DE102005022082A1 - Vorrichtung zur Verbindung eines Wälzlagers mit einer Radnabe - Google Patents

Vorrichtung zur Verbindung eines Wälzlagers mit einer Radnabe Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (100) zur Verbindung eines Wälzlagers (10) mit einer Radnabe (20), wobei die Verbindungsvorrichtung dazu geeignet ist, einen Innenring (11) des Lagers (10) und den zylinderförmigen Körper (22) einer Radnabe (20) miteinander zu verbinden, wobei sie ein um den zylinderförmigen Körper (22) der Radnabe (20) ausgebildetes Umfangsverbindungsprofil (50) und ein im Innenring (11) ausgebildetes Gegenverbindungsprofil (60) aufweist, das eine der Form des Umfangsverbindungsprofils (50) entsprechende Form hat, um den Innenring (11) und den zylinderförmigen Körper (22) unter Einschluss eines Winkels miteinander zu verbinden, wobei die Profile (50, 60) jeweils einen in einer zu einer Drehachse (A) des Lagers (10) quer verlaufenden Ebene liegenden Halbmesser (R) mit ständig veränderlichen Winkelabmessungen aufweisen und jeweils wenigstens einen gegenüber der Drehachse (A) konvexen Abschnitt (51, 61) umfassen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbindung eines Wälzlagers mit einer Radnabe.
  • In der Regel weisen Wälzlager einen Innenring auf und zur Montage an der Radnabe wird der Innenring auf einen Achsschenkel aufgepresst, wobei zum Festspannen des Innenringes ein ringförmiger Rand des Achsschenkels dicht am Innenring kalt verformt wird.
  • Die Praxis hat gezeigt, dass die bei der Verformung am Innenring auf den ringförmigen Rand ausgeübten Kräfte zwar mehr als genügend sind, um den Innenring axial festzuhalten, aber nicht reichen, um eine eventuelle, unbeabsichtigte gegenseitige Drehung zwischen Innenring und Achsschenkel zu verhindern, die Schwingungen und Geräusch verursachen sowie die Lebensdauer des Lagers verkürzen kann.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verbindung eines Wälzlagers mit einer Radnabe zu schaffen, mit der sich ein Innenring eines Lagers und ein Achsschenkel der Radnabe in einfacher und wirtschaftlicher Weise unter Einschluss eines Winkels miteinander verbinden lassen.
  • Erfindungsgemäß wird nun eine Vorrichtung zur Verbindung eines Wälzlagers mit einer Radnabe geschaffen, wobei die Verbindungsvorrichtung dazu geeignet ist, einen Innenring des Lagers und den zylinderförmigen Körper einer Radnabe miteinander zu verbinden und dadurch gekennzeichnet ist, dass sie ein um den zylinderförmigen Körper der Radnabe ausgebildetes Umfangsverbindungsprofil und ein im Innenring ausgebildetes Gegenverbindungsprofil aufweist, das eine der Form des Umfangsverbindungsprofils entsprechende Form hat, um den Innenring und den zylinderförmigen Körper unter Einschluss eines Winkels miteinander zu verbinden, dass das Umfangsverbindungsprofil und das Gegenverbindungsprofil jeweils einen in einer zu einer Drehachse des Lagers quer verlaufenden Ebene liegenden Halbmesser mit ständig veränderlichen Winkelabmessungen aufweisen und jeweils wenigstens einen gegenüber der Drehachse konvexen Abschnitt umfassen.
    •
  • Die Erfindung wird nun an Hand der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben, die ein nicht einschränkendes Ausführungsbeispiel darstellen. Es zeigen:
  • 1 einen Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verbindung eines Wälzlagers mit einer Radnabe,
  • 2 einen Schnitt in vergrößertem Maßstab nach der Linie II-II von 1, und
  • 3 bis 6 jeweils Schnitte durch bevorzugte, alternative Ausführungsformen der Verbindungsvorrichtung nach 1.
  • In 1 ist eine Vorrichtung zur Verbindung eines Wälzlagers 10 mit einer Radnabe 20 insgesamt mit 100 bezeichnet.
  • Das Wälzlager 10 weist eine Drehachse A auf und ist mit einem koaxial zur Drehachse A verlaufenden Innenring 11, mit einem koaxial zum Innenring 11 verlaufenden Außenring 12 und mit zwei Reihen 14 von Wälzkörpern 15 versehen, die zwischen den Ringen 11 und 12 jeweils in einer entsprechenden Rollbahn 16 angeordnet sind.
  • Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform sind die Wälzkörper 15 Kugeln und der Innenring 11 weist zwei ringförmige Abschnitte 11' auf, die zur Achse A nebeneinander an der Radnabe 20 angeordnet sind und jeweils eine entsprechende Rollbahn 16 aufweisen.
