DE3134914C2

DE3134914C2 - Radnabenverbindung

Info

Publication number: DE3134914C2
Application number: DE3134914A
Authority: DE
Inventors: Pierre 78640 Neauphle le Chateau Guimbretiere
Original assignee: GLAENZER SPICER 78301 POISSY YVELINES FR
Current assignee: GLAENZER SPICER 78301 POISSY YVELINES FR
Priority date: 1980-09-08
Filing date: 1981-09-03
Publication date: 1984-02-16
Also published as: GB2082989B; FR2489754A1; JPS5780904A; DE3134914A1; FR2489754B1; GB2082989A; US4417643A

Abstract

Die Erfindung sieht eine Radnabenverbindung für gelenkte und ungelenkte Antriebsaggregate von Kraftfahrzeugen vor. Sie besteht im wesentlichen aus einer Radscheibe (10), einem Gelenk (11) und einem Lager (13), wobei die axiale Anlagefläche zwischen der Radscheibe und dem inneren Laufring des Lagers auf einen ringförmigen Bund (10a) verkleinerter radialer Abmessung (1 bis 2 mm) aber verhältnismäßig großen Durchmessers (z.B. 80 mm) beschränkt ist. Dadurch ergibt sich eine wesentlich verkleinerte Durchtrittsfläche für den Wärmefluß zwischen der Radscheibe und dem Lagerlaufring.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Radnabenverbindung, bestehend aus einem Nabenflansch, einem Lager mit einem an dem Nabenflansch anliegenden inneren Laufring und einem äußeren Laufring, zwischen welchen Rollkörper angeordnet sind, und mit einem radial im Inneren des Lagers angeordneten Gelenk, dessen Außenteil mit dem Nabenflansch und dem inneren Lagerlaufring verbunden ist. wobei der Nahenflansch und der innere Lagerlaufring als getrennte Bauteile ausgebildet sind.

Es ist bekannt, daß bei Fahrzeugen mit einzeln aufgehängten Antriebsrädern die Radnabenverbindung aus dem eigentlichen Nabenflansch, einem Lager und einem Gelenk besteht. Um den Knickwinkel des Gelenks ohne eine übermäßige Verbreiterung des Fahrzeuges weitestgehend verkleinern zu können, wird das Gelenk vorteilhafterweise radial im Inneren des Lagers angeordnet. Für gewöhnlich wird für eine derartige Radnabenverbindung ein einziges Bauteil verwendet, welches gleichzeitig den Nabenflansch. den inneren Laufring des Lagers und das Außenteil des Gelenks bildet.

Der Einbau eines solchen, mehrere Funktionen gleichzeitig erfüllenden Bauteils stellt folgende Probleme:

— dieses Bauteil ist meist als einstückiges Gußteil hergestellt und besteht aus einem Werkstoff, der

den an die Funktion eines Lagers gestellten Anforderungen genügen muß. also aus einem hochwertigen und somit kostspieligen Werkstoff;

— dieses Grundbauteii ist aufgrund seines hohen ίο Eigengewichts und seiner sehr unsymmetrischen

Gestaltung nicht gut in Serienfertigung herzustellen; außerdem weist es viele Präzisionsmaße auf, was eine hohe Fehlgußquote bedingt; schließlich bedarf es mehrerer Bearbeitungsvorgänge, wie Gewindeschneiden usw, was seine Funktionszuverlässigkeit beeinträchtigt;

— die sich bei Betätigung der Bremsen entwickelnde Wärme wird auf das gesamte Bauteil übertragen, insbesondere auf die der Radscheibe benachbarten Teile, wie innerer Laufring des Lagers und Außenieii des Geienks, was der Funktion dieser beiden Teile (Gelenk und Lager) sowie den jeweiligen Dichtigkeitseigenschaften sehr abträglich ist.

Zum Stand der Technik zählt eine Radnabenverbindung, bei welcher der Nabenflansch und der innere Laufring mit ihren radialen Stirnflächen über den gesamten Bereich flächig aneinanderliegen (DE-OS 28 17 546). Somit beaufschlagt die bei Betätigung der Bremsen anfallende Wärme in nachteiliger Weise über die gesamte, großen Anlagefläche den inneren Laufring und über den ebenfalls großen Anschlußquerschnitt den Außenteil des Gelenks.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik, eine Konstruktion mit erheblicher Reduzierung der Übertragung von bei Betätigung der Fahrzeugbremsen entwickelter Wärme auf die Anordnung insgesamt und insbesondere auf die an den Nabenflansch anschließenden Teile, wie z. B. innerer Lagerlaufring und Außenteil des Gelenks, zu schaffen.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Anspruches I gelöst.

