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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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(Gebiet der Erfindung)
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Radlagereinrichtung
zur drehbaren Lagerung eines Fahrzeugrades oder ähnlichem.
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(Beschreibung des Standes der Technik)
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Eine
derartige Radlagereinrichtung zur drehbaren Lagerung eines Fahrzeugrades
wurde bereits vorgeschlagen, wie in der
3 der beigefügten Zeichnungen
dargestellt (siehe zum Beispiel die offengelegte
Japanische Patentveröffentlichung
Nr. H9-164803 ). Bezugnehmend auf die
3 ist
die darin gezeigte Radlagereinrichtung von der Art, in der zweireihig
angeordnete Kugeln
25 als Wälzkörper zwischen
einander gegenüberliegenden Laufbahnoberflächen
23 und
24 eingefügt
sind, die in einem äußeren Element
21 beziehungsweise
einem inneren Element
22 ausgebildet sind. Das innere Element
22 ist
Teil einer Nabeneinheit
29, die einen Radbefestigungsflansch
29a in
einem äußeren Bereich und einen Innenring
30,
der an einem äußeren Bereich des nach innen gewandten
Endes der Nabeneinheit
29 befestigt ist, aufweist. Die
Nabeneinheit
29 weist in einem zentralen Bereich eine Mittelbohrung
31 auf,
in der ein Schaftbereich
33a eines Außenrings
33 eines Gleichlaufgelenkes
und eine abgestufte Fläche
33b des Außenrings
33 des
Gleichlaufgelenkes gegen eine nach innen gewandte Stirnfläche
30a des
Innenrings
30 gedrückt ist. Mittels einer Mutter
34,
die auf das freie Ende des Schaftbereichs
33a aufgeschraubt
ist, ist das innere Element
22 axial zwischen dem Außenring
33 des
Gleichlaufgelenkes und der Mutter
34 positioniert und fixiert.
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Bei
diesem vorgeschlagenen Beispiel ist der Innenring 30 von
außen auf einen Innenringmontagebereich 35 aufgesetzt,
wobei der Innenringmontagebereich 35 in einem äußeren
Bereich des nach innen gewandten Endes der Nabeneinheit 29 angeordnet und
so ausgebildet ist, dass er eine kreisförmige Aufnahme
aufweist, wobei ein Absatz 36 im Innenbereich des nach
innen gewandten Endes des Innenrings 30 ausgebildet ist,
und das nach innen gewandte Ende der Nabeneinheit 29 mittels
einer Durchmesservergrößerung radial nach außen
verformt ist, und gegen den Absatz 36 umgebördelt
ist. Auf diese Art und Weise kann eine unerwünschte Abtrennung
des Innenrings 30 vermieden werden, die durch den Effekt
des Aufbringens einer äußeren Kraft auf den Körper
des Kraftfahrzeugs während der Montage erfolgen würde.
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Es
wurde jedoch festgestellt, dass die oben diskutierte Radlagereinrichtung
die folgenden Probleme aufweist:
- (1) Da der
Bördelbereich 29b der Nabeneinheit 29 eine
große Ausdehnung aufweist, wie in der 4 dargestellt,
die einen Ausschnitt der 3 in vergrößertem
Maßstab zeigt, muss der radiale Versatz des Absatzes 36,
der in den nach innen gewandten Endbereich des Innenrings 30 eingeformt
ist, ungefähr 5 bis 7 mm bezüglich des Differenzradius
zwischen dem Innenringmontagebereich 35 und dem Absatz 36 betragen.
Wenn der Versatz des Absatzes 36 vergrößert
wird, verringert sich die Oberfläche der nach innen gewandten
Stirnfläche 30a des Innenrings 30 mit
dem Ergebnis, dass die Flächenpressung an der abgestuften
Fläche 33b des Außenrings 33 des
Gleichlaufgelenkes dementsprechend größer wird.
Aus diesem Grund wird die Bildung von Abrieb und abnormalen Geräuschen
begünstigt.
