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Dokumentenidentifikation DE4101224A1 18.07.1991
Titel Radlager
Anmelder Zahnradfabrik Friedrichshafen AG, 7990 Friedrichshafen, DE
Erfinder Wilks, Eberhard, 8391 Hutthurm, DE;
Salg, Ditmar, 8390 Passau, DE;
Krumpholz, Wolf-Dieter, 8396 Wegscheid, DE
DE-Anmeldedatum 17.01.1991
DE-Aktenzeichen 4101224
Offenlegungstag 18.07.1991
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.07.1991
IPC-Hauptklasse B60B 27/04
IPC-Nebenklasse B60K 17/22   
Zusammenfassung Dieses Radlager für starre oder lenkbare und mitlaufende oder angetriebene Fahrzeugachsen baut sehr schmal. Es kommt mit nur einem einzigen Kugellagerkranz (4) aus, welcher als sogenanntes Vierpunktlager vorgesehen ist, an dessen Außenring (4D) ein Radialbund (4E) angebracht ist. Dieser wird zwischen einem den Rand eines Naben- oder Lagerdeckels (10) bildenden vorderen Nabenteil (10A) und einem den Außenring (4D) des Lagers (4) außen umfassenden rückseitigen Nabenteil (7) durch spezielle Doppelschraubenbolzen (8) mit je einem inneren und einem äußeren Gewindeende (8A, 8C) axial eingespannt, welche dazu zwischen den Gewindeenden (8A, 8C) einen Kragen (8B) haben und gleichzeitig zur Befestigung eines Felgenflansches (13) dienen können.
Wird durch das Achsrohr (2) eine Antriebswelle (17) geführt und zwischen Lagerstellring (5) und Lagerdeckel (10) ein Planetengetriebe (19) angebracht, so kann ein Lager mit gleich großem Durchmesser ebenfalls realisiert werden. Dazu wird lediglich der vordere Nabenteil (10A) des Lagerdeckels (10) und die Doppelschraubenbolzen (8) entsprechend der axialen Breite der Planetenräder (19A) verlängert und der Lagerdeckel (10) erhält Planetenzapfen (10G). Der Lagerstellring (5) auf dem Durchmesser des Planetenradsatzes (19) wird im Durchmesser bis zur Nabe vergrößert und mit einem als Hohlrad gestalteten deckelseitigen Axialringbund (5A) versehen, in dessen Innenverzahnung die Planetenräder (19A) eingreifen. Diese Bauweise ergibt minimale ...

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Radlager mit einem einzigen Kugelkranz, der radial zwischen zwei Lagerringen geführt ist, von denen dem äußeren ein radialer Vorsprung angeformt ist, an dem er relativ zum inneren Lagerring drehfest gehalten ist.

Ein solches Radlager ist aus der DE-30 25 798 bekannt und für Radlager angetriebener Räder vorgeschlagen worden, die mit möglichst kleinem Einbauraum auskommen und diverse Kühlungsmaßnahmen aufweisen sollen. Dabei soll Platz gewonnen werden für eine Bremse und eine Gleichlaufgelenkkupplung, so daß eine einfache, raum- und kostensparende bauliche Einheit entstehen soll. - Die hierfür vorgesehene Anordnung ist indessen noch mit verschiedenen Nachteilen behaftet, die deren Einsatzmöglichkeiten beschränken.

  • - Zunächst ist es ungünstig, daß ein Kugellager mit zwei einstückigen Lagerringen vorgesehen ist, da dann nur eine unvollständige Kugelführung möglich ist, so daß die Belastbarkeit, insbesondere in axialer Richtung, nicht so gut ausnutzbar ist, als wenn sich bei gleichen Lager-Hauptabmessungen eine engstmögliche vollständige Bestückung des Kugelkranzes mit Kugeln ermöglichen ließe.
  • - Weiterhin ist es fertigungsmäßig ungünstig, daß die dem äußeren Lagerring unmittelbar angeformten radialen Vorsprünge, die hier als einzelne Ohren mit Gewindebohrungen versehen sind, sich durch ihre ungleichmäßige Materialverteilung beim Härten und infolge der Betriebserwärmungen leicht verziehen.
  • - Auch ist mit den in die radseitigen Vorsprünge des Lagerringes eingesetzten Schrauben eine zuverlässige Befestigung für Dauerbetrieb fraglich, da diese sich unter den Spannungswechseln und Erwärmungen des Lagerringes lösen können.
  • - Unvorteilhaft ist bei dieser Bauart auch, daß das Rad am inneren Ring des Lagers befestigt ist und sich der Nabenträger außen befindet. Die Radnabe muß damit verkleinert werden. Dadurch können die höheren Biegekräfte oder Drehmomente jedoch weniger gut widerstehen. Zudem umhüllen sie dann keinen genügend großen Innenraum, um bei Bedarf in demselben noch ein Untersetzungsgetriebe aufzunehmen.
  • - Weiter ist ungünstig, daß auf zwei verschiedenen Teilkreisen und von entgegengesetzten Seiten aus unterschiedliche Schrauben einzubauen sind, was die Zugänglichkeit bzw. Montierbarkeit behindert und die Teileanzahl vergrößert.


