WO2009077260A1 - Radmodul, insbesondere für die angetriebenen räder von personenkraftfahrzeugen - Google Patents

Radmodul, insbesondere für die angetriebenen räder von personenkraftfahrzeugen Download PDF

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WO2009077260A1
WO2009077260A1 PCT/EP2008/065119 EP2008065119W WO2009077260A1 WO 2009077260 A1 WO2009077260 A1 WO 2009077260A1 EP 2008065119 W EP2008065119 W EP 2008065119W WO 2009077260 A1 WO2009077260 A1 WO 2009077260A1
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WO
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bearing
wheel
rolling elements
bearing ring
wheel module
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Application number
PCT/EP2008/065119
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French (fr)
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Horst DÖPPLING
Heinrich Hofmann
Roland Langer
Peter Niebling
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Schaeffler Kg
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Publication date
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    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/34Rollers; Needles
    • F16C33/36Rollers; Needles with bearing-surfaces other than cylindrical, e.g. tapered; with grooves in the bearing surfaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22Bearings 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
    • F16C19/34Bearings 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
    • F16C19/38Bearings 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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    • F16C19/50Other types of ball or roller bearings
    • F16C19/505Other types of ball or roller bearings with the diameter of the rolling elements of one row differing from the diameter of those of another row
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00Articles relating to transporting
    • F16C2326/01Parts of vehicles in general
    • F16C2326/02Wheel hubs or castors

Definitions

  • Wheel module in particular for the driven wheels of persons motor vehicles
  • the invention relates to a wheel module according to the preamble of forming features of claim 1, and they particularly advantageous to wheel modules for the driven wheels of passenger vehicles feasible.
  • the wheel modules on motor vehicles must guide the vehicle wheels accurately in all driving states of the motor vehicle and the associated stresses.
  • the load of the wheel modules is influenced by a variety of factors, of which the wheel load, the road condition, the additional loads when cornering and the driving time portions and the average speeds in the individual driving conditions are of particular importance.
  • the choice and design of the associated wheel bearing is based primarily on the forces acting on the wheel bearing during the most frequent driving conditions of the motor vehicle.
  • Such a trained wheel module for passenger vehicles is known for example from DE 39 40 395 A1 and DE 103 31 936 A1 and consists essentially of a hollow cylindrical hub with a radial mounting flange and an outer bearing seat, a hollow cylindrical wheel carrier with an inner bearing seat and a arranged between the wheel hub and the wheel carrier double-row angular contact ball bearings.
  • the outer bearing ring of this angular contact ball bearing is integrally formed and pressed with an end face on a circumferential annular land in the wheel carrier fitting in the bearing seat, while the inner bearing ring of the angular contact ball bearing formed in two parts and with an end face on a rotating annular land on the wheel hub fitting on the bearing seat is pressed on.
  • the invention is therefore based on the object to conceive a cost-manufacturable wheel module, in particular for the driven wheels of a passenger vehicle, the same performance or load rating as a comparable known wheel module with a double row Angular contact ball bearings without changes in the surrounding structure contributes to a reduction of unsprung masses on the vehicle.
  • this object is achieved in a wheel module according to the preamble of claim 1 such that the rolling elements of the angular rolling bearing are each formed by two double rows of O-arrangement ball rolls with respective parallel pressure angle axes, each of which has two symmetrically flattened from a ball basic shape and Parallel side surfaces and have a reduced diameter of their ball base, so that by the formation of the rolling elements, the skew and the hub with axially shorter lengths and the skew and the wheel with smaller outer diameters are feasible and the wheel module thereby has a reduced total mass.
  • the invention is thus based on the finding that it is due to the resolution the known two rows of large bearing balls in each case two double rows of smaller ball rollers as rolling elements for the angular roller bearing of the wheel module is possible to use the formation of the rolling elements and the narrow track distances between the individual WälzSystem 1942n for especially the bearing rings of the angular roller bearing and the hub axially shorter and also to design the angular contact bearing and the wheel carrier with smaller outer diameters and thus significantly reduce their mass.
  • each double row of Schrägisselzla gers preferably have different radii at their running surfaces or alternatively each double row of rolling elements is formed with the same radii at their treads.
  • a wheel bearing of a passenger car by a trained with two double rows ball rollers angular contact bearings it has proven to be the most advantageous in terms of radial and axial forces to form the respective outer rows of ball rollers, starting from a larger ball base with a larger radius at their treads and provide the running surfaces of the respective inner rows of ball rollers starting from a smaller ball basic shape a smaller radius.
  • each double row of ball rollers with the same radii on their treads or instead of double rows to use two triple rows of ball rollers and the individual rows of spherical rollers with the same and unequal radii form on their treads or combine the radii of the treads in other possible forms with each other.
