Bezeichnung der Erfindung

Zweireihige Radlagereinheit

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine zweireihige Radlagereinheit für ein Fahrzeug, umfassend einen fahrzeugfesten Achsstummel und eine auf diesem mittels zweier axial beabstandeter Wälzlagerkörperreihen drehbar gelagerte, einen Radflansch tragende Radnabe.

Hintergrund der Erfindung

Derartige Radlagereinheiten werden insbesondere zur Lagerung der nicht angetriebenen Räder von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Sie sind so ausgelegt, dass sie die im Betrieb auftretenden Belastungen, beispielsweise die durch das Fahrzeuggewicht verursachte Radiallast und die beispielsweise bei der Kurvenfahrt auftretenden Kippmomente um eine zur Radlagerachse senkrechte Achse aufnehmen können. Bei einer entsprechenden Auslegung der Wälzkörperreihen, beispielsweise als Schrägrollenlager oder als Schrägku-

gellager, sind diese Radlagereinheiten auch in der Lage, die im Betrieb auftretenden Axialkräfte aufzunehmen.

Die Website kfz-tech-de/radlager.htm zeigt eine typische Radlagereinheit der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art mit einer äußeren, rad- flanschnahen Wälzkörperreihe und einer inneren, radflanschfernen Wälzkörperreihe. Die konstruktiven Vorgaben, also die Abmessungen eines Achsstummels und der auf die weitgehend genormten Radfelgen abgestimmten Radnabe, aber auch Fragen der Teilelagerhaltung beim Hersteller bzw. der Ersatzteillagerhaltung beim Reparaturbetrieb legen es an sich nahe, die beiden Wälzkörperreihen gleich auszubilden. Die beiden Wälzkörperreihen werden jedoch wegen ihres unterschiedlichen Abstandes zum Radflansch durch die über diesen Radflansch in die Radlagereinheit eingeleiteten Kräfte und Momente unterschiedlich belastet, so dass sie einem unterschiedlichen Verschleiß unterliegen und damit eine unterschiedliche Lebensdauer haben. Daher müssen solche Radlagereinheiten schon dann ausgewechselt werden, wenn die weniger belastete Wälzkörperreihe das Ende ihrer theoretisch möglichen Lebensdauer noch nicht erreicht hat.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radlagereinheit der im O- berbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, welche besser an die jeweiligen Belastungsverhältnisse in einem Fahrzeug angepasst ist, so dass sich ein weitgehend gleichmäßiger Verschleiß beider Wälzkörperreihen ergibt.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Belastbarkeit von Wälzlagern unter anderem auch eine Funktion des Lagerdurchmessers ist, so dass durch eine geeignete Wahl der Wälzkreisdurchmesser der Wälzkörperreihen eine Anpassung an die Belastungsverhältnisse möglich ist, ohne im übrigen in die durch die vorne erwähnten Vorgaben bedingte Konstruktion stärker einzugreifen.

Die US 2005/0111771 A1 zeigt eine zweireihige Radlagereinheit für ein Fahrzeug, bei der die Innenringanordnung für die beiden Wälzkörperreihen als drehender Radflansch ausgebildet ist, während die Außenringanordnung drehfest am Fahrzeugaufbau angeordnet ist. Bei dieser bekannten Radlagereinheit ist der Wälzkreisdurchmesser der axial äußeren Wälzkörperreihe gegenüber dem Wälzkreisdurchmesser der axial inneren Wälzkörperreihe vergrößert. Auf diese Weise soll das Druckzentrum Po so weit nach außen verlegt und die Hebelarmlänge bezüglich der eingeleiteten Kraft F _R so weit vergrößert werden, dass die Reaktionskraft FVR gleich der Reaktionskraft F _V i der axial inneren Wälzkörperreihe ist. Es handelt sich hierbei demnach um eine bauliche Maßnahme, um die auf die beiden Wälzkörperreihen wirkenden Belastungen und damit die zu erwartende Lebensdauer der beiden Wälzkörperreihen aneinander anzugleichen.

