DE10066513B3

DE10066513B3 - Verfahren zur Steuerung eines Lagerspiels bei einer Lageranordnung eines Rads

Info

Publication number: DE10066513B3
Application number: DE10066513.6A
Authority: DE
Inventors: Eiji Tajima; Koji Sahashi; Nobuyoshi Yamashita; Keisuke Sone; Kazuhiko Hozumi; Yutaka Yamauchi; Masahiro Ozawa; Akira Torii; Motoharu Niki; Masuo Takaki; Masayuki Kuroda
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1999-09-22
Filing date: 2000-09-22
Publication date: 2017-07-20
Anticipated expiration: 2020-09-23
Also published as: US20030039423A1; US6637944B2; US6729769B2; DE10047125A1; US6491440B1; US20030048967A1

Abstract

Verfahren zur Steuerung eines Lagerspiels bei einer Lageranordnung eines Rads, bestehend aus: einem äußeren Element (10), das an einem Außenumfang einen ersten Flansch (14) zur Befestigung an einer Karosserie und an einem Innenumfang zwei Reihen von äußeren Laufrillen (12) aufweist; einem inneren Element (Achse) (20), das auf einem Außenumfang einen zweiten Flansch (24) zur Befestigung eines Rads und auf einem Außenumfang zwei Reihen von inneren Laufrillen (22, 32) aufweist; zwei Reihen von Wälzkörpern (40), die zwischen den inneren und äußeren Laufrillen (12; 22, 32) angeordnet sind; wobei das innere Element (20) sich zusammensetzt aus einer Radnabe mit dem zweiten Flansch (24) und einem inneren Laufring (30), der durch Presspassung auf die Radnabe aufgebracht und durch Verstemmen (28, 29) am Endbereich der Radnabe befestigt wird; wobei das Verfahren aus folgenden Schritten besteht: vorübergehendes Stoppen eines Presspassungsvorganges in einem Zustand, in dem der axiale Lagerspalt positiv ist, Messen einer axialen Größe T0 zwischen einer Bezugsfläche (34) des inneren Laufrings (30) und einer Bezugsfläche (24‘) des inneren Elements (20) und eines ursprünglichen axialen Lagerspalts δ0; kontinuierliche Bildung der Presspassung des inneren Laufrings (30); Messen einer axialen Größe T1 zwischen der Bezugsfläche (34) des inneren Laufrings (30) und der ...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung eines Lagerspiels bei einer Lageranordnung eines Rads und aus der betreffenden Lageranordnung.
Ausgangspunkt der Erfindung ist gemäß 1 der Aufbau einer Vorlast-Überwachungsvorrichtung, die an einem kombinierten Lager 1 befestigt ist. Eine Vorlast-Überwachungsvorrichtung 4 weist ein Zahnrad 5 auf, an dem ein Gummielement, das mit einer Seitenfläche eines äußeren Laufrings 2 oberhalb eines Flanschbereichs 2a in Kontakt ist, befestigt ist, ein Zahnrad 6, das den äußeren Laufring in Drehung versetzt und mit dem Zahnrad 5 kämmt, einen Motor 7, welcher das Zahnrad 6 in Drehung versetzt und antreibt, eine Drehmomenterfassungseinrichtung 8, welche ein Drehmoment des Motors 7 erfasst und eine Befestigungsvorrichtung 9, welche das erfasste Drehmoment mit einem vorbestimmten Wert vergleicht. Als Drehmomenterfassungseinrichtung 8 wird ein Wattstundenzähler verwendet.
Die Vorlast-Überwachungsvorrichtung 4 treibt den Motor 7 an, versetzt den äußeren Laufring 2 über die Zahnräder 6 und 5 in Drehung, erfasst ein Drehmoment des äußeren Laufrings 2 durch die Drehmomenterfassungseinrichtung, misst eine Vorlast auf der Basis des erfassten Drehmoments und bewegt eine Schwing-Verstemmvorrichtung 3 zurück, wenn die gemessene Vorlast einen vorbestimmten Wert erreicht, d.h. eine Vorlast, die für das kombinierte Lager 1 geeignet ist. Dann betätigt die Vorlast-Überwachungsvorrichtung 4, dass der Betrag der Vorlast geeignet ist, indem sie nach der Beendigung des Verstemmvorgangs durch die Schwing-Verstemmvorrichtung 3 das Drehmoment überwacht.
2 ist eine graphische Darstellung, aus der die Änderung einer Position A und eines Drehmoments T (vertikale Achse) eines Verstemm-Stempels (3a) der Schwing-Stemmvorrichtung 3 in Bezug auf die Verstemmzeit t (horizontale Achse) ersichtlich ist. Wenn die Position A des Verstemm-Stempels 3a der Schwing-Stemmvorrichtung 3 allmählich abgesenkt wird, um den Verstemmvorgang zu starten, wird nach einem bestimmten Zeitpunkt t₀ eine Vorlast auf das kombinierte Lager 1 ausgeübt und das Drehmoment T beginnt, sich zu verändern. Wenn der Umfang der Veränderung einen vorbestimmten Betrag δ erreicht (zu einem Zeitpunkt t₁), wird festgestellt, dass die für das kombinierte Lager 1 geeignete Vorlast angelegt ist und der Verstemmvorgang wird beendet. Der Verstemm-Stempel 3a kehrt aus der Position A wieder in die Ausgangsposition zurück.
