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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radlagerung für ein lenkbares Kraftfahrzeugrad nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige Radlagerungen sind bereits in vielfachen Ausführungsformen bekannt geworden. So ist beispielsweise aus der
DE 198 11 184 A1 eine Radlagerung mit integriertem Gleichlaufgelenk für ein lenkbares Kraftfahrzeugrad bekannt geworden. Bei dieser bekannten Radlagerung ist in der Radnabe der Innenring eines radtragenden mehrreihigen Wälzlagers durch Umbördeln des fahrzeugseitigen Radnabenrades fixiert.
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Aus der
DE 44 25 732 A1 ist eine Radlagereinheit für angetriebene Räder von Kraftfahrzeugen bekannt geworden, bei der der Lagerinnenring dadurch festgelegt wird, das am Innenring eine umlaufende Nut angebracht ist, in die ein Verbindungselement, welches als Haltebauteil wirkt, einschnappt. Es ist ohne weiteres klar, dass bei einer derartigen Umlaufnut einerseits eine hohe Kerbwirkung am Lagerinnenring auftritt und andererseits auch die Herstellung eines solchen Lagerinnenrings kostenaufwendig ist. Zudem führt die umlaufende Nut zu erheblichen Spannungsspitzen aufgrund der Druckbeaufschlagung des Lagerinnenrings über die Wälzkörper.
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Demgegenüber ist aus der gattungsbildenden
DE 43 38 646 C1 eine Radlagerung für ein lenkbares Kraftfahrzeugrad bekannt, mit einer Radlageraufnahme zur Festlegung des Radlagers über den Außenring eines radtragenden Wälzlagers. Der Außenring ist seinerseits in der Radlageraufnahme mittels eines verformbaren Spreizrings axial formschlüssig festgelegt.
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Bei weiteren bekannten Radlagerungen wird das Radlager im Schwenklager über eine Presspassung festgelegt, so dass also eine radial gerichtete Vorspannkraft im Lager wirkt. Bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs kommt es aufgrund der Seitenführungskraft des Fahrzeugreifens zu einer Belastung der Radlagerung mit einem Kippmoment, welches aufgrund der Presspassung bzw. reibschlüssigen Verbindung in der Trennfuge zwischen dem Radlager und dem Schwenklager übertragen werden muss.
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Aufgrund der Abrollbewegung der Wälzkörper in den Lagerangen und der Kraft- bzw. Momentenbeaufschlagung während der Fahrt des Fahrzeugs kommt es in der Trennfuge zwischen dem Radlageraußenring und der Radlageraufnahme im Schwenklager zu Mikrobewegungen, die den Reibwert der reibschlüssigen Verbindung zwischen dem Radlageraußenring und der Radlageraufnahme herabsetzen, so dass ein Kippen des Radlagers in der Radlageraufnahme schon bei kleinen Seitenkräften auftritt. Dies führt zu einer Veränderung der Geometrie der Wälzbahnen in den Lagerschalen und damit zu einer Verringerung der Lebensdauer des Radlagers.
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Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine Radlagerung zu schaffen, die diese Probleme beseitigt.
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Die Erfindung weist zur Lösung dieser Aufgabe die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
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Ausgehend von einer Radlagerung für ein lenkbares Kraftfahrzeugrad mit einer Radlageraufnahme zur Festlegung des Radlagers über den Außenring eines radtragenden Wälzlagers, wobei der Außenring in der Radlageraufnahme mittels eines verformbaren Spreizrings axial formschlüssig festgelegt ist, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass der Spreizring derart ausgebildet ist, dass die Verformung des Spreizrings eine Druckbeaufschlagung des an einem Widerlager abgestützten Außenrings erzeugt, wobei der Spreizring als Zylinderförmiger Ringkörper ausgebildet ist, dessen Zylindermantelfläche im unverformten Zustand im Axiallängsschnitt eine Krümmung zur Zylinderlängsmittelachse hin oder von der Zylinderlängsmittelachse weg besitzt, oder wobei der Spreizring eine einem Faltenbalgsegment ähnliche Konfiguration besitzt.
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Durch die axial vorgespannte Festlegung des Radlagers in der Radlageraufnahme kann ein Kippmoment von der Radlageraufnahme über den so axial steif festgelegten Radlageraußenring aufgenommen werden. Darüber hinaus kann die Überdeckung zwischen dem Radlageraußenring und der Radlageraufnahme verglichen mit einer Presspassung, mit der bekannte Radlagerungen ausgeführt sind, verringert werden, was zu niedrigeren radial wirkenden Varspannkräften im Radlageraußenring führt und damit letztlich zu günstigen Auswirkungen auf die Rundheit des Radlagers nach der Montage der Radlagers in der Radlageraufnahme führt.
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Was die Form des Spreizrings als zylinderförmiger Ringkörper anbelangt, kann eine Streckung der gekrümmten Zylindermantelfläche zu einer Druckbeaufschlagung des Außenrings gegen das Widerlager über die ebenfalls an einem Widerlager abgestützte Zylindermantelfläche führen.
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In der verformten Konfiguration kann die Zylindermantelfläche an der Radlageraufnahme plan aufliegen. Auch ist ein Überschnappen der Zylindermantelfläche möglich derart, dass die Zylindermantelfläche nach der Verformung eine der ursprünglichen Krümmung entgegengesetzte Krümmung aufweist und damit formschlüssig in die komplementär ausgebildete Radlageraufnahme einschnappt.
