DE102007009918A1 - Wheel bearing for bearing of wheels rotating around axis of rotation, has tapered roller bearing with tapered-roller row and inclined ball bearing with two ball races - Google Patents

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Abstract

The wheel bearing has a tapered roller bearing (10) with a tapered-roller row (11). An inclined ball bearing (12) with two ball races (13,14). The tapered roller bearing and the inclined ball bearing have a common bearing ring. The two ball races are arranged axially adjacent and in a tandem arrangement. The tapered roller bearing and the inclined ball bearing are arranged in an O-arrangement.

Description

Die Erfindung betrifft ein Radlager zur Lagerung eines um eine Drehachse drehbaren Rads.The The invention relates to a wheel bearing for supporting a about an axis of rotation rotatable wheel.

Derartige Radlager sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Sie haben als Hauptkomponenten Wälzkörper, die in mindestens einer Reihe angeordnet sind und unterschiedlich ausgebildet sein können. Beispielsweise ist eine Kugel-, Zylinder- oder Kegelstumpf-Form möglich. In der WO 2005/008086 A1 sind Radlagereinheiten beschrieben, die mehrere derartiger Wälzkörperreihen haben. Insbesondere sind zwei Kegelrollenreihen oder vier paarweise gruppierte Kugelreihen vorgesehen. Die bekannten Radlager haben je nach Ausgestaltung spezifische Eigenschaften und eignen sich somit jeweils besonders gut für spezielle Anwendungsfälle. Sie sind insbesondere entweder sehr reibungsarm oder besonders belastbar ausgelegt.Such wheel bearings are known in various embodiments. They have as main components rolling elements, which are arranged in at least one row and can be designed differently. For example, a spherical, cylindrical or truncated cone shape is possible. In the WO 2005/008086 A1 wheel bearing units are described which have a plurality of such rolling element rows. In particular, two rows of tapered rollers or four paired ball rows are provided. Depending on the design, the known wheel bearings have specific properties and are thus particularly well suited for special applications. They are designed in particular either very low friction or particularly resilient.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, ein Radlager der eingangs bezeichneten Art anzugeben, das sowohl eine niedrige Reibung aufweist als auch für eine hohe Belastung ausgelegt ist.The The object of the invention is now a wheel bearing of the above Specify specified type, which has both a low friction as well as designed for a high load.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Radlager entsprechend den Merkmalen des Patentanspruchs 1 angegeben. Das erfindungsgemäße Radlager umfasst ein Kegelrollenteillager mit einer Kegelrollenreihe und ein Schrägkugelteillager mit einer ersten und einer zweiten Kugelreihe, wobei das Kegelrollenteillager und das Schrägkugelteillager einen gemeinsamen Lagerring aufweisen können.to Solution to this problem is a wheel bearing according to the Characteristics of claim 1 given. The invention Wheel bearing includes a tapered roller bearing with a tapered roller row and an angular ball bearing with a first and a second row of balls, wherein the tapered roller bearing and the angular ball bearing may have a common bearing ring.

Bei dem erfindungsgemäßen Radlager handelt es sich also um ein Kombinationslager, das die Vorteile eines Kegelrollenlagers mit denen eines Schrägkugellagers in einer Baueinheit vereint. Die beiden Kugelreihen bieten eine sehr geringe Reibung, wohingegen die Kegelrollenreihe zu einer sehr hohen Belastbarkeit führt. Das Kegelrollenteillager bedingt außerdem sowohl in radialer als auch in axialer Richtung eine sehr gute Steifigkeit. Die Verwendung zweier Kugelreihen erhöht zum einen die Lastkapazität und führt zum anderen zu einer ausgewogenen Kräfteaufteilung auf das Kegelrollenteillager und das Schrägkugelteillager. Das erfindungsgemäße Radlager lässt sich deshalb besonders gut bei Lastkraftwagen, Transporter oder vergleichbaren anderen Kraftfahrzeugen einsetzen.at The wheel bearing according to the invention is So a combination bearing that has the advantages of a tapered roller bearing united with those of an angular contact ball bearing in a single unit. The two rows of balls offer very little friction, whereas the tapered roller row leads to a very high load capacity. The tapered roller bearing also requires both in radial as well as in the axial direction a very good stiffness. The usage two rows of balls increases on the one hand the load capacity and leads to a balanced distribution of forces on the tapered roller bearing and the angular ball bearing. The wheel bearing according to the invention can be therefore especially good for trucks, vans or similar use other motor vehicles.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Radlagers ergeben sich aus den Merkmalen der von Anspruch 1 abhängigen Ansprüche.advantageous Embodiments of the wheel bearing according to the invention arise from the features of dependent of claim 1 Claims.