Die Aufgabe der Erfindung wird hiervon ausgehend darin gesehen, bei allenfalls unwesentlich vergrößertem Bauraum ein insbesondere in axialer Richtung höher belastbares Radlager zu schaffen, bei dem das Rad am Außenring des Lagers axial fest gehaltert wird und eine höhere Belastung und problemlosere Fertigung der Lagerlaufringe bei einfacher, spielfreier und wechselfesterer Verbindung mit der Nabe möglich werden, wobei ein fakultativer Einbau eines Untersetzungsgetriebes innerhalb der Nabe platzmäßig vorgesehen werden kann.

Die Lösung wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 insbesondere dadurch erreicht, daß das Kugellager als ein den Nabenträger außen umschließendes Vierpunktlager mit axial geteiltem und axial am Nabenträger abgestütztem Innenring ausgeführt wird, wobei das Rad am Lageraußenring durch axiale Einklemmung eines ihm als Außenringbund angeformten Radialvorsprunges in einer Trennfuge zwischen zwei Axialhälften seiner Nabe spielfrei und ohne ungleichmäßige Materialverteilungen, wie Schraubenlöcher etc., befestigt ist.

Unter Vierpunktlager versteht man der Bauform nach einreihige Schrägkugellager, die Axialkräfte in beiden Richtungen aufnehmen. Die Laufrille besteht bei Innen- und Außenringen aus zwei Kreisbögen, die einen Spitzbogen bilden, so daß die Kugeln bei radialer Belastung die Laufbahnen in vier Punkten berühren. Der Innenring der Vierpunktlager ist geteilt; dadurch läßt sich eine große Zahl von Kugeln unterbringen.

Die hohe Tragfähigkeit, namentlich in axialer Richtung, wird durch die große Kugelzahl, die hohen Schultern und den großen Druckwinkel von 35° erzielt. (FAG Druckschrift 41 106, FAG-Kugellagerkatalog 41 000 DA, Ausgabe 1969, Firma FAG Kugelfischer Georg Schäfer + Co., 8720 Schweinfurt 2.) Die Anbringung der Nabe am Außenring des Lagers erlaubt eine statisch günstigere Befestigung des Rades und intensivere sowie gleichmäßigere Wärmeabfuhr aus dem Lager sowie eine stabilere Sicherung gegen Lockern, und höhere Belastbarkeit, insbesondere gegen höhere Axialkräfte. Die Vermeidung breiter, mit Schraubenlöchern durchsetzter Flanschbunde und mit Halteohren an den Lagerringen, wie sie beim Stand der Technik vorliegen, vereinfacht nun deren Herstellung und Härtung und erlaubt eine spielfreie Axialeinklemmung zwischen zwei Nabenteilen, ohne daß in die gehärteten Teile Gewinde bzw. Bohrungen mit allen Wärmeverzugs- und Bruchgefahren eingearbeitet werden müßten. Dabei werden Montage- und Materialaufwand durch die kleinere Teileanzahl gespart und ein geringeres Bauvolumen erreicht. Besonders vorteilhaft ist es, daß das gleiche Lagerprinzip je nach Bedarf mit gleichen Lagerdurchmessern für mitlaufende oder getriebene bzw. mit Radkopfgetriebe ausgestattete und sowohl ungelenkte als auch gelenkte Räder in Felgen gleicher Breite und Einpreßtiefe einsetzbar ist.

Infolge der im wesentlichen sich nur aus der Breite des einen Lagers und der Höhe des Lager- bzw. Getriebedeckels zusammensetzenden sehr kurzen Baulänge dieses Radlagers kann nicht nur der Abstand vom einzigen Lagerkranz bzw. der Radmitte zu einem eventuellen Gelenkmittelpunkt sehr kurz werden und damit der Wendekreis extrem klein, sondern kann auch eine größere Felgeneinpreßtiefe gewählt werden.

Dank der Lagergestaltung kann der Felgenflansch- Lochkreis, wenn nicht völlig identisch, so zumindest doch in etwa einen gleichen Durchmesser wie der Bolzenlochkreis erhalten. Damit ist er nur knapp größer als der an sich schon kleine Lagerkranz-Durchmesser. Dies ermöglicht die Verwendung kleiner Felgendurchmesser, ohne dafür einen größeren Lagerdurchmesser zu brauchen.