Bei der vorgenannten herkömmlichen Technik ist es nicht möglich, anhand eines Betrags einer Vorlast direkt zu erkennen, wie groß die tatsächlich angelegte Vorlast ist, nachdem der Verstemmvorgang vollendet wurde. Wenn ein Punkt, an dem sich das Drehmoment ändert, als gegeben angenommen und der Beginn der Ausübung der Vorlast erfasst wird, hängt das Drehmoment von der Drehzahl ab und die Varianz des Drehmoments ist groß, so dass es unmöglich ist, den genauen Betrag der Vorlast zu messen. Bei dem kombinierten Lager 1 gemäß 1 ist die Dichtung angebracht, wobei jedoch das Drehmoment abhängig davon verändert wird, ob die Dichtung angebracht ist oder nicht, selbst wenn der Betrag der Vorlast gleich ist.
Aus der DE 44 98 220 T1 ist eine Achslageranordnung und ein Verfahren zum Messen eines Lagerspiels bekannt, bei dem ein Lagerinnenring mittels Presspassung am Schulterbereich der Achse anliegend befestigt und in dieser Position das Lagerspiel negativ definiert ist.
Die GB 23 20 066 A beschreibt ein Verfahren zum Messen der Vorlast eines zweireihigen Rollenlagers, bei dem bestimmte geometrische Abmessungen des Lagers vor und nach dem Aufbringen einer Lagerlast erfasst und verglichen werden.
In der GB 22 86 246 A wird ein Messverfahren zur Bestimmung der Vorlast eines zweireihigen Lagers beschrieben, bei dem aus zwei Versatzwerten des äußeren Lagerings zum inneren Lagerring bzw. dem gegen die Wälzkörper vorgespannten Innenring ein negativer Spalt ermittelt wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Spiel zu steuern, in dem ein axiales Lagerspiel, das in direktem Verhältnis zum Betrag einer Vorlast steht, tatsächlich gemessen wird, anstatt indirekt den Betrag der Vorlast auf der Basis eines Drehmoments oder ähnlichen zu erfassen, um eine Lageranordnung eines Rades zu schaffen, bei dem eine angemessene Vorlast gewährleistet ist.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Lageranordnung eines Rads, bei der eine angemessene Vorlast gewährleistet wird, indem ein negatives axiales Lagerspiel auf der Basis des Werts gesteuert wird, der während des Arbeitsschritts, bei dem die Lageranordnung des Rads montiert wird, tatsächlich gemessen wird. Die Steuerung des Spiels gemäß der vorliegenden Erfindung basiert auf der nachfolgend erläuterten Grundidee: Zunächst wird bei der Montage der Lageranordnung des Rads die Bildung der Presspassung vorübergehend gestoppt, und zwar in der Mitte des Arbeitsschritts, bei dem ein inneres Element (eine Achse und ein inneres Laufrad oder die Achse und ein äußeres Gelenkelement) eine Presspassung erfährt, und ein axiales Lagerspiel δ₀ sowie eine Montagebreite T₀ zwischen der Achse und dem inneren Laufrad oder dem äußeren Gelenkelement werden gemessen.
Dann wird die Bildung der Presspassung fortgesetzt, eine Montagebreite T₁ wird gemessen, wenn die Presspassung vollendet ist, und ein axiales Lagerspiel δ₁ = δ₀ – (T₀ – T₁) wird bestimmt. Dann folgt ein Verstemmvorgang, und eine Montagebreite T₂ wird nach dem Verstemmvorgang gemessen. Da das axiale Lagerspiel aufgrund des Verstemmvorgangs reduziert wird, erhöht sich jedoch der Betrag der Vorlast, wobei der Betrag der Verringerung des Spalts (Betrag der Erhöhung der Vorlast) durch die Formel T₁ – T₂ ausgedrückt werden kann. Das axiale Lagerspiel δ₂ (Betrag der Vorlast) bei einem fertig montierten Produkt, bei dem der Verstemmvorgang vollendet ist, kann mit Hilfe der Formel δ₂ = δ₁ + (T₁ – T₂) bestimmt werden.
Da die Vorlast gesteuert wird, indem die Montagebreiten T₀, T₁ und T₂ sowie das anfängliche axiale Lagerspiel δ₀ während der Montage der Lageranordnung des Rads tatsächlich gemessen werden, ist es möglich, bei allen Produkten eine angemessene Vorlast zu steuern bzw. zu gewährleisten, was bedeutet, dass die Zuverlässigkeit des Produkts deutlich verbessert werden kann. Da bei der Lageranordnung des Rads gemäß der vorliegenden Erfindung der Betrag der Vorlast (der axiale Lagerspalt) direkt gemessen werden kann, anstatt das Drehmoment umzurechnen und so indirekt den Betrag der Vorlast zu erfassen, wie es bei der vorgenannten herkömmlichen Konstruktion nach dem Stand der Technik der Fall ist, ist es demzufolge möglich, den Betrag der Vorlast bei allen Produkten während des Verfahrens zu 100% zu steuern und damit eine entsprechende Lieferqualität zu gewährleisten, so dass auch ein hohes Maß an Zuverlässigkeit geschaffen werden kann. Da in diesem Fall das innere Laufrad nicht nur in axialer Richtung verformt wird, sondern auch in radialer Richtung, was den axialen Lagerspalt beeinflusst, wenn das innere Laufrad durch den Verstemmvorgang befestigt wird, kann eine genauere Steuerung des Spiels erreicht werden, indem vorher ein Betrag der Verformung des vorgenannten inneren Laufrads gemessen wird und der Wert in die axiale Richtung umgewandelt wird, um den Wert zu dem tatsächlich gemessenen Wert des axialen Lagerspiels hinzuzuzählen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht eine Lageranordnung eines Rads aus:
einem äußeren Element, das an einem Außenumfang einen ersten Flansch zur Befestigung an einer Karosserie und an einem Innenumfang zwei Reihen von äußeren Radlaufbahnen aufweist;
einem inneren Element, das auf einem Außenumfang einen zweiten Flansch zur Befestigung eines Rads und auf einem Außenumfang zwei Reihen von inneren Radlaufbahnen aufweist;
zwei Reihen von Wälzkörpern, die zwischen den äußeren und inneren Radlaufbahnen angeordnet sind;
wobei das innere Element sich zusammensetzt aus einer Achse mit dem zweiten Flansch und einem inneren Laufrad, das durch Presspassung auf die Achse aufgebracht und durch Verstemmen am Endbereich der Achse befestigt wird;
und wobei die zwei Reihen von inneren Radlaufbahnen auf die Achse und das innere Laufrad verteilt sind,
wobei ein Lagerspiel tatsächlich gemessen und so gesteuert wird, dass es negativ ist.
