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Einstellehre zur Einstellung des Axialspiels eines Radlagers Die Erfindung
bezieht sich auf eine Einstellehre zur Einstellung des Axialspiels des inneren Laufringes
eines Radlagers eines auf der Achse eines Fahrzeuges gelagerten Rades gegenüber
einer von einer auf dem Achsschenkel axial verstellbaren Mutter gehaltenen undrehbaren
Unterlegscheibe.
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Meistens ist es erwünscht, daß sich der innere Laufring eines Radlagers
in gewissem Ausmaß auf dem Achsschenkel drehen kann. Zu diesem Zweck ist zwischen
der Unterlegscheibe und dem inneren Laufring des Radlagers ein Spiel von beispielsweise
0,05 bis 0,2 mm vorgesehen. Dieses Spiel verhindert das Verklemmen des inneren Laufringes
bei Erwärmung des Lagers und soll so bemessen sein, daß die gewünschte geringe Beweglichkeit
des Lagers erhalten wird, ein Schlagen oder Flattern des Lagers, das sich bei einem
zu losen Sitz ergeben würde, jedoch verhindert wird. Sowohl bei zu festem als auch
bei zu lockerem Anziehen der Mutter auf dem Achsschenkel kann an verschiedenen Teilen
des Lagers eine örtliche hohe Abnutzung auftreten, die die Lebensdauer stark herabsetzt.
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Zur Zeit ist es im Automobilbau üblich, die Radlager auf ihren Achsschenkeln
in der Weise zu befestigen, daß die Mutter zunächst mit einem vorbestimmten Drehmoment
angezogen und dann einen Bruchteil einer Umdrehung zurückgedreht wird. Man nimmt
an, daß dieser Vorgang bei der Mehrzahl der Radlager das gewünschte Spiel hervorruft.
Es wird jedoch dabei das tatsächlich vorliegende Spiel nicht wirklich gemessen,
und dadurch, daß man sich auf die Einstellung eines bestimmten Drehmoments verläßt,
mit dem die Mutter angezogen wird, ergeben sich zahlreiche Fehlermöglichkeiten in
bezug auf die tatsächliche Einstellung des Spiels zwischen der Unterlegscheibe und
dem benachbarten inneren Laufring. Diese Fehler rühren von Herstellungstoleranzen
der verschiedenen beteiligten Teile her, insbesondere von der oft mangelhaften Rechtwinkligkeit
der der Unterlegscheibe zugewandten Fläche des inneren Laufringes. Hinzu kommt,
daß die Arbeiter am Montageband vielfach Fehler bei der Einstellung des Drehmomentes,
mit welchem die Mutter angezogen wird, und bei der Bemessung der Rückwärtsdrehung
der Mutter machen.
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Es ist zwar auch schon bekannt, zwischen zwei Maschinenteilen Lehrenfinger
einzuschieben, um einen durch die Dicke des Lehrenfingers bestimmten Abstand zwischen
diesen Teilen herzustellen, beispielsweise für die Einstellung des Ventilspiels
von Ein- und Auslaßventilen in Brennkraftmaschinen.
