DE19836678C1

DE19836678C1 - Wheel bearing for the driven wheel of a motor vehicle

Info

Publication number: DE19836678C1
Application number: DE19836678A
Authority: DE
Inventors: Rolf Schroeder; Juergen Henkel; Wolfgang Niechoj; Olaf Rindfleisch
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1998-08-13
Filing date: 1998-08-13
Publication date: 1999-11-11
Anticipated expiration: 2018-08-14

Abstract

The motor vehicle driven wheel carrier has the bearing inner ring (5) outer edge (11) formed at an acute angle and the abutment surface of the wheel drive shaft (13) also angled so that the two surfaces form a contact plane when clamped together under load (19).

Description

Die Erfindung betrifft eine Radlagereinheit für ein angetriebenes Rad eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a wheel bearing unit for a driven wheel of a motor vehicle according to the preamble of claim 1.

Radlagereinheiten der vorgenannten Art sind aus der DE 36 20 003 A1 sowie der Praxis bekannt und finden für angetriebene Vorderachsen von Personenkraftwagen Verwendung. Darüber hinaus sind sie grundsätzlich bei Fahrzeugen mit Front- oder Heckantrieb für die angetriebenen Achsen sowie auch für allradgetriebene Fahrzeuge anwendbar.Wheel bearing units of the aforementioned type are known from DE 36 20 003 A1 as well as known in practice and find for powered Front axles of passenger cars use. About that In addition, they are basically for vehicles with front or Rear wheel drive for the driven axles as well as for all-wheel drive vehicles applicable.

Bei einer solchen bekannten Radlagereinheit für angetriebene Vorderachsen, wie sie zur Erläuterung als aus der Praxis bekannter Stand der Technik in Fig. 1 dargestellt ist, endet die jeweilige Radantriebswelle in einem Außengelenk, dessen äußere Gelenkschale in axialer Verlängerung der Welle einen Zapfen aufweist, der den Hals eines Radflansches als das Rad tragendes Teil zentral durchsetzt und drehfest mit diesem Radflansch bei axialer Verspannung desselben gegen die äußere Gelenkschale verbunden ist. Die axiale und radiale Führung des Radflansches erfolgt über ein Radlager, das seinerseits gegenüber einem der Radführung zugehörigen Achselement, in der Regel einem Achsschenkel über seinen Außenring fixiert ist, während der Innenring des Radlagers, auf dem Hals des Radflansches sitzend, axial zwischen diesem und einer radialen Stirnfläche des der Antriebswelle zugehörigen Außengelenkes eingespannt ist. Die Verspannung erfolgt über eine Bundmutter, die gegenüberliegend zum Außengelenk auf das freie Ende des Gelenkzapfens aufgeschraubt ist und sich gegen die Anlagefläche des Radflansches als das Rad tragendem Teil abstützt.In such a known wheel bearing unit for driven front axles, as it is illustrated for clarification as the prior art known from practice in Fig. 1, the respective wheel drive shaft ends in an outer joint, the outer joint shell of which has a pin in the axial extension of the shaft which Neck of a wheel flange as the part carrying the wheel passes through centrally and is connected in a rotationally fixed manner to this wheel flange when the same is axially braced against the outer joint shell. The axial and radial guidance of the wheel flange takes place via a wheel bearing, which in turn is fixed in relation to an axle element belonging to the wheel guide, usually a steering knuckle, via its outer ring, while the inner ring of the wheel bearing, sitting on the neck of the wheel flange, axially between it and one radial end face of the outer joint associated with the drive shaft is clamped. The bracing is carried out via a collar nut, which is screwed opposite the outer joint on the free end of the pivot pin and is supported against the bearing surface of the wheel flange as the part carrying the wheel.

Das Radlager hat die im Fahrbetrieb auftretenden, hohen Seitenführungskräfte des Rades abzufangen, und es ist deshalb mit axial nicht unerheblicher Vorspannung einzubauen. Dies gilt insbesondere, wenn das Radlager wegen der hohen er forderlichen Führungskräfte als Schrägkugellager mit ge teiltem Innenring ausgebildet ist, da für den funktions sicheren Betrieb die Lagerinnenringe im Fahrbetrieb axial nicht auseinander geschoben werden dürfen, wenn das Lager nicht zerstört werden soll.The wheel bearing has the high ones that occur during driving Intercept cornering forces of the wheel, and that's why to be installed with a not inconsiderable preload. This especially applies when the wheel bearing because of the high he demanding managers as angular contact ball bearings with ge Split inner ring is designed as for the functional safe operation the bearing inner rings when driving axially must not be pushed apart when the bearing should not be destroyed.