Mit der Anbringung eines zum axialen Einklemmen des Lagerkranzes in der Trennfuge benutzten Außenringbundes wird dieser fertigungsmäßig weit weniger kostspielig und der äußere Lagerring bezüglich Härtung unproblematischer als bei Verwendung angeformter Lochflansche.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen zeigen die Unteransprüche.

  • - Dadurch, daß der angeformte Außenringbund weniger breit als der Lagerringbund ist und diesen umfangsmäßig nur wenig vergrößert, werden Toleranzfehler und Bruchneigung vermieden und eine bleibend stabile Halterung der Nabe bei idealer Zentrierung erreicht.
  • - Durch Doppelschraubenbolzen, welche mit einem lagerseitigen Gewindeende im das Radlager umfassenden Flanschbund gehalten sind und mit einem lagerabgewandten Ende sowohl Halterung des Naben- bzw. Lagerdeckels als auch des Felgenflansches sind, wird eine besonders gewichts- und platzsparende Anordnung erreicht, die sich speziell für kleine Räder eignet.
  • - Mit einem Kragen am Bolzenmittelstück, der sich gegen das vordere Nabenteil anziehen läßt, kann eine Felgendemontage ohne Öffnung des Nabengehäuses erfolgen.
  • - Dadurch, daß der rückseitige Nabenteil sowohl dem Lageraußenring als auch eine diesem rückseitig vorgelagerte Wellendichtung außen umfaßt und radial überdeckt, die axial weitgehend in dem Außenkragen des Nabenträgers eingelassen ist, wird eine verschmutzungssichere und dennoch leicht zugängliche Dichtungsanordnung geschaffen.
  • - Wenn der Nabenträger als ein mit der vorderen Stirnseite des Vierpunktlagers bündig abschließendes Achsrohr ausgeführt ist, kann der Lagereinstellring in Doppelfunktion als Verschlußdeckel des Achsrohres mitbenutzt werden.
  • - Wenn der Naben- bzw. Lagerdeckel mit einem ausreichend weit in Richtung des den Kugellagerkranz tragenden Achsrohr- bzw. Gelenkgehäuseflansches hervorstehenden Außenringbund versehen ist und im dadurch entstehenden topfartigen Freiraum axial vor dem Lagereinstellring ein Planetenrädersatz untergebracht ist, ist es möglich, das gleiche erfindungsgemäße Radlager ohne jede Durchmesser-Vergrößerung auch mit angebautem Planetengetriebe zu verwenden. Durch den als Achsrohr bzw. Gelenkgehäuse ausgeführten Nabenträger verläuft dann die Achswelle, die als Sonnenrad endet, und als Hohlradträger dient der entsprechend radial vergrößerte Lagereinstellring.
  • - Eine entsprechende Zentriervertiefung am Außenrand des Lagerdeckels sichert dabei die Felgenbefestigung ohne zusätzlichen Materialaufwand.
  • - Mit einem Planetenbolzenteilkreis etwa im Bereich des Lagerinnendurchmessers und einer besonderen Übereinstimmung von Nabenträgerlänge und Lagerbreite wird axialer Bauraum gespart.
  • - Dabei ist es möglich, im Ringspalt zwischen Nabenträger bzw. Achsrohr oder Gelenkgehäuse ein mit dem Radlager etwa vertikal fluchtendes Stützlager für die Achswelle einzubauen, wenn man nicht eine ebenfalls an sich bekannte fliegende Anordnung bevorzugt, bei der die frontseitige Abstützung nur durch die Planetenräder erfolgt. Ein Stützlager mit dieser Anordnung würde keinen zusätzlichen axialen Bauraum brauchen. Da das Planetengetriebe an das eigentliche Lager mehr oder minder wahlweise anbaubar ist, ohne den Lagerdurchmesser zu beeinflussen, kann auch unabhängig von demselben die jeweils günstigste Übersetzung mit evtl. vergrößertem Hohlrad gewählt werden, indem lediglich ein entsprechend vergrößerter Flanschbund vorgesehen wird.
  • - Bei Anbringung eines kurzen Gewindes auf dem vorderen Ende des Nabenträgers, welches radial kleiner als der innere Lagerlaufring gehalten wird, kann der Lagerstellring mittels in den Gewindespalt eingesetzter Arretierschrauben vorzugsweise mit oberflächenbündig einschiebbaren Konusköpfen besonders baulängensparend und exakt zentriert sowie gegen Losdrehen gesichert werden, ohne daß zu seiner Demontage auch das Lager abgezogen und das Fahrzeug hochgebockt werden müßte.
  • - Ein zuverlässiger Verschmutzungsschutz der Dichtspalte und Wellendichtungen wird dadurch erreicht, daß ein Außenringbund des Achsrohres bzw. Gelenkgehäuses axial in den als Nabengehäuse dienenden Flanschbund eintauchend angeordnet wird, und eine Schleifring- Wellendichtung zwischen Außenring des Kugellagerkranzes und diesem Axialvorsprung des Außenringbundes ohne eigenen Baulängenbedarf eingesetzt wird.


