DE10129700A1 - Ball bearing for vehicle wheel has inner ring with radial arms on which second inner ring is mounted which is held in position by arms - Google Patents

Ball bearing for vehicle wheel has inner ring with radial arms on which second inner ring is mounted which is held in position by arms

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Abstract

The ball bearing has an inner ring (10) with radial arms (13) on which a second inner ring (12) is mounted which is held in position by the arms. Alternatively the outer ring or both rings may be designed in this way.

Description

Die Erfindung betrifft ein mehrreihiges Wälzlager, insbeson­ dere ein Radlager für ein Kraftfahrzeug, mit mehreren Lager­ ringen am Lagerinnen- und/oder am Lageraußenring, dessen ein­ zelne Lagerringe sich axial vorspannen lassen und somit einen spielfreien Betrieb erlauben.The invention relates to a multi-row rolling bearing, in particular a wheel bearing for a motor vehicle, with several bearings wrestle on the inner and / or outer ring of the bearing individual bearing rings can be preloaded axially and thus one allow play-free operation.

Beim Einsatz von bekannten mehrreihigen Radlagern beispiels­ weise für Kraftfahrzeuge, sowohl bei Kugel- wie auch bei Ke­ gelrollenlagern, erreichen die Wälzlager erst dann ihre volle Funktionsfähigkeit im Einbauzustand, wenn die einzelnen La­ gerringe mit einer zuvor genau definierten Lagervorspannung montiert bzw. versehen werden. Diese Lagervorspannung muss innerhalb enger Toleranzen eingehalten werden, um die ausge­ legte Lebensdauer und allgemeine Funktionssicherheit des Wälzlagers sicher zu stellen.When using known multi-row wheel bearings for example wise for motor vehicles, both ball and Ke roller bearings, the roller bearings only reach their full capacity Functionality in the installed state when the individual La ring with a pre-defined bearing preload be assembled or provided. This bearing preload must are adhered to within narrow tolerances put lifespan and general functional reliability of the To ensure rolling bearing.

Beispielsweise sind Radlager für Kraftfahrzeuge bekannt, die jeweils mittels einer Mutter und einem Achszapfen, bei nicht­ angetriebenen Achsen, oder einem Endstück einer Antriebswel­ le, bei angetriebenen Achsen, vorgespannt sind. Bedingt durch die schwankenden Reibungsverhältnisse beispielsweise zwischen Mutter, Gewinde und Lager ergeben sich stark schwankende Vor­ spannkräfte für das Lager, selbst wenn das Anzugsdrehmoment der Mutter bei der Radlagermontage genau überwacht wird. Wei­ terhin besteht ein Problem darin, die erreichte Lagervorspan­ nung im Betrieb aufrecht zu erhalten. Torsions- und andere Schwingungen führen häufig zu einem Lockern der Mutter. Somit besteht die Gefahr, dass sich das Axialspiel des Lagers ver­ größert. Funktionsstörungen im Radlager bzw. sogar der voll­ ständige Ausfall des Lagers können die Folge sein. For example, wheel bearings for motor vehicles are known each with a nut and a journal, not driven axes, or an end piece of a drive shaft le, with driven axles, are biased. Due the fluctuating frictional relationships between, for example Nut, thread and bearing result in strongly fluctuating front clamping forces for the bearing, even if the tightening torque the mother is closely monitored during wheel bearing assembly. Wei Furthermore, there is a problem with the preload reached maintenance in operation. Torsion and others Vibrations often loosen the mother. Consequently there is a risk that the axial play of the bearing ver enlarges. Malfunctions in the wheel bearing or even the full This can result in permanent failure of the bearing.  

Gemäß der DE 196 13 441 A1 oder der EP 0 736 398 A2 wird das Wälzlager mittels eines umgeformten Endabschnittes einer Rad­ nabe bzw. eines Achszapfen zu einer Radlager-Einheit axial vorgespannt. Die definierte Lagervorspannung wird hierbei da­ durch erreicht, dass der plastische Umformvorgang an der Rad­ nabe oder am Achszapfen unter kontrollierten Bedingungen er­ folgt, d. h. unter gezielter Einstellung der Vorspannkraft für das Lager. Eine solche plastische Umformung kann bei­ spielsweise durch Wälznieten oder Rotationsumformen erfolgen. Allerdings erfordert die exakte Einstellung der Lagervorspan­ nung einen nicht unerheblichen Montageaufwand.According to DE 196 13 441 A1 or EP 0 736 398 A2 this is Rolling bearing by means of a deformed end portion of a wheel hub or axle journal to a wheel bearing unit axially biased. The defined bearing preload is there achieved by that the plastic forming process on the wheel hub or on the journal under controlled conditions follows, d. H. with targeted adjustment of the preload for the camp. Such plastic deformation can be for example by rolling rivets or rotary forming. However, the exact setting of the bearing preload is required a not inconsiderable assembly effort.