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Verfügt der Spreizring über eine einem Faltenbalgsegment ähnliche Konfiguration, können durch die Verformung des Faltenbalgsegments sich einzelne oder alle Falten an der Radlageraufnahme innen anlegen, wodurch der Außenring der Radlagers eine Druckbeaufschlagung erfährt und formschlüssig an ein Widerlager gepresst wird.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:
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1 eine schematische geschnittene Darstellung eines in eine Radlageraufnahme eingesetzten Radlagers mit einem Spreizring vor und nach der Verformung;
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2 eine Darstellung zur Erläuterung des Verformungsvorgangs am Spreizring; und
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3 eine Darstellung ähnlich derjenigen nach 2 zur Erläuterung des Begriffs des Überschnappeffekts.
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1 der Zeichnung zeigt in einer schematischen und teilweise geschnittenen Darstellung eine Ausführungsform einer Radlagerung nach der Erfindung.
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Eine schematisch dargestellte Radlageraufnahme 1 weist ein Radlager 2 in der Form beispielsweise eines zweireihigen Schrägkugellagers auf.
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Zur Montage kann dabei das Radlager 2 in die Radlageraufnahme 1 über die in der Zeichnungsebene linke Öffnung 3 eingeführt werden. Da der innere Aufbau des Radlagers 2 für die Erfindung nicht von Bedeutung ist, ist das Radlager 2 mit seinem Außenring schematisch dargestellt.
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Noch bevor das Radlager 2 über die Öffnung 3 in die Radlageraufnahme 1 eingeführt wird, wird ein Spreizring 4 so in die Radlageraufnahme 1 eingesetzt, dass er an einem Bund 5 der Radlageraufnahme 1 zur Anlage kommt.
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Wie es ohne weiteres anhand der oberen Hälfte der 1 der Zeichnung ersichtlich ist, weist der Spreizring 4 nach der dargestellten Ausführungsform eine solche Konfiguration auf, dass die zylinderförmige Mantelfläche 7 eine Krümmung zur Längsmittelachse 8 des Spreizrings 4 hin besitzt.
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Diese obere Hälfte der 1 zeigt dabei den in die Radlageraufnahme 1 eingesetzten Spreizring 4 in seiner Einbaulage noch vor der Verformung. Die untere Hälfte der 1 der Zeichnung zeigt den Spreizring 4 in seinem verformten Zustand, der durch eine Druckbeaufschlagung der Mantelfläche 7 des Spreizrings 4 herbeigeführt wurde derart, dass sich die Mantelfläche 7 an die Innenwand 9 der Radlageraufnahme 1 anschmiegt.
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Diese durch eine Verformung des Spreizrings 4 herbeigeführte Formänderung führt zu einer Streckung des Spreizrings 4 und damit zu einer Druckbeaufschlagung des Radlageraußenrings, sodass der Radlageraußenring zwischen einem nach dem Einführen des Radlagers 2 über die Öffnung 3 eingesetzten Sicherungsring 10 und dem verspannten Spreizring 4 verspannt wird. Der Spreizring 4 stützt sich nach seiner plastischen Verformung gegen den Gehäusebund 5 ab und besitzt nach der plastischen Verformung die Konfiguration eines gegen Axialkräfte sehr widerstandsfähigen zylindrischen Ringskörpers.
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2 der Zeichnung zeigt schematisch den Verformungsvorgang am Spreizring 4, der in der linken Hälfte der 2 in seinem Ausgangszustand dargestellt ist und in der rechten Hälfte der 2 in seinem Endzustand, das heißt also zwischen dem als Absatz schematisch dargestellten Außenring des Radlagers 2 und dem Bund 5 der Radlageraufnahme 1. Nach der plastischen Verformung besitzt der Spreizring 4 die Konfiguration eines zylindrischen Ringkörpers und kann hohe Axialkräfte aufnehmen und somit den Außenring des Radlagers 2 fest gegen den Sicherungsring 10 spannen.
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3 der Zeichnung zeigt eine Darstellung ähnlich derjenigen nach 2 mit dem Spreizring 4 in seiner Ausgangskonfiguration in der linken Hälfte der 3 der Zeichnung und in seinem verformten Zustand in der rechten Hälfte der 3 der Zeichnung.
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Die in 3 dargestellte Konfiguration unterscheidet sich von der in 2 dargestellten Konfiguration dadurch, dass bei dieser Ausführungsform nach der Verformung der Spreizring 4 nicht eben an der Innenwand 9 der Radlageraufnahme 1 anliegt, sondern in seinem Endzustand nach der plastischen Verformung eine Krümmung in die zum Ausgangszustand der Spreizrings 4 entgegengesetzte Richtung besitzt. Dieser Ausführungsform führt aufgrund der Überwindung des ”Totpunkts” beim ”Überschnappen” der Mantelfläche des Spreizrings 4 zu einer definierten Anlage des Spreizrings 4 an der Innenwand 9 der Radlageraufnahme 1. Der nach der Erfindung vorgesehene Spreizring 4 weist dabei ein solches plastisches Verformungsvermögen auf, dass er aufgrund seiner Längenänderung in Verbindung mit der Formänderung die Fertigungstoleranzen aller Fügepartner sicher abdeckt.
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Die Erfindung zeichnet sich daher durch eine sichere Festlegung bekannter standardisierter Radlager in dem gegossenen Schwenklager aus, so dass also kostenaufwendige Radlager-Sonderkonstruktionen vermieden werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Radlageraufnahme
- 2
- Radlager
- 3
- Öffnung
- 4
- Spreizring
- 5
- Bund
- 6
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- 7
- Mantelfläche
- 8
- Längsmittelachse
- 9
- Innenwand
- 10
- Sicherungsring