- (2) Wenn man versucht, dem Bördelbereich 29b der
Nabeneinheit 29 zu erlauben, mit dem nach innen gewandten
Ende des Innenrings 30 in Wirkverbindung zu gelangen, ist
es erforderlich, dass die axiale Länge des Absatzes 36,
wie in der 4 dargestellt, zwischen 7 und
8 mm beträgt. Eine derartige Vergrößerung
der axialen Länge des Absatzes 36 führt
zu der Tendenz, dass sich der Innenring 30 auf einer Geraden
L eines Kugelkontaktwinkels θ positioniert, und es besteht
die Möglichkeit einer beträchtlichen Verformung
des Innenrings 30 durch den Effekt der Lagerlast während
des Betriebes, was zu einer Verkürzung der Lebensdauer
führt. Darüber hinaus führt eine derartige
Verlängerung der axialen Länge des Absatzes 36 des
Innenrings 30 zu einer Verringerung der Montagelänge
(Oberflächengröße), über die der
Innenring 30 auf der Nabeneinheit 29 montiert ist,
so dass deshalb ein Kriechen des Innenrings 30 auftreten
kann, was zu der Möglichkeit der Verringerung der Lebensdauer
des Lagers führt. Diese Probleme könnten durch
Vergrößerung der Dimensionierung der Breite (der
axialen Länge) des Innenrings 30 als Ganzes gemindert
werden, aber eine Vergrößerung der Dimensionierung
der Breite würde zusätzlichen Bauraum in der Richtung der
Breite erfordern.
- (3) Da der Bördelbereich 29b der Nabeneinheit 29 eine
große Ausdehnung aufweist, würde zusätzlich
ein Prägestempel beim Taumelschmiedprozess mit dem Innenring 30 zusammenwirken,
wodurch das Taumelschmieden schwierig erreicht werden kann.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Radlagereinrichtung
bereitzustellen, bei der eine Abtrennung des Innenrings während
der Montage am Kraftfahrzeug vermieden wird, ohne dass Lagerfunktionen
beeinflusst werden, dass eine Verformung der Nabeneinheit unter
Last unterdrückt wird, und dass das Auftreten von Kriechen
des Innenrings vermieden wird.
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Zu
diesem Zweck stellt die vorliegende Erfindung eine Radlagereinrichtung
zur Verfügung, die ein äußeres Element
mit einer inneren Begrenzungsfläche beinhaltet, in der
zwei Reihen von Kugellaufbahnoberflächen ausgebildet sind,
ein inneres Element mit einer äußeren Begrenzungsfläche
mit Laufbahnoberflächen, die gegenüber den entsprechenden
Kugellaufbahnoberflächen angeordnet sind, und zweireihige
Kugellager, die angeordnet zwischen den gegenüberliegenden
Laufbahnoberflächen sind. Das innere Element ist gebildet
aus einer Nabeneinheit, die einen Radmontageflansch in einem äußeren
Bereich eines nach außen gewandten Endes und eine Mittelbohrung
in einem zentralen Bereich aufweist, und einem Innenring, der in
einem Innenringmontagebereich angeordnet ist, der in einem äußeren
Bereich eines nach innen gewandten Endes der Nabeneinheit angeordnet
ist und der zum Ausbilden einer kreisförmigen Aufnahme
ausgestaltet ist. Die Laufbahnoberflächen der betreffenden
Reihen sind in der Nabeneinheit und dem Innenring ausgebildet. Eine Schulter
ist in einer nach innen gewandten äußeren Kante
des Innenrings ausgebildet. Ein Bördelbereich ist in Kontakt
mit einer axial angeordneten gestuften Fase (face) an der Schulter
des Innenrings bringbar. Der Bördelbereich am nach innen
gewandten Ende der Nabeneinheit ist durch eine Durchmesservergrößerung
ausgebildet, wobei der Bördelbereich der Nabeneinheit durch
eine Durchmesservergrößerung eines dünnwandigen
Bereichs gebildet wird, indem ein erweiterter Innendurchmesser der
Nabe an dem nach innen gewandten Ende der Nabeneinheit vorgesehen
ist, und der dünnwandige Bereich als Ganzes auf der nach
innen gewandten Seite einer Geraden angeordnet ist, die einen Kugelkontaktwinkel
an der inneren Laufbahnoberfläche definiert.