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Die Verwendung solcher bekannter Lehrenfinger
allein wäre jedoch bei
der Bemessung des Axialspiels von Radlagern recht umständlich, da man den Lehrenfinger
von Hand zwischen die Unterlegscheibe und den inneren Laufring schieben müßte, und
beim Lockern der Mutter nach vorhergehenden Anziehen ließe sich von Hand das Herausziehen
des Lehrenfingers nur mit sehr ungleichmäßiger Kraft bewerkstelligen, so daß sich
dadurch eine Fehlermöglichkeit bei der Bemessung des Axialspiels ergäbe. Diese Fehlermöglichkeit
wäre besonders groß, wenn man aus Gründen der Bequemlichkeit die Mutter einfach
so weit lockerte, daß der Lehrenfinger aus dem Spalt zwischen der Unterlegscheibe
und dem Radlager herausfällt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einstellehre
zur Einstellung des Axialspiels eines Radlagers zu schaffen, die in einfachster
Weise die Einstellung eines vorgegebenen Axialspiels zwischen der Unterlegscheibe
und dem inneren Laufring des Außenlagers des Achsschenkels mit ausreichender Genauigkeit
ermöglicht sowie Fehlermöglichkeiten auf Grund bloßer Schätzungen weitgehend vermeidet
und vom Drehmoment der Mutter unabhängig ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einstellehre
wenigstens einen in einem Gehäuse gegen die Rückstellkraft einer Feder verschiebbar
gelagerten Lehrenfinger aufweist, der mittels einer ebenfalls im Gehäuse angeordneten
Stellvorrichtung zwischen den inneren Lagerlaufring des Radlagers und die Unterlegscheibe
schiebbar ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Einstellehre wird die in das Gehäuse der
Einstellehre eingesetzte Unterlegscheibe mit Hilfe der Mutter in der üblichen Weise
auf dem mit dem Lager versehenen Achsschenkel aufgeschraubt. Dabei ist die Stellvorrichtung
so eingestellt, daß der Lehrenfinger sich in der vorgeschobenen Lage befindet, in
welcher er zwischen dem inneren Lagerlaufring des Radlagers und der Unterlegscheibe
liegt. Die Dicke des Lehrenfingers bestimmt somit den beim Anziehen der Mutter entstehenden
Abstand zwischen dem inneren Lagerlaufring und der Unterlegscheibe. Sodann wird
die Stellvorrichtung in diejenige Lage verstellt, in welcher der Lehrenfinger sich
unter der Wirkung der Rückstellkraft in seine Ruhelage zurückbewegen kann, und die
Mutter wird so weit gelockert, daß der zwischen dem inneren Lagerlaufring und der
Unterlegscheibe festgeklemmte Lehrenfinger frei wird und in seine Ruhelage zurückfedert.
Die dabei vorliegende Stellung der Mutter wird fixiert, und die Einstellehre wird
abgenommen. Es ist dann ein durch die Dicke des Lehrenfingers genau bestimmtes Axialspiel
zwischen dem Lager, der Unterlegscheibe und der Mutter eingestellt.
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Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird also der Vorteil erreicht,
daß durch die auf den Lehrenfinger wirkende, stets gleiche Federrückstellkraft der
Rückziehvorgang des Lehrenfingers in vorbestimmter, genau reproduzierbarer Weise
ausgeführt wird. Außerdem braucht bei der erfindungsgemäßen Einstellehre der Lehrenfinger
nicht besonders festgehalten zu werden, da er zunächst mit der auf dem Achsschenkel
aufgeschobenen Unterlegscheibe verbunden ist. Ferner ist die erfindungsgemäße Einstelllehre
einfach und dauerhaft konstruiert, mit geringen Kosten herstellbar. und in der Anwendung
bequem und zuverlässig.
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Vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
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Eine besonders vorteilhafte weitere Ausbildung besteht darin, daß
mehrere Lehrenfinger um den Umfang des für die Unterlegscheibe vorgesehenen Platzes
herum verteilt im Gehäuse angeordnet sind und daß die Stellvorrichtung so ausgebildet
ist, daß sie alle Lehrenfinger gleichzeitig in ihren vorgeschobenen Lagen zu bewegen
vermag. Dadurch wird sichergestellt, daß das vorgegebene Spiel zwischen der Unterlegscheibe
und derjenigen Stelle des Laufringes eingestellt wird, die die größte Axialabmessung
aufweist.
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Eine weitere besonders vorteilhafte Weiterbildung ist gekennzeichnet
durch von den Lehrenfingern betätigte Schalter für die Steuerung eines kraftbetriebenen
Schlüssels zum Lockern der angezogenen Mutter.