  • the wheel module according to the invention is characterized by the fact that the rolling elements of each double row of the angular roller bearing preferably have different widths between their side surfaces or alternatively are formed with the same width between their side surfaces. Also in this regard, it has been found in a wheel bearing of a passenger vehicle trained by two double row ball rollers inclined roller bearing with respect to the radial and axial forces to be advantageous to form the respective outer rows of ball rollers, starting from a larger ball basic shape with a larger width between the side surfaces and for the running surfaces of the respective inner rows of ball rollers, starting from a smaller ball basic shape, provide a smaller width between their side surfaces.
  • each row of ball rollers with the same width or skew bearings with more than two rows of ball rollers on each side of the individual rows of Kugelrol- To train with equal and unequal widths or to combine their widths in other possible forms.
  • the running surfaces of the rolling elements of each double row of the angular contact bearing preferably have the same radius as their groove-shaped raceways in the bearing rings and are in line contact with them.
  • the wheel module according to the invention thus has the advantage over the known from the prior art wheel modules with double-row angular contact ball bearings that this by using a Schrägnachs with ball rollers as rolling elements by a minimized axial and radial size and by a reduced weight characterized by equal or increased load capacity. Since such ball rollers are similarly inexpensive to produce as conventional bearing balls and also the production cost of the angular contact bearings used is comparable to that of angular contact bearings, can be assumed by the reduced material costs and the reduced weight of low production costs for inventively designed wheel module.
  • FIG. 1 shows a half view of a cross section through a wheel module designed according to the invention
  • FIG. 2 shows the enlarged representation of the oblique rolling bearing of the wheel module according to the invention according to detail X in FIG. 1.
  • FIG. 1 clearly shows a wheel module 1 for the driven wheels of a passenger vehicle, which essentially consists of a hollow-cylindrical wheel hub 2 with a radial mounting flange 3 and an outer bearing seat 4, a hollow-cylindrical wheel carrier 5 with an inner bearing seat 6 and a between the wheel hub 2 and the wheel 5 arranged multi-row skew bearings 7 consists.
  • the outer bearing ring 8 of this Schrägnachlzlagers 7 is integrally formed and pressed with an end face 9 adjacent to a circumferential annular web 10 in the wheel 5 in the bearing seat 6, while the inner bearing ring 11 a, 11 b formed in two parts and with an end face 12 at a circumferential annular web 13 is pressed against the wheel hub 2 adjacent to the bearing seat 4.
  • outer bearing ring 8 and the inner bearing ring 11 a, 11 b of the Inclined roller bearing 7 each arranged a plurality of juxtaposed rolling elements 16, 17, 18, 19 which are held by two bearing cages 14, 15 in the circumferential direction at equal intervals and, as shown in Figure 2, with their running surfaces 20, 21, 22nd , 23 on in the inner side 24 of the outer bearing ring 8 and in the outer sides 25a, 25b of the inner bearing ring 11 a, 11 b incorporated raceways 26, 27, 28, 29 and 30, 31, 32, 33 roll.
  • the respective outer rows 16, 19 of the ball rollers are most advantageous starting from a larger ball basic shape with a larger radius at their running surfaces 20, 23 and a greater width between their side faces 38, 39 and 44, 45, while the inner rows 17, 18 of the ball rollers, starting from a smaller ball base on their treads 21, 22 have a smaller radius and between their side surfaces 40, 41 and 42, 43 are formed with a smaller width ,
  • the running surfaces 20, 21, 22, 23 of the rolling elements 16, 17, 18, 19 of the two double rows of Schrägisselzlagers 7 the same radius as their groove-shaped raceways 26, 27, 28, 29 and 30, 31, 32, 33 in the bearing rings 8, 11 a, 11 b and stand with these in an advantageous line contact, by a uniform surface pressure with low stress level between the ball rollers and the raceways 26, 27, 28, 29 and 30, 31, 32, 33 at the same time
  • Increase in the carrying capacity of the angular contact roller bearing 7 is achieved.
