DE112007003104T5

DE112007003104T5 - Nabenrad einer Radlagervorrichtung und Herstellungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE112007003104T5
Application number: DE112007003104T
Authority: DE
Inventors: Isao Iwata Hirai; Takayasu Iwata Takubo; Kiyotake Iwata Shibata; Syougo Iwata Suzuki
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-12-20
Filing date: 2007-12-12
Publication date: 2009-11-12
Anticipated expiration: 2027-12-13
Also published as: US20090252447A1; US7891879B2; DE112007003104B4; CN101583498B; JP2008174208A; CN101583498A

Abstract

Radnabe einer Radlagervorrichtung, umfassend:
ein äußeres Glied (10), das an seinem Innenumfang mit zweireihigen äußeren Laufringflächen (10a, 10a) ausgebildet ist;
ein inneres Glied (1) mit einer Radnabe (2) und einem Innenring (3), wobei die Radnabe (2) einen Radanbringungsflansch (4) an einem seiner Enden, einen Wellenabschnitt (26), der axial von einer Basis des Radanbringungsflanschs (4) zur Innenseite der Radlagervorrichtung verläuft, eine innere Laufringfläche (2a), die gegenüber einer der zweireihigen äußeren Laufringflächen (10a, 10a) angeordnet ist, die am Außenumfang des Wellenabschnitts (26) ausgebildet sind, einen zylindrischen Abschnitt (2b), der axial von der inneren Laufringfläche (2a) über einen Schulterabschnitt (22) zur Innenseite der Radlagervorrichtung verläuft, und eine Durchbohrung aufweist, die an ihrem Innenumfang mit einer Kerbung (5) zur Drehmomentübertragung ausgebildet ist, wobei der Innenring (3) an den Schulterabschnitt (22) der Radnabe (2) angrenzend auf den zylindrischen Abschnitt (2b) aufgepresst ist und an seinem Außenumfang mit einer weiteren inneren Laufringfläche (3a) ausgebildet...

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radnabe einer Radlagervorrichtung, und insbesondere eine Radnabe einer Radlagervorrichtung mit einem Radanbringungsflansch und einer inneren Laufringfläche an seinem Außenumfang und ein Verfahren zum Herstellen der Radnabe.
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
Es ist erwünscht, dass die Lagervorrichtung leichtgewichtig, kompakt und hochbeständig ist, entsprechend dem Fortschritt bei der Kraftstoffverbrauchseffizienz und Leistung von Kraftfahrzeugen. Es gibt eine Art für ein angetriebenes Rad und ein Antriebsrad bei der Radlagervorrichtung eines Kraftwagens, und die Gewichtsverringerung der Lagervorrichtung für ein angetriebenes Rad wurde durch Verringern der Stärke eines Radanbringungsflanschs einer Radnabe und durch Ausbilden einer Durchbohrung darin erzielt. Zudem ist eine Radlagervorrichtung für ein Antriebsrad allgemein in Benutzung, bei der der Radanbringungsflansch einer Radnabe verringert ist und eine mit einer Kerbung ausgebildeten Durchbohrung am Innenumfang der Radnabe vorgesehen ist. Bei der Radlagervorrichtung für das angetriebene Rad ist ein ortsfester Ring davon dazu geeignet, an einem Fahrzeugkörper befestigt zu sein, und ein Drehring ist derart angeschlossen, dass er ein Fahrzeugrad stützt und dreht. Demgegenüber ist bei der Radlagervorrichtung für ein Antriebsrad ein ortsfester Ring davon zur Befestigung an einem Fahrzeugkörper geeignet und ein Drehring derart angeschlossen, dass er unter Übertragung der Motorkraft auf das Antriebsrad ein Fahrzeugrad stützt und dreht.
Es gibt vier Generationsarten bei der Radlagervorrichtung, d. h., eine erste Generation, bei der ein Radlager mit einem zweireihigen Schrägkugellager zwischen einem Kniestück, das ein Teil einer Aufhängungsvorrichtung ausbildet, und einer Radnabe eingepasst ist, eine zweite Generation, bei der ein Körperanbringungsflansch oder ein Radanbringungsflansch direkt am Außenumfang eines äußeren Glieds ausgebildet ist, eine dritte Generation, bei der eine der inneren Laufringflächen direkt am Außenumfang einer Radnabe ausgebildet ist, und eine vierte Generation, bei der innere Laufringflächen direkt am Außenumfang einer Radnabe bzw. eines äußeren Gelenkglieds ausgebildet ist.
Bei der Radlagervorrichtung der dritten Generation mit einer Radnabe, die einstückig mit einem Radanbringungsflansch und einer inneren Laufringfläche ausgebildet ist, die direkt an einem Außenumfang eines Wellenabschnitts ausgebildet ist, der von der Basis des Radanbringungsflanschs verläuft, werden an der Radnabe im Allgemeinen mehrere Maschinenbearbeitungsschritte ausgeführt, z. B. Entfernen der Oberflächenschuppen durch Strahlputzen nach der Ausbildung durch Schmieden, Drehen verschiedener Funktionsteile, wie etwa der inneren Laufringfläche, um eine fest zugeordnete Drehlinie, und es dann einem Hochfrequenzinduktionshärtungsschritt und einem Schleifschritt zugeführt. Die Radnabe ist gewöhnlich aus Stahl, wie etwa S53C, hergestellt, und Abschnitte, wie etwa die innere Laufringfläche, werden abschließend durch Hochfrequenzhärten gehärtet.
Bei einer derartigen Radlagervorrichtung der dritten Generation ist ein Problem ihre Beständigkeit als Struktur zum drehbaren Stützen der Radnabe. Es wurden vormals Verfahren zum Verbessern der Beständigkeit der Radnabe vorgeschlagen. Beispielsweise ist eine Technologie des Vorsehens gehärteter Schichten am Außenumfang eines Wellenabschnitts einer Radnabe und an einem Fußabschnitt eines Radanbringungsflanschs und eines Bremspiloten (siehe Patentschrift 1 unten), eine Technologie des Vorsehens einer gehärteten Schicht an einem Außenumfang (eine innere Laufringfläche beinhaltend) eines Wellenabschnitts einer Radnabe und des Vergütens eines nicht gehärteten Abschnitts vorgeschlagen (siehe Patentschrift 2 unten). Zudem ist erforderlich, dass die Radnabe eine Laufringfunktion als Wälzlager aufweist, und daher wurde eine Radlagervorrichtung vorgeschlagen, bei der der Neigungswinkel des Faserstroms in einer inneren Laufringfläche einer Radnabe auf 15° oder weniger eingerichtet ist, und außerdem vorgeschlagen, die Maschinenbearbeitungstoleranz der inneren Laufringfläche herabzusetzen und die Menge des Materials, das die Radnabe ausbildet, und einen Zeitraum zu reduzieren, der für den Schneidevorgang erforderlich ist (siehe Patentschrift 3 unten).

