichnen und die insgesamt ein geringes Gewicht aufweist.
Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Radlagerung nach dem Ober- be-griff des Anspruchs 1 derart gelöst, dass die Wälzkörper der beiden verwendeten Schrägwälzlager durch jeweils in zwei Reihen mit parallelen Druckwinkelachsen nebeneinander angeordnete Kugelrollen gebildet werden, die jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachte sowie parallel zueinander angeordneten Seitenflächen aufweisen, wobei durch die abgeflach- te Ausbildung der Wälzkörper zugleich die Lagerringe mit einer axial kürzeren Baulänge ausführbar sind und die Radlagerung dadurch ein verringertes Gewicht aufweist.
Der Erfindung liegt somit die Erkenntnis zugrunde, dass es durch Verwendung von jeweils zwei Reihen Kugelrollen als Wälzkörper für die beiden Schrägwälz- lager der Insert-Radlagerung möglich ist, den bisher bei Kegelrollen durch Gleitreibung an den Borden der inneren Lagerringe entstehenden Reibungswiderstand erheblich zu verringern und gleichzeitig die schmale Bauweise sowie die engen Laufbahnabstände zwischen den einzelnen Wälzkörperreihen dafür zu nutzen, um vor allem die inneren Lagerringe der Schrägwälzlager axial kürzer und damit auch hinsichtlich ihrer Masse leichter auszubilden. Dadurch ist gegenüber einreihigen Kegelrollenlagern ein um 10% bis 20% geringerer axialer Einbauraum bei gleicher Stützweite und gleicher bzw. höherer axialer Trag- fähigkeit sowie eine um ca. 5% reduzierte Masse für eine Insert-Radlagerung mit Kugelrollenlagern erzielbar.
Bevorzugte Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäß ausgebildeten Radlagerung werden in den Unteransprüchen beschrie- ben.
Danach ist es gemäß Anspruch 2 bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Radlagerung vorgesehen, dass die jeweils benachbarten Wälzkörper der beiden Reihen jedes Schrägwälzlagers mit ihren zueinander weisenden Seitenflächen unmittelbar nebeneinander, jeweils auf gemeinsamen, rechtwinklig zu den Druckwinkelachsen verlaufenden Querachsen angeordnet und diese Seitenflächen zugleich als gegenseitige Führungsflächen ausgebildet sind. Durch diese Ausbildung werden die an den Kugelrollen entstehenden parallelen Seitenflächen gleichzeitig zu einer selbsttätigen gegenseitigen Führung der Kugelrollen in ihren Laufbahnen genutzt, so dass im Zusammenhang mit den bei Kugelrollen konstanten Drehachsen derselben und im Zusammenwirken mit einem entsprechenden Lagerkäfig ein bei derartigen Wälzkörpern ansonsten wahrscheinliches Schränken oder Quertaumeln nahezu ausgeschlossen werden kann.
Nach Anspruch 3 ist es ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäß ausgebildeten Radlagerung, dass die Wälzkörper der beiden Reihen jedes Schrägwälzlagers bevorzugt unterschiedliche Radien an ihren Laufflächen aufweisen oder alternativ beide Reihen der Wälzkörper mit gleichen Radien an ihren Laufflä- chen ausgebildet sind. Bei einer Insert-Radlagerung eines Nutzkraftfahrzeuges durch zwei mit jeweils zwei Reihen Kugelrollen ausgebildete Schrägwälzlager hat es sich dabei hinsichtlich der aufzunehmenden Radial- und Axialkräfte als am vorteilhaftesten erwiesen, die äußeren Reihen der Kugelrollen ausgehend von einer größeren Kugelgrundform mit einem größeren Radius an ihren Laufflächen auszubilden und für die Laufflächen der inneren Reihen der Kugelrollen ausgehend von einer kleineren Kugelgrundform einen kleineren Radius vorzusehen. Bei anderen Anwendungen derartiger zweireihiger Schrägwälzla- ger bzw. bei anderen Radlagerungen kann es jedoch auch von Vorteil sein, jede Reihe der Kugelrollen mit gleichen Radien an ihren Laufflächen auszubilden oder auch die Schrägwälzlager mit mehr als zwei Reihen von Kugelrollen auszubilden und die einzelnen Reihen der Kugelrollen mit gleichen und ungleichen Radien an ihren Laufflächen auszubilden oder die Radien der Laufflächen in anderen möglichen Formen miteinander zu kombinieren.