  • Die Radnabe 20 umfasst einen quer zu Achse A verlaufenden Flansch 21 und einen Achsschenkel 22, der einteilig mit dem Flansch 21 verbunden ist und sich im Innenring 11 entlang der Achse A erstreckt, um mit einem Rand 23 zu enden, der dicht am Innenring 11 rollgebördelt werden kann, um die beiden Abschnitte 11' im wesentlichen gegen den Flansch 21 paketartig abzuschließen.
  • Der Achsschenkel 22 ist durch eine Montagefläche 24 für den Innenring 11 radial nach außen abgegrenzt und weist außerdem einen Absatz 25 auf, der zwischen der Fläche 24 und dem Flansch 21 angeordnet ist, um für den Innenring 11 als axialer Anschlag zu dienen.
  • Wie aus 2 deutlicher zu ersehen ist, weist die Vorrichtung 100 ein um den Achsschenkel 22 ausgebildetes Umfangsverbindungsprofil 50 und ein Gegenverbindungsprofil 60 auf, das seinerseits in der Innenseite der Innenringes 11 ausgebildet ist und eine Form hat, die die Form des Umfangsverbindungsprofils 50 ergänzt, um den Achsschenkel 22 und den Innenring 11 unter Einschluss eines Winkels miteinander zu verbinden.
  • Das Profil 50 erstreckt sich im wesentlichen über die ganze Fläche 24 bis zum Absatz 25 und weist – wie auch das Profil 60 – einen in einer zur Drehachse A quer verlaufenden Ebene liegenden Halbmesser R mit ständig veränderlichen Winkelabmessungen auf.
  • Nach einer bevorzugten und leicht aus der obigen Beschreibung erschließbaren Ausführungsform der Vorrichtung 100, hat gegenüber der Achse A das Profil 50 – wie auch das Profil 60 – wenigstens im Bereich des zuletzt am Achsschenkel 22 angeordneten ringförmigen Abschnittes 11' eine ausgehend von der dem Absatz 25 gegenüberliegenden Seite kegelstumpfförmig abgestuften Form.
  • Die Profile 50 und 60 haben jeweils wenigstens eine Zahl N1 gegenüber der Drehachse A konvexer Abschnitte 51 und 61 sowie eine Zahl N2 gegenüber der Drehachse A konkaver Abschnitte 52 und 62. Die Werte der Zahlen N1 und N2 hängen von den jeweiligen Bau- und Konstruktionsmerkmale ab und können – wie im beschriebenen Fall – gleich oder auch unterschiedlich sein.
  • Insbesondere ist in 2 der Fall dargestellt, wo sowohl die Zahl N1 als auch die Zahl N2 den gleichen Wert drei haben und die Abschnitte 51, 61 und 52, 62 abwechselnd um die Drehachse A angeordnet sind.
  • Dank der Anwesenheit der Profile 50 und 60 ist es möglich, den Innenring 11 und den Achsschenkel 22 unter Einschluss eines Winkels miteinander zu verbinden und jegliche unbeabsichtigte Drehung zwischen dem Innenring 11 und dem Achsschenkel 22 zu vermeiden.
  • In den 3, 4, 5 und 6 sind alternative Anwendungsbeispiele der Vorrichtung 100 und eben so vieler Lager 10 dargestellt, die nachstehend im einzelnen beschrieben werden.
  • 3 zeigt ein Lager 10, dessen Wälzkörper 15 nach einem so genannten "O"-Konzept eingebaute Kegelrollen sind und in dessen Außenring 12 in einer axial zwischen den beiden Reihen 14 liegenden Stellung ein Geschwindigkeitssensor 30 zur Messung der Winkelgeschwindigkeit des Lagers 10 angeordnet ist. In 3 ist auch der dicht am Innenring 11 rollgebördelte Rand 23 dargestellt.
  • 4 zeigt ein Lager 10, bei dem der dicht am Absatz 25 anliegende Abschnitt 11' des Innenringes 11 Bestandteil desselben Absatzes 25 ist, an dem auch die entsprechende Rollbahn 16 angeformt ist. Die Vorrichtung 100 erstreckt sich daher nur in dem vom verbleibenden, durch den rollgebördelten Rand 23 und eine Schulter 26 des Achsschenkel 22 axial festgehaltenen Abschnitt 11' belegten Bereich der Fläche 24.
  • 5 stellt ein Lager 10 dar, bei dem der dicht am Absatz 25 anliegende Abschnitt 11' des Innenringes 11 Bestandteil des Achsschenkels 22 ist und die entsprechende Rollbahn 16 an der Fläche 24 des Achsschenkels 22 angeformt ist. Die Vorrichtung 100 erstreckt sich daher entlang der Fläche 24 nur in dem vom verbleibenden, durch den rollgebördelten Rand 23 und eine Schulter 26 des Achsschenkel 22 axial festgehaltenen Abschnitt 11' belegten Bereich der Fläche 24.