Durch die verkleinerte Übergangsfläche zum inneren Lagerlaufring wird der Übergang der beim Bremsen anfallenden Wärme auf das Lager ebenso verringert wie der auf das Altenteil des Gelenks durch die Verringerung des Übertragungsquerschnittes aufgrund

der im Außenteil des Gelenkes eingebrachten Vertiefungen, z. B.Nuten.

Bei dieser Radnabenverbindung ergeben sich bei allen Variationsmöglichkeiten erhebliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik:

es lassen sich für jedes Bauteil die für die Anforderungen an die jeweils zu erfüllenden Funktionen geeigneten Werkstoffe verwenden, so daß für bestimmte Teile auch weniger hochwertige und damit weniger kostspielige Werkstoffe einsetzbar sind;

die Bestandteile lassen sich technisch problemlos mit den üblichen Fertigungsmitteln herstellen;
der Wärmefluß zwischen den einzelnen Bauteilen ist besser steuerbar;

selbst ein mit ungeteiltem Innenring ausgebildetes Lager läßt sich symmetrisch vormontieren und daher mit breiteren Abmessungen auslegen;

— für ein mit geteiltem Innenring ausgebildetes Lager ergibt sich eine vereinfachte Dimensionierung und Fertigung.

Der Erfindung kommt insofern besondere Bedeutung zu, als sämtliche beschriebenen Vorteile ohne Beeinträchtigung anderer Merkmale vorliegen.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus= den Unteransprürhen. ^:

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in; der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen

F i g. 1 bis 5 und F i g. 7 bis 8 jeweils einen axialen Schnitt durch verschiedene Ausführungsformen der Radnabenverbindung nach der Erfindung;

F i g. 6 einen Teilschniti nach Linie 6-6 in F i g. 5.

Fig. 1 zeigt eine Radnabenverbindung für ein Antriebsaggregat eines Kraftfahrzeuges mit Einzelradaufhängung. Diese Radnabenverbindung besteht -im wesentlichen aus drei Einheiten, nämlich dem Nabenflansch 10, einem Gelenk II. welches zwischen^der Radscheibe 10 und einer Transmissionsv-elle 12 eine Drehmomentübertragung mit veränderlichem Winkel gewährleistet, und einem das Rad gegenüber ₌dem Fahrzeug abstützenden Lager 13. 5

Das üblicherweise als Glocke bezeichnete Außenteil 14 des Gelenks 11, im vorliegenden Fall ein sogenanntes Rzeppa-Gelenk, ist einstückig mit dem Nabenflansch ausgebildet Das Innenteil 15 des Gelenks 11 ist mit der Transmissionswelle 12 drehfest verbunden, wobei die Winkelstellung zwischen dem Innenteil 15 und dem Außenteil 14 unter Wahrung der Gleichgangeigenschaiten der Kraftübertragung veränderlich ist.

Das Lager 13 besteht aus einem auf dem Außenteit 14 befestigbaren äußeren Laufring 16 und einem inneren Laufring 17, zwischen weichen, wie an sich bekannt, die Rollkörper angeordnet sind.

Der Nabenflansch 10 weist auf seiner dem Lager 13 zugewandten Seite einen ringförmig vorspringenden Bund 10. auf, dessen den inneren Laufring 17 beaufschlagende Stirnfläche eine verhältnismäßig geringe radiale Erstreckung in der Größenordnung von ca. 1 bis 2 mm aufweist Die Verbindung zwischen dem inneren Laufring 17 des Lagers 13 und dem Näbenflansch ist bei diesem Ausführungsbeispiel über eine Wellenßiutter 18 hergestellt, welehe mit einem auf dem Außenteil 14 ausgebildeteten Gewindeabschnitt Ha zusammenwirkt. Das Außenteil (Glocke) 14 ist außerdem auf seinem Außenumfang mit Vertiefungen (146, 14c etwa in Form umlaufender Nuten ausgebildet, so daß sich die axiale Berührungsfläche zwischen dieser Glocke und dem inneren Laufring des Lagers auf zwei zylindrische Anlageflächen 14c/, 14e geringer axialer Erstreckung beschränkt. Außerdem wird durch die Vertiefung 146 die Durchtrittsfläche für den Wärmefluß zwischen dem Nabenflansch und dem Außenteil (Glocke) 14 verringert

