DE4117334A1 - Lageranordnung fuer die angetriebenen raeder eines kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lageranordnung für die angetriebenen Räder eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Diese Lageranordnung stellt die übliche Radlagerbefestigung für die angetriebenen Räder eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Pkw dar. Das Wälzlager ist meistens ein zweireihiges Schrägkugellager mit zweigeteiltem Innenring.

Bei der Montage wird das Schrägkugellager in das Gehäuse eingepreßt, bis die Innenkante des Außenlaufrings an dem Innenbund des Gehäuses anliegt, wobei der in eine Sicherungsringnut im Gehäuse eingreifende Sicherungsring der zusätzlichen axialen Sicherung des Außenlaufrings dient.

Dabei sind Toleranzen zwischen dem Innenbund und der Außenflanke der Sicherungsringnut einerseits und der Außenlaufringbreite sowie der Dicke des Sicherungsrings andererseits im Bereich von einigen Zehntel Millimetern und damit ein Axialspiel des Außenlaufrings unvermeidbar. Dieses Axialspiel des Außenlaufrings hat aber einen entsprechenden Kippwinkel des Rades und damit eine Herabsetzung der Radführungsgenauigkeit zur Folge.

Um dieses Axialspiel zu beseitigen, ist bereits vorgeschlagen worden, einen Sicherungsring passender Dicke aus einem Satz verschieden dicker Sicherungsringe auszuwählen und in die Sicherungsringnut einzusetzen. Diese Möglichkeit ist jedoch verhältnismäßig zeitaufwendig und damit für die Pkw-Herstellung in Großserie nicht geeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lageranordnung für die angetriebenen Räder eines Kraftfahrzeuges bereitzustellen, die eine schnelle und sichere Beseitigung des Axialspiels des Außenlaufrings des Radlagers ohne großen Aufwand ermöglicht.

Dies wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Lageranordnung erreicht. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wiedergegeben.

Nach der Erfindung wird ein Radlager praktisch ohne Axialspiel und damit hoher Radführungsgenauigkeit bereitgestellt. Da die üblichen Fertigungstoleranzen beibehalten werden oder sogar größer sein können, ist die erfindungsgemäße Radlagerung auch relativ kostengünstig, zumal für die Verformung des Gehäuses eine einfach aufgebaute Presse ausreicht.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 in schematischer Wiedergabe einen Schnitt durch eine Lageranordnung;

Fig. 2a und b einen Schnitt durch eine erste bzw. zweite Ausführungsform der Sicherungsringnut vor der Verformung des Außenbundes des Gehäuses;

Fig. 3 einen Schnitt durch die Sicherungsnut gemäß Fig. 2a in vergrößerter Wiedergabe und mit Sicherungsring nach der Verformung des Außenbundes des Gehäuses.

Die Lageranordnung weist ein Schrägkugellager 1 zur Aufnahme der Radial- und Axialkräfte auf. Das Schrägkugellager 1 wird durch den Innenlaufring 2, den Außenlaufring 3 und die Kugeln 4 gebildet.

Der Außenlaufring 3 weist eine hohe mittlere Doppelschulter 5 auf. Der Innenlaufring 2, der durch die Fuge 6 zweigeteilt ist, ist mit zwei entsprechenden Außenschultern 7 versehen.

Der Innenlaufring 2 sitzt drehfest auf einer Welle 8, die beispielsweise durch die angetriebene Hinterachse eines Pkw gebildet wird. Zur axialen Fixierung stützt sich der Innenlaufring 2 in axialer Richtung innen und außen an einem Bund 9 an der Welle 8 bzw. einem Ring 10 ab. Der Ring 10 bildet ein Teil des Radführungsteils. Um auf den Innenlaufring 3 die erforderliche Vorspannung zur axialen Fixierung aufzubringen, ist eine Mutter 11 vorgesehen, die von außen auf den Gewindezapfen 12 der Welle 8 gegen den Ring 10 geschraubt wird.

Mit seinem Außenlaufring 3 ist das Lager 1 drehfest mit dem Gehäuse 13 verbunden, das einen Teil des Radträgers bildet.

Zur axialen Fixierung stützt sich der Außenlaufring 3 mit seiner axial innen liegenden Stirnseite 14 an einem am Gehäuse 13 vorgesehenen Innenbund 15 ab, und mit seiner axial außen liegenden Stirnseite 16 an einem Sicherungring 17, der in eine Sicherungsringnut 18 im Gehäuse 13 eingreift.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, liegt bei der fertig montierten Lageranordnung der Sicherungsring 17 mit seiner Innenseite an der äußeren Stirnseite 16 des Außenlaufrings 3 und mit seiner Außenseite an der äußeren Flanke 19 der Sicherungsringnut 18 an, ferner die innere Stirnseite 14 des Außenlaufrings 3 an dem Innenbund 15 des Gehäuses 13. Damit ist ein axial nahezu spielfreier Sitz des Außenlaufrings 3 gewährleistet.