Patentschrift 1: Japanische Patentauslegeschrift Nr. 87008/2002
Patentschrift 2: Japanische Patentauslegeschrift Nr. 3061/2005
Patentschrift 3: Japanische Patentauslegeschrift Nr. 83513/2005

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Die Verbesserung der Beständigkeit und Rollermüdungsdauer der Radnabe kann durch Technologien erzielt werden, die in den Patentschriften 1 bis 3 oben offenbart sind. Es bestehen jedoch weitere Probleme im Herstellungsvorgang der Radnabe, die unter Bezugnahme auf 9 beschrieben werden. Eine Radnabe 50 ist zu einer Gestaltung, wie durch eine doppelte Punktlinie gezeigt, fertiggestellt, und ein Schulterabschnitt 51, an den ein Innenring (nicht gezeigt) angrenzt, ist ausgebildet und ein zylindrischer Abschnitt 50b verläuft von dem Schulterabschnitt 51. Wiederholte Momentbelastungen, die auf einen Radanbringungsflansch 54 der Radnabe 50 ausgeübt sind, sind auf den Wellenabschnitt 56 übertragen, der von der Basis des Radanbringungsflanschs 54 verläuft, und bewirken wiederholt eine elastische Verformung daran, und dadurch ist wiederholte Biegungsspannung im Schulterabschnitt 51 der Radnabe 50 erzeugt. Zum Gewährleisten einer erwünschten Festigkeit der Radnabe 50 ist es durch eine gehärtete Schicht 58 durch Hochfrequenzinduktionshärten an einem Außenumfang des Wellenabschnitts 56 in einem Bereich von einer Innenseitenbasisecke 57 (Dichtungsanschlussabschnitt) des Radanbringungsflanschs 54 zu dem zylindrischen Abschnitt 50b über eine innere Laufringfläche 50a und den Schulterabschnitt 51 gehärtet.
Es ist üblich, eine Durchbohrung in einem Innenumfang 59 eines Wellenabschnitts 56 der Radnabe 50 vorzusehen, um das Gewicht der Radnabe zu verringern, oder eine Kerbung zur Momentübertragung in einer Radlagervorrichtung für ein Antriebsrad auszubilden. In jedem Fall ist die Wandstärke des zylindrischen Abschnitts 50b, an dem der Innenring angepasst ist, durch die Bereitstellung der Durchbohrung verringert. Obgleich eine notwendige Festigkeit des zylindrischen Abschnitts 50b durch Vorsehen der gehärteten Schicht 58 gesichert ist, wird befürchtet, dass Risse am Innenumfang 59 gemäß dem Schulterabschnitt 51 aufträten, in dem eine maximale Verformung des Wellenabschnitts 56 wegen der Bewirkung der hohen Wiederholungsbelastung bewirkt wird.
Tatsächlich ist die Radnabe 50 zum Ausbilden am Außenumfang des Wellenabschnitts 56 eines Abschnitts, der später als innere Laufringfläche 50a vollendet werden soll, und zum Ausbilden eines Abschnitts, der später als zylindrischer Abschnitt 50b und dann schließlich zum Ausbilden eines Innenumfangs 55 mit dem Verbleiben einer Trennwand 52, die später ausgestanzt werden soll, gestanzt werden soll, geschmiedet. Bei diesem Schritt wird, da eine Außenseitenwandfläche 53 der Trennwand 52 weiter auf der Außenseite als der Schulterabschnitt 51 ausgebildet ist, wie in 10(a) gezeigt, der Faserfluss der Radnabe 50 derart ausgebildet, dass er eine Richtung von dem Schulterabschnitt 51 zur Trennwand entlang geneigt ist. Die Trennwand 52 wird durch den Ausstanzschritt entfernt und der Innenumfang 55 als Durchbohrung ausgebildet (siehe 10(b)). Dadurch weist der Faserfluss an einem Abschnitt gegenüber der Schulter 51 eine in einem Winkel von 50° bis 80° geschnittenen Zustand auf. Zudem wird ein Zurichtschritt zum Entfernen von Graten (nicht gezeigt) am Außenumfang des Radanbringungsflanschs direkt vor oder direkt nach oder gleichzeitig mit dem Ausstanzschritt ausgeführt.
Es ist allgemein bekannt, dass höhere Festigkeit gegen die Drehbiegeermüdung und Schlagbiegung in einem Fall erzielbar ist, in dem der Faserfluss in einer parallelen Richtung zur Biegungsspannung verläuft, als in einem Fall, in dem der Faserfluss vertikal zur Richtung der Biegungsspannung verläuft. Dementsprechend ist es schwierig, eine vorgegebene Festigkeit im Innenumfang 55 aufzuweisen, in dem der Faserfluss bezüglich der Achse davon nicht parallel ist. Obgleich es zu begrüßen ist, die Durchbohrung des Wellenabschnitts 56 nach dem Drehschritt durch Hochfrequenzhärten zu härten, um ihre Festigkeit zu erhöhen, bewirkt dies nicht nur eine Erhöhung der Herstellungskosten des Radlagers und die Erzeugung von Belastung durch die Wärmebehandlung, sondern verringert außerdem die Schlagfestigkeit des Wellenabschnitts 56 aufgrund der Abschreckungswirkung. Dementsprechend muss die Stärke des zylindrischen Abschnitts 50b in der Praxis erhöht sein, um eine genügende Festigkeit desselben zu erzielen.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Radnabe einer Radlagervorrichtung und ein Herstellungsverfahren dafür bereitzustellen, die eine Materialmenge der Radnabe verringern können und die Festigkeit davon steigern können.
MITTEL ZUR PROBLEMLÖSUNG
Zum Lösen der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Radnabe einer Radlagervorrichtung bereitgestellt, umfassend ein äußeres Glied, das an seinem Innenumfang mit zweireihigen äußeren Laufringflächen ausgebildet ist; ein inneres Glied mit einer Radnabe und einem Innenring, wobei die Radnabe einen Radanbringungsflansch an einem seiner Enden, einen Wellenabschnitt, der axial von einer Basis des Radanbringungsflanschs zur Innenseite der Radlagervorrichtung verläuft, eine innere Laufringfläche, die gegenüber einer der zweireihigen äußeren Laufringflächen angeordnet ist, die am Außenumfang des Wellenabschnitts ausgebildet sind, einen zylindrischer Abschnitt, der axial von der inneren Laufringfläche über einen Schulterabschnitt zur Innenseite der Radlagervorrichtung verläuft, und eine Durchbohrung allein oder eine Durchbohrung aufweist, die an ihrem Innenumfang mit einer Kerbung zur Drehmomentübertragung ausgebildet ist, wobei der Innenring an den Schulterabschnitt der Radnabe angrenzend auf den zylindrischen Abschnitt aufgepresst ist und an seinem Außenumfang mit einer weiteren inneren Laufringfläche ausgebildet ist, die gegenüber der anderen der äußeren Laufringflächen angeordnet ist; zweireihige Rollelemente, die zwischen den inneren und äußeren Laufringflächen des inneren Glieds und des äußeren Glieds enthalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserfluss nahe dem Innenumfang von Material, das die Radnabe ausbildet, von der Schulter zur offenen Endfläche der Radnabe in einem Zustand ist, der im Wesentlichen parallel zur Achse der Radnabe ist.
