DE10029100A1 - Lagervorrichtung für ein Rad - Google Patents
Lagervorrichtung für ein RadInfo
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Abstract
Bei einer Lagervorrichtung für ein Rad, in der eine Nabe 10, ein Gleichlaufgelenk 30 und Doppelreihen Lager 20 vereint sind und eine Innenlaufbahn 42 der Doppelreihen Innenlaufbahnen 12, 42 der Doppelreihen Lager 20 integral mit einem äußeren Gelenkelement 40 des Gleichlaufgelenks 30 ausgeformt wird, ein Schaftabschnitt 45 des äußeren Gelenkelements 40 auf der Nabe 10 sitzt, ein ungleichmäßiger Abschnitt 48 auf der Innenumfangsfläche der Nabe 10 oder der Außenumfangsfläche des Schaftabschnitts 45 oder auf beiden ausgebildet wird, werden die Nabe 10 und das äußere Gelenkelement 40 durch Aufweiten des hohlen Schaftabschnitts 45 von der Seite des Innendurchmessers zur Seite des Außendurchmessers durch Verstemmen plastisch verbunden. Demzufolge werden die verstemmten Abschnitte der Nabe 10 und des äußeren Gelenkelements 40 am Lösen bzw. Lockern gehindert. DOLLAR A Des weiteren wird in einer Lagervorrichtung für ein Rad, bei der eine Innenlaufbahn 42 auf einem Innenlaufring 80 ausgeformt ist, der auf einer Nabe 10 sitzt, ein ungleichmäßiger Abschnitt 18 entweder auf der Passfläche der Nabe 10 oder auf der Passfläche des Innenlaufrings 80 oder auf beiden ausgebildet, und beide Elemente werden durch Aufweiten oder Einschnüren der Passabschnitte plastisch verbunden. Demzufolge werden die Nabe 10 und der Innenlaufring 80 am Lösen bzw. Lockern gehindert. DOLLAR A Des weiteren werden in einer Lagervorrichtung für ein Rad von dem Typ, bei dem der Innenlaufring 80, der auf einem Stufenabschnitt ...
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lagervorrichtung für
ein Rad zur Lagerung eines Rades eines Automobils und insbe
sondere eine Lagervorrichtung für ein Rad des Typs, bei dem
eine Nabe, ein äußeres Gelenkelement eines Gleichlaufgelenks
und Doppelreihen von Radlagern vereint sind und mindestens
eine der Doppelreihen der Innenlaufbahnen integral im äußeren
Gelenkelement ausgeformt wird, oder des Typs, bei dem eine der
Innenlaufbahnen direkt in der Nabe und eine andere der Innen
laufbahnen in einem auf der Nabe sitzenden Innenlaufring aus
geformt wird.
Antriebsräder des Automobils wie die Hinterräder eines Fahr
zeugs Zeit Hinterradantrieb (FR), die Vorderräder eines Fahr
zeugs mit Vorderradantrieb (FF) und alle Räder eines Fahrzeugs
mit Vierradantrieb (4WD) werden von einer Lagervorrichtung für
Räder an einer Aufhängungsvorrichtung gelagert. Die oben ge
nannte Lagervorrichtung ist, wie in Fig. 43 dargestellt in der
Weise aufgebaut, dass eine Naben 10, ein Lager 20 und ein
Gleichlaufgelenk 30 vereint sind, eine Innenlaufbahn 12 der
Doppelreihen Innenlaufbahnen in der Nabe 10 und eine andere
Innenlaufbahn 42 in einem äußeren Gelenkelement 40 des Gleich
laufgelenks 30 ausgeformt sind.
Die Nabe 10 hat einen Flansch 4 zur Lagerung des Rades, und
die Innenlaufbahn 12 ist an einer Außenumfangsfläche nahe des
Flansches 14 ausgeformt. Das äußere Gelenkelement 40 des
Gleichlaufgelenks 30 wird aus einem schüsselförmigen Öffnungs
abschnitt 43 und einem massiven Schaftabschnitt 45 gebildet,
und sitzt über eine Verzahnungspassung am Schaftabschnitt 45
auf der Nabe 10, und eine Schulterfläche desselben wird mit
einer Stirnfläche der Nabe 10 in Berührung gebracht. Die
Innenlaufbahn 42 ist auf einer Außenumfangsfläche in der Nähe
des Schaftabschnitts 45 im Öffnungsabschnitt 43 des äußeren
Gelenkelements 40 ausgeformt. Doppelreihen Außenlaufbahnen 22,
die den Innenlaufbahnen 12, 42 gegenüber liegen, sind an einer
Innenumfangsfläche eines äußeren Elements 21 (im Folgenden als
Außenlaufring bezeichnet) des Lagers 20 ausgeformt. Wälzele
mente 29 sind zwischen den Innenlaufbahnen 12, 42 und den
Außenlaufbahnen 22 angeordnet.
Wie mit dem Bezugszeichen 45' dargestellt, ist ein axiales
Ende des Schaftabschnitts 45, das aus der Nabe 10 herausragt,
verstemmt, wodurch die Verbindung zwischen der Nabe 10 und dem
Schaftabschnitt 45 hergestellt wird, und der Außenlaufring 21
ist an der Aufhängungsvorrichtung mittels eines Flansches 24,
der an der Außenumfangsfläche des Außenlaufrings 21 ausgeformt
wird, befestigt, wodurch das Rad am Flansch 14 der Nabe 10 be
festigt wird.
In der oben genannten Lagervorrichtung wird das Drehmoment
eines Motors über das Gleichlaufgelenk 30 an die Nabe 10 über
tragen, um das Rad zu drehen. Es ist deshalb erforderlich,
dass das äußere Gelenkelement 40 und die Nabe 10 mit hoher
Zuverlässigkeit miteinander verbunden werden. Da jedoch auf
den Lagerabschnitt eine hohe Momentenlast einwirkt, insbeson
dere beim Kurvenfahren eines Automobils, besteht der Nachteil,
dass sich der verstemmte Bereich im Falle des Verstemmens des
axialen Endes des Schaftbereichs 45 des äußeren Gelenkelements
40 lockert.
Bei der oben genannten Lagervorrichtung handelt es sich um
eine solche, bei der eine Innenlaufbahn 42 der Doppelreihen
Innenlaufbahnen 12, 42 integral mit dem äußeren Gelenkelement
40 ausgeformt ist; eine andere Lagervorrichtung jedoch mit
einem anderen Aufbau stellt auch eine Lagervorrichtung bereit,
die so konstruiert ist, dass eine Innenlaufbahn direkt in der
Nabe ausgeformt und eine andere Innenlaufbahn auf einem Innen
laufring als auf der Nabe sitzendes und von dieser unabhängi
ges Element ausgeformt wird.
Fig. 44A und 44B zeigen eine repräsentative Ausführungsform
der Lagervorrichtung, wobei Fig. 44A die Lagervorrichtung für
ein Antriebsrad und Fig. 44B die Lagervorrichtung für ein
angetriebenes Rad zeigt. Da die Grundkonstruktion der Lager
vorrichtung für das Antriebsrad und der Lagervorrichtung für
das angetriebene Rad gleich ist, wird der Aufbau der Lagervor
richtung für das angetriebene Rad gemäß Fig. 44A kurz be
schrieben. Die Lagervorrichtung ist so aufgebaut, dass die
Nabe 10, ein Innenlaufring 80, der Außenlaufring 21, die
Doppelreihen der Wälzelemente 29 und das Gleichlaufgelenk 30
vereint sind. Eine Innenlaufbahn 12 der Doppelreihen Innen
laufbahnen 12, 42 ist direkt in der Nabe 10 und eine andere
Innenlaufbahn 42 ist im Innenlaufring 80 als ein auf der Nabe
10 sitzendes und von dieser unabhängiges Element ausgeformt.
Die Nabe 10 ist so konstruiert, dass die Innenlaufbahn 12 im
Außenumfangsabschnitt und der Flansch 14 zur Lagerung des
Rades im Endabschnitt in der Nähe der außen liegenden Seite
ausgeformt sind. In diesem Fall wird eine der Außenseite des
Fahrzeugs während des Einbaus in das Fahrzeug nahe liegende
Seite als außen liegende Seite (linke Seite in der Zeichnung)
und eine dem mittleren Abschnitt des Fahrzeugs nahe liegende
Seite als innen liegende Seite (rechte Seite in der Zeichnung)
bezeichnet. Ein gestufter Abschnitt 59 mit kleinem Durchmesser
und einer verringerten äußeren Größe ist im innenseitigen
Endabschnitt der Nabe 10 ausgeformt, und der Innenlaufring 80,
der unabhängig von der Nabe 10 ist und dessen Innenlaufbahn 42
auf der Außenumfangsfläche ausgeformt wird, sitzt auf dem ge
stuften Abschnitt 59 mit kleinem Durchmesser. Doppelreihen
Außenlaufbahnen 22 gegenüber der Innenlaufbahnen 12, 42 sind
auf der Innenumfangsfläche des Außenlaufrings 21 ausgeformt.
Die Wälzelemente 29 sind frei drehbar zwischen den Innenlauf
bahnen 12, 42 und den Außenlaufbahnen 22 angeordnet.
Der Außenlaufring 21 ist an der Aufhängungsvorrichtung mittels
eines Flansches 24 (von dem in Fig. 44 nur ein Teil sichtbar
ist) befestigt, der an der Außenumfangsfläche des Außenlauf
rings 21 angeformt ist, wodurch das Rad am Flansch 14 der Nabe
10 befestigt wird. Der Schaftabschnitt 45 des äußeren Gelenk
elements 40 sitzt über eine Verzahnungspassung in einer Ver
zahnungsbohrung 63 der Nabe 10, wodurch eine Rotations-
Antriebskraft auf das an der Nabe 10 befestigte Rad übertragen
wird. Eine Mutter 69 wird auf einen Abschnitt 67 mit Außen
gewinde am vorderen Endabschnitt des Schaftabschnitt 45 ge
schraubt, wodurch das Lager 20 und das Gleichlaufgelenk 30
verbunden werden.
Diese Art Lagervorrichtung wird normalerweise verwendet, wobei
das Lager 20 mit einer Vorspannung beaufschlagt wird und zum
Zeitpunkt der Montage eine genaue Kontrolle der Vorspannung
erfolgt. Da jedoch die Innenlaufbahnen 12, 42 auf die Nabe 10
und den Innenlaufring 80 verteilt sind, resultiert eine Ände
rung der relativen Lage zwischen der Nabe 10 und dem Innen
laufring 80 in axialer Richtung in einer Größenänderung zwi
schen der Innenlaufbahn 12 und der Innenlaufbahn 42, so dass
sich das Lagerspiel ändert und die Aufhebung der Vorspannung
bewirkt. Es ist deshalb erforderlich, dass die Nabe 10 und der
Innenlaufring 80 mit hoher Zuverlässigkeit miteinander verbun
den werden.
Da jedoch auf den Lagerabschnitt eine hohe Momentenlast ein
wirkt, insbesondere beim Kurverfahren eines Automobils, be
steht der Nachteil, dass sich der verstemmte Bereich aufgrund
eines Rückfederns des verstemmten Bereichs oder aus anderen
Gründen beim Verstemmen des axialen Endes des Stufenabschnitts
59 mit kleinem Durchmesser in der herkömmlichen Nabe 10 lo
ckert. Des weiteren haben die Nabe 10 und der Innenlaufring 80
eine Presspassung mit Übermaß, jedoch wurde noch kein herkömm
liches Bauteil bereitgestellt, mit dem eine relative Drehung
verhindert wird. Im Falle einer relativen Drehung, d. h. bei
Entstehen von Kriechen aus irgendwelchen Gründen, ergibt sich
also das Problem, dass eine Passfläche zwischen der Nabe 10
und dem Innenlaufring 80 beschädigt wird, was Fressen hervor
ruft und das Übermaß erhöht, wodurch die Betriebslebensdauer
verkürzt wird.
Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin,
ein Lockern bzw. Lösen der Nabe und des Gleichlaufgelenks zu
verhindern. Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung
gemäß Anspruch 1 eine Lagervorrichtung bereit, die eine Nabe,
ein Gleichlaufgelenk und ein Lager aufweist, wobei diese Ele
mente vereint sind und mindestens eine der Doppelreihen Innen
laufbahnen des Lagers integral mit einem äußeren Gelenkelement
des Gleichlaufgelenks ausgeformt ist, bei dem die Nabe und das
äußere Gelenkelement zusammengepasst sind und der eingepasste
Abschnitt durch Verstemmen zumindest teilweise aufgeweitet
oder eingeschnürt ist.
Ausführungsformen für die Passung zwischen der Nabe und dem
äußeren Gelenkelement beinhalten einen Fall, in dem ein Zylin
derabschnitt mit kleinem Durchmesser der Nabe in eine Durch
gangsbohrung des äußeren Gelenkelements eingesetzt wird (An
spruch 8), und einen Fall, in dem ein Schaftabschnitt des
äußeren Gelenkelements, in dem zumindest ein axialer Endab
schnitt in Form eines Hohlzylinders ausgebildet ist, in eine
Durchgangsbohrung der Nabe eingesetzt wird (Anspruch 9).
Der Arbeitsgang des Verstemmens durch Aufweiten des inneren
Passelements oder Einschnüren des äußeren Passelements kann
mittels hydrostatischem Ziehen zusätzlich zu Pressen erfolgen.
So erfolgt beispielsweise das Verstemmen, indem der Schaftab
schnitt des äußeren Gelenkelements zur Seite des Außendurch
messers von der Seite des Innendurchmessers aus erweitert
wird. Im anderen Fall kann das Verstemmen erfolgen, indem die
Nabe zur Seite des Innendurchmessers von der Seite des Außen
durchmessers aus eingeschnürt wird (Ansprüche 24 bis 27).
Die Erfindung gemäß Anspruch 2 stellt eine Lagervorrichtung
für ein Rad nach Anspruch 1 bereit, bei der ein ungleich
mäßiger Abschnitt auf einer oder auf beiden Oberflächen der
zusammengepassten Nabe und des äußeren Gelenkelements aus
geformt ist.
Als Ergebnis des Verstemmens aufgrund der Erweiterung des
inneren Passelements oder der Zusammenschnürung des äußeren
Passelements schmiegt sich der ungleichmäßige Abschnitt auf
einer Passfläche in eine andere Passfläche, um eine plastische
Verformung herbeizuführen, so dass eine feste Verbindung er
zielt und eine Lockerung verhindert werden kann. Als konkrete
Ausführungsform des ungleichmäßigen Abschnitts kann beispiels
weise eine Spiralform wie eine Schnecke, eine kreuzweise Rän
delung, eine Verzahnung oder Keilverzahnung (im Folgenden wer
den Verzahnung oder Keilverzahnung insgesamt als Verzahnung
bezeichnet) oder dgl. genannt werden.
Der oben genannte ungleichmäßige Abschnitt bewirkt aufgrund
der ungleichmäßigen Formung eine Kaltverfestigung, es ist
jedoch möglich, den ungleichmäßigen Abschnitt außerdem einer
Härtungsbehandlung mittels einer Wärmebehandlung zu unter
ziehen, beispielsweise gemäß Anspruch 3 der Erfindung. Demzu
folge ist der ungleichmäßige Abschnitt schwer zu zertrümmern
und presst sich fest in die Passfläche der gegenüberliegenden
Seite, so dass eine feste plastische Verbindung erzielt werden
kann.