Weiterhin benötigen die bekannten Lageranordnungen jeweils ein vom eigentlichen Wälzlager getrenntes Bauteil um die axiale Lagervorspannung zu realisieren. Dies erhöht in uner­ wünschtem Maße den Bauteil- sowie Montageaufwand für ein der­ artiges Wälzlager.Furthermore, the known bearing arrangements each require a component separate from the actual rolling bearing to realize axial bearing preload. This increases in un desired component and assembly effort for one of the like rolling bearing.

Es besteht daher die Aufgabe der Erfindung darin, ein mehr­ reihiges Wälzlager mit mehreren Lagerringen auf der radialen Innen- und/oder Außenseite anzugeben, das universell einsetz­ bar ist und dessen Lagerringe einfach vorgespannt werden kön­ nen.The object of the invention is therefore one more Row rolling bearing with several bearing rings on the radial Indicate inside and / or outside, use universally bar and the bearing rings can be easily preloaded NEN.

Die Aufgabe wird durch eine besondere Bauform der Lagerringe gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Das Wälzlager weist dazu meh­ rere in zumindest zwei Reihen angeordnete Wälzkörper auf, die radial zwischen einem Lagerinnenring und einem Lageraußenring angeordnet sind, wobei der Lagerinnenring und/oder der La­ geraußenring in mehrere einzelne Lagerringe unterteilt sind. Dabei weist ein erster Lagerring einen Ansatz auf, an dem ein zweiter Lagerring angeordnet ist und mittels dessen der zwei­ te Lagerring gegenüber dem ersten Lagerring axial verspannt ist. Damit entsteht eine vorgespannte Wälzlagereinheit, die separat handhabbar und universell einsetzbar ist. Es sind keine zusätzlichen Bauteile zur axialen Lagervorspannung er­ forderlich. Die geteilten mehreren Lagerringe können allge­ mein sowohl als Lagerinnen- als auch als Lageraußenringe aus­ gebildet sein. Dies eröffnet flexible Gestaltungs- sowie Ein­ satzmöglichkeiten für das Wälzlager. Ein solches Wälzlager eignet sich insbesondere als Radlager für ein Kraftfahrzeug.The task is achieved through a special design of the bearing rings solved according to claim 1. The rolling bearing shows more rere rolling elements arranged in at least two rows, the radially between a bearing inner ring and a bearing outer ring are arranged, the bearing inner ring and / or the La outer ring are divided into several individual bearing rings. In this case, a first bearing ring has an attachment on which a second bearing ring is arranged and by means of which the two te bearing ring axially clamped relative to the first bearing ring  is. This creates a preloaded rolling bearing unit that can be handled separately and used universally. There are no additional components for axial bearing preload conducive. The divided multiple bearing rings can generally mine both as inner and outer bearing rings be educated. This opens up flexible design as well as a possible uses for the rolling bearing. Such a rolling bearing is particularly suitable as a wheel bearing for a motor vehicle.

Eine vorteilhafte Ausführung des Wälzlagers ergibt sich da­ durch, dass der Ansatz am ersten Lagerring mehrere axial ver­ laufende Arme umfasst, die sich hinsichtlich einer Gewicht­ seinsparung optimal gestalten lassen. Alternativ kann der An­ satz als axial verlaufender Hülsenabschnitt gestaltet sein. Zum Aufbringen der axialen Lagervorspannung wird der Ansatz an seinem freien Ende vorzugsweise plastisch umgeformt, so dass der Ansatz am ersten Lagerring den zweiten Lagerring un­ ter axialer Vorspannung umgreift. Dies ermöglicht eine axiale Lagervorspannung innerhalb des Wälzlagers selbst ohne das Er­ fordernis zusätzlicher Bauteile.An advantageous embodiment of the rolling bearing results through that the approach to the first bearing ring several axially ver includes running arms that are out of weight let savings be optimally designed. Alternatively, the An be designed as an axially extending sleeve portion. The approach is used to apply the axial bearing preload preferably plastically formed at its free end, see above that the approach to the first bearing ring un the second bearing ring embraces the axial preload. This enables an axial Bearing preload within the rolling bearing itself without the Er requirement for additional components.

