DE102020100157A1

DE102020100157A1 - Wheel bearing unit for a vehicle

Info

Publication number: DE102020100157A1
Application number: DE102020100157.6A
Authority: DE
Inventors: Frank EICHELMANN; Matthias Stahl; Daniel Koenig; Andreas Kaiser; Simon Brähler; Stephan Amend
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2020-01-07
Filing date: 2020-01-07
Publication date: 2021-07-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Radlagereinheit (1) für ein Fahrzeug, umfassend eine Welle (2), eine Radnabe (3) und eine Zentralschraube (4), die einen Gewindeschaft (5) und einen Schraubenkopf (6) aufweist, wobei die Radnabe (3) koaxial zur Welle (2) angeordnet ist und eine Durchgangsbohrung (7) mit einer Innenverzahnung (8) aufweist, wobei die Welle (2) eine Außenverzahnung (9) aufweist, die zur drehfesten Verbindung mit der Innenverzahnung (8) an der Radnabe (3) im Zahneingriff steht, und wobei die Welle (2) an einem stirnseitigen Ende eine zentrale Gewindebohrung (10) aufweist, in die der Gewindeschaft (5) der Zentralschraube (4) zumindest teilweise eingeschraubt ist, wobei axial zwischen dem stirnseitigen Ende der Welle (2) und dem Schraubenkopf (6) mindestens ein Abstützelement (11) an der Radnabe (3) angeordnet ist, wobei das mindestens eine Abstützelement (11) zur axialen Fixierung der Welle (2) an der Radnabe (3) eingerichtet ist.The invention relates to a wheel bearing unit (1) for a vehicle, comprising a shaft (2), a wheel hub (3) and a central screw (4) which has a threaded shaft (5) and a screw head (6), the wheel hub (3 ) is arranged coaxially to the shaft (2) and has a through-hole (7) with internal teeth (8), the shaft (2) having external teeth (9) which are used for non-rotatable connection with the internal teeth (8) on the wheel hub ( 3) is in tooth engagement, and the shaft (2) has a central threaded hole (10) at one end, into which the threaded shaft (5) of the central screw (4) is at least partially screwed, axially between the end of the shaft (2) and the screw head (6) at least one support element (11) is arranged on the wheel hub (3), the at least one support element (11) being set up to axially fix the shaft (2) on the wheel hub (3).

Description

Die Erfindung betrifft eine Radlagereinheit für ein Fahrzeug, umfassend eine Welle, eine Radnabe und eine Zentralschraube.The invention relates to a wheel bearing unit for a vehicle, comprising a shaft, a wheel hub and a central screw.

Beispielsweise offenbart die DE 10 2009 051 930 A1 eine Lageranordnung einer über ein Drehgelenk antreibbaren Radnabe eines Kraftfahrzeuges. Die Radnabe ist mit einem Radflansch verbunden und das Drehgelenk ist mittels einer Verzahnung drehfest mit einer Antriebswelle verbunden, wobei ein Schraubbolzen in einen zentralen Zapfen des Drehgelenks eingreift. Auf der Radnabe ist ein zweireihiges Wälzlager mit einem Innenring und mit zumindest einem separaten Lagerinnenring angeordnet. Eine Stirnfläche eines Achsstumpfs der Radnabe weist eine Stirnverzahnung auf, welche mit einer korrespondierenden Stirnverzahnung des Gelenkkörpers des Drehgelenks drehfest verbindbar ist. Der separate Lagerinnenring ragt mit einer Stirnfläche axial über das Ende des Achsstumpfs der Radnabe hinaus, wobei die Stirnverzahnungen zumindest teilweise radial und axial unterhalb des Wälzlagers angeordnet sind. Der Zapfen des äußeren Gelenkkörpers ist konisch ausgestaltet, wobei ein Durchmesser des Zapfens im Bereich seines radseitigen, vorderen Endbereichs kleiner ist als sein gelenkseitiger Durchmesser.For example, the DE 10 2009 051 930 A1 a bearing arrangement of a wheel hub of a motor vehicle that can be driven via a swivel joint. The wheel hub is connected to a wheel flange and the swivel joint is non-rotatably connected to a drive shaft by means of a toothing, a screw bolt engaging in a central pin of the swivel joint. A two-row roller bearing with an inner ring and with at least one separate bearing inner ring is arranged on the wheel hub. One end face of a stub axle of the wheel hub has a face toothing which can be connected in a rotationally fixed manner to a corresponding face toothing of the joint body of the swivel joint. The separate bearing inner ring protrudes with an end face axially beyond the end of the stub axle of the wheel hub, the end teeth being arranged at least partially radially and axially below the roller bearing. The pin of the outer joint body has a conical design, a diameter of the pin in the region of its wheel-side, front end region being smaller than its joint-side diameter.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Radlagereinheit weiterzuentwickeln, insbesondere eine Betriebsdauer und eine Robustheit der Radlagereinheit zu erhöhen sowie eine geringere Geräuschbildung der Radlagereinheit im Betrieb zu ermöglichen. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand von Patentanspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.The object of the present invention is to further develop a wheel bearing unit, in particular to increase the service life and robustness of the wheel bearing unit and to enable the wheel bearing unit to generate less noise during operation. The object is achieved by the subject matter of claim 1. Preferred embodiments can be found in the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Radlagereinheit für ein Fahrzeug, umfasst eine Welle, eine Radnabe und eine Zentralschraube, die einen Gewindeschaft und einen Schraubenkopf aufweist, wobei die Radnabe koaxial zur Welle angeordnet ist und eine Durchgangsbohrung mit einer Innenverzahnung aufweist, wobei die Welle eine Außenverzahnung aufweist, die zur drehfesten Verbindung mit der Innenverzahnung an der Radnabe im Zahneingriff steht, und wobei die Welle an einem stirnseitigen Ende eine zentrale Gewindebohrung aufweist, in die der Gewindeschaft der Zentralschraube zumindest teilweise eingeschraubt ist, wobei axial zwischen dem stirnseitigen Ende der Welle und dem Schraubenkopf mindestens ein Abstützelement an der Radnabe angeordnet ist, wobei das mindestens eine Abstützelement zur axialen Fixierung der Welle an der Radnabe eingerichtet ist.A wheel bearing unit according to the invention for a vehicle comprises a shaft, a wheel hub and a central screw which has a threaded shaft and a screw head, the wheel hub being arranged coaxially to the shaft and having a through hole with internal teeth, the shaft having external teeth which are used for A rotationally fixed connection with the internal toothing on the wheel hub is in tooth engagement, and the shaft has a central threaded hole at one end, into which the threaded shaft of the central screw is at least partially screwed, with at least one support element axially between the end of the shaft and the screw head is arranged on the wheel hub, wherein the at least one support element is set up for the axial fixation of the shaft on the wheel hub.

