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Radlager-Einheit für Kraftfahrzeugrad - Dokument DE10137127B4
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE10137127B4 29.07.2004
Titel Radlager-Einheit für Kraftfahrzeugrad
Anmelder SKF Industrie S.p.A., Turin/Torino, IT
Erfinder Griseri, Andrea, Turin/Torino, IT;
Savarese, Francesco, Airasca, Torino, IT
Vertreter Weickmann & Weickmann, 81679 München
DE-Anmeldedatum 30.07.2001
DE-Aktenzeichen 10137127
Offenlegungstag 07.03.2002
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 29.07.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.07.2004
IPC-Hauptklasse B60B 27/02

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Radlager-Einheit für ein Rad eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, des im Oberbegriff von Anspruch 1 angegebenen Typs.

Eine derartige Radlager-Einheit ist aus der DE 196 25 434 C1 bekannt. Bei dieser bekannten Radlager-Einheit ist der Außenring des Lagers in einer axialen Richtung an einem Bremsscheibenflansch abgestützt, während er in der anderen axialen Richtung an einem Antriebswellenflansch axial abgestützt ist und somit zwischen diesen beiden Bauteilen axial gehalten ist.

Eine weitere bekannte Radlager-Einheit ist schematisch in 1 gezeigt. In 1 bezeichnet die Zahl 10 eine Stahlnabe, die einen Flansch 11 mit Löchern 12 aufweist, um die Nabe mit dem Rad 14 eines Kraftfahrzeugs mittels Bolzen 13 zu verbinden. Die Nabe besitzt eine Buchse 15, in der ein Lager der sogenannten ersten Generation angebracht ist, allgemein mit 16 bezeichnet. Das Lager 16 umfasst einen feststehenden inneren Ring 17, einen sich drehenden äußeren Ring 18 sowie Wälzkörper 19, in diesem Fall Kegelrollen, die zwischen dem Innenring 17 und dem Außenring 18 angeordnet sind. Der Innenring 17 ist an einer Achse 20 zum Halten des Rads befestigt; der Außenring ist in der Buchse 15 der Nabe angebracht, um sich mit dieser zu drehen.

Bei dem Stand der Technik ist das Lager 14 in der Buchse 15 der Nabe mittels einer Schulter 10a fixiert, die an der Außenseite der Nabe ausgebildet ist, und an der gegenüberliegenden Innenseite durch ein anderes Sperr- oder Arretierungsmittel, gewöhnlich eine Ringmutter oder ein Seeger-Ring, zusammenwirkend mit einer Umfangsnut in der Nabe, oder, wie im Beispiel von 1, einem Flansch des Bremsrotors. Der Außenring 18 des Lagers ist in der Buchse 15 der Nabe kraftschlüssig durch radialen Presssitz drehfest fixiert.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Radlager-Einheit derart weiterzubilden, dass sie bei geringen Herstellungskosten und geringem Gewicht weniger voluminöß ist, gleichwohl jedoch eine hohe Zuverlässigkeit aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Radlager-Einheit gelöst, welche die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.

Bevorzugte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Die Vorteile der Erfindung werden aus der detaillierten Beschreibung einiger Ausführungen davon anhand der beigefügten Zeichnungen durch das nicht einschränkende Beispiel ersichtlich, worin:

1 ist eine axiale Querschnittsansicht einer Radlager-Einheit für ein Fahrzeugrad, das nach dem Stand der Technik zusammengebaut ist;

2 ist eine teilweise axiale Querschnittsansicht einer Radlager-Einheit nach einer ersten Ausführung der Erfindung;

3 zeigt einen Schritt der Montage des Lagers auf die Nabe; und

4 ist eine teilweise axiale Querschnittsansicht einer Radlager-Einheit nach einer zweiten Ausführung der Erfindung.

In 2, die die gleichen Bezugszahlen wie für 1 verwendet, umfasst eine erfindungsgemäße Radlager-Einheit, nachfolgend Naben-Lager-Einheit genannt, eine ringförmige Nabe 10 mit einem axialen, zylindrischen Sitz 15, in dem ein Lager der ersten Generation angebracht ist, allgemein mit 16 bezeichnet.

Der zylindrische, axiale Sitz 15 erstreckt sich zwischen einer angenähert radialen Fläche 21, die zur Innenseite des Fahrzeugs weist, und einer angenähert radialen Fläche 22, die zur Außenseite des Fahrzeugs weist.

Das Lager 16 umfasst einen radial äußeren drehenden Ring 18, der im Detail später beschrieben wird, ein Paar radial innerer Ringe oder Halbringe 17a und 17b sowie zwei Sätze von Wälzkörpern 19a, 19b, in diesem Fall Kegelrollen, die radial zwischen dem Außenring 18 und den inneren Halbringen 17a und 17b angeordnet sind.