Die hohen axialen Vorspannkräfte haben zur Folge, daß die aufeinanderstoßenden Stirnflächen des Lagerinnenringes, des das Rad tragenden Teiles, also des Radflansches und der Antriebswelle, bzw. des Außengelenkes der Antriebswelle hohen Flächenpressungen ausgesetzt sind. Diese führen zu lokalen elastischen Verformungen und ungleichmäßiger Flächen pressungsverteilung. In Verbindung mit Mikrobewegungen, die im Fahrbetrieb in Umfangsrichtung zwischen den Stirnflächen auftreten, sei es durch elastische Verformungen der Bauteile, Lastwechselvorgänge oder aufgrund der hohen Antriebsmomente, haben aus der ungleichen Flächenpressungsverteilung folgende Spannungsspitzen zwischen zusammenwirkenden Stirnflächen unerwünschte Knackgeräusche zur Folge. Physikalisch werden diese auf Mikroverschweißungen zurückgeführt, die bei den hohen Flächenpressungen entstehen und die beim Losbrechen als Knackgeräusche hörbar werden.The high axial preload forces have the consequence that the abutting end faces of the bearing inner ring, the the wheel supporting part, i.e. the wheel flange and the High drive shaft, or the outer joint of the drive shaft Surface pressures are exposed. These lead to local ones elastic deformations and uneven surfaces pressure distribution. Combined with micro movements, the when driving in the circumferential direction between the end faces occur, be it due to elastic deformation of the components, Load change processes or due to the high drive torques, have the following from the uneven surface pressure distribution Tension peaks between interacting end faces unwanted crackling noises. Become physical these attributed to micro-welds, which in the high surface pressures arise and when breaking loose as Crackling noises become audible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radlager einheit der eingangs genannten Art dahingehend auszuge stalten, daß solche Knackgeräusche ungeachtet nach wie vor gegebener sicherer Lagervorspannung und nach wie vor be stehender hohen Flächenpressungen vermieden werden.The invention has for its object a wheel bearing to the extent that unit of the type mentioned at the outset that such crackling noises still remain given safe bearing preload and still be standing high surface pressures can be avoided.

Erreicht wird dies durch die Merkmale des Anspruches 1, wobei durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eine Vergleich mäßigung der Flächenpressung erreicht wird, und damit die Vermeidung extremer Spannungsspitzen, die die vorge schilderten Verschweißungseffekte mit nachfolgendem Los brechen und entsprechenden Knackgeräuschen nach sich ziehen.This is achieved by the features of claim 1, wherein a comparison through the configuration according to the invention moderation of the surface pressure is achieved, and thus the Avoiding extreme voltage peaks that the pre described welding effects with subsequent lot break and cause corresponding crackling noises.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß sich Spannungsspitzen in der Fügeebene, also in der in verspanntem Zustand gegebenen Abstützebene zwischen aufeinanderstoßenden Stirnflächen ergeben, wenn ungleiche Abstützverhältnisse gegeben sind, so beispielsweise durch unterschiedliche konstruktive Gestaltung der die Stirnflächen umgrenzenden Bereiche. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn eine Stirnfläche teilweise randnah verläuft und teilweise voll im Material abgestützt d. h. voll vom Material umgeben ist. Entsprechende Belastung vorausgesetzt kann das die Stirnfläche bildende Material im randnahen Bereich ausweichen, während es im voll im Material liegenden Bereich abgestützt ist.The invention is based on the knowledge that Stress peaks in the joining plane, i.e. in the tensioned one State given support level between colliding End faces result when unequal support conditions are given, for example by different constructive design of the boundary surfaces Areas. This is the case, for example, if a The end face partly runs close to the edge and partly fully in Material supported d. H. is completely surrounded by the material. Provided that there is a corresponding load, this can Frontal material in the area near the edge dodge while it is in the area fully in the material is supported.

Diesen Gegebenheiten wird erfindungsgemäß dadurch Rechnung getragen, daß konstruktiv vorgehalten wird, also durch geometrische Korrekturen bezogen auf die zusammenwirkenden Stirnflächen den durch elastische Verformungen zu erwartenden Abweichungen begegnet wird, so daß sich eine über die gesamte Stirnfläche im wesentlichen vergleichsmäßige Spannungs verteilung ergibt, durch die Spannungsspitzen und die dadurch bedingten Effekte, insbesondere auch Knackgeräusche vermieden werden.According to the invention, this fact is taken into account worn that is held constructively, so by geometric corrections related to the interacting End faces to be expected from elastic deformations Deviations are encountered, so that one covers the entire End face essentially equal tension distribution results from the voltage peaks and thereby conditional effects, especially crackling noises avoided become.

