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WO2009040001A1 - Radlagerung für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Radlagerung für ein kraftfahrzeug Download PDF

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Publication number
WO2009040001A1
WO2009040001A1 PCT/EP2008/007590 EP2008007590W WO2009040001A1 WO 2009040001 A1 WO2009040001 A1 WO 2009040001A1 EP 2008007590 W EP2008007590 W EP 2008007590W WO 2009040001 A1 WO2009040001 A1 WO 2009040001A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wheel bearing
cylindrical
raceways
wheel
bearing according
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/007590
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Wolf
Original Assignee
Ab Skf
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ab Skf filed Critical Ab Skf
Priority to CA2707533A priority Critical patent/CA2707533C/en
Publication of WO2009040001A1 publication Critical patent/WO2009040001A1/de

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    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B27/00—Hubs
    • B60B27/02—Hubs adapted to be rotatably arranged on axle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B27/00—Hubs
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • F16C33/60—Raceways; Race rings divided or split, e.g. comprising two juxtaposed rings
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    • F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • F16C35/063—Fixing them on the shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C41/00—Other accessories, e.g. devices integrated in the bearing not relating to the bearing function as such
    • F16C41/04—Preventing damage to bearings during storage or transport thereof or when otherwise out of use

Definitions

  • the invention relates to a wheel bearing for a motor vehicle, in particular for a commercial vehicle, with a wheel bearing unit which supports a wheel hub by means of an axially and radially acting rolling bearing on a steering knuckle.
  • Tapered roller bearings which are usually mounted in an O arrangement, are common for wheel bearings, in particular for commercial vehicle and trailer axles.
  • two tapered roller bearings are employed as far as possible without play or with slight preload in order to mount the wheel hub on the steering knuckle.
  • the two tapered roller bearings thus serve as a combined radial and axial bearing.
  • the invention is therefore based on the invention, a wheel bearing for a motor vehicle of the type mentioned in such a way that a further reduced bearing friction during operation can be achieved, whereby the fuel consumption and thus the emission of pollutants can be reduced. At the same time, the rigidity of the storage should be improved.
  • the solution to this problem by the invention is characterized in that the wheel hub is provided directly or indirectly with two cylindrical raceways for cylindrical rollers and two in at least one radially extending annular portion frontally introduced raceways for balls and that the steering knuckle directly or indirectly with two cylindrical raceways for the cylindrical rollers and provided with two radially extending ring sections frontally introduced raceways for the balls, wherein between the cylindrical raceways, the cylindrical rollers and between the raceways, the balls are arranged.
  • the two cylindrical roller bearings are preferably arranged axially outboard and include the two ball bearings.
  • the rolling bearing is advantageously formed symmetrically to a perpendicular to the axis of rotation of the steering knuckle center plane.
  • the two cylindrical roller bearings can be made the same size.
  • the two ball bearings can be made the same size.
  • the cylindrical raceways of the two cylindrical roller bearings are preferably incorporated directly into the material of the wheel hub.
  • the raceways for balls of the two ball bearings can also be incorporated directly into the material of the wheel hub in at least one radially extending ring section.
  • Other solutions, for example, with pressed into a cast hub outer rings are also possible.
  • the bearing rings which are mounted on the steering knuckle, may be L-shaped in radial section and have both a cylindrical raceway of the two cylindrical roller bearings and a raceway for balls of the two ball bearings. In this case, it has proven useful if the cylindrical raceway of the two cylindrical roller bearings of the bearing rings is bounded on both sides by one board.
  • the two bearing rings can be kept at a defined axial distance by means of a spacer sleeve.
  • a further development provides that the two axial ends of the spacer sleeve are inserted in grooves in the two bearing inner rings, wherein there is a radial interference fit between the spacer sleeve and the bearing ring. This is achieved in an advantageous manner that results in a transport or assembly aid even without further components or elements, since the entire storage unit is then captive due to the non-positive holding effect of the press fit.
  • the wheel hub can have, as an integrally formed part, the two cylindrical raceways of the two cylindrical roller bearings and the two raceways for balls of the two ball bearings.
  • the wheel bearing unit is preferably designed as a preloaded and life-lubricated unit. It can be biased by means of an axle nut screwed onto the steering knuckle.
  • the wheel bearing unit can be sealed from the environment by means of at least one sealing element.