Eine Bahn der zwei Reihen von inneren Radlaufbahnen kann direkt auf der äußeren Umfangsfläche der Achse ausgebildet sein.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht ein Verfahren zur Steuerung eines Lagerspiels bei der Lageranordnung des Rads aus:
einem äußeren Element, das an einem Außenumfang einen ersten Flansch zur Befestigung an einer Karosserie und an einem Innenumfang zwei Reihen von äußeren Radlaufbahnen aufweist;
einem inneren Element, das auf einem Außenumfang einen zweiten Flansch zur Befestigung eines Rads und auf einem Außenumfang zwei Reihen von inneren Radlaufbahnen aufweist;
zwei Reihen von Wälzkörpern, die zwischen den äußeren und inneren Radlaufbahnen angeordnet sind;
wobei das innere Element sich zusammensetzt aus einer Achse mit dem zweiten Flansch und einem inneren Rad, das durch Presspassung auf die Achse aufgebracht und durch Verstemmen eines Endbereichs der Achse befestigt wird;
und wobei die zwei Reihen von inneren Radlaufbahnen auf die Achse und das innere Laufrad verteilt sind,
wobei das Verfahren aus folgenden Schritten besteht:
vorübergehendes Stoppen eines Presspassungsvorgangs in einem Zustand, in dem der axiale Lagerspalt positiv ist, und zwar zu einem Zeitpunkt, bei dem das innere Laufrad durch Presspassung an der Achse befestigt wird;
Messen einer axialen Größe T₀ zwischen einer Bezugsfläche der Achse in diesem Zustand und einer Bezugsfläche des inneren Laufrads und eines anfänglichen axialen Lagerspalts δ₀ und kontinuierliche Bildung einer Presspassung des inneren Laufrads;
und Messen einer axialen Größe T₁ zwischen der Bezugsfläche der Achse und der Bezugsfläche des inneren Laufrads nach Vollendung der Presspassung des inneren Laufrads, Bestimmen eines axialen Lagerspalts δ₁ nach Vollendung der Presspassung auf der Basis der Formel δ₁ = δ₀ – (T₀ – T₁), Befestigen des inneren Laufrads durch Verstemmen eines Endbereichs der Achse, Messen einer axialen Größe T₂ zwischen der Bezugsfläche der Achse und der Bezugsfläche des inneren Laufrads nach dem Verstemmen und Bestimmen eines axialen Lagerspalts δ₂ nach dem Verstemmen auf der Basis der Formel δ₂ = δ₁ + (T₁ – T₂).
Die Lageranordnung eines Rads kann aus folgenden Elementen bestehen:
einem äußeren Element, das an einem Außenumfang einen ersten Flansch zur Befestigung an einer Karosserie und an einem Innenumfang zwei Reihen von äußeren Radlaufbahnen aufweist;
einem inneren Element, das auf einem Außenumfang einen zweiten Flansch zur Befestigung eines Rads und auf einem Außenumfang zwei Reihen von inneren Radlaufbahnen aufweist;
zwei Reihen von Wälzkörpern, die zwischen den äußeren und inneren Radlaufbahnen angeordnet sind;
wobei das innere Element sich zusammensetzt aus einer Achse mit dem zweiten Flansch und einem äußeren Gelenkelement eines Doppelgelenks, das zur Achse passt und durch Verstemmen befestigt wird;
und wobei die zwei Reihen von inneren Radlaufbahnen auf die Achse und das äußere Gelenkelement verteilt sind, wobei ein Lagerspiel tatsächlich gemessen und so gesteuert wird, dass es negativ ist.
Eine der beiden Reihen von inneren Radlaufbahnen kann direkt auf dem äußeren Gelenkelement ausgebildet sein.