  • Außerdem weist das in 5 dargestellte Lager 10 ein axial zwischen den beiden Ringen 11 und 12 zur Messung der Winkelgeschwindigkeit des Lagers 10 angeordneten Geschwindigkeitssensor 30 auf.
  • Schließlich zeigt 6 ein Lager 10, bei dem der dicht am Absatz 25 anliegende Abschnitt 11' des Innenringes 11 Bestandteil des Achsschenkels 22 ist und die entsprechende Rollbahn 16 an der Fläche 24 des Achsschenkels 22 angeformt ist und bei dem die Reihe 14, die zu der Bestandteil des Achsschenkels bildenden Rollbahn 16 gehört, aus mehreren Kugeln 15 besteht, während die zum Abschnitt 11' gehörende Reihe 14 aus mehreren Kegelrollen 15 besteht.
  • Auch in diesem Fall erstreckt sich die Vorrichtung 100 entlang der Fläche 24 nur in dem vom verbleibenden, durch den rollgebördelten Rand 23 und eine Schulter 26 des Achsschenkel 22 axial festgehaltenen Abschnitt 11' belegten Bereich der Fläche 24.
  • Schließlich weist das in 6 dargestellte Lager 10 ein über den Außenring 12 axial zwischen den beiden Reihen 14 zur Messung der Winkelgeschwindigkeit des Lagers 10 angeordneten Geschwindigkeitssensor 30 auf.
  • Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die beschriebene und dargestellte Ausführungsform beschränkt ist, die lediglich als Beispiel für die Herstellung der Vorrichtung zur Verbindung eines Wälzlagers mit einem Außenkörper dient, und dass daher weitere Änderungen in Form und Anordnung der Teile sowie in konstruktions- und montagetechnischen Einzelheiten vorgesehen werden können.

Claims (10)

  1. Vorrichtung (100) zur Verbindung eines Wälzlagers (10) mit einer Radnabe (20), wobei die Verbindungsvorrichtung dazu geeignet ist, einen Innenring (11) des Lagers (10) und den zylinderförmigen Körper (22) einer Radnabe (20) miteinander zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein um den zylinderförmigen Körper (22) der Radnabe (20) ausgebildetes Umfangsverbindungsprofil (50) und ein im Innenring (11) ausgebildetes Gegenverbindungsprofil (60) aufweist, das eine der Form des Umfangsverbindungsprofils (50) entsprechende Form hat, um den Innenring (11) und den zylinderförmigen Körper (22) unter Einschluss eines Winkels miteinander zu verbinden, dass das Umfangsverbindungsprofil (50) und das Gegenverbindungsprofil (60) jeweils einen in einer zu einer Drehachse (A) des Lagers (10) quer verlaufenden Ebene liegenden Halbmesser (R) mit ständig veränderlichen Winkelabmessungen aufweisen und jeweils wenigstens einen gegenüber der Drehachse (A) konvexen Abschnitt (51, 61) umfassen.
  2. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umfangsverbindungsprofil (50) und das Gegenverbindungsprofil (60) jeweils wenigstens eine erste bestimmte Zahl (N1) gegenüber der Drehachse (A) konvexer Abschnitte (51, 61) und eine zweite bestimmte Zahl (N2) gegenüber der Drehachse (A) konkaver Abschnitte (52, 62) haben.
  3. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zahl (N1) konvexer Abschnitte (51, 61) und die zweite Zahl (N2) konkaver Abschnitte (52, 62) einander entsprechen, wobei die konvexen Abschnitte (51, 61) und die konkaven Abschnitte (52, 62) abwechselnd um die Drehachse (A) angeordnet sind.
  4. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Umfangsverbindungsprofil (5, 5') und das Gegenverbindungsprofil (6, 6') gegenüber der Drehachse (A) kegelstumpfförmig sind.
  5. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (10) zwei Reihen (14) von Wälzkörpern (15) umfasst, die in entsprechenden Rollbahnen (16) gelagert sind.
  6. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (15) Kugeln sind.
  7. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (15) Kegelrollen sind.
  8. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass von den beiden Rollbahnen (16) wenigstens eine erste Rollbahn (16) am Innenring (11) angeformt ist.
  9. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass von den beiden Rollbahnen (16) eine zweite Rollbahn (16) direkt am zylinderförmigen Körper (22) angeformt ist.
  10. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (11) aus zwei voneinander unabhängigen, am zylinderförmigen Körper (22) axial nebeneinander angeordneten, ringförmigen Abschnitten (11') besteht, wobei jeder ringförmige Abschnitt (11') eine entsprechende Rollbahn aufweist.
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