NIEBLING, Peter (Jahnstrasse 2a, Bad Kissingen, 97688, DE)
LANGER, Roland (Goethestrasse 5, Schwanfeld, 97523, DE)
TSELUYKO, Pavel (Kornacherstrasse 4, Schweinfurt, 97421, DE)
PARTHEYMÜLLER, Peter (Model 9, Marktgraitz, 96257, DE)
FISCHER, Raphael (Christoph-Krebs-Strasse 6, Schweinfurt, 97422, DE)
NIEBLING, Peter (Jahnstrasse 2a, Bad Kissingen, 97688, DE)
LANGER, Roland (Goethestrasse 5, Schwanfeld, 97523, DE)
TSELUYKO, Pavel (Kornacherstrasse 4, Schweinfurt, 97421, DE)
PARTHEYMÜLLER, Peter (Model 9, Marktgraitz, 96257, DE)
| Patentansprüche :
1. Radlageranordnung (1)
mit einem Adapterabschnitt (7a) , welcher mit einer Gelenkglocke (7) oder einem anderen Adapterelement verbunden und/oder verbindbar ist,
mit einem Zapfenabschnitt (18), welcher mit einer Radnabe (2) verbunden und/oder verbindbar ist,
mit einem separaten Innenring (17), welcher eine Laufbahn (36) für Wälzkörper der Radlageranordnung (1) bereitstellt und welcher auf dem Zapfenabschnitt (18) angeordnet ist,
wobei der Adapterabschnitt (7a) und der Zapfenabschnitt (18) über eine Stirnverzahnung (3,4) miteinander verzahnt sind,
und mit einem Spannelement (22), welches den Adapterabschnitt (7a) und den Zapfenabschnitt (18) unter einer Gesamtvorspannung miteinander verspannt,
wobei die Stirnverzahnung (3,4) mit einer ersten Vorspannung entlang eines ersten Kraftwegs (A) zwischen dem Adapterabschnitt (7a) und dem Zapfenabschnitt (18) eingespannt ist,
dadurch gekennzeichnet
dass der Innenring (17) mit einer zweiten Vorspannung entlang eines zweiten Kraftwegs (B) zwischen dem Adapterabschnitt (7a) und dem Zapfenabschnitt (18) eingespannt ist, wobei erster und zweiter Kraftweg (A, B) zumindest abschnittsweise parallel zueinander verlaufen.
2. Radlageranordnung ( 1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfenabschnitt (18) als ein zylinderförmiger und/oder hohlzylinderförmiger Abschnitt und/oder Endabschnitt ausgebildet ist.
3. Radlageranordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten und/oder in dem zweiten
Kraftweg (A, B) ein elastisches und/oder plasto-elastisches Verformungsmittel (27) zwischengeschaltet ist, welches einen zusätzlichen Verformungsweg in mindestens einem der Kraftwege (A, B) bereitstellt.
4. Radlageranordnung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verformungsmittel (27) so ausgebildet und/oder angeordnet ist, dass der Betrag der ersten Vorspannung größer als der Betrag der zweiten Vorspannung ist.
5. Radlageranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verformungsmittel (27) ausgebildet und/oder angeordnet ist, dass es im eingebauten Zustand mit einer der Vorspannungen beaufschlagt ist, so dass das Verformungsmittel (27) plastisch verformt ist.
6. Radlageranordnung (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsbereich (41) des Verformungsmittels im eingebauten Zustand unterhalb einer Bruchdehnungsgrenze (41) des Verformungsmittels (27) ausgewählt ist. - -
7. Radlageranordnung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verformungsmittel (27) als ein einstückig an den Adapterabschnitt angeformtes Element bzw. Elementanordnung ausgebildet ist, welches in dem zweiten Kraftweg (B) zwischen dem Adapterabschnitt (7a) und dem Lagerinnenring (17) geschalten ist.
8. Radlageranordnung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verformungsmittel (27) als eine umlaufende Rippe (31) oder Rippenabschnitte ausgebildet ist, welche bei der Montage vorzugsweise mit dem freien Endabschnitt an dem Innenring (17) anliegt.
9. Radlageranordnung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verformungsmittel (27) als eine Verformungszone in dem Zapfenabschnitt (18) ausgebildet ist.
10. Radlageranordnung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet dass die Verformungszone durch
Materialdickenverringerung in dem Zapfenabschnitt (18) gebildet ist.
11. Radlageranordnung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verformungsmittel als eine
Verformungszone in dem Innenring (17) gebildet ist.
12. Radlageranordnung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformungszone als eine oder mehrere Umlaufnuten ausgebildet ist.
13. Radlageranordnung (1) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformzone auf der dem Adapterabschnitt (7a) zugewandten Seite des Innenrings (17) angeordnet ist.
14. Radlageranordnung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verformungsmittel als ein
Zwischenring (39) ausgebildet ist.
15. Radlageranordnung (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenring (39) zwischen Innenring (17) und Zapfenabschnitt (18) und/oder zwischen Innenring (17) und Adapterabschnitt (7) angeordnet ist.
16. Radlageranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenring (39) als ein Federring und/oder ein
Kompressionsring ausgebildet ist.
17. Radlageranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenring (39) eine Federgeometrie aufweist.
18. Radlageranordnung (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenring (39) im Längsschnitt durch die Drehachse der Radlageranordnung (1) mindestens einfach gefaltet ist.
19. Radlageranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verformungsmittel im ersten Kraftweg (A) angeordnet ist, wobei die Radlageranordnung (1) so ausgebildet ist, dass bei der Montage zuerst eine Vorspannung auf dem ersten Kraftweg (A) und erst nach Aufbau eines Teils der ersten Vorspannung eine Vorspannung auf dem zweiten Kraftweg (B) gebildet wird.
20. Radlageranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Verformungsmittel im zweiten Kraftweg (B) angeordnet ist, wobei die Radlageranordnung (1) so ausgebildet ist, dass bei der Montage zuerst eine Vorspannung auf dem zweiten Kraftweg (B) und erst nach Aufbau eines Teils der zweiten Vorspannung eine Vorspannung auf dem ersten Kraftweg (A) gebildet wird.
21. Lageranordnung (1) einer über ein Gleichlaufgelenk (5), insbesondere Drehgelenk, antreibbaren Radnabe (2) eines Kraftfahrzeuges vorzugsweise ausgebildet als eine Radlageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die mit einem Radflansch (6) verbundene Radnabe (2) und das mit einer Antriebswelle verbundene Gleichlaufgelenk (5) mittels einer Verzahnung (3, 4), vorzugsweise der Stirnverzahnung (3,4), drehfest und durch einen in einen zentralen Zapfen (20) des Gleichlaufgelenks (5) eingreifenden Schraubbolzen (22), vorzugsweise das Spannelement, axial miteinander verbunden sind, und mit einem auf der Radnabe (2) aufgezogenen zwei- oder mehrreihigen Wälzlager (11) mit einem Innenring (14) mit zumindest einem separaten Lagerinnenring (17), vorzugsweise ausgebildet als der Innenring (20), wobei eine Stirnfläche eines Achsstumpfs (18) , vorzugsweise ausgebildet als der Zapfenabschnitt, der Radnabe (2) eine Stirnverzahnung (3) aufweist, welche mit einer korrespondierenden Stirnverzahnung (4) des Gelenkkörpers (7) , vorzugsweise umfassend den Adapterabschnitt, des Gleichlaufgelenks (5) drehfest verbindbar ist.
22. Lageranordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der separate Lagerinnenring (17) mit einer Stirnfläche (24) axial über das Ende des Achsstumpfs (18) der Radnabe (2) - -
hinausragt und dass die Stirnverzahnungen (3, 4) zumindest teilweise radial und axial unterhalb des Wälzlagers (11) angeordnet sind und dass der Zapfen (20) des äußeren Gelenkkörpers (7) konisch ausgestaltet ist, wobei ein Durchmesser (D2) des Zapfens (20) im Bereich seines radseitigen, vorderen Endbereichs (29) kleiner ist als sein gelenkseitiger Durchmesser (Dl) , so dass für diese Durchmesser gilt: Dl > D2.
23. Lageranordnung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser (DVER) der Stirnverzahnung (3, 4) kleiner oder gleich zum Bohrungsdurchmesser (DIR) des Innenringes (14) ist, so dass für diese Durchmesser gilt: DVER ≤ DIR.
24. Lageranordnung wenigstens nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser (DIVER) der Stirnverzahnung (3, 4) wenigstens um den Faktor 0,95 kleiner ist als der Außendurchmesser (DVER) der Stirnverzahnung (3, 4), so dass für diese Durchmesser gilt:
DIVER < 0,95 x DVER.
25. Lageranordnung wenigstens nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Reihenabstand (RAB) der Lagerkugeln
(15) kleiner ist als der Außendurchmesser (DVER) der Stirnverzahnung (3, 4), so dass für das Verhältnis von RAB zu DVER die folgende Beziehung gilt:
RAB < DVER.
26. Lageranordnung wenigstens nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilkreisdurchmesser (VTK) der Stirnverzahnung (3, 4) kleiner ist als der Teilkreisdurchmesser (GTK) von Gelenkkugeln (30) des Gleichlaufgelenks (5), so dass für diese Durchmesser gilt:
VTK < GTK.