  • a sleeve may also be provided whose outer diameter corresponds to the inner bore of the wheel bearing unit and which is located temporarily in the preassembled wheel bearing unit.
  • the sleeve is preferably made of plastic. It can be arranged with a press fit in the wheel bearing unit.
  • the radial and axial forces acting on the wheel and the tilting moments acting therefrom are absorbed by two cylindrical roller bearings and two axial ball bearings, which form a self-retaining bearing unit.
  • the proposed embodiment allows a very low-friction power transmission between the hub and the steering knuckle and thus in vehicle operation a significant reduction in friction losses.
  • an increase of the bearing stiffness is made possible by the separate recording of the radial and axial forces.
  • the assembly of the unit is significantly simplified, since employment of the wheel bearing is basically eliminated.
  • the assembly is limited to the sliding of the bearing unit on the steering knuckle and a distortion of the inner rings and the spacer sleeve by means of the axle nut with a defined torque.
  • the bearing unit is minimally preloaded after mounting on the steering knuckle and tightening the axle nut via the two thrust ball bearings.
  • a slight axial preload only ensures that the balls are subjected to a minimum load in all load states to avoid sliding.
  • the proposed arrangement is further characterized by a lower wear.
  • Lower heat generation advantageously results in lower lubricant aging and a longer storage life.
  • the proposed wheel bearing can be used on all commercial vehicle axles (trucks and trailer axles).
  • a wheel bearing 1 can be seen for a truck.
  • the bearing of the (not shown) wheel is carried out with a wheel bearing unit 2, which consists of four rolling bearings 4, 5, 6 and 7.
  • a wheel hub 3 is mounted relative to a steering knuckle 8 of the vehicle axle.
  • the stub axle 8 can - as in the embodiment - have a minimally stepped shaft, which is advantageous for the assembly of the wheel bearing unit.
  • the four antifriction bearings 4, 5, 6 and 7 are two cylindrical roller bearings 4 and 7 and two thrust ball bearings 5 and 6.
  • the cylindrical roller bearings 4, 7 have cylindrical raceways 9 and 10 of an outer ring, which in the present case is formed by the wheel hub 3 itself.
  • the cylindrical raceways 19 and 20 are formed by bearing rings (inner rings) 27 and 28, which are placed on the steering knuckle 8. Between the cylindrical raceways 9, 10, 19, 20 cylindrical rollers 11 and 12 are arranged.
  • the wheel hub 3 has one or two radially extending annular sections 13, 14, in each of the front side raceways 15, 16 are incorporated.
  • the bearing rings 27 and 28 have a radial contour in an L-shaped contour, so that there is a radially extending annular portion 21 and 22, respectively, are incorporated into the respective raceways 23 and 24 respectively.
  • the entire wheel bearing unit 2 is formed with its four bearings 4, 5, 6, 7 symmetrical to a center plane 26 which is perpendicular to the axis of rotation 25 of the steering knuckle 8.
  • the cylindrical rollers 11, 12 transmit pure radial forces.
  • the cylindrical track 9, 10 is not limited by ribs.
  • a spacer sleeve 33 holds the two bearing rings 27, 28 at a defined distance when an axle nut 34 is screwed onto the steering knuckle 8 during assembly of the wheel bearing unit.
  • the width of the spacer sleeve is preferably to be chosen so that after tightening the axle nut, the two thrust ball bearings 5, 6 are slightly biased.
  • the spacer sleeve 33 also serve as a frictional connection element between the two inner rings 27 and 28.
  • the sleeve sits over its outer diameter with coverage, d. H. with a press fit, in recesses 37, which are introduced into the inner rings 27 and 28.
  • a captive unit is created, which has a positive effect on transport and installation.
  • a sealing element 35 in the form of a radial shaft seal provides a seal to the environment.
  • the wheel bearing unit can optionally be sealed on both sides.
  • the radial shaft sealing ring for the seal towards the inside of the wheel is thus to be understood as an example here.
  • the cylindrical roller bearing on the inside of the wheel can be made stronger than the arranged on the outside of the wheel cylindrical roller bearing because of the usually higher radial force acting there; however, this is by no means mandatory.
  • a sleeve 36 (in the figure in addition to the steering knuckle 8 shown), which preferably consists of plastic and which allows a very simple installation.