Günstig ist eine Variante, bei der die erste und die zweite Kugelreihe axial benachbart, insbesondere axial unmittelbar benachbart, und in einer Tandem-Anordnung angeordnet sind. Dadurch erhöht sich die Belastbarkeit des Kugelteillagers. Außerdem resultiert so ein geringes Bauvolumen.Cheap is a variant in which the first and the second row of balls are axial adjacent, in particular axially immediately adjacent, and in a tandem arrangement are arranged. This increases the load capacity of the ball parts warehouse. It also results in a low Volume.

Weiterhin ist es günstig, wenn das Kegelrollenteillager und das Schrägkugelteillager in einer O-Anordnung angeordnet sind, so dass Radialbelastungen und Axialbelastungen in beiden Richtungen aufgenommen werden können. Es ergibt sich außerdem eine besonders starre Lagerung, die insbesondere auch ein Aufnahmevermögen hinsichtlich Kippmomenten und Seitenkräften aufweist.Farther it is beneficial if the tapered roller bearing and the angular ball bearing are arranged in an O-arrangement, so that radial loads and Axial loads can be absorbed in both directions. It also results in a particularly rigid storage, in particular, a capacity in terms of Has tilting moments and lateral forces.

Gemäß einer anderen bevorzugten Variante sind das Kegelrollenteillager und das Schrägkugelteillager axial beidseitig zu einer Radialmittenebene angeordnet und so ausgelegt, dass im Normalzustand des Radlagers die radial wirkenden Kräfte ihren Mittelpunkt im Bereich der Radialmittenebene haben. Damit resultiert mit Vorteil eine möglichst einheitliche Belastung des Radlagers.According to one Another preferred variant are the Kegelrollenteillager and the Angular ball bearing axially on both sides to a radial center plane arranged and designed so that in the normal state of the wheel bearing the radially acting forces are their center in the area have the radial center plane. This results in an advantage as possible uniform load of the wheel bearing.

Vorzugsweise haben Kegelrollen des Kegelrollenteillagers weiterhin bezüglich einer Radialmittenebene einen kleineren Kontaktwinkel als Kugeln des Schrägkugelteillagers. Dies ergibt eine günstige Übertragung der Radiallasten vom Rad auf die Radbefestigung. Die Kontaktwinkel der Kugeln der ersten und der zweiten Kugelreihe können dabei entweder gleich oder auch unterschiedlich groß ausgebildet sein. Die diesbezügliche Auslegung erfolgt insbesondere so, dass ein gutes Aufnahmevermögen hinsichtlich Kippmomenten und Seitenkräften resultiert.Preferably continue to have tapered rollers of the bevel part inventory with respect to a radial center plane a smaller contact angle than balls of the Angular contact ball bearing part. This gives a favorable transfer Radial loads from the wheel to the wheel mounting. The contact angle the balls of the first and second row of balls can either be the same or different sizes. The relevant interpretation is in particular such that a good absorption capacity with regard to tilting moments and Side forces results.

Bei einer anderen günstigen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass Kegelrollen des Kegelrollenteillagers bezüglich einer Radialmittenebene einen Kontaktwinkel im Bereich zwischen 5° und 35° aufweisen. In diesem Winkelbereich wird eine besonders gute Übertragung der radialen Lasten vom Rad auf die Radbefestigung erreicht.at another favorable embodiment is provided that Tapered rollers of the tapered roller element bearing with respect to a radial center plane have a contact angle in the range between 5 ° and 35 °. In this angular range is a particularly good transmission Radial loads from the wheel to the wheel attachment reached.