Ausgehend von diesem Grundgedanken können die erforderlichen Korrekturen sowohl wellenseitig wie auch lagerseitig, wie auch kombiniert Wellen- und lagerseitig vorgenommen werden.Based on this basic idea, the necessary Corrections both on the shaft side and on the bearing side, such as combined shaft and bearing side can also be made.

Der bezogen auf die genannten Effekte kritischste Bereich der Radlagereinheit ist die Fügeebene zwischen den einander be nachbarten Stirnflächen des Innenlagerringes und der äußeren Gelenkschale. Grundsätzlich kann aber auch die Fügeebene zwischen Innenlagerring und zugeordneter Stirnfläche des Radflansches betroffen sein. Dementsprechend kann im Rahmen der Erfindung ein- oder beidseitig des Innenlagerringes die erfindungsgemäße geometrische Korrektur vorgenommen werden, wobei eine besonders einfache Lösung darin besteht, die eine die über der radialen Erstreckung der Stirnflächen auftretenden Spannungsunterschiede ausgleichende Anschrägung der Stirnflächen gegenüber dem jeweiligen Fügepartner an den beiden Stirnseiten des Innenlagerringes vorzunehmen. Bezogen auf eine radiale Ebene, also insbesondere eine radiale Fügeebene erweisen sich Anschrägungen im Minutenbereich als zweckmäßig und ausreichend, und erfindungsgemäß liegt die Größenordnung der jeweiligen Anschrägung dementsprechend im Bereich kleiner gleich 1°, wobei die jeweilige Größenordnung sowohl rechnerisch als auch empirisch festgelegt werden kann und zwar insbesondere unter Berücksichtigung der jeweiligen geometrischen Bedingungen, sowie der Härte und dem jeweiligen elastischen Verhalten der Materialien.The most critical area of the effects Wheel bearing unit is the joint plane between the be adjacent end faces of the bottom bracket ring and the outer Joint shell. In principle, however, the joining level can also be used between the inner bearing ring and the associated face of the Wheel flange be affected. Accordingly, in the frame the invention on one or both sides of the bottom bracket geometric correction according to the invention are carried out, a particularly simple solution consists in one the over the radial extent of the end faces Compensating bevel to compensate for voltage differences of the end faces opposite the respective joining partner to the on both ends of the bottom bracket ring. Based to a radial plane, in particular a radial plane At the joining level, bevels in the minute range prove to be expedient and sufficient, and according to the invention is the The magnitude of the respective bevel accordingly in Range less than or equal to 1 °, the respective order of magnitude can be determined both mathematically and empirically in particular taking into account the respective geometric conditions, as well as the hardness and the respective elastic behavior of the materials.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung wird ferner mit weiteren Einzelheiten anhand der Zeichnungen näher erläutert.Further details and features of the invention emerge from the subclaims. The invention is also with further details explained in more detail with reference to the drawings.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer zum Stand der Technik gehörenden Radlagereinheit einer angetriebenen Vor derachse eines Personenkraftwagens, vereinfacht und teilweise schematisiert dargestellt, Fig. 1 is a sectional view of a related prior art hub unit of a driven front of the axis of a passenger car, simplified and partially illustrated schematically,

Fig. 2 den Ausschnitt X der Radlagereinheit gemäß Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, Fig. 2 shows the detail X of the wheel bearing unit 1 shown in FIG. Enlarged scale,

Fig. 3 eine isolierte, vereinfachte Schnittdarstellung des der Radlagerwelle endseitig zugeordneten und in der Verbindung zu dem das das Rad tragende Teil liegenden Außengelenkes gemäß Fig. 1, Fig. 3 is an isolated, simplified sectional view of the wheel bearing shaft end assigned and in the connection to the past, the wheel carrying member outer joint according to FIG. 1,

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 3 herausgehobenen und mit Y bezeichneten Bereiches mit erfindungsgemäß angeschrägter Stirnfläche, FIG. 4 shows an enlarged representation of the region highlighted in FIG. 3 and designated Y with an end face that is beveled according to the invention,

Fig. 5 eine weitere Ausgestaltung gemäß der Erfindung in einer der Fig. 4 entsprechenden Darstellung, und Fig. 5 shows a further embodiment according to the invention in one of the Fig. 4 corresponding representation, and

Fig. 6 ein Radlager gemäß der Erfindung in vergrößerter Ausschnittsdarstellung - analog zu Fig. 2 - und in erfindungsgemäßer Ausgestaltung. Fig. 6 shows a wheel bearing according to the invention in an enlarged detail - analogous to Fig. 2 - and in an embodiment according to the invention.