  • Wheel module 27 Track of 16 in 25a Wheel hub of 1 28 Track of 17 in 24 Mounting flange on 2 29 Track of 17 in 25a Bearing seat on 2 30 Track of 18 in 24 Wheel carrier of 1 31 Track of 18 in 25b Bearing seat in 5 32 Track of 19 in 24 angular bearings of 1 33 raceway of 19 in 25b outer bearing ring of 7 34 pressure angle axis of 16 end face of 8 35 pressure angle axis of 17 ring land in 5 36 pressure angle axis of 18 a inner bearing ring of 7 37 pressure angle axis of 19 b inner bearing ring of 7 38 side surface of 16 face of 11 a 39 side face of 16 ring land on 2 40 side face of 17 bearing cage of 7 41 side face of 17 bearing cage of 7 42 side face of 18 rolling elements in 14 43 side face of 18 rolling elements in 14 44 side face of 19 rolling elements in 15 45 side face of 19 rolling elements in 15 46 transverse axis of 16, 17 running surface of 16 47 transverse axis of 18, 19 running surface of 17 48 bag of 16, 17 in 14 running surface of 18 49

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Radmodul (1) für die angetriebenen Räder von Personenkraftfahrzeugen, im Wesentlichen bestehend aus einer hohlzylindrischen Radnabe (2) mit einem äußeren Lagersitz (4), einem hohlzylindrischen Radträger (5) mit einem inneren Lagersitz (6) und einem zwischen der Radnabe (2) und dem Radträger (5) angeordneten mehrreihigen Schrägwälzlager (7), dessen äußerer Lagerring (8) einteilig ausgebildet und in den Lagersitz (6) des Radträgers (5) eingepresst ist, während dessen innerer Lagerring (11a, 11b) zweiteilig ausgebildet und auf den Lagersitz (4) der Radnabe (2) aufgepresst ist, wobei zwischen dem äußeren Lagerring (8) und dem inneren Lagerring (11a, 11b) des Schrägwälzlagers (7) eine Vielzahl in zumindest zwei Reihen nebeneinander angeordneter und durch zumindest zwei Lagerkäfige (14, 15) in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen zueinander gehaltener Wälzkörper (16, 17, 18, 19) angeordnet sind, die auf in die Innenseite (24) des äußeren Lagerrings (8) und in die Außenseiten (25a, 25b) des inneren Lagerrings (11a, 11b) eingearbeitete Laufbahnen (26, 27, 28, 29 und 30, 31, 32, 33) abrollen. Erfindungsgemäß werden die Wälzkörper (16, 17, 18, 19) des Schrägwälzlagers (7) durch jeweils zwei in O-Anordnung gegeneinander angestellte Doppelreihen Kugelrollen mit jeweils parallelen Druckwinkelachsen (34, 35, 36, 37) gebildet, die jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachte sowie parallel zueinander angeordneten Seitenflächen (38, 39, 40, 41 und 42, 43, 44, 45) und einen verringerten Durchmesser ihrer Kugelgrundform aufweisen.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Radmodul, insbesondere für die angetriebenen Räder von Personen kraftfahr- zeugen
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Radmodul nach den oberbegriffsbildenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 , und sie insbesondere vorteilhaft an Radmodulen für die angetriebenen Räder von Personenkraftfahrzeuge realisierbar.
Hintergrund der Erfindung
Dem Fachmann auf dem Gebiet der Wälzlagertechnik ist es allgemein bekannt, dass die Radmodule an Kraftfahrzeugen die Fahrzeugräder in allen Fahrzuständen des Kraftfahrzeuges und den damit verbundenen Beanspruchungen exakt führen müssen. Die Beanspruchung der Radmodule 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 Radmodule. Da diese Faktoren jedoch nur schwer erfassbar sind legt man bei der Auswahl und Auslegung des zugehörigen Radlagers vor allem die während der häufigsten Fahrzustände des Kraftfahrzeuges auf das Radlager wirkenden Kräfte zu Grunde. Ausgehend davon haben sich deshalb als Radlager für die Radmodule von schweren Nutzkraftfahrzeugen vor allem in O-Anordnung gegeneinander angestellte Kegelrollenlager wegen ihrer hohen Tragfähigkeit und Verschleißfestigkeit als besonders geeignet erwiesen, während für Radmodule von leichten Personenkraftfahrzeugen vor allem zweireihige Schrägkugellager der ersten, zweiten oder dritten Integrationsstufe in Einzel- oder Tandeman- ordnung zur Anwendung kommen.
Ein derart ausgebildeter Radmodul für Personenkraftfahrzeuge ist beispiels- weise aus der DE 39 40 395 A1 und aus der DE 103 31 936 A1 vorbekannt und besteht im Wesentlichen aus einer hohlzylindrischen Radnabe mit einem radialen Befestigungsflansch und einem äußeren Lagersitz, einem hohlzylindrischen Radträger mit einem inneren Lagersitz und einem zwischen der Radnabe und dem Radträger angeordneten zweireihigen Schrägkugellager. Der äußere La- gerring dieses Schrägkugellagers ist dabei einteilig ausgebildet und mit einer Stirnseite an einem umlaufenden Ringsteg im Radträger anliegend in deren Lagersitz eingepresst, während der innere Lagerring des Schrägkugellagers zweiteilig ausgebildet und mit einer Stirnseite an einem umlaufenden Ringsteg an der Radnabe anliegend auf deren Lagersitz aufgepresst ist. Zwischen dem äußeren Lagerring und dem inneren Lagerring des Schrägwälzlagers sind darüber hinaus jeweils eine Vielzahl in zwei Reihen nebeneinander angeordneter Lagerkugeln angeordnet, die durch zwei Lagerkäfige in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen zueinander gehalten werden und mit ihren Laufflächen auf in die Innenseite des äußeren Lagerrings und in die Außenseiten des inneren Lagerrings eingearbeitete rillenförmigen Laufbahnen abrollen.