Die Nabe und der Schaftabschnitt können durch Verschweißen
beider Elemente im Endabschnitt in axialer Richtung des zusam
mengepassten Abschnitts gemäß Anspruch 4 der Erfindung fest
verbunden wird, so dass eine Lockerung noch zuverlässiger ver
mieden werden kann. Einer, zwei oder mehr Schweißpunkte können
in Umfangsrichtung verteilt werden, zusätzlich zum Verschwei
ßen um den gesamten Umfang.
Die Erfindung nach Anspruch 5 stellt eine Lagervorrichtung für
ein Rad gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 bereit, bei der die
Passfläche der Nabe oder die Passfläche des äußeren Gelenkele
ments mit einem Kegelwinkel versehen ist, so dass der Durch
messer auf der Seite des axialen Endes vergrößert wird. Da der
Durchmesser der Seite des axialen Endes vergrößert wird, kann
eine Funktion erzielt werden, mit der Lösen der Elemente ver
hindert wird.
Die Erfindung nach Anspruch 6 stellt eine Lagervorrichtung für
ein Rad gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 bereit, bei der ein
Vorsprung auf der Passfläche der Nabe oder auf der Passfläche
des äußeren Gelenkelements vorgesehen ist. So kann beispiels
weise ein ringförmiger Vorsprung kontinuierlich um den gesam
ten Umfang verlaufen, jedoch braucht der Vorsprung nicht immer
kontinuierlich in Umfangsrichtung vorgesehen zu werden. Außer
dem kann ein spiralförmig verlaufender Vorsprung verwendet
werden.
Als eine Ausführungsform zur Bildung der Ungleichmäßigkeit auf
beiden Passflächen kann ein Fall verwirklicht werden, in dem
eine verzahnte Bohrung der Nabe und ein verzahnter Schaft des
Schaftabschnitts im äußeren Gelenkelement zusammengepasst wer
den (Anspruch 7). Die Erfindung nach Anspruch 7 stellt eine
Lagervorrichtung für ein Rad gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6
bereit, bei der die Querschnittsform der Passflächen der zu
sammengepassten Nabe und des äußeren Gelenkelements die Form
eines Vielecks oder einer Verzahnung hat.
In dem Fall, in dem der Schaftabschnitt des äußeren Gelenkele
ments in die Durchgangsbohrung der Nabe eingesetzt wird, kann
die Konstruktion so ausgeführt werden, dass eine Schelle, mit
der ein Lösen verhindert wird, an einem Endabschnitt des
Schaftabschnitts, der aus der Nabe herausragt, gemäß Anspruch
10 der Erfindung angebracht wird. Des weiteren kann die Kon
struktion nach Anspruch 11 der Erfindung so ausgeführt werden,
dass ein axialer Endabschnitt des Schaftabschnitts mit der
Stirnfläche der Nabe so verstemmt wird, dass ein Lösen ver
hindert wird.
Die Erfindung gemäß Anspruch 12 stellt eine Lagervorrichtung
für ein Rad gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11 bereit, bei der
ein Verstärkungselement mit Presspassung in die Durchgangsboh
rung des Schaftabschnitts eingesetzt wird. Da die Steifigkeit
des hohlen Schaftabschnitts, insbesondere des verstemmten Ab
schnitts erhöht wird, kann ein Lösen verhindert werden. Das
Verstärkungselement kann eine zylindrische Form, eine Ringform
oder die Form eines massiven kurzen Schaftes haben. Im Falle
eines zylindrischen Elements mit einem Boden oder eines massi
ven Elements ist vorzugsweise eine kleine Öffnung vorzusehen,
um die Verbindung zum Boden des Öffnungsabschnitts herzustel
len. Um andernfalls die Verringerung der Steifigkeit aufgrund
einer hohlen Konstruktion auszugleichen, kann in einem Teil
des Schaftabschnitts ein massiver Abschnitt vorgesehen werden,
z. B. in einem Bereich nahe des Öffnungsabschnitts. In diesem
Fall ist es wünschenswert, eine kleine Entlüftungsbohrung, die
mit dem Boden der Öffnung in Verbindung steht, vorzusehen.
Es ist möglich, eine Funktion zu schaffen, mittels derer die
durch den Abschnitt des Innenlaufrings erzeugte Wärme und die
im Öffnungsabschnitt des Gleichlaufgelenks erzeugte Wärme nach
außen abgeführt werden kann, da die mit dem Boden des Öff
nungsabschnitts in Verbindung stehende Durchgangsbohrung im
Schaftabschnitt vorgesehen wird, um diesen hohl zu gestalten,
wie gemäß Anspruch 13 der Erfindung definiert. Um in diesem
Fall ein in den Öffnungsabschnitt gefülltes Fett am Austreten
zu hindern, wird am Boden des Öffnungsabschnitts eine Ab
schlussplatte vorgesehen. Es ist wünschenswert, in der Ab
schlussplatte eine kleine Entlüftungsbohrung vorzusehen.
Die Erfindung gemäß Anspruch 14 stellt eine Lagervorrichtung
für ein Rad nach Anspruch 13 bereit, bei der ein Kühlrippen
element innerhalb des Schaftabschnitts befestigt ist. Da die
Kühlwirkung weiter verbessert werden kann, indem das Kühlrip
penelement am hohlen Abschnitt befestigt wird, ist es sehr
nützlich zur Verbesserung der Dauerhaftigkeit der Lagervor
richtung für das Rad.
Die Erfindung gemäß Anspruch 15 stellt eine Lagervorrichtung
für ein Rad nach Anspruch 1 bereit, bei der die Nabe und das
äußere Gelenkelement an einer axialen Stelle mittels einer
Verzahnungspassung verbunden werden, die vom aufzuweitenden
oder einzuschnürenden verstemmten Abschnitt verschieden ist.
In diesem Fall erfolgt die Drehmomentübertragung zwischen der
Nabe und dem äußeren Gelenkelement durch den verzahnten Ab
schnitt, und im verzahnten Abschnitt wird ein Lösen verhin
dert.
Die Erfindung gemäß Anspruch 16 stellt eine Lagervorrichtung
für ein Rad nach Anspruch 14 oder 15 bereit, bei der ein Be
reich, der dem axialen Ende näher liegt als der verzahnte Ab
schnitt des Schaftabschnitts im äußeren Gelenkelement, durch
Verstemmen aufgeweitet wird. Die Nabe und der äußere Gelenk
abschnitt sind in axialer Richtung durch Verstemmen fixiert,
und ein Lösen wird verhindert.
Die Erfindung gemäß Anspruch 17 stellt eine Lagervorrichtung
für ein Rad nach Anspruch 16 bereit, bei der der verstemmte
Abschnitt teilweise bis zum verzahnten Abschnitt verlängert
ist. Der verzahnte Abschnitt kann anstelle der Verzahnung eine
Buchse mit Spiel verwenden, so dass der verstemmte Abschnitt
zum verzahnten Endabschnitt in der Nabenseite verlängert wird.
Die Erfindung gemäß Anspruch 18 stellt eine Lagervorrichtung
für ein Rad nach Anspruch 16 oder 17 bereit, bei der der ver
zahnte Abschnitt des Schaftabschnitts von der Seite des Innen
durchmessers aus durch Verstemmen erweitert wird. Demzufolge
geht jegliches Spiel im verzahnten Abschnitt verloren, und die
Wirkung, mit der ein Lösen verhindert wird, kann weiter ver
stärkt werden.
Die Erfindung gemäß Anspruch 19 stellt eine Lagervorrichtung
für ein Rad nach Anspruch 16 bereit, bei der ein Übergangs
abschnitt vom verzahnten Abschnitt des Schaftabschnitts zum
verstemmten Abschnitt allmählich aufweitet wird.
Die Erfindung gemäß Anspruch 20 stellt eine Lagervorrichtung
für ein Rad nach Anspruch 16 bereit, bei der ein Abstandsring
zwischen den Passflächen des Schaftabschnitts und der Nabe
angeordnet ist. Es ist möglich, die Außenumfangsfläche des
Schaftabschnitts, die Innenumfangsfläche des Abstandsrings
oder diese beiden Oberflächen ungleichmäßig auszubilden wie in
Anspruch 21 der Erfindung definiert. Des weiteren können die
Außenumfangsfläche des Abstandsrings, die Innenumfangsfläche
der Nabe oder diese beiden Oberflächen ungleichmäßig ausge
bildet werden wie in Anspruch 22 der Erfindung definiert.
Die Erfindung gemäß Anspruch 23 stellt eine Lagervorrichtung
für ein Rad nach Anspruch 16 bereit, bei der eine Ringnut in
der Innenumfangsfläche der Nabe vorgesehen wird, und sich der
bauchige Abschnitt des Schaftabschnitts des äußeren Gelenk
elements in die Ringnut schmiegt. Da der bauchige Abschnitt
und die Ringnut in Eingriff stehen und die Steifigkeit des
verstemmten Abschnitts aufgrund des bauchigen Abschnitts höher
wird als die der einfachen zylindrischen Form, kann ein Lösen
zuverlässiger verhindert werden.
Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin,
ein Lockern der Nabe und des Innenlaufrings zu verhindern. Zur
Lösung der obigen Aufgabe stellt die Erfindung gemäß Anspruch
28 eine Lagervorrichtung für ein Rad bereit, die folgendes
aufweist: einen Außenlaufring mit einem Flansch zur Lagerung
einer Fahrzeugkarosserie und Doppelreihen Außenlaufbahnen,
eine Nabe, bei der eine Innenlaufbahn gegenüber einer der
Doppelreihen Außenlaufbahnen des Außenlaufrings angeordnet
ist, und einen Flansch zur Lagerung eines Rades, einen Innen
laufring mit einer der anderen der Doppelreihe Außenlaufbahnen
des Außenlaufrings gegenüber liegenden Innenlaufbahn, der auf
der Nabe sitzt, Doppelreihen Kugeln, die zwischen den Außen
laufbahnen des Außenlaufrings und den Innenlaufbahnen der Nabe
und des Innenlaufrings angeordnet werden, wobei ein ungleich
mäßiger Abschnitt auf einer beliebigen der Passflächen der
Nabe und des Innenlaufrings oder auf beiden ausgeformt wird,
und sowohl die Nabe als auch der Innenlaufring plastisch ver
bunden werden, indem die Passabschnitte aufgeweitet oder ein
geschnürt werden. Da die Festigkeit der Verbindung aufgrund
der plastischen Verbindung im Vergleich zum herkömmlichen
Verstemmen erhöht werden kann, kann das Problem des Lockerns
bzw. Lösens der Nabe und des Innenlaufrings gelöst und ein
Verlust der Vorspannung verhindert werden.
Ausführungsformen der Passung zwischen der Nabe und dem Innen
laufring beinhalten den Fall, in dem die Nabe einem inneren
Passelement und der Innenlaufring einem äußeren Passelement
entspricht (Anspruch 29), und den Fall, in dem der Innenlauf
ring dem inneren Passelement und die Nabe dem äußeren Passele
ment entspricht (Anspruch 30).
In dem Fall, in dem ein Zylinderabschnitt mit kleinem Durch
messer in einem Ende der Nabe ausgeformt ist und der Innen
laufring auf der Außenumfangsfläche des Zylinderabschnitts mit
kleinem Durchmesser sitzt wie gemäß Anspruch 29 der Erfindung,
wird der ungleichmäßige Abschnitt auf der Passfläche des inne
ren Passelements, d. h. auf der Außenumfangsfläche des Zylin
derabschnitts mit kleinem Durchmesser der Nabe, der Passfläche
des äußeren Passelements, d. h. der Innenumfangsfläche des
Innenlaufrings, oder auf beiden ausgeformt.
In dem Fall, in dem ein Zylinderabschnitt mit kleinem Durch
messer in einem Ende des Innenlaufrings ausgeformt ist und die
Nabe auf der Außenumfangsfläche des Zylinderabschnitts mit
kleinem Durchmesser sitzt wie gemäß Anspruch 30 der Erfindung,
wird der ungleichmäßige Abschnitt auf der Passfläche des inne
ren Passelements, d. h. auf der Außenumfangsfläche des Zylin
derabschnitts mit kleinem Durchmesser des Innenlaufrings, der
Passfläche des äußeren Passelements, d. h. der Innenumfangs
fläche der Nabe, oder auf beiden ausgeformt.
Als Ausführungsformen des auf der Passfläche ausgeformten
ungleichmäßigen Abschnitts kann eine Spiralform, z. B. eine
Schnecke, eine kreuzweise Rändelung, eine Verzahnung oder dgl.
verwirklicht werden. Der auf einer Passfläche ausgeformte un
gleichmäßige Abschnitt schmiegt sich dann an einen anderen
Passabschnitt, indem der Passabschnitt aufgeweitet oder einge
schnürt wird, wodurch die Nabe und der Innenlaufring plastisch
miteinander verbunden werden. Nach dem Zusammenpassen der Nabe
und des Innenlaufrings wird der Passabschnitt des inneren
Passelements aufgeweitet (Anspruch 36), oder der Passabschnitt
des äußeren Passelements wird eingeschnürt (Anspruch 37).
In dem Fall, in dem der Innenlaufring auf der Außenumfangsflä
che des Zylinderabschnitts mit kleinem Durchmesser der Nabe
sitzt wie gemäß Anspruch 29 der Erfindung, wird der Passab
schnitt des Zylinderabschnitts mit kleinem Durchmesser der
Nabe aufgeweitet oder der Passabschnitt des Innenlaufrings
eingeschnürt. In dem Fall, in dem die Nabe auf der Außenum
fangsfläche des Zylinderabschnitts mit kleinem Durchmesser des
Innenlaufrings sitzt wie gemäß Anspruch 30 der Erfindung, wird
der Passabschnitt des Abschnitts mit kleinem Durchmesser des
Innenlaufrings aufgeweitet oder der Passabschnitt der Nabe
eingeschnürt.
Die Erfindung gemäß Anspruch 31 stellt eine Lagervorrichtung
für ein Rad nach einem der Ansprüche 28 bis 30 bereit, bei der
das innere Passelement eine axiale Durchgangsbohrung aufweist.
Eine sich über die gesamte axiale Länge erstreckende Durch
gangsbohrung ist in der Nabe vorgesehen, wenn die Nabe das
innere Passelement ist, und eine sich über die gesamte axiale
Länge erstreckende Durchgangsbohrung ist im Innenlaufring vor
gesehen, wenn der Innenlaufring das innere Passelement ist. Da
gemäß der oben genannten Konstruktion die Gesamtheit der
Lagervorrichtung hohl ist, kann die Wirkung der Wärmeabführung
verstärkt und das Ausmaß der Temperaturerhöhung im Lagerab
schnitt eingeschränkt werden.
Die Erfindung gemäß Anspruch 32 stellt eine Lagervorrichtung
für ein Rad nach einem der Ansprüche 28 bis 31 bereit, bei der
der verstemmte Abschnitt zwischen der Nabe und dem Innenlauf
ring einer Härtung mittels einer Wärmebehandlung unterzogen
wird. Der ungleichmäßige Abschnitt hat aufgrund der Kaltver
festigung, die durch die ungleichmäßige Ausformung verursacht
wird, eine höhere Härte als die anderen Abschnitte, da jedoch
eine elastische Verformung nach dem Verstemmen durch Aufweiten
oder Einschnüren durch die mittels der Wärmebehandlung vorge
nommene Härtung vermindert wird, ist es möglich, die Wirkung,
mit der ein Lösen verhindert wird, zu verstärken.
