Radlagereinheit Beschreibung

Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft eine Radlagereinheit insbesondere für Nutzfahrzeuge mit einer auf einem Lagerzapfen verdrehbar mittels zwei axial voneinander beabstandeter Kegelrollenlager mit jeweils einem Außenring, einem Innenring und einem zwischen diesen angeordneten, aus Kegelrollen und einem Lagerkäfig für diese gebildeten Rollenkranz gelagerten Radnabe, wobei die Kegelrol- lenlager gegeneinander gerichtet mittels ihrer Außenringen an jeweils einem Axialanschlag der Radnabe aufgenommen sind und die Innenringe der Kegelrollenlager axial voneinander mittels einer Hülse beabstandet sind.

Hintergrund der Erfindung

Eine gattungsgemäße Radlagereinheit für die Anwendung in einem Nutzfahrzeug ist beispielsweise aus der US 6,149,244 bekannt. Hierbei ist eine ein Rad tragende Radnabe verdrehbar auf einem Lagerzapfen aufgenommen. Hierzu dienen zwei axial beabstandet zueinander an der Radnabe auf- genommene Kegelrollenlager. Die Neigungsachsen der Kegelrollen sind dabei gegeneinander geneigt und die Außenringe sind gegeneinander an entsprechenden Axialanschlägen axial gegeneinander positioniert. Im eingebauten Zustand der Radlagereinheit sind die axialen voneinander wegweisenden Stirnseiten der Innenringe jeweils axial am Lagerzapfen beziehungsweise der auf diesen aufgeschraubten Kontermutter axial fixiert. Die einander zugewandten Stirnflächen sind mittels einer zwischen diesen angeordneten Hülse axial positioniert. Im nicht verbauten Zustand sind die Innenringe und die Rollenkränze nur begrenzt verliergesichert und lagefixiert. Insbesondere ist durch ein teilweise großes Axialspiel die Hülse nicht zwischen den Innenringen gehalten und kann daher radial verlagert werden und damit eine Montage der Radlagereinheit auf dem Lagerzapfen erschweren.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist daher die vorteilhafte Weiterbildung einer Radla- gereinheit insbesondere vor dem Hintergrund einer einfachen Herstellung und Montage dieser auf dem Lagerzapfen.

Allgemeine Beschreibung der Erfindung Die Aufgabe wird durch eine Radlagereinheit insbesondere für Nutzfahrzeuge mit einer auf einem Lagerzapfen verdrehbar mittels zwei axial voneinander beabstandeter Kegelrollenlager mit jeweils einem Außenring, einem Innenring und einem zwischen diesen angeordneten, aus Kegelrollen und einem Lagerkäfig für diese gebildeten Rollenkranz gelagerten Radnabe gelöst, wobei die Kegelrollenlager gegeneinander gerichtet mittels ihrer Außenringe an jeweils einem Axialanschlag der Radnabe aufgenommen sind, die Innenringe der Kegelrollenlager axial voneinander mittels einer Hülse beabstandet sind, im nicht eingebauten Zustand der Radlagereinheit Radnabe, Kegelrollenlagern und Hülse eine selbsthaltende Baueinheit bilden und beide Kegelrollenlager mittels jeweils eines direkt an der Radnabe aufgenommenen, den Rollenkranz zumindest teilweise radial überdeckenden Sicherungsmittels axial gesichert sind.