In der Darstellung gemäß Fig. 1, die eine bekannte Aus führungsform einer Radlagereinheit für ein Rad einer ange triebenen Vorderachse eines Personenkraftwagens zeigt, ist die Radlagereinheit insgesamt mit 1 bezeichnet und umfaßt als tragendes Achselement einen Achsschenkel 2, der in nicht näher dargestellter Weise über Radführungselemente gegenüber dem Aufbau des Fahrzeuges abgestützt ist. Der Achsschenkel 2 bildet die Aufnahme für ein Radlager 3 in Form eines Schrägkugellagers, das einen Außenring 4 und einen geteilten Innenring 5 aufweist und dessen Außenring 4 axial fixiert im Achsschenkel 2 als tragendem Achselement gehalten ist. Der geteilte Innenring 5 sitzt auf einem Hals 6 eines Rad flansches 7 als das Rad tragendem Teil, wobei der Radflansch 7 in Gegenrichtung zum Hals 6 einen Führungsbund 8 für die Radscheibe des hier nicht dargestellten Rades aufweist und ferner als Träger für die Bremsscheibe 9 ausgebildet ist. Der geteilte Innenring 5 des Radlagers 3 ist axial auf der dem Rad zugewandten Seite gegen eine durch einem Absatz im Hals bereich des Radflansches 7 gebildete Stirnfläche 10 abge stützt und liegt auf der vom Rad abgewandten Seite an einer radialen Stirnfläche 11 an, die der Radantriebswelle 13 zuge ordnet ist und an dem im Übergang zum Rad liegenden, das Ende der Radantriebswelle 13 bildenden Außengelenk 12 vorgesehen ist. Die radialen Stirnflächen 10 und 11, die am Radflansch 7 bzw. am Außengelenk 12 vorgesehen sind, bestimmen mit den endseitigen Stirnflächen des Innenringes 5, mit denen sie jeweils zusammenwirken, in verspanntem Zustand jeweils eine Fügeebene, die senkrecht zur Lagerachse 30 steht.In the illustration according to Fig. 1, the guide form a known from a wheel bearing unit for a wheel of being driven front axle shows a passenger car, the wheel bearing unit is indicated overall by 1 and comprises as a supporting axial element a stub axle 2, which not shown in detail manner via wheel control is supported against the body of the vehicle. The steering knuckle 2 forms the receptacle for a wheel bearing 3 in the form of an angular contact ball bearing, which has an outer ring 4 and a divided inner ring 5 and whose outer ring 4 is held axially fixed in the steering knuckle 2 as a supporting axle element. The divided inner ring 5 sits on a neck 6 of a wheel flange 7 as the wheel-carrying part, the wheel flange 7 in the opposite direction to the neck 6 having a guide collar 8 for the wheel disc of the wheel, not shown here, and is also designed as a carrier for the brake disc 9 . The divided inner ring 5 of the wheel bearing 3 is supported axially on the side facing the wheel against an end face 10 formed by a shoulder in the neck area of the wheel flange 7 and abuts on the side facing away from the wheel against a radial end face 11 which supports the wheel drive shaft 13 is assigned and is provided on the lying in transition to the wheel, the end of the wheel drive shaft 13 forming outer joint 12 . The radial end faces 10 and 11 , which are provided on the wheel flange 7 and on the outer joint 12 , determine, with the end faces of the inner ring 5 with which they cooperate, a joint plane in the tensioned state, which is perpendicular to the bearing axis 30 .

Das Außengelenk 12 als Teil der Radantriebswelle 13 trägt einen Zapfen 14, der axial nach außen ragend den Hals 6 in einer zentralen Halsbohrung 15 durchsetzt und der im ge zeigten, montierten Zustand über die als Bundmutter ausge führte Mutter 16 axial gegenüber dem Radflansch 7 verspannbar ist. Die Mutter 16 ist dabei auf den am freien Ende des Zapfens 14 vorgesehenen Gewindeabschnitt 31 aufgeschraubt, an den sich ein im Durchmesser verringerter Dehnteil 17 des Zapfens 14 anschließt, zwischen dem und der radialen Stirnfläche 11 des Außengelenkes 12, die sich gegen eine ent sprechende Stirnfläche 20 am Innenring 5 des Radlagers 3 abstützt, eine drehmomentenübertragende Unrundverbindung 18 erstreckt, die als Verzahnungsverbindung ausgeführt ist.The outer joint 12 as part of the wheel drive shaft 13 carries a pin 14 which passes through axially outwardly projecting neck 6 in a central neck bore 15, and showed ge, the mounted state on the out as a collar nut led nut 16 axially relative to the wheel flange 7 be clamped is . The nut 16 is screwed onto the threaded portion 31 provided at the free end of the pin 14 , to which a reduced-diameter expansion part 17 of the pin 14 connects, between and the radial end face 11 of the outer joint 12 , which is against a corresponding end face 20 is supported on the inner ring 5 of the wheel bearing 3 , extends a torque-transmitting non-circular connection 18 , which is designed as a toothed connection.