Unter einer Zentralschraube ist ein einteiliges oder mehrteiliges Schraubelement zu verstehen. Beispielsweise ist die Zentralschraube derart einteilig ausgebildet, dass der Gewindeschaft und der Schraubenkopf drehfest miteinander verbunden sind, wobei der Gewindeschaft in die Gewindebohrung an der Welle eingeschraubt wird. Alternativ ist die Zentralschraube derart mehrteilig ausgebildet, dass der Gewindeschaft drehfest mit der Welle verbunden ist und der Schraubenkopf als Gewindemutter ausgebildet ist, die dazu eingerichtet ist, auf den Gewindeschaft aufgeschraubt zu werden, wobei der Gewindeschaft entweder an der Welle ausgeformt, insbesondere stoffschlüssig mit der Welle verbunden ist oder in der Gewindebohrung an der Welle eingeschraubt ist. Axial an dem Schraubenkopf kann ferner eine Unterlegscheibe angeordnet sein, durch die sich der Gewindeschaft axial hindurch erstreckt.A central screw is to be understood as a one-part or multi-part screw element. For example, the central screw is designed in one piece in such a way that the threaded shaft and the screw head are connected to one another in a rotationally fixed manner, the threaded shaft being screwed into the threaded bore on the shaft. Alternatively, the central screw is designed in several parts such that the threaded shaft is connected to the shaft in a rotationally fixed manner and the screw head is designed as a threaded nut which is designed to be screwed onto the threaded shaft, the threaded shaft either being formed on the shaft, in particular cohesively with the Shaft is connected or is screwed into the threaded hole on the shaft. A washer, through which the threaded shaft extends axially, can also be arranged axially on the screw head.

Unter einem Abstützelement ist ein Element zu verstehen, an der die Welle mit ihrem zur Zentralschraube hin gerichteten Ende stirnseitig anliegt. Insbesondere ist das Abstützelement auf der Innenseite der Durchgangsbohrung angeordnet. Das Abstützelement ist dazu eingerichtet die Welle am Radlager in axialer Position zu fixieren, bzw. axiale Kräfte zwischen der Welle und der Radnabe aufzunehmen, wobei die Welle und die Radnabe durch die Zentralschraube kraft- und formschlüssig miteinander verbunden sind. Insbesondere ergibt sich durch die Anlage der Welle an dem Abstützelement der Vorteil, dass die axiale Abstützstelle hinter der Torsionseinleitung liegt, wobei der Wellenteil zwischen dem Torsionseintrag und der Abstützstelle keine Torsionskräfte und Torsionsverformung erfährt. Mithin entsteht keine Relativbewegung an der Abstützstelle und damit keine negative Geräuschentwicklung. Vorteilhaft ist auch ein verkürzter Torsionsweg des Gewindeschafts der Zentralschraube.A support element is to be understood as an element on which the shaft rests at the front with its end directed towards the central screw. In particular, the support element is arranged on the inside of the through hole. The support element is set up to fix the shaft on the wheel bearing in the axial position, or to absorb axial forces between the shaft and the wheel hub, the shaft and the wheel hub being non-positively and positively connected to one another by the central screw. In particular, the abutment of the shaft on the support element results in the advantage that the axial support point lies behind the torsion introduction, the shaft part between the torsion input and the support point not experiencing any torsional forces or torsional deformation. As a result, there is no relative movement at the support point and thus no negative noise development. A shortened torsion path of the threaded shaft of the central screw is also advantageous.