Als nachteilig hat es sich jedoch bei einem solchen Radmodul erwiesen, dass das zugehörige Schrägkugellager mit relativ groß dimensionierten Lagerkugeln ausgelegt werden muss, um den eingangs beschriebenen Beanspruchungen während der einzelnen Fahrzustände des Kraftfahrzeuges dauerhaft standhalten zu können. Dies hat zwangsläufig zur Folge, dass das auch die Lagerringe des Schrägkugellagers und damit auch die Radnabe und der Radträger des Radmoduls mit entsprechend großen axialen Baulängen sowie mit entsprechend großen Außendurchmessern ausgeführt werden müssen und dadurch für ein relativ hohes Gewichtes der Radmoduls ursächlich sind, welches in unerwünschter Weise in die ungefederten Massen am Fahrzeug eingeht und damit den Abroll-, Feder- und Lenkungskomfort des Personenkraftfahrzeuges negativ beeinflusst. Zwar wäre es denkbar, diesen Nachteil durch den Einsatz kleinerer Lagerbauarten, beispielsweise durch Kegelrollenlager zu beseitigen, jedoch verursachen diese Lager bekanntermaßen einen hohen Reibungswiderstand im Radmodul und damit eine Leistungsminderung und einen erhöhten Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeuges und wären nur durch aufwändige Än- derungen der Umgebungskonstruktion einsetzbar. Darüber hinaus hat sich ein Radmodul mit einem zweireihigen Schrägwälzlager auch aus Sicht der notwendigen Material- und Herstellungskosten als relativ aufwändig erwiesen.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von den dargelegten Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, einen kostengünstig herstellbaren Radmodul, insbesondere für die angetriebenen Räder eines Personenkraftfahrzeuges, zu konzipieren, der bei gleicher Leistung bzw. Tragzahl wie ein vergleichbarer bekannter Radmodul mit einem zweireihigen Schrägkugellager ohne Veränderungen der Umgebungskonstruktion zu einer Reduzierung der ungefederten Massen am Fahrzeug beiträgt.
Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Radmodul nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart gelöst, dass die Wälzkörper des Schrägwälzlagers durch jeweils zwei in O-Anordnung gegeneinander angestellte Doppelreihen Kugelrollen mit jeweils parallelen Druckwinkelachsen gebildet werden, die je- weils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachte sowie parallel zueinander angeordneten Seitenflächen und einen verringerten Durchmesser ihrer Kugelgrundform aufweisen, so dass durch die Ausbildung der Wälzkörper das Schrägwälzlager und die Radnabe mit axial kürzeren Baulängen sowie das Schrägwälzlager und der Radträger mit kleineren Außendurchmessern aus- führbar sind und der Radmodul dadurch eine verringerte Gesamtmasse aufweist.
Der Erfindung liegt somit die Erkenntnis zugrunde, dass es durch die Auflösung der bekannten zwei Reihen großer Lagerkugeln in jeweils zwei Doppelreihen kleinerer Kugelrollen als Wälzkörper für das Schrägwälzlager des Radmoduls möglich ist, die Ausbildung der Wälzkörper sowie die engen Laufbahnabstände zwischen den einzelnen Wälzkörperreihen dafür zu nutzen, um vor allem die Lagerringe des Schrägwälzlagers und die Radnabe axial kürzer sowie das Schrägwälzlager und der Radträger darüber hinaus mit kleineren Außendurchmessern auszubilden und damit ihre Masse wesentlich zu reduzieren. Dadurch ist gegenüber Radmodulen mit zweireihigen Schrägkugellagern bei gleicher bzw. höherer radialer und axialer Tragfähigkeit eine Reduzierung Masse der Radnabe um ca. 2%, des Radträgers um ca. 14% und des Schrägwälzlagers um ca. 25% für einen Radmodul mit einem vierreihigen Kugelrollenlager erzielbar.
Bevorzugte Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungs- gemäß ausgebildeten Radmoduls werden in den Unteransprüchen beschrieben.
Danach ist es gemäß Anspruch 2 bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Radmodul vorgesehen, dass die jeweils benachbarten Wälzkörper der beiden Doppelreihen des 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 Seitenflä- chen gleichzeitig zu einer selbsttätigen gegenseitigen Führung der Kugelrollen in ihren Laufbahnen genutzt, so dass im Zusammenhang mit den mit den bei Lagerkugeln veränderlichen, bei Kugelrollen jedoch konstanten Drehachsen derselben und im Zusammenwirken mit einem entsprechenden Lagerkäfig ein bei derartigen Wälzkörpern ansonsten wahrscheinliches Schränken oder Quer- taumeln in ihren Laufbahnen nahezu ausgeschlossen werden kann.