Solche Unrundverbindungen 18 insbesondere als Verzahnungsver bindungen so zu gestalten, daß einerseits die Montage nicht unzumutbar erschwert ist und andererseits vorhandene hohe Verzahnungsspiele insbesondere auch bei betriebsbedingtem Verschleiß nicht zur Geräuschquelle werden, ist nicht unproblematisch und verlangt auch eine spielfreie axiale Verspannung.To make such non-circular connections 18, in particular as gears, so that on the one hand assembly is not unreasonably difficult and, on the other hand, existing high gearing play, particularly with operational wear, is not a source of noise is not unproblematic and also requires a play-free axial bracing.

Eine solche axiale Verspannung ist aber auch erforderlich, um die im Fahrbetrieb auftretenden hohen Seitenführungskräfte des Rades spielfrei abfangen zu können. Dies insbesondere, wenn im Hinblick auf die Höhe dieser Kräfte das Radlager 3 als Schrägkugellager mit geteiltem Innenring ausgeführt wird, da für einen funktionssicheren Betrieb für die Lager innenringe eine hohe axiale Vorspannung erforderlich ist, damit sie nicht auseinandergeschoben werden, was zur Zer störung des Lagers führen würde. Diese axiale Verspannung wird über den Zapfen 14 und die Mutter 16 erreicht, und sie hat in den jeweils in einer Fügeebene zusammentreffenden Stirnflächen des Lagerinnenringes 5 mit dem Radflansch 7 bzw. dem Außengelenk 12 hohe Flächenpressungen zur Folge. Diese können bei dem zum Stand der Technik gehörenden Lösungen konstruktionsbedingt zu einer in radialer Richtung ungleich förmigen Flächenpressungsverteilung mit hohen Spannungs spitzen führen. Trotzdem ergeben sich in den Fügeebenen, insbesondere zwischen Lagerinnenring 5 und Außengelenk 12 zwischen den aufeinander treffenden Stirnflächen Mikrobe wegungen, sei es durch elastische Verformung der Bauteile, sei es durch bei hohen Antriebsmomenten und insbesondere bei Lastwechselvorgängen in der Unrundverbindung 18 auftretende Spiele.However, such an axial bracing is also necessary in order to be able to absorb the high cornering forces of the wheel that occur during driving operation without play. This is especially true if the wheel bearing 3 is designed as an angular contact ball bearing with a split inner ring in view of the magnitude of these forces, since a high axial preload is required for reliable operation of the bearing inner rings so that they are not pushed apart, which leads to the disturbance of the bearing would lead. This axial bracing is achieved through the pin 14 and the nut 16, and has in each case coinciding in a joining plane end faces of the bearing inner ring 5 with the wheel flange 7 and the outer joint 12 high surface pressures result. In the case of the solutions belonging to the prior art, these can, due to the design, lead to a non-uniform surface pressure distribution with high stress peaks in the radial direction. Nevertheless, there are microbe movements in the joining planes, in particular between the bearing inner ring 5 and the outer joint 12 between the abutting end faces, be it due to elastic deformation of the components, be it due to games occurring in the non-circular connection 18 with high drive torques and in particular during load change processes.

Solche Mikrobewegungen haben im Zusammenhang mit extremen örtlichen Spannungsspitzen der Flächenpressung unerwünschte Knackgeräusche zur Folge, ein Effekt, der insbesondere dann kritisch wird, wenn konstruktiv zwar zulässige, aber schlanke Dimensionierungen gewählt werden, bei denen sich höhere elastische Verformungen ergeben.Such micro-movements have to do with extreme local stress peaks of the surface pressure undesirable Cracking noises result, an effect that especially then becomes critical when constructively permissible but lean Dimensioning can be chosen with higher ones result in elastic deformations.