27. Lageranordnung wenigstens nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenring-Querschnitthöhe (IQ) an der tiefsten Stelle der Kugellaufbahn mindestens dem 0,2-fachen des Durchmessers (DW) der Lagerkugeln beträgt, so dass für das Verhältnis von IQ zu DW die folgende Beziehung gilt:
IQ > 0,2 x DW.
28. Lageranordnung wenigstens nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (LZ) der Radnabe (2) bezogen auf die Mittellinie der getriebeseitigen Kugelreihe zum Kopfkreis der Stirnverzahnung (4) positiv ist.
29. Lageranordnung wenigstens nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser (DVER) der Stirnverzahnung (3, 4) größer ist als der doppelte Durchmesser (DW) der Lagerkugeln (15), so dass für diese Durchmesser gilt:
DVER > 2 x DW.
30. Lageranordnung wenigstens nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der separate Lagerinnenring (17) mit einem Mittel (27) zum axialen Toleranzausgleich zwischen dem separaten Lagerinne bring (17) und der Gegenfläche (25) des äußeren Gelenkkörpers (7) in Verbindung steht.
31. Lageranordnung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (27) zum axialen Toleranzausgleich zwischen dem Lagerinnenring (17) und der Gegenfläche (25) des Gelenkkörpers (7) ein axialer Freistich in Form einer Ringnut (28) in der Stirnseite (19) des äußeren Gelenkkörpers (7) ist.
32. Lageranordnung wenigstens nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Verzahnungswinkel (ß) positiv oder negativ zur Rotationsebene der Lageranordnung (1) angeordnet ist, insbesondere in einem Winkel (ß) von ± 30°.
33. Lageranordnung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Verzahnungswinkel (ß) der Stirnverzahnung (3, 4) zum äußeren Gelenkkörper (7) geneigt ist.
34. Lageranordnung wenigstens nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnverzahnung (3, 4) eine Hirth- Verzahnung, insbesondere mit radial verlaufenden Zähnen mit einer Anzahl von 12 bis 60, ist. |
Radiageranordnung
Die Erfindung betrifft eine Radlageranordnung mit einem Adapterabschnitt, welche mit einer Gelenkglocke oder einem anderen Adapterelement verbunden und/oder verbindbar ist, mit einem Zapfenabschnitt, welcher mit einer Radnabe verbunden und/oder verbindbar ist, mit einem Innenring, welcher eine Laufbahn für Wälzkörper der Radlageranordnung bereitstellt und welche auf dem Zapfenabschnitt angeordnet ist, wobei der Adapterabschnitt und der Zapfenabschnitt über eine Stirnverzahnung miteinander verzahnt sind, und mit einem Spannelement, welches den Adapterabschnitt und den Zapfenabschnitt unter einer GesamtvorSpannung miteinander verspannt, wobei die Stirnverzahnung mit einer ersten Vorspannung entlang eines ersten Kraftwegs zwischen dem Adapterabschnitt und dem Zapfenabschnitt eingespannt ist.
Die übertragung des Antriebsdrehmoments auf ein angetriebenes Rad eines Kraftfahrzeugs verläuft oftmals über ein Gleichlaufgelenk, welches über einen äußeren Gelenkkörper - üblicherweise als Gelenkglocke ausgeführt - verfügt, auf die Nabe des angetriebenen Rads. In bekannter Bauweise umfasst die Nabe einen Zapfen, welcher mit dem äußeren Gelenkkörper zur übertragung des Antriebsdrehmoments drehfest verbunden ist. Zur Umsetzung der Verbindung zwischen dem äußeren Gelenkkörper und dem Zapfen sind eine Mehrzahl von Lösungen bekannt:
Die Druckschrift DE 42 10 461 Al schlägt beispielsweise vor, an den äußeren Gelenkkörper einstückig einen Zapfen anzuformen, welcher eine auf einer Zylindermantelfläche radial
umlaufende Verzahnung aufweist, welche sich mit einer dazu korrespondierend ausgebildeten Gegenverzahnung in dem Innenraum eines hohlzylinderförmig ausgebildeten Zapfens der Nabe verzahnt.
Aus der DE 31 167 20 ist eine konzeptionell unterschiedliche Art der Verbindung zu entnehmen, wobei der Zapfen der Nabe und das äußere Gleichlaufgelenk über eine gemeinsame Stirnverzahnung miteinander verzahnt sind. Der Zapfen ist zugleich Träger von Laufbahnen für die Wälzkörper des Radlagers, wobei die Laufbahnen einstückig an dem Zapfen eingeformt sind.
Die Druckschrift DE 36 046 30 Al zeigt eine ähnliche Ausführungsform, ebenfalls mit Stirnverzahnung und einstückig angeformten Laufbahnen auf dem Zapfen.
Im Gegenzug offenbart die Druckschrift 36 36 243 C2 eine Anordnung bestehend aus einem äußeren Gelenkkörper und einem Zapfen einer Nabe, welche über eine Stirnverzahnung miteinander drehfest verbunden sind, wobei jedoch nur eine Laufbahn des Wälzlagers einstückig in den Zapfen integriert ist, die andere Laufbahn jedoch auf einem separat aufgesetzten Innenring angeordnet ist. Der Innenring ist über ein umgeformtes Ende des Zapfens formschlüssig in axialer Richtung gehalten und vorgespannt. Dieses umgeschlagene Ende, welches als Wälznietbund ausgebildet ist, stellt stirnseitig die Fläche für die Stirnverzahnung zur Verfügung.
Die Druckschrift DE 10 2005 009 935 Al, die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, zeigt ebenfalls eine derartige Verbindung, wobei auch hier eine StirnVerzahnung den Zapfen und den äußeren Gelenkkörper drehfest verbindet und
eine Laufbahn auf dem Zapfen selbst und die andere Laufbahn auf einem separaten Innenring dargestellt ist. Der separate Innenring ist auf dem Zapfen angeordnet und durch einen Wälznietbund formschlüssig an dem Zapfen festgelegt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Radlageranordnung mit einer Verbindung zwischen einem Zapfenabschnitt der Nabe und einen Adapterabschnitt eines Gelenkkörpers oder dergleichen vorzuschlagen, welche kostengünstig herstellbar ist und/oder nur einen sehr geringen Bauraum benötigt .
Diese Aufgabe wird durch eine Radlageranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 21 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Erfindungsgemäß wird eine Radlageranordnung vorgeschlagen, welche eine verdrehsichere Verbindung zwischen einer Nabe eines Rades und einem Antriebssträng eines Fahrzeuges umsetzt.
Die Radlageranordnung umfasst einen Adapterabschnitt, welcher mit einer Gelenkglocke eines Gleichlaufgelenks, insbesondere Drehgelenks, oder mit einem anderen Adapterelement, insbesondere einem äußeren Gelenkkörper, zu einem Antriebssträng verbunden und/oder verbindbar ist. Der Adapterabschnitt ist vorzugsweise einstückig mit der Gelenkglocke bzw. dem Adapterabschnitt verbunden, bei weniger bevorzugten Ausführungsbeispielen kann der Adapterabschnitt jedoch auch auf eine andere Weise befestigt sein.
Weiterhin umfasst die Radlageranordnung einen Zapfenabschnitt welcher mit der Radnabe verbunden und/oder verbindbar ist. Auch hier ist es bevorzugt, dass der Zapfenabschnitt einstückig mit der Radnabe verbunden ist, um die Anzahl der Verbindungen möglichst gering zu halten. Es ist jedoch auch hier möglich, dass der Zapfenabschnitt in anderer Weise, beispielsweise über Schrauben oder eine stoffschlüssige Verbindungen mit der Radnabe oder einem anderen Zwischenelement verbunden ist.
Zu der Radlageranordnung gehört im Weiteren ein Innenring - auch Lagerinnenring genannt -, welcher separat zu dem Zapfenabschnitt ausgebildet ist und welcher eine Laufbahn für Wälzkörper der Radlageranordnung bereitstellt. Die Wälzkörper sind vorzugsweise als Kugeln ausgebildet, bei abgewandelten Ausführungsformen - insbesondere für höhere Belastungen - sind diese bevorzugt als Kegelrollen realisiert. Der Innenring stellt vorzugsweise nur eine Laufbahn für Wälzkörper bereit, eine zweite oder weitere Laufbahnen können beispielsweise auf dem Zapfenabschnitt oder auf einem weiteren Innenring angeordnet sein. Alternativ kann der Innenring auch zwei oder mehr Laufbahnen tragen. Der Adapterabschnitt und der Zapfenabschnitt sind über eine Stirnverzahnung, welche vorzugsweise als eine Hirth-Verzahnung ausgebildet ist, insbesondere verdrehsicher miteinander verzahnt. Der Längsverlauf der Zähne der Stirnverzahnung ist vorzugsweise radial zur Drehachse der Radlageranordnung ausgerichtet. Der Adapterabschnitt weist eine vorzugsweise in einer Radialebene senkrecht zu der Drehachse der Radlageranordnung sich erstreckende erste Verzahnung auf, welche mit einer zweiten Verzahnung auf dem Zapfenabschnitt um die Drehachse verdrehsicher ineinander verzahnt. Bei abgewandelten
Ausführungsformen können die Verzahnungen auch auf Konusflächen oder anderen Flächen angeordnet sein.