Nach Anspruch 3 ist es ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäß ausgebildeten Radmoduls, dass die Wälzkörper jeder Doppelreihe des Schrägwälzla- gers bevorzugt unterschiedliche Radien an ihren Laufflächen aufweisen oder alternativ jede Doppelreihe der Wälzkörper mit gleichen Radien an ihren Laufflächen ausgebildet ist. Bei einer Radlagerung eines Personenkraftfahrzeuges durch ein mit zwei Doppelreihen Kugelrollen ausgebildetes Schrägwälzlager hat es sich dabei hinsichtlich der aufzunehmenden Radial- und Axialkräfte als am vorteilhaftesten erwiesen, die jeweils äußeren Reihen der Kugelrollen ausgehend von einer größeren Kugelgrundform mit einem größeren Radius an ihren Laufflächen auszubilden und für die Laufflächen der jeweils inneren Reihen der Kugelrollen ausgehend von einer kleineren Kugelgrundform einen klei- neren Radius vorzusehen. Bei anderen Anwendungen derartiger Schrägwälzlager bzw. bei anderen Radlagerungen kann es jedoch auch von Vorteil sein, jede Doppelreihe der Kugelrollen mit gleichen Radien an ihren Laufflächen auszubilden oder auch anstelle von Doppelreihen zwei Dreifachreihen aus Kugelrollen einzusetzen 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 der erfindungsgemäß ausgebildete Radmodul darüber hinaus noch dadurch aus, dass die Wälzkörper jeder Doppelreihe des 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 Radlagerung eines Personenkraftfahrzeuges durch ein mit zwei Doppelreihen Kugelrollen ausgebildetes Schrägwälzlager hinsichtlich der aufzunehmenden Radial- und Axialkräfte als vorteilhaft erwiesen, die jeweils äußeren Reihen der Kugelrollen ausgehend von einer größeren Kugelgrundform mit einer größeren Breite zwischen deren Seitenflächen auszubilden und für die Laufflächen der jeweils inneren Reihen der Kugelrollen ausgehend von einer kleineren Kugelgrundform eine kleinere Breite zwischen deren Seitenflächen vorzusehen. Es kann jedoch auch hier bei anderen Anwendungen eines derartigen 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 auf jeder Seite die einzelnen Reihen der Kugelrol- len mit gleichen und ungleichen Breiten auszubilden oder deren Breiten in anderen möglichen Formen miteinander zu kombinieren.
Eine zweckmäßige Weiterbildung des erfindungsgemäß ausgebildeten Rad- moduls ist es nach Anspruch 5 desweiteren, dass die jeweils auf gemeinsamen Querachsen angeordneten Wälzkörper der beiden Doppelreihen des Schrägwälzlagers bevorzugt in gemeinsamen Taschen der bevorzugt als Fensterkäfige ausgebildeten Lagerkäfige angeordnet sind. Dies hat sich dahingehend als besonders vorteilhaft erwiesen, dass dadurch einerseits die gegenseitige Füh- rung der jeweils benachbarten Wälzkörper beider Doppelreihen des Schrägwälzlagers ermöglicht wird und andererseits gleichzeitig die Montagekosten für den Radmodul erheblich gesenkt werden. Sollte eine solche gegenseitige Führung der benachbarten Wälzkörper jedoch nicht vorgesehen sein ist es alternativ auch möglich, die Kugelrollen der beiden Doppelreihen jedes Schrägwälzla- gers anstelle in gemeinsamen Taschen eines Fensterkäfigs in den getrennten Taschen zweier Kamm- oder Schnappkäfige zu führen.