Die Innenverzahnung an der Radnabe und die Außenverzahnung an der Welle sind jeweils als Radialverzahnungen ausgebildet. Unter einer Radialverzahnung ist zu verstehen, dass in Umfangsrichtung abwechselnd an einem zumindest teilweise zylindrischen Abschnitt Zähne und Zahnlücken ausgebildet sind, wobei die Zähne und Zahnlücken an der Radnabe korrespondierend bzw. komplementär zu den Zahnlücken und Zähnen an der Welle ausgebildet sind. Durch axiales Einschieben der Welle in die Radnabe werden die Welle und die Radnabe drehfest miteinander verbunden. Die Zähne an der Welle bzw. Radnabe greifen in Zahnlücken an der Radnabe bzw. Welle, wobei die Zahnflanken der Welle mit den jeweiligen Zahnflanken der Radnabe zur Anlage kommen, um eine form- und reibschlüssige Verbindung auszubilden.The internal teeth on the wheel hub and the external teeth on the shaft are each designed as radial teeth. Radial toothing means that teeth and tooth gaps are formed alternately in the circumferential direction on an at least partially cylindrical section, the teeth and tooth gaps on the wheel hub being designed to correspond or complement the tooth gaps and teeth on the shaft. By axially pushing the shaft into the wheel hub, the shaft and the wheel hub are non-rotatably connected to one another. The teeth on the shaft or wheel hub engage in tooth gaps on the wheel hub or shaft, the tooth flanks of the shaft coming into contact with the respective tooth flanks of the wheel hub in order to form a form-fitting and frictional connection.

Eine axiale Verbindung der Radnabe und der Welle wird durch die Verschraubung mittels der Zentralschraube erzielt. Die Welle wird dabei über die komplementäre Radialverzahnung von Radnabe und Welle bis zum Abstützelement eingeführt, wobei das Abstützelement auf der Innenseite der Radnabe angeordnet ist. Das Abstützelement weist eine stirnseitige Flanke als Anlagefläche für die Stirnseite der Welle auf. Beispielsweise kann das Abstützelement einteilig oder mehrteilig mit der Radnabe ausgebildet sein.An axial connection of the wheel hub and the shaft is achieved by the screw connection by means of the central screw. The shaft is over the complementary radial teeth of the wheel hub and Shaft inserted up to the support element, wherein the support element is arranged on the inside of the wheel hub. The support element has an end face as a contact surface for the end face of the shaft. For example, the support element can be formed in one piece or in several pieces with the wheel hub.

Bevorzugt ist das mindestens eine Abstützelement als Sicherungsring ausgebildet, wobei der Sicherungsring in einer radial umlaufenden Nut in der Durchgangsbohrung der Radnabe angeordnet ist. Der Sicherungsring dazu eingerichtet, mit seiner aus der Nut ragenden Abschnitt als stirnseitige Anlage für die Stirnseite der Welle zu dienen, um diese axial zu sichern.The at least one support element is preferably designed as a securing ring, the securing ring being arranged in a radially circumferential groove in the through-hole of the wheel hub. The locking ring is set up to serve with its section protruding from the groove as an end-face contact for the end face of the shaft in order to secure it axially.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das mindestens eine Abstützelement als Ringelement ausgebildet, wobei das Ringelement ein Außengewinde aufweist und in einer komplementären Gewindebohrung in der Durchgangsbohrung eingeschraubt ist. Die Gewindebohrung ist zwischen dem stirnseitigen Ende der Welle und dem Schraubenkopf koaxial zu der Durchgangsbohrung ausgebildet. Zur leichteren Verschraubung des Ringelements ist die Innenseite des Ringelements beispielsweise in Form eines Sechskants ausgebildet und dazu eingerichtet, ein dazu passendes Werkzeug bei der Montage aufzunehmen.According to a preferred embodiment, the at least one support element is designed as a ring element, the ring element having an external thread and being screwed into a complementary threaded hole in the through hole. The threaded hole is formed between the front end of the shaft and the screw head coaxially to the through hole. For easier screwing of the ring element, the inside of the ring element is designed, for example, in the form of a hexagon and is designed to accommodate a suitable tool during assembly.

Vorzugsweise ist das mindestens eine Abstützelement als Ringelement ausgebildet, wobei das Ringelement und die Radnabe stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Insbesondere sind das Ringelement und die Radnabe miteinander verschweißt, wobei das Ringelement in der Durchgangsbohrung der Radnabe angeordnet ist. Alternativ ist das Ringelement mit der Lagernabe verklebt. Beispielsweise ist das Ringelement am axialen Ende der Durchgangsbohrung angeordnet.The at least one support element is preferably designed as a ring element, the ring element and the wheel hub being materially connected to one another. In particular, the ring element and the wheel hub are welded to one another, the ring element being arranged in the through-hole of the wheel hub. Alternatively, the ring element is glued to the bearing hub. For example, the ring element is arranged at the axial end of the through hole.