  • the pressed into the bore of the wheel bearing unit 2 sleeve 36 with its outer diameter D holds the storage unit together during transport.
  • the sleeve 36 is simultaneously pushed out of the bearing bore.
  • the mentioned solution may be used, whereafter the spacer sleeve 33 seats with moderate interference fit in the recesses 37 of the inner rings 27, 28 so that the two inner rings are held together in the axial direction.
  • the lubrication of the bearing unit is carried out with an application-optimized smooth running grease.
  • the wheel bearing unit is pushed over the end face of the outer cylindrical roller bearing inner ring.
  • the inner rings are seated with a loose fit on the steering knuckle (recommended tolerance field: "f7") .
  • the transport sleeve (sleeve 36) prevents the bearing components from being separated.
  • the transport sleeve is pushed out when the bearing unit is pushed on.
  • the central axle nut 34 is tightened to a previously specified tightening torque.
  • the two inner rings 27, 28 and the intermediate sleeve (spacer sleeve) 33 are clamped together. The clamping force simultaneously secures the axle nut against loosening.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Radlagerung (1) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Nutzkraftfahrzeug, mit einer Radlagereinheit (2), die eine Radnabe (3) mittels einer axial und radial wirkenden Wälzlagerung (4, 5, 6, 7) auf einem Achsschenkel (8) lagert. Um die Rollreibung während der Fahrt des Kraftfahrzeugs zu minimieren, sieht die Erfindung vor, dass die Radnabe (3) direkt oder indirekt mit zwei zylindrischen Laufbahnen (9, 10) für Zylinderrollen (11, 12) und mit zwei in mindestens einen sich radial erstreckenden Ringabschnitt (13, 14) stirnseitig eingebrachte Laufbahnen (15, 16) für Kugeln (17, 18) versehen ist, und dass der Achsschenkel (8) direkt oder indirekt mit zwei zylindrischen Laufbahnen (19, 20) für die Zylinderrollen (11, 12) und mit zwei in sich radial erstreckende Ringabschnitte (21, 22) stirnseitig eingebrachte Laufbahnen (23, 24) für die Kugeln (17, 18) versehen ist, wobei zwischen den zylindrischen Laufbahnen (9, 10, 19, 20) die Zylinderrollen (11, 12) und zwischen den Laufbahnen (15, 16, 23, 24) die Kugeln (17, 18) angeordnet sind.

Description

B e s c h r e i b u n g
Radlagerung für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Radlagerung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Nutzkraftfahrzeug, mit einer Radlagereinheit, die eine Radnabe mittels einer axial und radial wirkenden Wälzlagerung auf einem Achsschenkel lagert.
Für die Radlagerung insbesondere von NFZ- und Anhänger-Achsen sind Kegelrollenlager üblich, die zumeist in O-Anordnung montiert sind. Dabei werden zwei Kegelrollenlager möglichst spielfrei bzw. mit leichter Vorspannung angestellt, um die Radnabe auf dem Achsschenkel zu lagern. Die beiden Kegelrollenlager dienen somit als kombinierte Radial- und Axiallagerung.
Es ist auch bekannt geworden, zur Lagerung einer Radnabe mehrreihige Schrägkugellager einzusetzen, wobei bis zu vier Lagerreihen nebeneinander angeordnet werden. Es wird damit angestrebt, das Reibmoment bzw. die Verlustleistung des Lagers im Verhältnis zu der genannten Lösung mit zwei Kegelrollenlagern zu reduzieren und so zu einer Verringerung des Kraftstoffverbrauchs zu gelangen.
Auch die genannten Lageranordnungen mit mehreren Schrägkugellagern haben immer noch eine nicht unerhebliche Lagerreibung, die einen entsprechenden Kraftstoffverbrauch nach sich zieht. Es besteht mithin das Bedürfnis, die Radlagereinheit, die die Radnabe radial und axial auf dem Achsschenkel lagern muss, so fortzubilden, dass eine noch geringere Verlustleistung im Betrieb erreicht werden kann.
Der Erfindung liegt daher die A u f g a b e zu Grunde, eine Radlagerung für ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass eine weiter reduzierte Lagerreibung im Betrieb erzielt werden kann, wodurch der Kraftstoffverbrauch und damit auch der Schadstoffausstoß reduziert werden kann. Gleichzeitig soll die Steifigkeit der Lagerung verbessert werden.