Eine der beiden Reihen von inneren Radlaufbahnen kann auf einem unabhängigen inneren Laufrad ausgebildet sein, das an dem äußeren Gelenkelement angebracht ist.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung eines Lagerspiels in der vorgenannten Lageranordnung des Rads geschaffen, bestehend aus:
einem äußeren Element, das an einem Außenumfang einen ersten Flansch zur Befestigung an einer Karosserie und an einem Innenumfang zwei Reihen von äußeren Radlaufbahnen aufweist;
einem inneren Element, das auf einem Außenumfang einen zweiten Flansch zur Befestigung eines Rads und auf einem Außenumfang zwei Reihen von inneren Radlaufbahnen aufweist;
zwei Reihen von Wälzkörpern, die zwischen den äußeren und inneren Radlaufbahnen angeordnet sind;
wobei das innere Element sich zusammensetzt aus einer Achse mit dem zweiten Flansch und einem äußeren Gelenkelement eines Doppelgelenks, das zur Achse passt und durch Verstemmen befestigt wird;
und wobei die zwei Reihen von inneren Radlaufbahnen auf die Achse und das äußere Gelenkelement verteilt sind,
wobei das Verfahren aus folgenden Schritten besteht:
vorübergehendes Stoppen eines Presspassungsvorgangs in einem Zustand, in dem der axiale Lagerspalt positiv ist, und zwar zu einem Zeitpunkt, bei dem das innere Element durch Presspassung in dem äußeren Gelenkelement befestigt wird,
Messen einer axialen Größe T₀ zwischen einer Bezugsfläche der Achse und einer Bezugsfläche des äußeren Gelenkelements und eines axialen Lagerspalts δ₀ und kontinuierliche Bildung einer Presspassung;
und Messen einer axialen Größe T₁ zwischen der Bezugsfläche der Achse und der Bezugsfläche des äußeren Gelenkelements nach Vollendung der Presspassung,
Bestimmen eines axialen Spalts δ₁ nach Vollendung der Presspassung auf der Basis der Formel δ₁ = δ₀ – (T₀ – T₁), Befestigen des Elements am äußeren Gelenkelement durch Verstemmen, Messen einer axialen Größe T₂ zwischen der Bezugsfläche der Achse und der Bezugsfläche des äußeren Gelenkelements nach dem Verstemmen, und Bestimmen eines axialen Spalts δ₂ nach dem Verstemmen auf der Basis der Formel δ₂ = δ₁ + (T₁ – T₂).
Die Bezugsfläche der Achse kann auf eine Flanschfläche des zweiten Flansches festgelegt sein, wie in einem achten Aspekt der Erfindung angegeben, und kann auf eine Endfläche der zweiten Flanschseite festgelegt sein, wie in einem neunten Aspekt der Erfindung angegeben.
Die Erfindung war nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Standes der Technik
2 eine graphische Darstellung, aus der die Veränderung einer Verstemmposition A und eines Drehmoments T einer Schwing-Verstemmvorrichtung unter Berücksichtigung einer Verstemmzeit t ersichtlich ist
3 einen Schnitt durch eine Lageranordnung eines Rades gemäß einer Ausfüh rungsform der Erfindung
4 einen Schnitt, aus dem ein Arbeitsschritt der Bildung der Presspassung der Lageranordnung des Rades gemäß 3 ersichtlich ist
5 einen Schnitt zu dem Zeitpunkt, an dem die Presspassung der Lageranordnung des Rades gemäß 3 vollendet ist
6 einen Schnitt ähnlich der nach 3, wobei hier eine Modifikation dargestellt ist
7 einen Schnitt, aus dem ein Arbeitsschritt der Bildung der Presspassung der Lageranordnung des Rades gemäß 6 ersichtlich ist
8 einen Schnitt zu dem Zeitpunkt, an dem die Presspassung der Lageranordnung des Rades gemäß 6 vollendet ist
9 einen Schnitt ähnlich der 6, wobei hier eine weitere Modifikation dargestellt ist
10 einen Schnitt, aus dem ein Arbeitsschritt der Bildung der Presspassung der Lageranordnung des Rades gemäß 9 ersichtlich ist
11 einen Schnitt zu einem Zeitpunkt, an dem die Presspassung der Lageranordnung des Rades gemäß 9 vollendet ist
12 einen Schnitt zur beispielhaften Erläuterung eines Stemmverfahrens
13 einen Schnitt zur beispielhaften Erläuterung eines weiteren Stemmverfahrens.
Eine Lageranordnung eines Rads gemäß 3 setzt sich im Wesentlichen zusammen aus einem äußeren Element 10, auf dessen Innenumfang zwei Reihen von äußeren Radlaufbahnen 12 ausgebildet sind, einem inneren Element 20 und 30, auf dessen Außenumfang zwei Reihen innerer Radlaufbahnen 22 und 32 ausgebildet sind, und aus zwei Reihen von Kugeln 40, die so zwischen der äußeren Radlaufbahn 12 und den inneren Radlaufbahnen 22 und 32 angeordnet sind, dass sie frei rollen können.
Das äußere Element 10 weist einen Flansch 14 auf, der im Außenumfang integriert ist, und es ist über den Flansch 14 an der (nicht dargestellten) Radaufhängung einer Karosserie befestigt. Hier bilden eine Achse 20 und ein innerer Laufring 30 das innere Element 20 und 30. Auf dem Außenumfang einer Endseite der Achse 20 ist ein Flansch 24 zur Befestigung eines Rads (nicht dargestellt) integriert, und eine Nabenschraube 25 zur Befestigung einer Radscheibe ist in Umfangsrichtung des Flansches 24 in gleichmäßigen Abständen angeordnet. Auf der anderen Endseite der Achse 20 ist auf dem Außenumfang ein zylindrischer Bereich 26 kleinen Durchmessers zur Befestigung am inneren Laufrad 30 ausgebildet. Der innere Laufring 30 wird durch Presspassung am zylindrischen Bereich 26 kleinen Durchmessers der Achse 20 befestigt und wird fixiert, wobei eine kleine Endfläche 36 einem Schulterbereich 27 des zylindrischen Bereichs 26 kleinen Durchmessers gegenüberliegt, indem ein Endbereich des zylindrischen Bereichs 26 kleinen Durchmessers verstemmt wird, wie durch das Bezugszeichen 29 dargestellt. Somit wird das innere Element 20 und 30, das in dem Rad integriert ist, drehbar am äußeren Element 10 gestützt.