Ein Spannelement ist ausgebildet, den Adapterabschnitt und den Zapfenabschnitt unter einer Gesamtvorspannung miteinander zu verspannen. Das Spannelement kann beispielsweise als eine Spannschraube ausgebildet sein, welche von der Außenseite der Radnabe durch den hohlzylinderförmig ausgebildeten Zapfenabschnitt durchgeführt wird und in eine Aufnahme des Adapterelements beziehungsweise der Gelenkglocke eingeschraubt werden kann, wobei durch das Zusammenziehen von Spannschraube und Adapterelement die Gesamtvorspannung erzeugt wird. Alternativ ist es auch möglich, dass das Adapterelement einen Gewindezapfen aufweist, auf den eine Mutter von der Außenseite der Radnabe aufgesetzt wird und auf diese Weise die Gesamtvorspannung erzeugt wird. Durch die erzeugte GesamtvorSpannung wird die Stirnverzahnung in axialer Richtung mit einer ersten Vorspannung entlang eines ersten Kraftwegs zwischen dem Adapterabschnitt und dem Zapfenabschnitt vorgespannt .
Im Rahmen der Erfindung wird nun vorgeschlagen, dass der Innenring mit einer zweiten Vorspannung entlang eines zweiten Kraftwegs zwischen dem Adapterabschnitt und dem Zapfenabschnitt eingespannt ist, wobei erster und zweiter Kraftweg zumindest abschnittsweise parallel - und somit getrennt - zueinander verlaufen. Es handelt sich funktionell betrachtet um eine kinematische Parallelschaltung der Kraftwege.
Die Erfindung erlaubt somit die erste Vorspannung, welche auf die Stirnverzahnung wirkt, und die zweite Vorspannung, welche auf den Innenring wirkt, voneinander zu separieren. Der
- -
Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass durch das neue Konzept erste und zweite Vorspannung unterschiedlich und belastungsgerecht eingestellt werden können („divide et impera") .
Bei der vorgeschlagenen Radlageranordnung ist eine Doppelpassung umgesetzt, da sowohl für den ersten Kraftweg als auch für den zweiten Kraftweg auf der einen Seite Innenring und erste Verzahnung und auf der anderen Seite Adapterelement und zweite Verzahnung parallel an- und/oder zueinander liegen.
Zur Einstellung der vorzugsweise unterschiedlichen Vorspannungen ist es bei der einfachsten Ausführungsform vorgesehen, dass die Werkstücke so gefertigt werden, dass mit Anziehen des Spannelements die gewünschten Vorspannungen sich selbsttätig einstellen. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass bei dem Zusammenfahren der Werkstücke zunächst der erste Kraftweg geschlossen wird und dann - nach dem Aufbau einer gewissen Vorspannung - der zweite Kraftweg geschlossen wird. Bei einer anderen Möglichkeit der Umsetzung können Zwischenringe eingesetzt werden, welche verschiedene Breiten in axialer Richtung aufweisen und die anhand einer Paarung Zapfenabschnitt - Adapterabschnitt individuell so selektiert werden, dass sich die gewünschten Vorspannungen einstellen.
Bei einer bevorzugten konstruktiven Umsetzung der Erfindung ist der Zapfenabschnitt im Endbereich an der Außenseite zylinderförmig ausgebildet und stellt einen Sitz für den Innenring bereit. Durch diese Ausgestaltung kann der Innenring montiert und gegebenenfalls, zum Beispiel im Schadensfall, in einfacher Weise ausgetauscht werden. Es ist weder notwendig die dem Innenring zugeordnete Lauffläche auf dem
Flanschabschnitt selbst einzubringen noch den Innenring mit der Lauffläche mittels eines Bundes, insbesondere Wälznietbundes, zu fixieren. Die Stirnseite des Endabschnitts weist dabei die erste Stirnverzahnung auf, wobei die radiale Ausdehnung der Stirnverzahnung kleiner ist als der Innendurchmesser des Innenrings. Auf Seite des Adapterabschnitts ist ein Bereich mit der zweiten Stirnverzahnung und ein weiterer Bereich vorgesehen, welcher unmittelbar oder über ein Zwischenmittel den Innenring in axialer Richtung vorspannt.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Zapfenabschnitt als ein gerader, hohlzylinderförmiger Abschnitt ausgebildet, wobei der Zapfenabschnittsinnenraum vorzugsweise eine Zylindermantelförmige oder konische Oberfläche darstellt. Diese Ausführung ist einfach zu fertigen und die Zylindermantelförmige oder konische Aufnahme kann dazu genutzt werden, einen Fortsatz des Adapterabschnitts formschlüssig zu umgreifen, so dass eine Montagehilfe und/oder eine Verkippungsstabilisierung realisiert ist.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, in dem ersten und/oder in dem zweiten Kraftweg ein oder mehrere elastische und/oder elasto-plastische Verformungsmittel zwischenzuschalten, welche einen zusätzlichen Verformungsweg mindestens in einem der Kraftwege bereitstellt. Das Verformungsmittel ist vorzugsweise so ausgebildet, dass es - zumindest bei geringen Vorspannkräften und/oder in einem Anfangsbereich der Vorspannkraft - weicher ausgebildet ist, als die sonstigen Komponenten in dem ersten und/oder dem zweiten Kraftweg.
Der Vorteil dieser Weiterbildung liegt darin, dass das
Verformungsmittel einen Toleranzausgleich hinsichtlich der beschriebenen Doppelpassung erlaubt. Durch den Einsatz des
Verformungsmittels wird für den Kraftweg, in dem das Verformungsmittel zwischengeschaltet ist, ein
Vorspannungsbereich erzeugt, so dass beim Festziehen des Spannelements die Vorspannungskraft nur schwach ansteigt.
Vorzugsweise ist das Verformungsmittel so ausgebildet und/oder angeordnet, dass im montierten Zustand der Betrag der ersten Vorspannung größer als der Betrag der zweiten Vorspannung der Radlageranordnung ausgebildet ist.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung sind die Komponenten so dimensioniert, dass in dem zusammengebauten Zustand der
Radlageranordnung das Verformungsmittel mit einer Vorspannung beaufschlagt wird, so dass das Verformungsmittel plastisch verformt ist. Während bei einer elastischen Verformung die
Steigung im Spannungs-Dehnungsdiagramm sehr steil ist, verringert sich die Steigung in dem plastischen Bereich drastisch. In dem plastischen Bereich kann somit ein vergleichsweise weiter Verformungsweg des Verformungsmittels genutzt werden, ohne die resultierende Vorspannung wesentlich zu erhöhen. Das Verformungsmittel wirkt wie eine Begrenzung der maximalen Vorspannungskraft in dem jeweiligen Kraftweg.
Es ist jedoch im Weiteren bevorzugt, dass der Arbeitsbereich des Verformungsmittels im eingebauten Zustand unterhalb einer Bruchdehnungsgrenze des Verformungsmittels angeordnet ist. Es ist somit bevorzugt, dass eine Bruchdehnung ausgeschlossen wird, was beispielsweise dadurch erreicht wird, dass die Verformung nicht mehr als 50% der Bruchdehnung betragen soll.
Wenn die Bruchdehnung beispielsweise 8% beträgt, sollte die tatsächliche Verformung nicht über 4% liegen.
Bei einer ersten möglichen konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist das Verformungsmittel als ein einstückig an den Adapterabschnitt angeformtes Element beziehungsweise Elementanordnung ausgebildet, welche in dem zweiten Kraftweg zwischen dem Adapterabschnitt und dem Lagerring geschaltet ist, der Adapterabschnitt drückt über das angeformte Element auf den Innenring. Bei einer Realisierung ist das Verformungsmittel beispielsweise als, eine umlaufende Rippe ausgebildet, welche bei der Montage vorzugsweise mit dem freien Endabschnitt an dem Innenring anliegt. Die Rippe oder Rippenabschnitte sind beispielsweise entlang einer Konusfläche ausgerichtet, so dass die Rippe zum Teil elastisch nachgeben kann, zum Teil plastisch verformt wird. Bei anderen Ausführungsformen ist die Rippe beziehungsweise die Rippenabschnitte nahezu oder vollständig entlang einer Zylindermantelfläche ausgerichtet, so dass der elastische Anteil sehr gering, der plastische Anteil bei der Verformung jedoch sehr hoch ist.
Bei einer anderen möglichen Ausführungsform der Erfindung ist das Verformungsmittel als eine Verformzone in dem Zapfenabschnitt ausgebildet. Beispielsweise kann der Zapfenabschnitt Materialdickenverringerungen, zum Beispiel in Form von Einstichen, welche beispielsweise an der Innenfläche und/oder Außenfläche des Zapfenabschnitts vorzugsweise in Schraubenfederführung ausgebildet sind. Optional kann die Verformzone so ausgebildet sein, dass die Verformung bei Beaufschlagung mit einer Vorspannung in Richtung der Getriebeseite stärker ausgebildet ist als in Richtung des Rades .