Durch zwei jeweils an den einander abgewandten Seiten der Kegelrollenlager angeordnete Sicherungsmittel kann während des Zeitraums bis zur Montage der Baueinheit auf dem Lagerzapfen eine einfache Selbsthaltung der Kegelrollenlager und der Hülse erzielt werden. Hierzu wird insbesondere ein Spiel zwischen dem Rollenkranz beziehungsweise den Innenringen der Kegelrollenlager und den Sicherungsmitteln gering gehalten, um die axiale Verlagerung dieser im nicht eingebauten Zustand zu begrenzen. Ein Kontakt oder gar eine Vorspannung der Sicherungsmittel gegenüber dem Rollenkranz beziehungsweise dem Innenring wird zumindest im eingebauten Zustand der Radlagereinheit vermieden, um Reibungsverschleiß zwischen den mit einer Differenzdrehzahl belasteten Sicherungsmitteln und Bauteilen des Kegelrollenlagers zu vermeiden. Dabei kann vorgesehen sein, das Sicherungsmittel im nicht eingebauten Zustand gegenüber dem Rollenkranz oder den Innenring zu verspannen und bei der Montage ein Spiel zwischen dem Sicherungsmittel und dem Kegelrollenlager auszubilden. Hierzu kann beispielsweise ein als Tellerfeder ausgebil- detes Sicherungsmittel vorgesehen sein, das zwischen Axialanschlag und dem Innennng oder Rollenkranz axial verspannt ist und deren Vorspannung mittels einer auf den Lagerzapfen zur Sicherung der Radlagereinheit aufgeschraubten Mutter aufgehoben wird, indem diese zwischen Innenring und Mutter verspannt und von dem Axialanschlag abhebt.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann zumindest eines der beiden Sicherungsmittel aus einem in einer Radialnut der Radnabe angeordneten Sicherungsring gebildet sein. Hierbei kann der Sicherungsring radial nach innen soweit erstreckt sein, dass er den Rollenkranz radial über- greift und einen Axialanschlag für den Innenring bildet. Der Sicherungsring wird dabei vorzugsweise mit geringem Spiel zum Innenring versehen, um im eingebauten Zustand Reibung zu vermeiden.

Alternativ zu einer Selbsthaltung des Innenrings durch den Sicherungsring kann dieser einen Axialanschlag für den Rollenkranz bilden, wobei der Innenring mittels eines Ringbords gegenüber dem Rollenkranz axial in Richtung des Sicherungsrings gesichert ist. Hierbei wird bevorzugt der Lagerkäfig des Rollenkranzes axial lagegesichert, wobei auch hier ein Minimalspiel des Sicherungsrings zum Lagerkäfig eingehalten werden kann.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, den Sicherungsring als Wellring mit einem über den Umfang ausgebildeten Radialprofil auszubilden. Dieser kann ein in Umfangsrichtung ausge- bildetes Außen- und Innenprofil aufweisen, wobei das Außenprofil in die Radialnut eingreift und mittels dessen Innenprofils der Rollenkranz axial gesichert ist. Alternativ oder zusätzlich kann zumindest eines der Kegelrollenlager mittels eines Sicherungsrings lagefixiert sein, der im Wesentlichen U-förmig mit zwei mittels einer Spange verbundenen Schenkeln ausgebildet ist. Hierbei greifen bevorzugt dessen freie Enden der Schenkel und Ecken zwischen Schenkel und Spange radial in die Radialnut ein, wobei bevorzugt der Rollenkranz mittels der Schenkel im nicht eingebauten Zustand der Radlagereinheit axial gesichert wie lagefixiert ist. Insbesondere zur Erweiterung der Anlagefläche des Sicherungsrings gegenüber dem Rollenkranz, bevorzugt dem Lagerkäfig des Rollenkranzes kann zwischen dem Sicherungsring und dem Kegelrollenlager eine im Wesentlichen U-förmig ausgenommene Unterlegscheibe angeordnet sein. Durch den Ausschnitt in der Unterlegscheibe kann die auf den Lagerzapfen zur axialen Fixierung der Radlagereinheit aufgeschraubte Mutter wie Zentralmutter ohne Entfernen der Unterlegscheibe mit dem Innenring des außen liegenden Kegelrollenlagers verspannt werden. Nach dem erfinderischen Gedanken kann alternativ zu einem Sicherungsring zur Selbsthaltung der Kegelrollenlager an zumindest einer einem Kegelrollenlager zugewandten Seite das Sicherungsmittel aus einer zwischen der Radnabe und dem Innenring angeordneten, einen Axialanschlag für den Rollenkranz bildenden Dichtung gebildet und der Innenring mittels eines Ringbords gegenüber dem Rollenkranz axial in Richtung des Sicherungsrings gesichert sein.