Obwohl die dargestellte Lageranordnung des Rads für ein angetriebenes Rad vorgesehen ist, kann die Lageranordnung des Rads auch für ein Antriebsrad verwendet werden, indem das Rad 20 und ein Doppelgelenk einstückig ausgebildet werden, wie bei einer nachfolgend erläuterten Ausführungsform. In 3 steht das Bezugszeichen 42 für einen Käfig, der die Kugel 40 hält. Außerdem sind Dichtungen 44 und 46 vorgesehen, um zu verhindern, dass ein in den inneren Bereich des Lagers eingebrachtes Schmiermittel austritt und dass Fremdstoffe, Schmutzwasser o.Ä. von außen eindringen.
Wenn bei der Montage der Lageranordnung des Rads ein axialer Lagerspalt in der Lageranordnung des Rads auf δ2 festgelegt wird, kann der axiale Lagerspalt δ2 auf die nachfolgend erläuterte Weise tatsächlich gemessen werden, ohne ein Drehmoment oder andere Parameter zu Hilfe zu nehmen, obwohl der axiale Lagerspalt δ2 ein negativer Wert ist und nicht direkt gemessen werden kann, so dass eine Vorlast der Lageranordnung des Rads nicht angemessen gesteuert werden kann.
Wie in 4 dargestellt, wird zunächst bei der Montage der Lageranordnung des Rads das innere Laufrad 30 durch Presspassung am zylindrischen Bereich 26 kleinen Durchmessers der Achse 20 befestigt, und die Bildung der Presspassung wird vorübergehend gestoppt, bevor die kleine Endfläche 36 des inneren Laufrads 30 mit dem Schulterbereich 27 des zylindrischen Bereichs 26 kleinen Durchmessers in der Achse 20 in Kontakt gebracht wird. Zu diesem Zeitpunkt, wenn die große Endfläche 34 des inneren Laufrads 30 durch Presspassung in eine vorherbestimmte Position gebracht wird, verbleibt ein vorherbestimmter Abstand S zwischen der kleinen Endfläche 36 des inneren Laufrads 30 und dem Schulterbereich 27 des zylindrischen Bereichs 26 kleinen Durchmessers in der Achse 20. Außerdem ist ein axialer Lagerspalt positiv. In diesem Zustand wird eine axiale Größe T0 zwischen einer Bezugsfläche (der großen Endfläche 34) des inneren Laufrads 30 und einer Bezugsfläche (einer Flanschfläche 24‘) der Achse 20 gemessen, und ein anfänglicher axialer Lagerspalt δ0 wird anhand des Betrags axialer Schwingung des äußeren Elements 10 gemessen.
Dann wird die Bildung der Presspassung fortgesetzt, und die kleine Endfläche 36 des inneren Laufrads 30 wird mit dem Schulterbereich 27 der Achse 20 in Kontakt gebracht, wie in 5 dargestellt, wodurch die Presspassung vollendet ist. Nach Vollendung der Presspassung wird eine axiale Größe T1 zwischen der Bezugsfläche 34 des inneren Laufrads 30 und der Bezugsfläche 24‘ der Achse 20 gemessen. Dann wird ein zu diesem Zeitpunkt vorliegender axialer Lagerspalt δ1 anhand der Formel δ1 = δ0 – (T0 – T1) bestimmt.
Dann wird das innere Laufrad 30 durch Umbiegen und Verstemmen des Endbereichs 28 der Achse 20 fixiert, wie es durch das Bezugszeichen 29 in 3 dargestellt ist. Dann wird eine axiale Größe T2 zwischen der Bezugsfläche 34 des inneren Laufrads 30 nach dem Verstemmen und der Bezugsfläche 24‘ der Achse 20 gemessen, und ein zu diesem Zeitpunkt vorliegender axialer Lagerspalt δ2 wird anhand der Formel δ2 = δ1 + (T1 – T2) bestimmt.
Somit kann ein genauer Wert des axialen Lagerspalts δ2 nach dem Verstemmen auf der Basis des tatsächlich gemessenen Werts bestimmt werden. Demzufolge ist es möglich, den Betrag der Vorlast entsprechend dem axialen Lagerspalt δ2 genau zu steuern.
In diesem Fall wird hinsichtlich der Bezugsfläche zum Messen der axialen Größen (Montagebreiten) T0, T1 und T2 der Fall beispielhaft beschrieben, bei dem die Messung erfolgt, indem die Flanschfläche 24‘ des Flansches 24 in der Achse 20 und die große Endfläche 34 des inneren Laufrads 30 als Bezugsflächen festgelegt werden; was die Achse 20 betrifft, so kann jedoch die Messung auch durchgeführt werden, indem anstatt der Flanschfläche 24‘ die Endfläche 20‘ als Bezugsfläche festgelegt wird, wobei selbst in diesem Fall das gleiche Ergebnis wie oben beschrieben erzielt werden kann.
6 zeigt eine modifizierte Ausführungsform, angewandt auf eine Lageranordnung für ein Antriebsrad. Bei dieser Modifikation sind die Achse 20 und das äußere Gelenkelement 50 des Doppelgelenks einstückig ausgebildet, und das innere Laufrad 30 ist am äußeren Gelenkelement 50 befestigt. Da das innere Laufrad 30 nicht an der Achse 20 befestigt ist, ist kein zylindrischer Bereich (26, siehe 3) kleinen Durchmessers notwendig, so dass der Mindestaußendurchmesser der Achse 20 groß ausgebildet werden kann. Dies hat zur Folge, dass ein Keilnut-Lochbereich 21 der Achse 20 und ein Keilwellenbereich 57 des äußeren Gelenkelements 50 groß ausgebildet werden können, so dass es auch möglich ist, das äußere Gelenkelement 50 hohl zu gestalten, wie dargestellt, was zur Gewichtsverringerung beiträgt. Der axiale Lagerspalt δ2 in der Lageranordnung des Rads kann bei der Montage der Lageranordnung des Rads auf die nachfolgend erläuterte Weise tatsächlich gemessen werden, ohne das Drehmoment und die anderen Parameter zu Hilfe zu nehmen, so dass die Vorlast der Lageranordnung des Rads angemessen gesteuert werden kann.