Die Erfindung geht daher aus von einer zweireihigen Radlagereinheit für ein Fahrzeug, umfassend einen fahrzeugfesten Achsstummel und eine auf diesem mittels zweier axial beabstandeter Wälzkörperreihen drehbar gelagerte, einen Radflansch tragende Radnabe. Dabei ist weiter vorgesehen, dass die beiden Wälzkörperreihen unterschiedliche Wälzkreisdurchmesser haben, derart, dass die Belastbarkeit der Wälzkörperreihen den jeweiligen tatsächli- chen Belastungen entspricht. Im Gegensatz zur oben genannten US- Patentschrift wird bei der vorliegenden Erfindung nicht die Belastung sondern die Belastbarkeit der beiden Wälzkörperreihen an die konstruktiv vor-

gegebenen Belastungsverhältnisse angepasst, um zu dem gleichen Ziel zu kommen.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die in Bezug zum freien Ende des Achsstummels axial äußere Wälzkörperreihe im Wesentlichen in der Ebene des Radflansches angeordnet ist, so dass diese hauptsächlich nur durch das Fahrzeuggewicht verursachte Radialkräfte aufzunehmen hat, von auf das Rad wirkenden Kippkräften jedoch im Wesentlichen nicht belastet wird.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Wälzkreisdurchmesser der in Bezug zum freien Ende des Achsstummels axial inneren Wälzkörperreihe größer als der Wälzkreisdurchmesser der äußeren Wälzkörperreihe ist. Damit ist auch die Belastbarkeit der inneren Wälzkör- perreihe größer als die der äußeren Wälzkörperreihe. Eine derartige Anordnung bietet sich beispielsweise für Rennwagen oder dergleichen an, die ein geringes Gewicht haben, jedoch Kurven mit hoher Geschwindigkeit durchfahren, so dass auf die Räder hohe Kippmomente wirken.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist der Wälzkreisdurchmesser der inneren Wälzkörperreihe kleiner als der Wälzkreisdurchmesser der äußeren Wälzkörperreihe. Damit ist die Belastbarkeit der äußeren, rad- flanschnahen Wälzkörperreihe größer als die der radflanschfernen, inneren Wälzkörperreihe. Eine derartige Anordnung bietet sich beispielsweise für Schwerlastfahrzeuge an, bei denen die äußere Wälzkörperreihe einen größeren Teil der über den Radflansch eingeleiteten Querkraft aufzunehmen hat.

Eine Vergrößerung des Wälzkreisdurchmessers lässt sich auch über eine Vergrößerung des Durchmessers der Wälzkörper selbst erreichen. Damit können die vorne beschriebenen Effekte auch dadurch erzielt werden, dass abhängig von den jeweiligen Belastungsverhältnissen der Wälzkörperdurch-

messer der inneren Wälzkörperreihe kleiner oder größer als der Wälzkörperdurchmesser der äußeren Wälzkörperreihe ist, wie anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert wird.

Gemäß der Erfindung ist zumindest eine der Wälzkörperreihen eine Kugelreihe, wobei die Kugelreihe bzw. die Kugelreihen jeweils als Schrägkugellagerreihen ausgebildet sind, damit die Radlagereinheit auch Axialkräfte aufnehmen kann, so dass ein gesondertes Axiallager entbehrlich ist. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die beiden Wälzkörper- reihen als Schrägkugellagerreihen mit gegeneinander gerichteten Lastwirkungslinien ausgebildet.

Eine konstruktive Vereinfachung der Radlagereinheit lässt sich dadurch erreichen, dass die Radnabe als Außenring für die beiden Wälzkörperreihen ausgebildet ist, wobei die Laufbahnen der beiden Wälzkörperreihen direkt in die Innenwand der Radnabe eingearbeitet sind. Aus montagetechnischen Gründen sind den beiden Wälzkörperreihen jeweils eigene, auf dem Achsstummel sitzende Innenringe zugeordnet.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an einigen Ausführungsformen /läher erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Radlagereinheit, und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Radlagereinheit in einer anderen Ausgestaltung.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen

Die in Fig. 1 dargestellte Radlagereinheit 2 umfasst einen fahrzeugfesten Achsstummel 4 und eine auf diesem drehbar gelagerte Radnabe 6, die einen Radflansch 8 trägt, an welchem in an sich bekannter Weise eine nicht dargestellte Radfelge festgeschraubt werden kann. Die Radnabe 6 ist mittels zweier axial beabstandeter Wälzkörperreihen, nämlich einer radflanschna- hen, äußeren Wälzkörperreihe 10 und einer radflanschfernen, inneren Wälzkörperreihe 12 drehbar gelagert. Die Wälzkörperreihen 10, 12 sind im vorlie- genden Ausführungsbeispiel als Schrägkugellagerreihen mit gegeneinander geneigten Lastwirkungslinien 14 bzw. 16 ausgebildet.