Kurze Beschreibung der Figuren Die Erfindung wird anhand der in den Figuren 1 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen: einen Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße Radlagereinheit mit zwei unterschiedlichen Sicherungsmitteln für jedes Kegelrollenlager, ein Kegelrollenlager im Teilschnitt mit einem entsprechend Figur 1 den Rollenkranz vollständig radial übergreifenden Sicherungsring, einen Teilschnitt eines Kegelrollenlagers mit einem gegenüber Figur 2 geänderten, den Rollenkranz lediglich teilweise übergreifenden Sicherungsring, einen Teilschnitt durch ein Kegelrollenlager mit einem als

Dichtung ausgebildeten, zwischen Radnabe und Innenring angeordneten Sicherungsmittel, eine Aufsicht auf ein Kegelrollenlager mit einem als Wellring ausgebildeten Sicherungsmittel, eine Aufsicht auf ein Kegelrollenlager mit einem als U-förmig ausgebildeten Sicherungsring, eine schematische Ansicht einer Unterlegscheibe für den Sicherungsring der Figur 6 und

Figur 8 einen Teilschnitt durch ein Kegelrollenlager mit einem als Federelement ausgebildeten, axial zwischen der Radnabe und dem Innenring verspannten Sicherungsmittel. Ausführliche Beschreibung der Figuren

Figur 1 zeigt die Radlagereinheit 100 in schematischer Darstellung im Teilschnitt, wobei lediglich der obere Teil der um die Drehachse 102 angeordneten Radla- gereinheit 100 dargestellt ist. Die Radlagereinheit 100 bildet im vom Lagerzapfen 103 abgenommenen Zustand die Baueinheit 101 , die aus der ein Rad aufnehmenden Radnabe 104, den beiden axial beabstandeten und auf unterschiedlichen Durchmessern an dieser axial zueinander beabstandeten Kegelrollenlager 105, 06 und der zwischen diesen angeordneten Hülse 107 gebildet ist.

Die Kegelrollenlager 105, 106 weisen jeweils einen an der Radnabe 104 aufgenommenen Außenring 109, 110, einen zur Aufnahme der Radlagereinheit 100 am Lagerzapfen 103 vorgesehenen Innenring 111 , 112 sowie Rollenkränze 1 13, 114 bestehend aus den in dem Lagerkäfig 115, 116 über den Umfang verteilt aufgenommenen Kegelrollen 117, 118 auf.

Die Drehachsen 102a, 102b der Kegelrollen 117, 118 sind jeweils einander zugewandt gegenüber der Drehachse 102 geneigt, so dass die Radnabe 104 radial und axial gegenüber dem Lagerzapfen 103 gelagert ist. Die Kegelrollenlager 105, 106 sind mittels der Außenringe 109, 110 an ihren gegenüberliegenden Stirnseiten 1 9, 120 an Axialanschlägen 121 , 122 angelegt.

Im eingebauten Zustand der Baueinheit 101 werden die einander gegenüberliegenden Stirnseiten 123, 124 der Innenringe 111 , 112 einerseits mittels einer nicht dargestellten, an der Endseite des Lagerzapfens 103 aufgeschraubten Zentralmutter und andererseits dem Axialanschlag 125 verspannt, wobei die Hülse 107 die Innenringe 111 , 112 beabstandet.

Im abgenommenen Zustand der Baueinheit 101 sind die Innenringe 1 1 , 112 nicht gegeneinander axial vorgespannt, so dass diese infolge der geneigten Drehachsen 102a, 102b der Kegelrollen 117, 118 nicht an sich verliersicher ausgebildet sind. Zur Herstellung der Lagerfixierung der Innenringe 1 11 , 1 12 und damit der Rollenkränze 113, 114 im abgenommenen Zustand der Radla- gereinheit 100 in Form der Baueinheit 101 ist an den Außenseiten der Radlagereinheit 100 jeweils ein axiales Sicherungsmittel 108, 126 vorgesehen, das jeweils einen Innenring 11 1 , 1 12 axial lagefixiert. Im Einzelnen sind in den nachfolgenden Figuren vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Sicherungsmittel 108, 126 im Detail dargestellt.

