DE10161206A1

DE10161206A1 - Radnabe

Info

Publication number: DE10161206A1
Application number: DE10161206A
Authority: DE
Inventors: Johann Hamperl
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2001-12-13
Filing date: 2001-12-13
Publication date: 2003-06-26
Also published as: US6889802B2; US20030111893A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Radlager 1 eines Kraftfahrzeugs mit einer über mindestens ein Wälzlagerpaar auf einer Getriebeachse 2 drehbar angeordneten, eine Flanschfläche 9 für mindestens ein Laufrad 10 aufweisenden Radnabe 3 und einer mit der Radnabe 3 verbundenen Bremsscheibe 4, wobei die Radnabe 3 zwei- oder mehrteilig ausgebildet ist und ein erstes Radnabenteil 3.1 mit einem ersten Wälzlager 8.1 und/oder mit einem zweiten Wälzlager 8.2 sowie ein zweites Radnabenteil 3.2 mit der Bremsscheibe 4 verbunden ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Radlager eines Kraftfahrzeugs mit einer über mindestens ein Wälzlagerpaar auf einer Getriebeachse drehbar angeordneten, eine Flanschfläche für mindestens ein Laufrad aufweisende Radnabe und einer mit der Radnabe verbundenen Bremsscheibe.
Es ist bereits eine Radlagerung einer angetriebenen Achse mit einem hohlen, die Radlasten aufnehmenden Achskörper, auf dessen jeweiligem äußeren Ende axial fixiert mindestens ein Wälzlager sitzt, das eine Radnabe mit zumindest einer Bremsscheibe oder -trommel trägt, an der ein Antriebswellenflansch einer aus dem jeweiligen äußeren Ende des hohlen Achskörpers herausragenden Antriebswelle angeflanscht ist, wobei der Antriebswellenflansch und die Radnabe sowie die Radnabe und der Flansch oder Flanschbereich der Bremsscheibe oder -trommel jeweils kontaktierende Montageflächen haben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radnabe derart auszubilden und anzuordnen, daß eine einfache Montage der Bremsscheibe und der Wälzlageranordnung gewährleistet ist.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Radnabe zwei oder mehrteilig ausgebildet ist, wobei ein erstes Radnabenteil mit einem ersten Wälzlager und/oder mit einem zweiten Wälzlager und ein zweites Radnabenteil mit der Bremsscheibe verbunden ist. Hierdurch wird erreicht, daß beim Wechseln der Bremsscheibe nicht auch die Lageranordnung ausgebaut werden muß. Die Bremsscheibe kann mit dem zweiten Radnabenteil zusammen demontiert werden, während das erste Radnabenteil mit der Lageranordnung auf der als Achszapfen ausgebildeten Getriebeachse verbleibt. Hieraus ergeben sich auch beim Zusammenbauen des Radlagers Vorteile, weil z. B. die Lageranordnung vorgefertigt werden kann, so daß später bei der Bandmontage nur noch ein wesentlich weniger zeitaufwendiges Aufsetzen bzw. anschrauben des zweiten Lagerteils zusammen mit der Bremsscheibe notwendig ist. Es ist auch denkbar, die Bremsscheibe ähnlich wie bei Krafträdern unabhängig der Radnarbe extra zu verschrauben, so daß nur diese, unabhängig von der Radnabe montiert werden kann.
Hierzu ist es vorteilhaft, daß die Bremsscheibe einen ein Axiallager bzw. eine Flanschfläche und ein Radiallager bildenden als zylindrischen Grundkörper ausgebildeten Flanschteil Flanschteil aufweist, wobei der Innendurchmesser des Flanschteils und der Bremsscheibe mindestens gleich dem Außendurchmesser des ersten Radnabenteils ist. Somit ist gewährleistet, daß die Bremsscheibe zusammen mit dem zweiten Lagerteil von dem ersten Lagerteil getrennt werden kann bzw. bei der Montage über das erste Radnabenteil gesteckt werden kann. Das zweite Radnabenteil ist hierbei vor dem zweiten Radnabenteil angeordnet, so daß dieses nach dem Lösen der Schraubenverbindung ebenfalls nach außen abgezogen werden kann.
Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung, daß der Grundkörper der Bremsscheibe mit dem zweiten Radnabenteil und das Radiallager mit dem ersten Radnabenteil und/oder mit dem zweiten Radnabenteil gebildet ist, wobei die Flanschfläche der Bremsscheibe radial und der Grundkörper koaxial zu einer Radlagermittelachse ausgerichtet sind Dies gewährleistet eine einfache und schnelle Herstellung der Flanschflächen.
Ferner ist es vorteilhaft, daß das erste Radnabenteil eine als Radiallager und/oder als Axiallager für das zweite Radnabenteil ausgebildete Flanschfläche aufweist, wobei das erste Radnabenteil mit dem zweiten Radnabenteil über eine Schraubenverbindung verbunden ist. Damit ist ebenfalls eine einfache und schnelle Fertigung gewährleistet. Die Schraubenverbindung dient gleichzeitig der Verbindung einer Antriebswelle mit der Radnabe.
Vorteilhaft ist es hierzu auch, daß das erste Radnabenteil und/oder das zweite Radnabenteil mit der Bremsscheibe über mindestens eine Fixierschraube und/oder über mindestens einen Bolzen verbunden sind. Die Fixierschraube dient hierbei der Vormontage von zweitem Radnabenteil und Bremsscheibe, so daß diese als Baueinheit mit dem ersten Radnabenteil verbunden werden können. Mittels der Bolzenverbindung für die Laufradverbindung ist eine ausreichenden Befestigung der Bremsscheibe am zweiten oder auch ersten Radnabenteil gegeben.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, daß ein als Wellenflansch ausgebildeter Achsflansch einer Antriebswelle am äußeren Ende der Getriebeachse vorgesehen ist, der mit dem ersten Radnabenteil und/oder mit dem zweiten Radnabenteil über die Schraubenverbindung der beiden Radnabenteile verbunden ist. Somit werden über nur eine Schraubenverbindung gleichzeitig beide Radnabenteile mit dem Antriebsflansch verbunden.
Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, daß das erste und das zweite Wälzlager mit einem als Achsmutter ausgebildeten Vorspannelement am äußeren Ende der Getriebeachse in Verbindung stehen bzw. durch dieses vorgespannt werden. Unabhängig von der Montage der Bremsscheibe kann somit die Lagervorspannung der Wälzlageranordnung bestimmt werden.
Vorteilhaft ist es auch, daß die Bremsscheibe ein weiteres Radiallager und/oder eine Feststellbremse mit dem Achszapfen aufweist, wobei das Verhältnis der Abstände in axialer Richtung von einem Axiallager zu einer Bremsscheibenfläche und von dem Axiallager zur Feststellbremse zwischen 2 : 1 und 10 : 1 groß ist. Die Bremsscheibenfläche ist damit bezüglich ihres Befestigungsflansches nach hinten versetzt angeordnet und über einen Flanschteil mit dem Befestigungsflansch einteilig verbunden. Neben der Möglichkeit innerhalb dieses Flanschteils eine Feststellbremse anordnen zu können, bietet die zylindrische Grundkörperoberfläche eine zusätzliche Kühlfläche der Bremsscheibe.
Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, daß die einzelnen Bolzen der Schraubenverbindung auf einem Teilkreis der Größe des mittleren Umfangs der Radnabe angeordnet sind. Die Schraubenverbindung verbindet beide Radnabenteile und ist aufgrund ihrer rotationssymmetrischen Anordnung einfach und schnell zu handhaben.
Außerdem ist es vorteilhaft, daß nach dem Lösen der Bolzenverbindung für die Felge das Laufrad bzw. die Felge von der Nabe getrennt und nach dem Lösen der Schraubenverbindung des Wellenflansches die Antriebswelle zusammen mit dem zweiten Radnabenteil und der Bremsscheibe vom übrigen Teil des Radlagers bzw. des ersten Radnabenteils getrennt wird. Dabei ist es von Vorteil, daß nach dem Lösen der Fixierschrauben die Bremsscheibe vom zweiten Radnabenteil getrennt und nach dem Austausch der Bremsscheibe diese mit dem zweiten Radnabenteil mittels der Fixierschrauben wieder verbunden wird. Beide Teile werden auf das Radlager bzw. das erste Radnabenteil gesteckt und mittels der Schraubenverbindung mit diesem und der Antriebswelle verbunden. Erst dann wird das Laufrad zusammen mit der Bremsscheibe über die Bolzenverbindung befestigt.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Radlagers mit zweiteiliger Radnabe und Bremsscheibe
