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DE3618130A1 - Radlagerungs-gleichlaufgelenk-einheit - Google Patents

Radlagerungs-gleichlaufgelenk-einheit

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DE3618130A1
DE3618130A1 DE19863618130 DE3618130A DE3618130A1 DE 3618130 A1 DE3618130 A1 DE 3618130A1 DE 19863618130 DE19863618130 DE 19863618130 DE 3618130 A DE3618130 A DE 3618130A DE 3618130 A1 DE3618130 A1 DE 3618130A1
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DE
Germany
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toothing
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wheel hub
unit according
wheel
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DE19863618130
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DE3618130C2 (de
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Hans-Heinrich Dipl In Welschof
Rudolf Dipl Ing Beier
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GKN Driveline Deutschland GmbH
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Loehr and Bromkamp GmbH
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Publication date
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Priority to BR8702761A priority patent/BR8702761A/pt
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Description

Die Erfindung betrifft eine Radlagerungs-Gleichlaufgelenk- Einheit, mit einer lösbar ausgestalteten Verbindung zwi­ schen Radlagerung und Gleichlaufgelenk und insbesondere einer einstückigen Verbindung zwischen der Radnabe und einem Radflansch, bei der eine Zentralschraube zur axialen Verspannung mit dem Gleichlaufgelenk und ggfs. der Radla­ gerung die Radnabe durchsetzt und in eine Bohrung eines Gelenkkörpers, insbesondere in einem Zapfenansatz am äußeren Gelenkkörper, eingreift und bei der sich ergänzende Verzahnungen zur drehfesten Verbindung an der Radnabe und dem Gelenkkörper vorgesehen sind, sowie ein Verfahren zur Herstellung der Innenverzahnung an erfindungsgemäßen Rad­ lagerungs-Gleichlaufgelenk-Einheiten.
Aus der DE 32 19 747 A 1 ist eine Einheit der eingangs genannten Art bekannt, bei der die drehfeste Verbindung zwischen Radnabe und Gelenkaußenteil über eine kegelige Verzahnung dargestellt ist. Nachteilig an dieser Lösung ist zum einen die kostspielige Herstellung der kompli­ zierten Verzahnungsform, durch die die Herstellung bzw. die Werkzeuge verteuert werden, zum anderen ist es bei der ge­ zeigten Art der Verbindung nicht oder nur schwierig mög­ lich, Radlagerungen mit gesonderten Lagerinnenringen zu verwenden, wie dies zur Erhöhung des Füllungsgrades und damit zur Verringerung des Lagerdurchmessers häufig wün­ schenswert ist. Die axiale Verspannung der Lagerinnenringe würde hierbei wesentliche Schwierigkeiten aufwerfen.
Es sind weiterhin Einheiten der eingangs genannten Art be­ kannt, bei denen anstelle der zuvor beschriebenen kegeli­ gen Verzahnung eine rein radiale stirnseitige Verzahnung vorgesehen ist. Dem Vorteil bezüglich der spielfreien Drehmomentübertragung steht hierbei als Nachteil die verkleinerte Verbindungsfläche gegenüber, die nicht ohne Zuwachs des Lagerdurchmessers vergrößert werden kann. Auch hier ist eine Kombination mit Radlagerungen mit gesondert ausgebildeten Lagerinnenringen nur unter Schwierigkeiten und nur unter Inkaufnahme der Zunahme axialer Baulänge möglich.
Der vorliegenden Erfindung liegt hiervon ausgehend die Auf­ gabe zugrunde, eine lösbare Verbindung zwischen Radlage­ rung und Gelenkkörper zu schaffen, die bei einem geringen Montagehub die Verwendung von kleinen Lagerdurchmessern, insbesondere von Lagern mit gesondert ausgebildetem Lage­ rinnenring, zuläßt.