In Fig. 2 ist der diesbezüglich besonders kritische Bereich zwischen Lagerinnenring 5 und diesen axial abstützendem Außengelenk 12 vergrößert dargestellt, wobei die radiale Fügeebene mit 19 bezeichnet ist, in der die axial innere Stirnfläche 20 des Innenringes 5 und die Stirnfläche 11 des Außengelenkes 12 aufeinanderstoßen. Die entsprechende Ringfläche weist, wie Fig. 2 zeigt, nur eine verhältnismäßig geringe Breite 21 auf, wobei die konstruktive Notwendigkeit, den Lageraußenring 4 und den Lagerinnenring 5 jeweils unabhängig axial und radial zu führen, bedingt, daß der äußere Umfang der Ringfläche mit der Breite 21 im Bereich der Stirnfläche 11 nahe dem Umfang des Außengelenkes 12 liegt, da das Außengelenk 12 angrenzend an die Stirnfläche 11 zunächst einen schulterartigen Absatz 22 aufweist, der auf kleinerem Durchmesser liegt als der Außenumfang 32 des Außenringes 23 des Außengelenkes 12, das isoliert vereinfacht in Fig. 3 dargestellt ist und das mit einem Innenring 24 versehen ist, über den in nicht näher gezeigter Weise die Anbindung an den weiterführenden Teil der Radantriebswelle 13 erfolgt.In FIG. 2, in this respect particularly critical area between the bearing inner ring 5 and this axially abstützendem outer joint is shown enlarged 12, wherein the radial joining plane is indicated by 19, in which the axially inner end face 20 of the inner ring 5 and the end face 11 of the outer joint collide 12. The corresponding ring surface, as shown in FIG. 2, only has a relatively small width 21 , the constructive necessity to guide the bearing outer ring 4 and the bearing inner ring 5 independently axially and radially means that the outer circumference of the ring surface has the width 21 in the area of the end face 11 is close to the circumference of the outer joint 12 , since the outer joint 12 adjacent to the end face 11 initially has a shoulder-like shoulder 22 which is smaller in diameter than the outer circumference 32 of the outer ring 23 of the outer joint 12 , which is simplified in isolation in FIG Fig. 3 is shown and which is provided with an inner ring 24 , via which the connection to the further part of the wheel drive shaft 13 is made in a manner not shown.

Der vorbesprochene kritische Bereich am Außengelenk 12 ist in Fig. 1 als Ausschnitt X hervorgehoben und in Fig. 2 bezogen auf die bekannte Lösung gemäß Fig. 1 vergrößert dargestellt, wobei deutlich wird, daß der Außenring 23 des Außengelenkes 12 im äußeren Bereich der Ringfläche (Breite 21), in Bezug auf axiale Spannkräfte wegen der geringen radialen Materialüberdeckung weicher reagiert als im radial inneren Bereich.The previously discussed critical area on the outer joint 12 is highlighted in FIG. 1 as section X and is shown enlarged in FIG. 2 in relation to the known solution according to FIG. 1, it becoming clear that the outer ring 23 of the outer joint 12 is in the outer area of the ring surface ( Width 21 ), with regard to axial clamping forces, responds more softly than in the radially inner area due to the low radial material coverage.

Dadurch sind Spannungsspitzen im radial inneren Bereich der Ringfläche begünstigt, denen erfindungsgemäß dadurch begegnet wird, daß der höheren elastischen Verformbarkeit im radial äußeren Bereich der Stirnfläche 11 des Außenringes 23 durch entsprechende geometrische Korrektur begegnet wird, wie dies anhand der Fig. 4 bis 6, bezogen auf einen Ausschnitt Y gemäß Fig. 3, aufgezeigt ist. As a result, stress peaks in the radially inner region of the ring surface are favored, which are countered according to the invention in that the higher elastic deformability in the radially outer region of the end surface 11 of the outer ring 23 is countered by appropriate geometric correction, as is shown in FIGS. 4 to 6 to a section Y according to FIG. 3.

In den Fig. 4 bis 6 ist dabei jeweils die Fügeebene mit 19 bezeichnet, und damit die Ebene vorgegeben, in der die einander entsprechenden Stirnflächen bei entsprechender Ver spannung aneinander anliegen. Zu dieser sich unter Verspannung einstellenden Fügeebene 19 steht die Stirnfläche 11 des Außenringes 23 in Fig. 4 und 5 unter einem Winkel α, der sich nach radial innen öffnet und dazu führt, daß die Stirnfläche 11 gegenüber einer gedachten, zur Fügeebene 19 parallelen Ebene bezogen auf die Breite 21 der Ringfläche nach radial innen einen zunehmenden Hinterschnitt aufweist. Es wird also durch die erfindungsgemäße Lösung in dem Bereich, der unter dem Einfluß der axialen Verspannung elastisch ausweicht, d. h. im radial äußeren Bereich der Breite 21 der Ringfläche Material vorgehalten, und damit die im Rahmen der axialen Verspannung auftretende elastische Materialverformung kompensiert, so daß sich über die Breite 21 der Ringfläche im wesentlichen eine gleichmäßige Spannungsverteilung ergibt. Hierdurch werden die Spannungsspitzen vermieden, die bei Mikrobewegungen zwischen den Fügepartnern, nämlich dem Innenring 5 und dem Außengelenk 12 zu unerwünschten Geräuschbildungen führen können.In Figs. 4 to 6 while the joining plane is in each case designated by 19, and thereby set the level, in which the mutually corresponding end surfaces by respective voltage Ver abut each other. To this self-adjusting under tension joining plane 19 11 is the end face of the outer ring 23 in Fig. 4 and 5 α at an angle which opens radially inward and causes the end face 11 with respect to an imaginary plane parallel to the joining plane 19 plane based has an increasing undercut on the width 21 of the ring surface radially inwards. It is thus held by the solution according to the invention in the area which elastically yields under the influence of the axial bracing, ie in the radially outer area of the width 21 of the annular surface, and thus compensates for the elastic material deformation occurring in the context of the axial bracing, so that over the width 21 of the ring surface essentially results in a uniform stress distribution. This avoids the voltage peaks which can lead to undesirable noise formation in the event of micro-movements between the joining partners, namely the inner ring 5 and the outer joint 12 .