Eine alternative Ausbildung des Wälzlagers wird dadurch er­ reicht, dass der zweite Lagerring gegenüber dem ersten Lager­ ring mittels eines am Ansatz befestigten Spannelementes axial verspannt ist. Ein solches Spannelement kann beispielsweise als Mutter, die über ein Gewinde mit dem Ansatz zusammen­ wirkt, oder als Spannkeil ausgeführt sein. Dabei ist das Spannelement Bestandteil der Wälzlagereinheit.An alternative design of the rolling bearing is thereby is enough that the second bearing ring opposite the first bearing ring axially by means of a clamping element attached to the neck is tense. Such a clamping element can, for example as a nut that is threaded together with the neck acts, or be designed as a wedge. It is Clamping element part of the rolling bearing unit.

Ein sinnvolles Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. A useful embodiment of the invention is shown in Fig. 1 and is explained in more detail below.

Das in Fig. 1 gezeigte mehrreihige bzw. zweireihige Wälzla­ ger 1 umfasst einen einteiligen Lageraußenring 2, einen ge­ teilten Lagerinnenring 10 sowie dazwischenliegende Wälzkörper 3, die in zwei Wälzkörperreihen angeordnet sind. Ein solches Wälzlager 1 eignet sich insbesondere für den Einsatz als Rad­ lager innerhalb eines Kraftfahrzeuges. Dabei ist das Wälzla­ ger 1 gemäß Fig. 1 als zweireihiges Kugellager ausgeführt. Grundsätzlich ist jedoch die genaue Ausführung der Wälzkörper 3 unerheblich für die erfindungsgemäße Gestaltung des Wälzla­ gers 1. Alternativ zu Kugeln sind ebenso zylindrische, kege­ lige oder andere geeignete Wälzkörperformen denkbar. Bei ei­ ner Drehbewegung des Wälzlagers 1 rollen die Wälzkörper 3 je­ weils an entsprechend gestalteten Laufflächen 4, 14 des La­ geraußen- 2 bzw. Lagerinnenringes 10 ab. Um das Eindringen von Feuchtigkeit oder Schmutz in das Innere des Wälzlagers 1 sowie das Austreten von Schmiermittel aus dem Inneren des Wälzlagers 1 zu verhindern sind zwischen Lagerinnen- 10 und Lageraußenring 2 ringförmige Dichtelemente 5 vorgesehen, die das Wälzlager 1 gegenüber der Umgebung deckelartig verschlie­ ßen.The device in Fig. 1 shown multi-row or two-row Wälzla 1 comprises a one-piece outer bearing ring 2, a ge divided bearing inner ring 10 and intermediate rolling bodies 3, which are arranged in two rows of rolling elements. Such a roller bearing 1 is particularly suitable for use as a wheel bearing within a motor vehicle. The Wälzla ger 1 is designed according to FIG. 1 as a double-row ball bearing. Basically, however, the exact design of the rolling elements 3 is irrelevant to the design of the Wälzla gers 1 . As an alternative to balls, cylindrical, conical or other suitable rolling element shapes are also conceivable. With egg ner rotational movement of the rolling bearing 1 , the rolling elements 3 roll each time on appropriately designed treads 4 , 14 of the bearing 2 or bearing inner ring 10 . To the penetration of moisture or dirt into the interior of the rolling bearing 1, and the leakage of lubricant from the interior of the rolling bearing 1 to prevent 2 are provided annular sealing elements 5 between the bearing inner 10 and the outer bearing ring, the rolling bearing 1 from the environment like a cover verschlie SEN.