Gemäß der Radnabe der Radlagervorrichtung der Art der dritten Generation, umfassend eine Radnabe und einen Innenring, wobei die Radnabe einen Radanbringungsflansch an einem seiner Enden, einen Wellenabschnitt, der axial von einer Basis des Radanbringungsflanschs zur Innenseite der Radlagervorrichtung verläuft, eine innere Laufringfläche, die gegenüber einer der zweireihigen äußeren Laufringflächen angeordnet ist, die am Außenumfang des Wellenabschnitts ausgebildet sind, einen zylindrischen Abschnitt, der axial von der inneren Laufringfläche über einen Schulterabschnitt zur Innenseite der Radlagervorrichtung verläuft, und eine Durchbohrung aufweist, die an ihrem Innenumfang zur Verringerung des Gewichts der Radnabe oder zum Ausbilden einer Kerbung zur Drehmomentübertragung ausgebildet ist, wobei der Innenring an den Schulterabschnitt der Radnabe angrenzend auf den zylindrischen Abschnitt aufgepresst ist und an seinem Außenumfang mit einer weiteren inneren Laufringfläche ausgebildet ist, ist es, da der Faserfluss nahe dem Innenumfang von Material, das die Radnabe ausbildet, von der Schulter zur offenen Endfläche der Radnabe in einem Zustand ist, der im Wesentlichen parallel zur Achse der Radnabe ist, möglich, die Festigkeit der Durchbohrung, wie etwa die Drehbiegeermüdungsfestigkeit und Schlagbiegungsfestigkeit, zu erhöhen und außerdem eine Wandstärke des zylindrischen Abschnitts auf ein Mindestmaß zu verringern und dadurch die Materialmenge der Radnabe zu verringern. Zudem ist es gleichfalls möglich, die Festigkeit und Beständigkeit der Kerbung, die an dem Durchgang ausgebildet ist, im Fall einer Lagervorrichtung für ein Antriebsrad zu verbessern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es, da der Faserfluss im Schulterabschnitt des Außenumfangs des Wellenabschnitts, der von der Basis des Radanbringungsflanschs der Radnabe verläuft, in einem Zustand ist, der im Wesentlichen parallel zur Achse der Radnabe ist, möglich, die Festigkeit des Schulterabschnitts, wie etwa die Drehbiegeermüdungsfestigkeit, zu erhöhen und die Festigkeit und Beständigkeit der Kerbung, die an dem Durchgang ausgebildet ist, im Fall einer Lagervorrichtung für ein Antriebsrad zu verbessern sowie eine Wandstärke des zylindrischen Abschnitts auf ein Mindestmaß zu verringern und dadurch die Materialmenge der Radnabe zu verringern.
Außerdem ist es gemäß der vorliegenden Erfindung, da der Innenring axial durch einen verstemmten Abschnitt, der durch plastisches Verformen des Endes des zylindrischen Abschnitts der Radnabe ausgebildet ist, und der verstemmte Abschnitt einen Bereich von einem Innenumfang zu einer Endfläche über einen abgeschrägten Abschnitt des Innenrings eng berührt, ohne dass der Faserfluss in dem verstemmten Abschnitt gebrochen ist, möglich, das Hervorrufen von Schäden wie etwa Rissen durch die wiederholte Beanspruchung zu verhindern und dadurch die Festigkeit des verstemmten Abschnitts zu erhöhen.
Gemäß einer anderen vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Radnabe eines Radlagers bereitgestellt, wobei eine Radnabe einen Radanbringungsflansch an einem seiner Enden, einen Wellenabschnitt, der von einer Basis des Radanbringungsflanschs zur Innenseite der Radlagervorrichtung verläuft, eine innere Laufringfläche, die am Außenumfang des Wellenabschnitts ausgebildet ist, einen zylindrischen Abschnitt, der axial von der inneren Laufringfläche über einen Schulterabschnitt zur Innenseite der Radlagervorrichtung verläuft, und eine Durchbohrung allein oder ein Durchbohrung aufweist, die an ihrem Innenumfang mit einer Kerbung zur Drehmomentübertragung ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst: Stauchen eines Vorblocks durch Pressen beider Enden davon zum Ausdehnen seines Mittelabschnitts in fassartiger Gestaltung nach dem Schneiden eines Stangenglieds, das axial gewalzt ist und einen Faserfluss in axialer Richtung aufweist, und Erhitzen eines Vorblocks, der durch Schneiden des Stangenglieds in einer Richtung ausgebildet wird, die vertikal zur Faserflussrichtung verläuft; Extrudieren des gestauchten Rohlings durch Gesenkschmieden zum Verringern seines Innendurchmessers; Endausstanzen des extrudierten Rohlings durch Gesenkschmieden zum Ausbilden eines Umrisses der Radnabe mit dem Radanbringungsflansch, dem Wellenabschnitt, dem Schulterabschnitt, dem zylindrischen Abschnitt und einem Innenumfang mit einer Trennwand, wobei die Trennwand nach dem Endausstanzschritt derart ausgebildet wird, dass ihre Außenseitenwandfläche weiter auf der Innenseite als die Position des Schulterabschnitts positioniert wird, und schließlich Ausstanzen der Trennwand zum Ausbilden der Durchbohrung.
Gemäß dem Verfahren zum Herstellen der Radnabe der vorliegenden Erfindung kann, da die Trennwand derart ausgebildet wird, dass ihre Außenwandfläche bei dem Endausstanzschritt weiter auf der Innenseite als die Position des Schulterabschnitts positioniert wird, der Faserfluss der Radnabe derart angeordnet sein, dass er mäßig geneigt vom Schulterabschnitt zur Außenseitenwand der Trennwand und im Wesentlichen axial den Innenumfang entlang verläuft. Zudem kann, da die Innenseitenwandfläche der Trennwand an einer Position ausgebildet ist, die tief zur Außenseite eintritt, der Faserfluss der Radnabe derart angeordnet sein, dass er mäßig geneigt vom Innenumfang des Endes des zylindrischen Abschnitts zur Trennwand und im Wesentlichen axial den Innenumfang entlang verläuft. Dann wird die Durchbohrung durch Drehen nach dem Ausstanzen der Trennwand vollendet. Dementsprechend ist es möglich zu erzielen, dass der Faserfluss vom Schulterabschnitt zur offenen Außenseitenendfläche entlang einer im Wesentlichen axialen Richtung angeordnet ist, und dadurch die Festigkeit gegen die Drehbiegeermüdung und Schlagbiegung am Innenumfang gegenüber dem Schulterabschnitt zu erhöhen und dadurch seine Festigkeit und Beständigkeit zu verbessern. Zudem ist es möglich, eine Wandstärke des zylindrischen Abschnitts auf ein Mindestmaß zu verringern und die Materialmenge der Radnabe durch Vorsehen einer Öffnung durch Schmieden an einem Ende des zylindrischen Abschnitts zu verringern.
Weiterhin ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, da die Innenseitenwandfläche der Trennwand an einer Position ausgebildet ist, die tief in die Außenseite des Innenumfangs des verstemmten Abschnitts eintritt, den Faserfluss entlang einer axialen Richtung anzuordnen. Zudem ist es, da der verstemmte Abschnitt einen Bereich von einem Innenumfang zu einer Endfläche über einen abgeschrägten Abschnitt des Innenrings eng berührt, ohne dass der Faserfluss in dem verstemmten Abschnitt gebrochen ist, möglich, das Hervorrufen von Schäden wie etwa Rissen durch die wiederholte Beanspruchung zu verhindern und dadurch die Festigkeit des verstemmten Abschnitts zu erhöhen.
AUSWIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der Radnabe der Radlagervorrichtung der vorliegenden Erfindung ist es, da es ein äußeres Glied, das an seinem Innenumfang mit zweireihigen äußeren Laufringflächen ausgebildet ist; ein inneres Glied mit einer Radnabe und einem Innenring, wobei die Radnabe einen Radanbringungsflansch an einem seiner Enden, einen Wellenabschnitt, der von einer Basis des Radanbringungsflanschs zur Innenseite der Radlagervorrichtung verläuft, eine innere Laufringfläche, die gegenüber einer der zweireihigen äußeren Laufringflächen angeordnet ist, die am Außenumfang des Wellenabschnitts ausgebildet sind, einen zylindrischen Abschnitt, der axial von der inneren Laufringfläche über einen Schulterabschnitt zur Innenseite der Radlagervorrichtung verläuft, und eine Durchbohrung allein oder eine Durchbohrung aufweist, die an ihrem Innenumfang mit einer Kerbung zur Drehmomentübertragung ausgebildet ist, wobei der Innenring an den Schulterabschnitt der Radnabe angrenzend auf den zylindrischen Abschnitt aufgepresst ist und an seinem Außenumfang mit einer weiteren inneren Laufringfläche ausgebildet ist, die gegenüber der anderen der äußeren Laufringflächen angeordnet ist; zweireihige Rollelemente umfasst, die zwischen den inneren und äußeren Laufringflächen des inneren Glieds und des äußeren Glieds enthalten sind, und dadurch gekennzeichnet ist, dass der Faserfluss nahe dem Innenumfang von Material, das die Radnabe ausbildet, von der Schulter zur offenen Endfläche der Radnabe in einem Zustand ist, der im Wesentlichen parallel zur Achse der Radnabe ist, möglich, die Festigkeit der Durchbohrung, wie etwa die Drehbiegeermüdungsfestigkeit und Schlagbiegungsfestigkeit, zu erhöhen und außerdem eine Wandstärke des zylindrischen Abschnitts auf ein Mindestmaß zu verringern und dadurch die Materialmenge der Radnabe zu verringern.
Gemäß dem Verfahren zum Herstellen einer Radnabe eines Radlagers der vorliegenden Erfindung kann, da es die Schritte des Stauchens eines Vorblocks durch Pressen beider Enden davon zum Ausdehnen seines Mittelabschnitts in fassartiger Gestaltung nach dem Schneiden eines Stangenglieds, das axial gewalzt ist und einen Faserfluss in axialer Richtung aufweist, und Erhitzen eines Vorblocks, der durch Schneiden des Stangenglieds in einer Richtung ausgebildet wird, die vertikal zur Faserflussrichtung verläuft; Extrudierens des gestauchten Rohlings durch Gesenkschmieden zum Verringern seines Innendurchmessers; Endausstanzens des extrudierten Rohlings durch Gesenkschmieden zum Ausbilden eines Umrisses der Radnabe mit dem Radanbringungsflansch, dem Wellenabschnitt, dem Schulterabschnitt, dem zylindrischen Abschnitt und einem Innenumfang mit einer Trennwand, wobei die Trennwand nach dem Endausstanzschritt derart ausgebildet wird, dass ihre Außenwandfläche weiter auf der Innenseite als die Position des Schulterabschnitts positioniert wird, umfasst, der Faserfluss der Radnabe derart angeordnet sein, dass er mäßig geneigt vom Schulterabschnitt zur Außenseitenwand der Trennwand und im Wesentlichen axial den Innenumfang entlang verläuft. Zudem kann, da die Innenseitenwandfläche der Trennwand an einer Position ausgebildet ist, die tief zur Außenseite eintritt, der Faserfluss der Radnabe derart angeordnet sein, dass er mäßig geneigt vom Innenumfang des Endes des zylindrischen Abschnitts zur Trennwand und im Wesentlichen axial den Innenumfang entlang verläuft. Dementsprechend ist es möglich zu erzielen, dass der Faserfluss vom Schulterabschnitt zur offenen Außenseitenendfläche entlang einer im Wesentlichen axialen Richtung angeordnet ist, und dadurch die Festigkeit gegen die Drehbiegeermüdung und Schlagbiegung am Innenumfang gegenüber dem Schulterabschnitt zu erhöhen und dadurch seine Festigkeit und Beständigkeit zu verbessern. Zudem ist es möglich, die Festigkeit und Beständigkeit der Kerbung der Lagervorrichtung für ein Antriebsrad zu verbessern und eine Wandstärke des zylindrischen Abschnitts auf ein Mindestmaß zu verringern und die Materialmenge der Radnabe zu verringern.
BESTE AUSFÜHRUNGSWEISE DER ERFINDUNG
Die beste Ausführungsweise der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Radnabe eines Radlagers, wobei die Radnabe einen Radanbringungsflansch an einem seiner Enden, einen Wellenabschnitt, der axial von einer Basis des Radanbringungsflanschs zur Innenseite der Radlagervorrichtung verläuft, eine innere Laufringfläche, die am Außenumfang des Wellenabschnitts ausgebildet ist, einen zylindrischen Abschnitt, der axial von der inneren Laufringfläche über einen Schulterabschnitt zur Innenseite der Radlagervorrichtung verläuft, und eine Durchbohrung allein oder eine Durchbohrung aufweist, die an ihrem Innenumfang mit einer Kerbung zur Drehmomentübertragung ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte des Stauchens eines Vorblocks durch Pressen beider Enden davon zum Ausdehnen seines Mittelabschnitts in fassartiger Gestaltung nach dem Schneiden eines Stangenglieds, das axial gewalzt ist und einen Faserfluss in axialer Richtung aufweist, und Erhitzen eines Vorblocks, der durch Schneiden des Stangenglieds in einer Richtung ausgebildet wird, die vertikal zur Faserflussrichtung verläuft; Extrudierens des gestauchten Rohlings zum Verringern seines Innendurchmessers; Endausstanzens des extrudierten Rohlings durch Gesenkschmieden zum Ausbilden eines Umrisses der Radnabe mit dem Radanbringungsflansch, dem Wellenabschnitt, dem Schulterabschnitt, dem zylindrischen Abschnitt und einem Innenumfang mit einer Trennwand, und schließlich des Ausstanzens der Trennwand zum Ausbilden der Durchbohrung umfasst, wobei die Trennwand nach dem Endausstanzschritt derart ausgebildet wird, dass ihre Außenwandfläche weiter auf der Innenseite als die Position des Schulterabschnitts positioniert wird.
Erste Ausführungsform
Im Folgenden wird eine erste bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine Längsschnittansicht, die eine erste Ausführungsform der Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung zeigt; 2 ist eine erläuternde Ansicht, die nur die Radnabe zeigt; 3(a) ist eine Längsschnittansicht der Radnabe, die den Faserfluss während eines Schmiedeschritts zeigt; 3(b) ist eine Längsschnittansicht der Radnabe, die den Faserfluss nach dem Schmiedeschritt zeigt; und 4 ist eine Teillängsschnittansicht der Radnabe, die den Faserfluss in dem verstemmten Abschnitt zeigt. In den nachstehenden Beschreibungen bezeichnet der Ausdruck „Außenseite” der Radlagervorrichtung eine Seite, die außerhalb des Fahrzeugkörpers positioniert ist (links in 1), und der Ausdruck „Innenseite” eine Seite, die innerhalb des Fahrzeugs positioniert ist (rechts in 1), wenn die Radlagervorrichtung an dem Fahrzeugkörper angebracht ist.
Die Radlagervorrichtung umfasst ein inneres Glied 1, ein äußeres Glied 10 und zweireihige Rollelemente (Kugeln) 8, 8, die zwischen dem inneren und äußeren Glied 1, 10 enthalten sind. Das innere Glied 1 umfasst die Radnabe 2 und einen Innenring 3, der auf eine Radnabe 2 aufgepresst ist.
Die Radnabe 2 ist an ihrem Außenseitenende einstückig mit einem Radanbringungsflansch 4 zur Anbringung eines Rads (nicht gezeigt) am Außenumfang eines Wellenabschnitts 26 ausgebildet, der von der Basis des Radanbringungsflanschs 4 zur Innenseite verläuft, mit einer inneren (Außenseiten-)Laufringfläche 2a, einem zylindrischen Abschnitt 2b, der axial von der inneren Laufringfläche 2a verläuft, und an seinem Innenumfang mit der Kerbung (oder Keil) 5 zur Drehmomentübertragung. Zudem sind Nabenbolzen 6 an umfänglich abstandsgetreuen Positionen an dem Radanbringungsflansch 4 befestigt.