Gemäß Anspruch 4 zeichnet sich die erfindungsgemäß ausgebildete Radlagerung darüber hinaus noch dadurch aus, dass die Wälzkörper der beiden Reihen jedes Schrägwälzlagers bevorzugt verschiedene Breiten zwischen deren Seitenflächen aufweisen oder alternativ mit der gleichen Breite zwischen ihren Seitenflächen ausgebildet sind. Auch diesbezüglich hat es sich bei einer Insert- Radlagerung eines Nutzkraftfahrzeuges durch zwei mit jeweils zwei Reihen Kugelrollen ausgebildete Schrägwälzlager hinsichtlich der aufzunehmenden Radial- und Axialkräfte als vorteilhaft erwiesen, die äußeren Reihen der Kugel- rollen ausgehend von einer größeren Kugelgrundform mit einer größeren Breite zwischen deren Seitenflächen auszubilden und für die Laufflächen der inneren Reihen der Kugelrollen ausgehend von einer kleineren Kugelgrundform eine kleinere Breite zwischen deren Seitenflächen vorzusehen. Es kann jedoch auch hier bei anderen Anwendungen derartiger zweireihiger Schrägwälzlagers bzw. bei anderen Radlagerungen von Vorteil sein, jede Reihe der Kugelrollen mit der gleichen Breite auszubilden oder bei Schrägwälzlagern mit mehr als zwei Reihen von Kugelrollen die einzelnen Reihen der Kugelrollen mit gleichen und ungleichen Breiten auszubilden oder deren Breiten in anderen möglichen Formen miteinander zu kombinieren. Eine zweckmäßige Weiterbildung der erfindungsgemäß ausgebildeten Radlagerung ist es nach Anspruch 5 desweiteren, dass die jeweils auf gemeinsamen Querachsen angeordneten Wälzkörper der beiden Reihen jedes Schrägwälzlagers bevorzugt in gemeinsamen Taschen der bevorzugt als Fensterkäfige aus- gebildeten Lagerkäfige angeordnet sind. Dies hat sich dahingehend als besonders vorteilhaft erwiesen, dass dadurch einerseits die gegenseitige Führung der jeweils benachbarten Wälzkörper beider Reihen jedes Schrägwälzlagers ermöglicht wird und andererseits gleichzeitig die Montagekosten für die Radla- gerung erheblich gesenkt werden. Sollte eine solche gegenseitige Führung der benachbarten Wälzkörper jedoch nicht vorgesehen sein ist es jedoch auch möglich, die Kugelrollen der beiden Reihen jedes Schrägwälzlagers anstelle in gemeinsamen Taschen eines Fensterkäfigs in den getrennten Taschen zweier Kamm- oder Schnappkäfige zu führen.
Schließlich wird es als vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäß ausgebildeten Radlagerung durch Anspruch 6 noch vorgeschlagen, dass die Laufflächen der Wälzkörper der beiden Reihen jedes Schrägwälzlagers bevorzugt den gleichen Radius wie deren rillenförmig ausgebildete Laufbahnen in den Lager- ringen aufweisen und mit diesen in Linienkontakt stehen. Eine solche Ausbildung ist dabei deshalb möglich, da die als Kugelrollen ausgebildeten Wälzkörper im Gegensatz zu beispielsweise herkömmlichen Lagerkugeln eine konstante Drehachse aufweisen. Der dabei entstehende Linienkontakt zwischen den Kugelrollen und deren rillenförmigen Laufbahnen hat dabei den Vorteil, dass dadurch eine gleichmäßig Flächenpressung mit niedrigem Spannungsniveau zwischen den Kugelrollen und den Laufbahnen bei gleichzeitiger Erhöhung der Tragfähigkeit jedes Schrägwälzlagers erreicht wird.