Der Lagerinnenring 10 ist geteilt und umfasst einen ersten 11 und einen zweiten Lagerring 12, an denen jeweils eine Lauf­ fläche 14 für eine Reihe von Wälzkörpern 3 angeformt ist. Ein funktionssicherer Betrieb eines derartigen Wälzlagers 1 er­ fordert eine axial nahezu spielfreie Verspannung der beiden Lagerringe 11, 12 gegeneinander. Dadurch wird die gewünschte Übertragung von Lagerkräften und das positionsgenaue Abrollen der Wälzkörper 3 auf den zugehörigen Laufflächen 4, 14 ge­ währleistet. Der erste Lagerring 11 weist dazu einen hülsen­ förmigen axialen Ansatz 13 auf, der an seinem freien Ende in einen abgewinkelten Endabschnitt 15 übergeht. Der zweite La­ gerring 12 ist am axialen Ansatz 13 angeordnet und wird vom abgewinkelten Endabschnitt 15 umgriffen. Insbesondere gestat­ tet der abgewinkelte Endabschnitt 15 die axiale Verspannung der beiden Lagerringe 11, 12. Vorzugsweise wird der zweite Lagerring 12 zunächst auf den Ansatz 13 aufgepresst oder auf­ geschoben und nachfolgend durch plastisches Umformen des En­ dabschnittes 15, z. B. Verstemmen oder Wälzrollieren, mit dem ersten Lagerring 11 in Achsrichtung verspannt. Dabei erfolgt die Umformung unter kontrollierten Bedingungen, um die defi­ nierten Lagervorspannkräfte genau einstellen zu können. Durch entsprechende Gestaltung der Materialquerschnitte und den be­ reits genannten Prozess der Wälznietung werden die beiden La­ gerinnenringe 11, 12 dimensionsgenau und auf die gesamte Le­ bensdauer des Wälzlagers 1 gegeneinander verspannt.The bearing inner ring 10 is divided and comprises a first 11 and a second bearing ring 12 , on each of which a running surface 14 is formed for a number of rolling elements 3 . A functionally reliable operation of such a rolling bearing 1, it requires an axially almost play-free bracing of the two bearing rings 11 , 12 against each other. As a result, the desired transmission of bearing forces and the precise rolling of the rolling elements 3 on the associated running surfaces 4 , 14 is ensured. For this purpose, the first bearing ring 11 has a sleeve-shaped axial extension 13 , which at its free end merges into an angled end section 15 . The second La gerring 12 is arranged on the axial projection 13 and is encompassed by the angled end portion 15 . In particular, the angled end section 15 allows the axial bracing of the two bearing rings 11 , 12 . Preferably, the second bearing ring 12 is first pressed onto the shoulder 13 or pushed on and subsequently by plastic deformation of the end portion 15 , z. B. caulking or roller rolling, clamped in the axial direction with the first bearing ring 11 . The forming takes place under controlled conditions in order to be able to precisely set the defined preload forces. By appropriately designing the material cross-sections and the process of roller riveting already mentioned, the two bearing rings 11 , 12 are dimensionally accurate and braced against one another over the entire service life of the roller bearing 1 .

Alternativ kann der Ansatz 13 mehrere nicht gezeigte Arme aufweisen, die jeweils im wesentlichen axial verlaufen. Ge­ genüber einer hülsenförmigen Gestaltung des Ansatzes ergeben sich hier Gewichtsvorteile.Alternatively, the extension 13 can have a plurality of arms, not shown, each of which runs essentially axially. Ge compared to a sleeve-shaped design of the approach there are weight advantages.

Weiterhin kann es angebracht sein ein nicht gezeigtes Span­ nelement vorzusehen, um die beiden Lagerringe 11, 12 axial gegeneinander zu verspannen. Ein solches Spannelement ist am Ansatz 13 angeordnet und wirkt axial auf den zweiten Lager­ ring 12 ein. Beispielsweise kann das Spannelement als Spann­ keil oder als Mutter ausgebildet sein, die über ein Gewinde mit dem Ansatz 13 zusammenwirkt. In jedem Falle ist ein sol­ ches Spannelement fester Bestandteil der vormontierten sowie vorgespannten Wälzlagereinheit.Furthermore, it may be appropriate to provide a clamping element (not shown) in order to brace the two bearing rings 11 , 12 axially against one another. Such a clamping element is arranged on the neck 13 and acts axially on the second bearing ring 12 . For example, the clamping element can be designed as a clamping wedge or as a nut which interacts with the projection 13 via a thread. In any case, such a clamping element is an integral part of the preassembled and preloaded rolling bearing unit.

Grundsätzlich ist es unerheblich, ob die Teilung sowie die erfindungsgemäße axiale Verspannung eines Lagerringes 2, 10 am radial inneren 10 und/oder am radial äußeren Lagerring 2 realisiert ist. In principle, it is irrelevant whether the division and the axial bracing of a bearing ring 2 , 10 according to the invention is realized on the radially inner 10 and / or on the radially outer bearing ring 2 .