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Durch dieses Merkmal wird erreicht, daß das Lokkern der Mutter automatisch
im richtigen Zeitpunkt abgebrochen wird.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispieies
veranschaulicht. Es zeigt Fig. l eine vertikale axiale Schnittansicht eines Achsschenkels
mit aufgesetztem Radlager und betriebsfertig angebrachter Einstellehre, F i g. 2
eine Schnittansicht des in F i g. 1 dargestellten Aufbaues nach der Linie 2-2, F
i g. 3 eine Schnittansicht des in F i g. 1 erläuterten Aufbaues nach der Linie 3-3,
F i g. 4 eine Schnittansicht der in F i g. 3 dargestellten Anordnung nach der Linie
4-4",
Fig. 5 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 2, jedoch sind die Teile in einer anderen
Lage dargestellt, F i g. 6 eine Schnittansicht der in F i g. 5 dargestellten Anordnung
nach der Linie 6-6, Fig. 7 eine Schnittansicht einer abgewandelten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Einstelllehre nach der Linie 7-7 der F i g. 8, Fig. 8 eine
Ansicht der in Fig.7 dargestellten Anordnung nach der Linie 8-8, F i g. 9 das Schaltbild
einer Steuerschaltung für einen kraftbetriebenen Schlüssel, bei welcher die Einstellehre
der F i g. 7 und 8 Anwendung findet.
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In Fig. 1 ist ein undrehbarer Radachsschenkel 10 dargestellt, der
einen Teil eines sich nicht sehen; den Automobilbestandteiles, etwa eines (nicht
dargestellten) Lenkzapfens bildet. Auf dem Achsschenkel 10 ist unter Einfügung innerer
und äußerer Lager 14 bzw. 16 eine Nabe 12 angeordnet.
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Das Außenlager 16 weist einen äußeren Lagerring 18 auf, der mit der
Nabe in Eingriff tritt, und einen inneren Laufring20, der an dem AchsschenkellO
anliegt. Die Nabe 12 ist so ausgelegt, daß sie mit einem (nicht dargestellten) Rad
verschraubt werden kann. Die Lager 14 und 16 und die Nabe 12 werden auf dem Achsschenkel
10 mittels einer undrehbaren Unterlegscheibe 22 und einer auf den Achsschenkel 10
geschraubten Mutter 24 gehalten. Die Unterlegscheibe 22 ist mit einer verkeilten
Öffnung versehen, die passend auf einem mehrfach verkeilten Teil 26 des Achsschenkels
10 aufgenommen werden kann (F i g. 3), während die Mutter 24 auf einem mit Gewinde
versehenen Teil 28 des Achsschenkels 10 aufgeschraubt ist.
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Vielfach ist es üblich, eine Unterlegscheibe zu verwenden, die einen
Dorn aufweist, welcher in einem im Achsschenkel ausgebildeten gefrästen Schlitz
aufgenommen werden kann, wobei eine Kronenmutter verwendet wird, die durch einen
Splint an Ort und Stelle gehalten wird.
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Die erfindungsgemäße Einstellehre ist auch bei dieser Ausführungsform
von Mutter und Unterlegscheibe verwendbar.
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Die erfindungsgemäße Einstellehre ist von einem Gehäuse 30 umgeben,
das aus einem äußeren Gehäuseglied32, einem inneren Gehäuseglied34 und einem zwischen
den Gehäusegliedern 32 und 34 angeordneten Halte- und Abstandsglied 36 besteht.
Die verschiedenen Gehäuseteile 32, 34 und 36 werden durch eine Vielzahl von Schrauben38
zusammengehalten und bilden eine Einheit von allgemein flacher ringförmiger Gestalt,
die einen kreisförmigen äußeren Umfang 40 und eine mittlere Durchgangsöffnung 42
aufweist. Innerhalb des Gehäuses 30 ist ein allgemein zylindrisches Nockenglied
44 um den Mittelpunkt der Öffnung 42 drehbar gelagert und mit einer Anzahl von radial
nach innen erstreckten Nokken 46 versehen. Bei der dargestellten Ausführungsform
sind drei Nocken 46 vorhanden. Jede der Nokken 46 verläuft in einer in Umfangsrichtung
radial nach innen geneigten Richtung, und die Nocken sind gegeneinander gleichmäßig
um den inneren Umfang des Nockengliedes 44 versetzt.
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Die Nocken 46 sind so ausgebildet, daß sie mit einer entsprechenden
Anzahl von Lehrenfingern 48 zusammenarbeiten. Die Lehrenfinger 48 liegen innerhalb
von Nuten 50, die in dem Gehäusehalteglied 36 zwischen den Gehäusegliedern 32 und
34 ausgebildet sind, und können sich radial gleitend darin bewegen
(Fig.