Schließlich wird es als vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäß ausgebildeten Radmoduls durch Anspruch 6 noch vorgeschlagen, dass die Laufflä- chen der Wälzkörper jeder Doppelreihe des Schrägwälzlagers bevorzugt den gleichen Radius wie deren rillenförmig ausgebildete Laufbahnen in den Lagerringen aufweisen und mit diesen in Linienkontakt stehen. Eine solche Ausbildung ist dabei deshalb möglich, da die als Kugelrollen ausgebildeten Wälzkörper im Gegensatz zu 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 erreicht wird. Zusammenfassend weist der erfindungsgemäß ausgebildete Radmodul somit gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Radmodulen mit zweireihigen Schrägkugellagern den Vorteil auf, dass dieser sich durch die Verwendung eines Schrägwälzlagers mit Kugelrollen als Wälzkörper durch eine minimierten axiale und radiale Baugröße sowie durch ein verringertes Gewicht bei gleicher oder erhöhter Tragfähigkeit auszeichnet. Da derartige Kugelrollen ähnlich kostengünstig wie herkömmliche Lagerkugeln herstellbar sind und auch der Fertigungsaufwand des verwendeten Schrägwälzlager mit dem von Schrägkugellagern vergleichbar ist, kann durch den verringerten Materialauf- wand und das verringerte Gewicht auch von günstigen Herstellungskosten für den erfindungsgemäß ausgebildeten Radmodul ausgegangen werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Radmoduls wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 eine Halbansicht eines Querschnittes durch einen erfindungs- gemäß ausgebildeten Radmodul;
Figur 2 die vergrößerte Darstellung des Schrägwälzlagers des erfindungsgemäßen Radmoduls gemäß Einzelheit X in Figur 1.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Aus Figur 1 geht deutlich ein Radmodul 1 für die angetriebenen Räder eines Personenkraftfahrzeuges hervor, der im Wesentlichen aus einer hohlzylindri- schen Radnabe 2 mit einem radialen Befestigungsflansch 3 und einem äuße- ren Lagersitz 4, einem hohlzylindrischen Radträger 5 mit einem inneren Lagersitz 6 und einem zwischen der Radnabe 2 und dem Radträger 5 angeordneten mehrreihigen Schrägwälzlager 7 besteht. Der äußere Lagerring 8 dieses Schrägwälzlagers 7 ist dabei einteilig ausgebildet und mit einer Stirnseite 9 an einem umlaufenden Ringsteg 10 im Radträger 5 anliegend in deren Lagersitz 6 ein- gepresst, während dessen innerer Lagerring 11 a, 11 b zweiteilig ausgebildet und mit einer Stirnseite 12 an einem umlaufenden Ringsteg 13 an der Radnabe 2 anliegend auf deren Lagersitz 4 aufgepresst ist. Darüber hinaus sind zwischen dem äußeren Lagerring 8 und dem inneren Lagerring 11 a, 11 b des Schrägwälzlagers 7 jeweils eine Vielzahl nebeneinander angeordneter Wälzkörper 16, 17, 18, 19 angeordnet, die durch zwei Lagerkäfige 14, 15 in Um- fangsrichtung in gleichmäßigen Abständen zueinander gehalten werden und, wie in Figur 2 gezeigt, mit ihren Laufflächen 20, 21 , 22, 23 auf in die Innenseite 24 des äußeren Lagerrings 8 und in die Außenseiten 25a, 25b des inneren Lagerrings 11 a, 11 b eingearbeitete Laufbahnen 26, 27, 28, 29 und 30, 31 , 32, 33 abrollen.
Desweiteren wird durch die in Figur 2 gezeigte vergrößerte Darstellung der Einzelheit X gemäß Figur 1 deutlich, dass die Wälzkörper 16, 17, 18, 19 des Schrägwälzlagers 7 durch jeweils zwei in O-Anordnung gegeneinander angestellte Doppelreihen Kugelrollen mit jeweils parallelen Druckwinkelachsen 34, 35, 36, 37 gebildet werden, die jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachte sowie parallel zueinander angeordneten Seitenflächen 38, 39, 40, 41 und 42, 43, 44, 45 und einen verringerten Durchmesser ihrer Kugelgrundform aufweisen, so dass durch die Ausbildung der Wälzkörper 16, 17, 18, 19, wie aus Figur 1 ersichtlich, das Schrägwälzlager 7 und die Radnabe 1 mit axial kürzeren Baulängen BL, BN sowie das Schrägwälzlager 7 und der Radträger 5 mit kleineren Außendurchmessern DL, DR ausführbar sind und der Rad- modul 1 dadurch eine verringerte Gesamtmasse aufweist. Dadurch ist gegenüber Radmodulen mit zweireihigen Schrägkugellagern bei gleicher bzw. höherer radialer und axialer Tragfähigkeit eine Reduzierung Masse der Radnabe um ca. 2%, des Radträgers um ca. 14% und des Schrägwälzlagers um ca. 25% erzielbar.
Ebenso ist aus Figur 2 ersichtlich, dass die jeweils benachbarten Wälzkörper 16, 17 und 18, 19 der beiden Doppelreihen des Schrägwälzlagers 7 mit ihren zueinander weisenden Seitenflächen 39, 40 und 43, 44 unmittelbar nebeneinander, jeweils auf gemeinsamen, rechtwinklig zu den Druckwinkelachsen 34, 35, 36, 37 verlaufenden Querachsen 46, 47 angeordnet und diese Seitenflächen 39, 40 und 43, 44 zugleich als gegenseitige Führungsflächen ausgebildet sind. Dadurch wird im Zusammenhang mit den bei Kugelrollen konstanten Drehachsen und im Zusammenwirken mit den Lagerkäfigen 14, 15 ein bei der- artigen Wälzkörpern ansonsten wahrscheinliches Quertaumeln in ihren Laufbahnen 26, 27, 28, 29 und 30, 31 , 32, 33 wirkungsvoll vermieden.