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Da
die Radlagereinrichtung der vorliegenden Erfindung so ausgebildet
ist, dass die Schulter an der inneren Umfangsfläche des
Innenrings ausgebildet ist und der Bördelbereich durch
die Verwendung eines Prozesses des Bördelns eines Bereichs
der Nabeneinheit gegen die oben angesprochene Schulter geformt wird,
kann eine unerwünschte Abtrennung des Innenrings von der
Nabeneinheit vermieden werden, wobei eine Abtrennung ansonsten unter
dem Einfluss einer äußeren Kraft, die während
der Montage auf das Kraftfahrzeug entsteht, auftreten könnte. Da
die Schulter lediglich in einem sehr begrenzten Bereich der inneren
Umfangskante des Innenrings geformt ist, kann die Montagelänge, über
die der Innenring auf der Nabeneinheit montiert ist vergrößert werden,
mit dem Ergebnis, dass jede Verringerung der Lebensdauer des Lagers
durch das Auftreten von Kriechen des Innenrings unterdrückt
werden kann. Da eine Verringerung der Oberflächengröße
der Stirnfläche des Innenrings minimiert werden kann, kann
zusätzlich trotz des Vorsehens einer Schulter eine unerwünschte
Zunahme der Flächenpressung an der abgestuften Stirnfläche
des Gleichlaufgelenkes unterdrückt werden, wodurch die
Ausbildung von Abrieb und Geräusch vermieden wird.
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Da
die Schulter am Innenring nur ein geringe Ausdehnung aufweist, ist
es möglich, dass der Bördelbereich der Nabeneinheit,
der gegen die Schulter am Innenring umgebördelt ist, durch
eine derartige Durchmessererweiterung der Nabeneinheit geformt wird,
dass der dünnwandige Bereich gegen den an der Innenumfangsfläche
an dem nach innen gewandten Ende der Nabeneinheit vorgesehenen Absatz
gebildet wird. Auf diese Weise kann, ohne auf das Taumelschmieden
angewiesen zu sein, eine plastische Verformung erzielt werden, indem
die relativ einfache Methode durch die Verwendung eines Drückwerkzeugs
benutzt wird. Da der oben angesprochene dünnwandige Bereich,
der den Bördelbereich ausbildet, als Ganzes auf der nach
innen gewandten Seite der Geraden angeordnet ist, die den Kugelkontaktwinkel
an der inneren Kugellaufbahnoberfläche definiert, kann
eine Verformung der Nabenachse der Nabeneinheit unterdrückt
werden, die ansonsten unter Last auftreten könnte. Die
Unterdrückung der Verformung der Nabenachse ist auch wirksam,
um ein Kriechen des Innenrings zu vermeiden.
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Bei
der vorliegenden Erfindung kann die Laufbahnoberfläche
in der Nabeneinheit mittels einer Härtebehandlung gehärtet
sein, um eine gehärtete Oberfläche bereitzustellen,
wobei der dünnwandige Bereich ein nicht gehärteter
Bereich ist. Der Innenring ist vollständig von seiner Oberfläche
bis tief in seinen Kern mittels einer Härtebehandlung gehärtet.
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Wenn
vorgesehen ist, dass die Laufbahnoberfläche der Nabeneinheit
durch eine Härtebehandlung eine gehärtete Oberfläche
ist, kann die Lebensdauer der Rollen wirksam gesichert werden. Wenn vorgesehen
ist, dass der dünnwandige Bereich ein nicht gehärteter
Bereich ist, kann das Bördeln des dünnwandigen
Bereichs einfach erzielt werden. Wenn der Innenring vollständig
von seiner Oberflä che bis tief in seinen Kern mittels einer
Härtebehandlung gehärtet ist kann zusätzlich
erreicht werden, dass der Innenring eine ausgezeichnete Lauflebensdauer
und die Montageoberfläche einen ausgezeichneten Widerstand
gegen Abrieb gegen die Nabeneinheit hat.