Zunächst werden bei der Montage der Lageranordnung des Rads Stegbereiche 55, 56, 57 und 58 des äußeren Gelenkelements 50 in das innere Laufrad 30 und die Achse 20 eingesetzt, wie in 7 dargestellt, der Keilwellenbereich 57 wird teilweise am Keilnut-Lochbereich 21 der Achse 20 befestigt, und die Presspassungsbereiche 55 und 56 werden durch Presspassung zum Teil jeweils am inneren Laufrad 30 und am Presspassungsbereich 23 der Achse 20 befestigt. Dann wird die Bildung der Presspassung vorübergehend gestoppt, bevor die Fläche 54 des äußeren Gelenkelements 50 mit der großen Endfläche 34 des inneren Laufrads 30 in Kontakt gebracht wird. (Zu diesem Zeitpunkt wird davon ausgegangen, dass die Endfläche 27‘ der Achse 20 und die kleine Endfläche 36 des inneren Laufrads 30 miteinander in Kontakt gebracht werden).
Zu diesem Zeitpunkt, wenn das äußere Gelenkelement 50 durch Presspassung in eine vorherbestimmte Position gebracht wird, verbleibt ein vorherbestimmter Abstand S zwischen der Fläche 54 des äußeren Gelenkelements 50 und der großen Endfläche 34 des inneren Laufrads 30, und ein axialer Lagerspalt ist positiv. In diesem Zustand wird eine axiale Größe T0 zwischen einer Bezugsfläche (der Schulterfläche 53) des äußeren Gelenkelements 50 und einer Bezugsfläche (einer Flanschfläche 24‘) der Achse 20 gemessen, und ein anfänglicher axialer Lagerspalt δ0 wird anhand des Betrags axialer Schwingung des äußeren Elements 10 gemessen.
Dann wird die Bildung der Presspassung fortgesetzt, und die Fläche 54 des äußeren Gelenkelements 50 wird mit der Endfläche 27‘ der Achse 20 in Kontakt gebracht, wie in 8 dargestellt, wodurch die Presspassung vollendet ist. Nach Vollendung der Presspassung wird eine axiale Größe T1 zwischen der Bezugsfläche 53 des äußeren Gelenkelements 50 und der Bezugsfläche 24‘ der Achse 20 gemessen. Dann wird ein zu diesem Zeitpunkt vorliegender axialer Lagerspalt δ1 anhand der Formel δ1 = δ0 – (T0 – T1) bestimmt.
Dann wird der Endbereich 58 des Stegbereichs im äußeren Gelenkelement 50 umgebogen und verstemmt, wie es durch das Bezugszeichen 59 in 6 dargestellt ist. Dann wird eine axiale Größe T2 zwischen der Bezugsfläche 34 des inneren Laufrads 30 nach dem Verstemmen und der Bezugsfläche 24‘ der Achse 20 gemessen, und ein zu diesem Zeitpunkt vorliegender axialer Lagerspalt δ2 wird anhand der Formel δ2 = δ1 + (T1 – T2) bestimmt.
Somit kann ein genauer Wert des axialen Lagerspalts δ2 nach dem Verstemmen auf der Basis des tatsächlich gemessenen Werts bestimmt werden. Demzufolge ist es möglich, den Betrag der Vorlast entsprechend dem axialen Lagerspalt δ2 genau zu steuern.
In diesem Fall wird hinsichtlich der Bezugsfläche zum Messen der axialen Größen (Montagebreiten) T0, T1 und T2 der Fall beispielhaft beschrieben, bei dem die Messung erfolgt, indem die Flanschfläche 24‘ des Flansches 24 in der Achse 20 und die Schulterfläche 53 des äußeren Gelenkelements 50 als Bezugsflächen festgelegt werden; was die Achse 20 betrifft, so kann jedoch die Messung auch durchgeführt werden, indem die Endfläche 20‘ als Bezugsfläche festgelegt wird; was das äußere Gelenkelement 50 betrifft, so kann die Messung durchgeführt werden, indem eine neue Bezugsfläche auf dem Außendurchmesser geschaffen wird.
9 zeigt eine weitere Modifikation einer Lageranordnung für ein Antriebsrad, bei der eine innere Radlaufbahn (ein innerer Laufring 52 auf der Innenbordseite) 52, die der im inneren Laufrad 30 ausgebildeten inneren Radlaufbahn 32 entspricht, direkt im äußeren Gelenkelement 50 ausgebildet ist. Das heißt, die Lageranordnung des Rads setzt sich im Wesentlichen zusammen aus einem äußeren Element 10, das auf dem Innenumfang zwei Reihen von äußeren Bahnen 12 aufweist, einem inneren Element 20 und 50, das auf dem Außenumfang zwei Reihen von inneren Radlaufbahnen 22 und 52 aufweist, sowie zwei Reihen von Kugeln 40, die zwischen der äußeren Radlaufbahn 12 und der inneren Radlaufbahn 22 und 52 so angeordnet sind, dass sie frei rollen können. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen die gleichen Elemente, wie sie bereits in Bezug auf 3 und 6 beschrieben wurden, und auf eine doppelte Beschreibung wird hier verzichtet.