Lediglich andeutungsweise geht aus Figur 2 auch hervor, dass die Wälzkörper 16, 17 und 18, 19 jeder Doppelreihe des Schrägwälzlagers 7 bevorzugt unterschiedliche Radien an ihren Laufflächen 20, 21 , 22, 23 aufweisen sowie mit verschiedenen Breiten zwischen deren Seitenflächen 38, 39, 40, 41 und 42, 43, 44, 45 ausgebildet sind. Hinsichtlich der aufzunehmenden Radial- und Axialkräfte durch das Schrägwälzlager 7 ist es dabei am vorteilhaftesten, die je- weils äußeren Reihen 16, 19 der Kugelrollen ausgehend von einer größeren Kugelgrundform mit einem größeren Radius an ihren Laufflächen 20, 23 sowie einer größeren Breite zwischen ihren Seitenflächen 38, 39 und 44, 45 auszubilden, während die inneren Reihen 17, 18 der Kugelrollen ausgehend von einer kleineren Kugelgrundform an ihren Laufflächen 21 , 22 einen kleineren Radius aufweisen und zwischen ihren Seitenflächen 40, 41 und 42, 43 mit einer kleineren Breite ausgebildet sind. Dabei weisen die Laufflächen 20, 21 , 22, 23 der Wälzkörper 16, 17, 18, 19 der beiden Doppelreihen des Schrägwälzlagers 7 den gleichen Radius wie deren rillenförmig ausgebildete Laufbahnen 26, 27, 28, 29 und 30, 31 , 32, 33 in den Lagerringen 8, 11 a, 11 b auf und stehen mit diesen in einem vorteilhaften Linienkontakt, durch den eine gleichmäßig Flächenpressung mit niedrigem Spannungsniveau zwischen den Kugelrollen und den Laufbahnen 26, 27, 28, 29 und 30, 31 , 32, 33 bei gleichzeitiger Erhöhung der Tragfähigkeit des Schrägwälzlagers 7 erreicht wird.
Schließlich ist aus Figur 2 noch ersichtlich, dass die jeweils auf gemeinsamen Querachsen 46, 47 angeordneten Wälzkörper 16, 17 und 18, 19 der beiden Doppelreihen des Schrägwälzlagers 7 bevorzugt in gemeinsamen Taschen 48, 49 der bevorzugt als Fensterkäfige ausgebildeten Lagerkäfige 14, 15 angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, dass dadurch einerseits die gegenseitige Füh- rung der jeweils benachbarten Wälzkörper 16, 17 und 18, 19 beider Doppelreihen des Schrägwälzlagers 7 ermöglicht wird und andererseits gleichzeitig die Montagekosten für den Radmodul 1 erheblich gesenkt werden. Bezugszahlenliste
Radmodul 27 Laufbahn von 16 in 25a Radnabe von 1 28 Laufbahn von 17 in 24 Befestigungsflansch an 2 29 Laufbahn von 17 in 25a Lagersitz an 2 30 Laufbahn von 18 in 24 Radträger von 1 31 Laufbahn von 18 in 25b Lagersitz in 5 32 Laufbahn von 19 in 24 Schrägwälzlager von 1 33 Laufbahn von 19 in 25b äußerer Lagerring von 7 34 Druckwinkelachse von 16 Stirnseite von 8 35 Druckwinkelachse von 17 Ringsteg in 5 36 Druckwinkelachse von 18 a innerer Lagerring von 7 37 Druckwinkelachse von 19 b innerer Lagerring von 7 38 Seitenfläche von 16 Stirnseite von 11 a 39 Seitenfläche von 16 Ringsteg an 2 40 Seitenfläche von 17 Lagerkäfig von 7 41 Seitenfläche von 17 Lagerkäfig von 7 42 Seitenfläche von 18 Wälzkörper in 14 43 Seitenfläche von 18 Wälzkörper in 14 44 Seitenfläche von 19 Wälzkörper in 15 45 Seitenfläche von 19 Wälzkörper in 15 46 Querachse von 16, 17 Lauffläche von 16 47 Querachse von 18, 19 Lauffläche von 17 48 Tasche von 16, 17 in 14 Lauffläche von 18 49 Tasche von 18, 19 in 15 Lauffläche von 19 BL Breite von 7 Innenseite von 8 BN Breite von 2 a Außenseite von 11 a DL Außendurchmesser von 7b Außenseite von 11 b DR Außendurchmesser von 5 Laufbahn von 16 in 24

Claims

Patentansprüche