Dank der extrem kurzen Bauweise solcher Radlagerungseinheiten lassen sich außerordentlich enge Wendekreise und niedrigere Fahrzeuggewichte erreichen, und auch bei relativ schmalen und kleinen Rädern wird innerhalb der Felgen noch Platz gewonnen für Untersetzungsgetriebe sowie Rad- bzw. Achsgelenke und Bremsen etc.

Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombinationen der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.

Die Erfindung wird nachfolgend für zwei Ausführungsbeispiele anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert, wobei sinngemäß gleiche Bezugszeichen für beide Zeichnungen gelten.

Fig. 1 zeigt eine Radlagerungseinheit eines nicht angetriebenen Rades ohne Achsgelenk.

Fig. 2 zeigt eine Umrüstung durch Verwendung eines axial etwas verlängerten Radlagerdeckels und entsprechend längerer Schraubenbolzen, wodurch diesem Lager sehr einfach ein Planetenrad-Untersetzungsgetriebe an sich beliebigen Durchmessers vorgeflanscht werden kann. Dabei wird das Rad mit unmittelbar angebautem Achsgelenk von einem Untersetzungsgetriebe mittels einer das Achsrohr durchdringenden Achswelle angetrieben.

In Fig. 1 befindet sich die Drehachse 1 in einem außerhalb der Zeichnung auf beliebige Weise fahrgestellfest gehaltenen Nabenträger 2, der hier als Achsrohr gestaltet ist, welches im Falle einer lenkbaren Achse auch ein vorderer zylindrischer Teil eines Gelenkgehäuses sein kann.

Im Nabenträger 2 ist unter einem Axialabstand 2A von seiner der Fahrzeugmitte abgewandten Stirnseite 2B aus ein kräftiger radialer Außenkragen 2C angeformt. Dabei wird der Abstand 3 dieses Außenkragens 2C von der Radmitte M möglichst klein gehalten. Der Außendurchmesser des Außenkragens 2C ist dabei wenig größer als der Außendurchmesser eines axial gegen ihn anliegenden Vierpunkt- bzw. Dreiringlagers 4. Solche Lager sind bekannt beispielsweise nach Katalog FAG 41 510 DA; Oktober 1985: OJ 222 N 2 MPA. Ein solches Lager hat zwei spiegelgleiche axial aneinanderstoßende Innenringhälften 4A und 4B, auf denen Kugeln 4C umlaufen, welche von einem einteiligen Außenring 4D umfaßt sind und einen größeren Stützabstand S1 bis S2 ergeben als entsprechend große eng aneinanderliegende Kegelrollenlager. Dank der Zweiteilung des Innenringes 4A, 4B können die Kugeln 4C fast lückenlos angeordnet werden. In für den vorliegenden Anwendungszweck spezieller Ausführung ist dem Außenring 4D des Vierpunktlagers ein radialer Außenringbund 4E fluchtend mit der frontseitigen Stirnseite angeformt, dessen Abmessungen in Höhe und Breite etwa der radialen Stärke des Außenringes 4D entsprechen. Die Innenringhälften 4A, 4B werden vom Nabenträger 2 radial geführt und mit einem ringscheibenförmigen Lagereinstellring 5 befestigt, der sie durch in Stirnlöchern 2D des Nabenträgers 2 eingelassene Einstellschrauben 6 spielfrei gegen die äußere Stirnseite eines Außenkragens 2C des Nabenträgers 2 in axialer Anlage hält. Der Außenringbund 4E bildet sowohl den rückseitigen Anschlag seines Außenringes 4D an einem ihn eng umfassenden rückseitigen Nabenteil 7 mit im Beispiel etwa quadratischem Querschnitt ähnlich groß wie das Lager 4 und ragt axial etwa 1/4 seiner Länge über das Lager 4 hinaus. In den Umfang des rückseitigen Nabenteiles 7 sind auf einem Teilkreis außerhalb des Außenringbundes 4E von der Frontseite her axiale Gewindesacklöcher 7A gleichmäßig verteilt und so eingelassen, daß Doppelgewindebolzen 8 in eine Trennfuge 9 zwischen dem vorderen und dem rückseitigen Nabenteil 10A; 7radial hineinragen und am Lager-Außenringbund 4E vorbeipassen. Sie sind dabei von der Vorderseite her mit ihrem innenseitigen Gewinde 8A in die Gewindesacklöcher 7A einschraubbar. Auf seiner rückwärtigen Stirnseite 7C ist der rückseitige Nabenteil 7 mit einer Axialnut 7B versehen, in welche ein vom vorderen Rand des Außenkragens 2C axial vorkragender Axialringbund 2F mit wenig Spiel eintaucht, um Schmutzablagerungen an einer Wellendichtung 11 zu verhindern. Diese ist im Dichtspalt zwischen Lageraußenring 4D und Achsrohr-Außenkragen 2C in diesen eingelassen angeordnet, ohne dessen axiale Verbreiterung zu erfordern. Der Außenringbund 4E liegt mit seiner Rückseite gegen eine Anflanschfläche 7C des rückseitigen Nabenteiles 7 an. Gegen diese ist mittels der Schraubenbolzen 6 das mit einem frontseitigen Lagerdeckel 10 einstückige vordere Nabenteil 10A unter Zentrierung mit dem Lageraußenringbund 4E angeschraubt. Der vordere Nabenteil 10A besitzt dazu einen Innenkantenrücksprung 10E mit etwa der Breite des Lageraußenringbundes 4E. Auf die Lage der Schraubenbolzen 8 abgestimmte Schraubenlochbohrungen 10B haben in ihrem oberen Teil eine Bohrungserweiterung 10D, in welche ein Kragen 8B des Schraubenbolzens 8 hineinpaßt, der nach dem Eindrehen seines inneren Gewindeteiles 8A in den rückseitigen Nabenteil 7 den vorderen Nabenteil 10A gegen eine am Anfang des verengten Schraubenloches 10C im rückseitigen Nabenteil 7 entstehende Abstützfläche 10D preßt. Auf die außenseitigen Gewindeteile 8C der Schraubenbolzen 8 aufgesetzte Muttern 8E mit Scheiben 8D halten den Lagerdeckel 10 an den beiden Nabenteilen 7 + 10A fest und mit dem Felgenflansch 13 zusammen.