Die allgemeine Auslegung der in 2 gezeigten Einheit kann als allgemein bekannt bezeichnet werden. Daher werden nur jene Elemente besonderer Wichtigkeit und Interesse für die Zwecke der Ausführung der Erfindung in der folgenden Beschreibung im Detail beschrieben. Für die Konstruktion der im Detail nicht gezeigten Teile und Elemente kann daher auf jede Naben-Lager-Einheit bekannter Bauart Bezug genommen werden.

Der Außenring 18 des Lagers umfasst einen Haupt- und zentralen Ringabschnitt 23, in dem die Laufbahnen der Wälzkörper 19a, 19b ausgebildet sind. Der Außenring 18 besitzt eine zylindrische Außenfläche 24, die in den zylindrischen Sitz 15 der Nabe 10 einsetzbar ist. Bevorzugt sind der zylindrische Sitz 15 und die zylindrische Fläche 24 derart dimensioniert, dass sie einen gewissen radialen Presssitz aufweisen, der eine Kraft zum Einsetzen des Lagers in die Nabe erfordert, um eine bessere axiale und umfangsmäßige Arretierung des äußeren Lagerrings in der Nabe zu erhalten.

Die äußere, zylindrische Fläche 24 erstreckt sich quer über die gesamte axiale Abmessung des Außenrings 18 und ist axial länger als der Sitz 15.

Die zwei entgegengesetzten axialen Enden der zylindrischen Fläche 24 sind mit jeweiligen axialen Rohrvorsprüngen 25 und 26 versehen, die von dem zylindrischen Hauptabschnitt 23 abstehen. Die rohrförmigen Vorsprünge 25 und 26 sind so ausgebildet und dimensioniert, dass sie in Richtung nach radial außen jeweils zur inneren Seitenfläche 21 und äußeren Seitenfläche 25 der ringförmigen Nabe 10 hin plastisch kalt verformt, bevorzugt gewalzt werden können, so dass die Endabschnitte 25a und 26a der rohrförmigen Vorsprünge 25 und 26, indem sie über die Seitenflächen 21 und 22 der ringförmigen Nabe vorstehen und gegen diese entgegengesetzten Seitenflächen hin geknickt sind, den äußeren Lagerring 18 an der Nabe axial arretieren.

Die Aufeinanderfolge der Montageschritte des Lagers sorgt dafür, dass eine komplette Lagereinheit mit Außenring, Innenringen und Wälzelementen, Dichtvorrichtungen 27 und Haltekäfigen 28 in den zylindrischen Sitz 15 der Nabe eingesetzt wird.

In der bevorzugten Ausführung, in der ein gewisser radialer Presssitz zwischen der zylindrischen Fläche 24 des Außenrings 18 und dem zylindrischen Sitz 15 der Nabe vorhanden ist, erfolgt das Einsetzen des Rings 18 unter Druck. Das Einsetzen kann beispielsweise mittels eines Werkzeugs 31 erfolgen, wie es schematisch in 3 gezeigt ist, wobei der Einfachheit wegen nur der Außenring 18 des Lagers gezeigt ist und nicht das gesamte Lager.

Das Werkzeug 31 besitzt eine erste axiale Stützfläche 32, und, mit einem axialen vorbestimmten Abstand d davon, eine zweite axiale Stützfläche 33. Die erste Stützfläche 32 drückt die nicht deformierte Außenseite 34 des axial äußeren Vorsprungs 25 in die mit Pfeil A angegebenen axialen Richtung, bis die zweite axiale Stützfläche 33 an einer mit der ringförmigen Nabe integralen Referenzfläche anliegt, in diesem Fall der Außenseite 21 der Nabe selbst. Der Abstand d ist derart festgelegt, dass, in der in 3 gezeigten Stützanordnung, vor dem Walzen die Enden der rohrförmigen Vorsprünge 25 und 26 im nicht verformten Zustand um jeweilige Abstände d' und d" über die Seitenflächen 21 und 22 der Nabe hinaus vorstehen. Die Abstände d' und d" können nach Bedarf gleich sein oder ein wenig unterschiedlich, um das Arretieren des Lagers an der Nabe in mehreren unterschiedlichen axialen Stellungen zu erlauben. In jedem Fall sollen die Abstände, um die die nicht deformierten Enden über die Seitenflächen 21 und 22 der Nabe vorstehen, derart sein, dass sie eine Formung entsprechend gewalzter Endabschnitte 25a und 26a (2) erlauben, welche das Lager an der Nabe axial wirkungsvoll arretieren.

Die Walzvorgänge können ohne Unterschied gleichzeitig an den zwei Vorsprüngen durchgeführt werden, oder alternativ in zwei aufeinander folgenden Schritten, wobei axialen Bewegungen des Außenrings 18 mittels desselben Werkzeugs 31 entgegengewirkt wird, das zum Setzen der gewünschten Axialposition des Außenrings in Bezug auf die Nabe verwendet wird. Um das Arretieren des Lagers an der Nabe zu verbessern, ist es vorteilhaft, an der Nabe, an den Verbindungszonen zwischen den Seitenflächen 21 und 22 und dem zylindrischen Sitz 15 gekrümmte Umfangskegel oder Radien 36 auszubilden.