Figur 2 zeigt ein Detail der Radlagereinheit 100 der Figur 1 mit dem Kegelrollenlager 105. Das Sicherungsmittel 108 ist hierbei als Sicherungsring 127 ausgebildet, der in die Radialnut 128 der Radnabe 104 eingehängt ist und radial den Rollenkranz 113 übergreift und den Innenring 111 axial beaufschlagt. Hierbei kann ein Kontakt zum Innenring 11 1 ausgebildet sein, der das axiale Spiel des Innenrings 1 11 so begrenzt, dass die Hülse 107 zwischen den Innenringen 111 und 12 (Figur 1) zentriert bleibt. Hierbei wird eine Reibung des Sicherungsrings 127 gegenüber dem Innenring 111 gering gehalten, um im eingebauten Zustand Verschleiß und Reibmomente zwischen dem mit der Radnabe 104 drehenden Sicherungsring 127 und dem feststehenden Innenring 1 1 zu vermeiden. Alternativ kann zwischen dem Sicherungsring 127 und dem Innenring 1 11 ein geringer Axialspalt vorgesehen sein. Figur 3 zeigt eine Variante des in der Figur 2 gezeigten Sicherungsrings 127 in Form des in der in kurzem Abstand zu dem Außenring 209 in der Radnabe 204 eingebrachten Radialnut 228 aufgenommenen Sicherungsrings 227 der Radlagereinheit 200. Der Sicherungsring 227 übergreift lediglich den Rollenkranz 213 teilweise radial und sichert diesen vor einer axialen Verlagerung. Hierbei ist zur Verhinderung von Reibung und Verschleiß zwischen dem Rollenkranz 213 und dem Sicherungsring 227 ein Axialspalt 229 eingestellt. Infolge der an dem Innenring 211 vorgesehenen Ringborde 230, 231 ist der Innenring 211 im Wesentlichen axial spielfrei gegenüber den Kegelrollen 217 gelagert, so dass der Innenring durch den Ringbord 231 an einem axiale Ausweichen bei axial fixiertem Rol- lenkranz 213 gehindert wird. Die axiale Fixierung des Rollenkranzes 213 durch den Sicherungsring 227 kann an den Kegelrollen 217 oder an dem nicht dargestellten Lagerkäfig erfolgen. Figur 4 zeigt ein Detail der Radlagereinheit 100 mit dem dem freien Ende des Lagerzapfens abgewandten Kegelrollenlager 106, dessen axiales Sicherungsmittel 126 als Dichtung 132 ausgebildet ist. Die Dichtung 132 ist zwischen der Radnabe 104 und dem Innenring 112 eingebracht und verhindert durch ihre Reibung eine axiale Verlagerung des Innenrings gegenüber der Radnabe 104, wodurch diese im abgenommenen Zustand der Radlagereinheit 100 den Innenring 1 2 und damit auch den Rollenkranz 114 lagefixiert.

Figur 5 zeigt die Radlagereinheit 300 mit der Radnabe 304 und dem mittels des Außenrings 309 an der Radnabe 304 aufgenommenen Kegelrollenlager 305 mit dem Innenring 311 und dem Rollenkranz 313. Die axiale Lagesicherung des Innenrings 311 und des Rollenkranzes 313 erfolgt mittels des Sicherungsrings 327, der in diesem Ausführungsbeispiel als Wellring 333 mit einem in Form von radial nach innen und außen verlagerten Wellen 334, 335 ausgebildeten Wellenprofil vorgesehen ist. Hierbei greifen die Wellen 335 jeweils in eine bevorzugt als umlaufend vorgesehene, lediglich angedeutete Radialnut 328 ein, während die nach radial innen gerichteten Wellen 334 den Rollenkranz 313 und damit den Innenring 311 axial lagefixieren, da dieser entsprechend dem Innenring 211 der Figur 3 einen dem Ringbord 230 entsprechenden, nicht dargestellten Ringbord aufweist.

Figur 6 zeigt eine weitere Alternative der Radlagereinheit 400 mit dem Sicherungsring 427, der einseitig offen und U-förmig ausgebildet ist. Hierbei sind die beiden Schenkel 436, 437 mittels der Spange 438 verbunden, wobei die freien - hier aufgerollten Enden 439, 440 und die Ecken 441 , 442 in der Radialnut 428 der lediglich angedeuteten Radnabe 404 eingeklinkt sind. Die mittleren Bereiche der Schenkel 436, 437 überstreichen den Innenring 41 1 und bilden damit die Lagesicherung für diesen.