Die Radnabe 2 ist aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthält, wie etwa S53C, hergestellt und derart durch Hochfrequenzinduktionshärten gehärtet, dass es eine gehärtete Schicht 28 mit einer Stärke von 0,5 bis 4 mm und einer Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC in einem Bereich aufweist, der die innere Laufringfläche 2a, den Außenumfang des Wellenabschnitts 26, den Dichtungsanschlussabschnitt 4a, den die Seitendichtung 11 gleitbar berührt, und den zylindrischen Abschnitt 2b beinhaltet. Der Innenring 3 ist auf den zylindrischen Abschnitt 2b der Radnabe 2 über einen vorgegebenen Unterschnitt aufgepresst und axial unbeweglich durch einen verstemmten Abschnitt 7 befestigt, der durch plastisches Verformen des Endes des zylindrischen Abschnitts 2b radial nach außen ausgebildet ist. Der verstemmte Abschnitt 7 ist nicht gehärtet, sodass der Rohling nach dem Schmieden eine Härte von 13 bis 25 HRC aufweist. Der Innenring 3 ist aus Chromstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt, wie etwa SUJ2, hergestellt, an seinem Außenumfang mit der anderen inneren (Innenseiten-)Laufringfläche 3a ausgebildet und bis zu seinem Kern derart durch Tauchabschrecken gehärtet, dass er eine Härte von 58 bis 64 HRC aufweist.
Das äußere Glied 10 ist aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthält, wie etwa S53C, hergestellt und an seinem Außenumfang einstückig mit dem Körperanbringungsflansch 10b, der dazu geeignet ist, an einem Körper (nicht gezeigt) eines Fahrzeugs angebracht zu sein, und außerdem an seinem Innenumfang mit zweireihigen äußeren Laufringflächen 10a, 10a gegenüber den inneren Laufringflächen 2a, 3a des inneren Glieds 1 ausgebildet. Die zweireihigen äußeren Laufringflächen 10a, 10a sind derart durch Hochfrequenzinduktionshärten gehärtet, dass sie eine gehärtete Schicht mit einer Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC und einer Stärke von 1 bis 4 mm aufweisen. Die zweireihigen Rollelemente 8, 8 sind zwischen den inneren und äußeren Laufringflächen 10a, 2a; 10a, 3a enthalten und durch Käfige 9, 9 rollbar darin gehalten. Die Rollelemente 8, 8 sind aus Chromstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt, wie etwa SUJ2, hergestellt und bis zu ihrem Kern derart durch Tauchhärten gehärtet, dass sie eine Härte von 60 bis 68 HRC aufweisen.
Dichtungen 11, 12 sind an beiden Enden des äußeren Glieds 10 angebracht, um den Austritt von Schmiermittel, das in der Lagervorrichtung enthalten ist, sowie den Eintritt von Regenwasser oder Staub in das Lager zu verhindern. Obgleich ein Beispiel gezeigt ist, in dem ein zweireihiges Schrägkugellager als Rollelemente 8 benutzt ist, kann es möglich sein, Kegelrollen als Rollelemente 8 zu benutzen.
Das Gleichlaufgelenk 13 umfasst ein äußeres Gelenkglied 14, einen Gelenkinnenring 15, einen Käfig 16 und Drehmomentübertragungskugeln 17. Das äußere Gelenkglied 14 umfasst einen napfförmigen Mundabschnitt 18, einen Schulterabschnitt 19, der den Boden des Mundabschnitts 18 ausbildet, einen Stababschnitt 20, der axial vom Schulterabschnitt 19 verläuft. Spurrillen 18a, 15a sind jeweils am Innenumfang des Mundabschnitts 18 und dem Außenumfang des Gelenkinnenrings 15 ausgebildet und bilden das ortsfeste Gleichlaufgelenk 13.
Das äußere Gelenkglied 14 ist aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthält, wie etwa S53C, hergestellt, die Spurrillen 18a und der Außenumfangsbereich vom Stababschnitt 20 zum Schulterabschnitt 19 sind derart durch Hochfrequenzinduktionshärten gehärtet, dass sie eine Oberflächenhärte von 58 bis 64 aufweisen.
Der Stababschnitt 20 des äußeren Gelenkglieds 14 ist an seinem Außenumfang mit der Kerbung (oder Keil) 20a, der dazu geeignet ist, in die Kerbung 5 der Radnabe 2 zur Drehmomentübertragung einzugreifen, und einem Außengewinde 20b ausgebildet. Der Anbau des äußeren Gelenkglieds 14 an die Radnabe 2 kann durch Einfügen des Stababschnitts 20 in das innere Glied 1, bis der Schulterabschnitt 19 des äußeren Gelenkglieds 14 an den verstemmten Abschnitt 7 anstößt, und dann durch Anziehen einer Befestigungsmutter 21 an dem Außengewinde 20b erzielt sein.
Wie in 2 gezeigt, ist die Radnabe 2 in dieser Ausführungsform durch Drehen nach dem Schmiedevorgang hergestellt. D. h., die Radnabe 2 ist an seinem Außenseitenende mit dem Radanbringungsflansch 4, dem Dichtungsanschlussabschnitt 4a des Schaftabschnitts 26, der von der Basis des Radanbringungsflanschs 4 verläuft, der inneren Laufringfläche 2a, dem Schulterabschnitt 22 und dem zylindrischen Abschnitt 2b unter Verbleib einer Drehtoleranz ausgebildet.
Der Innenumfang 23 ist vorher als tiefe Aussparung vom offenen Außenseitenende zu einer vorbestimmten Position durch Endausstanzen unter Anwendung der Gesenkschmiedetechnologie unter Verbleib einer Drehtoleranz von 0,5 bis 1,5 mm zum Ausbilden der Kerbung (in 2 nicht gezeigt) durch Räumvorgang ausgebildet. D. h., der Innenumfang 23 ist derart ausgebildet, dass die Außenseitenwandfläche 24 der Trennwand A tief in der Innenseite, über eine Position des Schulterabschnitts 22 hinausgehend positioniert ist, die die Anstoßfläche an den Innenring 3 bildet. Zudem ist die Innenseitenwandfläche 25 der Trennwand A tief in der Außenseite, im Wesentlichen dem Innenumfang des verstemmten Abschnitts 7 entsprechend, positioniert.
Dementsprechend ist der Faserfluss in der Radnabe 2 derart ausgebildet, dass er mäßig geneigt vom Schulterabschnitt 22 zur Trennwand A verläuft, wobei der Faserfluss insbesondere vom Schulterabschnitt 22 zur offenen Außenseitenendfläche 29 im Wesentlichen axial den Innenumfang 23 entlang verläuft, wie in 3(a) gezeigt. Dadurch kann, wie in 3(b) gezeigt, da der Faserfluss in der Nähe des Innenumfangs 23' nach dem Ausstanzen der Trennwand A ähnlich wie im Fall von 3(a) axial verläuft, der Faserfluss im Innenumfang 27 vom Schulterabschnitt 22 zur offenen Außenseitenendfläche 29 axial verlaufen (maximal 5° bezüglich der Achse der Radnabe:Steigung). Zudem kann der Faserfluss in der Längsschnittebene am Schulterabschnitt 22 der Radnabe 2 derart ausgebildet sein, dass er in einer im Wesentlichen axialen Richtung verläuft. Die Ausbildung eines derartigen Faserflusses ermöglicht es, die Drehbiegeermüdungsfestigkeit und die Schlagbiegungsfestigkeit zu steigern sowie die Festigkeit und Beständigkeit der Kerbung zu verbessern. Dementsprechend ist es möglich, die Wandstärke des zylindrischen Abschnitts 2b minimal einzurichten und dadurch die Materialmenge zum Ausbilden der Radnabe 2 zu verringern (die Gestaltung der fertiggestellten Radnabe 2 ist mit einer doppelten Punktlinie in 3 gezeigt).