Die Erfindung gemäß Anspruch 33 stellt eine Lagervorrichtung
für ein Rad nach einem der Ansprüche 28 bis 32 bereit, bei der
die Endabschnitte der Passabschnitte der Nabe und des Innen
laufrings verschweißt werden. Demzufolge ist es möglich, die
Nabe mit dem Innenlaufring noch sicherer zu verbinden. Die
Konstruktion kann so ausgeführt werden, dass die Schweißope
ration um den gesamten Umfang ausgeführt wird, oder dass
einer, zwei oder mehr Schweißpunkte in Umfangsrichtung ver
teilt angeordnet werden.
Die Erfindung gemäß Anspruch 39 stellt eine Lagervorrichtung
für ein Rad nach einem der Ansprüche 28 bis 32 bereit, bei der
eine Schelle am Endabschnitt des inneren Passelements befes
tigt wird, um die Nabe in axialer Richtung am Innenlaufring zu
fixieren. Ist die Nabe das innere Passelement, so ist die
Schelle an einer Ringnut, die in der Außenumfangsfläche des
Zylinderabschnitts mit kleinem Durchmesser in der Nabe ausge
formt ist, befestigt, um in die Stirnfläche des Innenlaufrings
einzugreifen, und ist der Innenlaufring das innere Passele
ment, so ist die Schelle an einer Ringnut, die in der Außen
umfangsfläche des Zylinderabschnitts mit kleinem Durchmesser
im Innenlaufring ausgeformt ist, befestigt, um in die Stirn
fläche der Nabe einzugreifen. Demzufolge ist es möglich, die
Nabe mit dem Innenlaufring noch sicherer zu verbinden.
Die Erfindung gemäß Anspruch 35 stellt eine Lagervorrichtung
für ein Rad nach einem der Ansprüche 28 bis 34 bereit, bei der
ein Verstärkungselement mit Presspassung in den verstemmten
Abschnitt zwischen der Nabe und dem Innenlaufring eingesetzt
wird. Aufgrund des Verstärkungselements ist es möglich, die
Steifigkeit des durch Aufweiten oder Einschnüren verstemmten
Abschnitts zu erhöhen und eine Lockerung des verstemmten Ab
schnitts aufgrund eines Rückfederns des verstemmten.Abschnitts
oder aus anderen Gründen zu verhindern.
Die Erfindung gemäß Anspruch 38 stellt eine Lagervorrichtung
für ein Antriebsrad bereit, die folgendes aufweist: ein äuße
res Element mit einem Flansch zur Lagerung einer Fahrzeugka
rosserie und Doppelreihen Außenlaufbahnen, eine Nabe, bei der
eine Innenlaufbahn gegenüber einer der Doppelreihen Außenlauf
bahnen des Außenlaufrings angeordnet ist, und einen Flansch
zur Lagerung eines Rades, einen Innenlaufring mit einer der
anderen der Doppelreihe Außenlaufbahnen des Außenlaufrings
gegenüber liegenden Innenlaufbahn, ein äußeres Gelenkelement
eines Gleichlaufgelenks, das auf der Nabe und dem Innenlauf
ring sitzt, Doppelreihen Kugeln, die zwischen den Außenlauf
bahnen des Außenlaufrings und den Innenlaufbahnen der Nabe und
des Innenlaufrings angeordnet werden, wobei ein ungleichmäßiger
Abschnitt auf einer beliebigen der Passflächen der Nabe und
des äußeren Gelenkelements oder auf beiden ausgeformt wird,
und sowohl die Nabe als auch das äußere Gelenkelement plas
tisch verbunden werden, indem die Passabschnitte aufgeweitet
oder eingeschnürt werden. Es ist möglich, die Lockerung der
Nabe und des Innenlaufrings zu verhindern, indem die Passab
schnitte zwischen der Nabe und dem äußeren Gelenkelement auf
geweitet oder eingeschnürt werden, um so beide plastisch zu
verbinden.
Weiterhin besteht eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfin
dung darin, Kriechen eines Innenlaufrings einer Lagervorrich
tung für ein Rad zu verhindern, indem ein Endabschnitt der
Nabe so verstemmt wird, dass der Innenlaufring fixiert wird.
Zur Lösung der obigen Aufgabe stellt die Erfindung gemäß An
spruch 39 eine Lagervorrichtung für ein Rad bereit, die fol
gendes aufweist: einen Außenlaufring mit einem Flansch zur
Lagerung einer Fahrzeugkarosserie und Doppelreihen Außen
laufbahnen auf einer Innenumfangsfläche, eine Nabe mit einem
Flansch zur Lagerung eines Rades an einer außen liegenden
Seite, die so konstruiert ist, dass sie einen Innenlaufring
mit Presssitz an einer innen liegenden Seite aufnimmt, eine
Innenlaufbahn, die direkt in der außen liegenden Seite der
Doppelreihen Innenlaufbahnen ausgeformt ist, die gegenüber der
Doppelreihen Außenlaufbahnen des Außenlaufrings in einer
Außenumfangsfläche liegt, eine Innenlaufbahn, die in einer
innen liegenden Seite des Innenlaufrings ausgeformt ist,
Doppelreihen Wälzelemente, die zwischen den Außenlaufbahnen
des Außenlaufrings und den Innenlaufbahnen der Nabe und des
Innenlaufrings ausgeformt werden, wobei der Endabschnitt der
innen liegenden Seite der Nabe zur Seite des äußeren Durch
messers verstemmt wird, um den Innenlaufring zu fixieren,
wodurch eine Einrichtung bereitgestellt wird, die eine rela
tive Drehung durch direkten oder indirekten Eingriff der Nabe
mit dem Innenlaufring verhindert. Kriechen kann verhindert und
die Dauerhaftigkeit verbessert werden, indem die relative Dre
hung zwischen Nabe und Innenlaufring verhindert wird.
Die Erfindung gemäß Anspruch 40 stellt eine Lagervorrichtung
für ein Rad nach Anspruch 39 bereit, bei der die Einrichtung
zur Verhinderung der relativen Drehung zwischen der Nabe und
dem Innenlaufring eine im Innendurchmesser des Stirnabschnitts
des Innenlaufrings vorgesehene Rille ist. Durch das Vorhanden
sein dieser Rille schmiegt sich die Nabe in die Rille des
Innenlaufrings, wenn der innere Endabschnitt der Nabe ver
stemmt wird, wodurch eine Art Keilwirkung erzielt werden kann.
Demzufolge sind die Nabe und der Innenlaufring in Drehrichtung
blockiert, wodurch Kriechen verhindert werden kann. Die Anzahl
der Rillen kann eine, zwei oder mehr sei, und wenn eine Mehr
zahl solcher Rillen um den gesamten Umfang angeordnet werden,
bilden sie eine sog. Verzahnung.
Die Erfindung gemäß Anspruch 41 stellt eine Lagervorrichtung
für ein Rad nach Anspruch 39 bereit, bei der die Einrichtung
zur Verhinderung der relativen Drehung zwischen der Nabe und
dem Innenlaufring eine in der Oberfläche des Endabschnitts des
Innenlaufrings vorgesehene Rille ist, die eine Umfangswandung
hat, von der der Abstand zu einem axialen Kern des Innenlauf
rings in Umfangsrichtung nicht konstant ist. In diesem Fall
wird beim Verstemmen des inneren Endabschnitts der Nabe die
Nabe entlang der Rille aufgeweitet. Da von der Umfangswandung
der Abstand zum axialen Kern des Innenlaufrings nicht konstant
ist, werden die Nabe und der Innenlaufring in Umfangsrichtung
blockiert, wodurch es möglich wird, Kriechen zu verhindern.
Beispielhafte Verwirklichungen einer konkreten Form der Rille,
bei der der Abstand einer Umfangswandung vom axialen Kern des
Innenlaufrings in Umfangsrichtung nicht konstant ist, sind
Konstruktionen, bei die Kontur der Umfangswandung oval ist,
wie bei der Erfindung gemäß Anspruch 42, oder vollkommen rund
und exzentrisch zum axialen Kern des Innenlaufrings, wie bei
der Erfindung gemäß Anspruch 43. Die Umfangswandung kann
parallel zu einer Achse des Innenlaufrings oder in einer die
Achse des Innenlaufrings schneidenden Richtung verlaufen, wie
bei einer sog. Fase.
Die Erfindung gemäß Anspruch 44 stellt eine Lagervorrichtung
für ein Rad nach Anspruch 39 bereit, bei der die Einrichtung
zur Verhinderung der relativen. Drehung zwischen der Nabe und
dem Innenlaufring einen Abstandsring vorsieht, der zwischen
dem verstemmten Abschnitt der Nabe und dem Innenlaufring ange
ordnet ist und sowohl mit der Nabe als auch dem Innenlaufring
in Eingriff steht. Die Erfindung gemäß Anspruch 45 stellt eine
Lagervorrichtung für ein Rad nach Anspruch 44 bereit, bei der
der Abstandsring eine Ringform und eine ebene Oberfläche hat,
die mit einer ebenen Oberfläche im Außenumfangsabschnitt der
Nabe an einen Innenumfangsabschnitt in Eingriff steht, sowie
eine ebene Oberfläche, die mit einer ebenen Oberfläche im
Außenumfangsabschnitt des Innenlaufrings an einem Außenum
fangsabschnitt in Eingriff steht. Es ist demzufolge möglich,
beide an einer relativen Drehung zu hindern, indem die Nabe
indirekt mit dem Innenlaufring in Eingriff steht, was zum
Verhindern von Kriechen des Innenlaufrings günstig ist.
Diese Erfindung ist auf beide Lagervorrichtungen für das ange
triebene und das Antriebsrad anwendbar. Bei der Lagervorrich
tung für das angetriebene Rad ist die Nabe nicht mit der An
triebswelle verbunden, wobei es unerheblich ist, ob die Nabe
massiv oder hohl ist. Im Gegensatz dazu ist bei der Lagervor
richtung für das Antriebsrad das äußere Gelenkelement des
Gleichlaufgelenks mit der Nabe so verbunden wie in der Erfin
dung gemäß Anspruch 46 definiert. Des weiteren kann die Kon
struktion so ausgeführt werden, dass das äußere Gelenkelement
mit der verzahnten Bohrung der Nabe durch eine im Schaftab
schnitt ausgeformte Verzahnung verbunden ist und die Nabe und
das äußere Gelenkelement aneinander befestigt werden, indem
eine Mutter auf eine im Schaftabschnitt ausgeformte Schraube
aufgeschraubt wird, wie in der Erfindung gemäß Anspruch 47 de
finiert.
Die Erfindung gemäß Anspruch 48 stellt eine Lagervorrichtung
für ein Rad nach Anspruch 46 oder 47 bereit, bei der ein ring
förmiger Vertiefungsabschnitt zur Aufnahme eines verstemmten
Endabschnitts der Nabe an der Seite des Innendurchmessers
einer Schulterfläche des äußeren Gelenkelements des Gleich
laufgelenks ausgeformt ist. Da also die ringförmige Schulter
fläche an der Seite des Außendurchmesser des Vertiefungsab
schnitts ohne störende Beeinflussung durch den verstemmten
Abschnitt der Nabe in Kontakt mit der Seitenfläche des Innen
laufrings gebracht wird und eine axiale Positionierung des
Innenlaufrings erfolgt, besteht keine Gefahr, dass sich das
Lagerspiel ändert und die Vorspannung verlorengeht.
Die Erfindung gemäß Anspruch 49 stellt eine Lagervorrichtung
für ein Rad nach einem der Ansprüche 39 bis 48 bereit, bei der
ein inneres Ende eines dünnen Zylinderabschnitts, der im innen
liegenden Endabschnitt der Nabe ausgeformt ist, näher an der
axialen Stirnseite liegt als ein Schnittpunkt zwischen einer
Lastbeaufschlagungslinie des innen liegenden Wälzelements und
der Innendurchmesserfläche des Innenlaufrings. Da also der
dünne verstemmte Abschnitt an einer Stelle außerhalb der Last
beaufschlagungslinie angeordnet ist, ist dies günstig für die
Aufrechterhaltung der gewünschten Steifigkeit und die Verhin
derung des Kriechens des Innenlaufrings. In diesem Fall ist
bei der Lagervorrichtung für ein Rad gemäß Fig. 44 ein dünner
Zylinderabschnitt 61' mit einer Tiefe h am innen liegenden
Endabschnitt der Nabe 10 vorgesehen, um das Verstemmen zu er
leichtern, wobei hier der dünne Zylinderabschnitt 61' teil
weise in einen Passbereich zwischen dem dünnen Zylinderab
schnitt 61' und dem Innenlaufring 80 verläuft. In einem Rad
lager eines Automobils wirkt auf den Lagerabschnitt eine hohe
Momentenlast aufgrund einer Drallbewegung oder dgl., da jedoch
insbesondere der dünne Zylinderabschnitt 61' an der innen lie
genden Seite vorgesehen ist, gilt es nach wie vor das Problem
des Kriechgins des Innenlaufrings 80 aufgrund der unzureichen
den Steifigkeit zu lösen.
Fig. 1 ist eine senkrechte Schnittansicht einer Lagervorrich
tung für ein Rad in einer Ausführungsform;
Fig. 2 ist eine senkrechte Schnittansicht zur Erläuterung des
Verstemmens;
Fig. 3 ist eine Vorderansicht eines äußeren Gelenkelements,
die eine bestimmte Ausführungsform eines ungleichmäßigen Ab
schnitts zeigt;
Fig. 4 ist eine senkrechte Schnittansicht einer Lagervorrich
tung für ein Rad in einer Ausführungsform;
Fig. 5A ist eine senkrechte Schnittansicht einer Lagervorrich
tung für ein Rad, und Fig. 5B und 5C sind halbe Schnittansich
ten eines Schaftabschnitts;
Fig. 6A und 6C sind Vorderansichten eines axialen Endes eines
Schaftabschnitts in Form eines Teilschnitts, und Fig. 6B und
6D sind Ansichten der Stirnfläche;
Fig. 7 bis 19 sind senkrechte Schnittansichten einer Lagervor
richtung für ein Rad in mehreren Ausführungsformen;
Fig. 20 ist ein Balkendiagramm, das das Ergebnis eines Tests
bei Temperaturerhöhung zeigt;
Fig. 21 ist eine senkrechte Schnittansicht einer Lagervorrich
tung für ein Rad in einer Ausführungsform;
Fig. 22 ist eine senkrechte Schnittansicht zur Erläuterung
eines Aufweitungsprozesses;
Fig. 23 ist eine Vorderansicht einer Nabe, die eine bestimmte
Ausführungsform eines ungleichmäßigen Abschnitts zeigt;
Fig. 24 bis 28 sind senkrechte Schnittansichten einer Lager
vorrichtung für ein Rad in mehreren Ausführungsformen;
Fig. 29 ist eine senkrechte Schnittansicht zur Erläuterung
eines Aufweitungsprozesses;
Fig. 30 ist eine Vorderansicht eines Innenlaufrings, die eine
bestimmte Ausführungsform eines ungleichmäßigen Abschnitts
zeigt;
Fig. 31 bis 35 sind senkrechte Schnittansichten einer Lager
vorrichtung für ein Rad in mehreren Ausführungsformen;
Fig. 36A ist eine teilweise abgebrochene perspektivische An
sicht eines Innenlaufrings, Fig. 36B eine senkrechte Teil
schnittansicht einer Lagervorrichtung für ein Rad, die den in
Fig. 36A dargestellten Innenlaufring verwendet, Fig. 36C eine
teilweise abgebrochene perspektivische Ansicht des Innenlauf
rings und Fig. 36D eine senkrechte Teilschnittansicht einer
Lagervorrichtung für ein Rad, die den in Fig. 36C dargestell
ten Innenlaufring verwendet;
Fig. 37A ist eine senkrechte Schnittansicht eines Innenlauf
rings, Fig. 37B eine Seitenansicht des Innenlaufrings, Fig.