Günstig ist weiterhin eine Variante, bei der die zweite Kugelreihe einen größeren radialen Abstand zu der Drehachse hat als die erste Kugelreihe. Außerdem können Kugeln der ersten Kugelreihe vorzugsweise einen geringe ren Kugeldurchmesser haben als Kugeln der zweiten Kugelreihe. Sowohl der größere radiale Abstand in der zweiten Kugelreihe als auch der kleinere Kugeldurchmesser in der ersten Kugelreihe erlauben eine höhere Anzahl an Kugeln pro jeweiliger Kugelreihe, wodurch die Tragfähigkeit des Radlagers weiter gesteigert werden kann. Außerdem ermöglichen beide Maßnahmen einen sehr kompakten Aufbau, bei dem die beiden Kugelreihen eng benachbart zueinander angeordnet sind.Cheap is still a variant in which the second row of balls a has greater radial distance to the axis of rotation as the first ball row. In addition, balls can the first row of balls preferably a small ren ball diameter have as balls of the second ball row. Both the bigger one radial distance in the second row of balls as well as the smaller one Ball diameters in the first ball row allow a higher Number of balls per respective row of balls, whereby the load capacity of the ball Wheel bearing can be further increased. Also allow Both measures have a very compact design in which the two rows of balls are arranged closely adjacent to each other.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung umfasst ein Lagerinnenring zwei Teillagerinnenringe, von denen einer, insbesondere der dem Kegelrollenteillager zugeordnete, einstückig mit einem Lageraufnahmeelement ausgebildet ist. Dadurch reduziert sich die Anzahl der Einzelkomponenten. Der erste Teillagerinnenring eignet sich besonders gut für eine Integration in das Lageraufnahmeelement, bei dem es sich beispielsweise um ein Felgenanschlussteil oder um einen Achsstummel handeln kann, da der erste Teillagerinnenring im Gegensatz zum zweiten Teillagerinnenring eine ebene und folglich leichter zu fertigende Umfangsfläche als Lauffläche für die Kegelrollen hat.According to another preferred embodiment, a bearing inner ring comprises two partial bearing inner rings, one of which, in particular the Tapered roller bearing associated, integrally formed with a bearing receiving element. This reduces the number of individual components. The first part bearing inner ring is particularly well suited for integration in the bearing receiving element, which may be, for example, a rim connection part or a stub axle, since the first part bearing inner ring, in contrast to the second part bearing inner ring a flat and therefore easier to produce peripheral surface as a running surface for the Has tapered rollers.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind bei einem Radlager die Abrollflächen für die Kegelrollen, die Kegelrollenaußenmäntel und diejenigen Flächen der Kegelrollenstirnseiten und Oberflächen wenigstens eines Laufbahnelements, zwischen denen bei bestimmungsgemäßem Betreiben der Lagerung eine Berührung stattfindet, mit einer Rauhigkeit Ra kleiner gleich 0,10 μm ausgebildet. Durch die Ausbildung besagter Flächen mit einer sehr kleinen Rauhigkeit von kleiner 0,10 μm und in einer vorteilhaften Ausgestaltung von kleiner 0,06 μm wird die beim Abwälzen auftretende Reibung herabgesetzt, so dass sich mit Vorteil die Leistungsverluste reduzieren. Dabei sei besonders darauf hingewiesen, dass auch die Berührflächen zwischen den Kegelrollen stirnseiten und einer Oberfläche des Laufbahnelements, an dem Bereiche der Kegelrollenstirnseiten bestimmungsgemäß anlaufen, ebenfalls mit besagter geringer Rauhigkeit ausgebildet sind. Auch der insbesondere aus einem Polymermaterial ausgebildete Käfig trägt im vorausgehend beschriebenen Sinne, beispielsweise gegenüber einem Blechkäfig, mit Vorteil zur Gewichtsreduzierung und zur Verbesserung der Reibverhältnisse bei.In an advantageous embodiment, in a wheel bearing, the rolling surfaces for the tapered rollers, the tapered roller outer shells and those surfaces of the tapered roller end faces and surfaces of at least one raceway element, between which contact takes place when the storage is operated as intended, have a roughness R a of less than or equal to 0.10 μm , By forming said surfaces with a very small roughness of less than 0.10 microns and in an advantageous embodiment of less than 0.06 microns, the friction occurring during rolling is reduced, so that advantageously reduce the power losses. It should be particularly noted that the contact surfaces between the tapered roller end faces and a surface of the raceway element, start on the areas of the tapered roller end faces as intended, are also formed with said low roughness. Also, the cage formed in particular from a polymer material contributes in the previously described sense, for example to a sheet metal cage, with advantage for weight reduction and to improve the friction conditions.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist bei einem Laufbahnelement des Radlagers mit einer Abrollfläche für die Kegelrollen und mit einem eine Innenseite aufweisenden Bord an einer der Stirnseiten der Kegelrollen, bei dem ein Bereich der Innenseite zum Berühren durch Bereiche der Kegelrollenstirnseiten vorgesehen ist, bei einer Betrachtung, die von einem mittleren Bereich der Innenseite zwischen ihrem äußeren und inneren Rand ausgeht und entlang einer Kegelrollenstirnseite radial hin zur Abrollfläche gerichtet ist, das Laufbahnelement in einem Übergangsbereich von der Innenseite hin zur Abrollfläche bezogen auf die Betrachtungsrichtung frei von einem Hinterschnitt ausgebildet. Dabei wurde erkannt, dass bei gleichbleibender Oberflächenqualität der Abrollfläche sowie der zum Anlaufen der Kegelrollenstirnseiten vorgesehenen Innenseite des Bords des Laufbahnelements ein Hinterschnitt am Fuß des Bords zum Übergang hin zur Abrollfläche herstellungstechnisch und auch aus anderen Gründen nicht erforderlich ist. Damit kann mit Vorteil unter anderem bei gleichbleibender Festigkeit des Bords der Bord in Achsrichtung mit einer geringeren Dicke ausgebildet werden, wodurch sich wiederum auch ein kürzeres Laufbahnelement ausbilden lässt, womit mit Vorteil Material und Gewicht entsprechend eingespart wird. Weiterhin ist es durch Verzicht auf den Hinterstich möglich, eine bestimmungsgemäße Berührfläche zwischen den Kegelrollenstirnseiten und der Innenseite des Bords durch entsprechendes Design von Kegelrollenstirnseiten und der Innenseite des Bords nahe zur Abrollfläche hin zu verlagern, wodurch mit besonderem Vorteil in besagter Berührfläche im wesentlichen ein Abrollen mit wenig Gleitanteilen stattfindet, so dass weniger Reibungsverluste entstehen und damit mit Vorteil Leistungsverluste gesenkt werden. Dabei sind