Fig.2 zeigt eine Variante, bei der der Nabenflansch 20 und der innere Laufring 21 des Lagers über eine Schweißnaht längs des Bundes 22 miteinander verbunden sind, wobei das Schweißen nach beliebigen Verfahren durchführbar ist, z. B. im Elektronenstrahlverfahren, Laserverfahren, Preßschweißen etc. Die weiteren, mit den Bauteilen der ersten Ausführungsform identischen Bauteile werden hier nicht näher beschrieben. Bei der Variante nach F i g. 3 ist eine Scheibe 30 aur Isoliermaterial, z. B. auf Asbestbasis, zwischen dem Bund 31 des Nabenflanschcs 32 und dem inneren Laufring 33 des Lagers angeordnet, der hier geteilt in Form zweier nebeneinanderliegender Ringhälften, 33a, 336 ausgebildet ist. Vorzugsweise erstreckt sich die Scheibe 30 radial im wesentlichen über den Bund 31

■> hinaus, und bildet somit zwischen dem Nabenflansch und dem Lager ein Trennelement Die Verbindung dieses geteilten inneren Laufringes 33 und des de« Nabenflansch 32 bildenden Bauteils mit dem Außen ieil 34 des Gelenks ist hier durch einen in einer Nut 36

ι ·' eingelegten Sicherungsring 35 hergestellt

Bei der Ausführungsform nach Fig.4 ist das Gelenk

40 in Tripod-Bauart ausgelegt, dessen Außenteil 41 einstückig mit dem Nabenflansch 42 in Form einer Glocke ausgebildet ist, mit welcher ein Tripod-Element 43 verbunden ist Dieses Tripod-Element 43 trägt drehbar und gleitbar drei sphärische Rollkörper 44, weiche in Wälzbahnen 45 kreisförmigen Profils in einem mit einer Transmissionswelle 46 verbundenen tulpenförmigen Element aufnehmbar sind. Der innere Laufring 47

M des Lagers ist auch hier geteilt ausgebildet, und auch die im Bereich der axialen und radialen Anlage zwischen dem inneren Laufring und dem die Randscheibe bildenden Bauteil und dem glockenförmigen Außenteil

41 des Gelenks 40 ist die gleiche allgemeine Anordnung wie in F i g. 1 gegeben, d. h. ein Bund 48 geringer radialer Abmessung. Gleiches trifft auch für die Verbindung der einzelnen Bauteile zu.

Die Nabenverbindung nach F i g. 5 und 6 ist für ein ungelenktes Antriebsrad bestimmt, was sich in bestimmten Merkmalen des Gelenks 60 ausdrückt welches hier vorzugsweise einen gewissen axialen Gleitspielraum besitzen muß.

Dieses Gelenk ist mit Rollkörpern 61 ausgerüstet, und zwar mit zwei Rollkörpern, wenn es als nicht homokinetisches Zweizapfengelenk ausgelegt ist, und drei Rollkörpern, wenn es als Gleichganggelenk in Tripod-Bauart ausgelegt ist Wie aus Fig.5 und 6 ersichtlich, weist die Radscheibe 62 einen axialen Ansatz 63 auf, in welchem die Wälzbahnen 64 für die Rollkörper (F i g. 6) ausgebildet sind, wobei dieser axiale Ansatz im inneren Laufring 65 des Lagers aufnehmbar ist. Die Verbindung zwischen diesem Innenring und der Radscheibe wird in diesem Fall z. P-. durch eine Schweißnaht längs des Bundes 66a, 666 analog F i g. 2

■*⁵ hergestellt. Bei dieser Variante ist am der Radscheibe ein Bund 66a und auf dem inneren Lagerlaufring ein Bund 666 ausgebildet, die einander über ihre Endflächen beaufschlagen. Der Bund kann aber auch gänzlich am Lagerring ausgebildet sein.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 7 ist der Nabenflansch 80 auf seiner Innenseite einerseits mit einem den inneren Laufring 82 des Lagers beaufschlagenden Bund 81 ausgebildet und andererseits mit Stirnverzahnungen 83, welche mit Gegenverzahnungen 84 des Außenteiis 85 des Gelenks zusammenwirken. Das Außenteil 85 weist einen axialen Gew-ndeschaft 86 auf, der sich durch eine Bohrung im Nabenflansch erstreckt und zur Verbindung mit dem Nabenflansch mittels einsr Mutter 87 und finer Beilagscheibe 88 dient. Die axiale Berührungsfläche zwischen dem Außenteil 85 und dem inneren Laufring 82 bleibt auf eine zylindrische Auflagefläche 89 geringer axialer frstreckung beschränkt.
Das Gelenk ist als sogenanntes Rzeppa-Gelenk ausgebildet, wie im Zusammenhang mit F i g. 1 bereits beschrieben, und bedarf daher keiner neuerlichen Erläuterung.
Bei dem Ausführunssbcisoiel nach F i ε. 8 ist der