In den Axialspalt zwischen Lageraußenring 4D und Außenkragen 2C des Nabenträgers 2 ist eine Schleifring- Wellendichtung 11 eingepaßt. Eine einfache O-Ringdichtung kann weiterhin als Flanschabdichtung noch in die zwischen Lagerdeckel 10, Lageraußenringbund 4E und rückseitigen Nabenteil 7 vorhandene Trennfuge 9 eingelegt sein, so daß auch hier das Lagergehäuse zuverlässig öldicht ist und somit ggf. ein Schmierölumlauf unter Druck eingesetzt werden kann. Bei entsprechender Anordnung und Gestaltung der Doppelschraubenbolzen 8 dienen diese zusätzlich zur Befestigung eines Felgenflansches 13 unmittelbar am Lagerdeckel 10, wobei letzterer vorzugsweise noch mit einem frontseitigen Zentrierungsrücksprung 10F für den Innendurchmesser des Felgenflansches 13 versehen ist. Dank der Schmalbauweise des erfindungsgemäßen Radlagers ist es möglich, selbst bei noch relativ schmaler Felge 14 die Radmittenebene M durch eine entsprechend große Felgeneinpreßtiefe 14A statisch optimal so anzuordnen, daß sie ziemlich symmetrisch zwischen den sich aus der Wälzkörper-Geometrie sich ergebenden Stützlinien- Schnittpunkten S1 + S2 die Drehachse 1 schneidet. Dabei bleibt auf der Rückseite des Außenkragens 2C des Nabenträgers 2 noch reichlich Platz, um je nach Bedarf noch ein Achsgelenk 24, 25, 26 oder eine Bremse innerhalb der Breite der Felge 14 schmutz- und beschädigungsgeschützt unterzubringen.