37C eine senkrechte Teilschnittansicht einer Lagervorrichtung
für ein Rad entlang der Linie C-C in Fig. 37B und Fig. 37D
eine senkrechte Teilschnittansicht einer Lagervorrichtung für
ein Rad entlang der Linie D-D in Fig. 37B;
Fig. 38A ist eine senkrechte Schnittansicht eines Innenlauf
rings, Fig. 38B eine Seitenansicht des Innenlaufrings, Fig.
38C eine senkrechte Teilschnittansicht einer Lagervorrichtung
für ein Rad entlang der Linie C-C in Fig. 38B und Fig. 38D
eine senkrechte Teilschnittansicht einer Lagervorrichtung für
ein Rad entlang der Linie D-D in Fig. 38B;
Fig. 39A ist eine senkrechte Schnittansicht einer Lagervor
richtung für ein Rad, Fig. 39B eine Teilschnittansicht einer
modifizierten Ausführungsform eines Abstandsrings und Fig. 39C
eine Teilschnittansicht einer anderen modifizierten Ausfüh
rungsform des Abstandsrings;
Fig. 40 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Nabe,
eines Innenlaufrings und eines Abstandsrings;
Fig. 41 ist eine Teilschnittansicht einer Lagervorrichtung für
ein Rad, bei der ein Innenlaufring durch Verstemmen der Nabe
fixiert ist;
Fig. 42 ist eine senkrechte Schnittansicht einer Lagervor
richtung für ein Antriebsrad; und
Fig. 44A ist eine senkrechte Schnittansicht einer Lagervor
richtung für ein Antriebsrad und Fig. 44B ist eine senkrechte
Schnittansicht einer Lagervorrichtung für ein angetriebenes
Rad.
Nunmehr wird eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Er
findung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen be
schrieben.
Zunächst soll unter Bezugnahme auf Fig. 1 eine Grundkonstruk
tion beschrieben werden. Eine Lagervorrichtung für ein Rad hat
als Hauptbauelemente eine Nabe 10, ein Lager 20 und ein
Gleichlaufgelenk 30. In diesem Fall wird eine der Außenseite
des Fahrzeugs während des Einbaus in das Fahrzeug nahe liegen
de Seite als außen liegende Seite (linke Seite in der Zeich
nung) und eine dem mittleren Abschnitt des Fahrzeugs nahe lie
gende Seite als innen liegende Seite (rechte Seite in der
Zeichnung) bezeichnet.
Die Nabe 10 ist mit einem Flansch 14 zur Lagerung eines Rades
(nicht dargestellt) an einem Endabschnitt der außen liegenden
Seite versehen, und ein Nabenbolzen 15 dient zur Befestigung
einer Radscheibe an jeder der in gleichmäßigen Abständen in
Umfangsrichtung am Flansch 14 vorgesehenen Positionen. Eine
Innenlaufbahn 12 in der außen liegenden Seite ist in einer
Außenumfangsfläche nahe dem Flansch 14 der Nabe 10 ausgeformt.
Die Nabe 10 hat eine axiale Durchgangsbohrung 16 in einem
axialen Kernabschnitt.
Das Gleichlaufgelenk 30 besteht aus einem inneren Gelenkele
ment 32 mit eine Spurrinne 31 in einem Außenumfangsabschnitt
und einem äußeren Gelenkelement 40 mit einer Spurrinne 41 in
einem Innenumfangsabschnitt, einer Kugel 34, die zwischen der
Spurrinne 31 des inneren Gelenkelements 32 und der Spurrinne
41 des äußeren Gelenkelements 40 angeordnet ist, und einem
Käfig 36, um sämtliche der Kugeln 34 innerhalb der selben
Ebene zu halten.
Das innere Gelenkelement 32 hat eine axiale Durchgangsbohrung
33 und ist so aufgebaut, dass es mit einer Antriebswelle, die
mit einem Gleichlaufgelenk (nicht dargestellt), das an der
Motorseite angeordnet ist, verbunden ist, über eine Verzahnung
verbunden ist. Das äußere Gelenkelement 40 besteht aus einem
Öffnungsabschnitt 43 und einem Schaftabschnitt 45 und ist in
die Durchgangsbohrung 16 der Nabe 10 im Schaftabschnitt 45
einsetzt. Eine Innenlaufbahn 42 an der innen liegenden Seite
ist in einer Außenumfangsfläche nahe einer Schulterfläche 44
des Öffnungsabschnitts 43 ausgeformt. Die Schulterfläche 44
des Öffnungsabschnitts 43 wird in Berührung mit der Stirn
fläche der Nabe 10 gebracht, wodurch die Nabe 10 und das äuße
re Gelenkelement 40 in axialer Richtung positioniert werden
und ein Maß zwischen den Innenlaufbahnen 12, 42 definiert
wird. Der Schaftabschnitt 45 wird mittels einer Durchgangs
bohrung 46, die mit dem Boden des schüsselförmigen Öffnungs
abschnitts 43 in Verbindung steht, ausgehöhlt.
Das Lager 20 enthält einen Außenlaufring 21 und Doppelreihen
Wälzelemente 29. Der Außenlaufring 21 ist mit einem Flansch 24
zur Montage an einer Fahrzeugkarosserie (nicht dargestellt)
versehen, und Doppelreihen Außenlaufbahnen 22 sind in seiner
Innenumfangsfläche ausgeformt. Die Doppelreihen Wälzelemente
29 sind zwischen der Innenlaufbahn 12 der Nabe 10, der Innen
laufbahn 42 des äußeren Gelenkelements 40 und den Doppelreihen
äußerer Laufbahnen 22 des Außenlaufrings 21 angeordnet.
Für diesen Fall sind die Doppelreihen Schrägkugellager mit
Kugeln als Wälzelemente dargestellt, jedoch im Falle einer
Lagervorrichtung für ein Rad eines schweren Automobils werden
Doppelreihen Kegellager, die konische Wälzelemente 29 ver
wenden, bereitgestellt. An beiden stirnseitigen Öffnungsab
schnitten des Außenlaufrings 22 sind Dichtungen 26 und 28
angebracht, um ein Austreten des in das Lager gefüllten
Schmierfetts und ein Eindringen von Wasser oder Fremdstoffen
von außen zu verhindern.
Da außerdem die Durchgangsbohrung 46 des Schaftabschnitts 45
mit dem Öffnungsabschnitt 43 in Verbindung steht wie oben er
wähnt, ist ein Verschlussblech 38 an einem Endabschnitt an der
Seite des Öffnungsabschnitts 43 der Durchgangsbohrung 46 ange
bracht, um ein Austreten des in den Öffnungsabschnitt 43 ge
füllten Schmierfetts zu verhindern. Das Verschlussblech 38 be
steht vorzugsweise aus einem Material mit geringem Gewicht und
guter Wärmeleitfähigkeit, z. B. Aluminium. Des weiteren kann
ein Temperaturanstieg des Öffnungsabschnitt 43 begrenzt wer
den, indem eine kleine Entlüftungsbohrung 39 im Verschluss
blech 38 vorgesehen wird.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform, die so aufgebaut ist, dass
der Schaftabschnitt 45 des äußeren Gelenkelements 40 mit einem
an der Außenumfangsfläche des axialen Endabschnitts ausgeform
ten ungleichmäßigen Abschnitt 48 durch die Durchgangsbohrung
16 der Nabe 10 eingepasst wird. Durch Aufweiten eines Ab
schnitts des Schaftabschnitts 45, an dem der ungleichmäßige
Abschnitt 48 ausgeformt ist, von der Seite des Innendurch
messers zur Seite des Außendurchmesser wie mit dem Bezugs
zeichen 47 gekennzeichnet, schmiegt sich dann der ungleich
mäßige Abschnitt 48 an die Innenumfangsfläche der Durch
gangsbohrung 16 in der Nabe 10, wodurch die Nabe 10 und das
äußere Gelenkelement 40 plastisch miteinander verbunden wer
den.
In dem Fall, in dem die oben erwähnte Erweiterung durch
Pressen z. B. nach dem Einpassen des Schaftabschnitts 45 des
äußeren Gelenkelements 40 mit Presssitz in die Durchgangs
bohrung 16 der Nabe 10, wie in Fig. 2 dargestellt, wird der
Schaftabschnitt 45 von der Seite des Innendurchmessers zur
Seite des Außendurchmessers aufgeweitet, indem der Schaft
abschnitt 45 des äußeren Gelenkelements 40 mit Presssitz in
die Durchgangsbohrung 16 eingepasst wird, wobei eine Verstemm
vorrichtung 54 mit einem Durchmesser größer als der Innen
durchmesser der Durchgangsbohrung 46 in Pfeilrichtung so ein
geführt wird, dass er den Boden des Öffnungsabschnitts 43 des
äußeren Gelenkelements 40 mittels einer Gegenvorrichtung 52
abstützt. Ein Abschnitt des Schaftabschnitts 45, der durch die
Aufweitung verstemmt wurde, d. h. ein verstemmter Abschnitt,
ist mit dem Bezugszeichen 47 gekennzeichnet. Der ungleichmäßi
ge Abschnitt 48 des Schaftabschnitts 45 schmiegt sich also an
die Innenumfangsfläche der Durchgangsbohrung 16 in der Nabe
10, wodurch die Nabe 10 und das äußere Gelenkelement 40 plas
tisch miteinander verbunden werden.
In diesem Fall wird auf eine Darstellung verzichtet, es ist
jedoch möglich, ein präzises Verstemmen vorzunehmen, indem
eine Vorrichtung zum Einschnüren des Außendurchmessers der
Nabe verwendet wird, wenn der ungleichmäßige Abschnitt 48 von
der Seite des Innendurchmessers aus durch Verstemmen aufge
weitet wird, indem im Gegensatz dazu eine Vorrichtung zum Ein
schnüren des Innendurchmessers der Durchgangsbohrung 46 des
Schaftabschnitts 45 verwendet wird, wenn die Nabe 10 durch
Verstemmen von der Seite des Außendurchmessers aus einge
schnürt wird.
Besondere Ausführungsformen des ungleichmäßigen Abschnitts 48
können wie in Fig. 3 dargestellt beispielhaft verwirklicht
werden. Fig. 3A zeigt eine Schirecke 48A, Fig. 3B eine Verzah
nung 48B und Fig. 3C eine kreuzweise Rändelung 48C. Die Bear
beitungsbedingungen wie Form, Größe oder dgl. der Schnecke,
der Verzahnung, der kreuzweisen Rändelung und dgl. können ent
sprechend dem erforderlichen Bauteil oder Grad der Verankerung
verschieden konzipiert werden.
Eine in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform ist so aufgebaut,
dass die Nabe 10 und der Schaftabschnitt 45 durch Verschweißen
beider Elemente an einem Endabschnitt des verstemmten Ab
schnitts 47 sicher miteinander verbunden werden, wie durch das
Bezugszeichen 56 gekennzeichnet. In diesem Fall wird beispiel
haft der Passabschnitt zwischen der Nabe 10 und dem Schaftab
schnitt 45 um den gesamten Umfang verschweißt.
Wie in Fig. 5 dargestellt ist, kann der ungleichmäßige Ab
schnitt 48 des Schaftabschnitts 45 zusätzlich unabhängig mit
einer Einrichtung zur Verhinderung von Lockern bzw. Lösen ver
sehen werden. Wie beispielsweise in Fig. 5B dargestellt, ist
ein ringartiger Vorsprung 49 in einem Bereich des ungleichmä
ßigen Abschnitts 48 des Schaftabschnitts 45 vorgesehen. Der
ringartige Vorsprung 49 schmiegt sich also an die Innenum
fangsfläche der Nabe 10, wenn der Schaftabschnitt 45 von der
Seite des Innendurchmessers zur Seite des Außendurchmesser
(Fig. 5A) aufgeweitet wird da jedoch das Eindringen des ring
artigen Vorsprungs 49 stärker ausgeprägt ist als das des un
gleichmäßigen Abschnitts 48 wird die Wirkung, mit der ein
Lösen verhindert wird, verstärkt. Es kann nur ein ringartiger
Vorsprung 49 vorgesehen werden, jedoch können auch zwei oder
mehr ringartige Vorsprünge in regelmäßigen Abständen oder in
beliebiger Teilung angeordnet werden. Des weiteren lässt sich
der gleiche Effekt erzielen, indem ein Kegelwinkel θ im ver
stemmten Abschnitt des Schaftabschnitts 45 wie in Fig. 5C
dargestellt vorgesehen wird, durch den die axiale Stirnseite
größer wird. In diesem Fall zeigt Fig. 5C sowohl den ring
artigen Vorsprung 49 und den Kegelwinkel θ, es ist jedoch auch
möglich, einfach nur den Kegelwinkel θ vorzusehen.
Eine in Fig. 6 dargestellte Ausführungsform ist so konstru
iert, dass die Querschnittsform der Passflächen zwischen der
Nabe 10 und dem Schaftabschnitts 45 im zusammengebauten Zustand
eine in Fig. 6A und 6B dargestellte Vieleckform, eine in Fig.
6C und 6D dargestellte Verzahnungsform oder dgl. ist, und eine
ungleichmäßige Ausbildung wie eine Rändelung oder dgl. auf der
Umfangsfläche vorgesehen wird, wodurch die Fähigkeit der Dreh
momentübertragung verbessert werden kann.
Eine in Fig. 7 dargestellte Ausführungsform ist so konstru
iert, dass das axiale Ende des Schaftabschnitts 45 aus der
Nabe 10 herausragt, und die Schelle 58 an einer in seinem
Außenumfangsabschnitt ausgeformten Ringnut befestigt wird, so
dass die Nabe 10 und das äußere Gelenkelement 40 in axialer
Richtung zusammengespannt werden, um ein Lösen zu verhindern.
Eine in Fig. 8 dargestellte Ausführungsform ist so konstru
iert, dass der Schaftabschnitt 45 aus der Nabe 10 herausragt,
der ungleichmäßige Abschnitt 48 durch Verstemmen aufgeweitet
wird, wie mit dem Bezugszeichen 47 gekennzeichnet, und danach
das axiale Ende des Schaftabschnitts 45 an der Stirnfläche der
Nabe 10 verstemmt wird, wie mit: dem Bezugszeichen 60 gekenn
zeichnet, um ein Lösen zu verhindern. Es ist außerdem möglich,
anstelle des Verstemmens in zwei Stufen wie oben erwähnt, bei
de verstemmten Abschnitte 47 und 60 gleichzeitig auszuführen.