In diesem Fall sind das innere Element 20 und 50 eine Achse 20 und ein äußeres Gelenkelement 50 eines Doppelgelenks. Auf dem Außenumfang einer anderen Endseite der Achse 20 ist ein Presspassungsbereich 23 zur Befestigung am äußeren Element 50 ausgebildet. Das äußere Gelenkelement 50 wird durch Presspassung am Presspassungsbereich 23 der Achse 20 befestigt und wird fixiert – während die Fläche 54 mit der Endfläche 27‘ der Achse 20 in Kontakt gebracht wird – indem der Endbereich des Stegbereichs verstemmt wird, wie durch das Bezugszeichen 59 dargestellt. Somit wird bei der Lageranordnung des Rads das innere Element 20 und 50, das im Rad integriert ist, drehbar am äußeren Element 10 gestützt.
Der axiale Lagerspalt δ2 in der Lageranordnung des Rads gemäß dieser Ausführungsform kann bei der Montage der Lageranordnung des Rads im Wesentlichen auf die gleiche Weise wie bei den vorgenannten Ausführungsformen tatsächlich gemessen werden, ohne das Drehmoment und die anderen Parameter zu Hilfe zu nehmen, so dass die Vorlast der Lageranordnung des Rads angemessen gesteuert werden kann.
Zunächst wird bei der Montage der Lageranordnung des Rads ein Stegbereich des äußeren Gelenkelements 50 in die Achse 20 eingesetzt, wie in 10 dargestellt, der Presspassungsbereich 56 und der Keilwellenbereich 57 werden jeweils teilweise in den Presspassungsbereich 23 der Achse 20 und den Keilnut-Lochbereich 21 eingesetzt, und die Bildung der Presspassung wird vorübergehend gestoppt, bevor die Fläche 54 des äußeren Gelenkelements 50 mit der Endfläche 27‘ der Achse 20 in Kontakt gebracht wird. Zu diesem Zeitpunkt verbleibt ein vorherbestimmter Abstand S zwischen der gegenüberliegenden Fläche 54 des äußeren Gelenkelements 50 und der Endfläche 27‘ der Achse 20, und ein axialer Lagerspalt ist positiv. In diesem Zustand wird eine axiale Größe T0 zwischen einer Bezugsfläche (der Schulterfläche 53) des äußeren Gelenkelements 50 und einer Bezugsfläche (einer Flanschfläche 24‘) der Achse 20 gemessen, und ein anfänglicher axialer Lagerspalt δ0 wird anhand des Betrags axialer Schwingung des äußeren Elements 10 gemessen.
Dann wird die Bildung der Presspassung fortgesetzt, und die Fläche 54 des äußeren Gelenkelements 50 wird mit der Endfläche 27‘ der Achse 20 in Kontakt gebracht, wie in 11 dargestellt, wodurch die Presspassung vollendet ist. Nach Vollendung der Presspassung wird eine axiale Größe T1 zwischen der Bezugsfläche 53 des äußeren Gelenkelements 50 und der Bezugsfläche 24‘ der Achse 20 gemessen. Dann wird ein zu diesem Zeitpunkt vorliegender axialer Lagerspalt δ1 anhand der Formel δ1 = δ0 – (T0 – T1) bestimmt.
Dann wird, wie in 12 dargestellt, in einem Zustand, in dem das äußere Gelenkelement 50 durch einen Aufnahmetisch 60 gehalten wird, um die Vorlast und die Presspassungskraft aufrechtzuerhalten, die Vorlast angelegt, indem Druck auf den Flansch 24 der Achse 20 ausgeübt wird, und der Endbereich 58 des Stegbereichs in dem äußeren Gelenkelement 50 wird umgebogen und verstemmt, wie es durch das Bezugszeichen 59 dargestellt ist. Dann wird die axiale Größe T2 zwischen der Bezugsfläche 53 des äußeren Gelenkelements 50 nach dem Verstemmen und der Bezugsfläche 24‘ der Achse 20 gemessen (9), und ein zu diesem Zeitpunkt vorliegender axialer Lagerspalt δ2 wird anhand der Formel δ2 = δ1 + (T1 – T2) bestimmt.
Somit kann ein genauer Wert des axialen Lagerspalts δ2 nach dem Verstemmen auf der Basis des tatsächlich gemessenen Werts bestimmt werden. Demzufolge ist es möglich, den Betrag der Vorlast entsprechend dem axialen Lagerspalt δ2 genau zu steuern.
In diesem Fall wird hinsichtlich der Bezugsfläche zum Messen der axialen Größen (Montagebreiten) T0, T1 und T2 der Fall beispielhaft beschrieben, bei dem die Messung erfolgt, indem die Flanschfläche 24‘ des Flansches 24 in der Achse 20 und die Schulterfläche 53 des äußeren Gelenkelements 50 als Bezugsflächen festgelegt werden; was die Achse 20 betrifft, so kann jedoch die Messung auch durchgeführt werden, indem die Endfläche 20‘ auf der Flanschseite 24 als Bezugsfläche festgelegt wird; was das äußere Gelenkelement 50 betrifft, so kann die Messung durchgeführt werden, indem eine neue Bezugsfläche 53‘ geschaffen wird, die in 9 bis 11 als Beispiel gestrichelt dargestellt ist.
Was den Verstemmvorgang betrifft, so kann abgesehen von dem Verstemmvorgang, der durch Umbiegen und Verstemmen der Endbereiche 28 und 58 durchgeführt wird, wie bereits in Bezug auf 3, 6, 9 und 12 erwähnt, auch ein Verstemmvorgang durchgeführt werden, bei dem ein Ziehen des Außenumfangs des axialen Endbereichs des äußeren Gelenkelements 50 erfolgt, wie in 13 durch das Bezugszeichen 59‘ dargestellt. Selbstverständlich ist es auch möglich, ein Verstemmverfahren anzuwenden, bei dem eine sogenannte Schwing-Verstemmvorrichtung verwendet wird.