Nabenflansch 90 ebenfalls mit einem ringförmigen Bund 91 ausgebildet, der als Anlagefläche für den inneren Laufring 92 des Lagers dient, welcher hier zweiteilig ausgebildet ist und auf seiner abgewandten Seite an einer radialen Schulter 92a des Außenteils 93 (Glocke) des hier in beliebiger Bauart auslegbaren Drehgelenks anliegt. Das Außenteil 93 ist außerdem mit einer zylindrischen Lagerfläche 94 zur Zentrierung gegenüber dem Nabenflansch ausgebildet sowie mit axialen Verzahnungen 95, die mit Gegen verzahnungen 96 des ι ο Nabenflansches zusammenwirken. Die Verbindung der einzelnen Bauteile erfolgt über einen mit einem Innengewinde 98 des Außenteils 93 zusammenwirkenden Bolzen 97 und einer Beilagscheibe 99 zwischen dem Bolzen 97 und dem Nabenflansch.

Allen Ausführungsformen ist das Merkmal gemein, daß sich die radiale Anlagefläche zwischen dem Nabenflansch und dem zugewandten inneren Lagerlaufring auf einen Bund verkleinerter radialer Abmessung von z. B. I bis 2 mm beschränkt, der aber einen verhältnismäßig großen Durchmesser besitzt, da ja das Gelenk im Inneren dieses Laufringes angeordnet ist. Der mittlere Durchmesser dieses Bundes kann in der Größenordnung von 80 mm liegen, wobei sich eine Anlagefläche von ca. 250 bis 500 mm² zwischen dem Nabenflansch und dem inneren Lagerlaufring ergibt

Diese Anlagefläche vermag Quer- und Biegekräften standzuhalten. AuBerdem wird sie unter sehr günstigen Bedingungen eingesetzt, denn ihr großer Durchmesser hat eine Verbesserung des Sitzes und der Verteilung des Anlagedruckes zwischen den beiden Bauteilen zur Folge. Diese verringerte Anlagefläche bewirkt eine wesentliche Herabsetzung des Wärmeflußüberganges zwischen dem Nabenflansch und dem zugewandten Laufring des Lagers, wobei sich dieser Wärmeübergang durch eine oder zwei isolierende Zwischenstücke, wie in F i g. 3 gezeigt, noch zusätzlich verringern läßt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Radnabenverbindung, bestehend aus einem Nabenflansch, einem Lager mit einem an dem Nabenflansch anliegenden, inneren Laufring und einem äußeren Laufring, zwischen welchen Rollkörper angeordnet sind, und einem radial im Inneren des Lagers angeordneten Gelenk, dessen Außenteil mit dem Nabenflansch und dem inneren Lagerlaufring verbunden ist, wobei der Nabenflansch und der innere Lagerlaufring als getrennte Bauteile ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Abstützung zwischen dem Nabenflansch (10; 20; 32; 42; 62; 80; 90) und dem inneren Laufring (17; 21; 33; 47; 65; 82; 92) auf einen ringförmigen Bund (10a; 22; 31; 48; 66a; 81; 91) verringerter radialer Abmessung beschränkt ist und daß die axiale Anlagefläche zwischen dem Außenteil (14; 34: 85; 63; 93) dp* Gelenks und dem inneren Laufring ebenfalls verkleinert ausgebildet ist.

2. Radnabenverbindung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mittels Vertiefungen (146; i4c) im Außenumfang des Außenteils (14; 34) des Gelenks (11; 40) verringerte axiale Anlagefläche.

3. Radnabenverbindung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund (10a; 22; 31;48; 66a; 81;91) eine radiale Erstreckung in der Größenordnung von 1—2 mm und einen Durchmesser in der Größenordnung von 80 mm aufweist

4. Radnabeiiverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ^kennzeichnet, daß zwischen dem Nabenflansch (32) und dem inneren Laufring (33) eine Scheibe (30) aus £■ lern Material mit thermischen Isoliereigenschaften angeordnet ist.

5. Radnabenverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (30) als Trennelement zwischen dem Nabenflansch (32) und dem inneren Laufring des Lagers (33) ausgebildet ist.