Zudem kann, da die Innenseitenwandfläche 25 der Trennwand A tief in der Außenseite, im Wesentlichen dem Innenumfang des verstemmten Abschnitts 7 entsprechend positioniert ist, der Faserfluss im Ende des zylindrischen Abschnitts 2b, das den verstemmten Abschnitt 7 ausbildet, eine axiale Richtung entlang verlaufen. Daher ist es, wie in 4 gezeigt, da der verstemmte Abschnitt 7 einen Bereich vom Innenumfang 3b zu einer Endfläche 3d über einen abgeschrägten Abschnitt 3c des Innenrings 3 eng berührt, ohne dass der Faserfluss in dem verstemmten Abschnitt gebrochen ist, möglich, das Hervorrufen von Schäden wie etwa Rissen durch die wiederholte Beanspruchung zu verhindern und dadurch die Festigkeit des verstemmten Abschnitts zu erhöhen.
Im Folgenden werden die Schritte zum Herstellen der Radnabe 2 eingehender beschrieben.
5 ist ein Blockdiagramm, das die Gesamtheit der Schritte zum Herstellen der Radnabe zeigt; 6 ist eine erläuternde Ansicht, die den Schmiedeschritt zeigt; und 7 ist eine erläuternde Ansicht, die den Verstemmungsschritt zeigt.
1. Warmschmieden
Wie in 5 und 6 gezeigt, umfasst das Verfahren zum Herstellen der Radnabe Schritte des Vorbereitens eines Vorblocks durch Schneiden eines Stangenglieds W aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt (z. B. S53C), der 0,40 bis 0,80 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthält, das axial gewalzt ist und axialen Faserfluss und einen Durchmesser von 30 bis 60 mm aufweist, Stauchen des Vorblocks durch Pressen beider Enden davon zum Ausdehnen seines Mittelabschnitts in fassartiger Gestaltung nach der Erhitzung auf ungefähr 1200°C, Extrudierens des gestauchten Rohlings durch Gesenkschmieden zum Verringern seines Innendurchmessers; Endausstanzens des extrudierten Rohlings durch Gesenkschmieden zum Ausbilden eines Umrisses der Radnabe 2 mit dem Radanbringungsflansch 4, dem Wellenabschnitt 26, der von der Basis des Radanbringungsflanschs 4 verläuft, einem Innenumfang 23 mit einer Trennwand A, und schließlich Ausstanzens der Trennwand A zum Ausbilden der Durchbohrung 23'. Da die Außenseitenwandfläche 24 der Trennwand A tief in der Innenseite, über den Schulterabschnitt 22 hinausgehend positioniert ist, ist der Faserfluss in der Radnabe 2 derart ausgebildet, dass er von dem offenen Außenseitenende zur Trennwand A mäßig geneigt verläuft. Zudem kann, da die Innenseitenwandfläche 25 der Trennwand A tief in der Außenseite, im Wesentlichen entsprechend dem Innenumfang des verstemmten Abschnitts 7 ausgebildet ist, der Faserfluss im Ende des zylindrischen Abschnitts 2b, das den verstemmten Abschnitt 7 ausbildet, eine axiale Richtung entlang verlaufen. Die Durchbohrung 23' wird durch Ausstanzen aus der Trennwand A durch eine Lochstanze ausgebildet. Der Faserfluss in der Nähe des ausgestanzten Bereichs im Innenumfang 23' ist im Wesentlichen vertikal zur Achse (Innenumfang 23') geneigt. Da die Außenseitenwandfläche 24 der Trennwand A jedoch tief in dem Innenumfang 23', über den Schulterabschnitt 22 hinausgehend positioniert ist, kann der Faserfluss vom offenen Außenseitenende zur Schulter 22 eine im Wesentlichen axiale Richtung entlang verlängert sein. Korrodierte Schuppen auf der Oberfläche der Radnabe, die durch Warmschmieden bewirkt sind, können beispielsweise durch Strahlputzen oder Kugelstrahlen entfernt werden. Es kann möglich sein, die gesamte Oberfläche des Nabenrads nach dem Schmieden zu vergüten, um die mechanischen Eigenschaften der Radnabe weiter zu verbessern.
2. Drehen
Der Außenumfang mit einem Brems-/Radpiloten und der äußeren Laufringfläche und die Durchbohrung werden mit einer Drehtoleranz von 0,5 bis 1,5 mm gedreht. Dies ermöglicht, den Faserfluss in der Nähe der inneren Laufringfläche von der Schulter zum offenen Außenseitenende in einer im Wesentlichen axialen Richtung zu verlängern (maximal 5° bezüglich der Achse: Steigung), wodurch es möglich ist, den Faserfluss derart zu vollenden, dass er eine im Wesentlichen axiale Richtung aufweist.
3. Bohren
Öffnungen für Nabenbolzen zum Anbringen eines Rads werden durch Aufbohren oder Bohren des Radanbringungsflanschs an 4 bis 6 abstandsgleich beabstandeten Positionen entlang der Peripherie des Radanbringungsflanschs ausgebildet.
4. Hochfrequenzinduktionswärmebehandlung
Ein Bereich von der Basis des Radanbringungsflanschs zum zylindrischen Abschnitt (außer dem verstemmten Abschnitt) über den R-(runden)Eckabschnitt (Dichtungsanschlussabschnitt) des Wellenabschnitts, die innere Laufringfläche und den Schulterabschnitt derart durch Hochfrequenzinduktionswärmebehandlung gehärtet, dass er eine gehärtete Schicht mit einer Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC und eine Tiefe von 0,5 bis 4 mm aufweist. Dies ermöglicht, eine verbesserte Rollermüdungslebensdauer der Laufringfläche und Beständigkeit des Außenumfangs des Wellenabschnitts zu sichern.
5. Räumen
Die Kerbung der Radnabe, die die Kerbung in Eingriff nimmt, welche am Gleichlaufgelenk ausgebildet ist, wird durch Räumen ausgebildet.
6. Schleifen
Ein Bereich von der Basis des Radanbringungsflanschs zum zylindrischen Abschnitt über den R-Eckabschnitt (Dichtungsanschlussabschnitt) des Wellenabschnitts, die innere Laufringfläche, den Schulterabschnitt und den R-Eckabschnitt des Schulterabschnitts wird simultan unter Benutzung einer Profilschleifscheibe geschliffen. Der R-Eckabschnitt, der die Schulter und den zylindrischen Abschnitt verbindet, ist durch einzelnen Krümmungsradius oder komplexe Krümmungsradien ausgebildet und verbindet sie glatt, um die Beanspruchungskonzentration zu verringern. Die Laufringfläche wird derart feinziehgeschliffen, dass sie eine Rauheit von 0,08 Ra oder weniger aufweist.