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Bei
der vorliegenden Erfindung weist die Schulter am Innenring bevorzugt
eine axiale Länge innerhalb des Bereichs von 0,25 bis 6
mm auf. Dadurch ist es möglich, die axiale Länge
der Innenumfangsfläche, die eine Montageoberfläche
für den auf die Nabe zu montierenden Innenring definiert,
in genügender Weise zu vergrößern, so
dass dadurch wirksam die Bildung eines Kriechens des Innenrings vermieden
wird.
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Bei
der vorliegenden Erfindung weist die Schulter am Innenring bevorzugt
eine radiale Tiefe innerhalb des Bereichs von 0,25 bis 2,5 mm auf.
Dies ist besonders vorteilhaft, da die Oberfläche des Innenrings
auf der nach innen gewandten Seite in genügender Weise
vergrößert ist, so dass eine unerwünschte
Erhöhung der Flächenpressung durch Kontakt mit
der abgestuften Stirnfläche des Gleichlaufgelenks unterdrückt
werden kann, wenn das Gleichlaufgelenk mit der Nabeneinheit verbunden wird,
wodurch dementsprechend die Bildung von Abrieb und/oder Geräusch
zwischen der zugewandten Stirnfläche und der abgestuften
Stirnfläche wirksam vermieden werden kann.
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Zusätzlich
kann bei der vorliegenden Erfindung der Bördelbereich der
Nabeneinheit eine Außenoberfläche aufweisen, die
in Kontakt oder in Nichtkontakt mit einem geradlinigen Bereich der Schulter
des Innenrings ist, welcher einen maximalen Durchmesser aufweist
und eine zylindrische Oberfläche hat.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In
jedem Fall wird die vorliegende Erfindung klarer verständlich
anhand der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen, wenn
sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird.
Jedoch sind die Ausführungsformen und die Zeichnungen nur
zum Zwecke der Darstellung und Erklärung, und sollen nicht
genommen werden, um den Bereich der vorliegenden Erfindung zu beschränken,
in welcher Art auch immer, wobei der Bereich anhand der angefügten
Ansprüche zu bestimmen ist. In den begleitenden Zeichnungen
dienen gleiche Bezugsziffern der Bezeichnung gleicher Teile durch
die verschiedenen Ansichten.
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1 ist
ein Längsschnitt durch eine Radlagereinrichtung gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
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2 ist
ein Teillängsschnitt, der einen Bereich der Radlagereinrichtung
in vergrößertem Maßstab zeigt,
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3 ist
ein Längsschnitt eines Beispiels einer herkömmlichen
Radlagereinrichtung und
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4 ist
ein Teillängsschnitt, der einen Bereich der herkömmlichen
Radlagereinrichtung zeigt.
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BESTER WEG ZUR AUSFÜHRUNG DER
ERFINDUNG
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Eine
bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird
besonders mit Bezug auf die 1 und 2 im
Detail beschrieben. Die dargestellte Ausführungsform wird
verwendet als Radlagereinrichtung zur Lagerung eines Fahrzeugrades,
die ein Kugelnabenmodell des Typs der dritten Generation ist. Es
wird erwähnt, dass im Nachfolgenden in dieser Beschreibung
die Begriffe „nach außen gewandt" und „nach
innen gewandt" einerseits die Seite, die von der Längsachse
des Fahrzeugkörper abgewandt ist, beziehungsweise die andere
Seite des Fahrzeugkörpers bezeichnet, die der Längsachse des
Fahrzeugkörpers zugewandt ist, im montierten Zustand im
Fahrzeugkörper. Die dargestellte Radlagereinrichtung beinhaltet
ein äußeres Element 1 mit einem inneren
Umfang, in dem zweireihige Laufbahnoberflächen 3 eingeformt
sind, ein inneres Element 2 mit eingeformten Laufbahnoberflächen 4,
die gegenüber den Laufbahnoberflächen 3 angeordnet sind,
und zwei Reihen Kugeln 5 als Wälzelemente befindlich
zwischen den Laufbahnoberflächen 3 und 4.