Besonders bevorzugt ist das mindestens eine Abstützelement als radial nach innen gerichteter Vorsprung ausgebildet und einteilig mit der Radnabe verbunden, wobei das Ringelement und die Radnabe monolithisch ausgebildet sind. Mit anderen Worten sind die Radnabe und das Ringelement einteilig hergestellt. Insbesondere handelt es sich bei der Radnabe und dem Ringelement um ein einteiliges Schmiedeteil. Mithin wird das Ringelement auf der Innenseite der Durchgangsborhung in der Radnabe ausgeformt. Alternativ kann die Radnabe durch Nieten oder Wälznieten derart umgeformt werden, dass das gewünschte Ringelement auf der Innenseite der Durchgangsbohrung ausgebildet wird.The at least one support element is particularly preferably designed as a radially inwardly directed projection and is connected in one piece to the wheel hub, the ring element and the wheel hub being designed monolithically. In other words, the wheel hub and the ring element are made in one piece. In particular, the wheel hub and the ring element are a one-piece forged part. The ring element is therefore formed on the inside of the through-hole in the wheel hub. Alternatively, the wheel hub can be reshaped by riveting or roller riveting in such a way that the desired ring element is formed on the inside of the through hole.

Vorzugsweise sind die Welle und die Radnabe ausschließlich in einem Bereich der Innenverzahnung und der Außenverzahnung sowie mittelbar über die Zentralschraube und das mindestens eine Abstützelement miteinander verbunden. Mithin kontaktieren sich die Welle und die Radnabe unmittelbar im Bereich von Innenverzahnung und Außenverzahnung. Ferner sind die Zentralschraube und die Welle über den Gewindeschaft der Zentralschraube miteinander verbunden, wobei die Welle stirnseitig an einer Seite am Abstützelement und die Auflagefläche des Schraubenkopfes zumindest teilweise an der Radnabe und an der anderen Seite des Abstützelements anliegt. Mithin ist ein Durchmesser des Schraubenkopfs größer als ein Durchmesser der Welle, insbesondere größer als ein innerer Durchmesser des Abstützelements.The shaft and the wheel hub are preferably connected to one another exclusively in a region of the internal toothing and the external toothing and indirectly via the central screw and the at least one support element. The shaft and the wheel hub therefore contact each other directly in the area of the internal and external teeth. Furthermore, the central screw and the shaft are connected to one another via the threaded shaft of the central screw, the end face of the shaft resting on one side of the support element and the bearing surface of the screw head at least partially resting on the wheel hub and on the other side of the supporting element. Consequently, a diameter of the screw head is greater than a diameter of the shaft, in particular greater than an inner diameter of the support element.

Bevorzugt ist axial zwischen einer Stirnseite der Radnabe und einem Absatz an der Welle ein umlaufender Spalt ausgebildet. Mithin ist die Stirnseite der Radnabe, wo der Spalt ausgebildet ist, getriebeseitig angeordnet, bevorzugt vor der Torsionseinleitung. Insbesondere ist der Absatz an der Welle als Wellenschulter ausgebildet, sodass sich der Durchmesser der Welle im Bereich des Absatzes vergrößert. Durch den umlaufenden Spalt zwischen dem Absatz an der Welle und der Radnabe ergibt sich der Vorteil, dass die Radnabe unabhängig von der Spannkraft der Zentralschraube axial bzw. stirnseitig nicht an der Welle bzw. an der Wellenschulter zur Anlage kommen kann. Dieser umlaufende axiale Spalt zwischen Wellenschulter und Radnabe verhindert die Entstehung von Störgeräuschen durch stirnseitige Kontaktierung der Welle und Radnabe. Ferner wird die Fertigung und Montage von Radnabe und Welle verbessert, wobei nur die vorgefertigte Verspannung im Radlager vorhanden ist und diese nicht zusätzlich durch die Verspannung mit der Gelenkglocke beeinflusst wird. Insbesondere erfolgt auch eine Reibungsoptimierung zwischen Welle und Radnabe, die zu einer Einsparung von CO2-Emissionen führt.A circumferential gap is preferably formed axially between an end face of the wheel hub and a shoulder on the shaft. The end face of the wheel hub, where the gap is formed, is therefore arranged on the transmission side, preferably in front of the initiation of torsion. In particular, the shoulder on the shaft is designed as a shaft shoulder, so that the diameter of the shaft increases in the area of the shoulder. The circumferential gap between the shoulder on the shaft and the wheel hub has the advantage that the wheel hub cannot come into contact axially or at the end of the shaft or the shaft shoulder regardless of the clamping force of the central screw. This circumferential axial gap between the shaft shoulder and the wheel hub prevents the occurrence of interfering noises due to frontal contact between the shaft and the wheel hub. Furthermore, the production and assembly of the wheel hub and shaft is improved, with only the prefabricated bracing being present in the wheel bearing and this being not additionally influenced by the bracing with the joint bell. In particular, there is also an optimization of the friction between the shaft and the wheel hub, which leads to a saving in CO2 emissions.

Vorzugsweise ist der umlaufende Spalt zwischen der Welle und der Radnabe mittels einer Dichtung abgedichtet. Beispielsweise ist der umlaufende Spalt zwischen der Welle und der Radnabe mittels eines Ringelements abgedichtet. Alternativ kann der umlaufende Spalt auch durch einen gequetschten Dichtring, der zwischen der Welle und der Radnabe angeordnet ist, abgedichtet werden. Unter einer Abdichtung des umlaufenden Spalts zwischen der Welle und der Radnabe ist zumindest eine Abschottung gegen Schmutzpartikel und Feuchtigkeit zu verstehen.The circumferential gap between the shaft and the wheel hub is preferably sealed by means of a seal. For example, the circumferential gap between the shaft and the wheel hub is sealed by means of a ring element. Alternatively, the circumferential gap can also be sealed by a squeezed sealing ring which is arranged between the shaft and the wheel hub. Sealing of the circumferential gap between the shaft and the wheel hub is to be understood as at least a partition against dirt particles and moisture.