Zusammenfassend weist die erfindungsgemäß ausgebildete Radlagerung so- mit gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Radlagerungen den Vorteil auf, dass sie sich durch die Verwendung von Kugelrollen als Wälzkörper gegenüber Kegelrollenlagern durch einen minimierten axialen und radialen Einbauraum sowie durch einen geringen Reibungswiderstand und ein verringertes Gewicht bei gleicher oder erhöhter Tragfähigkeit auszeichnet. Da derar- tige Kugelrollen ähnlich kostengünstig wie herkömmliche Lagerkugeln herstellbar sind und auch der Fertigungsaufwand der erfindungsgemäß ausgebildeten Schrägwälzlager mit dem von Schrägkugellagern vergleichbar ist, kann durch den verringerten Materialaufwand und das verringerte Gewicht auch von güns- tigen Herstellungskosten für die erfindungsgemäß ausgebildete Radlagerung ausgegangen werden. Darüber hinaus wird durch den Linienkontakt zwischen den Kugelrollen und deren Laufbahnen der bei Kegelrollenlagern aus einer hohen Flächenpressung und einer hohen Kantenspannung durch die Wälzkör- per resultierende erhöhte Verschleiß der Laufbahnen der Wälzkörper wirksam vermieden, so dass derartig ausgebildete Schrägwälzlager auch eine erhöhte Lebensdauer aufweisen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten Radlagerung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 eine Halbansicht eines Querschnittes durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Radlagerung;
Figur 2 die vergrößerte Darstellung der Schrägwälzlager der erfindungsgemäßen Radlagerung gemäß Einzelheit X in Figur 1.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Aus Figur 1 geht deutlich eine als Insert-Radlagerung ausgebildete Radlagerung für Nutzkraftfahrzeuge hervor, die im Wesentlichen aus einer Radnabe 1 mit einem radialen Befestigungsflansch 2, einem Achszapfen 3 mit einem Lagersitz 4 und zwei zwischen der Radnabe 1 und dem Achszapfen 3 angeordneten sowie in O-Anordnung gegeneinander angestellten Schrägwälzlagern 5, 6 besteht. Die äußeren Lagerringe 7, 8 dieser Schrägwälzlagern 5, 6 sind dabei mit ihren axial gegenüberliegenden Stirnseiten 9, 10 an einem umlaufenden Ringsteg 11 in der Radnabe 1 anliegend in deren Bohrung 12 eingepresst, während deren axial verlängert ausgebildete innere Lagerringe 13, 14 mit ihren axial gegenüberliegenden Stirnseiten 15, 16 aneinander anliegend auf den Lagersitz 4 des Achszapfens 3 aufgepresst sind. Darüber hinaus sind zwischen den äußeren Lagerringen 7, 8 und den inneren Lagerringen 13, 14 der Schrägwälzlager 5, 6 jeweils eine Vielzahl durch zwei Lagerkäfige 17, 18 in Umfangs- richtung in gleichmäßigen Abständen zueinander gehaltener Wälzkörper 19, 20, 21 , 22 angeordnet, die, wie in Figur 2 zu sehen ist, mit ihren Laufflächen 23, 24, 25, 26 auf in die Innenseiten 27, 28 der äußeren Lagerringe 7, 8 und in die Außenseiten 29, 30 der inneren Lagerringe 13, 14 eingearbeitete Laufbahnen 31 , 32, 33, 34, und 35, 36, 37, 38 abrollen.
Desweiteren wird durch die in Figur 2 gezeigte vergrößerte Darstellung der Einzelheit X gemäß Figur 1 deutlich, dass die Wälzkörper 19, 20, 21 , 22 beider Schrägwälzlager 5, 6 durch jeweils in zwei Reihen mit parallelen Druckwinkelachsen 39, 40, 41 , 42 nebeneinander angeordnete Kugelrollen gebildet werden, die jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachte sowie parallel zueinander angeordneten Seitenflächen 43, 44, 45, 46 und 47, 48, 49, 50 aufweisen. Die abgeflachte Ausbildung der Wälzkörper 19, 20, 21 , 22 macht es dabei möglich, dass die Lagerringe 7, 8, 13, 14 der Schrägwälzlager 5, 6 mit einer axial kürzeren Baulänge ausführbar sind und die gesamte Radlagerung damit auch hinsichtlich ihrer Masse leichter wird. Dadurch ist gegenüber einreihigen Kegelrollenlagern ein um 10% bis 20% geringerer axialer Einbauraum bei gleicher Stützweite und gleicher bzw. höherer radialer und axialer Tragfähigkeit sowie eine um ca. 5% reduzierte Masse für die Radlagerung erzielbar.