Diese Radlagereinrichtung stellt ein doppelreihiges, außenorientiertes
Traglager dar, und die Kugeln 5 sind in einem Haltering 6 für
jede Reihe gehalten. Die Laufbahnoberflächen 3 und 4 haben
im Schnitt eine bogenförmige Gestalt, und die Laufbahnoberflächen 3 und 4 sind
so geformt, dass sie jeweils nach außen gerichtete Kontaktwinkel
haben, eine so genannte „Rücken an Rücken"-Anordnung
(Beziehung). Gegenüberliegende offene ringförmige
Seiten eines zwischen dem äußeren Element 1 und
dem inneren Element 2 begrenzten Lagerbereiches sind mit entsprechenden
Dichteinrichtungen 7 und 8 abgedichtet.
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Das äußere
Element 1 ist dasjenige, das als ortsfestes Element dient
und vollständig als einteilige Konstruktion ausgebildet
ist mit einem Flansch 1a, der in einem äußeren
Bereich angeformt und angepasst ist, um an ein Gelenk eines Fahrzeugaufhängungssystems
(nicht dargestellt) befestigt zu werden. Das innere Element 2 ist
dasjenige, das als drehbares Element dient und aus einer Nabeneinheit 9 und einem
Innenring 10 gebildet ist, der am äußeren
Bereich eines inneren Endes der Nabeneinheit 9 montiert
ist. Die Nabeneinheit 9 beinhaltet eine rohrförmige
Nabenachse 9b und einen Radbefestigungsflansch 9a an
einem äußeren Bereich eines äußeren Endes
dieser Nabenachse 9b. Der Innen ring 10 ist auf
der Nabenachse 9b befestigt. Die zweireihigen Laufbahnoberflächen 4 in
der Nabeneinheit 9 sind durch eine Härtebehandlung
als gehärtete Oberflächen ausgebildet. Der Innenring 10 ist
vollständig von seiner Oberfläche bis tief in
den Kern durch eine Härtebehandlung gehärtet ausgebildet.
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Die
Nabeneinheit 9 hat in ihrem zentralen Bereich eine Mittelbohrung 11.
Eine Innenumfangsfläche der Nabeneinheit 9, die
von der Mittelbohrung 11 definiert ist, beinhaltet einen
allgemeinen Durchmesserbereich 11a, der einen Hauptteil
der Mittelbohrung 11 umfasst, und in dem keilförmige
Nuten 11aa ausgebildet sind, einen Zwischenbereich 11b, der
innerhalb des Durchmesserbereichs 11a gebildet ist und
der einen größeren Durchmesser aufweist als der
Durchmesserbereich 11a, und einen zurückgesetzten
Sitzbereich 11c, der innerhalb des Zwischenbereichs 11b gebildet
ist, und der einen größeren Durchmesser aufweist
als der Zwischenbereich 11b.
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Wie
in einem vergrößertem Maßstab in 2 gezeigt
ist, ist in der Nabeneinheit 9 ein Innenringmontagebereich 15 in
deren äußerem Bereich des nach innen gewandten
Endes geformt, um eine kreisförmige Aufnahme auszubilden,
deren Durchmesser kleiner ist als der der verbleibenden äußeren Bereiche
der Nabeneinheit 9, wobei der Innenring 10 mit
seiner Innenumfangsfläche 10b auf dem Innenringmontagebereich 15 montiert
ist. Eine innere Umfangskante einer inneren Stirnseite 10a des
Innenrings 10 ist mit einer Schulter 16 ausgestattet.
Mit anderen Worten ausgedrückt weist eine innere Stirnseite
der inneren Umfangsfläche 10b mit der Schulter 16 eine
axiale Länge L auf, die sich bis zur inneren Stirnseite 10a des
Innenrings 10 erstreckt, und die eine radiale Tiefe D hat,
die ein Abstand ist zwischen einer Innenumfangsfläche der
Schulter 16 und einer Innenumfangsfläche des Innenrings 10.
Diese Schulter 16 ist auf der nach innen gewandten Seite
einer verlängerten Geraden L positioniert, die den Kugelberührungswinkel θ der
Laufbahnoberfläche 4 des Innenrings 10 definiert.
Die Schulter 16 hat eine Innenfläche, die so ausgebildet
ist, dass sie einen geradlinigen Oberflächenabschnitt 16a in
Form einer zylindrischen Oberfläche und einen gestuften
Abschnitt 16b umfasst, der sich radial nach innen und in
axialer Richtung von einer außerhalb angeordneten Kante des
geradlinigen Oberflächenabschnitts 16a erstreckt.