Eine in Fig. 9 dargestellte Ausführungsform ist so konstru
iert, dass ein Kühlrippenelement 62 zum Abstrahlen der Wärme
in die Durchgangsbohrung 46 des äußeren Gelenkelements 40 ein
gesetzt ist. Die Oberfläche wird durch viele Rippen in Form
der Rippenelemente 62 stark vergrößert und die Kühlwirkung er
höht. Vorzugsweise wird ein Material mit geringem Gewicht und
guter Wärmeleitfähigkeit wie Aluminium für das Rippenelement
62 verwendet.
Eine in Fig. 10 dargestellte Ausführungsform ist so konstru
iert, dass ein Verstärkungselement 64 zur Verstärkung und Sta
bilisierung des verstemmten Bereichs 47 mit Presspassung in
die Durchgangsbohrung 46 des Schaftabschnitts 45 eingesetzt
wird. Das Verstärkungselement 64 dient als Ausgleich für die
Verringerung der Steifigkeit des verstemmten Abschnitts 47
nach dem Aufweiten und kann in Form eines kurzen massiven
Schafts sowie in zylindrischer Form mit einem Boden wie dar
gestellt ausgebildet sein. In dem Fall, in dem die Durchgangs
bohrung 46 des Schaftabschnitts 45 mit dem Öffnungsabschnitt
43 in Verbindung steht, ist es auf jeden Fall wünschenswert,
eine kleine Entlüftungsbohrung 65, die in axialer Richtung
einmündet, vorzusehen, um einen Temperaturanstieg zu verhin
dern.
Die in Fig. 11 bis 18 dargestellten Ausführungsformen sind so
konstruiert, dass eine Drehmomentübertragung zwischen der Nabe
10 und dem Schaftabschnitt 45 des äußeren Gelenkelements 40
mittels der Verzahnung erfolgt.
Eine in Fig. 11 dargestellte Ausführungsform ist so konstru
iert, dass ein Verzahnungsabschnitt 66 in der Nabe 10 vorge
sehen wird, und der Schaftabschnitt 45 sowie das axiale Ende
des Schaftabschnitts 45 aus der Nabe 10 herausragt, um den
Endabschnitt von der Seite des Innendurchmessers zur Seite des
Außendurchmessers durch Verstemmen aufzuweiten. Wie darge
stellt, ist es im Falle des Verstemmens, bei dem der verstemm
te Abschnitt 47 teilweise bis zum verzahnten Endabschnitt an
der Seite der Nabe 10 verläuft, möglich, auch eine Buchse mit
Spiel statt der Verzahnung vorzusehen.
Eine in Fig. 12 dargestellte Ausführungsform ist so konstru
iert, dass der Verzahnungsabschnitt 66 in der Nabe 10 vorge
sehen ist, und der Schaftabschnitt 45 sowie der axiale End
abschnitt des Schaftabschnitts 45 durch Verstemmen über einen
Abstandsring 68 aufgeweitet werden. In diesem Fall wird eine
ungleichmäßige Ausbildung (sielte Fig. 3) z. B. eine kreuzweise
Rändelung oder dgl. an der Außenumfangsfläche des Schaftab
schnitts 45 oder an der Innenumfangsfläche des Abstandsrings
68 vorgesehen. Ist die ungleichmäßige Ausbildung an der Außen
umfangsfläche der Nabe 10 vorgesehen, ist eine festere Ver
bindung durch Verstemmen möglich. Wie dargestellt, ist es im
Falle des Verstemmens, bei dem der verstemmte Abschnitt 47
teilweise bis zum verzahnten Endabschnitt an der Seite der
Nabe 10 verläuft, möglich, auch eine Buchse mit Spiel statt
der Verzahnung vorzusehen.
Eine in Fig. 13 dargestellte Ausführungsform ist so konstru
iert, dass die Verbindung mittels Verzahnung und das Verstem
men kombiniert werden, wobei in diesem Fall ein Abschnitt 47',
der vom Verzahnungsabschnitt 66 in den verstemmten Abschnitt
47 übergeht, entsprechend eines Kegelmantels aufgeweitet wird.
In diesem Fall erfolgt die Drehmomentübertragung durch den
Verzahnungsabschnitt 66, und die Nabe 10 und das äußere Ge
lenkelement 40 werden durch den verstemmten Abschnitt 47 am
Lösen gehindert. Im verstemmten Abschnitt 47 wird die un
gleichmäßige Ausbildung (siehe Fig. 3) z. B. eine kreuzweise
Rändelung oder dgl. zumindest entweder an der Außenumfangs
fläche des Schaftabschnitts 45 oder an der Innenumfangsfläche
der Nabe 10 vorgesehen. Wie des weiteren durch das Bezugszei
chen 47" in Fig. 14 dargestellt ist, kann der Innendurchmesser
des Verzahnungsabschnitts 66 durch Verstemmen aufgeweitet wer
den, wodurch es möglich ist, Spiel in der Verzahnung zu ver
hindern, was den Effekt, mit dem ein Lösen verhindert wird,
weiter verstärkt.
Eine in Fig. 15 dargestellte Ausführungsform ist so konstru
iert, dass der vordere Endabschnitt des Schaftabschnitts 45
des äußeren Gelenkelements 40 so aufgeweitet wird, dass er
sich plastisch mit der Innenumfangsfläche der Nabe 10 verbin
det, und die Stirnfläche wird verstemmt, so dass die Nabe 10
in axialer Richtung fixiert wird. In diesem Fall erfolgt die
Drehmomentübertragung über den Verzahnungsabschnitt 66, und
die Fixierung der Nabe 10 in axialer Richtung erfolgt durch
eine Presspassung a der Zylinderfläche, eine plastische Ver
bindung b des verstemmten Abschnitts 47 und einen verstemmten
Abschnitt a der Stirnfläche. Zum Zeitpunkt des Verstemmens der
Stirnfläche des Schaftabschnitts 45 wird eine Stufe im Öff
nungsabschnitt 43 des äußeren Gelenkelements 40 abgestützt
(siehe Fig. 2), und die Stirnfläche wird plastisch durch Pres
sen verformt, um die Nabe 10 zu fixieren. Gemäß der oben ge
nannten Konstruktion ist es möglich, Kriechen der Nabe 10 zu
verlässig zu verhindern, wodurch eine Konstruktion bereitge
stellt wird, die aufgrund der Presspassung der Zylinderfläche
der Momentenlast standhalten kann. Die Konstruktion kann so
ausgeführt werden, dass der verstemmte Abschnitt 47 (Fig. 15)
entfällt, wie in Fig. 16 dargestellt, der Verzahnungsabschnitt
66 statt dessen leicht aufgeweitet wird und die unzureichende
Festigkeit der Verbindung durch den verstemmten Abschnitt c
des Endabschnitts ausgeglichen wird.
Eine in Fig. 17 dargestellte Ausführungsform ist so konstru
iert, dass eine Ringnut 19 im Innenumfangsabschnitt der Nabe
10 ausgeformt wird, und der Schaftabschnitt 45 teilweise ge
baucht ist, wie mit dem Bezugszeichen 70 gekennzeichnet, so
dass er sich in die Ringnut 19 zum Zeitpunkt des Aufweitens
des Schaftabschnitts 45 von der Seite des Innendurchmessers
zur Seite des Außendurchmessers durch Verstemmen schmiegt. Da
also der bauchige Abschnitt 70 und die Ringnut 19 miteinander
in Eingriff stehen und die Steifigkeit des verstemmten Ab
schnitts 47 aufgrund des bauchigen Abschnitts 70 erhöht wird,
kann ein Lösen zuverlässiger verhindert werden.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist der Schaft
abschnitt 45 über seine gesamte Länge hohl, es ist jedoch auch
möglich, die Steifigkeit zu erhöhen, indem ein Teil des
Schaftabschnitts 45 in axialer Richtung massiv ausgeführt
wird, die durch das Bezugszeichen 72 in Fig. 18 gekennzeich
net. Des weiteren wird in der Ausführungsform gemäß Fig. 18
eine kleine Entlüftungsbohrung 74 vorgesehen, die die Verbin
dung zwischen dem Öffnungsabschnitt 43 und einem hohlen Ab
schnitt 46' mit dem massiven Abschnitt 72 herstellt.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist die Passung
von Nabe 10 und äußerem Gelenkelement 40 so konzipiert, dass
die Nabe 10 als ein äußeres Passelement und das äußere Gelenk
element 40 als ein inneres Passelement eingerichtet ist, je
doch kann diese Konstruktion auch umgekehrt werden, so dass
die Nabe 10 als ein inneres Passelement und das äußere Gelenk
element 40 als ein äußeres Passelement eingerichtet ist. Wie
beispielsweise in Fig. 19 dargestellt ist, ist der Zylinder
abschnitt 11 mit kleinem Durchmesser an der innen liegenden
Seite der Nabe 10 ausgeformt und wird in die Durchgangsbohrung
46 des Schaftabschnitts 45 des äußeren Gelenkelements 40 ein
gepasst. Danach wird eine ungleichmäßige Ausbildung (siehe
Fig. 3) der Außenumfangsfläche des Zylinderabschnitts 11 mit
kleinem Durchmesser der Nabe hergestellt, wie mit dem Bezugs
zeichen 18 gekennzeichnet, und die Nabe 20 und das äußere Ge
lenkelement 40 werden plastisch miteinander verbunden, indem
der Zylinderabschnitt 12 mit kleinem Durchmesser von der Seite
des Innendurchmessers zur Seite des Außendurchmessers durch
Verstemmen aufgeweitet wird.
Da das äußere Gelenkelement hohl ist, um den Boden des Öff
nungsabschnitts mit der Umgebung zu verbinden, kann eine
Lagervorrichtung mit niedrigem Gewicht verwirklicht werden,
und es ist möglich, den Temperaturanstieg zu begrenzen, indem
die Bedingungen für die Wärmeabfuhr verbessert werden. Fig. 20
zeigt das Ergebnis eines Tests bei Temperaturerhöhung. Fig. 20
zeigt anhand eines Balkendiagramms eine ansteigende Oberflä
chentemperatur des äußeren Gelenkelements unter drei Arten
Testbedingungen bezüglich einer Konstruktion, bei der der
Schaftabschnitt des äußeren Gelenkelements massiv ist (Ver
gleichsausführungsform) und einer Konstruktion, bei der der
Schaftabschnitt hohl ist (eine Ausführungsform). Die schwarzen
Balken repräsentieren die Vergleichsausführungsform, und die
weißen Balken entsprechen der Ausführungsform; es ist jedoch
bekannt, dass der Temperaturanstieg bei der Ausführungsform
unter beliebigen Testbedingungen ca. 10 bis 15°C niedriger
ist.
Die in Fig. 21 bis 27 dargestellten Ausführungsformen sind so
konstruiert, dass die Nabe 10 als ein inneres Passelement und
der Innenlaufring 80 als ein äußeres Passelement eingerichtet
ist. Eine Grundkonstruktion davon wird in der Weise darge
stellt, dass identische Bezugszeichen für im wesentlichen
identische Teile wie bei der Ausführungsform von Fig. 1 ver
wendet werden und auf eine überlappende Beschreibung verzich
tet wird.
Die Hauptelemente der Lagervorrichtung für das Rad sind die
Nabe 10, der Innenlaufring 80, der Außenlaufring 21 und die
Wälzelemente 29. Die Nabe 20 hat eine axiale Durchgangsbohrung
16 in einem axialen Kernabschnitt, und der Endabschnitt an der
innen liegenden Seite bildet den Zylinderabschnitt 11 mit
kleinem Durchmesser. Der Innenlaufring 80 ist ein von der Nabe
10 unabhängiges ringartiges Element und sitzt auf der Außen
umfangsfläche des Zylinderabschnitts 11 mit kleinem Durchmes
ser der Nabe 10. Die Innenlaufbahn 42 der innen liegenden
Seite ist im Außenumfangsabschnitt des Innenlaufrings 80 aus
geformt, und die Stirnfläche 23 der außen liegenden Seite des
Innenlaufrings 80 wird in Berührung mit der Schulterfläche 13
des Zylinderabschnitts 11 mit kleinem Durchmesser der Nabe 10
gebracht, wodurch das Maß zwischen den Innenlaufbahnen 12, 42
definiert wird.
Eine in Fig. 21 dargestellte Ausführungsform ist so konstru
iert, dass der Innenlaufring 80 auf dem Zylinderabschnitt 11
mit kleinem Durchmesser der Nabe 10 sitzt, wobei ein ungleich
mäßiger Abschnitt 18 auf der Außenumfangsfläche des Endab
schnitts ausgebildet ist. Durch Aufweiten eines Abschnitts des
Zylinderabschnitts 11 mit kleinem Durchmesser, in dem der un
gleichmäßige Abschnitt 18 ausgebildet ist, von der Seite des
Innendurchmessers zur Seite des Außendurchmessers, wie durch
das Bezugszeichen 17 gekennzeichnet, schmiegt sich dann der
ungleichmäßige Abschnitt 18 pin die Innenumfangsfläche des
Innenlaufrings 80, wodurch die Nabe 10 und der Innenlaufring
80 plastisch verbunden werden.
In dem Fall, in dem die oben genannte Aufweitung durch Pressen
erfolgt wie z. B. in Fig. 22 dargestellt, wird der Abschnitt
mit der ungleichmäßigen Ausbildung 18 des Zylinderabschnitts
11 mit kleinem Durchmesser von der Seite des Innendurchmessers
zur Seite des Außendurchmesser aufgeweitet, indem eine Ver
stemmvorrichtung 51 mit einem Außendurchmesser größer als der
Innendurchmesser der Durchgangsbohrung 16 der Nabe 10 in
Pfeilrichtung so eingeführt wird, dass sie mit Presssitz in
der Durchgangsbohrung 16 der Nabe 10 sitzt, wobei der innen
liegende Endabschnitt der Nabe 10 mittels einer Gegenvorrich
tung 50 abgestützt wird. Ein Abschnitt des Zylinderabschnitts
11 mit kleinem Durchmesser, der durch die Aufweitung verstemmt
wurde, d. h. ein verstemmter Abschnitt, ist mit dem Bezugszei
chen 17 gekennzeichnet. Der ungleichmäßige Abschnitt 18 des
Zylinderabschnitts 11 mit kleinem Durchmesser schmiegt sich
also an die Innenumfangsfläche des Innenlaufrings 80, wodurch
die Nabe 10 und der Innenlaufring 80 plastisch miteinander
verbunden werden.
In diesem Fall wird auf eine Darstellung verzichtet, es ist
jedoch möglich, ein präzises Verstemmen vorzunehmen, indem
eine Vorrichtung zum Einschnüren des Außendurchmessers des
Innenlaufrings 80 verwendet wird, wenn der ungleichmäßige
Abschnitt 18 von der Seite des Innendurchmessers aus durch
Verstemmen aufgeweitet wird, indem im Gegensatz dazu eine
Vorrichtung zum Einschnüren des Innendurchmessers des Zylin
derabschnitts 11 mit kleinem Durchmesser verwendet wird, wenn
der Innenlaufring 80 durch Verstemmen von der Seite des Außen
durchmessers aus eingeschnürt wird.