die Innenseite des Bords und die Stirnseite der Kegelrolle insbesondere derart gestaltet, dass die bestimmungsgemäße Berührung von der Kegelrollenhauptachse aus in einem Bereich von 85%, insbesondere 90%, bis 98% des Radius der Kegelrollenstirnseite stattfindet.In A further advantageous embodiment is in a raceway element the wheel bearing with a rolling surface for the tapered rollers and with an inside board having on one of the front sides the tapered rollers, where an area of the inside to touch is provided by areas of the tapered roller end faces, at a Viewing from a middle area of the inside between their outer and inner edge emanates and along a tapered roller end face radially towards the rolling surface is directed, the raceway element in a transition region from the inside to the rolling surface based on the Viewing direction formed free of an undercut. there was recognized that with consistent surface quality the rolling surface and the start of the tapered roller end faces provided inside the board of the raceway element an undercut at the foot of the board to the transition to the rolling surface manufacturing technology and for other reasons is not required. In order to can with advantage, inter alia, with the same strength of the Bords of the board formed in the axial direction with a smaller thickness be, which in turn also a shorter career element training, which is advantageous material and weight is saved accordingly. Furthermore, it is by waiving the undercut possible, a proper Contact surface between the tapered roller end faces and the inside of the board by appropriate design of tapered roller end faces and the inside of the board near the rolling surface to shift, whereby with particular advantage in said contact surface essentially a rolling takes place with little Gleitanteilen, so that less friction losses occur and thus with advantage Power losses are reduced. Here are the inside of the Bords and the front of the tapered roller in particular designed in such a way that the intended touch of the tapered roller main axis in a range of 85%, in particular 90%, up to 98% of the radius of the tapered roller face takes place.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist wenigstens eine der Kegelrollen ausgehend von ihren beiden Stirnseiten mit jeweils einer Höhlung ausgebildet, wobei zwischen den Höhlungen ein mit Material der Kegelrolle ausgefüllter Zwischenbereich verbleibt, dessen minimale axiale Dicke zwischen 20 bis 60% der axialen Kegelrollenlänge ist. Dabei wurde erkannt, dass sich bei derartiger Ausbildung der Kegelrollen, bei Aufrechterhaltung guter wälzlagertechnischer Eigenschaften, mit Vorteil eine Einsparung an Material und an Gewicht erzielen lässt. Dabei werden durch die Materialeinsparung die Rohstoffreserven geschont und infolge des geringeren, bei Betrieb zu wälzenden Gewichts der Kegelrollen, Leistungsverluste reduziert. Weiterhin wurde erkannt, dass bei einem Unterschreiten der minimalen axialen Dicke von 20% der axialen Kegelrollenlänge sich die wälzlagertechnischen Eigenschaften inakzeptabel verschlechtern. Andererseits wurde erkannt, dass die minimale axiale Dicke nicht größer als 60% der axialen Kegelrollenlänge sein soll, da dies hinsichtlich Material- und Gewichtseinsparung kontraproduktiv wäre und weiterhin beim Abrollen der Kegelrolle auf einer entsprechenden Abrollfläche an den Übergangsbereichen vom Außenmantel der Kegelrolle hin zu ihren Stirnseiten unerwünscht hohe mechanische Spannungsspitzen auftreten würden. Dadurch, dass die Höhlungen eine gewisse Tiefe aufweisen und die Höhlungen in ihrem im wesentlichen zylindrischen Bereich einen Durchmesser zwischen 40% bis 70% des Kellenrollenaußendurchmessers an der die Öffnung der jeweiligen Höhlung beinhaltenden Stirnseite aufweisen bzw. eine Wandstärke der Kegelrolle im Bereich der Höhlungen zwischen 15% und 30% des Kegelrollenaußendurchmessers an der die Öffnung der jeweiligen Höhlung beinhaltenden Stirnseite ist, werden besagte unerwünschte Spannungsspitzen dadurch verhindert, dass die axialen Enden der Kegelrolle eine gewisse Einfederungsmöglichkeit nach innen hin aufweisen. Weiterhin ist zur Verhinderung besagter unerwünschter Spannungsspitzen die Kegelrolle in ihren Übergangsbereichen vom Außenmantel hin zu ihren Stirnseiten mit Verrundungen ausgebildet, die an die jeweilige Belastungsanforderung entsprechend angepasst ausgebildet sein können.In a further advantageous embodiment, at least one of the tapered rollers, starting from its two end faces, each formed with a cavity, wherein between the cavities filled with material of the tapered roller intermediate region remains whose minimum axial thickness is between 20 to 60% of the axial tapered roller length. It was recognized that with such a design of the tapered rollers, while maintaining good wälzlagertechnischer properties, advantageously a saving of material and weight can be achieved. The resource savings are saved by the material savings and reduced power losses due to the lower, in operation to be rolled weight of the tapered rollers. Furthermore, it was recognized that if the minimum axial thickness falls below 20% of the axial taper roller length, the rolling bearing properties deteriorate unacceptably. On the other hand, it was recognized that the minimum axial thickness should not be greater than 60% of the axial tapered roller length, as this would be counterproductive in terms of material and weight savings, and further when rolling the tapered roller on a corresponding rolling surface at the transition areas from the outer surface of the tapered roller to their end faces undesirably high mechanical voltage spikes would occur. Characterized in that the cavities have a certain depth and the cavities in its substantially cylindrical portion have a diameter between 40% to 70% of the trough roller outer diameter at the opening containing the respective cavity end face or a wall thickness of the tapered roller in the region of the cavities between 15th % and 30% of the tapered roller outer diameter at the end containing the opening of the respective cavity, said undesired stress peaks are prevented by the fact that the axial ends of the tapered roller have a certain Einfämungsmöglichkeit inwardly. Furthermore, to prevent said undesirable voltage spikes the tapered roller formed in their transitional areas from the outer shell towards their faces with fillets that can be adapted to the respective load request adapted.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt:Further Features, advantages and details of the invention will become apparent the following description of exemplary embodiments based on the drawing. It shows:

1 ein Ausführungsbeispiel eines Radlagers mit einer Kombination eines Kegelrollenteillagers und eines Schrägkugelteillagers sowie mit einem nicht zum Rotieren vorgesehenen gemeinsamen Außenring und 1 an embodiment of a wheel bearing with a combination of a Kegelrollenteillagers and an angular ball bearing and with a not provided for rotating common outer ring and

2 ein Ausführungsbeispiel eines Radlagers mit einer Kombination eines Kegelrollenteillagers und eines Schrägkugelteillagers sowie mit einem zum Rotieren vorgesehenen gemeinsamen Außenring. 2 An embodiment of a wheel bearing with a combination of a Kegelrollenteillagers and an angular ball bearing and with a provided for rotating common outer ring.

Einander entsprechende Teile sind in 1 und 2 mit denselben Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are in 1 and 2 provided with the same reference numerals.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Radlagers 1 mit einem einteiligen Außenring 2 und einem zweigeteilten Innenring 3 gezeigt, wobei der Innen ring 3 auf ein um eine Drehachse 5 drehbares Felgenanschlussteil 4 montiert ist. In einem scheibenförmigen Montageflansch des Felgenanschlussteils 4 sind Montagebohrungen 6 vorgesehen, durch die Radbolzen 7 hindurchgeführt sind. Die Radbolzen 7 sind zum Eingriff in die Radfelge des in 1 nicht mit dargestellten Rads bestimmt. An den Außenring 2 ist ein radial vorstehender Montageflansch 8 mit Montagebohrungen 9 angeformt, der zur Befestigung an einem in 1 ebenfalls nicht mit dargestellten Fahrzeugrahmen vorgesehen ist. Insgesamt zeigt 1 einen Ausschnitt aus einer Radbefestigung und -lagerung bei einem Kleinlastkraftwagen.In 1 is an embodiment of a wheel bearing 1 with a one-piece outer ring 2 and a split inner ring 3 shown, wherein the inner ring 3 on one around a rotation axis 5 rotatable rim connector 4 is mounted. In a disk-shaped mounting flange of the rim connection part 4 are mounting holes 6 provided by the wheel bolts 7 passed through. The wheel bolts 7 are to engage in the wheel rim of the in 1 not determined with illustrated wheels. To the outer ring 2 is a radially protruding mounting flange 8th with mounting holes 9 molded, which for attachment to an in 1 is also not provided with illustrated vehicle frame. Overall shows 1 a section of a wheel mounting and storage in a small truck.

Das Radlager 1 setzt sich aus zwei Teillagern zusammen, nämlich einem Kegelrollenteillager 10 mit einer Kegelrollenreihe 11 und einem Schrägkugelteillager 12 mit zwei Kugelreihen 13 und 14 in Tandem-Anordnung. Das Kegelrollenteillager 10 und das Schrägkugelteillager 12 sind in Richtung der Drehachse 5, d. h. in axialer Richtung, zueinander benachbart und zu beiden Seiten einer Radialebene 15 angeordnet. Der Außenring 2 übergreift als gemeinsamer Lagerring sowohl das Kegelrollenteillager 10 als auch das Schrägkugelteillager 12, wohingegen von dem Innenring 3 ein erster Teillagerinnenring 16 dem Kegelrollenteillager 10 und ein zweiter Teillagerinnenring 17 dem Schrägkugelteillager 12 zugeordnet ist.The wheel bearing 1 is made up of two part warehouses, namely a tapered roller bearing 10 with a tapered roller row 11 and an angular ball bearing 12 with two rows of balls 13 and 14 in tandem arrangement. The tapered roller bearing 10 and the angular ball bearing 12 are in the direction of the axis of rotation 5 , ie in the axial direction, adjacent to each other and on both sides of a radial plane 15 arranged. The outer ring 2 engages as a common bearing ring both the tapered roller bearing 10 as well as the angular ball bearing 12 , whereas from the inner ring 3 a first partial bearing inner ring 16 the tapered roller bearing 10 and a second partial bearing inner ring 17 the angular ball bearing 12 assigned.