Der geradlinige Oberflächenabschnitt 16a ist ein
Abschnitt der Schulter 16, der den größten
Durchmesser hat. Auf der anderen Seite ist der gestufte Abschnitt 16b in
Form einer geneigten Oberfläche ausgebildet, die in axialer
Richtung einen Bereich aufweist, der geradlinig oder gekrümmt
ausgebildet ist. Es wird erwähnt, dass der gestufte Abschnitt 16b ein
Abschnitt sein könnte, der rechtwinklig zur axialen Richtung
verläuft.
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Das
innere Ende der Nabeneinheit 9 ist mit einem Bördelbereich 9c ausgestattet,
der durch einen Bördelprozess in Eingriff mit dem axial
sich erstreckenden gestuften Abschnitt 16b der Schulter 16 in
dem Innenring 10 gebracht ist. Der Bördelbereich 9c ist
durch eine Durchmessererweiterung des zurückgesetzten Sitzbereichs 11c der
Mittelbohrung 11 geformt und zeigt sich als dünner
Wandabschnitt der Nabeneinheit 9 mit einer inneren Umfangsfläche
mit einem Durchmesser, der größer ist als die
innere Umfangsfläche des anderen Abschnitts, das bedeutet, dass
er eine geringere Wandstärke aufweist bevor (nicht dargestellt)
und nachdem das Bördeln ausgeführt ist. Es wird
erwähnt, dass der Abschnitt der Innenumfangsfläche
der Mittelbohrung 11, der sich zwischen dem zurückgesetzten
Sitzbereich 11c und dem Zwischenbereich 11b befindet,
eine Querschnittsform mit geeigneter Form aufweist.
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Der
Bördelprozess zum Formen des Bördelbereichs 9c wird
mittels einer Bördelbank bzw. einem Crimp-Stempel (punch)
(nicht dargestellt) ausgeführt und der Bördelbereich 9c wird
durch eine Durchmessererweiterung gebildet, wie in der 2 dargestellt. Die
Schulter 16 am Innenring 10 ist so klein, dass
die Verformung durch die Durchmessererweiterung des Börderbereichs 9c (der
Wandbereich) durch einen relativ einfachen Prozess durch ein Druckwerkzeug ausgeführt
werden kann. Der Bördelbereich 9c, der im Durchmesser
erweitert ist, ist in Anlage (Eingriff) mit dem gestuften Abschnitt 16b der
Schulter 16 um damit zu verhindern, dass der Innenring 10 in
die Innenrichtung bewegt werden kann. Der Bördelbereich 9c kann
entweder in Kontakt mit dem geradlinigen Oberflächenabschnitt 16a der
Schulter 16 sein oder nicht in Kontakt mit diesem. Darüber
hinaus ist der Bördelbereich 9c derart, dass er
nicht über die Stirnseite 10a des Innenrings 10 in
die Innenrichtung hinausragt.
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Wenn
die Radlagereinrichtung gemäß der Ausführung
wie sie oben beschrieben wurde an einem Kraftfahrzeug montiert wird,
wird ein Schaftbereich 13a eines Außenrings 13,
der als eines der Kupplungselemente eines Gleichlaufgelenkes 12 dient,
in die Mittelbohrung 11 der Nabeneinheit 9 mittels
keilförmiger Erhebungen 13aa eingeführt,
die am Außenbereich des Schaftbereichs 13a angeordnet sind,
und die mit den korrespondierenden keilförmigen Nuten 11aa an
der Innenfläche der Mittelbohrung 11 zusammenwirken,
und eine Mutter 14 wird auf ein freies Ende des Schaftbereichs 13a aufgeschraubt, um
den Außenring 13 des Gleichlaufgelenks mit dem inneren
Element 2 zu verbinden. Dabei wird eine gestufte Fase (face) 13b,
die am Außenring 13 des Gleichlaufgelenks in der
Außenrichtung vorgesehen ist, gegen die Stirnseite 10a des
Innenrings 10 gedrängt, die zur Innenrichtung
orientiert ist, um damit das innere Ele ment 2 zwischen
dem Außenring 13 des Gleichlaufgelenks und der
Mutter 14 zu zwingen. Der Radbefestigungsflansch 9a ist
an dem außenseitigen Ende der Nabeneinheit 9 angeordnet,
und ein Fahrzeugrad (nicht dargestellt) ist an dem Radbefestigungsflansch 9a über
ein Durchgangsloch (nicht dargestellt) mittels Radschrauben 17 befestigt.