Bei einer anderen möglichen Ausführungsform der Erfindung ist das Verformmittel als eine Verformzone in dem Innenring realisiert. Hierbei nimmt somit der Innenring eine Doppelfunktion ein, zum einen als Träger der Laufbahn für die Wälzkörper und zum anderen - in einem abgegrenzten Bereich - als Verformungsmittel. Bei einer ersten möglichen Ausführungsform ist die Verformzone als eine oder mehrere Umlaufnuten ausgebildet, welche vorzugsweise auf der dem Adapterabschnitt zugewandten axialen Seite des Innenrings angeordnet ist. Statt der Umlaufnuten können auch andere Materialschwächungen eingebracht sein. Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt insbesondere darin, dass bei der Nutzung des Verformweges die Position der Laufbahn des Innenrings nicht verändert wird. Der Innenring kann optional durchgehärtet oder partiell gehärtet sein. In dem ersten Fall verhält sich der Innenring stärker elastisch, im zweiten Fall eher elasto-plastisch. Die Nut- oder allgemeiner gesagt die Verformzone kann sowohl an der radialen Außenseite als auch an der radialen Innenseite des Innenrings platziert werden.
Bei einer weniger bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Verformzone auf Seiten des Rades auf dem oder in dem Innenring eingebracht, was jedoch mit dem Nachteil verbunden ist, dass bei Nutzung des Verformweges die Position der Laufbahn in axialer Richtung verschoben wird. Bei dieser Ausführungsform kann die Verformzone analog wie bei dem Zapfenabschnitt als Einstiche, in Wellenform, in Schraubenform symmetrisch oder asymmetrisch an der Innen- und/oder Außenseite ausgebildet sein. Ebenso kann der Innenring partiell gehärtet oder durchgehärtet sein.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Verformungsmittel als ein separater Zwischenring ausgebildet . Bei dieser Lösung können die weiteren Komponenten der Radlageranordnung ohne Verformungszonen gefertigt werden, so dass deren belastungsgerechte Auslegung vereinfacht wird.
Der Zwischenring kann wahlweise zwischen dem Innenring und dem Zapfenabschnitt oder zwischen dem Innenring und dem Adapterabschnitt angeordnet werden. Die zweite Positionierung ist jedoch zu bevorzugen, da bei einem Verformen des Zwischenrings die Lage des Innenrings innerhalb des Wälzlagers nicht geändert wird.
Der Zwischenring kann als ein Federring oder als ein Kompressionsring oder einer Kombination davon ausgebildet sein, so dass je nach Anwendungsfall eine vorwiegend elastische oder eine vorwiegend plastische Verformung im Arbeitsbereich vorliegt.
Bei einer möglichen Ausführungsform weist der Zwischenring eine Federgeometrie auf, welche dem Zwischenring erlaubt, zumindest entlang eines Teilverformungswegs elastisch zu reagieren. Bei einer denkbaren Realisierung ist der Zwischenring im Längsschnitt durch die Drehachse der Radlageranordnung mindestens einfach gefaltet. Durch diese Geometrie kann der Zwischenring elastisch einfedern. Beispielsweise ist der Zwischenring im Längsschnitt V-förmig ausgebildet. Bei anderen Ausführungsformen ist der Zwischenring gewölbt ausgebildet, so dass die elastische Verformung durch eine Zunahme der Wölbung umgesetzt wird.
Bei einer ersten möglichen Umsetzung der Erfindung ist das Verformungsmittel im ersten Kraftweg angeordnet, wobei die
Radlageranordnung konstruktiv so ausgebildet ist, dass bei der Montage zuerst eine Vorspannung auf dem ersten Kraftweg und erst nach Aufbau eines Teils der ersten Vorspannung eine Vorspannung auf dem zweiten Kraftweg gebildet wird. Bei einer alternativen Ausführungsform ist das Verformungsmittel im zweiten Kraftweg angeordnet, wobei die Lageranordnung so ausgebildet dass bei der Montage zuerst Vorspannung auf dem zweiten Kraftweg und erst nach Aufbau eines Teils der zweiten Vorspannung eine Vorspannung auf dem ersten Kraftweg gebildet wird.
Obwohl gemäß der vorliegenden Beschreibung jeweils nur ein einziges Verformungsmittel genannt wurde, ist es möglich, dass diese Verformungsmittel auch in einer beliebigen Kombinationen genutzt werden. So ist es möglich, dass innerhalb jedes Kraftweges ein Verformungsmittel eingesetzt wird oder, dass innerhalb eines Kraftweges zwei gleiche oder unterschiedliche Verformungsmittel verwendet werden.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft eine Lageranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 21, welcher auch die Aufgabe zugrunde liegt, eine kurzbauende Einheit aus Radnabe, Lageranordnung und Gleichlaufgelenk, insbesondere Drehgelenk, zu schaffen, welche leicht zu montieren bzw. zu demontieren ist. Diesem Aspekt der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die gestellte Aufgabe auf überraschend einfache Art und Weise dadurch lösen lässt, dass der Zapfen des äußeren Gelenkkörpers konisch ausgebildet ist, und zwar derart, dass der zur Radnabe gerichtete Durchmesser des Zapfens kleiner ist als der Durchmesser des Zapfens im übergangsbereich zu einer in den äußeren Gelenkkörper eingebrachten Stirnverzahnung, welche mit einer Stirnverzahnung korrespondiert, die in den Achsstumpf der
Radnabe eingebracht ist. Dabei ist die Stirnverzahnung bzw. das Stirnverzahnungspaar axial und radial wenigstens teilweise unterhalb des Wälzlagers angeordnet. Die Erfindung geht gemäß den Merkmalen des Anspruchs 21 daher aus von einer Lageranordnung einer über ein Gleichlaufgelenk antreibbaren Radnabe eines Kraftfahrzeuges, bei der die mit einem Radflansch verbundene Radnabe und das mit einer Antriebswelle verbundene Gleichlaufgelenk mittels einer Verzahnung drehfest und durch einen in einen zentralen Zapfen des Gleichlaufgelenks eingreifenden Schraubbolzen axial miteinander verbunden sind.
Auf der Radnabe ist ein zwei- oder mehrreihiges Wälzlager mit einem Innenring mit zumindest einem separaten Lagerinnenring aufgezogen.
Eine Stirnfläche eines Achsstumpfs der Radnabe weist eine Stirnverzahnung auf, welche mit einer korrespondierenden Stirnverzahnung des Gelenkkörpers des Gleichlaufgelenks drehfest verbindbar ist. Zudem ist vorgesehen, dass der separate Lagerinnenring mit einer Stirnfläche axial über das Ende des Achsstumpfs der Radnabe hinausragt. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Stirnverzahnungen zumindest teilweise radial und axial unterhalb des Wälzlagers angeordnet sind.
Der Zapfen des äußeren Gelenkkörpers ist konisch ausgestaltet, wobei ein Durchmesser D2 des Zapfens im Bereich seines radseitigen, vorderen Endbereichs kleiner ist als sein gelenkseitiger Durchmesser Dl, so dass für diese Durchmesser gilt: Dl > D2.
Durch diesen Aufbau wird vorteilhaft erreicht, dass sich der Gewindetraganteil des Bolzens erhöhen lässt. Darüber hinaus
erleichtert der konische Zapfen des äußeren Gelenkkörpers die Montage mit der Radnabe. Der Zapfen lässt sich nunmehr leicht in die Radnabe einführen und wirkt beim Einführen in die Radnabe durch die Durchmesservergrößerung selbstzentrierend. Darüber hinaus lässt sich hierdurch Gewicht einsparen.
Es wird also auf überraschend einfache Art und Weise eine Lageranordnung aus zum Teil für sich bekannten Einzelkomponenten geschaffen, die nicht nur schmal bzw. kurz baut, sondern bei der zudem in völlig neuartiger Weise eine einfache und exakte Montage von Radnabe und Gleichlaufgelenk ermöglicht ist.
Das System wird ebenfalls über einen Bolzen in Form einer Dehnschraube verspannt. Durch den Wegfall des sonst notwendigen Gelenkwellenzapfens wird zusätzlich Gewicht eingespart. Dadurch, dass sich die Stirnverzahnung wenigstens teilweise radial innerhalb des Wälzlagers befindet, kann die erfindungsgemäße Lageranordnung besonders kurzbauend gestaltet werden.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass der Außendurchmesser D VER der Stirnverzahnung kleiner oder gleich zum Bohrungsdurchmesser D IR des Innenringes ist, so dass für diese Durchmesser gilt: D VER ≤ D IR .
In anderen praktischen Weiterbildungen kann vorgesehen sein, dass der Innendurchmesser D IVER der Stirnverzahnung wenigstens um den Faktor 0,95 kleiner ist als der Außendurchmesser D VER der Stirnverzahnung, so dass für diese Durchmesser gilt: DIVER < 0, 95 x DVER.
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Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Reihenabstand R AB der Lagerkugeln kleiner ist als der Außendurchmesser D VER der Stirnverzahnung so dass für das Verhältnis von R AB ZU D VER die folgende Beziehung gilt: RAB < DVER-
Ebenso liegt es im Rahmen der Erfindung vorzusehen, dass der Teilkreisdurchmesser V τκ der Stirnverzahnung kleiner ist als der Teilkreisdurchmesser GTK der Gelenkkugeln des Gleichlaufgelenks, so dass für diese Durchmesser gilt: V τκ < GTK.