7. Zusammenbauen
Die Radnabe wird nach dem Zusammenbauen des Rollelemente/Käfig-Zusammenbaus und der Außenseitendichtung in das äußere Glied eingefügt, und dann wird die Innenseitendichtung nach dem Aufpressen des Innenrings auf die Radnabe, bis der Innenring an den Schulterabschnitt anstößt, in das äußere Glied eingebaut. Dadurch ist ein Unterzusammenbau der Radlagervorrichtung vor dem Verstemmen durch Einrichten der Lagervorbelastung auf einen vorgegebenen Wert (2 kN oder mehr, 8 kN oder weniger, vorzugsweise 3 bis 6 kN) fertiggestellt.
8. Verstemmen
5 und 7 zeigen ein sogenanntes Schwenkverstemmungsverfahren, bei dem ein Stemmwerkzeug auf das Ende des zylindrischen Abschnitts der Radnabe gedrückt wird, das zylindrische Ende des zylindrischen Abschnitts durch Ausüben einer Schwenk-/Drehbewegung auf das Werkzeug zum Ausbilden eines verstemmten Abschnitts radial nach außen plastisch verformt wird, der verstemmte Abschnitt eng mit dem Innenumfang des Innenrings, seinem abgeschrägten Abschnitt und seiner Endfläche in Berührung gebracht wird, und dadurch der Innenring unter der Schließkraft von 10 bis 40 kN mit der Radnabe verbunden wird.
Zweite Ausführungsform
Im Folgenden wird eine zweite bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
8 ist eine Längsschnittansicht, die eine zweite Ausführungsform der Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Radlagervorrichtung dieser Ausführungsform ist für ein angetriebenes Rad. In dieser Ausführungsform sind dieselben Bezugszeichen zur Bezeichnung gleicher Bestandteile der ersten Ausführungsform benutzt.
Gleicherweise wie bei der ersten Ausführungsform wird die Trennwand A dieser Ausführungsform ausgestanzt. Es ist jedoch einfach nur eine Durchbohrung am Innenumfang 27 der Radnabe 2 ausgebildet, und es sind keine Kerbungen daran ausgebildet.
Außerdem ist in dieser Ausführungsform der Faserfluss in der Nähe des Innenumfangs entlang der Achse der Radnabe in einem Bereich vom Schulterabschnitt 22 zur offenen Außenseitenendfläche 29 angeordnet. Dementsprechend ist der Faserfluss in der Nähe des Innenumfangs der Radnabe 2 im Wesentlichen in einer axialen Richtung (maximal 5° bezüglich der Achse des Nabenrads:Steigung) ausgebildet, und der Faserfluss im Ende des zylindrischen Abschnitts 2b, der den verstemmten Abschnitt 7 ausbildet, ist ebenfalls im Wesentlichen in einer axialen Richtung ausgerichtet.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben. Offensichtlich werden dem Durchschnittsfachmann nach dem Lesen und Verstehen der vorstehenden detaillierten Beschreibung Modifikationen und Veränderungen in den Sinn kommen. Es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung insofern als alle derartigen Veränderungen und Modifikationen beinhaltend ausgelegt wird, als sie unter den Schutzumfang der beiliegenden Ansprüche oder deren Äquivalente fallen.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Die Radnabe der Radlagervorrichtung der vorliegenden Erfindung ist auf die Lagervorrichtungsarten der dritten Generation anwendbar, bei denen die Radnabe an einem seiner Enden einen Radanbringungsflansch aufweist und mit einer inneren Laufringfläche am Außenumfang des Wellenabschnitts, der von der Basis des Radanbringungsflanschs zur Innenseite verläuft, und dem zylindrischen Abschnitt ausgebildet ist, der axial von der inneren Laufringfläche über den Schulterabschnitt verläuft.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
[1] Eine Längsschnittansicht, die eine erste Ausführungsform der Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung zeigt;
[2] Eine erläuternde Ansicht, die nur die Radnabe von 1 zeigt;
[3(a)] Eine Längsschnittansicht der Radnabe, die den Faserfluss während eines Schmiedeschritts zeigt;
[3(b)] Eine Längsschnittansicht der Radnabe, die den Faserfluss nach dem Schmiedeschritt zeigt;
[4] Eine Teillängsschnittansicht der Radnabe, die den Faserfluss in dem verstemmten Abschnitt zeigt;
[5] Ein Blockdiagramm, das die Gesamtheit der Schritte zum Herstellen der Radnabe zeigt;
[6] Eine erläuternde Ansicht, die den Schmiedeschritt zeigt;
[7] Eine erläuternde Ansicht, die den Verstemmungsschritt zeigt;
[8] Eine Längsschnittansicht, die eine zweite Ausführungsform der Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung zeigt;
[9] Eine Längsschnittansicht, die den Schmiedeschritt der Radnabe des Stands der Technik zeigt;
[10(a)] Eine Längsschnittansicht der Radnabe des Stands der Technik, die den Faserfluss während eines Schmiedeschritts zeigt; und
[10(b)] Eine Längsschnittansicht der Radnabe des Stands der Technik, die den Faserfluss nach dem Schmiedeschritt zeigt.
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Radnabe einer Radlagervorrichtung und ein Herstellungsverfahren dafür bereitzustellen, die eine Materialmenge der Radnabe verringern können und die Festigkeit davon steigern können. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Radnabe einer Radlagervorrichtung bereitgestellt, umfassend ein äußeres Glied, das an seinem Innenumfang mit zweireihigen äußeren Laufringflächen ausgebildet ist; ein inneres Glied mit einer Radnabe und einem Innenring, wobei die Radnabe einen Radanbringungsflansch an einem seiner Enden, einen Wellenabschnitt, der axial von einer Basis des Radanbringungsflanschs zur Innenseite der Radlagervorrichtung verläuft, eine innere Laufringfläche, die gegenüber einer der zweireihigen äußeren Laufringflächen angeordnet ist, die am Außenumfang des Wellenabschnitts ausgebildet sind, einen zylindrischer Abschnitt, der axial von der inneren Laufringfläche über einen Schulterabschnitt zur Innenseite der Radlagervorrichtung verläuft, und eine Durchbohrung allein oder eine Durchbohrung aufweist, die an ihrem Innenumfang mit einer Kerbung zur Drehmomentübertragung ausgebildet ist, wobei der Innenring an den Schulterabschnitt der Radnabe angrenzend auf den zylindrischen Abschnitt aufgepresst ist und an seinem Außenumfang mit einer weiteren inneren Laufringfläche ausgebildet ist, die gegenüber der anderen der äußeren Laufringflächen angeordnet ist; zweireihige Rollelemente, die zwischen den inneren und äußeren Laufringflächen des inneren Glieds und des äußeren Glieds enthalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserfluss nahe dem Innenumfang von Material, das die Radnabe ausbildet, von der Schulter zur offenen Endfläche der Radnabe in einem Zustand ist, der im Wesentlichen parallel zur Achse der Radnabe ist.