In Fig. 1 ist ein Radlager 1 für ein auf einer als Achszapfen ausgebildeten Getriebeachse 2 drehbar gelagertes Laufrad 10 dargestellt.
Auf dem stufenförmig ausgebildeten Achszapfen 2 ist ein erstes und ein zweites Wälzlager 8.1, 8.2 angeordnet, welche über eine am äußeren Ende des Achszapfens 2 angeordnete Achsmutter 19 vorgespannt werden. Der Achszapfen 2 weist hierzu eine Außenschulter 2.1 auf, gegen die das zweite Wälzlager 8.2 bzw. sein Lagerinnenring über einen Distanzring 2.2 anliegt.
Der Achszapfen 2 ist als Hohlprofil ausgebildet und schließt an seiner rechten Seite (gemäß Fig. 1) an eine nicht dargestellte Achsaufnahme an. Innerhalb des Achszapfens 2 ist eine koaxiale, als Antriebswelle ausgebildete Innenwelle (20) angeordnet, die über einen als Wellenflansch ausgebildeten Achsflansch 18 mit einer Radnabe 3 verbunden ist.
Auf dem Achszapfen 2 ist ein erstes Radnabenteil 3.1 drehbar angeordnet, welches sich über das Wälzlagerpaar auf dem Achszapfen 2 abstützt. Das erste Radnabenteil 3.1 weist hierzu eine Innenschulter 3.5 auf, gegen die jeweils eines der beiden Wälzlager 8.1 und 8.2 bzw. ihr jeweiliger Lageraußenring anliegt.
Nach außen hin weist das erste Radnabenteil 3.1 eine Flanschfläche 15 auf, die zur Aufnahme eines zweiten Radnabenteils 3.2 dient. Die Flanschfläche 15 besteht aus zwei parallel zu einer Radlagermittelachse 7 verlaufenden Flächenabschnitten, die ein Radiallager 12 bilden sowie aus zwei senkrecht zu der Radlagermittelachse 7 verlaufenden Flächenabschnitten, die ein Axiallager 13 für das zweite Radnabenteil 3.2 bilden.
Das erste Radnabenteil 3.1 und das zweite Radnabenteil 3.2 sind über eine auf einem Lochkreis angeordneten Schraubenverbindung 14 lösbar verbunden, wobei mit der selben Schraubenverbindung 14 auch der Achsflansch 18 mit dem ersten Radnabenteil 3.1 und dem zweiten Radnabenteil 3.2 verbunden ist.
Das zweite Radnabenteil 3.2 weist neben der korrespondierenden Flanschfläche 15 zum ersten Radnabenteil 3.1 eine Flanschfläche 9 für den Radreifen 10 bzw. dessen Felge 10.1 sowie eine zweite Flanschfläche 4.2 für eine Bremsscheibe 4 auf. Hierbei sind die Felge 10.1, das zweite Radnabenteil 3.2 und die Flanschfläche 4.2 der Bremsscheibe 4 über eine Bolzenverbindung 17 lösbar verschraubt.
Die Bremsscheibe 4 weist neben ihrer eigentlichen mit Kühlbohrungen versehenen Bremsscheibenfläche 4.1 einen zylinderförmigen als Grundkörper 4.4 ausgebildeten Flanschteil mit der als Axiallager 4.2 dienenden Flanschfläche sowie einer als Radiallager 4.3 dienenden Innen- bzw. Außenseite auf. Die Flanschfläche zum zweiten Radnabenteil ist am Ende des zylinderförmigen Grundkörpers 4.4 vorgesehen. Die Außen- und Innenseite des zylinderförmigen Grundkörpers 4.4 bilden hierbei, zumindest im Bereich der Flanschfläche 4.2, das Radiallager mit dem ersten bzw. zweiten Radnabenteil 3.1, 3.2. Die als Radiallager dienende Innen- bzw. Außenfläche ist senkrecht zur Flanschfläche 4.2 angeordnet und grenzt unmittelbar an diese an.
Die Flanschfläche 4.2 ist über den Bolzen 17 mit dem zweiten Radnabenteil 3.2 und der Felge 10.1 verbunden. In radialer Richtung wird der Flanschteil 4.4 über eine Außenschulter 3.6? des ersten Radnabenteils 3.2 sowie über die Flanschfläche 4.2 bzw. einen Außenrand des zweiten Radnabenteils 3.2 fixiert.
Zwischen der Bremsscheibe 4 und dem Achszapfen 2 ist eine Feststellbremse 11 vorgesehen, die auf dem Achszapfen 2 montiert ist, und die mittels einer nicht dargestellten Stelleinrichtung einen Kraft- bzw. Reibschluß mit der Innenoberfläche der Bremsscheibe 4 bzw. dem Grundkörper 4.4 generiert.