Erfindungsgemäß ist die Welle zumindest mittelbar mit einer Gelenkglocke verbunden. Insbesondere ist die Welle einteilig mit der Gelenkglocke ausgebildet. Alternativ ist die Welle mehrteilig mit der Gelenkglocke ausgebildet. Beispielsweise ist die Welle formschlüssig und/oder reibschlüssig und/oder stoffschlüssig mit der Gelenkglocke verbunden. Insbesondere ist die Gelenkglocke auf einer entgegengesetzten Seite der Zentralbohrung an der Welle ausgebildet.According to the invention, the shaft is at least indirectly connected to a joint bell. In particular, the shaft is designed in one piece with the joint bell. Alternatively, the shaft is constructed in several parts with the joint bell. For example, the shaft is positively and / or frictionally and / or cohesively connected to the joint bell. In particular, the joint bell is on a opposite side of the central bore formed on the shaft.

Vorzugsweise weist die Radnabe einen Flanschabschnitt zur Aufnahme eines Fahrzeugrades und einen Lagersitzabschnitt zur Aufnahme eines Radlagers auf. Die Radnabe ist insbesondere monolithisch ausgebildet, sodass der Flanschabschnitt und der Lagersitzabschnitt einteilig miteinander verbunden sind. Beispielsweise ist der Lagersitzabschnitt dazu eingerichtet, einen Innenring des Radlagers aufzunehmen, wobei der Innenring eine erste Laufbahn für eine erste Wälzkörperreihe des Radlagers bildet, und wobei eine zweite Laufbahn für eine zweite Wälzkörperreihe des Radlagers unmittelbar an dem Lagersitzabschnitt ausgebildet ist. Bevorzugt ist das Radlager als doppelreihiges Schrägkugellager ausgebildet. Ferner ist das Abstützelement im Bereich des Flanschabschnittes der Radnabe ausgebildet. Insbesondere entsteht durch die axiale Fixierung der Welle durch die Zentralschraube an dem Abstützelement, gegenüber einer stirnseitigen Anlage eines Wellenabsatzes am Lagersitzabschnitt, der Vorteil, dass der Lagersitzabschnitt nicht gestaucht wird, was zu einer längeren Lebensdauer des Radlagers führt. Mithin wird vorteilhafterweise die voreingestellte Lagerverspannung nicht beeinflusst, wodurch die Lebensdauer der Lagerung verbessert wird.The wheel hub preferably has a flange section for receiving a vehicle wheel and a bearing seat section for receiving a wheel bearing. The wheel hub is designed in particular monolithically so that the flange section and the bearing seat section are connected to one another in one piece. For example, the bearing seat section is designed to accommodate an inner ring of the wheel bearing, the inner ring forming a first raceway for a first row of rolling elements of the wheel bearing, and a second raceway for a second row of rolling elements of the wheel bearing being formed directly on the bearing seat section. The wheel bearing is preferably designed as a double-row angular contact ball bearing. Furthermore, the support element is formed in the region of the flange section of the wheel hub. In particular, the axial fixation of the shaft by the central screw on the support element, compared to an end-face contact of a shaft shoulder on the bearing seat section, has the advantage that the bearing seat section is not compressed, which leads to a longer service life of the wheel bearing. The preset bearing tension is therefore advantageously not influenced, as a result of which the service life of the bearing is improved.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung vier bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der vier Figuren näher erläutert. Dabei zeigt

1 eine hälftige schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung einer erfindungsgemäßen Radlagereinheit gemäß einer ersten Ausführungsform,
2 eine hälftige schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Radlagereinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform,
3 eine hälftige schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Radlagereinheit gemäß einer dritten Ausführungsform, und
4 eine hälftige schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Radlagereinheit gemäß einer vierten und fünften Ausführungsform.

Further measures improving the invention are explained in more detail below together with the description of four preferred exemplary embodiments of the invention with reference to the four figures. It shows

1 a half schematic sectional view to illustrate a wheel bearing unit according to the invention according to a first embodiment,
2 a half schematic sectional view to illustrate the wheel bearing unit according to the invention according to a second embodiment,
3 a half schematic sectional view to illustrate the wheel bearing unit according to the invention according to a third embodiment, and
4th a half schematic sectional view to illustrate the wheel bearing unit according to the invention according to a fourth and fifth embodiment.