Eine besonders vorteilhafte Anwendung des gezeigten Wälzla­ gers 1 ergibt sich als Radlager für Kraftfahrzeuge. Im Gegen­ satz zu bekannten Radlagern, die mittels separater Bauteils verspannt werden, kann das erfindungsgemäße Wälzlager 1 als eigenständig handhabbare Einheit einzeln gewechselt werden, ohne dass entsprechende Anschlussbauteile, beispielsweise Radnabe, andere Flanschteile oder Achszapfen, mitgewechselt werden müssen. Die Servicekosten werden somit reduziert. Ebenso ist die Montage durch die "eingebaute" Vorspannung we­ niger fehleranfällig. Weiterhin können Achsmutter, Achszapfen bzw. Antriebswellenzapfen entsprechend schlanker gestaltet werden, da die Achsmutter nicht mehr die Aufgabe der Lager­ vorspannung übernehmen muss. Dies führt zu weiteren Kostenre­ duzierungen.A particularly advantageous application of the shown Wälzla gers 1 results as a wheel bearing for motor vehicles. In contrast to known wheel bearings, which are braced by means of a separate component, the roller bearing 1 according to the invention can be replaced individually as a unit which can be handled independently, without corresponding connecting components, for example wheel hub, other flange parts or axle journals having to be changed as well. The service costs are thus reduced. Likewise, assembly is less prone to errors due to the "built-in" preload. Furthermore, the axle nut, axle journal or drive shaft journal can be made correspondingly slimmer, since the axle nut no longer has to take on the task of preloading the bearings. This leads to further cost reductions.

Claims (7)

1. Wälzlager (1) mit mehreren in zumindest zwei Reihen ange­ ordneten Wälzkörpern (3), die radial zwischen einem Lage­ rinnenring (10) und einem Lageraußenring (2) angeordnet sind, wobei der Lagerinnenring (10) und/oder der Lagerau­ ßenring (2) in mehrere einzelne Lagerringe (11, 12) un­ terteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster La­ gerring (11) einen Ansatz (13) aufweist, an dem ein zwei­ ter Lagerring (12) angeordnet ist und mittels dessen der zweite Lagerring (12) gegenüber dem ersten Lagerring (11) axial verspannt ist.1. Rolling bearing ( 1 ) with a plurality of rolling elements ( 3 ) arranged in at least two rows, which are arranged radially between a position trough ring ( 10 ) and a bearing outer ring ( 2 ), the bearing inner ring ( 10 ) and / or the bearing outer ring ( 2 ) is divided into several individual bearing rings ( 11 , 12 ), characterized in that a first bearing ring ( 11 ) has a shoulder ( 13 ) on which a second bearing ring ( 12 ) is arranged and by means of which the second bearing ring ( 12 ) is braced axially with respect to the first bearing ring ( 11 ). 2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Lagerringe als Lagerinnenringe (11, 12) aus­ gebildet sind.2. Rolling bearing according to claim 1, characterized in that the plurality of bearing rings are formed as inner bearing rings ( 11 , 12 ). 3. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Lagerringe als Lageraußenringe (2) ausgebil­ det sind.3. Rolling bearing according to claim 1, characterized in that the plurality of bearing rings are ausgebil det as outer bearing rings ( 2 ). 4. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass der Ansatz (13) mehrere axial verlaufende Arme umfasst.4. Rolling bearing according to one of the preceding claims, characterized in that the projection ( 13 ) comprises a plurality of axially extending arms. 5. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass der Ansatz (13) als axial ver­ laufender Hülsenabschnitt (13) ausgebildet ist.5. Rolling bearing according to one of the preceding claims, characterized in that the projection ( 13 ) is designed as an axially running sleeve section ( 13 ). 6. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass der Ansatz (13) durch plasti­ sche Umformung mit seinem freien Ende (15) den zweiten Lagerring (12) unter axialer Vorspannung umgreift. 6. Rolling bearing according to one of the preceding claims, characterized in that the projection ( 13 ) by plastic deformation with its free end ( 15 ) engages around the second bearing ring ( 12 ) under axial prestress. 7. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass der zweite Lagerring (12) ge­ genüber dem ersten Lagerring (11) mittels eines am Ansatz (13) befestigten Spannelementes axial verspannt ist.7. Rolling bearing according to one of the preceding claims, characterized in that the second bearing ring ( 12 ) is axially braced against the first bearing ring ( 11 ) by means of a clamping element fastened to the extension ( 13 ).
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