Die L ö s u n g dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Radnabe direkt oder indirekt mit zwei zylindrischen Laufbahnen für Zylinderrollen und mit zwei in mindestens einen sich radial erstreckenden Ringabschnitt stirnseitig eingebrachte Laufbahnen für Kugeln versehen ist und dass der Achsschenkel direkt oder indirekt mit zwei zylindrischen Laufbahnen für die Zylinderrollen und mit zwei in sich radial erstreckende Ringabschnitte stirnseitig eingebrachte Laufbahnen für die Kugeln versehen ist, wobei zwischen den zylindrischen Laufbahnen die Zylinderrollen und zwischen den Laufbahnen die Kugeln angeordnet sind.
Die beiden Zylinderrollenlager sind vorzugsweise axial außenliegend angeordnet und schließen die beiden Kugellager ein.
Die Wälzlagerung ist mit Vorteil zu einer auf der Drehachse des Achsschenkels senkrecht stehenden Mittenebene symmetrisch ausgebildet.
Die beiden Zylinderrollenlager können gleich groß ausgebildet sein. Auch die beiden Kugellager können gleich groß ausgebildet sein. Die zylindrischen Laufbahnen der beiden Zylinderrollenlager sind vorzugsweise direkt in das Material der Radnabe eingearbeitet. Die Laufbahnen für Kugeln der beiden Kugellager können ebenfalls direkt in das Material der Radnabe in mindestens einen sich radial erstreckenden Ringabschnitt eingearbeitet sein. Andere Lösungen, beispielsweise mit in eine Gussnabe eingepresste Außenringe, sind ebenfalls möglich.
Die Lagerringe, die auf den Achsschenkel aufgesetzt sind, können im Radialschnitt L-förmig ausgebildet sein und sowohl eine zylindrische Laufbahn der beiden Zylinderrollenlager als auch eine Laufbahn für Kugeln der beiden Kugellager aufweisen. In diesem Falle hat es sich bewährt, wenn die zylindrische Laufbahn der beiden Zylinderrollenlager der Lagerringe beidseitig von je einem Bord begrenzt ist. Die beiden Lagerringe können dabei mittels einer Abstandshülse auf definiertem axialen Abstand gehalten werden.
Eine weitere Fortbildung sieht vor, dass die beiden axialen Enden der Abstandshülse in Eindrehungen in den beiden Lagerinnenringen eingeschoben sind, wobei zwischen der Abstandshülse und dem Lagerring eine radiale Presspassung vorliegt. Damit wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass sich auch ohne weitere Bauteile bzw. Elemente eine Transport- bzw. Montagehilfe ergibt, da die gesamte Lagereinheit dann aufgrund der kraftschlüssigen Haltewirkung der Presspassung unverlierbar ist.
Die Radnabe kann als einstückig ausgebildetes Teil die beiden zylindrischen Laufbahnen der beiden Zylinderrollenlager und die beiden Laufbahnen für Kugeln der beiden Kugellager aufweisen.
Die Radlagereinheit ist vorzugsweise als vorgespannte und lebensdauer-geschmierte Einheit ausgebildet. Sie kann mittels einer auf den Achsschenkel aufgeschraubten Achsmutter vorgespannt sein. Die Radlagereinheit kann gegenüber der Umgebung mittels mindestens eines Dichtelements abgedichtet sein.
Zur Vereinfachung des Transport- und/oder Montagsvorgangs kann auch eine Hülse vorgesehen sein, deren Außendurchmesser der Innenbohrung der Radlagereinheit entspricht und die sich temporär in der vormontierten Radlagereinheit befindet. Die Hülse besteht dabei bevorzugt aus Kunststoff. Sie kann mit Presspassung in der Radlagereinheit angeordnet sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden also die am Rad wirkenden Radial- und Axialkräfte und die daraus wirkenden Kippmomente von zwei Zylinderrollenlagern und zwei Axialkugellagern aufgenommen, die eine selbsthaltende Lagereinheit bilden. Die vorgeschlagene Ausgestaltung erlaubt dabei eine sehr reibungsarme Kraftübertragung zwischen der Radnabe und dem Achsschenkel und damit im Fahrzeugbetrieb eine merkliche Verringerung der Reibungsverluste. Gleichzeitig wird durch die getrennte Aufnahme der Radial- und Axialkräfte eine Erhöhung der Lagersteifigkeit ermöglicht.