Gemäß den 1 bis 4 weist eine jeweilige erfindungsgemäße Radlagereinheit 1 eine Welle 2, eine Radnabe 3 und eine Zentralschraube 4, mit einem Gewindeschaft 5 und einem Schraubenkopf 6 auf. Axial zwischen einem stirnseitigen Ende der Welle 2 und dem Schraubenkopf 6 ist ein Abstützelement 11 an der Radnabe 3 angeordnet, wobei das Abstützelement 11 zur axialen Fixierung der Welle 2 an der Radnabe 3 eingerichtet ist. Ferner umfasst die Radlagereinheit 1 ein auf der Radnabe 3 angeordnetes Radlager 21, sowie zwei das Radlager 21 gegen Umwelteinflüssen schützende Dichtringe 22a, 22b.According to the 1 to 4th has a respective wheel bearing unit according to the invention 1 a wave 2 , a wheel hub 3 and a central screw 4th , with a threaded shaft 5 and a screw head 6th on. Axially between a front end of the shaft 2 and the screw head 6th is a support element 11 on the wheel hub 3 arranged, wherein the support element 11 for axial fixation of the shaft 2 on the wheel hub 3 is set up. Furthermore, the wheel bearing unit comprises 1 one on the wheel hub 3 arranged wheel bearing 21 , as well as two the wheel bearing 21 Sealing rings protecting against environmental influences 22a , 22b .

Die Welle 2 ist an einem freien Ende zur Zentralschraube 4 hin zylindrisch ausgebildet, wobei die Radnabe 3 koaxial zur Welle 2 angeordnet ist und eine Durchgangsbohrung 7 mit einer Innenverzahnung 8 aufweist. Die Welle 2 weist eine Außenverzahnung 9 auf, die im zylindrischen Bereich der Welle 2 ausgebildet ist und zur drehfesten Verbindung mit der Innenverzahnung 8 an der Radnabe 3 im Zahneingriff steht.The wave 2 is at one free end to the central screw 4th formed cylindrically towards the wheel hub 3 coaxial to the shaft 2 is arranged and a through hole 7th with internal teeth 8th having. The wave 2 has an external toothing 9 on that in the cylindrical area of the shaft 2 is designed and for a rotationally fixed connection with the internal toothing 8th on the wheel hub 3 is in mesh.

Durch die Zentralschraube 4 sind die Welle 2 und die Radnabe 3 axial miteinander verbunden. Die Welle 2 weist an dem stirnseitigen Ende eine zentrale Gewindebohrung 10 auf, in die der Gewindeschaft 5 der Zentralschraube 4 teilweise eingeschraubt ist. Eine Längsachse A der Zentralschraube 4 stellt gleichzeitig die Rotationsachse der Radlagereinheit 1 dar. Der Schraubenkopf 6 weist einen größeren Durchmesser als der Durchmesser des zylindrischen Bereichs der Welle 2 sowie des Abstützelements 11 auf und kommt stirnseitig an der Radnabe 3 zur Anlage.Through the central screw 4th are the wave 2 and the wheel hub 3 axially connected to each other. The wave 2 has a central threaded hole at the front end 10 into which the threaded shaft 5 the central screw 4th is partially screwed in. A longitudinal axis A. the central screw 4th simultaneously represents the axis of rotation of the wheel bearing unit 1 represents. The screw head 6th has a larger diameter than the diameter of the cylindrical portion of the shaft 2 as well as the support element 11 and comes on the front side of the wheel hub 3 to the system.

Ferner weist die Radnabe 3 einen Flanschabschnitt 19 zur Aufnahme eines - hier nicht dargestellten - Rades und einen Lagersitzabschnitt 20 zur Aufnahme des als zweireihiges Schrägkugellager ausgebildeten Radlagers 21 auf. An dem Lagersitzabschnitt 20 ist ein Innenring 23 des Radlagers 21 aufgenommen, der eine erste Laufbahn für eine erste Wälzkörperreihe 24b des Radlagers 21 bildet. Eine zweite Laufbahn für eine zweite Wälzkörperreihe 24a des Radlagers 21 ist unmittelbar an dem Lagersitzabschnitt 20 ausgebildet.Furthermore, the wheel hub 3 a flange portion 19th for receiving a - not shown here - wheel and a bearing seat section 20th to accommodate the wheel bearing designed as a double row angular contact ball bearing 21 on. At the bearing seat section 20th is an inner ring 23 of the wheel bearing 21 added, the a first career for a first row of rolling elements 24b of the wheel bearing 21 forms. A second career for a second row of rolling elements 24a of the wheel bearing 21 is immediately on the bearing seat section 20th educated.