Um diesen axial nahezu spielfreien Sitz des Außenlaufrings 3 zu erreichen, ist die Sicherungsringnut 18 so ausgebildet, daß sie, nachdem der Außenlaufring 3 in das Gehäuse 13 gepreßt und damit die innere Stirnseite 14 des Außenlaufrings 3 in Anlage an den Innenbund 15 des Gehäuses 13 gebracht worden ist, neben einem entsprechenden Durchmesser eine solche Breite aufweist, daß der Sicherungsring 17 gegen die äußere Stirnseite 16 des Außenlaufrings 3 schiebbar ist.

Dies ist in Fig. 2a näher veranschaulicht, die eine Sicherungsringnut 18′ zeigt, die als fertigungstechnisch günstige Einstichnut ausgebildet ist, da sie beispielsweise eine problemlose Spanabführung ermöglicht. Die Sicherungsringnut 18′ nach Fig. 2a weist eine schräge zurückgenommene Innenflanke 20 auf. D. h., es ist ein zylindrischer Ringabschnitt 21 vorgesehen, der einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der Außendurchmesser des Sicherungsrings 17. Der zylindrische Abschnitt 21 ist so breit ausgebildet, daß er sich axial nach innen über die äußere Stirnseite 16 des Außenlaufrings 3 hinaus erstreckt, wobei sich an die Innenseite des Ringabschnitts 21 die schräge Innenflanke 20 anschließt. Durch das Axialspiel a des Sicherungsrings 17 gegenüber dem Außenlaufring 3 ist gewährleistet, daß der Sicherungsring 17 in die Nut 18′ ohne Schwierigkeiten eingesetzt werden kann.

In Fig. 2b ist entsprechend Fig. 1 eine zylindrische Sicherungsnut 18, also ein Norm-Einstich, dargestellt, wobei die Sicherungsnut 18 ebenfalls eine Breite und einen solchen Durchmesser aufweist, daß der Sicherungsring 17 gegen die äußere Stirnseite 16 des Außenlaufrings 3 verschiebbar ist, wobei die Breite der Sicherungsringnut 18 derart bemessen ist, daß sie sich über die äußere Stirnseite 16 des Außenlaufrings 3 hinaus axial nach innen erstreckt.

Nach der Montage des Außenlaufrings 3 und des Einsetzens des Sicherungsrings 17 in die Nut 18 bzw. 18′ wird der Außenbund 22 des Gehäuses 13, d. h. der sich von der Sicherungsringnut 18 bzw. 18′ axial nach außen erstreckende Abschnitt des Gehäuses 13 axial nach innen verformt, so daß der Sicherungsring 17 an dem Außenlaufring 3 anliegt.

Dies ist in Fig. 3 veranschaulicht, wobei die strichpunktierten Linien die entsprechenden Flächen vor der Verformung und die ausgezogenen Linien die Flächen nach der Verformung des Außenbundes 22 des Gehäuses 13 darstellen.

Danach wird mit einem Stempel 23 einer Presse von außen axial gegen den Außenbund 22 des Gehäuses 13 gedrückt, wodurch der Außenbund 22 derart plastisch verformt wird, daß die Nut 18′ mit ihrer Außenflanke 19 gegen den Sicherungsring 17 und dieser gegen die äußere Stirnseite 16 des Außenlaufrings 3 gedrückt wird.

Die Verformungskraft des Stempels 23 ist so gewählt, daß das Axialspiel a gemäß Fig. 2a nahezu 0 wird. D. h., bei ähnlichem elastisch-plastischem Werkstoffverhalten der Serienteile und gleicher Preßkraft wird auf diese Weise ein konstantes geringes Axialspiel erzielt. Dieses geringe Axialspiel muß nämlich aufrechterhalten werden, damit eine Demontage des Sicherungsrings 17 bei Demontage des Lagers 1 durchgeführt werden kann.

Die Verformungskraft kann auf den gesamten Umfang des Außenbundes 22 aufgebracht werden, wie durch den Pressenstempel 23. Jedoch ist es auch möglich, die Verformungskraft bereichsweise umlaufend aufzubringen.