In 4 besitzt, nach einer alternativen Ausführung der Erfindung, der Außenring 18 des Lagers nur einen rohrförmigen Vorsprung 26, der axial von der Innenseite des Rings absteht, während die Außenseite des Rings 18 eine axiale Schulter 37 bildet, die sich gegen die Seitenfläche 21 der Nabe abstützt. Wenn der Außenring in den zylindrischen Sitz 15 der Nabe, bevorzugt unter Druck, eingesetzt worden ist, und beim Erreichen der Anlage der Schulter 37 gegen die Seitenfläche 21 wird der Abschnitt 26a des über die Seitenfläche 22 der Nabe vorstehenden rohrförmigen Vorsprungs 26 in Richtung radial außen gegen die Oberfläche 22 kalt verformt, um hierdurch das Lager in der Nabe zu arretieren.

Wie in Bezug auf die herkömmliche Ausführung ersichtlich, ermöglicht es die Erfindung, die gesamte axiale Abmessung der Naben-Lager-Einheit zu reduzieren; insbesondere kann die Nabe axial dünner gemacht werden und erfordert keine spanende Bearbeitung zur Bildung der herkömmlichen axialen Schulter, die in 1 mit 10a bezeichnet ist. Die Reduktion der axialen Abmessung führt daher zu einer konsequenten Gewichtsminderung.

Die Erfindung ermöglicht vorteilhaft die Herstellung der Nabe aus einem anderen Material als herkömmlich benutztem Stahl. In der bevorzugten Ausführung ist die ringförmige Nabe 10 vollständig aus Aluminium hergestellt. Dieses Material ist bekanntermaßen leichter als Stahl, jedoch auch weicher, und wäre nicht geeignet, hohen lokalen Spannungen in den Zonen herkömmlicher Stützflächen und Nuten oder Gewinden zum axialen Arretieren des Lagers zu widerstehen. Die Verwendung einer Aluminiumnabe erlaubt daher eine weitere Gewichtsminderung.

Natürlich können die Details der Konstruktion in Bezug auf die oben diskutierten Beispiele geändert werden, während das Prinzip der Erfindung das Gleiche bleibt. Insbesondere ist es möglich, eine Mehrzahl radialer Vertiefungen (oder Vorsprünge) in einem oder beiden Endabschnitten des zylindrischen Sitzes 15 auszubilden. Diese radialen Vertiefungen oder Vorsprünge erzeugen einen Formschluss der axial gewalzten Endabschnitte 25a und 26a, um die Dreharretierung des Außenrings 18 in Bezug auf die ringförmige Nabe 10 zu verbessern.


Anspruch[de]
  1. Radlager-Einheit für ein Kraftfahrzeug, wobei die Einheit umfasst: eine Radnabe (10) mit einem Flansch (11) zur Befestigung eines Fahrzeugrads und einer zylindrischen Buchse (15) zur Aufnahme eines Lagers (16) und ein Lager (16) mit einem Außenring (18), der drehfest mit der Buchse (15) der Radnabe (10) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (18) breiter ist als die Buchse (15) und zumindest einen rohrförmigen Vorsprung (25; 26) aufweist, der von einer Seite des Außenrings (18) axial absteht, wobei der rohrförmige Vorsprung (25; 26) einen Endabschnitt (25a; 25b) aufweist, der über eine Seitenfläche (21; 22) der Radnabe (10) vorsteht und in Richtung der Seitenfläche (21; 22) radial nach außen kalt verformt ist, um den Außenring (18) an der Radnabe (10) zu fixieren.
  2. Radlager-Einheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei rohrförmige Vorsprünge (25; 26), die axial von beiden Seiten des Außenrings (18) des Lagers (16) abstehen, wobei beide rohrförmigen Vorsprünge (25; 26) jeweils einen Endabschnitt (25a; 26a) aufweisen, der über eine entsprechende Seitenfläche (21; 22) der Radnabe (10) hinaus vorsteht und in Richtung zu den jeweiligen entgegengesetzten Seitenflächen (21; 22) radial nach außen kalt verformt ist, um den Außenring (18) an der Radnabe (10) zu fixieren.
  3. Radlager-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (18) einen rohrförmigen Vorsprung (26), der über eine erste Seitenfläche (22) der Radnabe (10) hinaus vorsteht, sowie eine axiale Schulter (37) aufweist, die sich gegen eine zweite Seitenfläche (21) der Radnabe (10) abstützt.
  4. Radlager-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (18) des Lagers (16) eine zylindrische Außenfläche (24) aufweist, die mit radialem Presssitz in der Buchse (15) der Radnabe (10) fixiert ist.
  5. Radlager-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Radnabe (10) aus Aluminium gefertigt ist.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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