Die Kegelrollenreihe 11 umfasst mehrere Wälzkörper in Form von Kegelrollen 18, die in einem Käfig 19 platziert sind. Die Kugelreihen 13 und 14 sind axial unmittelbar aneinander angrenzend angeordnet. Ihre Wälzkörper sind als Kugeln 20 bzw. 21 ausgeführt, die ebenfalls in einem Käfig 22 platziert sind. Der Durchmesser der Kugeln 20 der an die Radialebene 15 angrenzenden ersten Kugelreihe 13 ist kleiner ist als der Durchmesser der Kugeln 21 der zweiten Kugelreihe 14. Die beiden Kugelreihen 13 und 14 sind auf Umfangsbahnen angeordnet, wobei die erste Kugelreihe 13 einen kleineren radialen Abstand zur Drehachse 5 hat als die zweite Kugelreihe 14. Auf beiden axialen Stirnseiten ist das Radlager 1 mittels einer Dichtung 23 abgedichtet.The tapered roller row 11 comprises several rolling elements in the form of tapered rollers 18 in a cage 19 are placed. The rows of balls 13 and 14 are arranged axially immediately adjacent to each other. Their rolling elements are called balls 20 respectively. 21 executed, also in a cage 22 are placed. The diameter of the balls 20 to the radial plane 15 adjacent first row of balls 13 is smaller than the diameter of the balls 21 the second row of balls 14 , The two rows of balls 13 and 14 are arranged on circumferential tracks, the first row of balls 13 a smaller radial distance to the axis of rotation 5 has as the second ball row 14 , On both axial end faces is the wheel bearing 1 by means of a seal 23 sealed.

Zwischen dem Kegelrollenteillager 10 und dem Schrägkugelteillager 12 ist an der dem Innenring 3 zugewandten Seite des Außenrings 2 ein radial nach innen vorstehender und in Umfangsrichtung umlaufender Steg 24 vorgesehen. Dieser Steg 24 trennt das Kegelrollenteillager 10 und das Schrägkugelteillager 12 voneinander. Er befindet sich im Bereich der Radialebene 15.Between the taper roller bearing 10 and the angular ball bearing 12 is on the inner ring 3 facing side of the outer ring 2 a radially inwardly projecting and circumferentially circumferential web 24 intended. This jetty 24 separates the taper roller bearing 10 and the angular ball bearing 12 from each other. It is located in the area of the radial plane 15 ,

Die Kegelrollen 18 haben einen gegenüber der Radialebene 15 gemessenen Kontakt- oder Berührungswinkel α1, der im Ausführungsbeispiel einen Wert von etwa 29,5° annimmt. Der Kontaktwinkel α1 bestimmt die axiale Belastbarkeit des Radlagers 1 mit. Mit zunehmendem Kontaktwinkel α1 steigt diese Belastbarkeit.The tapered rollers 18 have one opposite the radial plane 15 measured contact or contact angle α1, which assumes a value of about 29.5 ° in the embodiment. The contact angle α1 determines the axial load capacity of the wheel bearing 1 With. With increasing contact angle α1, this load capacity increases.

Auch die Kugelreihen 13 und 14 sind für eine schräge Kraftübertragung ausgelegt. Dementsprechend haben ihre Kugeln 20 bzw. 21 einen Kontakt- oder Berührungswinkel α2 bzw. α3. Letztere sind als diejenigen Winkel definiert, die die Verbindungslinie der beiden Berührungspunkte zwischen der jeweiligen Kugel 20 oder 21 einerseits und der jeweiligen Laufbahn am Außenring 2 bzw. am Innenring 3 andererseits mit der Radialebene 15 einschließt. Unter diesen Winkeln werden auch die Belastungen von einer Laufbahn auf die andere Laufbahn übertragen. Die Kontaktwinkel α2 und α3 sind verschieden, wobei der Kontaktwinkel α2 der inneren Kugelreihe 13 größer, d. h. flacher, ist als der Kontaktwinkel α3 der äußeren Kugelreihe 14. Im Ausführungsbeispiel beträgt der Kontaktwinkel α2 etwa 40° und der Kontaktwinkel α3 etwa 38°.Also the rows of balls 13 and 14 are designed for an oblique power transmission. Accordingly, their balls have 20 respectively. 21 a contact or contact angle α2 or α3. The latter are defined as those angles which are the connecting line of the two points of contact between the respective sphere 20 or 21 on the one hand and the respective raceway on the outer ring 2 or on the inner ring 3 on the other hand, with the radial plane 15 includes. At these angles, the loads are transferred from one career to the other career. The contact angles α2 and α3 are different, with the contact angle α2 of the inner row of balls 13 larger, ie flatter, than the contact angle α3 of the outer ball row 14 , In the embodiment, the contact angle α2 is about 40 ° and the contact angle α3 about 38 °.