Bei der üblichen Lagerung mittels Kegelrollenlagern wirkt wegen der konstruktiven Eigenart des Kegelrollenlagers auch bei der Geradeaus fahrt des Fahrzeugs, d. h. bei reiner Radiallast eine in beiden Lagern induzierte Axialkraft, die sich wiederum teilweise über die Rollenstirnseiten am Führungsbord der beiden Innenringe abstützt und als Gleitreibung wirksam wird. Die verhältnismäßig hohe Gleitreibung zwischen den Rollenstirnseiten und dem Innenring-Führungsbord tritt dabei besonders stark im niedrigen Drehzahlbereich in Erscheinung.
Im Unterschied hierzu arbeitet die vorgeschlagene Lösung in allen Fahrzuständen mit reiner Rollreibung auf konstant niedrigem Niveau. Folglich ergibt sich für vergleichbare Betriebskräfte ein niedrigeres Reibmoment und demzufolge eine niedrigere Beharrungstemperatur, was letztlich auch die Fettgebrauchsdauer positiv beeinflusst. Als Folge der niedrigeren Betriebstemperaturen liegt eine höhere kinematische Schmierstoffviskosität vor und damit auch, als Voraussetzung für eine lange Lagergebrauchsdauer, eine zuverlässige Schmierung.
Eine ausreichend hohe Momentensteifigkeit der Lagereinheit, die besonders in Kombination mit Scheibenbremsen eine wichtige Rolle spielt, ist durch die beiden Zylinderrollenlagersätze mit dem bauartbedingten Druckwinkel (α = 0°) und deren ausreichend großem Abstand zueinander sichergestellt.
Vorbekannte Lageranordnungen für Radlagerungen laufen zumeist mit einem Reibmoment von bis zu 5 Nm, d. h. bei einem Aufleger mit drei Achsen, also sechs Radnaben, errechnet sich ein Gesamtreibmoment von ca. 30 Nm. Mit der vorgeschlagenen Lösung kann dieser Wert nennenswert reduziert werden.
Schließlich ist die Montage der Einheit deutlich vereinfacht, da eine Anstellung der Radlagerung grundsätzlich entfällt. Die Montage beschränkt sich auf das Aufschieben der Lagereinheit auf den Achsschenkel und ein Verspannen der Innenringe und der Distanzhülse mittels der Achsmutter mit einem definierten Anzugsmoment.
Die Lagereinheit ist nach der Montage auf dem Achsschenkel und dem Anziehen der Achsmutter über die beiden Axialkugellager minimal vorgespannt. Eine leichte axiale Vorspannung stellt lediglich sicher, dass die Kugeln in allen Lastzuständen zur Vermeidung von Gleitvorgängen mit einer Minimallast beaufschlagt sind.
Die vorgeschlagene Anordnung zeichnet sich weiter durch einen geringeren Verschleiß aus. Durch eine geringere Wärmeentwicklung ergibt sich in vorteilhafter Weise auch eine geringere Schmierstoffalterung und eine längere Lagergebrauchsdauer.
Die vorgeschlagene Radlagerung kann bei allen Nutzfahrzeugachsen eingesetzt werden (LKW und Anhängerachsen).
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die einzige Figur zeigt den Radialschnitt durch eine Radlagerung eines Lastkraftwagens oder Anhängers.
In der Figur ist eine Radlagerung 1 für einen Lastkraftwagen zu sehen. Die Lagerung des (nicht dargestellten) Rades erfolgt mit einer Radlagereinheit 2, die aus vier Wälzlagerungen 4, 5, 6 und 7 besteht. Mit der Radlagereinheit 2 wird eine Radnabe 3 relativ zu einem Achsschenkel 8 der Fahrzeugachse gelagert. Der Achsschenkel 8 kann dabei - wie im Ausführungsbeispiel - einen minimal gestuften Schaft aufweisen, was vorteilhaft für die Montage der Radlagereinheit ist.
Bei den vier Wälzlagerungen 4, 5, 6 und 7 handelt es sich um zwei Zylinderrollenlager 4 und 7 und zwei Axial-Kugellager 5 und 6.