In einer besonders praktischen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Innenring - Querschnitthöhe IQ an der tiefsten Stelle der Kugellaufbahn mindestens dem 0,2fachen des Durchmessers (Dw) der Lagerkugeln beträgt, , so dass für das Verhältnis von IQ zu Dw die folgende Beziehung gilt: IQ > 0,2 x Dw.
Besonders vorteilhaft ist ebenso eine Ausgestaltung der Erfindung, die sich dadurch auszeichnet, dass der Abstand LZ der Radnabe bezogen auf die Mittellinie der getriebeseitigen Kugelreihe zum Kopfkreis der Stirnverzahnung positiv ist.
Es liegt ebenso im Rahmen der Erfindung vorzusehen, dass der Außendurchmesser D VER der Stirnverzahnung größer ist als der doppelte Durchmesser Dw der Lagerkugeln, so dass für diese Durchmesser gilt: D VER 25 > 2 X D W .
Andere praktische Ausgestaltungen der Erfindung zeichnen sich dadurch aus, dass der Lagerinnenring mit einem Mittel zum axialen Toleranzausgleich zwischen dem Lagerinnenring und der Gegenfläche des Gelenkkörpers in Verbindung steht. Dies ist
insbesondere deshalb von Vorteil, da dadurch ein gegebenenfalls bestehendes Toleranzproblem, verursacht durch eine Doppelpassung Stirnverzahnung / Anlage Gelenkglockeseparater Lagerinnenring, behoben wird.
Diese Ausgestaltung lässt sich noch dadurch ergänzen, dass das Mittel zum axialen Toleranzausgleich zwischen dem Lagerinnenring und der Gegenfläche des Gelenkkörpers ein axialer Freistich in Form einer Ringnut in der Stirnfläche des Gelenkkörpers ist.
Ebenso praktisch ist eine Weiterbildung der Erfindung, bei welcher vorgesehen ist, dass der Verzahnungswinkel ß positiv oder negativ zur Rotationsebene der Lageranordnung angeordnet ist, insbesondere in einem Winkel ß von ± 30°. Diese Ausgestaltung lässt sich noch dadurch ergänzen, dass der Verzahnungswinkel ß zum äußeren Gelenkkörper geneigt ist.
Die Kombination der Zahnschräge der Stirnverzahnung im Verhältnis zur Vorspannung der Dehnschraube bzw. der Radnabe ergibt einen überlastschutz. Denn übersteigt das angelegte
Drehmoment das Auslegungsmaximum, so rutschen die Zähne der
Stirnverzahnung gegen den Widerstand der Dehnschraube an den
Lastflanken axial auseinander und die Zähne rasten im nächsten Zwischenraum ein.
Besonders vorteilhaft ist schließlich eine Ausgestaltung der Erfindung, die sich dadurch auszeichnet, dass die Stirnverzahnung eine Hirth-Verzahnung, insbesondere mit radial verlaufenden Zähnen mit einer Anzahl von 12 bis 60, ist.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht durch ein
Ausführungsbeispiel einer Lageranordnung gemäß der Erfindung, und
Fig. 2 eine andere Schnittansicht durch ein Ausführungsbeispiel einer Lageranordnung gemäß der Erfindung;
Fig. 3 - 10 Schnittansichten durch weitere
Ausführungsbeispiele einer Radlageranordnung gemäß der Erfindung;
Fig. 11 eine ExplosionsZeichnung des
Ausführungsbeispiels in der Figur 10;
Fig. 12 - 14 eine Illustration der Montage des
Ausführungsbeispiels in der Figur 10;
Fig. 15, 16 optimierte Formen des Zwischenrings in der
Figur 10;
Fig. 17, 18 Graphen zur Illustration des Arbeitsbereichs des Zwischenrings in der Figur 10;
Fig. 19 - 26 abgewandelte Ausführungsbeispiele für den Zwischenring in der Figur 10.
Einander entsprechende oder gleiche Teile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
In den Figuren 1 und 2 ist jeweils eine Lageranordnung 1 im Längsschnitt dargestellt, wobei für gleiche Bauteile dieselben Bezugsziffern genutzt werden.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Lageranordnung 1 im Längsschnitt dargestellt. Die Lageranordnung 1 weist eine Radnabe 2 eines nicht dargestellten Kraftfahrzeuges auf. Die Radnabe 2 ist über eine Stirnverzahnung 3, 4 mit einem an sich bekannten Drehgelenk oder Gleichlaufgelenk 5 verbunden. Die Radnabe 2 weist an einem axialen Ende einen Radflansch 6 zur Aufnahme einer Felge eines nicht dargestellten Fahrzeugrades auf.
Das Gleichlaufgelenk 5 weist einen äußeren, glockenförmigen Gelenkkörper 7 auf, der an seiner Innenmantelfläche mit Laufbahnen 8 versehen ist, die zur Aufnahme von nicht dargestellten Gelenkkugeln dienen, wobei letztere in bekannter Weise in Fenstern eines ebenfalls nicht dargestellten Käfigs geführt sind. Die Gelenkkugeln dienen zur Drehmomentübertragung von einem ebenfalls nicht gezeigten inneren Gelenkkörper auf den äußeren Gelenkkörper 7 , wobei der innere Gelenkkörper mit einem Wellenabschnitt einer Antriebswelle verbunden ist.
Auf der Radnabe 2 ist ein zweireihiges Wälzlager 11 in Form eines Schrägkugellagers in O-Anordnung angeordnet. Das
Wälzlager 11 weist einen Außenring 12, an den ein
Befestigungsflansch 13 für einen Radträger angeformt ist,
sowie einen Innenring 14 auf. Zwischen Außenring 12 und Innenring 14 sind als Wälzkörper dienende Lagerkugeln 15 angeordnet. Der Innenring 14 besteht aus zwei Lagerinnenringen 16 und 17, wobei ein in Bezug zur Längserstreckung der Radnabe 2 axial radseitiger oder innerer Lagerinnenring 16 einstückig an die Radnabe 2 angeformt ist, während ein axial getriebeseitiger oder äußerer Lagerinnenring 17 ein separates Bauteil ist, welches auf einen Achsstumpf 18 der Radnabe 2 aufgeschoben ist.
Im Bereich eines Adapterabschnitts 7a des Gelenkkörpers an einer axial äußeren Stirnseite 19 des äußeren Gelenkkörpers 7 ist die Stirnverzahnung 4 vorgesehen, die mit der entsprechenden Stirnverzahnung 3 des Achsstumpfs 18 in Eingriff steht. Diese Stirnverzahnung 3, 4 dient der übertragung eines Drehmoments vom Gleichlaufgelenk 5 auf die Radnabe 2. Die Stirnverzahnung 3, 4 befindet sich radial und axial unterhalb des Wälzlagers 11, und zwar etwa mittig unterhalb des separaten Lagerinnenrings 17. Im Zentrum der Stirnseite 19 des äußeren Gelenkkörpers 7 ist ein Zapfen 20 ausgebildet, der eine mit einem Innengewinde versehene Bohrung besitzt. In diese Bohrung ist ein von einer zentralen Bohrung 21 der Radnabe 2 her zugänglicher Bolzen 22 eingeschraubt. Diese zentrale Bohrung 21 ist durch eine nicht dargestellte Mittelbohrung der Fahrzeugfelge zugänglich, so dass ein Lösen bzw. Montieren der nicht dargestellten Profilwelle mit dem Gleichlaufgelenk 5 von der Fahrzeugaußenseite her möglich ist.
Der axial getriebeseitige oder äußere, separate Lagerinnenring 17 weist eine axial radseitige oder innere Stirnseite 23 und eine axial getriebeseitige oder äußere Stirnseite 24 auf, wobei letztere zu einer radialen Gegen- bzw. Stirnfläche 25 des Gelenkkörpers 7 gerichtet ist und an dieser anliegt. Beim
Anziehen des Bolzens 22 werden die Radnabe 2 und der äußere Gelenkkörper 7 axial gegeneinander bewegt, bis die Stirnverzahnungen 3, 4 in Eingriff miteinander sind. Gleichzeitig drückt die Gegenfläche 25 des Gelenkkörpers 7 gegen die axial getriebeseitige oder äußere Stirnseite 24 des separaten Lagerinnenrings 17 und drückt diesen Lagerinnenring 17 gegen eine Anlagefläche 26 des axial radseitigen oder inneren Lagerinnenrings 16.
Da sich die Stirnverzahnungen 3, 4 radial relativ weit unterhalb des Wälzlagers 11 befindet und/oder kinematisch parallel liegen, ergibt sich beim Verspannen der Radnabe 2 mit dem Gleichlaufgelenk 5 das Problem der überbestimmung für die gewünschte axiale Spielfreiheit von Verzahnung und Radlagerluft durch zwei axiale Anlagestellen im Bereich der Stirnverzahnung 3, 4 und der Anlage der Gegenfläche 25 an der Stirnkante 24 des Lagerinnenrings 17.