1: inneres Glied
2: Radnabe
2a, 3a: innere Laufringfläche
2b: zylindrischer Abschnitt
3: Innenring
3b: Innenumfang
3c: abgeschrägter Abschnitt
3d: Endfläche
4: Radanbringungsflansch
4a: Dichtungsanschlussabschnitt
5, 20a: Kerbung
6: Nabenbolzen
7: verstemmter Abschnitt (Verstemmungsabschnitt)
8: Rollelement
9: Käfig
10: äußeres Glied
10a: äußere Laufringfläche
10b: Körperanbringungsflansch
11, 12: Dichtung
13: Gleichlaufgelenk
14: äußeres Gelenkglied
15: Gelenkinnenring
15a, 18a: Spurrille
16: Käfig
17: Drehmomentübertragungskugel
18: Mundabschnitt
19: Schulterabschnitt
20: Stababschnitt
20b: Außengewinde
21: Befestigungsmutter
22: Schulterabschnitt
23, 23': Innenumfang
24: Außenseitenwandfläche der Trennwand
25: Innenseitenwandfläche der Trennwand
26: Wellenabschnitt
27: Innenumfang
28: gehärtete Schicht
29: offene Außenseitenendfläche
50: Radnabe
50a: innere Laufringfläche
50b: zylindrischer Abschnitt
51: Schulterabschnitt
52: Trennwand
53: Endfläche der Trennwand
54: Radanbringungsflansch
55: Innenumfang
56: Wellenabschnitt
57: Dichtungsanschlussabschnitt
58: gehärtete Schicht
59: Innenumfang
A: Trennwand
N: Kniestück
W: Stangenglied

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 87008/2002 [0005]
- JP 3061/2005 [0005]
- JP 83513/2005 [0005]

Claims

Radnabe einer Radlagervorrichtung, umfassend: ein äußeres Glied (10), das an seinem Innenumfang mit zweireihigen äußeren Laufringflächen (10a, 10a) ausgebildet ist; ein inneres Glied (1) mit einer Radnabe (2) und einem Innenring (3), wobei die Radnabe (2) einen Radanbringungsflansch (4) an einem seiner Enden, einen Wellenabschnitt (26), der axial von einer Basis des Radanbringungsflanschs (4) zur Innenseite der Radlagervorrichtung verläuft, eine innere Laufringfläche (2a), die gegenüber einer der zweireihigen äußeren Laufringflächen (10a, 10a) angeordnet ist, die am Außenumfang des Wellenabschnitts (26) ausgebildet sind, einen zylindrischen Abschnitt (2b), der axial von der inneren Laufringfläche (2a) über einen Schulterabschnitt (22) zur Innenseite der Radlagervorrichtung verläuft, und eine Durchbohrung aufweist, die an ihrem Innenumfang mit einer Kerbung (5) zur Drehmomentübertragung ausgebildet ist, wobei der Innenring (3) an den Schulterabschnitt (22) der Radnabe (2) angrenzend auf den zylindrischen Abschnitt (2b) aufgepresst ist und an seinem Außenumfang mit einer weiteren inneren Laufringfläche (3a) ausgebildet ist, die gegenüber der anderen der äußeren Laufringflächen (10a, 10a) angeordnet ist; zweireihige Rollelemente (8), die zwischen den inneren und äußeren Laufringflächen (2a, 3a; 10a, 10a) des inneren Glieds (3) und des äußeren Glieds (10) enthalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserfluss nahe dem Innenumfang von Material, das die Radnabe (2) ausbildet, von der Schulter (22) zur offenen Endfläche der Radnabe (2) in einem Zustand ist, der im Wesentlichen parallel zur Achse der Radnabe (2) ist.
Radnabe einer Radlagervorrichtung, umfassend: ein äußeres Glied (10), das an seinem Innenumfang mit zweireihigen äußeren Laufringflächen (10a, 10a) ausgebildet ist; ein inneres Glied (1) mit einer Radnabe (2) und einem Innenring (3), wobei die Radnabe (2) einen Radanbringungsflansch (4) an einem seiner Enden, einen Wellenabschnitt (26), der axial von einer Basis des Radanbringungsflanschs (4) zur Innenseite der Radlagervorrichtung verläuft, eine innere Laufringfläche (2a), die gegenüber einer der zweireihigen äußeren Laufringflächen (10a, 10a) angeordnet ist, die am Außenumfang des Wellenabschnitts (26) ausgebildet sind, einen zylindrischen Abschnitt (2b), der axial von der inneren Laufringfläche (2a) über einen Schulterabschnitt (22) zur Innenseite der Radlagervorrichtung verläuft, und eine Durchbohrung an seinem Innenumfang aufweist, wobei der Innenring (3) an den Schulterabschnitt (22) der Radnabe (2) angrenzend auf den zylindrischen Abschnitt (2b) aufgepresst ist und an seinem Außenumfang mit einer weiteren inneren Laufringfläche (3a) ausgebildet ist, die gegenüber der anderen der äußeren Laufringflächen (10a, 10a) angeordnet ist; zweireihige Rollelemente (8), die zwischen den inneren und äußeren Laufringflächen (2a, 3a; 10a, 10a) des inneren Glieds (3) und des äußeren Glieds (10) enthalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserfluss nahe dem Innenumfang von Material, das die Radnabe (2) ausbildet, von der Schulter (22) zur offenen Endfläche der Radnabe (2) in einem Zustand ist, der im Wesentlichen parallel zur Achse der Radnabe (2) ist.
Radnabe einer Radlagervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Faserfluss in einem Längsschnitt der Radnabe (2) an seinem Schulterabschnitt (22) in einem Zustand ist, der im Wesentlichen parallel zur Achse der Radnabe (2) ist.
Radnabe einer Radlagervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Innenring (3) axial durch einen verstemmten Abschnitt (7), der durch plastisches Verformen des Endes des zylindrischen Abschnitts (2b) der Radnabe (2) ausgebildet ist, befestigt ist, und wobei der verstemmte Abschnitt (7) einen Bereich von einem Innenumfang (3b) zu einer Endfläche (3d) über einen abgeschrägten Abschnitt (3c) des Innenrings (3) eng berührt, ohne dass der Faserfluss in dem verstemmten Abschnitt (7) gebrochen ist.
Verfahren zum Herstellen einer Radnabe eines Radlagers, wobei eine Radnabe (2) einen Radanbringungsflansch (4) an einem seiner Enden, einen Wellenabschnitt (26), der von einer Basis des Radanbringungsflanschs (4) zur Innenseite der Radlagervorrichtung verläuft, eine innere Laufringfläche (2a), die am Außenumfang des Wellenabschnitts (26) ausgebildet ist, einen zylindrischen Abschnitt (2b), der axial von der inneren Laufringfläche (2a) über einen Schulterabschnitt (22) zur Innenseite der Radlagervorrichtung verläuft, und eine Durchbohrung (23') allein oder eine Durchbohrung (23') aufweist, die an ihrem Innenumfang mit einer Kerbung (5) zur Drehmomentübertragung ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst: Stauchen eines Vorblocks durch Pressen beider Enden davon zum Ausdehnen seines Mittelabschnitts in fassartiger Gestaltung nach dem Schneiden eines Stangenglieds, das axial gewalzt ist und einen Faserfluss in axialer Richtung aufweist, und Erhitzen eines Vorblocks, der durch Schneiden des Stangenglieds in einer Richtung ausgebildet wird, die vertikal zur Faserflussrichtung verläuft; Extrudieren des gestauchten Rohlings durch Gesenkschmieden zum Verringern seines Innendurchmessers; Endausstanzen des extrudierten Rohlings durch Gesenkschmieden zum Ausbilden eines Umrisses der Radnabe (2) mit dem Radanbringungsflansch (4), dem Wellenabschnitt (26), dem Schulterabschnitt (22), dem zylindrischen Abschnitt (2b) und einem Innenumfang (23) mit einer Trennwand (A), wobei die Trennwand (A) nach dem Endausstanzschritt derart ausgebildet wird, dass ihre Außenseitenwandfläche (24) weiter auf der Innenseite als die Position des Schulterabschnitts (22) positioniert wird, und schließlich Ausstanzen der Trennwand (A) zum Ausbilden der Durchbohrung (23').
Radnabe einer Radlagervorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Innenseitenwandfläche (25) der Trennwand (A) in einer tiefen Position vom Ende des verstemmten Abschnitts (7) angeordnet ist.