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Lagerspiels bei einer Lageranordnung eines Rads, bestehend aus: einem äußeren Element (10), das an einem Außenumfang einen ersten Flansch (14) zur Befestigung an einer Karosserie und an einem Innenumfang zwei Reihen von äußeren Laufrillen (12) aufweist; einem inneren Element (Achse) (20), das auf einem Außenumfang einen zweiten Flansch (24) zur Befestigung eines Rads und auf einem Außenumfang zwei Reihen von inneren Laufrillen (22, 32) aufweist; zwei Reihen von Wälzkörpern (40), die zwischen den inneren und äußeren Laufrillen (12; 22, 32) angeordnet sind; wobei das innere Element (20) sich zusammensetzt aus einer Radnabe mit dem zweiten Flansch (24) und einem inneren Laufring (30), der durch Presspassung auf die Radnabe aufgebracht und durch Verstemmen (28, 29) am Endbereich der Radnabe befestigt wird; wobei das Verfahren aus folgenden Schritten besteht: vorübergehendes Stoppen eines Presspassungsvorganges in einem Zustand, in dem der axiale Lagerspalt positiv ist, Messen einer axialen Größe T₀ zwischen einer Bezugsfläche (34) des inneren Laufrings (30) und einer Bezugsfläche (24‘) des inneren Elements (20) und eines ursprünglichen axialen Lagerspalts δ₀; kontinuierliche Bildung der Presspassung des inneren Laufrings (30); Messen einer axialen Größe T₁ zwischen der Bezugsfläche (34) des inneren Laufrings (30) und der Bezugsfläche (24‘) des inneren Elements (Achse) (20) nach Vollendung der Presspassung des inneren Laufrings (30); Bestimmen eines axialen Lagerspalts δ₁ nach Vollendung der Presspassung auf der Basis der Formel δ₁ = δ₀ – (T₀ – T₁); Befestigen des inneren Laufrings (30) durch Verstemmen (28, 29) eines Endbereichs des inneren Elements (Achse) (20); Messen einer axialen Größe T₂ zwischen der Bezugsfläche (24‘) des inneren Elements (20) und der Bezugsfläche (34) des inneren Laufrings (30) nach dem Verstemmen; und Bestimmen eines axialen Lagerspalts δ₂ nach dem Verstemmen auf der Basis der Formel δ₂ = δ₁ + (T₁ – T₂).
Lageranordnung eines Rades, hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 1.
Lageranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine (22) der beiden Reihen der Laufrillen (22, 32) direkt auf dem inneren Element (20) angeordnet ist.
Lageranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine (32) der beiden Reihen von inneren Laufrillen (22, 32) auf einem unabhängigen inneren Laufring (30) ausgebildet ist, welcher an dem inneren Element (20) angebracht ist.
Verfahren zur Herstellung einer Lageranordnung eines Rads, bestehend aus einem äußeren Element (10), das an einem Außenumfang einen ersten Flansch (14) zur Befestigung an einer Karosserie und an einem Innenumfang zwei Reihen von äußeren Laufrillen (12) aufweist, einem inneren Element (Achse) (20), das auf einem Außenumfang einen zweiten Flansch (24) zur Befestigung eines Rads und auf einem Außenumfang zwei Reihen von inneren Laufrillen (22, 32) aufweist, zwei Reihen von Wälzkörpern (40), die zwischen den inneren und äußeren Laufrillen (12; 22, 32) angeordnet sind, wobei das innere Element (20) sich zusammensetzt aus einer Radnabe mit dem zweiten Flansch (24) und einem äußeren Gelenkelement (50) eines Doppelgelenks, welches an das innere Element (20) angepasst und durch Verstemmen (58, 59) befestigt wird, wobei die zwei Reihen von inneren Laufrillen (22, 32) auf das innere Element (20) und das äußere Gelenkelement (50) verteilt sind, wobei das Verfahren aus folgenden Schritten besteht: vorübergehendes Stoppen eines Presspassungsvorgangs in einem Zustand, in dem der axiale Lagerspalt positiv ist und zwar während des Zeitraums, in dem das innere Element (20) durch Presspassung auf dem äußeren Gelenkelement (50) befestigt wird, Messen einer axialen Größe T₀ zwischen einer Bezugsfläche (24) des inneren Elements (20) und einer Bezugsfläche (53) des äußeren Gelenkelements (50) und eines axialen Lagerspiels δ₀ (7), Bildung der Presspassung der Radnabe, Messen einer axialen Größe T₁ zwischen der Bezugsfläche (24) des inneren Elements (20) und der Bezugsfläche (53) des äußeren Gelenkelements (50) nach Vollendung der Presspassung (8), Bestimmen eines axialen Spalts δ₁ nach Vollendung der Presspassung auf Basis der Formel δ₁ = δ₀ – (T₀ – T₁), Befestigen des inneren Elements (20) am äußeren Gelenkelement (50) durch Verstemmen (58, 59), Messen einer axialen Größe T₂ zwischen der Bezugsfläche (24) des inneren Elements (20) und der Bezugsfläche (54) des äußeren Gelenkelements (50) nach dem Verstemmen, und Bestimmen eines axialen Spiels δ₂ nach dem Verstemmen auf der Basis der Formel δ₂ = δ₁ + (T₁ – T₂).
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (24) als Bezugsfläche (24‘) des inneren Elements (20) benutzt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsfläche (24‘) des inneren Elements (20) auf eine Endfläche der Seite des zweiten Flanschs (24) festgelegt ist.
Lageranordnung, hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Laufrille (52) des äußeren Gelenkelements (50) auf diesem angeordnet ist.