Zur Behebung dieses Problems steht der Lagerinnenring 17 mit einem Mittel 27 im Bereich des Adapterabschnitts 7a zum axialen Toleranzausgleich zwischen dem Lagerinnenring 17 und der Gegenfläche 25 des Gelenkkörpers 7 in Verbindung. Dieses
Mittel 27 zum axialen Toleranzausgleich ist bei der
Ausführungsform gemäß Fig. 1 ein axialer Freistich in Form einer Ringnut 28 in der Gegenfläche 25 der Stirnfläche
19 des Gelenkkörpers 7. Durch den Freistich 28 wird eine elastische Verformbarkeit im Bereich der Gegenfläche 25 erreicht, so dass es bei der Montage zuerst im Bereich der Stirnflächen 24, 25 und dann im Bereich der Stirnverzahnung 3, 4 zu einer spielfreien Anlage von Achsstumpf 18 am Gelenkkörper 7 kommt. Der erforderliche Toleranzausgleich zur sicheren Verspannung des separaten Lagerinnenrings 17 im Wälzlager 11 wird durch die elastische Verformbarkeit im
Bereich der Gelenkkörperanlage am separaten Lagerinnenring 17 sichergestellt .
Zur Erhöhung des Gewindetraganteils des Bolzens 22 ist der Zapfen 20 konisch ausgeführt, so dass der Durchmesser eines vorderen Endbereichs 29 des Zapfens 20 kleiner ist als der Durchmesser des Zapfens 20 im Bereich des übergangs zur Verzahnung 4.
In Fig. 2 ist die Lageranordnung 1 der Fig. 1 in einer leicht abweichenden Ansicht dargestellt, bei welcher der Bolzen 22 nicht dargestellt ist, dafür aber Gelenkkugeln 30 im äußeren Gelenkkörper 7 des Gleichlaufgelenks 5. Zur Verdeutlichung der Parameter wurde bei der Darstellung gemäß Fig. 2 auf die Verwendung von BezugsZiffern weitgehend verzichtet, dafür sind die Durchmesser und Breiten durch Bemaßungslinien und Kennbuchstaben verdeu11icht .
Diese Kennbuchstaben sind:
D VER : Außendurchmesser der Stirnverzahnung 3 , 4
D IR : Bohrungsdurchmesser des separaten Innenringes 14
D IVER : Innendurchmesser der Stirnverzahnung 3, 4
R AB : Reihenabstand der Lagerkugeln 15 I RB : Breite des separaten Lagerinnenrings 17
V τκ : Teilkreisdurchmesser der Stirnverzahnung 3, 4
GTK: Teilkreisdurchmesser der Gelenkkugeln 30
LZ: Abstand der Radnabe 2 bezogen auf die Mittellinie der getriebeseitigen Kugelreihe zu dem Kopfkreis der Stirnverzahnung 4
Dw: Durchmesser der Lagerkugel 15
IQ: Querschnitthöhe der tiefsten Stelle der Kugellaufbahn des separaten Lagerinnenrings 17
Dl: Durchmesser des Zapfens 20 im Bereich des übergangs zum Innendurchmesser D IVER der Stirnverzahnung 3, 4
D2 : Durchmesser des Zapfens 20 im Bereich seines vorderen, radseitigen Endbereichs 29 ß: Verzahnungswinkel der Stirnverzahnung 3, 4
Für diese Maße gelten folgende Beziehungen:
Der Außendurchmesser D VER der Stirnverzahnung 3, 4 ist kleiner oder gleich zum Bohrungsdurchmesser D IR des separaten Innenringes 14, also D V ER ≤ D σR .
Der Innendurchmesser D IVER der Stirnverzahnung 3, 4 ist mindestens um den Faktor 0,95 kleiner als der Außendurchmesser DVER der Stirnverzahnung 3, 4, also DIVER < 0,95 x D V ER-
Der Reihenabstand R AB der Lagerkugeln 15 ist kleiner als der Außendurchmesser D VER der Stirnverzahnung 3, 4, also RA B < D V ER-
Der Teilkreisdurchmesser V τκ der Stirnverzahnung 3, 4 ist kleiner als der Teilkreisdurchmesser GTK der Gelenkkugeln 30, also V τκ < GTK.
Der Abstand LZ der Radnabe 2 bezogen auf die Mittellinie der getriebeseitigen Kugelreihe zum Kopfkreis der Stirnverzahnung 4 ist positiv.
Der Außendurchmesser DVER der Stirnverzahnung 3, 4 ist größer als der doppelte Durchmesser Dw der Lagerkugeln 15, also D VER > 2 x Dw.
Die Innenring-Querschnitthöhe IQ an der tiefsten Stelle der Kugellaufbahn beträgt mindestens dem 0,2-fachen des Durchmessers Dw der Lagerkugeln 15, also IQ ≥ 0,2 x Dw.
Zur Erhöhung des Gewindetraganteils des Bolzens 22 ist zumindest der Bereich des Zapfens 20 des äußeren Gelenkkörpers 7, in dem sich das Gewinde für den Bolzen 22 befindet, konisch ausgeführt. Demnach gilt Dl > D2. Im vorderen Endbereich 29 des Zapfens 20, welcher zum Bolzen 22 gerichtet ist, ist der Durchmesser D2 also kleiner als der gelenkseitige Durchmesser Dl des Zapfens 20.
Die konische Ausgestaltung des Zapfens 20 hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen. Hierdurch lässt sich der Gewindetraganteil des Bolzens 22 erhöhen und darüber hinaus erleichtert der konische Zapfen 20 des äußeren Gelenkkörpers 7 die Montage mit der Radnabe 2. Der Zapfen lässt sich nunmehr leicht in die Radnabe 2 einführen und wirkt beim Einführen in die Radnabe 2 durch die Durchmesservergrößerung selbstzentrierend. Darüber hinaus lässt sich durch die konische Geometrie des Zapfens 20 Gewicht einsparen.
Der Verzahnungswinkel ß kann positiv oder negativ zur Rotationsebene der Lageranordnung 1 angeordnet sein, vorzugsweise beträgt er ± 30°. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Verzahnungswinkel ß zum äußeren Gelenkkörper 7 geneigt ist, da hierdurch eine bessere Innenringabstützung und größere Verzahnungsbreite zur Drehmomentübertragung ermöglicht wird.
Die Stirnverzahnung 3 , 4 von Radnabe 2 und Gleichlaufgelenk 5 ist jeweils als Hirth-Verzahnung mit radial verlaufenden
Zähnen ausgeführt, wobei die Anzahl der Zähne zwischen 12 und 60 beträgt.
Die nachfolgenden Figuren zeigen weitere Ausführungsbeispiele für das Mittel 27 zum axialen Toleranzausgleich der zwei axialen Anlegestellen, nämlich im Bereich der Stirnverzahnung 3, 4 und der Anlage der Gegenfläche 25 an der Stirnkante 24 des Lagerinnenrings 17. Bei der dargestellten Radlageranordnung 1 sind zwei Kraftwege A, B realisiert, wobei ein erster Kraftwege A von dem äußeren Gelenkkörper 7 über die Stirnverzahnung 3, 4 auf den Achsstumpf 18 verläuft. Ein zweiter Kraftweg B läuft von dem äußeren Gelenkkörper 7 über den Lagerinnenring 17 auf die Radnabe 2. Die beiden Kraftwege A, B sind somit zumindest abschnittsweise - insbesondere an den Anlegestellen kinematisch parallel verlaufend ausgebildet. Die durch das Anziehen des Bolzens 22 erzeugte axiale Gesamtvorspannung teilt sich gemäß der Kraftwege A, B in eine erste Vorspannung und in eine zweite Vorspannung auf.
Die Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Radlageranordnung 1 in etwas geänderter Darstellung. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass Merkmale der vorhergehenden Figuren sowie Merkmale der nachfolgenden Figuren jeweils auch in den anderen Ausführungsbeispielen eingesetzt werden können. Beispielsweise zeigt die Ausführungsform in der Figur 3 einen eher zylinderförmigen Zapfen 20, welcher aber auch durch einen konischen Zapfen 20 gemäß der vorhergehenden Figuren ersetzt werden kann. In gleicher Weise können die verschiedenen Mittel 27 zum axialen Toleranzausgleich auch bei den anderen Ausführungsformen eingesetzt werden. Das Mittel 27 ist in der Figur 3 als eine umlaufende Rippe 31 ausgebildet, welche im gezeigten Längsschnitt eine konstante Stärke aufweist. Die Rippe 31 ist gegenüber einer Radialebene, welche senkrecht zu
der Drehachse 32 der Lageranordnung ausgerichtet ist, im Längsschnitt in einem Winkel von circa 10° in Richtung des Lagerinnenrings 17 geneigt. Diese Rippe 31 liegt umlaufend mit ihrem freien Endabschnitt an dem Lagerinnenring 17 an.
Die einstückig an den äußeren Gelenkkörper 7 angeformte Rippe 31 wirkt wie eine Tellerfeder, die mit dem äußeren Gelenkkörper 7 verbunden ist. Ergänzend kann die Rippe 31 auch elasto-plastische Eigenschaften aufweisen, wobei je nach Gestaltung und Auslegung die Rippe 31 im eingebauten Zustand elastisch oder elasto-plastisch verformt ist, um so die optimale Verteilung der Vorspannkräfte auf Verzahnung 3, 4 und Lagerinnenring 17 zu bewirken.