Die Zylinderrollenlager 4, 7 weisen zylindrische Laufbahnen 9 und 10 eines Außenrings auf, der vorliegend durch die Radnabe 3 selber gebildet wird. Die zylindrischen Laufbahnen 19 und 20 werden durch Lagerringe (Innenringe) 27 und 28 gebildet, die auf den Achsschenkel 8 aufgesetzt sind. Zwischen den zylindrischen Laufbahnen 9, 10, 19, 20 sind Zylinderrollen 11 bzw. 12 angeordnet.
Axial zwischen den beiden Zylinderrollenlagern 4 und 7 sind die beiden Axial- Kugellager 5 und 6 positioniert. Die Kugeln 17, 18 sind zwischen je zwei ring- oder scheibenförmigen Bauteilen angeordnet, die die entsprechenden Laufbahnen für die Kugeln aufweisen. Die Radnabe 3 hat hierzu einen bzw. zwei sich radial erstreckende Ringabschnitte 13, 14, in die jeweils stirnseitig Laufbahnen 15, 16 eingearbeitet sind. Die Lagerringe 27 und 28 haben im Radialschnitt eine L-fÖrmige Kontur, so dass sich ein sich radial erstreckender Ringabschnitt 21 bzw. 22 ergibt, in die jeweilige Laufbahnen 23 bzw. 24 eingearbeitet sind.
Wie gesehen werden kann, ist die gesamte Radlagereinheit 2 mit ihren vier Lagern 4, 5, 6, 7 symmetrisch zu einer Mittenebene 26 ausgebildet, die senkrecht auf der Drehachse 25 des Achsschenkels 8 steht.
Die Zylinderrollen 11, 12 übertragen reine Radialkräfte. Zur axialen Führung der Zylinderrollen weisen die Innenringe 27, 28 beidseitig Borde 29 und 30 am Lagerring 27 und 31 und 32 am Lagerring 28 auf. Am korrespondierenden Außenring ist die zylindrische Laufbahn 9, 10 nicht durch Borde begrenzt.
Eine Abstandshülse 33 hält die beiden Lagerringe 27, 28 auf definiertem Abstand, wenn eine Achsmutter 34 bei der Montage der Radlagereinheit auf den Achsschenkel 8 aufgeschraubt wird. Die Breite der Abstandshülse ist bevorzugt so zu wählen, dass nach dem Anziehen der Achsmutter die beiden Axialkugellager 5, 6 gering vorgespannt sind.
Zusätzlich kann die Abstandshülse 33 auch als kraftschlüssiges Verbindungselement zwischen den beiden Innenringen 27 und 28 dienen. In diesem Falle sitzt die Hülse über ihren Außendurchmesser mit Überdeckung, d. h. mit einem Presssitz, in Eindrehungen 37, die in die Innenringe 27 und 28 eingebracht sind. Es entsteht eine unverlierbare Einheit, was sich für den Transport und die Montage positiv bemerkbar macht.
Ein Dichtelement 35 in Form einer Radialwellendichtung sorgt für eine Abdichtung zur Umgebung. Die Radlagereinheit kann optional beidseitig abgedichtet werden. Der Radialwellendichtring für die Abdichtung zur Radinnenseite hin ist hier also beispielhaft zu verstehen.
Das Zylinderrollenlager an der Radinnenseite kann wegen der dort wirkenden meist höheren Radialkraft stärker ausgebildet sein als das an der Radaußenseite angeordnete Zylinderrollenlager; dies ist jedoch keineswegs zwingend.
Aus wirtschaftlichen Gründen sind für die jeweils gleichen Lager 4 und 7 bzw. 5 und 6 der Einsatz gleicher Rollensätze bevorzugt.
Besonders vorteilhaft ist bei Achsschenkeln ohne Stufung und bei gleichen Bohrungsdurchmessern der Innenringe das Vorsehen einer Hülse 36 (in der Figur zusätzlich zum Achsschenkel 8 eingezeichnet), die bevorzugt aus Kunststoff besteht und die eine sehr einfache Montage erlaubt. Die in die Bohrung der Radlagereinheit 2 eingepresste Hülse 36 mit ihrem Außendurchmesser D hält während des Transports die Lagereinheit zusammen. Während des Aufschiebens der Lagereinheit 2 auf den Achsschenkel 8 wird die Hülse 36 gleichzeitig aus der Lagerbohrung heraus geschoben.