Claims

1. Radlager (1) eines Kraftfahrzeugs mit einer über mindestens ein Wälzlagerpaar auf einer Getriebeachse (2) drehbar angeordneten, eine Flanschfläche (9) für mindestens ein Laufrad (10) aufweisende Radnabe (3) und einer mit der Radnabe (3) verbundenen Bremsscheibe (4), dadurch gekennzeichnet, daß die Radnabe (3) zwei oder mehrteilig ausgebildet ist, wobei ein erstes Radnabenteil (3.1) mit einem ersten Wälzlager (8.1) und/oder mit einem zweiten Wälzlager (8.2) und ein zweites Radnabenteil (3.2) mit der Bremsscheibe (4) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibe (4) einen ein Radiallager (4.3) und ein Axiallager (4.2) bildenden als Flanschteil ausgebildeten zylindrischen Grundkörper (4.4) aufweist, wobei der Innendurchmesser des Grundkörpers (4.4) und der Bremsscheibe (4) mindestens gleich dem Außendurchmesser des ersten Radnabenteils (3.1) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Axiallager (4.2) der Bremsscheibe (4) mit dem zweiten Radnabenteil (3.2) und das Radiallager (4.3) mit dem ersten Radnabenteil (3.1) und/oder mit dem zweiten Radnabenteil (3.2) gebildet ist, wobei die Flanschfläche (4.2) der Bremsscheibe (4) radial und der Grundkörper (4.4) Flanschteil (4.4) koaxial zu einer Radlagermittelachse (7) ausgerichtet sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Radnabenteil (3.1) eine als Radiallager (12) und/oder als Axiallager (13) für das zweite Radnabenteil (3.2) ausgebildete Flanschfläche (15) aufweist, wobei das erste Radnabenteil (3.1) mit dem zweiten Radnabenteil (3.2) über mindestens eine Verbindung (14) wie eine Schraube lösbar verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Radnabenteil (3.1) und/oder das zweite Radnabenteil (3.2) mit der Bremsscheibe (4) über mindestens eine Fixierelement (16) wie eine Schraube und/oder über mindestens ein Halteelement (17) wie einen Bolzen verbunden sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Achsflansch (18) einer Antriebswelle (20) vorgesehen ist, der mit dem ersten Radnabenteil (3.1) und/oder mit dem zweiten Radnabenteil (3.2) über die Schraubenverbindung (14) der beiden Radnabenteile (3.1, 3.2) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzlager (8.1, 8.2) ein als Achsmutter (19) ausgebildetes Vorspannelement aufweisen.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibe (4) ein weiteres Radiallager und/oder eine Feststellbremse (11) mit der als Achszapfen ausgebildeten Getriebeachse (2) aufweist, wobei das Verhältnis der Abstände von einem Axiallager (13) zu einer Bremsscheibenfläche (4.1) und von dem Axiallager (13) zur Feststellbremse (11) in axialer Richtung zwischen 2 : 1 und 10 : 1 liegt.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Bolzen (14) der Schraubenverbindung auf einem Teilkreis der Radnabe 3 angeordnet sind, der dem mittleren Durchmesser der Radnabe 3 entspricht.

10. Verfahren zum Montieren einer Bremsscheibe gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Nach dem Lösen der Bolzenverbindung (17) für die Felge (10.1) wird das Laufrad (10) von der Nabe getrennt,

b) nach dem Lösen der Schraubenverbindung (14) des Achsflansches (18) wird die Antriebswelle (20) zusammen mit dem zweiten Radnabenteil (3.2) und der Bremsscheibe (4) vom übrigen Teil des Radlagers (1) bzw. des ersten Radnabenteils (3.1) getrennt,

c) nach dem Lösen der Fixierschrauben (16) wird die Bremsscheibe (4) vom zweiten Radnabenteil (3.2) getrennt,

d) zum Befestigen der Bremsscheibe (4) wird diese mit dem zweiten Radnabenteil (3.2) mittels der Fixierschrauben (16) wieder verbunden,

e) die Bremsscheibe (4) und das zweite Radnabenteil (3.2) werden auf das Radlager (1) bzw. das erste Radnabenteil (3.1) gesteckt und mittels der Schraubenverbindung (14) mit diesem und der Antriebswelle (20) verbunden,

f) das Laufrad (10) wird über die Bolzenverbindung (17) zusammen mit der Bremsscheibe am zweiten Radnabenteil (3.2) befestigt.