In Fig. 2 ist ein solchermaßen um ein Achsgelenk 16 und ein Planetengetriebe 19 erweitertes Radlager 4 dargestellt. Innerhalb des als Achsrohr 2 ausgeführten Nabenträgers ist dabei noch eine Antriebswelle 17 mit einem Wellengelenk 18 vorgesehen, die über eine Sonnenradverzahnung 17C das Radnabenuntersetzungs- Planetengetriebe 19 treibt, dessen Steg bzw. Abtriebsrad der Naben- bzw. Lagerdeckel 10 bzw. dessen hier direkt angeformter Flanschbund 10A ist. Dabei verbindet das Antriebswellengelenk 18 einen z. B. von einem nicht sichtbaren Differentialgetriebe aus angetriebenen inneren Achswellenteil 17A und die äußere Sonnenradwelle 17B, deren freies Ende die Sonnenradverzahnung 17C aufweist, die mit Planetenrädern 19A kämmt, welche auf Planetenbolzen 10G umlaufen, die auf der Innenseite des Lagerdeckels 10 frei vorkragend so angeformt sind, daß sie nicht länger als die Planetenräder 19A selbst werden. Diese stehen außer mit der Sonnenradverzahnung 17C noch mit einer am Außenrand des unmittelbar als Hohlradträger mitbenutzten Lagereinstellringes 5 angebrachten Hohlrad- Innenverzahnung 5A in Eingriff, welche ebenfalls nicht länger als die Planetenräder 19A ist. Um die somit allein eine größere Radnabenbreite als bei getriebelosem Radkopf bedingenden Planetenräder 19A zusätzlich zur Ausführung nach Fig. 1 in eine Lagergestaltung gemäß Fig. 2 einzubringen, bedarf es somit lediglich eines entsprechend verlängerten Lagerdeckels 10 bzw. des mit ihm einstückigen vorderen Nabenteiles 10A sowie entsprechend ab der Trennfuge 9 längerer Doppelschraubenbolzen 8, deren innere und äußere Gewindeenden 8A bzw. 8C die gleichen Abmessungen wie bei der Ausführung nach Fig. 1 beibehalten können. Damit keine axiale Baulänge wegen über die Oberfläche des Lagerstellringes 5 hervorstehender Köpfe der Lagereinstellschrauben 6 verursacht werden, können diese mittels einer axialen Ausnehmung in der Stirnfläche des Nabenträgers 2 bzw. mittels versenkter Konusschrauben auf an sich bekannte Weise baulängensparend eingesetzt werden. Das der Sonnenradverzahnung 17C antriebsseitig vorgeordnete zylindrische Wellenstück der Sonnenradwelle 17B wird vorzugsweise von einem Stützkugellager 20 gegenüber dem zylindrischen Teil des vom Lager 4 umfaßten Nabenträgers 2 zentriert. Der antriebsseitig vor dem Stützkugellager 20 liegende Dichtspalt zwischen Nabenträger 2 und Sonnenradwelle 17B ist dabei von einer Wellendichtungskombination 21 mit Abstreiflippe zuverlässig auch gegen radial und axial oszillierende bzw. pendelnde Bewegungen abgedichtet, wobei die Dichtungskombination 21 hier auf einer Paß- und Distanzbuchse 22 liegt, welche gleichzeitig einen Axialanschlag für den Innenring 20B des Stützkugellagers 20 der Welle 17A bildet, der getriebeseitig durch einen in eine Nut der Sonnenradwelle 17A eingelassenen Sicherungsring 20C axial fixiert ist. Das Stützkugellager 20 kann dabei so klein sein und so kurz bauen, daß es samt Dichtungen 21 und Sicherungsring 20 nur etwa gleich breit baut wie die Lagerstützbreite 2F des Radlagers 4 einschließlich der Breite des Lagereinstellringes 5.

Wird das Lager 4 für eine lenkbare Achse benötigt, so sind am Außenkragen 2C des Nabenträgers 2 etwa in Höhe des Radlagers 4 je ein oberes und ein unteres radseitiges Gelenkauge 2G angebracht, die zu entsprechenden daruntergreifenden Gelenkaugen 23A an der Achsbrücke 23 auf einer gemeinsamen Lenkzapfenachse 24 fluchten, welche gabelförmig von der antriebsseitigen Achsbrücke 23 her das Antriebsgelenk 18 kollisionsfrei umfassen und mittels eines in den Gelenkaugen 23A gehalterten Lenkzapfenpaares geführt werden.

Je nach vorgegebenem Sturz- bzw. Nachlaufwinkel steht die Lenkzapfenachse 24 leicht schräg zur Radachse 1 und schneidet diese im Mittelpunkt des Antriebsgelenkes 18. Im vorliegenden Beispiel ist dabei im jeweiligen achsseitigen Gelenkauge 23A ein Kegelrollenlager 25 vorgesehen, das einen von außen eingesteckten und am radseitigen Gelenkauge 2G festgeschraubten Gelenkzapfen 26 führt, der im achsseitigen Gelenkauge 23A endet. Die Befestigung von Felgenflansch 13 und Felge 14 am Lagerdeckel 10 kann genau wie nach Fig. 1 erfolgen, jedoch werden sich konkret etwas andere Maße für die Baulänge und die Felgeneinpreßtiefe 14A empfehlen, damit die Radmittenebene M wieder etwa zwischen dem Lagereinstellring 5 und der radseitigen Stirnfläche des Radlagers 4 zu liegen kommt. Mit dem durch Verzicht auf Außenstützen der Planetenbolzen 10G sehr schmal bleibenden Radgetriebe ist es möglich, bei den meisten benötigten Felgengrößen sowohl das Lager mit Getriebe und auch mit Gelenk innerhalb einer normalen Felgenbreite geschützt unterzubringen als auch dabei einen außerordentlich kleinen Wendekreis bei hoher statischer Belastbarkeit und geringem Material- und Montageaufwand zu verwirklichen, ohne daß es großer und teurer Lagerkränze oder einer Beschränkung bezüglich der Getriebegröße bedürfte.