Jede der beiden Wälzkörperreihen 10 bzw. 12 weist einen eigenen, auf dem Achsstummel 4 sitzenden Innenring 18 bzw. 20 auf. Als gemeinsamer Au- ßenring für die Wälzkörperreihen 10 bzw. 12 dient die Radnabe 6, an deren Innenwand entsprechende Laufbahnen für die Wälzkörper ausgebildet sind.

Wie die Fig. 1 erkennen lässt, ist die äußere Wälzkörperreihe 10 im Wesentlichen in der Ebene des Radfiansches 8 angeordnet. Der Wälzkreisdurch- messer D1 der äußeren Wälzkörperreihe 10 ist aus Montagegründen durch den kleinsten Innendurchmesser unterhalb des Felgensitzes am Radflansch begrenzt. Deren Innenring 18 wird bei der Lagermontage unterhalb des Felgensitzes hindurchgeführt. Der Wälzkreisdurchmesser D2 der inneren Wälzkörperreihe 12 ist im Wesentlichen nicht begrenzt, so dass er gegenüber dem Wälzkreisdurchmesser D1 größer sein kann.

Wie weiter vorne bereits ausgeführt wurde, ist die in Fig. 1 dargestellte Radlagereinheit im Wesentlichen für schnelle, sportliche Fahrzeuge ausgelegt, deren Gewicht vergleichsweise gering ist, auf deren Räder jedoch bei schneller Kurvenfahrt hohe Kippmomente wirken.

Fig. 2 zeigt eine Radlagereinheit 22 ähnlich der in Fig. 1 , die sich von dieser jedoch in der Ausgestaltung der beiden Wälzkörperreihen unterscheidet, wie nachstehend dargelegt wird. Die radflanschnahe, äußere Wälzkörperreihe 24 und die radflanschferne, innere Wälzkörperreihe 26 sind jeweils über zu- geordnete Innenringe 28 bzw. 30 mit geringfügig unterschiedlichen Innendurchmessern auf dem abgestuften Achsstummel 32 angeordnet. Der beiden Wälzkörperreihen 24 bzw. 26 gemeinsame Außenring wird wie im Beispiel der Fig. 1 durch die den Radflansch 34 tragende Radnabe 36 gebildet.

Um die Belastbarkeit der äußeren Wälzkörperreihe 24 gegenüber derjenigen der inneren Wälzkörperreihe 26 zu erhöhen, ist die äußere Wälzkörperreihe 24 mit Kugeln größeren Durchmessers D gegenüber dem Durchmesser d der inneren Wälzkörperreihe 26 bestückt, wodurch sich auch ein gegenüber dem Wälzkreisdurchmesser D2 der inneren Wälzkörperreihe 26 größerer Wälzkreisdurchmesser D 1 ergibt.

Wie weiter vorne bereits erwähnt wurde, ist eine Radlagereinheit der in Fig. 2 dargestellten Ausgestaltung vorwiegend für schwere Fahrzeuge ausgelegt, bei denen die auf die Radlagereinheit wirkende Radialkraft, nicht jedoch auf die Räder wirkende Kippmomente bestimmend sind.

Bezugszeichenliste

2 Radlagereinheit

4 Achsstummel

6 Radnabe

8 Radflansch

10 Wälzkörperreihe (äußere)

12 Wälzkörperreihe (innere)

14 Lastwirkungslinie

16 Lastwirkungslinie

18 Innenring

20 Innenring

22 Radlagereinheit

24 Wälzkörperreihö (äußere)

26 Wälzkörperreihe (innere)

28 Innenring

30 Innenring

32 Achsstummel

34 Radflansch

36 Radnabe

D1 Wälzkreisdurchmesser

D2 Wälzkreisdurchmesser

D Wälzkörperdurchmesser d Wälzkörperdurchmesser