Die Figur 4 zeigt in analoger Darstellung wie die Figur 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Rippe 31 wobei durch einen Freistich 33 oder eine entsprechende angebrachte Einformung ein elastischer Verformungsbereich gebildet ist, so dass die Rippe 31 beim Verspannen von dem äußeren Gelenkkörper 7 und der Radnabe 2 zunächst elastisch verformt wird. Während der Verspannung der Einheit über den Bolzen 22 erfolgt jedoch auch eine plastische Verformung der Rippe 31 beziehungsweise der umliegenden Bereiche.
Die Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Mittel 27, wobei bei dieser Ausführungsform der Lagerinnenring 17 in einem der Radnabe 2 zugewandten Bereich Ausformungen 34 aufweist. Die Ausformungen 34 können beispielsweise durch Einstiche realisiert werden und weisen eine umlaufende Wellen- oder Schraubenform auf oder sind als parallele Nuten ausgeführt. Die Einstiche können innen beziehungsweise außenseitig eingebracht und beispielsweise zur Getriebeseite hin stärker werdend ausgebildet sein. Der Lagerinnenring 17
- -
kann bei einer Ausführungsform partiell gehärtet sein, so dass sich das Mittel 27 stärker elastisch verhält. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Lagerinnenring 17 auch durchgehärtet sein, so dass das Mittel 27 eher elasto- plastische Eigenschaften aufweist.
Bei einer Beaufschlagung des zweiten Kraftwegs B mit einer Vorspannung wird der Lagerinnenring 17 im Bereich der Ausformungen 34 zunächst elastisch und dann plastisch in axialer Richtung komprimiert bzw. verformt.
Die Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wobei das Mittel 27 als eine umlaufende, v-förmige Nut 35 in den Lagerinnenring 17 benachbart zu dem äußeren Gelenkkörper 7 ausgebildet ist. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel in der Figur 5 ist nun der durch das Mittel 27 bereitgestellte zusätzliche Verformungsweg so angeordnet, dass bei der Verformung die Position der Lauffläche 36 für die Wälzkörper auf dem Lagerinnenring 17 nicht verändert wird. In der Darstellung in der Figur 6 ist die Nut 35 auf der Außenseite des Lagerinnenrings 17 eingebracht, alternativ kann die Nut auch an der Innenseite positioniert werden. Es ist ferner möglich, mehrere Nuten 35 oder andere Formen der Nuten 35 einzubringen. Um einen ausreichenden Freiraum für die Verformung des Lagerinnenrings 17 im Bereich des Mittels 27 zu gewährleisten, liegt der Lagerinnenring 17 nur radial außen in einem umlaufenden Teilbereich an, wohingegen in einem radial inneren Bereich ein Freiraum 37 vorgesehen ist.
Die Figur 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für das Mittel 27, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel das Mittel 27 als Einstiche 38 an dem Achsstumpf 18 ausgebildet sind. Die dargestellten Einstiche 38 zur Schaffung einer Wellenform
können ebenso asymmetrisch innen/außen beziehungsweise zur Getriebeseite hin stärker ausgebildet werden.
Die Figur 8 zeigt ein nächstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei das Mittel 27 als ein Zwischenring 39 ausgebildet ist, welcher auf dem Achsstumpf 18 aufgesetzt ist. Der Zwischenring 39 ist zwischen der Radnabe 2 und dem Lagerinnenring 17 eingespannt. Der Zwischenring 39 kann bei einer ersten Ausführungsform als ein elastischer Zwischenring 39 ausgebildet sein, bei einer weiteren Ausführungsform kann der Zwischenring 39 als ein Kompressionsring realisiert sein. Obgleich der Zwischenring 39 in der Figur 8 zylindrisch dargestellt ist, ist auch eine wellige Gestaltung zum Beispiel analog zu den vorhergehenden Figuren 5 beziehungsweise 7 möglich. Der Zwischenring 39 kann beispielsweise über ein spanendes Verfahren (drehen) hergestellt werden. Auch die Herstellung mittels Rollieren ist denkbar.
Die Figur 9 zeigt ein nächstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei der Zwischenring 39 bei dieser Ausführungsform als ein Kompressionsring zwischen dem äußeren Gelenkkörper 7 und dem Lagerinnenring 17 angeordnet ist, so dass dieser bei dem Kraftweg B zwischengeschaltet ist. Der Zwischenring 39 kann beispielsweise über ein Umformverfahren wie Tiefziehen hergestellt werden. Unterschiedliche Krümmungen in dem Zwischenring 39 ermöglichen eine gezielte Steuerung des Verhaltens, es können elastische und elasto-plastische Umformzonen dargestellt werden.
Die Figur 10 zeigt ein weiteres Beispiel eines Zwischenrings 39, welcher im gezeigten Längsschnitt in etwa V-förmig ausgebildet ist. Der dargestellte Zwischenring 39 kann beispielsweise über ein spanendes Verfahren (drehen)
hergestellt werden, auch die Herstellung mittels Rollieren ist denkbar. Bei dieser Variante dient der Nutgrund der V-förmigen Nut in dem Zwischenring 39 der Plastifizierung, die Schenkel federn dagegen eher elastisch. Der Zwischenring 39 liegt einerseits an dem Lagerinnenring 17 und mit der anderen Seite beziehungsweise mit dem anderen Schenkel an einer Schulter 40 des äußeren Gelenkkörpers 7 an.
Die Figur 11 zeigt die Komponenten der Radlageranordnung 1 mit dem Zwischenring 39 der Figur 10 in einem auseinander gerückten Zustand. Aus dieser Darstellung ist auch sehr gut zu entnehmen, dass der Achsstumpf 18 im Endabschnitt unverbreitert, insbesondere derart ausgeführt ist, dass der Lagerinnenring 17 auf- und abgezogen werden kann.
Bei dem Zusammenführen der Einzelkomponenten der Radlageranordnung 1 gemäß Figuren 12 bis 14 wird in einem ersten Schritt die Dehnschraube beziehungsweise der Bolzen 22 in dem äußeren Gelenkkörper 7 eingeschraubt, wobei der Zwischenring 39 locker (unverformt) zwischen dem äußeren Gelenkkörper 7 und dem Lagerinnenring 17 liegt. Die Verzahnungspartner 3, 4 sind noch beabstandet.
Bei einem Eindrehen der Dehnschraube wandern die Verzahnungspartner 3, 4 aufeinander zu (S2 < Sl) . Der Zwischenring 39 wird im elastischen Bereich verformt und beginnt damit die Vorspannkraft auf den Lagerinnenring 17 aufzubauen. Bei der Montage muss drauf geachtet werden, dass die Stirnverzahnung 3, 4 eingespurt ist, also dass die Zähne der Stirnverzahnung 3, 4 sich gefunden haben. Die Figur 14 zeigt die Radlageranordnung 1 im montierten Bereich. Hierbei ist die Dehnschraube beziehungsweise der Bolzen 22 vollständig montiert und die Verzahnung 3, 4 vorgespannt. Der Zwischenring
39 als Ausgleichelement ist in dem plastischen Bereich verformt und bringt die erforderliche Vorspannkraft auf den Lagerinnenring 17 auf. Hierbei gleicht der Zwischenring 39 in dem System vorhandene, durch die Fertigungstoleranzen bedingte Maßabweichungen aus .
Die Figuren 15, 16 illustrieren an dem Beispiel des Zwischenrings 39 in den vorhergehenden Figuren die Freiheitsgrade, welche für eine Optimierung des Zwischenelements 39 als Ausgleichselement verfügbar sind. Durch eine Begrenzung des Zwischenrings 39 an den horizontalen Linien wird „totes Material" eingespart, außerdem wird die Fertigbarkeit erhöht, da der Ring besser in eine Fertigungsmaschine aufzunehmen ist. Die seitlichen Linien stellen die Möglichkeit dar, die Schenkel - symmetrisch oder unsymmetrisch - dicker oder dünner auszuführen. Die Länge der
Schenkel kann durch Anheben oder Absenken des Nutgrundes
(Mitte) variiert werden. Hierbei zeigt sich, dass eine
Aufdickung der Schenkel eine überproportionale Steifigkeitszunahme des Zwischenrings 39 mit sich bringt, eine Variation der Schenkellänge wirkt sich in erster Näherung linear auf die Steifigkeit aus.
Die Figur 16 zeigt eine bevorzugte, optimierte Form des Zwischenrings 39. Die Flächen an Außen- und Innendurchmesser sind einer guten Fertigkeit zuliebe zylindrisch ausgeführt.
Die Feinabstimmung des Zwischenrings 39 nach einer Festlegung der groben Geometrie (Winkel- und Schenkeldicke) wird vorteilhafterweise über die Schenkellänge, das heißt über die Variation der Lage des Nutgrundes erfolgt, wobei bei einer ersten Variante Vl eine tiefe Nut und bei einer zweiten
Variante V2 eine flache Nut gewählt wird.