Gemäß Fig. 3 weist der Pressenstempel 23 einen Außendurchmesser auf, der dem maximalen Durchmesser der Nut 18′ etwa entspricht. Der Pressenstempel kann jedoch auch einen kleineren Durchmesser aufweisen, wodurch die Preßkraft, die zur Verformung des Außenbundes 22 aufgebracht werden muß, geringer ist. Ferner ist es möglich, den Durchmesser des Pressenstempels zu vergrößern, so daß er radial über die Nut 18′ hinausreicht. Dadurch wird im Gehäuse 13 eine Druckspannung in Axialrichtung erzeugt, die bei Druckentlastung zu einem einstellbaren Axialspiel führt, das, wie erwähnt, für die Demontage des Sicherungsrings 17 und damit des Außenlaufrings 3 unerläßlich ist.

Der Sicherungsring 17 ist als Sprengring ausgebildet, d. h. er weist einen in der Zeichnung nicht dargestellten schlitzförmigen Öffnungsbereich auf. Wenn ein ringförmiger Stempel 23 verwendet wird, ist damit die axiale Preßkraft des Stempels 23 auf den Außenbund 22 im Bereich dieses Öffnungschlitzes des Sicherungsrings 17 genauso groß wie im übrigen Bereich des Sicherungsrings 17. Andererseits fehlt aber an dem schlitzförmigen Öffnungsbereich des Sicherungsrings 17 im Gegensatz zum übrigen Ring 17 eine Gegendruckfläche für die gegen den Sicherungsring 17 gepreßte Außenflanke 19 der Nut 18′. Dies hat zur Folge, daß das Material an der Außenflanke 19 im Bereich der schlitzförmigen Öffnung des Sicherungsrings 17 in diese Öffnung hineingedrückt wird. Damit ergeben sich jedoch Probleme bei der Demontage des Sicherungsrings 17.

Demgemäß ist die Verformung des Außenbundes 22 im Öffnungsbereich des Sicherungsrings 17 geringer als im übrigen Bereich des Sicherungsrings 17. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, daß der Stempel 23 eine Ausnehmung aufweist, die bei Verformung des Außenbundes 22 dem Öffnungsbereich des Sicherungsrings 17 gegenüberliegt, wodurch die Verformkraft, die auf diesen Bereich des Außenbundes 22 aufgebracht wird, geringer ist als im übrigen Bereich des Außenbundes 22.

Das erfindungsgemäße Radlager kann zerstörungsfrei demontiert werden. Ein neues Wälzlager kann dann durch einen Sicherungsring mit entsprechender Dicke und mit geringem Spiel befestigt werden. Eine weitere plastische Verformung des Außenbundes 22 erübrigt sich damit. Ein solcher Sicherungsring passender Dicke kann aus einem Satz verschieden dicker Sicherungsringe ausgewählt werden. Da die Demontage in einer Werkstatt, also nicht in Serie erfolgt, kommt es auf den Zeitaufwand zur Auswahl des passenden Sicherungsrings nicht wesentlich an.

Claims (3)

1. Lageranordnung für die angetriebenen Räder eines Kraftfahrzeuges mit einem Radial- und Axialkräfte aufnehmendem Wälzlager, das mit seinem Innenlaufring an der Welle der Antriebsachse und mit seinem Außenlaufring am Gehäuse befestigt ist, wobei zur axialen Fixierung des Außenlaufrings des Lagers ein Innenbund am Gehäuse und ein in eine Sicherungsringnut im Gehäuse eingreifender Sicherungsring vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungsringnut (18, 18′) eine solche Breite und einen solchen Durchmesser aufweist, daß der Sicherungsring (17) durch Axialverschiebung am Außenlaufring (3) anliegt und daß der sich von der Sicherungsringnut (18, 18′) axial nach außen erstreckende Abschnitt (Ringbund 22) des Gehäuses (13) zur Verschiebung des Sicherungsrings (17) zur Anlage an den Außenlaufring (3) axial nach innen verformt ist.

2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungsringnut (18′) als Einstichnut mit schräger Innenflanke (20) ausgebildet ist, die zur Anlage des Sicherungsrings (17) am Außenlaufring (3) unter Bildung eines Ringabschnitts (21) zurückgenommen ist.

3. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung des sich von der Sicherungsringnut (18, 18′) axial nach außen erstreckenden Abschnitts (Ringbund 22) des Gehäuses (13) im Öffnungsbereich des Sicherungsrings (17) geringer als im übrigen Bereich des Sicherungsrings (17) ist.