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Gemäß der
Radlagereinrichtung mit dem beschriebenen Aufbau wird eine unerwünschte
Trennung des Innenrings 10 von der Nabeneinheit 9 vermieden,
da die Schulter 16 an der Innenumfangsfläche des
Innenrings 10 gemäß der 2 vorgesehen ist,
und der Bördelbereich 9c, der durch die Verwendung
eines Bördelprozesses an einem Bereich der Nabeneinheit 9 geformt
ist, mit der Schulter 16 zusammenwirkt, wohingegen eine
Trennung unter dem Einfluss einer äußeren Kraft,
die während des Zusammenbaus auf das Kraftfahrzeug entstehen
kann, möglicherweise auftreten könnte. Da die
Schulter 16 nur in einem sehr begrenzten Bereich der Innenkante des
Innenrings 10 ausgebildet ist, lässt sich ein
Kriechen des Innenrings 10 vermeiden, da ein ausreichender
Widerstand gegen ein Trennen des Innenrings 10 gesichert
ist durch eine Vergrößerung der axialen Länge
L1–L der inneren Umfangsfläche 10b mit
dem Ergebnis, das jegliche Verringerung der Lebensdauer der Lagerung
verhindert werden kann. Die axiale Länge L der Schulter 16 ist
in einem Bereich von 0,25 bis 6 mm, bevorzugt innerhalb des Bereichs
von 2 bis 5,5 mm. Die Verwendung dieses Dimensionierungsbereiches
ist wirkungsvoll, um die axiale Länge L1–L der
inneren Umfangsfläche 10b in genügender
Weise zu erhöhen, wobei der Innenring 10 mittels
des Bördelprozesses fest in Position befestigt werden kann.
Zusätzlich ist die radiale Tiefe D der Schulter 16 innerhalb
des Bereichs von 0,25 bis 2,5 mm, bevorzugt innerhalb des Bereichs
von 0,25 bis 1,3 mm. Die Verwendung dieses Dimensionierungsbereiches
ist wirkungsvoll, um die Fläche der inneren Stirnseite 10a des
Innenrings 10 zu vergrößern, so dass
der Innenring 10 mittels des Bördelprozesses fest
positioniert werden kann. Aus diesem Grund, da eine Reduktion der
Fläche der inneren Stirnseite 10a des Innenrings 10 trotz
des Vorsehens der Schulter 16 minimiert ist, kann eine
unerwünschte Zunahme der Flächenpressung an der
gestuften Fase des Außenrings 13 des Gleichlaufgelenks
unterdrückt werden, so dass die Bildung von Reibverschleiß und
Geräusch zwischen den Elementen 10a und 13 vermieden
wird.
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Da
die Schulter 16 am Innenring 10 ein kleiner Teil
der Komponente ist, ist es darüber hinaus möglich
zu erlauben, den Bördelbereich 9c der Nabeneinheit 9,
der gebördelt ist um mit der Schulter 16 des Innenrings 10 zusammenzuwirken,
durch eine Durchmessererweiterung an der Nabeneinheit 9 zu formen, die
an dem dünnwandigen zurückgesetzten Sitzbereich 11c an
der Innenwand des nach innen gewandten Endes der Nabeneinheit 9 entsteht.