Figur 7 zeigt unter Bezug auf Figur 6 schematisch die Unterlegscheibe 443 mit dem Ausschnitt 444, wodurch die Kontur dieser an den Sicherungsring 427 an- gepasst ist. Die Unterlegscheibe 443 kann zwischen dem Sicherungsring 427 und dem Innenring 411 angeordnet sein und erlaubt infolge des Ausschnitts 444 einen Zugriff der Zentralmutter zur Beaufschlagung des Innenrings 41 1 bei der Montage der Radlagereinheit auf dem Lagerzapfen.

Figur 8 zeigt einen Teilschnitt der Radlagereinheit 500 mit dem Kegelrollenlager 505. Das Sicherungsmittel 508 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Federelement 545, beispielsweise als Tellerfeder ausgebildet , das zwischen dem Innenring 511 und dem Axialanschlag 546 der Radnabe 504 axial verspannt ist, so dass der Innenring 511 im nicht eingebauten Zustand der Radlagereinheit 500 lagefixiert und gegenüber der Hülse 507 axial verspannt ist, so dass die Hül- se 507 in nicht eingebautem Zustand zwischen den beiden Innenringen zentriert bleibt. Bei einer Montage der Radlagereinheit 500 auf dem Lagerzapfen 503 wird die Zentralmutter 547 auf den Lagerzapfen geschraubt und damit das Federelement 545 - wie die gestrichelte Darstellung des Federelements 545' zeigt - vom Axialnaschlag 546 abgehoben, so dass im eingebauten Zustand der Radla- gereinheit 500 die Vorspannung des Federelements 545 gegenüber dem Innenring 511 und dessen Kontakt zu dieser aufgehoben wird. Zwischen der Zentralmutter 547 und dem Federelement kann eine zusätzliche Unterlegscheibe 548 vorgesehen sein. Es versteht sich, dass die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Sicherungsmittel wie Sicherungsringe, Dichtungen und Federelemente in vorteilhafter Weise jeweils auch an den den dargestellten Kegelrollenlagern gegenüberliegenden Kegelrollenlagern eingesetzt werden können.

Bezugszeichenliste

100 Radlagereinheit

101 Baueinheit

102 Drehachse

102a Drehachse

102b Drehachse

103 Lagerzapfen

104 Radnabe

105 Kegelrollenlager

106 Kegelrollenlager

107 Hülse

108 Sicherungsmittel

109 Außenring

110 Außenring

11 1 Innenring

112 Innenring

113 Rollenkranz

114 Rollenkranz

115 Lagerkäfig

116 Lagerkäfig

1 17 Kegelrolle

118 Kegelrolle

1 19 Stirnseite

120 Stirnseite

121 Axialanschlag

122 Axialanschlag

123 Stirnseite

124 Stirnseite

125 Axialanschlag

126 Sicherungsmittel

127 Sicherungsring

128 Radialnut 132 Dichtung

200 Radlagereinheit

204 Radnabe

209 Außenring

21 1 Innenring

213 Rollenkranz

217 Kegelrolle

227 Sicherungsring

228 Radialnut

229 Axialspalt

230 Ringbord

231 Ringbord

300 Radlagereinheit

304 Radnabe

305 Kegelrollenlager

309 Außenring

31 1 Innenring

313 Rollenkranz

327 Sicherungsring

328 Radialnut

333 Wellring

334 Welle

335 Welle

400 Radlagereinheit

404 Radnabe

411 Innenring

427 Sicherungsring

428 Radialnut

436 Schenkel

437 Schenkel

438 Spange

439 freies Ende

440 freies Ende Ecke

Ecke

Unterlegscheibe Ausschnitt Radlagereinheit Lagerzapfen Radnabe Kegelrollenlager Hülse

Sicherungsmittel Innenring Federelement Federelement Axialanschlag Zentralmutter Unterlegscheibe