Die Lösung hierfür besteht darin, daß die Verzahnung an der Radnabe als gerade Stirnradverzahnung ausgebildet ist; diese kann die Form einer Außenverzahnung oder einer Innen­ verzahnung haben. Die erfindungsgemäße Wirkung besteht darin, daß insbesondere die erfindungsgemäße Verbindung im Gegensatz zu den unelastischen Verbänden von hauptsächlich radialer Erstreckung unempfindlich gegen Vorspannungsver­ luste ist, und daß die Darstellung der einfachen Geradver­ zahnungen einfacher und günstiger als die der bekannten Stirn- oder Kegelverzahnungen ist. Hierbei wird eine freie Auswahl der Art der verwendeten Lagerung möglich.
Nach einer ersten günstigen Ausgestaltung ist die Verzah­ nung unmittelbar an der Radnabe auf einem Durchmesser aus­ geführt, der innerhalb des für die Lagermontage notwendi­ gen freien Durchmessers liegt, d.h. je nach Art der Lage­ rung innerhalb des inneren Lagersitzes oder der inneren Lagerschulter. Die Verzahnung wird hierbei in der Regel als Außenverzahnung an der Radnabe ausgebildet sein. Vor­ teilhaft ist hierbei die einfache Art der Herstellung und der Montage.
Nach einer zweiten günstigen Ausgestaltung kann die Verzah­ nung an einem an die Radnabe nach der Lagermontage unlös­ bar angesetzten Teil ausgebildet sein, wodurch sich die Freiheit der Wahl zwischen einer Innenverzahnung und einer Außenverzahnung bietet. Günstig ist hierbei die Vergröße­ rung des Verzahnungsdurchmessers, die eine axiale Verkür­ zung der Verzahnung erlaubt und gleichzeitig die Verwen­ dung einer kleineren Schraube ermöglicht.
Die Verbindung zwischen der Radnabe und dem die Verzahnung tragenden Teil kann durch Schweißung erfolgen, wobei ein anschließender Stauchvorgang bei gesondert ausgebildeten Lagerinnenringen durch den entstehenden Wulst die axiale Sicherung bewirken kann.
Für die Gestaltung des Gelenkaußenteils bieten sich zwei günstige Lösungen an; zum einen kann eine Innenverzahnung am Gelenkkörper in einer axial stirnseitig offenen Ringnut ausgebildet sein, zum anderen ist eine Ausbildung des Ge­ lenkkörpers mit einer radialen Einziehung mit durchge­ hender Innenverzahnung möglich, die von einem separaten Bodenteil hintergriffen wird. In beiden Fällen ist in be­ vorzugter Weise das Innengewinde für die Zentralschraube in einem axial in den Verzahnungsbereich eingreifenden Zapfenansatz ausgebildet.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist insbesondere bei der Verwendung von gesondert ausgebildeten Lagerinnenrin­ gen am Gelenkkörper außerhalb der Verzahnung ein radialer Abstützbereich vorgesehen, der mit der Radnabe bzw. mit dem Lagerinnenring zur Anlage kommt, während zwischen der Radnabe und dem Boden der Ringnut bzw. dem eingesetzten Bodenteil axiales Spiel an der montierten Einheit vorge­ sehen ist.
Bei einer Ausbildung der Verzahnung unmittelbar am Naben­ körper kann zur optimalen Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Durchmessers bei Lagerungen mit separatem La­ gerinnenring der Kopfkreis der Außenverzahnung maßgleich mit dem Durchmesser des entsprechenden Lagersitzes, wäh­ rend bei Lagerausführungen mit einteilig in der Nabe ausge­ bildetem Lagerinnenring der Kopfkreis der Außenverzahnung in bevorzugter Weise maßgleich mit der Lagerschulter sein kann.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Innenverzahnung in einer Ringnut am Gelenkkörper erfolgt gemäß der Erfindung durch Kaltfließpressen (z.B. Taumelschmiedeverfahren), während bei einer in der Einziehung ausgebildeten Innen­ verzahnung bei einem geteilten Gelenkaußenteil die Her­ stellung der Verzahnung erfindungsgemäß durch Stoßen oder Räumen erfolgen kann. Ebenso kann eine Innenverzahnung an dem gesonderten angeschweißten Teil durch Kaltfließpressen erzeugt werden, während für eine Außenverzahnung an diesem Teil ebenfalls u.a. Stoßen oder Räumen in Betracht kommt. In beiden Fällen kann aufgrund des günstigen tragenden Durchmessers auf eine mechanische ebenso wie eine ther­ mische Nachbehandlung verzichtet werden. Weitere Einzel­ heiten der Erfindung werden anhand von drei bevorzugten Ausführungsbeispielen verdeutlicht.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Einheit mit einer In­ nenverzahnung in einer radialen Einziehung des Ge­ lenkaußenteils mit eingesetztem Bodenteil mit zwei Lagervarianten,
Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Einheit mit einer In­ nenverzahnung in einer Ringnut im Gelenkaußenteil mit zwei Lagervarianten.
Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Einheit mit geraden Verzahnungen an einem an die Nabe angeschweißten Scheibenkörper mit zwei Lagervarianten.
In den Figuren, die in wesentlichen Teilen übereinstimmen, sind sich entsprechende Teile mit untereinander gleichen Ziffern versehen.
Im einzelnen ist eine Radnabe 1 dargestellt, die mit einem Gleichlaufgelenk 3 verspannt ist und in einem zweireihigen Lager 2 gehalten ist. Die Verspannung erfolgt über eine zentrale Spannschraube 4, die in ein Innengewinde 5 im Bo­ denteil 6 des Gelenkaußenteils 7 eingreift. Das Gleichlauf­ gelenk weist weiterhin in üblicher Weise ein Gelenkinnen­ teil 8, einen Kugelkäfig 9 und drehmomentübertragende Ku­ geln 10 auf, während die damit verspannte Radnabe aus dem Nabenkörper 11 und dem damit einstückig hergestellten Rad­ flansch 12 besteht.
In Fig. 1 ist am gelenkseitigen Ende des Nabenkörpers 11 eine gerade Außenverzahnung 13 vorgesehen, die in eine entsprechende Innenverzahnung 14 eingreift, die in einem radial eingezogenen Teil 15 des Gelenkaußenteils ausgebildet ist. Diese radiale Einziehung 15 wird von dem separat ausgebildeten Bodenteil 6 des Gelenkaußenteils 7 hintergriffen und ist mit diesem durch Verpressen oder ähnlichem axial formschlüssig und drehfest verbunden. Diese Verbindung kann auch durch Verschweißen oder in anderer Form erfolgen. Im oberen Halbschnitt der Darstellung ist ein Lager mit zwei separaten Lager­ innenringen und einem zweirilligen Lageraußenring 18 dargestelllt, während im unteren Halbschnitt nur ein separater gelenkseitiger Lagerinnenring vorgesehen ist und die zweite Lagerrille unmittelbar im Nabenkörper 11 aus­ gebildet ist. Eine radiale Stirnfläche 20 dient zur axialen Verspannung des oder der Lagerinnenringe, wobei der Kopfkreis der Verzahnung am Nabenkörper im Durchmesser kleiner (oder gleich) als die Sitzfläche der Lagerinnenringe ist. Zur Verkürzung der Bauweise greift zumindest ein Teil des Innengewindes 5 im Bodenteil 6 axial in den Bereich der Verzahnungen 13, 14 ein.
In Fig. 2 ist in Abweichung von Fig. 1 das Bodenteil 6 des Gelenkaußenteils 7 einstückig angeformt, wobei die Innen­ verzahnung 14 im Gelenkaußenteils, die mit der Außenver­ zahnung 13 am Nabenkörper 11 im Eingriff ist, in einer Ringnut 21 im Gelenkaußenteil 7 ausgebildet ist. Auch hier ist im oberen Halbschnitt ein zweireihiges Lager mit zwei separaten Lagerinnenringen 16, 17 dargestellt, während der Lageraußenring 18 einstückig mit einem Flansch 19 verbun­ den ist. Eine radiale Stirnfläche 20 am Gelenkaußenteil dient wiederum dem axialen Verspannen der Lagerinnenringe, wobei der Kopfkreis der Außenverzahnung am Nabenkörper 11 wiederum kleiner (oder gleich) als der Durchmesser des La­ gersitzes ist. In der Darstellung des unteren Halbschnit­ tes sind keine gesonderten Lagerinnenringe vorgesehen, sondern die beiden Lagerrillen sind unmittelbar im Nabenkörper 11 ausgeführt. Die Außenverzahnung 13 am Nabenkörper ist dabei in der gelenkseitigen Lagerschulter 22 ausgestaltet.