Besondere Ausführungsformen des ungleichmäßigen Abschnitts 18
können wie in Fig. 23 dargestellt beispielhaft verwirklicht
werden. Fig. 23A zeigt eine Schnecke 18A, Fig. 23B eine Ver
zahnung 18B und Fig. 23C eine kreuzweise Rändelung 18C. Die
Bearbeitungsbedingungen wie Form, Größe oder dgl. der Schne
cke, der Verzahnung, der kreuzweisen Rändelung und dgl. können
entsprechend dem erforderlichen Bauteil oder Grad der Veranke
rung verschieden konzipiert werden. Das weiteren kann die
Dicke des Zylinderabschnitts 11 mit kleinem Durchmesser der
Nabe 10 und des Innenlaufrings 80 entsprechend dem erforder
lichen Bauteil oder Grad der Verankerung verschieden konzi
piert werden.
Die Härte des ungleichmäßigen Abschnitts 18 wird aufgrund der
Kaltverfestigung, die durch die ungleichmäßige Ausformung
verursacht wird, höher als die anderen Abschnitte, es ist je
doch möglich, eine Härtung mittels einer Wärmebehandlung vor
zunehmen. Durch diese Behandlung ist es möglich, die Wirkung,
mit der ein Lösen verhindert wird, zu verstärken, da die elas
tische Verformung nach dem Verstemmen durch Aufweiten oder
Einschnüren verringert wird.
Eine in Fig. 24 dargestellte Ausführungsform ist so konstru
iert, dass die Nabe 10 und der Innenlaufring 80 fest mitein
ander durch Verschweißen beider Elemente an einem Endabschnitt
des verstemmten Abschnitts 17, wie mit dem Bezugszeichen 56
gekennzeichnet, verbunden werden. In diesem Fall erfolgt das
Verschweißen des Passabschnitts zwischen der Nabe 10 und dem
Innenlaufring 80 um den gesamten Umfang.
Eine in Fig. 25 dargestellte Ausführungsform ist so konstru
iert, dass das axiale Ende der Nabe 10 aus dem Innenlaufring
80 herausragt, und die Schelle 58 an einer in seinem Außen
umfangsabschnitt ausgeformten Ringnut befestigt wird, wodurch
die Nabe 10 und der Innenlaufring 80 in axialer Richtung zu
sammengespannt werden, um ein Lösen des Innenlaufrings 80 zu
verhindern.
Eine in Fig. 26 dargestellte Ausführungsform ist so konstru
iert, dass ein Verstärkungselement 64 zur Verstärkung und Sta
bilisierung des verstemmten Abschnitts 17 mit Presspassung in
den verstemmten Abschnitt 17 der Nabe 10 eingesetzt wird. Das
Verstärkungselement 64 dient als Ausgleich für die Verringe
rung der Steifigkeit des verstemmten Abschnitts 17 nach dem
Aufweiten und kann in Form eines kurzen massiven Schafts sowie
in zylindrischer Form mit einen Boden wie dargestellt ausge
bildet sein. In dem Fall, in dem sich die Durchgangsbohrung 16
über die gesamte Länge der Nabe 10 erstreckt, ist es auf jeden
Fall wünschenswert, eine kleine Bohrung 65, die sich in axi
aler Richtung durch das Verstärkungselement 64 erstreckt, vor
zusehen, um die Entlüftung zu verbessern, wodurch es möglich
ist, den Temperaturanstieg der Nabe 10 zu verringern.
Eine in Fig. 27 dargestellte Ausführungsform ist so konstru
iert, dass die Nabe 10 zur Erhöhung der Steifigkeit massiv
ist. In diesem Fall ist wie mit dem Bezugszeichen 16' gekenn
zeichnet ein dem ungleichmäßigen Abschnitt 18 entsprechender
Abschnitt der Nabe 10 hohl ausgeführt, damit er von der Seite
des Innendurchmessers aus aufgeweitet werden kann.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 28 bis 34 eine
Ausführungsform beschrieben, bei der die Nabe 10 als das
äußere Passelement und der Innenlaufring 80 als das innere
Passelement eingerichtet ist.
Eine in Fig. 28 dargestellte Ausführungsform ist so konstru
iert, dass ein Zylinderabschnitt 25 mit kleinem Durchmesser
durch Verlängern der außen liegenden Seite des Innenlaufrings
80 gebildet wird, und der Zylinderabschnitt 25 wird mit Press
sitz in die Durchgangsbohrung 16 der Nabe 10 eingesetzt, so
dass beide Elemente zusammengepasst werden. In diesem Fall ist
der ungleichmäßige Abschnitt 48 auf der Außenumfangsfläche des
außen liegenden Endabschnitts des Zylinderabschnitts 25 mit
kleinem Durchmesser ausgebildet. Danach werden die Nabe 10 und
der Innenlaufring 80 durch Aufweiten des Zylinderabschnitts 25
mit kleinem Durchmesser von der Innenseite aus zur Seite des
Außendurchmessers, wie mit dem Bezugszeichen 47 gekennzeich
net, plastisch miteinander verbunden.
In dem Fall, in dem die oben genannten Aufweitung durch Pres
sen erfolgt wie z. B. in Fig. 29 dargestellt, wird der Ab
schnitt mit der ungleichmäßigen Ausbildung 48 des Zylinderab
schnitts 25 mit kleinem Durchmesser von der Seite des Innen
durchmessers zur Seite des Außendurchmesser aufgeweitet, indem
eine Verstemmvorrichtung 55 mit einem Außendurchmesser größer
als der Innendurchmesser der Durchgangsbohrung 27 des Innen
laufrings 80 in Pfeilrichtung so eingeführt wird, dass sie mit
Presssitz in der Durchgangsbohrung 27 sitzt, wobei der innen
liegende Endabschnitt des Innenlaufrings 80 mittels einer
Gegenvorrichtung 53 abgestützt wird. Ein Abschnitt des Zylin
derabschnitts 25 mit kleinem Durchmesser, der durch die Auf
weitung verstemmt wurde, d. h. ein verstemmter Abschnitt, ist
mit dem Bezugszeichen 47 gekennzeichnet. Der ungleichmäßige
Abschnitt 48 des Zylinderabschnitts 25 mit kleinem Durchmesser
schmiegt sich also an die Innenumfangsfläche der Durchgangs
bohrung 16 der Nabe 10, wodurch die Nabe 10 und der Innenlauf
ring 80 plastisch miteinander verbunden werden.
In diesem Fall wird auf eine Darstellung verzichtet, es ist
jedoch möglich, ein präzises Verstemmen vorzunehmen, indem
eine Vorrichtung zum Einschnüren des Außendurchmessers der
Nabe 10 verwendet wird, wenn der ungleichmäßige Abschnitt 48
von der Seite des Innendurchmessers aus durch Verstemmen auf
geweitet wird, indem im Gegensatz dazu eine Vorrichtung zum
Einschnüren des Innendurchmessers des Zylinderabschnitts 25
mit kleinem Durchmesser verwendet wird, wenn die Nabe 10 durch
Verstemmen von der Seite des Außendurchmessers aus einge
schnürt wird.
Besondere Ausführungsformen des ungleichmäßigen Abschnitts 48
können wie in Fig. 30 dargestellt beispielhaft verwirklicht
werden. Fig. 30A zeigt eine Schnecke 48A, Fig. 30B eine Ver
zahnung 48B und Fig. 30C eine kreuzweise Rändelung 48C. Die
Bearbeitungsbedingungen wie Form, Größe oder dgl. der Schne
cke, der Verzahnung, der kreuzweisen Rändelung und dgl. können
entsprechend dem erforderlichen Bauteil oder Grad der Veranke
rung verschieden konzipiert werden. Das weiteren kann die
Dicke des Zylinderabschnitts 25 mit kleinem Durchmesser des
Innenlaufrings 80 und der Nabe 10 entsprechend dem erforder
lichen Bauteil oder Grad der Verankerung verschieden konzi
piert werden.
Eine in Fig. 31 dargestellte Ausführungsform ist so konstru
iert, dass die Nabe 10 und der Zylinderabschnitt mit kleinem
Durchmesser des Innenlaufrings 80 fest miteinander durch Ver
schweißen beider Elemente an einem Endabschnitt des verstemm
ten Abschnitt 47 verbunden werden, wie mit dem Bezugszeichen
56 gekennzeichnet. In diesem Fall wird der verstemmte Ab
schnitt 47 zwischen der Nabe 10 und dem Zylinderabschnitt 25
mit kleinem Durchmesser des Innenlaufrings 80 um den gesamten
Umfang verschweißt.
Eine in Fig. 32 dargestellte Ausführungsform ist so konstru
iert, dass das axiale Ende des Zylinderabschnitts 25 mit klei
nem Innendurchmesser des Innenlaufrings 80 aus der Nabe 10
herausragt, und die Schelle 58 an einer in seinem Außenum
fangsabschnitt ausgeformten Ringnut befestigt wird, wodurch
die Nabe 10 und der Innenlaufring 80 in axialer Richtung
fixiert werden, um ein Lösen des Innenlaufrings 80 zu verhin
dern.
Eine in Fig. 33 dargestellte Ausführungsform ist so konstru
iert, dass ein Verstärkungselement 64 zur Verstärkung und Sta
bilisierung des verstemmten Abschnitts 47 mit Presspassung in
den verstemmten Abschnitt 47 des Zylinderabschnitts 25 mit
kleinem Durchmesser des Innenlaufrings 80 eingesetzt wird. Das
Verstärkungselement 64 dient als Ausgleich für die Verringe
rung der Steifigkeit des verstemmten Abschnitts 47 nach dem
Aufweiten und kann in Form eines kurzen massiven Schafts sowie
in zylindrischer Form mit einem Boden wie dargestellt ausge
bildet sein. In dem Fall, in dem sich die Durchgangsbohrung 27
über die gesamte Länge Innenlaufrings 80 erstreckt, ist es auf
jeden Fall wünschenswert, eine kleine Bohrung 65 vorzusehen,
die sich in axialer Richtung erstreckt, um die Entlüftung zu
verbessern, wodurch es möglich ist, den Temperaturanstieg des
Innenlaufrings 80 zu begrenzen.
Eine in Fig. 34 dargestellte Ausführungsform ist so konstru
iert, dass der Innenlaufring 80 massiv ausgeführt wird, um die
Steifigkeit zu erhöhen. In diesem Fall wird ein Vertiefungsab
schnitt 27' in einem dem ungleichmäßigen Abschnitt 48 des
Innenlaufrings 80 entsprechenden Abschnitt ausgeformt, damit
ein Aufweiten von der Seite des Innendurchmessers aus möglich
ist.
Fig. 35 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung für ein
Antriebsrad, bei der die Nabe 10 und der Innenlaufring 80 auf
dem äußeren Gelenkelement 40 des Gleichlaufgelenks 30 sitzen.
Bei dieser Ausführungsform entspricht also das äußere Gelenk
element 40 einem inneren Passelement, und die Nabe 10 sowie
der Innenlaufring 80 entsprechen einem äußeren Passelement. In
diesem Fall werden in Fig. 35 die gleichen Bezugszeichen den
im wesentlichen mit der Ausführungsform in Fig. 1 identischen
Elementen oder Abschnitten zugeordnet, und auf eine überlap
pende Beschreibung wird verzichtet.
Das äußere Gelenkelement 40 wird aus dem Öffnungsabschnitt 43
und dem Schaftabschnitt 45 gebildet, und die senkrecht zur
Achse verlaufende Schulterfläche 35 bildet die Grenzfläche
zwischen den beiden Elementen. Die Nabe 10 und der Innenlauf
ring 80 sitzen auf der zylindrischen Außenumfangsfläche des
Schaftabschnitts 45 des äußeren Gelenkelements 40. Der un
gleichmäßige Abschnitt 48, z. B. eine Schnecke, eine Verzah
nung, eine kreuzweise Rändelung oder dgl., wie bereits in
Zusammenhang mit Fig. 23 und 30 erwähnt, ist in einem Teil des
mit der Nabe 10 in der axialen Stirnseite des Schaftabschnitts
45 zusammengepassten Bereichs ausgebildet. Danach werden der
Schaftabschnitt 45 und die Nabe 10 plastisch verbunden, indem
der Schaftabschnitt 45, wie mit dem Bezugszeichen 47 gekenn
zeichnet, im Zustand der Presspassung des Schaftabschnitts 45
in die Durchgangsbohrung 27 des Innenlaufrings 80 und die
Durchgangsbohrung 16 der Nabe 10 aufgeweitet und der Innen
laufring 80 zwischen der Stirnfläche der Nabe und der Schul
terfläche 35 des äußeren Gelenkelements 40 eingespannt wird.
Die Lagervorrichtung für das in Fig. 44 dargestellte Rad ist
so konstruiert, dass der Innenlaufring 80 auf der Nabe 10 fi
xiert wird, indem ein Stufenabschnitt 59 mit kleinem Durch
messer in einer Außenumfangsfläche des Endabschnitt der Nabe
10 an der innen liegenden Seite ausgeformt, der unabhängige
Innenlaufring 80 mit geeignetem Übermaß eingepasst wird und
der Endabschnitt 61 der Nabe 10 an der innen liegenden Seite
verstemmt wird, wie in der Zeichnung dargestellt.
In diesem Fall ist für die in Fig. 44B dargestellte Lagervor
richtung vorgesehen, dass ein dünner Zylinderabschnitt 61' zum
Verstemmen ausgeformt wird, indem ein Vertiefungsabschnitt mit
einer Tiefe h in der massiven Nabe 10 ausgeformt wird, es ist
jedoch auch möglich, die Nabe 10 selbst hohl auszuführen, so
gar dann, wenn die Vorrichtung für das angetriebene Rad vorge
sehen ist. Im Fall der Vorrichtung für das Antriebsrad sind
das Lager 20 und das Gleichlaufgelenk 30 vereint, indem der
Schaftabschnitt 45 des äußeren Gelenkelements 40 des Gleich
laufgelenks 30 in die verzahnte Bohrung 63 der Nabe 10 in
einer Verzahnungspassung eingesetzt wird, wie in Fig. 44A
dargestellt, und eine Mutter 69 auf den Abschnitt 67 mit
Außengewinde am vorderen Endabschnitt aufgeschraubt wird.
Die Schulterfläche 35 des äußeren Gelenkelements 40 wird in
Berührung mit dem verstemmten Endabschnitt 61 gebracht, wobei
jedoch diese Konstruktion mit folgendem Problem behaftet ist.
Der Endabschnitt 61 ist nämlich zum Verstemmen nicht hart
genug, da im Gegenteil die Schalterfläche 35 des äußeren Ge
lenkelements 40 einer Oberflächenhärtung unterzogen wird. Da
bei einem Kontakt zwischen Elementen unterschiedlicher Härte
leicht Reibkorrosion entsteht, wird demnach die Klemmkraft des
Gleichlaufgelenks verringert, und im Verzahnungsabschnitt ent
steht Spiel.
Zur Lösung des oben genannten Problems wird der Innenlaufring
80 vorzugsweise zwischen der Schulterfläche 35 und der Schul
terfläche 71 des Stufenabschnitts 59 mit kleinem Durchmesser
der Nabe 10 wie in Fig. 42 dargestellt gehalten, um eine Fi
xierung in axialer Richtung zu erzielen. Die Schulterfläche 35
des äußeren Gelenkelements 40 verläuft senkrecht zur Achse,
jedoch ist ein ringförmiger Vertiefungsabschnitt 73 im Innen
durchmesser der Schulterfläche 53 vorgesehen, und der ver
stemmte Endabschnitt 61 der Nabe 10 wird in diesem ringförmi
gen Vertiefungsabschnitt 73 aufgenommen. Da die Schulterfläche
35 des äußeren Gelenkelements 40 in Kontakt mit der Stirnflä
che des Innenlaufrings 80 mit einer Härte von HRC 58 bis 64
und nicht mit dem Endabschnitt 61 der Nabe 10 gebracht wird,
kann die Klemmkraft des Gleichlaufgelenks 30 konstant gehalten
werden.