Ebenso ist aus Figur 2 ersichtlich, dass die jeweils benachbarten Wälzkörper 19, 20 und 21 , 22 der beiden Reihen jedes Schrägwälzlagers 5, 6 mit ihren zueinander weisenden Seitenflächen 44, 45 und 48, 49 unmittelbar nebeneinander, jeweils auf gemeinsamen, rechtwinklig zu den Druckwinkelachsen 39, 40, 41 , 42 verlaufenden Querachsen 51 , 52 angeordnet und diese Seitenflächen 44, 45 und 47, 48 zugleich als gegenseitige Führungsflächen ausgebildet sind. Dadurch wird im Zusammenhang mit den bei Kugelrollen konstanten Drehachsen und im Zusammenwirken mit den Lagerkäfigen 17, 18 ein bei derartigen Wälzkörpern ansonsten wahrscheinliches Quertaumeln in ihren Laufbahnen 31 , 32, 33, 34, und 35, 36, 37, 38 wirkungsvoll vermieden. Lediglich andeutungsweise geht aus Figur 2 auch hervor, dass die Wälzkörper 19, 20, 21 , 22 der beiden Reihen jedes Schrägwälzlagers 5, 6 bevorzugt unterschiedliche Radien an ihren Laufflächen 23, 24, 25, 26 aufweisen sowie mit verschiedenen Breiten zwischen deren Seitenflächen 43, 44, 45, 46 und 47, 48, 49, 50 ausgebildet sind. Hinsichtlich der aufzunehmenden Radial- und Axialkräfte der Insert-Radlagerung ist es dabei am vorteilhaftesten, die äußeren Reihen 19, 22 der Kugelrollen ausgehend von einer größeren Kugelgrundform mit einem größeren Radius an ihren Laufflächen 23, 26 sowie einer größeren Breite zwischen ihren Seitenflächen 43, 44 und 49, 50 auszubilden, während die inneren Reihen 20, 21 der Kugelrollen ausgehend von einer kleineren Kugelgrundform an ihren Laufflächen 24, 25 einen kleineren Radius aufweisen und zwischen ihren Seitenflächen 45, 46 und 47, 48 mit einer kleineren Breite ausgebildet sind. Dabei weisen die Laufflächen 23, 24, 25, 26 der Wälzkörper 19, 20, 21 , 22 der beiden Reihen jedes Schrägwälzlagers 5, 6 den gleichen Radius wie deren rillenförmig ausgebildete Laufbahnen 31 , 32, 33, 34, und 35, 36, 37, 38 in den Lagerringen 7, 8, 13, 14 auf und stehen mit diesen in einem vorteilhaften Linienkontakt, durch den eine gleichmäßig Flächenpressung mit niedrigem Spannungsniveau zwischen den Kugelrollen und den Laufbahnen 31 , 32, 33, 34, und 35, 36, 37, 38 bei gleichzeitiger Erhöhung der Tragfähigkeit jedes Schrägwälzlagers 5, 6 erreicht wird.
Schließlich ist aus Figur 2 noch ersichtlich, dass die jeweils auf gemeinsamen Querachsen 51 , 52 angeordneten Wälzkörper 19, 20 und 21 , 22 der beiden Reihen jedes Schrägwälzlagers 5, 6 bevorzugt in gemeinsamen Taschen 53, 54 der beispielhaft als Fensterkäfige ausgebildeten Lagerkäfige 17, 18 angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, dass dadurch einerseits die gegenseitige Führung der jeweils benachbarten Wälzkörper 19, 20 und 21 , 22 beider Reihen jedes Schrägwälzlagers 5, 6 ermöglicht wird und andererseits gleichzeitig die Montagekosten für die Radlagerung erheblich gesenkt werden. Bezugszahlenliste
Radnabe 29 Außenseite von 13 Befestigungsflansch an 1 30 Außenseite von 14 Achszapfen 31 Laufbahn von 19 in 27 Lagersitz an 3 32 Laufbahn von 19 in 29 Schrägwälzlager 33 Laufbahn von 20 in 27 Schrägwälzlager 34 Laufbahn von 20 in 29 äußerer Lagerring von 5 35 Laufbahn von 21 in 28 äußerer Lagerring von 6 36 Laufbahn von 21 in 30 Stirnseite von 5 37 Laufbahn von 22 in 28 Stirnseite von 6 38 Laufbahn von 22 in 30 Ringsteg in 1 39 Druckwinkelachse von 19 Bohrung von 1 40 Druckwinkelachse von 20 innerer Lagerring von 5 41 Druckwinkelachse von 21 innerer Lagerring von 6 42 Druckwinkelachse von 22 Stirnseite von 13 43 Seitenfläche von 19 Stirnseite von 14 44 Seitenfläche von 19 Lagerkäfig von 5 45 Seitenfläche von 20 Lagerkäfig von 6 46 Seitenfläche von 20 Wälzkörper in 5 47 Seitenfläche von 21 Wälzkörper in 5 48 Seitenfläche von 21 Wälzkörper in 6 49 Seitenfläche von 22 Wälzkörper in 6 50 Seitenfläche von 22 Lauffläche von 19 51 Querachse von 19, 20 Lauffläche von 20 52 Querachse von 21 , 22 Lauffläche von 21 53 Tasche von 19, 20 in 17 Lauffläche von 22 54 Tasche von 21 , 22 in 18 Innenseite von 7 Innenseite von 8