Im Rahmen der Erfindung kann es ergänzend zweckmäßig sein, die Stirnflächen der jeweiligen Fügepartner über zumindest Teile ihrer Breite 21 mit Gleitmittel zu beschichten, womit dem Entstehen von Knackgeräuschen zusätzlich entgegengewirkt wird. Als Gleitmittel kommen beispielsweise PTFE, MoS2 oder dergleichen in Frage. In the context of the invention, it may additionally be expedient to coat the end faces of the respective joining partners over at least part of their width 21 with lubricant, which additionally counteracts the occurrence of cracking noises. PTFE, MoS2 or the like, for example, are suitable as lubricants.

Die Neigung der jeweiligen Stirnfläche 11 gegenüber der Fügeebene 19 als in Fig. 4 und 5 zur Lagerachse 30 senkrecht stehender Bezugsebene ist im Hinblick auf den angestrebten Ausgleich der Materialelastizitäten klein und der jeweilige Neigungswinkel α liegt im Regelfall im Rahmen der Erfindung bei 1° oder weniger, und damit im Minutenbereich.The inclination of the respective end face 11 with respect to the joining plane 19 as the reference plane perpendicular to the bearing axis 30 in FIGS . 4 and 5 is small with regard to the desired compensation of the material elasticities and the respective inclination angle α is generally 1 ° or less within the scope of the invention , and thus in the minute range.

Fig. 4 veranschaulicht eine erfindungsgemäße Lösung, bei der die Stirnfläche 11 gegenüber der radialen Bundfläche 25, die in den Zapfen 14 übergeht, zurückversetzt ist, so daß die Bundfläche 25 im wesentlichen lediglich über die Breite 21 der Ringfläche entsprechend bearbeitet werden muß. Fig. 4 illustrates a solution according to the invention, in which the end face 11 is set back relative to the radial flange surface 25 , which merges into the pin 14 , so that the flange surface 25 essentially only has to be machined accordingly over the width 21 of the ring surface.

Fig. 5 zeigt eine Lösung, bei der eine um den Winkel α gegenüber der Fügeebene 19 geneigte Stirnfläche bis in den Ansatz des Zapfens 14 fortgeführt ist, so daß sich eine einheitliche Bearbeitung der Bundfläche ergibt und die Stirnfläche 11 quasi Teil einer bis zum Umfang durchlaufenden Bundfläche, hier mit 26 bezeichnet bildet. Fig. 5 shows a solution in which an inclined by the angle α relative to the joining plane 19 end face is continued into the neck of the pin 14 , so that there is a uniform processing of the collar surface and the end face 11 quasi part of a continuous to the circumference Waist area, here designated 26 forms.

Während bei den Ausgestaltungen gemäß Fig. 4 und 5 die erfindungsgemäße Kompensation der elastischen Verformung dem Außenring 23 des Außengelenkes 12 zugeordnet ist, zeigt Fig. 6 eine Lösung, bei der der Innenring 5 des Radlagers 3 an seiner Stirnseite 20 entsprechend zurückgenommen ist, wobei die Breite der Ringfläche, in der der Innenring 5 gegen das Außengelenk 12 sich abstützt, wiederum mit 21 bezeichnet ist.While the outer joint 12 is associated with the embodiments according to FIGS. 4 and 5, the compensation according to the invention the elastic deformation of the outer ring 23, Fig. 6 shows a solution, in which the inner ring is set back 5 of the wheel bearing 3 at its front end 20 in accordance with, the Width of the ring surface, in which the inner ring 5 is supported against the outer joint 12 , is again designated 21 .

Bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 6 dient zur Kompensation der elastischen Verformung des radial äußeren Bereiches der Stirnfläche 11 als dem unter entsprechender axialer Ver spannung "nachgiebigem" Fügepartner die Stirnfläche 20 des Innenrings 5 und ist dementsprechend unter einem Winkel α angeschrägt, wobei sich der Winkel α nach radial innen gegen die Fahrzeugaußenseite öffnet. Entsprechend der geschilderten Ausgangslage bildet der Innenring 5 den härteren, nicht verformbaren Partner, mit der Folge, daß die Fügeebene 33 durch die Ebene der Stirnseite des Innenrings bestimmt ist und entsprechend zur Lagerachse 30 geringfügig geneigt ist.In the embodiment of FIG. 6 of the radially outer region of the end face 11 serves to compensate for the elastic deformation than the axial under appropriate Ver voltage "resilient" joining partners, the end face 20 of the inner ring 5 and is correspondingly beveled α at an angle, wherein the angle α opens radially inwards against the outside of the vehicle. According to the starting position described, the inner ring 5 forms the harder, non-deformable partner, with the result that the joining plane 33 is determined by the plane of the end face of the inner ring and is slightly inclined in relation to the bearing axis 30 .

Beiderseitige, oder einseitig am Innenring gegebene elastische Nachgiebigkeit der Fügepartner vorausgesetzt kann sich auch bei dieser Ausgestaltung eine Kompensation dahin gehend ergeben, daß die Fügeebene eine zur Lagerachse senk rechte Erstreckung aufweist.Both sides, or given on one side on the inner ring elastic flexibility of the joining partner can be assumed there is also compensation in this embodiment result that the joint plane lower one to the bearing axis has right extension.

In den Fig. 4 bis 6 entsprechender Gestaltung kann erfindungsgemäß auch im Übergang des Innenringes 5 zum Radflansch 7 eine elastische Verformung der Stirnflächen im Hinblick auf eine die ungleichmäßige Spannungsverteilung kompensierende Gestaltung vorgesehen werden, was jedoch hier nicht näher dargestellt ist.In Figs. 4 to 6 corresponding configuration according to the invention may also be in the transition of the inner ring 5 to the wheel flange 7 an elastic deformation of the end faces with a view to the uneven stress distribution compensating design will be provided, although this is not shown in detail here.

Claims

1. Wheel bearing unit for a driven wheel of a motor vehicle, with an axle element associated with the wheel guide, a part supporting the wheel, a wheel bearing arranged between the part supporting the wheel and the axle element, which has an outer ring fixed relative to the axle element and one which supports the wheel Part associated inner ring, and with a wheel drive shaft which is rotatably connected to the wheel-carrying part and axially braced against it, the bearing inner ring is clamped with its end faces between end faces of the part carrying the wheel and the drive shaft, of which at least the end face the drive shaft runs radially outward axially against a shoulder-like shoulder, characterized in that the end faces of the inner ring ( 5 ) and the wheel drive shaft ( 13 ), which are supported against one another and form a common joining plane ( 19 ; 33 ), are inclined relative to one another in this way that they enclose a radially inward opening angle (α) in the untensioned state.

2. wheel bearing unit according to claim 1, characterized, that the angle (α) between the end faces to be braced in unstressed condition is on the order of 1 °.

3. wheel bearing unit according to claim 2, characterized, that the angle (α) between the end faces to be braced in unstressed condition is less than 1 °.

4. Wheel bearing unit according to one of the preceding claims, characterized in that the given between end faces to be braced in the non-braced state angle (α) by chamfering the wheel drive shaft ( 13 ) associated end face ( 11 ).

5. Wheel bearing unit according to one of the preceding claims, characterized in that the angle (α) between the end faces to be braced in the non-braced state is formed by chamfering the end face ( 20 ) associated with the inner ring ( 5 ).

6. Wheel bearing unit according to one of the preceding claims, characterized in that the angle (α) between the end faces to be braced in the non-braced state is formed by chamfering the end face associated with the part carrying the wheel ( 7 ).

7. Wheel bearing unit according to one of the preceding claims, characterized in that when the end faces of the bearing inner ring ( 5 ) are clamped between corresponding end faces of the part carrying the wheel ( 7 ) and the wheel drive shaft ( 13 ), the end faces each form a common joining plane in the clamped state and that associated end faces are each inclined to one another in such a way that they enclose a radially inward opening angle (α) in the untensioned state.

8. Wheel bearing unit according to claim 7, characterized in that both end faces of the inner ring ( 5 ) are chamfered.

9. Wheel bearing unit according to one of the preceding claims, characterized in that the wheel drive shaft ( 13 ) associated end face ( 11 ) forms the radially outer part of a radial flange surface ( 25 ) and that the end surface ( 11 ) relative to the radially inner flange surface ( 25 ) is axially set back.

10. Wheel bearing unit according to one of the preceding claims, characterized in that the drive shaft ( 13 ) associated end face forms the radially outer part of a radial flange surface ( 26 ) and that the end surface passes over the width of the flange surface.

11. Wheel bearing unit according to one of the preceding claims, characterized, that the end faces meeting in a joining plane at least in some areas, but especially over the whole area are coated with a lubricant.