An den Öffnungsabschnitten beider Enden der Lagervorrichtung
für das Rad sind die Dichtungen 26 und 28 angebracht, um ein
Austreten des in das Lager gefüllten Schmierfetts und ein
Eindringen von Wasser oder Fremdstoffen von außen zu verhin
dern. In diesem Fall wird bei der Vorrichtung für das ange
triebene Rad der Öffnungsabschnitt an der innen liegenden
Seite durch Anbringen einer Verschlusskappe 75 anstelle der
Dichtung 28 verschlossen.
Nachfolgend wird eine Konstruktion beschrieben, mittels derer
die Nabe 10 und der Innenlaufring 80 an einer relativen Dre
hung in Zusamme 07981 00070 552 001000280000000200012000285910787000040 0002010029100 00004 07862nhang mit einer Maßnahme gegen Kriechen zu
hindern.
Eine in Fig. 36 dargestellten Ausführungsform ist so konstru
iert, dass Rillen 76a, 76b in der Innenumfangsfläche des
Innenlaufrings 80 ausgeformt sind. In den Zeichnungen ist der
Fall beispielhaft dargestellt, in dem die Rillen 76a, 76b über
den gesamten Umfang der Innenumfangsfläche des Innenlaufrings
80 vorgesehen werden, um eine verzahnte Bohrung zu bilden. Die
Konstruktion kann so ausgeführt werden, dass ein konvexer Ab
schnitt zwischen den Rillen 76a aus der Oberfläche des Innen
durchmesser des Innenlaufrings. 80 herausragt, wie in Fig. 36A
und 36B dargestellt, oder die Rillen 76b werden in die Ober
fläche des Innendurchmessers des Innenlaufrings 80 eingeformt,
wie in Fig. 36C und 36D dargestellt. In jedem Fall ist die
Konstruktion so ausgeführt, dass beide Elemente an einer re
lativen Drehung gehindert werden, indem sich der Endabschnitt
der Nabe, 10 mittels Wälzverstemmen oder dgl. in die Rillen
76a, 76b des Innenlaufrings 80 schmiegt und durch Verstennen
des Endabschnitts 61 der Nabe 10, um den Innenlaufring 80 zu
fixieren.
Die in Fig. 37 und 38 dargestellten Ausführungsformen sind so
konstruiert, dass Vertiefungsabschnitte 78, 78' mit Umfangs
wandungen 77, 77', von denen der Abstand zu einem axialen Kern
des Innenlaufrings 80 in Umfangsrichtung nicht konstant ist,
an der Stirnfläche des Innenlaufrings 80 vorgesehen sind und
der Endabschnitt 61 der Nabe 10 entlang den Vertiefungsab
schnitten 78, 78' verstemmt wird, um so die Nabe 10 und den
Innenlaufring an einer relativen Drehung zu hindern, womit
eine Maßnahme gegen Kriechen des Innenlaufrings 80 geschaffen
wird.
Insbesondere ist der Vertiefungsabschnitt 78 wie in Fig. 37A
dargestellt so konzipiert, dass die Umfangswandung 77 bezüg
lich der Achse geneigt ist und eine ovale Form hat wie aus
Fig. 37B bekannt. Demzufolge ist die Breite des verstemmten
Endabschnitts 61 in Umfangsrichtung nicht konstant. Der in
Fig. 38A dargestellten Vertiefungsabschnitt 78' ist so konzi
piert, dass die Umfangswandung 77' parallel zu Achse verläuft
und eine ovale Form hat wie aus Fig. 38B bekannt ist. Demzu
folge ist die Breite des verstemmten Endabschnitts 61 in Um
fangsrichtung nicht konstant, wie in Fig. 38C und 38D darge
stellt ist.
Da wie oben erwähnt die gewünschte Wirkung erzielt werden
kann, wenn der Abstand zwischen den Umfangswandungen 77, 77'
und dem axialen Kern des Innenlaufrings 80 in Umfangsrichtung
nicht konstant ist, ist die Kontur der Vertiefungsabschnitte
78, 78' nicht auf die dargestellte ovale Form begrenzt und
kann eine beliebige Form wie eine ungleichmäßige Form ver
schieden von einer perfekt runden Form, eine vieleckige Form
oder dgl. haben. Da selbst bei einer perfekt runden Form der
Abstand der Umfangswandung vom axialen Kern des Innenlaufrings
80 in Umfangsrichtung durch die Exzentrizität des axialen
Kerns des Innenlaufrings 80 nicht konstant ist, kann diese
Konstruktion angewendet werden.
Die in Fig. 39 und 40 dargestellten Ausführungsformen sind so
konstruiert, dass die Nabe 10 und der Innenlaufring 80 durch
Verstemmen den Innenlaufrings 80 über ein unabhängiges Ele
ment, d. h. einen Abstandsring 79 mit zwei Oberflächenbreiten,
fixiert werden, wodurch Kriechen des Innenlaufrings 80 verhin
dert wird. Wie in Fig. 40 dargestellt, sind auf der Außenum
fangsfläche des Endabschnitts des Stufenabschnitts 59 mit
kleinem Durchmesser der Nabe 10 und auf der Außenumfangsfläche
des Innenlaufrings 80 ebene Oberflächen 81, 82 vorgesehen, die
durch zwei Abflachungen gebildet werden, und entsprechende
ebene Oberflächen 83, 84 sind an einem Innenumfangsabschnitt
und einem Außenumfangsabschnitt des Abstandsrings 79 vorgese
hen.
Der Innenlaufring 80 wird auf der Nabe 10 angebracht, danach
der Abstandsring 79, wobei die ebene Oberfläche 83 des Innen
umfangsabschnitts in Eingriff mit der ebenen Oberfläche 81 der
Nabe 10 und die ebene Oberfläche 84 des Außenumfangsabschnitts
mit der ebenen Oberfläche 82 des Innenlaufrings 80 gebracht
wird. Danach wird wie in Fig. 39A dargestellt der Endabschnitt
61 der Nabe 10 verstemmt, und der Innenlaufring 80 wird über
den Abstandsring 79 fixiert.
Die dargestellte Ausführungsform zeigt beispielhaft den Fall,
in dem ein Paar ebene Oberflächen an einander diametral gegen
über liegenden Stellen angeordnet werden; sie können jedoch
auch an einem oder an drei Abschnitten vorgesehen werden, wenn
dies zum Verhindern der relativen Drehung zwischen der Nabe 10
und dem Innenlaufring 80 erforderlich ist, wobei es außerdem
nicht notwendig ist, sie stets auf symmetrische Weise anzuord
nen. Des weiteren können die ebene Oberfläche 83 des Innenum
fangsabschnitts und die ebene Oberfläche 84 des Außenumfangs
abschnitts des Abstandsrings 79 in einer anderen Phase zusätz
lich zur Anordnung in der dargestellten Phase angeordnet wer
den. Als modifizierte Ausführungsform des Abstandsrings 79 ist
es möglich, einen Kautschukmagneten 85 und einen pulsierenden
Ring 86 wie ein Zahnrad oder dgl. anzubringen wie dies bei
spielhaft in Fig. 39B und 39C dargestellt ist.
Eine in Fig. 41 dargestellte Ausführungsform ist so konstru
iert, dass die Tiefe h des dünnen Zylinderabschnitts 61' des
axialen Endes flacher ausgeführt wird als eine Position a, an
der die Lastbeaufschlagungslinie des Wälzelements 29 auf die
Innenlaufbahn 42 des Innenlaufrings 80 die Oberfläche des
Innendurchmesser des Innenlaufrings 80 schneidet. Da der dünne
verstemmte Abschnitt an einer Position außerhalb der Lastbe
aufschlagungslinie angeordnet ist, ist er demzufolge geeignet,
die gewünschte Steifigkeit aufrechtzuerhalten und Kriechen des
Innenlaufrings 80 zu verhindern.
Fig. 41A zeigt den Fall der Vorrichtung für das angetriebene
Rad, die so konstruiert ist, dass ein Vertiefungsabschnitt mit
der Tiefe h im Endabschnitt der massiven Nabe 10 vorgesehen
wird, wie mit der strichpunktierten Linie dargestellt, um den
dünnen Zylinderabschnitt 61' zu bilden, und der dünne Zylin
derabschnitt 61' verstemmt wird wie mit der durchgezogenen
Linie dargestellt. Fig. 41B zeigt den Fall der Vorrichtung für
das Antriebsrad, die so konstruiert ist, dass der dünne Zylin
derabschnitt 61' mit der Tiefe h im Endabschnitt der Nabe 10
vorgesehen ist, wie mit der strichpunktierten Linie darge
stellt ist und der dünne Zylinderabschnitt 61' verstemmt wird
wie mit der durchgezogenen Linie dargestellt. Der Winkel, der
von der Lastbeaufschlagungslinie und der Mittellinie des
Wälzelements eingeschlossen ist, ist der Berührungswinkel α,
der z. B. ca. 30° bis 40° beträgt.
Claims (49)
1. Lagervorrichtung für ein Rad, die folgendes aufweist:
eine Nabe, ein Gleichlaufgelenk und ein Lager, wobei diese Elemente vereint sind und
mindestens eine Doppelreihe Innenlaufbahnen des Lager, die integral mit einem äußeren Gelenkelement des Gleichlaufgelenks ausgeformt werden,
wobei die Nabe und das äußere Gelenkelement zusammengepasst werden und der zusammengepasste Abschnitt durch Verstemmen zu mindest teilweise aufgeweitet oder eingeschnürt wird.
eine Nabe, ein Gleichlaufgelenk und ein Lager, wobei diese Elemente vereint sind und
mindestens eine Doppelreihe Innenlaufbahnen des Lager, die integral mit einem äußeren Gelenkelement des Gleichlaufgelenks ausgeformt werden,
wobei die Nabe und das äußere Gelenkelement zusammengepasst werden und der zusammengepasste Abschnitt durch Verstemmen zu mindest teilweise aufgeweitet oder eingeschnürt wird.
2. Lagervorrichtung für ein Rad nach Anspruch 1, bei der ein
ungleichmäßiger Abschnitt auf einer oder beiden der Passflä
chen der Nabe und des äußeren Gelenkelements ausgebildet ist.
3. Lagervorrichtung für ein Rad nach Anspruch 2, bei der der
ungleichmäßige Abschnitt einer Härtung mittels einer Oberflä
chenbehandlung unterzogen wird.
4. Lagervorrichtung für ein Rad nach einem der Ansprüche 1
bis 3, bei der ein Endabschnitt in axialer Richtung des Pass
abschnitts verschweißt ist.
5. Lagervorrichtung für ein Rad nach einem der Ansprüche 1
bis 4, bei der ein Kegelwinkel, durch den der Durchmesser der
axialen Stirnseite vergrößert wird, auf die Passfläche der
Nabe oder die Passfläche des äußeren Gelenkelements angewendet
wird.
6. Lagervorrichtung für ein Rad nach einem der Ansprüche 1
bis 5, bei der auf der Passfläche der Nabe oder der Passfläche
des äußeren Gelenkelements ein Vorsprung vorgesehen wird.
7. Lagervorrichtung für ein Rad nach einem der Ansprüche 1
bis 6, bei der die Querschnittsform der zusammengepassten
Passflächen der Nabe und des äußeren Gelenkelements eine Viel
eck- oder Verzahnungsform hat.
8. Lagervorrichtung für ein Rad nach einem der Ansprüche 1
bis 7, bei der ein Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser
der Nabe in eine Durchgangsbohrung des äußeren Gelenkelements
eingepasst wird.
9. Lagervorrichtung für ein Rad nach einem der Ansprüche 1
bis 7, bei der ein Schaftabschnitt des äußeren Gelenkelements,
in dem mindestens ein axialer Endabschnitt in Form eines Hohl
zylinders ausgebildet ist, in die Durchgangsbohrung der Nabe
eingepasst wird.
10. Lagervorrichtung für ein Rad nach Anspruch 9, bei der
eine Schelle an einem aus der Nabe herausragenden Endabschnitt
des Schaftabschnitts befestigt ist.
11. Lagervorrichtung für ein Rad nach Anspruch 9, bei der der
axiale Endabschnitt des Schaftabschnitts im äußeren Gelenkele
ment mit der Stirnfläche der Nabe verstemmt ist.
12. Lagervorrichtung für ein Rad nach einem der Ansprüche 9
bis 11, bei der ein Verstärkungselement mit Presspassung in
den hohlen Abschnitt des Schaftabschnitts eingesetzt wird.
13. Lagervorrichtung für ein Rad nach einem der Ansprüche 9
bis 12, bei der eine mit dem Boden des Öffnungsabschnitts in
Verbindung stehende Durchgangsbohrung im Schaftabschnitt des
äußeren Gelenkelements vorgesehen wird.
14. Lagervorrichtung für ein Rad nach Anspruch 13, bei der
ein Kühlrippenelement innerhalb des Schaftabschnitts ange
bracht ist.
15. Lagervorrichtung für ein Rad nach Anspruch 1, bei der die
Querschnittsform der zusammengepassten Passflächen der Nabe
und des äußeren Gelenkelements, die miteinander an einer axia
len Position zusammengepasst werden, eine Vieleck- oder Ver
zahnungsform ist die verschieden vom aufzuweitenden oder ein
zuschnürenden Passabschnitt ist.
16. Lagervorrichtung für ein Rad nach Anspruch 14 oder 15,
bei der ein Bereich, der der axialen Stirnseite näher liegt
als der Verzahnungsbereich des Schaftabschnitts im äußeren
Gelenkelement durch Verstemmen aufgeweitet wird.
17. Lagervorrichtung für ein Rad nach Anspruch 16, bei der
sich der verstemmte Abschnitt teilweise zum Verzahnungsab
schnitt erstreckt.
18. Lagervorrichtung für ein Rad nach Anspruch 16 oder 17,
bei der Verzahnungsabschnitt dass Schaftabschnitts durch Ver
stemmen aufgeweitet wird.
19. Lagervorrichtung für ein Rad nach Anspruch 16, bei der
ein vom Verzahnungsabschnitt des Schaftabschnitts in den
verstemmten Abschnitt übergehender Abschnitt allmählich auf
geweitet wird.
20. Lagervorrichtung für ein Rad nach Anspruch 16, bei der
ein Abstandsring zwischen den Passflächen des Schaftabschnitts
und der Nabe angeordnet wird.
21. Lagervorrichtung für ein Rad nach Anspruch 20, bei der
eine ungleichmäßige Ausbildung auf einer Außenumfangsfläche
des Schaftabschnitt, einer Innenumfangsfläche des Abstands
rings oder auf beiden diesen Flächen vorgesehen wird.
22. Lagervorrichtung für ein Rad nach Anspruch 20 oder 21,
bei der eine ungleichmäßige Ausbildung auf einer Außenum
fangsfläche des Abstandsrings, einer Innenumfangsfläche der
Nabe oder auf beiden diesen Flächen vorgesehen wird.