Claims

Patentansprüche
1. Radlagerung, insbesondere Insert-Radlagerung für Nutzkraftfahrzeuge, im Wesentlichen bestehend aus einer Radnabe (1 ) mit einem radialen Befestigungs- flansch (2), einem Achszapfen (3) mit einem Lagersitz (4) und zwei zwischen der Radnabe (1 ) und dem Achszapfen (3) angeordneten sowie in O-Anordnung gegeneinander angestellten Schrägwälzlagern (5, 6), deren äußere Lagerringe (7, 8) mit ihren axial gegenüberliegenden Stirnseiten (9, 10) an einem umlaufenden Ringsteg (11 ) in der Radnabe (1 ) anliegend in deren Bohrung (12) eingepresst sind und deren axial verlängert ausgebildete innere Lagerringe
(13, 14) mit ihren axial gegenüberliegenden Stirnseiten (15, 16) aneinander anliegend auf den Achszapfen (3) aufgepresst sind, wobei zwischen den äußeren Lagerringen (7, 8) und den inneren Lagerringen (13, 14) der Schrägwälzlager (5, 6) jeweils eine Vielzahl durch zwei Lagerkäfige (17, 18) in Um- fangsrichtung in gleichmäßigen Abständen zueinander gehaltener Wälzkörper
(19, 20, 21 , 22) angeordnet sind, die mit ihren Laufflächen (23, 24, 25, 26) auf in die Innenseiten (27, 28) der äußeren Lagerringe (7, 8) und in die Außenseiten (29, 30) der inneren Lagerringe (13, 14) eingearbeitete Laufbahnen (31 , 32, 33, 34, und 35, 36, 37, 38) abrollen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (19, 20, 21 , 22) beider Schrägwälzlager (5, 6) durch jeweils in zwei Reihen mit parallelen Druckwinkelachsen (39, 40, 41 , 42) nebeneinander angeordnete Kugelrollen gebildet werden, die jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachte sowie parallel zueinander angeordneten Seitenflächen (43, 44, 45, 46 und 47, 48, 49, 50) aufweisen, wobei durch die abgeflachte Ausbildung der Wälzkörper (19, 20, 21 , 22) zugleich die Lagerringe (7, 8, 13, 14) mit einer axial kürzeren Baulänge ausführbar sind und die Radlagerung dadurch ein verringertes Gewicht aufweist.
2. Radlagerung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils benachbarten Wälzkörper (19, 20 und 21 , 22) der beiden Reihen jedes
Schrägwälzlagers (5, 6) mit ihren zueinander weisenden Seitenflächen (44, 45 und 48, 49) unmittelbar nebeneinander, jeweils auf gemeinsamen, rechtwinklig zu den Druckwinkelachsen (39, 40, 41 , 42) verlaufenden Querachsen (51 , 52) angeordnet und diese Seitenflächen (44, 45 und 48, 49) zugleich als gegenseitige Führungsflächen ausgebildet sind.
3. Radlagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälz- körper (19, 20, 21 , 22) der beiden Reihen jedes Schrägwälzlagers (5, 6) bevorzugt unterschiedliche Radien an ihren Laufflächen (23, 24, 25, 26) aufweisen oder alternativ beide Reihen der Wälzkörper (19, 20, 21 , 22) mit gleichen Radien an ihren Laufflächen (23, 24, 25, 26) ausgebildet sind.
4. Radlagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (19, 20, 21 , 22) der beiden Reihen jedes Schrägwälzlagers (5, 6) bevorzugt verschiedene Breiten zwischen deren Seitenflächen (43, 44, 45, 46 und 47, 48, 49, 50) aufweisen oder alternativ mit der gleichen Breite zwischen ihren Seitenflächen (43, 44, 45, 46 und 47, 48, 49, 50) ausgebildet sind.
5. Radlagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils auf gemeinsamen Querachsen (51 , 52) angeordneten Wälzkörper (19, 20 und 21 , 22) der beiden Reihen jedes Schrägwälzlagers (5, 6) bevorzugt in gemeinsamen Taschen (53, 54) der bevorzugt als Fensterkäfige ausgebilde- ten Lagerkäfige (17, 18) angeordnet sind.
6. Radlagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufflächen (23, 24, 25, 26) der Wälzkörper (19, 20, 21 , 22) der beiden Reihen jedes Schrägwälzlagers (5, 6) bevorzugt den gleichen Radius wie deren rillen- förmig ausgebildete Laufbahnen (31 , 32, 33, 34, und 35, 36, 37, 38) in den
Lagerringen (7, 8, 13, 14) aufweisen und mit diesen in Linienkontakt stehen.
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