Ferner umfasst die Welle 2 an ihrer von der Radnabe 3 abgewandten Seite einen als Wellenschulter ausgebildeten Absatz 15, wobei die Welle 2 einteilig mit einer Gelenkglocke 18 verbunden ist. Axial zwischen einer Stirnseite der Radnabe 3 und dem Absatz 15 an der Welle 2 ist ein umlaufender Spalt 16 ausgebildet, wobei der Spalt 16 zwischen der Welle 2 und der Radnabe 3 mittels einer Dichtung 17 abgedichtet ist. Vorliegend sind die Welle 2 und die Radnabe 3 ausschließlich in einem Bereich der Innenverzahnung 8 und Außenverzahnung 9 sowie mittelbar über die Zentralschraube 4 und das mindestens eine Abstützelement 11 miteinander verbunden. Durch den umlaufenden Spalt 16 zwischen dem Absatz 15 an der Welle 2 und der Radnabe 3 ergibt sich der Vorteil, dass die Radnabe 3 unabhängig von der Spannkraft der Zentralschraube 4 axial bzw. stirnseitig nicht an der Welle 2 bzw. an der Wellenschulter zur Anlage kommen kann. Der umlaufende axiale Spalt 16 zwischen Wellenschulter und Radnabe 3 verhindert die Entstehung von Störgeräuschen durch stirnseitige Kontaktierung der Welle 2 und Radnabe 3. Insbesondere entfällt durch die Anlage der Welle 2 an dem Abstützelement 11, die Einstellung einer Vorspannung zwischen der Welle 2 und der Radnabe 3 mittels der Zentralschraube 4. Ferner wird die Fertigung und Montage der beiden Teile erleichtert, wobei dadurch auch eine Reibungsoptimierung zwischen Welle 2 und Radnabe 3 erfolgt, die zu einer Einsparung von CO2-Emissionen führt.The shaft also includes 2 at her from the wheel hub 3 facing away from a shoulder designed as a wave shoulder 15th , with the wave 2 one-piece with a joint bell 18th connected is. Axially between one face of the wheel hub 3 and the paragraph 15th on the shaft 2 is a circumferential gap 16 formed, the gap 16 between the wave 2 and the wheel hub 3 by means of a seal 17th is sealed. Here are the waves 2 and the wheel hub 3 only in one area of the internal toothing 8th and external gearing 9 as well as indirectly via the central screw 4th and the at least one support element 11 connected with each other. Through the circumferential gap 16 between the paragraph 15th on the shaft 2 and the wheel hub 3 there is the advantage that the wheel hub 3 independent of the clamping force of the central screw 4th not axially or at the end of the shaft 2 or can come to rest on the shaft shoulder. The circumferential axial gap 16 between shaft shoulder and wheel hub 3 prevents the occurrence of interfering noises by making contact with the shaft on the face side 2 and wheel hub 3 . In particular, the shaft is no longer required 2 on the support element 11 , setting a preload between the shaft 2 and the wheel hub 3 by means of the central screw 4th . Furthermore, the manufacture and assembly of the two parts is facilitated, which also optimizes the friction between the shaft 2 and wheel hub 3 takes place, which leads to a saving in CO2 emissions.

Der umlaufende Spalt 13 wird radial durch eine Dichtung 25 abgedichtet, wobei die Dichtung 25 an dem Innenring 20 des Radlagers 22 sowie an dem Absatz 12 der Welle 2 zur Anlage kommt. Alternativ kann der umlaufende Spalt 13 auch durch einen gequetschten Dichtring, der zwischen der Welle 2 und der Radnabe 3 angeordnet ist, abgedichtet werden.The circumferential gap 13th becomes radial through a seal 25th sealed, the seal 25th on the inner ring 20th of the wheel bearing 22 and on the paragraph 12th the wave 2 comes to the plant. Alternatively, the circumferential gap 13th also by a squeezed sealing ring between the shaft 2 and the wheel hub 3 is arranged to be sealed.

Gemäß 1 ist das Abstützelement 11 als Sicherungsring 11a ausgebildet, wobei der Sicherungsring 11a in einer radial umlaufenden Nut 12 in der Durchgangsbohrung 7 der Radnabe 3 angeordnet ist. Der Sicherungsring 11a ist dazu eingerichtet, mit seinem aus der Nut 12 ragenden Abschnitt als Anlage für die Stirnseite der Welle 2 zu dienen.According to 1 is the support element 11 as a locking ring 11a formed, the locking ring 11a in a radially circumferential groove 12th in the through hole 7th the wheel hub 3 is arranged. The locking ring 11a is set up to do so with his out of the groove 12th protruding section as an attachment for the face of the shaft 2 to serve.

In 2 ist das Abstützelement 11 als Ringelement 11b ausgebildet, wobei das Ringelement 11b ein Außengewinde 13 aufweist und in einer komplementären Gewindebohrung 14 in der Durchgangsbohrung 7 eingeschraubt ist. Die Gewindebohrung 10 ist somit zwischen dem stirnseitigen Ende der Welle 2 und dem Schraubenkopf 6 koaxial zu der Durchgangsbohrung 7 ausgebildet, wobei in der Gewindebohrung 10 das Ringelement 11b mit dem Außengewinde 13 verschraubt wird. Ferner kommt die Auflagefläche des Schraubenkopfs 6 der Zentralschraube 4 sowohl am Ringelement 11b als auch stirnseitig am Flanschabschnitt 19 der Radnabe 3 zur Anlage.In 2 is the support element 11 as a ring element 11b formed, the ring element 11b an external thread 13th has and in a complementary threaded hole 14th in the through hole 7th is screwed in. The threaded hole 10 is thus between the front end of the shaft 2 and the screw head 6th coaxial with the through hole 7th formed, wherein in the threaded hole 10 the ring element 11b with the external thread 13th is screwed. In addition, there is the contact surface of the screw head 6th the central screw 4th both on the ring element 11b as well as on the face of the flange section 19th the wheel hub 3 to the system.