In Fig. 3 ist eine Einheit dargestellt, bei der die Ver­ zahnung zwischen einem separaten, unlösbar mit dem Na­ benkörper verbundenen Ringkörper 23 und dem Gelenkaußen­ teil 7 erfolgt, das nach dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen einstückig mit dem Gelenkaußenteils 7 verbundenen Boden 6 aufweist. Das Lager weist im oberen Halbschnitt einen separaten gelenkseitigen Lagerinnenring 17 auf, während in der Darstellung im unteren Halbschnitt ein Lager mit zwei separaten Lagerinnenringen 16, 17 vorge­ sehen sind. Die axiale Festlegung des oder der Lagerin­ nenringe erfolgt jeweils mittels einer durch Stauchung entstandenen Schweißwulst 24, mittels deren der Ringkörper 23 mit dem Nabenkörper 11 verbunden ist. In der Darstel­ lung des oberen Halbschnittes weist der Ringkörper 23 einen zum Gelenk hin gerichteten zylindrischen Ansatz 25 auf, der eine Innenverzahnung 26 trägt, die in einer Außenverzahnung 27 an einer Ringstufe 28 am Gelenkaus­ senteil 7 eingreift. In der Darstellung des unteren Halbschnittes weist der Ringkörper 23 einen Ringsteg 29 auf, der eine Außenverzahnung 30 trägt, die in eine Innenverzahnung 31 an einem Zylinderansatz 32 am Ge­ lenkaußenteil 7 eingreift.
  • Bezugszeichenliste:  1 Radnabe
     2 Lager
     3 Gleichlaufgelenk
     4 Spannschraube
     5 Innengewinde
     6 Bodenteil
     7 Gelenkaußenteil
     8 Gelenkinnenteil
     9 Kugelkäfig
    10 Kugelkörper
    11 Nabenkörper
    12 Radflansch
    13 Außenverzahnung
    14 Innenverzahnung
    15 Einziehung
    16 Lagerinnenring
    17 Lagerinnenring
    18 Lageraußenring
    19 Flanschansatz
    20 Stirnfläche
    21 Ringnut
    22 Lagerschulter
    23 Ringkörper
    24 Schweißwulst
    25 Zylinderansatz
    26 Innenverzahnung
    27 Außenverzahnung
    28 Ringstufe
    29 Ringsteg
    30 Außenverzahnung
    31 Innenverzahnung
    32 Zylinderansatz

Claims (15)

1. Radlagerungs-Gleichlaufgelenk-Einheit, mit einer lös­ bar ausgestalteten Verbindung zwischen Radlagerung und Gleichlaufgelenk und insbesondere einer einstückigen Verbindung zwischen der Radnabe und einem Radflansch, bei der eine Zentralschraube zur axialen Verspannung mit dem Gleichlaufgelenk und ggfs. der Radlagerung die Radnabe durchsetzt und in eine Bohrung eines Gelenk­ körpers, insbesondere in einen Zapfenansatz am äußeren Gelenkkörper, eingreift, und bei der sich ergänzende Verzahnungen zur drehfesten Verbindung an der Radnabe und dem Gelenkkörper vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung an der Radnabe (1) als gerade zy­ lindrische Verzahnung ausgebildet ist. (Fig. 1 bis 3)
2. Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einer Außenverzahnung (13) (Stirnradver­ zahnung) an der Radnabe (1) entsprechende Innenver­ zahnung (14) am Gelenkkörper (3) in einem radial eingezogenen Bereich (15) des Gelenkaußenteils (7) ausgebildet ist. (Fig. 1)
3. Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einer Außenverzahnung (13) (Stirnradverzah­ nung) an der Radnabe (1) entsprechende Innenverzahnung (14) am Gelenkkörper (3) in einer zur Lagerseite axial offenen Ringnut (21) im Gelenkaußenteil (7) aufgenom­ men ist. (Fig. 2)
4. Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung an der Radnabe (1) als gerade zy­ lindrische Verzahnung an einem innerhalb des Durch­ messers des inneren Lagersitzes unlösbar angesetzten Ringkörper (23) ausgebildet ist. (Fig. 3)
5. Einheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einer Außenverzahnung (27) am Gelenkkörper (3) entsprechende Innenverzahnung (26) an einem zum Gelenk gerichteten zylindrischen Ansatz (25) eines mit der Radnabe (1) verbundenen Ringkörpers (23) ausgebildet ist.
6. Einheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einer Innenverzahnung (31) am Gelenkkörper (3) entsprechende Außenverzahnung (30) an einem zum Rad­ lager gerichteten zylindrischen Ansatz (32) eines mit der Radnabe (1) verbundenen Ringkörpers (23) ausge­ bildet ist.
7. Einheit nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (23) durch Reibschweißen mit an­ schließendem Stauchen mit der Radnabe (1) verbunden ist, wobei insbesondere der Schweißwulst (24) die La­ gerinnenringe (16, 17) axial hält.
8. Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenkaußenteil (7) eine Gewindebohrung (5) zur Aufnahme der Zentralschraube (4) in einem sich innerhalb der Verzahnung (13, 14; 26, 27; 30, 31) be­ findlichen und sich axial mit diesem überdeckenden Zapfenansatz aufweist. (Fig. 1-3)
9. Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenkaußenteil (7) eine einen eingezogenen Bereich (15) hintergreifende Zentralmutter (6) mit einem innerhalb der Verzahnung (13, 14) gelegenen und sich axial mit dieser überdeckenden Zapfenansatz zur Aufnahme einer Gewindebohrung (5) für die Zentral­ schraube (4) aufweist. (Fig. 1)
10. Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine sich außerhalb der Innenverzahnung (14) am Gelenkaußenteil (7) unmittelbar anschließende radiale Fläche als Stützfläche gegenüber dem Radlager (2), insbesondere gegenüber einem gesondert ausgebildeten Lagerinnenring (17), ausgebildet ist und die Radnabe (1) gegenüber dem Gelenkaußenteil (7) bzw. der Zen­ tralmutter (6) bei verspannter Einheit im Bereich der Verzahnung einen axialen Abstand aufweist. (Fig. 1 und 2)
11. Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 8 bis 10, für Radlagerungen der Generationen 1, 2 und 3 E mit gesondert ausgebildeten Lagerinnenringen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfkreis der Außenverzahnung (13) an der Radnabe (1) im Durchmesser dem Lagersitz des gelenk­ seitigen Lagerinnenringes (17) entspricht.
12. Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 8 bis 11, für Radlagerungen mit einstückig mit dem Lager­ innenring ausgebildeter Radnabe der Generation 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfkreis der Außenverzahnung (13) an der Radnabe (1) im Durchmesser dem Innenmaß der gelenk­ seitigen Lagerschulter entspricht.
13. Einheit nach einem der Ansprüche 4, 5 oder 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (23) eine Außenverzahnung als Impulsgeber für ein Antiblockiersystem trägt.
14. Verfahren zur Herstellung einer Einheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Innennut am Gelenkaußenteil aufgenom­ mene Innenverzahnung durch Kaltfließpressen herge­ stellt wird.
15. Verfahren zur Herstellung einer Einheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenverzahnung in der Lageraußenglocke durch Stoßen oder Räumen hergestellt wird.
DE19863618130 1986-05-30 1986-05-30 Radlagerungs-gleichlaufgelenk-einheit Granted DE3618130A1 (de)

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