Beide sind damit größer als der Kontaktwinkel α1 des Kegelrollenteillagers 10. Diese Aussage gilt für die Beträge der jeweiligen Kontaktwinkel α1 bis α3. Die Kontaktlinie des Kegelrollenteillagers 10 ist gegenüber der Radialebene 15 genau in die andere Richtung geneigt als die Kontaktlinien des Schrägkugelteillagers 12. Die Kontaktlinien sind in 1 jeweils als gestrichelte Hilfslinien mit eingetragen. Das Kegelrollenteillager 10 und das Schrägkugelteillager 12 sind in einer O-Anordnung zueinander positioniert. Ihr jeweiliger mittlerer radialer Abstand zur Drehachse 5 ist in etwa gleich.Both are thus larger than the contact angle α1 of Kegelrollenteillagers 10 , This statement applies to the amounts of the respective contact angles α1 to α3. The contact line of the bevel roller part stock 10 is opposite the radial plane 15 just tilted in the other direction than the contact lines of the angular ball bearing 12 , The contact lines are in 1 each entered as dashed guidelines with. The tapered roller bearing 10 and the angular ball bearing 12 are positioned in an O-arrangement to each other. Their respective mean radial distance to the axis of rotation 5 is about the same.

Das Radlager 1 ist so konstruiert und am Felgenanschlussteil 4 bzw. am Fahrzeugrahmen montiert, dass eine Krafteinleitung in das Radlager 1 hauptsächlich mittig, also im Bereich zwischen den Teillagern 10 und 12 wirkt. Weiterhin ist der Aufbau so ausgelegt, dass das besonders stark belastbare Kegelrollenteillager 10 den größeren Anteil der Kraftübertragung zwischen den beiden Lagerringen 2 und 3 übernimmt. Ansonsten werden aufgrund der Verwendung von Wälzkörpern sowohl in Kegelrollen- als auch in Kugelform die Vorteile beider Wälzkörpertypen vereint.The wheel bearing 1 is so constructed and on the rim connector 4 or mounted on the vehicle frame, that an introduction of force in the wheel bearing 1 mainly in the middle, ie in the area between the partial warehouses 10 and 12 acts. Furthermore, the structure is designed so that the particularly heavy-duty Kegelrollenteillager 10 the greater part of the power transmission between the two bearing rings 2 and 3 takes over. Otherwise, the advantages of both Wälzkörpertypen be combined due to the use of rolling elements in both tapered and spherical shape.

In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Radlagers 25 mit einem einteiligen gemeinsamen Außenring 26 und einem zweigeteilten Innenring 27 gezeigt. Der Hauptunterschied zu dem Radlager 1 gemäß 1 besteht darin, dass beim Radlager 25 der Außenring 26 um die Drehachse 5 zum Drehen vorgesehen ist. Der Innenring 27, der sich aus den beiden Teillagerinnenringen 28 und 29 zusammensetzt, ist mittels einer Mutter 30 auf einen Achsstummel 31 montiert. Am Außenring 26 ist ein sich radial nach außen erstreckender scheibenförmiger Montageflansch 32 mit Montagebohrungen 33 zur Befestigung eines in 2 nicht mit dargestellten Rads einstückig angeformt.In 2 is another embodiment of a wheel bearing 25 with a one-piece common outer ring 26 and a split inner ring 27 shown. The main difference to the wheel bearing 1 according to 1 is that at the wheel bearing 25 the outer ring 26 around the axis of rotation 5 intended to rotate. The inner ring 27 arising from the two partial bearing inner rings 28 and 29 is by means of a mother 30 on a stub axle 31 assembled. On the outer ring 26 is a radially outwardly extending disc-shaped mounting flange 32 with mounting holes 33 for fixing a in 2 not integrally formed with illustrated wheels.

Auch das Radlager 25 hat zwei Teillager. Ein Kegelrollenteillager 34 ist einreihig ausgeführt und umfasst die Kegelrollenreihe 11 mit den in Umfangsrichtung angeordneten Kegelrollen 18. Ihm ist der Teillagerinnenring 28 zugeordnet. Axial daneben ist ein zweireihiges Schrägkugelteillager 35 mit den Kugelreihen 13 und 14 vorgesehen. Deren Aufbau und Anordnung sind im Wesentlich so ausgeführt wie beim Radlager 1 gemäß 1. Dem Schrägkugelteillager 35 ist der Teillagerinnenring 29 zugeordnet.Also the wheel bearing 25 has two parts warehouse. A tapered roller bearing 34 is single row and includes the tapered roller row 11 with the circumferentially arranged tapered rollers 18 , He is the part bearing inner ring 28 assigned. Axial next to it is a double row angular ball bearing 35 with the rows of balls 13 and 14 intended. Their construction and arrangement are essentially carried out as the wheel bearing 1 according to 1 , The angular ball bearing 35 is the partial bearing inner ring 29 assigned.