2). Jeder Lehrenfinger 48 ist an seinem radial äußeren Ende mit einem Schulterteil
52 versehen, der durch eine am Halteglied 36 abgestützte Schraubenfeder 54 erfaßbar
ist. Die Federn 54 drücken jeden der Lehrenfinger 48 radial nach außen.
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Jeder der Lehrenfinger 48 steht in die im Gehäuse 30 ausgebildete
mittlere Öffnung 42 hinein vor. In dieser Lage kann jeder Lehrenfinger zwischen
dem Lagerring 20 und der Unterlegscheibe 22 angeordnet werden. Ferner ist jeder
Lehrenfinger 48 so ausgeführt, daß er in einer Rille 56 liegen kann, die auf einer
hinteren Fläche 58 der Unterlegscheibe 22 ausgebildet ist. Jeder Lehrenfinger 48
hat eine Dicke, die größer ist als die Tiefe der Rille 56, und zwar um einen Betrag,
der gleich dem gewünschten Spiel zwischen der Unterlegscheibe 22 und dem Lagerlaufring
20 ist.
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Bei den meisten Anwendungsfällen ist ein Spiel zwischen 0,05 und
0,2 mm erwünscht. Die Rillen 56 machen es möglich, die Lehrenfinger 48 mit einer
erheblichen Dicke herzustellen, so daß sie sich nicht ohne weiteres verformen können
und mehrfache Benutzung vertragen.
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Vor der Aufbringung der Unterlegscheibe 22 auf den Achsschenkel 10
wird die Unterlegscheibe 22 in die Öffnung 42 der Einstellehre so eingesetzt, daß
die Lehrenfinger 48 in den Rillen 56 liegen. Um die Unterlegscheibe 22 in die Öffnung
42 einzuführen, muß die Unterlegscheibe an einer Anzahl von Riegeln 60 vorbeigedrückt
werden, die radial beweglich in Schlitzen 62 des Haltegliedes 36 angeordnet sind.
Die Riegel 60 werden durch Schraubenfedern 64, die sich am Halteglied36 abstützen,
radial nach innen gedrückt und sind mit einer abgerundeten radialen inneren Umfangsoberfläche
66 versehen, die mit dem äußeren Rand der Unterlegscheibe 22 bei deren Einführung
in die Öffnung 42 zum Eingriff kommt.
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Während dieses Einführungsvorganges drückt sich die Unterlegscheibe
22 an den Riegeln 60 vorbei und bewirkt dabei eine radial nach außen erfolgende
Bewegung der Riegel in ihren Schlitzen62, bis die Unterlegscheibe 22 an den Riegeln
vorbeigegangen ist. Danach kehren die Riegel unter dem Einfluß ihrer Federn 64 in
ihre dargestellten Lagen zurück, um die Unterlegscheibe zwischen den Lehrenfingern
48 und den Riegeln 60 einzuschließen. In F i g. 2 sind drei Riegel 60 dargestellt,
wobei je ein Riegel zwischen einem Paar von Lehrenfingern 48 angeordnet ist.
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Nachdem die Unterlegscheibe 22 und die Einstelllehre in der oben
beschriebenen Weise zusammengefügt sind, wird die aus Unterlegscheibe und Einstel
wehre bestehende Gesamtanordnung auf den verkeilten Achsschenkelabschnitt 26 aufgeschoben.
Die Mutter 24 ist mit einem Kragenteil 68 versehen, der gequetscht oder deformiert
wird, damit ein Teil des Gewindes der Mutter das Achsschenkelgewinde28 mit Reibung
erfaßt. Auf diese Weise wird die Mutter 24 mit einer selbstsperrenden Wirkung versehen,
die einer unbeabsichtigten oder zufälligen Drehung der Mutter auf dem Achsschenkel
Widerstand entgegensetzt.
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Dadurch wird die Notwendigkeit, einen Splint zu verwenden, beseitigt.