Bezugszeichen

1 Fahrzeugachse

2 Nabenträger bzw. Achsrohr oder Gelenkgehäuse

2A Axialabstand

2B Stirnseite von 2

2C Radialer Außenkragen von 2

2D Stirnlöcher von 2

2E Lagersitzdurchmesser

2F Axialringbund von 2C

2G Gelenkauge

3 Abstand vom Lageranschlag zur Radmitte M

4 Vierpunkt-Kugellager

4A Innenring-Außenhälfte von 4

4B Innenring-Innenhälfte von 4

4C Kugeln

4D Außenring einteilig

4E Radialer Außenringbund von 4D

5 Lagereinstellring/-scheibe

6 Lagereinstellschrauben in 2B

7 rückseitiger Nabenteil

7A Gewindesacklöcher in 7

7B Axialnut für 2B

7C Anflanschfläche für 10 an 7

8 Doppelschraubenbolzen

8A Innenseitiges Gewindeteil von 8

8B Kragen von 8

8C Außenseitiges Gewindeteil von 8

8D Sicherungsscheibe zu 8E

8E Schraubenmutter zu 8

9 Trennfuge von 10A und 7

10 Lagerdeckel

10A Vorderer Nabenteil

10B Schraubendurchgangslöcher in 10

10C Bohrungserweiterung

10D Rückwand von 8B

10E Flansch-Innenrücksprung für 4E

10F Zentrierungsrücksprung auf 10 für 13

10G Planetenbolzen an 10

11 Wellenringdichtung

12 Flanschdichtung

13 Felgenflansch

14 Felge

14A Einpreßtiefe von 13 in 14

15 Felgenbreite

16 Achsgelenk

17 Antriebswelle

17A Antriebswellengelenk

17B Sonnenradwelle

17C Sonnenradverzahnung

18 Wellengelenk

19 Planetengetriebe

19A Planetenräder

20 Stützkugellager für 17

20A Außenring von 20

20B Innenring von 20

20C Sicherungsring abtriebsseitig

21 Dichtungskombination

22 Paß- und Distanzbuchse

23 Achsbrücke

23A Gelenkauge achsbrückenseitig

24 Lenkzapfenachse

25 Lenkzapfenlager

26 Lenkzapfen


Anspruch[de]
  1. 1. Radlager mit einem einzigen Kugellager (4),
    1. - mindestens bestehend aus zwei, einen Kugelkranz bildenden Lagerringen für radial dazwischen laufende Kugeln (4C),
    2. - sowie einem Nabenträger (2) und einer dazu mittels des Kugellagers (4) konzentrisch und drehbar geführten Nabe (7, 10A),
    3. - welche mit Hilfe eines an einem der Lagerringe (4D) außen angeformten Radialvorsprunges (4E) drehfest gehaltert ist,
  2. dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß das Kugellager (4) ein den Nabenträger (2) außen umschließendes Vierpunktlager mit axial geteiltem Innenring (4A, 4B) ist,
    2. - der mittels eines am Nabenträger (2) angebrachten Lagereinstellringes (5) gegen eine vordere Anlagefläche eines Außenkragens (2C) des Nabenträgers (2) axial fixiert ist,
    3. - und daß der die Nabe (7, 10A) festhaltende Lagerring der Außenring (4D) des Kugellagers (4) ist,
    4. - dessen Radialvorsprung (4E) in eine entsprechend breite und tiefe, die Nabe (7, 10A) in einen vorderen (10A) und einen rückseitigen Teil (7) unterteilende axiale Trennfuge (9) radial hineinragt und dort durch Axialklemmung spielfrei gehaltert ist.
  3. 2. Radlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radialvorsprung (4E) höchstens 60% der Breite des ihn tragenden Lageraußenringes (4D) und nur eine höchstens dessen Breite entsprechende Höhe hat.
  4. 3. Radlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialklemmung mittels den vorderen Nabenteil (10A) in Schraubendurchgangslöchern (10B) durchdringender Doppelgewindebolzen (8) erfolgt, die mit einem inneren Gewindeende (8A) in entsprechende Gewindebohrungen (7A) des rückseitigen Nabenteiles (7) eingeschraubt sind.
  5. 4. Radlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß die Schraubendurchgangslöcher (10B) eine eingangsseitige Bohrungserweiterung (10C) aufweisen, gegen deren Rückwand (10D) sich ein am Schaft der Doppelgewindebolzen (8) vorgesehener Außenkragen (8B) in vollends eingeschraubter Endlage anlegt,