Gemäß 3 ist das Abstützelement 11 als Ringelement 11c ausgebildet, wobei das Ringelement 11c und die Radnabe 3 stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Dazu ist an dem radseitigen Ende des Flanschabschnittes 19 koaxial zur Durchgangsbohrung 7 eine zum Ringelement 11c komplementäre Ausnehmung 25 ausgebildet. Das Ringelement 11c ist in dieser Ausnehmung 25 angeordnet und mit der Radnabe 3 verschweißt. Ferner kommt die Auflagefläche des Schraubenkopfs 6 der Zentralschraube 4 sowohl an dem Ringelement 11c als auch stirnseitig am Flanschabschnitt 19 der Radnabe 3 zur Anlage.According to 3 is the support element 11 as a ring element 11c formed, the ring element 11c and the wheel hub 3 are firmly connected to each other. This is at the wheel-side end of the flange section 19th coaxial to the through hole 7th one to the ring element 11c complementary recess 25th educated. The ring element 11c is in this recess 25th arranged and with the wheel hub 3 welded. In addition, there is the contact surface of the screw head 6th the central screw 4th both on the ring element 11c as well as on the face of the flange section 19th the wheel hub 3 to the system.

Gemäß 4 ist das Abstützelement 11 als radial nach innen gerichteter Vorsprung 11d ausgebildet und einteilig mit der Radnabe 3 verbunden. Mithin sind das Ringelement 11d und die Radnabe 3 monolithisch ausgebildet. Ferner kommt die Auflagefläche des Schraubenkopfs 6 der Zentralschraube 4 sowohl an dem Vorsprung 11d als auch stirnseitig am Flanschabschnitt 19 der Radnabe 3 zur Anlage.According to 4th is the support element 11 as a radially inwardly directed projection 11d formed and in one piece with the wheel hub 3 connected. So are the ring element 11d and the wheel hub 3 monolithic. In addition, there is the contact surface of the screw head 6th the central screw 4th both on the ledge 11d as well as on the face of the flange section 19th the wheel hub 3 to the system.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: RadlagereinheitWheel bearing unit
22: Wellewave
33: Radnabewheel hub
44th: ZentralschraubeCentral screw
55: GewindeschaftThreaded shaft
66th: SchraubenkopfScrew head
77th: DurchgangsborhungThrough hole
88th: InnenverzahnungInternal gearing
99: AußenverzahnungExternal gearing
1010: GewindeborhungThread hole
1111: AbstützelementSupport element
11a11a: SicherungsringCirclip
11b11b: RingelementRing element
11c11c: RingelementRing element
11 d11 d: Vorsprunghead Start
1212th: NutGroove
1313th: AußengewindeExternal thread
1414th: GewindebohrungThreaded hole
1515th: Absatzparagraph
1616: Spaltgap
1717th: Dichtungpoetry
1818th: GelenkglockeJoint bell
1919th: FlanschabschnittFlange section
2020th: LagersitzabschnittBearing seat section
2121: RadlagerWheel bearings
22a, 22b22a, 22b: DichtringSealing ring
2323: InnenringInner ring
24a, 24b24a, 24b: WälzkörperreiheRolling element series
2525th: AusnehmungRecess
AA.: LängsachseLongitudinal axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102009051930 A1 [0002]

Claims

Wheel bearing unit (1) for a vehicle, comprising a shaft (2), a wheel hub (3) and a central screw (4) which has a threaded shaft (5) and a screw head (6), the wheel hub (3) being coaxial with the shaft (2) is arranged and has a through hole (7) with an internal toothing (8), the shaft (2) having an external toothing (9) which is in meshing engagement with the internal toothing (8) on the wheel hub (3) for non-rotatable connection stands, and wherein the shaft (2) has a central threaded bore (10) at one end, into which the threaded shaft (5) of the central screw (4) is at least partially screwed, characterized in that axially between the end of the shaft ( 2) and the screw head (6) at least one support element (11) is arranged on the wheel hub (3), the at least one support element (11) being set up to axially fix the shaft (2) on the wheel hub (3).

Wheel bearing unit (1) Claim 1 , characterized in that the at least one support element (11) is designed as a securing ring (11a), the securing ring (11a) being arranged in a radially circumferential groove (12) in the through hole (7) of the wheel hub (3).

Wheel bearing unit (1) Claim 1 , characterized in that the at least one support element (11) is designed as a ring element (11b), the ring element (11b) having an external thread (13) and being screwed into a complementary threaded bore (14) on the wheel hub (3).

Wheel bearing unit (1) Claim 1 , characterized in that the at least one support element (11) is designed as a ring element (11c), the ring element (11c) and the wheel hub (3) being materially connected to one another.

Wheel bearing unit (1) Claim 1 , characterized in that the at least one support element (11) is designed as a radially inwardly directed projection (11d) and is connected in one piece to the wheel hub (3).

Wheel bearing unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft (2) and the wheel hub (3) exclusively in a region of the internal toothing (8) and the external toothing (9) and indirectly via the central screw (4) and the at least one support element (11) are connected to one another.

Wheel bearing unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a circumferential gap (16) is formed axially between an end face of the wheel hub (3) and a shoulder (15) on the shaft (2).

Wheel bearing unit (1) Claim 7 , characterized in that the circumferential gap (16) between the shaft (2) and the wheel hub (3) is sealed by means of at least one seal (17).

Wheel bearing unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft (2) is at least indirectly connected to a joint bell (18).

Wheel bearing unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the wheel hub (3) has a flange section (19) for receiving a vehicle wheel and a bearing seat section (20) for receiving a wheel bearing (21).