23. Lagervorrichtung für ein Rad nach Anspruch 16, bei der
eine Ringnut in einer Innenumfangsfläche der Nabe vorgesehen
ist, in die sich ein bauchiger Abschnitt des Schaftabschnitts
im äußeren Gelenkelement schmiegt.
24. Verfahren zur Herstellung einer Lagervorrichtung für ein
Rad, die eine Nabe, ein Gleichlaufgelenk und ein Lager auf
weist, wobei diese Element vereint sind; sowie
mindestens eine Doppelreihe Innenlaufbahnen des Lagers, die
integral mit einem äußeren Gelenkelement des Gleichlaufgelenks
ausgeformt sind,
bei dem ein Schaftabschnitt des äußeren Gelenkelements in eine
Durchgangsbohrung der Nabe eingepasst wird; und
danach ein Passabschnitt des Schaftabschnitts durch Verstemmen
aufgeweitet wird.
25. Verfahren zur Herstellung einer Lagervorrichtung für ein
Rad, die eine Nabe, ein Gleichlaufgelenk und ein Lager auf
weist, wobei diese Element vereint sind; sowie
mindestens eine Doppelreihe Innenlaufbahnen des Lagers, die
integral mit einem äußeren Gelenkelement des Gleichlaufgelenks
ausgeformt sind,
bei dem ein Zylinderabschnitt der Nabe in einen hohlen Ab
schnitt des äußeren Gelenkelements eingepasst wird; und
danach ein Passabschnitt der Nabe durch Verstemmen aufgeweitet
wird.
26. Verfahren zur Herstellung einer Lagervorrichtung für ein
Rad, die eine Nabe, ein Gleichlaufgelenk und ein Lager auf
weist, wobei diese Element vereint sind; sowie
mindestens eine Doppelreihe Innenlaufbahnen des Lagers, die
integral mit einem äußeren Gelenkelement des Gleichlaufgelenks
ausgeformt sind,
bei dem ein Schaftabschnitt des äußeren Gelenkelements in eine
Durchgangsbohrung der Nabe eingepasst wird; und
danach ein Passabschnitt der Nabe durch Verstemmen einge
schnürt wird.
27. Verfahren zur Herstellung einer Lagervorrichtung für ein
Rad, die eine Nabe, ein Gleichlaufgelenk und ein Lager auf
weist, wobei diese Element vereint sind; sowie
mindestens eine Doppelreihe Innenlaufbahnen des Lagers, die
integral mit einem äußeren Gelenkelement des Gleichlaufgelenks
ausgeformt sind,
bei dem ein Zylinderabschnitt der Nabe in einen hohlen Ab
schnitt des äußeren Gelenkelements eingepasst wird; und
danach ein Passabschnitt des äußeren Gelenkelements durch
Verstemmen eingeschnürt wird.
28. Lagervorrichtung für ein Rad, die folgendes aufweist:
ein äußeres Element mit einem Flansch zur Lagerung einer Fahr zeugkarosserie und Doppelreihen Außenlaufbahnen,
eine Nabe mit einer Innenlaufbahn gegenüber einer der Doppel reihen Außenlaufbahnen des äußeren Elements und einen Auf nahmeflansch für das Rad;
einen Innenlaufring mit einer Innenlaufbahn gegenüber einer anderen der Doppelreihen Außenlaufbahnen des äußeren Elements, der auf der Nabe sitzt; und
Doppelreihen Kugeln, die zwischen den Außenlaufbahnen des äußeren Elements und der Innenlaufbahn der Nabe bzw. des Innenlaufrings angeordnet sind;
wobei ein ungleichmäßiger Abschnitt auf entweder der Pass fläche der Nabe oder des Innen Laufrings oder auf beiden aus gebildet wird und sowohl die Nabe als auch der Innenlaufring miteinander plastisch verbunden werden, indem die Passab schnitte aufgeweitet oder eingeschnürt werden.
ein äußeres Element mit einem Flansch zur Lagerung einer Fahr zeugkarosserie und Doppelreihen Außenlaufbahnen,
eine Nabe mit einer Innenlaufbahn gegenüber einer der Doppel reihen Außenlaufbahnen des äußeren Elements und einen Auf nahmeflansch für das Rad;
einen Innenlaufring mit einer Innenlaufbahn gegenüber einer anderen der Doppelreihen Außenlaufbahnen des äußeren Elements, der auf der Nabe sitzt; und
Doppelreihen Kugeln, die zwischen den Außenlaufbahnen des äußeren Elements und der Innenlaufbahn der Nabe bzw. des Innenlaufrings angeordnet sind;
wobei ein ungleichmäßiger Abschnitt auf entweder der Pass fläche der Nabe oder des Innen Laufrings oder auf beiden aus gebildet wird und sowohl die Nabe als auch der Innenlaufring miteinander plastisch verbunden werden, indem die Passab schnitte aufgeweitet oder eingeschnürt werden.
29. Lagervorrichtung für ein Rad nach Anspruch 28, bei der
ein Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser in einem Ende
der Nabe ausgeformt ist und ein Innenlaufring auf einer
Außenumfangsfläche des Zylinderabschnitts mit kleinem Durch
messer sitzt.
30. Lagervorrichtung für ein Rad nach Anspruch 28, bei der
ein Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser in einem Ende
des Innenlaufrings ausgeformt ist und die Nabe auf einer
Außenumfangsfläche des Zylinderabschnitts mit kleinem Durch
messer sitzt.
31. Lagervorrichtung für ein Rad nach einem der Ansprüche 28
bis 30, bei der ein inneres Passelement eine axiale Durch
gangsbohrung hat.
32. Lagervorrichtung für ein Rad nach einem der Ansprüche 28
bis 31, bei der ein verstemmter Abschnitt zwischen der Nabe
und dem Innenlaufring einer Härtung mittels einer Oberflächen
behandlung unterzogen wird.
33. Lagervorrichtung für ein Rad nach einem der Ansprüche 28
bis 32, bei der die Endabschnitte der Passabschnitte der Nabe
und des Innenlaufrings verschweißt sind.
34. Lagervorrichtung für ein Rad nach einem der Ansprüche 28
bis 32, bei der eine Schelle an Endabschnitt des inneren Pass
elements befestigt ist, um die Nabe in axialer Richtung am
Innenlaufring zu fixieren.
35. Lagervorrichtung für ein Rad nach einem der Ansprüche 28
bis 34, bei der ein Verstärkungselement mit Presssitz in den
verstemmten Abschnitt zwischen der Nabe und dem Innenlaufring
eingesetzt wird.
36. Verfahren zur Herstellung einer Lagervorrichtung für ein
Rad nach einem der Ansprüche 28 bis 35, das folgende Schritte
aufweist:
Zusammenpassen der Nabe und des Innenlaufrings; und
anschließendes Aufweiten des Passabschnitts eines inneren Passelements.
Zusammenpassen der Nabe und des Innenlaufrings; und
anschließendes Aufweiten des Passabschnitts eines inneren Passelements.
37. Verfahren zur Herstellung einer Lagervorrichtung für ein
Rad nach einem der Ansprüche 28 bis 35, das folgende Schritte
aufweist:
Zusammenpassen der Nabe und des Innenlaufrings; und
anschließendes Einschnüren des Passabschnitts eines äußeren Passelements.
Zusammenpassen der Nabe und des Innenlaufrings; und
anschließendes Einschnüren des Passabschnitts eines äußeren Passelements.
38. Lagervorrichtung für ein Rad, die folgendes aufweist:
ein äußeres Element mit einem Flansch zur Lagerung einer Fahrzeugkarosserie und Doppelreihen Außenlaufbahnen,
eine Nabe mit einer Innenlaufbahn gegenüber einer der Doppel reihen Außenlaufbahnen des äußeren Elements und einen Auf nahmeflansch für das Rad;
einen Innenlaufring mit einer Innenlaufbahn gegenüber einer anderen der Doppelreihen Außenlaufbahnen des äußeren Elements,
ein äußeres Gelenkelement des Gleichlaufgelenks, das auf der Nabe und dem Innenlaufring sitzt; und
Doppelreihen Kugeln, die zwischen den Außenlaufbahnen des äußeren Elements und der Innen Laufbahn der Nabe bzw. des Innenlaufrings angeordnet sind;
wobei ein ungleichmäßiger Abschnitt auf entweder der Pass fläche der Nabe oder des äußeren Gelenkelements oder auf beiden ausgebildet wird, und sowohl die Nabe als auch das äußere Gelenkelement miteinander plastisch verbunden werden, indem die Passabschnitte aufgeweitet oder eingeschnürt werden.
ein äußeres Element mit einem Flansch zur Lagerung einer Fahrzeugkarosserie und Doppelreihen Außenlaufbahnen,
eine Nabe mit einer Innenlaufbahn gegenüber einer der Doppel reihen Außenlaufbahnen des äußeren Elements und einen Auf nahmeflansch für das Rad;
einen Innenlaufring mit einer Innenlaufbahn gegenüber einer anderen der Doppelreihen Außenlaufbahnen des äußeren Elements,
ein äußeres Gelenkelement des Gleichlaufgelenks, das auf der Nabe und dem Innenlaufring sitzt; und
Doppelreihen Kugeln, die zwischen den Außenlaufbahnen des äußeren Elements und der Innen Laufbahn der Nabe bzw. des Innenlaufrings angeordnet sind;
wobei ein ungleichmäßiger Abschnitt auf entweder der Pass fläche der Nabe oder des äußeren Gelenkelements oder auf beiden ausgebildet wird, und sowohl die Nabe als auch das äußere Gelenkelement miteinander plastisch verbunden werden, indem die Passabschnitte aufgeweitet oder eingeschnürt werden.
39. Lagervorrichtung für ein Rad, die folgendes aufweist:
ein äußeres Element mit einem Flansch zur Lagerung einer Fahr zeugkarosserie und Doppelreihen Außenlaufbahnen auf einer Innenumfangsfläche desselben,
eine Nabe mit einem Flansch zur Lagerung des Rades an einer außen liegenden Seite, die so konstruiert ist, dass ein Innen laufring mit Presssitz in einer innen liegenden Seite einge setzt wird, direkt eine Innenlaufbahn in einer außenliegenden Seite der Doppelreihen Innenlaufbahnen gegenüber den Doppel reihen Außenlaufbahnen im äußeren Element auf einer Außenum fangsfläche und eine Innenlaufbahn auf der innen liegenden Seite des Innenlaufrings bildet;
Doppelreihen Wälzelemente, die zwischen den Außenlaufbahnen des äußeren Elements und der Innenlaufbahn der Nabe bzw. des Innenlaufrings angeordnet sind;
der innen liegende Endabschnitt der Nabe mit der Seite des Außendurchmesser so verstemmt wird, dass der Innenlaufring fixiert wird,
wobei eine Einrichtung zum Verhindern einer relativen Drehung durch direkten oder indirekten. Eingriff der Nabe mit dem Innenlaufring bereitgestellt wird.
ein äußeres Element mit einem Flansch zur Lagerung einer Fahr zeugkarosserie und Doppelreihen Außenlaufbahnen auf einer Innenumfangsfläche desselben,
eine Nabe mit einem Flansch zur Lagerung des Rades an einer außen liegenden Seite, die so konstruiert ist, dass ein Innen laufring mit Presssitz in einer innen liegenden Seite einge setzt wird, direkt eine Innenlaufbahn in einer außenliegenden Seite der Doppelreihen Innenlaufbahnen gegenüber den Doppel reihen Außenlaufbahnen im äußeren Element auf einer Außenum fangsfläche und eine Innenlaufbahn auf der innen liegenden Seite des Innenlaufrings bildet;
Doppelreihen Wälzelemente, die zwischen den Außenlaufbahnen des äußeren Elements und der Innenlaufbahn der Nabe bzw. des Innenlaufrings angeordnet sind;
der innen liegende Endabschnitt der Nabe mit der Seite des Außendurchmesser so verstemmt wird, dass der Innenlaufring fixiert wird,
wobei eine Einrichtung zum Verhindern einer relativen Drehung durch direkten oder indirekten. Eingriff der Nabe mit dem Innenlaufring bereitgestellt wird.
40. Lagervorrichtung für ein Rad nach Anspruch 39, bei der
diese Verhinderungseinrichtung eine im Innendurchmesser des
stirnseitigen Abschnitts des Innenlaufrings vorgesehene Rille
ist.
41. Lagervorrichtung für ein Rad nach Anspruch 39, bei der
diese Verhinderungseinrichtung ein im stirnseitigen Abschnitt
des Innenlaufrings vorgesehener Vertiefungsabschnitt ist, der
eine Umfangswandung hat, deren Abstand zum axialen Kern des
Innenlaufrings in Umfangsrichtung nicht konstant ist.
42. Lagervorrichtung für ein Rad nach Anspruch 41, bei der
die Kontur der Umfangswandung von ovaler Form ist.
43. Lagervorrichtung für ein Rad nach Anspruch 41, bei der
die Kontur der Umfangswandung perfekt rund und konzentrisch
zum axialen Kern des Innenlaufrings ist.
44. Lagervorrichtung für ein Rad nach Anspruch 39, bei der
diese Verhinderungseinrichtung einen Abstandsring enthält, der
zwischen dem verstemmten Abschnitt der Nabe und dem Innenlauf
ring angeordnet ist, wobei der Abstandsring sowohl mit der
Nabe als auch mit dem Innenlaufring in Eingriff steht.
45. Lagervorrichtung für ein Rad nach Anspruch 44, bei der
der Abstandsring eine Ringform hat und eine ebene Oberfläche
aufweist, die mit einer im Außenumfangsabschnitt der Nabe in
einem Innenumfangsabschnitt derselben ausgeformten ebenen
Fläche in Eingriff steht, sowie eine ebene Oberfläche, die mit
einer im Außenumfangsabschnitt des Innenlaufrings in einem
Außenumfangsabschnitt desselben ausgeformten ebenen Fläche in
Eingriff steht.
46. Lagervorrichtung für ein Rad nach einem der Ansprüche 39
bis 45, bei der das äußere Gelenkelement des Gleichlaufgelenks
mit der Nabe verbunden wird.
47. Lagervorrichtung für ein Rad nach Anspruch 46, bei der
das äußere Gelenkelement mit der Nabe über eine in deren
Schaftabschnitt ausgeformte Keilverzahnung verbunden wird, und
die Nabe und das äußere Gelenkelement zusammen fixiert werden,
indem eine Mutter auf ein im Schaftabschnitt ausgeformtes Ge
winde geschraubt wird.
48. Lagervorrichtung für ein Rad nach Anspruch 46 oder 47,
bei der ein ringförmiger Vertiefungsabschnitt zur Aufnahme
eines verstemmten Endabschnitts der Nabe im Innendurchmesser
einer Schulterfläche des äußeren Gelenkelements ausgeformt
ist.
49. Lagervorrichtung für ein Rad nach einem der Ansprüche 39
bis 48, bei der ein inneres Ende eines in einem innen liegen
den Endabschnitt der Nabe ausgeformten dünnen Zylinderab
schnitts näher an der axialen Stirnseite liegt als ein
Schnittpunkt zwischen einer Lastbeaufschlagungslinie des
Wälzelements der innenliegenden Seite und einer Innendurch
messerfläche des Innenlaufrings.
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