1. Radmodul (1 ), insbesondere für die angetriebenen Räder von Personen kraft- fahrzeugen, im Wesentlichen bestehend aus einer hohlzylindrischen Radna- be (2) mit einem radialen Befestigungsflansch (3) und einem äußeren Lagersitz (4), einem hohlzylindrischen Radträger (5) mit einem inneren Lagersitz (6) und einem zwischen der Radnabe (2) und dem Radträger (5) angeordneten mehrreihigen Schrägwälzlager (7), dessen äußerer Lagerring (8) einteilig ausgebildet und mit einer Stirnseite (9) an einem umlaufenden Ring- steg (10) im Radträger (5) anliegend in deren Lagersitz (6) eingepresst ist, während dessen innerer Lagerring (11 a, 11 b) zweiteilig ausgebildet und mit einer Stirnseite (12) an einem umlaufenden Ringsteg (13) an der Radnabe (2) anliegend auf deren Lagersitz (4) aufgepresst ist, wobei zwischen dem äußeren Lagerring (8) und dem inneren Lagerring (11 a, 11 b) des Schräg- Wälzlagers (7) jeweils eine Vielzahl in zumindest zwei Reihen nebeneinander angeordneter und durch zumindest zwei Lagerkäfige (14, 15) in Um- fangshchtung in gleichmäßigen Abständen zueinander gehaltener Wälzkörper (16, 17, 18, 19) angeordnet sind, die mit ihren Laufflächen (20, 21 , 22, 23) auf in die Innenseite (24) des äußeren Lagerrings (8) und in die Außen- Seiten (25a, 25b) des inneren Lagerrings (11a, 11 b) eingearbeitete Laufbahnen (26, 27, 28, 29 und 30, 31 , 32, 33) abrollen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (16, 17, 18, 19) des Schrägwälzlagers (7) durch jeweils zwei in O-Anordnung gegeneinander angestellte Doppelreihen Kugelrollen mit jeweils parallelen Druckwinkelachsen (34, 35, 36, 37) gebildet werden, die jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachte sowie parallel zueinander angeordneten Seitenflächen (38, 39, 40, 41 und 42, 43, 44, 45) und einen verringerten Durchmesser ihrer Kugelgrundform aufweisen, so dass durch die Ausbildung der Wälzkörper (16, 17, 18, 19) das Schrägwälzlager (7) und die Radnabe (1 ) mit axial kürzeren Baulängen (BL, LN) sowie das Schrägwälzlager (7) und der Radträger (5) mit kleineren Außendurchmessern (DL, DR) ausführbar sind und der Radmodul (1 ) dadurch eine verringerte Gesamtmasse aufweist.
2. Radmodul nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils benachbarten Wälzkörper (16, 17 und 18, 19) der beiden Doppelreihen des Schrägwälzlagers (7) mit ihren zueinander weisenden Seitenflächen (39, 40 und 43, 44) unmittelbar nebeneinander, jeweils auf gemeinsamen, recht- winklig zu den Druckwinkelachsen (34, 35, 36, 37) verlaufenden Querachsen
(46, 47) angeordnet und diese Seitenflächen (39, 40 und 43, 44) zugleich als gegenseitige Führungsflächen ausgebildet sind.
3. Radmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkör- per (16, 17 und 18, 19) jeder Doppelreihe des Schrägwälzlagers (7) bevorzugt unterschiedliche Radien an ihren Laufflächen (20, 21 , 22, 23) aufweisen oder alternativ jede Doppelreihe der Wälzkörper (16, 17, 18, 19) mit gleichen Radien an ihren Laufflächen (20, 21 , 22, 23) ausgebildet ist.
4. Radmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (16, 17, 18, 19) jeder Doppelreihe des Schrägwälzlagers (7) bevorzugt verschiedene Breiten zwischen deren Seitenflächen (38, 39, 40, 41 und 42, 43, 44, 45) aufweisen oder alternativ mit der gleichen Breite zwischen ihren Seitenflächen (38, 39, 40, 41 und 42, 43, 44, 45) ausgebildet sind.
5. Radmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils auf gemeinsamen Querachsen (46, 47) angeordneten Wälzkörper (16, 17 und 18, 19) der beiden Doppelreihen des Schrägwälzlagers (7) bevorzugt in gemeinsamen Taschen (48, 49) der bevorzugt als Fensterkäfige ausgebildeten Lagerkäfige (14, 15) angeordnet sind.
6. Radmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufflächen (20, 21 , 22, 23) der Wälzkörper (16, 17, 18, 19) jeder Doppelreihe des Schrägwälzlagers (7) bevorzugt den gleichen Radius wie deren rillenförmig ausgebildete Laufbahnen (26, 27, 28, 29 und 30, 31 , 32, 33) in den Lager- ringen (8, 11a, 11 b) aufweisen und mit diesen in Linienkontakt stehen.
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