Auf diese Weise lässt sich eine plastische Deformation durch
die relativ einfache Methode durch ein Presswerkzeug verwirklichen,
ohne dass hierzu auf ein Taumelschmieden zurückgegriffen
werden muss. Da der dünnwandige Bereich, auf den oben Bezug
genommen wurde, der letztendlich den Bördelbereich 9c bildet,
sich vollständig auf der nach innen gewandten Seite der
Geraden L befindet, die den Kugelkontaktwinkel θ in der
inneren Laufbahnoberfläche 4 definiert, kann eine
Verformung der Nabenachse 9b der Nabeneinheit 9,
die unter Last auftreten würde, vermieden werden. Die Vermeidung
der Verformung der Nabenachse ist auch wirkungsvoll, um ein Kriechen des
Innenrings 10 zu vermeiden. Zusätzlich, da sich die
Schulter 16 des Innenrings 10 in Bezug auf die oben
erwähnte Gerade L auf der nach innen gewandten Seite befindet,
ist eine Verformung des Innenrings 10 unter Belastung so
gering, dass die Lebensdauer dementsprechend verlängert
ist. Zusätzlich, da die axiale Länge L der Schulter 16 des
Innenrings 10 gering ist, kann eine ausreichende Länge
(Oberfläche) zur Montage des Innenrings 10 auf
der Nabenachse gewährleistet werden, und deshalb kann die Lebensdauer
des Lagers ausgedehnt werden, da das Auftreten eines Kriechen des
Innenrings 10 vermieden werden kann.
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Da
die Mittelbohrung 11 der Nabeneinheit 9 derart
ausgebildet ist, dass der Teil davon, der vom allgemeinen Durchmesserbereich 11a,
in dem die keilförmigen Nuten 11aa geformt sind
sich nach innen erstreckt, eine doppelt abgestufte Gestalt aufweist
und den Zwischenbereich 11b und den Sitzbereich 11c umfasst,
kann der Zwischenbereich 11b als Führung während
des Einführens des Schaftbereichs 13a des Außenrings 13 des
Gleichlaufgelenks dienen, wodurch der Zusammenbau erleichtert wird.
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Bei
einer Radlagereinrichtung gemäß der vorbeschriebenen
Konstruktion kann die Lebensdauer der Kugeln wirksam gesichert werden,
da die Laufbahnoberfläche 4 der Nabeneinheit 9 durch
die Härtebehandlung als gehärtete Oberfläche
ausgebildet ist. Da der dünnwandige Bereich 9c als
nicht gehärteter Bereich ausgebildet ist, kann die Bördelung
des dünnwandigen Bereichs 9c einfach ausgeführt
werden. Mit Blick auf die Tatsache, dass der Innenring 10 eine
kleine Komponente ist, und die Laufbahnoberfläche 4 in
ihm definiert ist und der Innenring 10 sich in Kontakt
mit der Nabeneinheit 9 befindet, kann der Innenring 10 eine
ausgezeichnete Lauflebensdauer und die Montageoberfläche
einen ausgezeichneten Widerstand gegen Abrieb gegenüber
der Nabeneinheit 9 aufweisen, da der Innenring 10 durch
die Härtebehandlung von seiner Oberfläche bis
tief in seinen Kern vollständig gehärtet ist.
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Zusammenfassung
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Eine
Radlagereinrichtung umfasst ein äußeres Element
(1), ein inneres Element (2) und doppelreihig
angeordnete Kugeln (5). Das innere Element (2)
weist eine Nabeneinheit (9) auf, die einen Radmontageflansch
(9a) hat, der sich an einer nach außen gewandten
Seite befindet, und einen Innenring (10), der am Außenumfang
des nach innen gewandten Endes der Nabeneinheit (9) montiert
ist. Eine Schulter (16) ist am Innenumfang der nach innen
gewandten Stirnseite des Innenrings (10) vorgesehen. Ein
Bördelbereich (9a), der in Wirkverbindung mit
einer gestuften Fase (16b) der Schulter (16) angeordnet
ist, ist am nach innen gewandten Ende der Nabeneinheit (9)
durch eine Durchmesseraufweitung vorgesehen. Der Bördelbereich
(9c) ist dadurch gebildet, dass der im Durchmesser aufgeweitete
Bereich ein dünnwandiger Bereich ist, der in einem vergrößerten
Innendurchmesserbereich (11c) in dem nach innen gewandten
Ende der Nabeneinheit (9) umgebördelt ist. Der
dünnwandige Bereich ist auf der nach innen gewandten Seite
einer Geraden angeordnet, die einen Kugelkontaktwinkel an der inneren Laufbahnoberfläche
definiert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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