Die Figur 17 zeigt ein Spannungs-Dehnungsdiagramm für zwei unterschiedliche Materialien für die Belastung eines Zwischenrings 39. Auf der X-Achse ist die Dehnung ε (deltaL gebrochen durch LO) aufgetragen, die Y-Achse zeigt die Spannung σ. An den Punkten B ist die Bruchdehnungsgrenze eingetragen, wo es zu einem Materialversagen des Zwischenrings 39 kommt. Der Arbeitsbereich 41 des Zwischenrings 39 wird bevorzugt in den Bereich jenseits des proportionalen, elastischen Bereichs gelegt, also dorthin, wo das Materialverhalten in den plastischen Bereich übergeht und die Kurve flacher verläuft. Die Grenze der Belastung ist in einem sicheren Abstand zu der Bruchdehnung B zu legen. Wenn die Bruchdehnung beispielsweise 8% beträgt, sollte die tatsächliche Verformung nicht über 4% liegen.
In der Figur 18 ist abgeleitet von dem Inhalt der Figur 17 die Vorspannkraft F des Lagerinnenring 17 über dem toleranzbedingten Anfangsspiel S der Lageanordnung 1 dargestellt. Als Anfangspiel S ist hier der Abstand in axialer Richtung zwischen den Verzahnungspartnern gemeint, wenn der äußere Gelenkkörper 7 über den Zwischenring 39 am Lagerinnenring 17 ansteht. Es ist also der Abstand, der durch Verformung im Ausgleichselement 39 überbrückt werden muss, um die Verzahnung zur Anlage zu bringen. In dem Auslegungsbereich 41 korrespondiert zu einem sehr großen Anfangspiel delta S nur eine sehr geringe änderung delta F der Vorspannung. Im Bereich des Anfangsspiels delta S kann somit der Lagerinnenring 17 mit einer maximalen Abweichung von delta F vorgespannt werden. Die drei in der Figur 18 gezeigten Graphen zeigen verschiedene Materialvarianten für den Zwischenring 39 in den vorhergehenden Figuren. Die unterste Kurve Kl stellt den Verlauf der Vorspannkraft für ein Element aus 16MnCr5 mit der Geometrie aus der Figur 16 Variante V 1 dar. Die mittlere
Kurve K2 entspricht dem Verlauf bei gleicher Geometrie, aber einem anderen Material, nämlich C56. Die oberste Kurve zeigt den Verlauf eines Zwischenrings 39 aus C56 gemäß der Figur 16, Variante 2. Allen drei Varianten Kl bis K3 ist gemeinsam, dass im Auslegungs- oder Arbeitsbereich 41 der Kraftanstieg in dem plastischen Bereich des Zwischenrings 39 sehr flach verläuft.
Die nachfolgenden Figuren zeigen jeweils verschiedene
Ausführungsformen für das Mittel 27 in Form eines Zwischenrings 39, um die Vielfältigkeit der Möglichkeiten aufzuzeigen.
In der Figur 19 ist ein Zwischenring 39 als A-Ring, als inverse Variante des V- oder U-Rings dargestellt. Die Figur 20 zeigt einen U-Ring als unsymmetrische Variante zum V-Ring, welcher eine größere axiale Ausdehnung ermöglicht. Die Figur 21 zeigt als Zwischenring 39 einen O-Ring, wobei bei diesem Anwendungsfall ein rohrförmiges Halbzeug als Ring gebogen wird. Die Figur 22 zeigt als Zwischenring 39 einen C-Ring, wobei sich bei dieser Variante der Zwischenring 39 an zwei Stellen an dem äußeren Gelenkkörper 7 abstützt. Analog zu der dargestellten Variante kann die offene Seite auch zum Lagerinnenring 17 zeigen. Die Figur 23 zeigt als Zwischenring 39 einen W-Ring, in der Umkehrung auch als M-Ring denkbar. Diese Variante mit der mehrfachen Faltung federt weicher ein als die einfacher gestalteten Zwischenringe der vorherigen Figuren. Die Figur 24 illustriert einen T-Ring, wobei auch eine Variation mit dem querliegenden T-Balken zu dem äußeren Gelenkkörper 7 möglich ist. Diese Variation federt härter als die vorhergehenden Varianten. Bei gekreuzten Schenkeln ist auch eine X-Ring-Konstruktion möglich. Die Figur 25 zeigt einen N-Ring, auch S- oder Z-Ring genannt. Der Schenkel am Lagerinnenring 17 kann auch am Innendurchmesser anlegen.
Dieses Konzept ist von der Geometrie weicher als der V-Ring, jedoch härter als der W-Ring ausgebildet. Die Ausführungsform in der Figur 26 zeigt einen Wellenring, welcher insbesondere für sehr große axiale Ausdehnungen geeignet ist, dafür einen geringen radialen Bauraumbedarf hat. Denkbar ist auch eine um 90° gedrehte Variante bei der der WeIlenanlagerinnenring beziehungsweise am äußeren Gelenkkörper 7 ansteht.
Zusammenfassend wird eine Lageanordnung 1 in einer neuartigen Geometrie beschrieben, wobei der Achsstumpf 18 an der Außenseite einen bis in den Randbereich reichenden Sitz für den Lagerinnenring 17 bildet, insbesondere an dem freien Ende nicht umgeformt oder wälzgemietet wird und direkt mit der Stirnverzahnung 3 versehen ist. Der Außendurchmesser der Verzahnung 3 oder 4 ist kleiner oder gleich dem Innendurchmesser des Lagerinnenrings 17. Da bei der axialen Vorspannung, also die des Lagers bzw. des Lagerinnenrings 17 und der Stirnverzahnung 3 , 4 auf eine definierte Vorspannkraft angewiesen sind, sich aber bei Parallelschaltung gegenseitig beeinflussen, sind geeignete Maßnahmen zu treffen, um diesem Einfluss im zulässigen Rahmen zu halten. Als ein Aspekt der Erfindung wird ein Mittel 27 für den axialen Toleranzausgleich vorgeschlagen, da es sich bei der dargestellten neuen Konstruktion um eine axiale Doppelpassung handelt.
Das Mittel 27 kann als rein elastisches Element ausgebildet sein. Bei einer Verbesserung ist das Mittel 27 als elasto- plastisches Mittel ausgebildet, welches durch den oben beschriebenen, flachen Kraftanstieg im plastischen Bereich eine geringe Streuung der Vorspannkraft bewirkt. In der Serienproduktion ist eben diese Streuung ein kritischer Faktor, weil die Lagervorspannung einen wesentlichen Einfluss auf die Lagerlebensdauer hat. Bei manchen Anwendungen baut die
Toleranzkette eine Maßunsicherheit von bis zu 0,3 mm auf, bei einer Korrelation mit der Federsteifigkeit eines elastischen Elements kann dies zu einer unzulässigen Streuung der Spannkraft auf den Lagerinnring 17 führen. In diesem Fall ist das elasto-plastisches Element zu bevorzugen, welches die Streuung verringert.
Das elastische oder elasto-plastische Element kann sowohl einstückig angeformt als auch als separates Element oder Bauteil ausgeführt sein. Vorteilhaft an der Ausführung eines separaten Elements ist die Austauschbarkeit von Gelenkglocke 7 beziehungsweise äußerem Gelenkkörper oder Lager 17, ohne das jeweils andere Bauteil ebenfalls tauschen zu müssen. Es ist lediglich die Verwendung eines neuen Ausgleichselements 39 notwendig.
Bezugszeichenliste
1 Lageranordnung
2 Radnabe
3 Stirnverzahnung
4 Stirnverzahnung
5 Drehgelenk oder Gleichlaufgelenk
6 Radflansch
7 äußerer Gelenkkörper
8 Laufbahn
11 Wälzlager
12 Außenring
13 Befestigungsflansch
14 Innenring
15 Lagerkugel
16 Lagerinnenring
17 Lagerinnenring
18 Achsstumpf
19 Stirnseite
20 Zapfen
21 Bohrung
22 Bolzen
23 Stirnseite
24 Stirnseite
25 Stirn-/Gegenfläche
26 Anlagefläche
27 Mittel, Freistich
28 Ringnut
29 Vorderer Endbereich des Zapfens 20
30 Gelenkkugel
31 Rippe
32 Drehachse
33 Freistich
34 Ausformungen, Einstiche
35 Nut
36 Lauffläche
37 Freiraum 38 Einstich
39 Zwischenring
40 Schulter
41 Auslegungsbereich
D VER : Außendurchmesser der Stirnverzahnung 3 , 4
D IR : Bohrungsdurchmesser des separaten Innenringes 14
D 1VER : Innendurchmesser der Stirnverzahnung 3 , 4
R AB : Reihenabstand der Lagerkugeln 15 I R3 : Breite des separaten Lagerinnenrings 17
V τκ : Teilkreisdurchmesser der Stirnverzahnung 3, 4
GTK: Teilkreisdurchmesser der Gelenkkugeln 30
LZ: Abstand der Radnabe 2 bezogen auf die Mittellinie der getriebeseitigen Kugelreihe zu dem Kopfkreis der Stirnverzahnung 4
Dw: Durchmesser der Lagerkugel 15
IQ: Querschnitthöhe der tiefsten Stelle der Kugellaufbahn des separaten Lagerinnenrings 17
Dl: Durchmesser des Zapfens 20 im Bereich des übergangs zum Innendurchmesser D IVER der Stirnverzahnung 3, 4
D2 : Durchmesser des Zapfens 20 im Bereich seines vorderen, radseitigen Endbereichs 29 ß : Verzahnungswinkel der Stirnverzahnung 3 , 4
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