Zusätzlich ist die Mutter 24 mit einem Teil70 von vergrößertem Durchmesser versehen,
der den verkeilten Teil 26 des Achsschenkels mit Abstand umgibt und an der Unterlegscheibe
22 anliegt. Die Mutter wird auf den AchsschenkellO
aufgeschraubt, bis ihr Teil 70
die Unterlegscheibe 22 berührt und die Unterlegscheibe veranlaßt, die Lehrenfinger
48 fest gegen den inneren Lagerring 20 zu pressen. Nachdem dies erfolgt ist, wird
das mit den Nocken 46 besetzte Stellglied 44 um 480 gedreht, um die Nocken 46 aus
ihrem Eingriff mit den Lehrenfingern 48 zu entfernen. Dies wird durch einen Handgriff
72 ausgeführt, der auf dem Stellglied 44 ausgebildet ist und durch einen im äußeren
Umfang 40 des Gehäuses 32 ausgebildeten Schlitz 74 vorsteht.
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Nachdem dies ausgeführt ist, wird eine Bewegung der Lehrenfinger 48
radial nach außen einzig und allein noch durch die Reibungsidemmung der Lehrenfinger
48 zwischen den Bodenwänden der Unterlegscheibenrillen 56 und dem inneren Lagerring
20 verhindert.
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Nunmehr wird die Mutter 24 geringfügig in umgekehrter Richtung gedreht,
bis jeder der Lehrenfinger 48 freigesetzt und nicht mehr eingeklemmt ist und sich
unter dem Einfluß der Feder 54 radial nach außen bewegen kann.
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Diese Bewegung kann durch Fenster76, die im Gehäuseglied 32 in der
Nähe jedes Lehrenfingers ausgebildet sind, beobachtet werden.
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Nunmehr kann die gesamte Lehrenvorrichtung axial von dem Achsschenkel
10 abgenommen werden.
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Während F i g. 1 und 2 die Lage des Stellgliedes 44 und der Lehrenfinger
48 zeigen, bei der die Lehrenfinger 48 innerhalb der Öffnung 42 liegen und zwischen
der Unterlegscheibe 22 und dem inneren Lagerring 42 liegen und zwischen der Unterlegscheibe
22 und dem inneren Lagerring 20 festgeklemmt sind, ist aus Fig. 5 und 6 die Stellung
des Stellgliedes 44 und der Lehrenfinger 48 zu sehen, bei der das Stellglied 44
in die Freigabestellung bewegt ist und sich die Lehrenfinger 48 radial nach außen
aus der Öffnung 42 herausbewegt haben.
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Die F i g. 7 und 8 zeigen eine etwas abgewandelte Ausführungsform
der Einstellehre, wobei eine Vielzahl von Schaltern für die Unterbrechung des Antriebes
eines kraftbetriebenen Schlüssels für die Mutter 24 vorgesehen ist. Ein Gehäuseglied
132 ist mit einem vergrößerten radial erstreckten Schlitz 176 versehen, durch welchen
ein vergrößerter Schulterteil 152 je eines Lehrenfingers 148 vorsteht. Wenn ein
Lehrenfinger 148 von der Klemmwirkung der Unterlegscheibe 22 befreit wird, bewegt
er sich unter dem Einfluß seiner benachbarten Feder 164 radial nach außen, so daß
sein Schulterteil 152 den Arm 178 eines Schalters 180 betätigt, wobei für jeden
Lehrenfinger 148 ein eigener Schalter 180 vorgesehen ist.
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Die Schalter 180 sind vorzugsweise parallel geschaltet und haben
ihre Kontakte geschlossen, wenn sich die Arme 178 und 148 in einer radial weiter
innenliegenden Lage befinden, in welcher die Lehrenfinger innerhalb einer Öffnung
142 des Lehrengliedes liegen. Wenn jedoch ein Lehrenfinger 148 freigegeben wird
und sich radial nach außen bewegt, werden die Kontakte 180 a des zugehörigen Schalters
180 geöffnet. Wie in Fig. 9 schematisch dargestellt ist, wird, wenn sämtliche Kontakte
180 a geöffnet sind, die Speiseschaltung für einen elektrisch betriebenen Schlüssel
182 unterbrochen und dadurch die Drehung der Mutter 24 unterbrochen, so daß die
Mutter 24 in einer Lage verbleibt, in welcher das richtige Spiel zwischen der Unterlegscheibe22
und dem inneren Lagerlaufring 24 vorhanden ist.