Alternativ kann zur Unterstützung der Handhabung während des Transports und/oder der Montage die erwähnte Lösung zum Einsatz kommen, wonach die Abstandshülse 33 mit moderatem Presssitz in den Eindrehungen 37 der Innenringe 27, 28 sitzt, so dass die beiden Innenringe in axiale Richtung zusammengehalten werden.
Die Schmierung der Lagereinheit erfolgt mit einem anwendungsoptimierten Leichtlauffett.
Bei der Geradeausfahrt wird die im Reifenaufstandspunkt wirkende Radkraft entsprechend der axialen Position der Raddrucklinie anteilig von den beiden Zylinderrollenlagern aufgenommen. Die aus dem Radsturz resultierende Axialkraft wird von einem der beiden Axialkugellager aufgenommen. Ansonsten wirkt die bei der Montage aufgebrachte axiale Vorspannkraft in beiden Kugelreihen.
Bei Kurvenfahrt wird die radiale Radaufstandskraft entsprechend der axialen Position der Raddrucklinie anteilig von den beiden Zylinderrollenlagern aufgenommen und das durch die Axialkraft und den dynamischen Reifenradius induzierte Kippmoment gleichfalls über beide Zylinderrollenlager abgestützt. Die Axialkraft, die an der Radnabe durch die am Fahrzeug wirkende Fliehkraft entsteht, wird abhängig von der Kraftrichtung (kurveninneres oder kurvenäußeres Rad) von der mittigen Gehäusescheibe auf das jeweils belastete Axialkugellager übertagen und über die „Wellenscheibe" des jeweiligen Innenrings in den Achsschenkel geleitet.
Bei der Montage der Radlagereinheit wird wie folgt vorgegangen:
Zunächst wird die Radlagereinheit über die Stirnseite des äußeren Zylinderrollenlager-Innenrings aufgeschoben. Die Innenringe sitzen mit einer losen Passung auf dem Achsschenkel (empfohlenes Toleranzfeld: „f7"). Die Transporthülse (Hülse 36) verhindert ein Trennen der Lagerkomponenten. Beim Aufschieben der Lagereinheit wird die Transporthülse ausgeschoben.
Dann wird die zentrale Achsmutter 34 mit einem zuvor spezifizierten Anzugsmoment angezogen. Dabei werden die beiden Innenringe 27, 28 und die Zwischenhülse (Abstandshülse) 33 miteinander verspannt. Die Verspannkraft sichert gleichzeitig die Achsmutter gegen Lösen.
Das Radialspiel in den Zylinderrollenlagern ist voreingestellt und liegt sehr nahe bei Null; eine Veränderung während der Montage ist durch den losen Sitz der Innenring ausgeschlossen. Bezugszeichenliste
1 Radlagerung
2 Radlagereinheit
3 Radnabe
4 Wälzlagerung (Zylinderrollenlager)
5 Wälzlagerung (Axial-Kugellager)
6 Wälzlagerung (Axial-Kugellager)
7 Wälzlagerung (Zylinderrollenlager)
8 Achsschenkel
9 zylindrische Laufbahn
10 zylindrische Laufbahn
1 1 Zylinderrolle
12 Zylinderrolle
13 Ringabschnitt
14 Ringabschnitt
15 Laufbahn
16 Laufbahn
17 Kugel
18 Kugel
19 zylindrische Laufbahn
20 zylindrische Laufbahn
21 Ringabschnitt
22 Ringabschnitt 23 Laufbahn
24 Laufbahn
25 Drehachse
26 Mittenebene
27 Lagerring
28 Lagering
29 Bord
30 Bord
31 Bord
32 Bord
33 Abstandshülse
34 Achsmutter
35 Dichtelement
36 Hülse
37 Eindrehung
D Durchmesser

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h eRadlagerung für ein Kraftfahrzeug
1. Radlagerung (1) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Nutzkraftfahrzeug, mit einer Radlagereinheit (2), die eine Radnabe (3) mittels einer axial und radial wirkenden Wälzlagerung (4, 5, 6, 7) auf einem Achsschenkel (8) lagert, dadurch gekennzeichnet, dass die Radnabe (3) direkt oder indirekt mit zwei zylindrischen Laufbahnen (9, 10) für Zylinderrollen (11, 12) und mit zwei in mindestens einen sich radial erstreckenden Ringabschnitt (13, 14) stirnseitig eingebrachte Laufbahnen (15, 16) für Kugeln (17, 18) versehen ist und dass der Achsschenkel (8) direkt oder indirekt mit zwei zylindrischen
Laufbahnen (19, 20) für die Zylinderrollen (1 1, 12) und mit zwei in sich radial erstreckende Ringabschnitte (21, 22) stirnseitig eingebrachte Laufbahnen (23, 24) für die Kugeln (17, 18) versehen ist, wobei zwischen den zylindrischen Laufbahnen (9, 10, 19, 20) die Zylinderrollen (11, 12) und zwischen den Laufbahnen (15, 16, 23, 24) die
Kugeln (17, 18) angeordnet sind.
2. Radlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zylinderrollenlager (9, 11, 19; 10, 12, 20) axial außenliegend angeordnet sind und die beiden Kugellager (15, 17, 23; 16, 18, 24) einschließen.
3. Radlagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzlagerung (4, 5, 6, 7) zu einer auf der Drehachse (25) des Achsschenkels (8) senkrecht stehenden Mittenebene (26) symmetrisch ausgebildet ist.
4. Radlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zylinderrollenlager (9, 11, 19; 10, 12, 20) gleich groß ausgebildet sind.
5. Radlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kugellager (15, 17, 23; 16, 18, 24) gleich groß ausgebildet sind.
6. Radlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrischen Laufbahnen (9, 10) der beiden Zylinderrollenlager (9, 11, 19; 10, 12, 20) direkt in das Material der Radnabe (3) eingearbeitet sind.
7. Radlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbahnen (15, 16) für Kugeln (17, 18) der beiden Kugellager (15, 17, 23; 16, 18, 24) direkt in das Material der Radnabe (3) in mindestens einen sich radial erstreckenden Ringabschnitt (13, 14) eingearbeitet sind.
8. Radlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerringe (27, 28), die auf den Achsschenkel (8) aufgesetzt sind, im Radialschnitt L-förmig ausgebildet sind und sowohl eine zylindrische Laufbahn (19, 20) der beiden Zylinderrollenlager (9, 11, 19; 10, 12, 20) als auch eine Laufbahn (23, 24) für Kugeln (17, 18) der beiden Kugellager (15, 17, 23; 16, 18, 24) aufweisen.
9. Radlagerung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrische Laufbahn (19, 20) der beiden Zylinderrollenlager (9, 11, 19; 10, .12, 20) der Lagerringe (27, 28) beidseitig von je einem Bord (29, 30; 31, 32) begrenzt ist.
10. Radlagerung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Lagerringe (27, 28) mittels einer Abstandshülse (33) auf definiertem axialen Abstand gehalten werden.
1 1. Radlagerung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden axialen Enden der Abstandshülse (33) in Eindrehungen (38) in den beiden Lagerringen (27, 28) eingeschoben sind, wobei zwischen der Abstandshülse (33) und dem Lagerring (27, 28) eine radiale Presspassung vorliegt.
12. Radlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Radnabe (3) als einstückig ausgebildetes Teil die beiden zylindrischen Laufbahnen (9, 10) der beiden Zylinderrollenlager (9, 11, 19; 10, 12, 20) und die beiden Laufbahnen (15, 16) für Kugeln (17, 18) der beiden Kugellager (15, 17, 23; 16, 18, 24) aufweist.
13. Radlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Radlagereinheit (2) als vorgespannte und lebensdauer-geschmierte Einheit ausgebildet ist.
14. Radlagerung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Radlagereinheit (2) mittels einer auf den Achsschenkel (3) aufgeschraubten Achsmutter (34) vorgespannt ist.
15. Radlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Radlagereinheit (2) gegenüber der Umgebung mittels mindestens eines Dichtelements (35) abgedichtet ist.
16. Radlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch eine Hülse (36), deren Außendurchmesser (D) der Innenbohrung der Radlagereinheit (2) entspricht und die sich temporär in der vormontierten Radlagereinheit (2) befindet.
17. Radlagerung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (36) aus Kunststoff besteht.
18. Radlagerung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (36) mit Presspassung in der Radlagereinheit (2) angeordnet ist.
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