    2. - sowie daß auf dem äußeren Gewindeende (8C) der gleichen Doppelgewindebolzen (8) aufgesetzte Muttern (8E) mit Sicherungsscheiben (8D) einen Felgenflansch (13) gegen das dem Außenkragen (8B) der Bolzen (8) vorgeordnete vordere Nabenteil (10A) pressen.
  6. 5. Radlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rückseitige Nabenteil (7) auf der rückseitigen Stirnseite des Lageraußenringes (4D) eine axial in den Außenkragen (2C) eingelassene Wellendichtung (11) außen umfaßt und radial überdeckt.
  7. 6. Radlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß der Nabenträger (2) ein mit der Stirnseite (2B) bündig endendes Achsrohr ist,
    2. - und daß der als Deckel ausgebildete Lagereinstellring (5) die Stirnseite (2B) dieses Achsrohres vollflächig überdeckt.
  8. 7. Radlager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß eine auf die Breite eines Planetenradsatzes (19) abgestimmte axiale Verlängerung des vorderen Nabenteils (10A) und der Doppelgewindebolzen (8) vorgesehen ist,
    2. - und daß im Nabenträger (2) eine Achswelle (17A + B + C) umläuft,
    3. - die eine auf einem in den verlängerten vorderen Nabenteil (10A) hineinragenden freien Ende des Nabenträgers (2) angebrachte Sonnenradverzahnung (17C) aufweist,
    4. - mit der Planetenräder (19A) kämmen, die auf Planetenbolzen (10G) gelagert sind,
    5. - welche lagerseitig aus einem mit dem vorderen Nabenteil (10A) einstückigen Lagerdeckel (10) um etwa die Breite der Planetenräder (19A) hervorkragen,
    6. - wobei die Planetenräder (19) weiterhin kämmen mit einer Innenverzahnung eines in Richtung Lagerdeckel (10) vorkragenden und als Hohlrad gestalteten Axialbundes (5A) am auf etwa den Außendurchmesser des Lagers (4) vergrößerten Außenrand des Lagereinstellringes (5) .
  9. 8. Radlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß der Lagereinstellring (5) ein Innengewinde aufweist,
    2. - mit dem er auf ein Außengewinde des freien Endes des Achsrohres (2) bis zur Anlage gegen den Innenring (4A) des Lagers (4) aufgeschraubt ist,
    3. - wobei er durch axial in die Gewindeverbindung (zwischen 5 und 2) eingesetzte Schrauben (6) gegen Losdrehen gesichert und axial fixiert ist.
  10. 9. Radlager nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß der Lagereinstellring (5) an die vordere Stirnseite (2B) des Nabenträgers (2) mit in Durchgangsbohrungen geführten zylindrischen Schrauben (6) angeflanscht ist,
    2. - und daß auf etwa gleichem Lochkreis in konisch aufgeweiteten Bohrungen geführte Konusdehnschrauben (6A) mit Gewindeende in der Stirnseite (2B) des Nabenträgers (2) vorgesehen sind.
  11. 10. Radlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenrand des Lagerdeckels (10) eine Zentriervertiefung (10F) vorgesehen ist, in welche der Innendurchmesser des Felgenflansches (13) paßt.
  12. 11. Radlager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß der Innendurchmesser des Lagers (4) im Bereich des Teilkreises der Planetenbolzen (10G) liegt,
    2. - und daß der Nabenträger (2) eine axiale Baulänge radial unterhalb des Lagers (4) aufweist, die etwa der Summe der Wanddicken des Lagereinstellringes (5) und des Außenkragens (2C) sowie der Breite (4A und 4B) des Lagers (4) entspricht,
    3. - wobei auf der Stirnseite (2B) des Nabenträgers (2) ein etwa der Stärke des Lagereinstellringes (5) entsprechender und vom Außenumfang her offener Axialrücksprung vorgesehen ist.
  13. 12. Radlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß auf der dem Lager (4) abgewandten Rückseite des rückseitigen Nabenteiles (7) eine Axialnut (7B) im Bereich des inneren Randes eingearbeitet ist,
    2. - in welche ein Axialringbund (2F) am Außenrand des radialen Außenkragens (2C) des Nabenträgers (2) mit geringem Spiel hineintaucht.






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