Im Unterschied zum Radlager 1, bei dem sich das Kegelrollenteillager 10 an der dem Rad zugewandten axialen Seite des Radlagers 1 befindet, ist die Anordnungsreihenfolge der Teillager 34 und 35 beim Radlager 25 in axialer Richtung vertauscht. Hier befindet sich das Schrägkugelteillager 35 an der dem Rad zugewandten axialen Seite des Radlagers 25. Die Radialebene 15 verläuft wieder im Bereich des Stegs 24 mittig zwischen dem Kegelrollenteillager 34 und dem Schrägkugelteillager 35.In contrast to the wheel bearing 1 in which the bevel roller bearing 10 on the wheel side facing the axial side of the wheel bearing 1 is the order of arrangement of the parts warehouse 34 and 35 at the wheel bearing 25 reversed in the axial direction. Here is the angular ball bearing 35 on the wheel side facing the axial side of the wheel bearing 25 , The radial plane 15 runs again in the area of the footbridge 24 in the middle between the taper roller bearing 34 and the angular ball bearing 35 ,

Auch das Kegelrollenteillager 34 und das Schrägkugelteillager 35 sind in einer O-Anordnung zueinander angeordnet. Ebenso ist der Kontaktwinkel α1 der Kegelrollen 18 des Kegelrollenteillagers 34 kleiner als die Kontaktwinkel α2 und α3 der Kugeln 20 bzw. 21 des Schrägkugelteillagers 35. Außerdem ist der Kontaktwinkel α3 der Kugeln 21 der äußeren zweiten Kugelreihe 14 kleiner als der Kontaktwinkel α2 der Kugeln 20 der inneren ersten Kugelreihe 13.Also the cone roller part warehouse 34 and the angular ball bearing 35 are arranged in an O-arrangement to each other. Similarly, the contact angle α1 of the tapered rollers 18 of the cone pulley component store 34 smaller than the contact angles α2 and α3 of the balls 20 respectively. 21 of the angular ball bearing 35 , In addition, the contact angle α3 of the balls 21 the outer second row of balls 14 smaller than the contact angle α2 of the balls 20 the inner first row of balls 13 ,

Das Radlager 25 hat im Wesentlichen die gleiche Wirkungsweise und die gleichen Vorteile wie das Radlager 1.The wheel bearing 25 has essentially the same effect and the same advantages as the wheel bearing 1 ,

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - WO 2005/008086 A1 [0002] WO 2005/008086 A1 [0002]

Claims (15)

Radlager zur Lagerung eines um eine Drehachse (5) drehbaren Rads, umfassend – ein Kegelrollenteillager (10; 34) mit einer Kegelrollenreihe (11) und – ein Schrägkugelteillager (12; 35) mit einer ersten und einer zweiten Kugelreihe (13, 14).Wheel bearing for supporting one about a rotation axis ( 5 ) rotatable wheel, comprising - a taper roller bearing ( 10 ; 34 ) with a tapered roller row ( 11 ) and - an angular ball bearing ( 12 ; 35 ) with a first and a second row of balls ( 13 . 14 ). Radlager nach Anspruch 1, wobei das Kegelrollenteillager (10; 34) und das Schrägkugelteillager (12; 35) einen gemeinsamen Lagerring (2; 26) aufweisen.Wheel bearing according to claim 1, wherein the bevel roller bearing ( 10 ; 34 ) and the angular ball bearing ( 12 ; 35 ) a common bearing ring ( 2 ; 26 ) exhibit. Radlager nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die erste und die zweite Kugelreihe (13, 14) axial benachbart und in einer Tandem-Anordnung angeordnet sind.Wheel bearing according to one of claims 1 or 2, wherein the first and the second row of balls ( 13 . 14 ) are axially adjacent and arranged in a tandem arrangement. Radlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Kegelrollenteillager (10; 34) und das Schrägkugelteillager (12; 35) in einer O-Anordnung angeordnet sind.Wheel bearing according to one of claims 1 to 3, wherein the tapered roller bearing ( 10 ; 34 ) and the angular ball bearing ( 12 ; 35 ) are arranged in an O-arrangement. Radlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Kegelrollenteillager (10; 34) und das Schrägkugelteillager (12; 35) axial beidseitig zu einer Radialmittenebene (15) angeordnet und so ausgelegt sind, dass im Normalzustand des Radlagers die radial wirkenden Kräfte ihren Mittelpunkt im Bereich der Radialmittenebene (15) haben.Wheel bearing according to one of claims 1 to 4, wherein the tapered roller bearing ( 10 ; 34 ) and the angular ball bearing ( 12 ; 35 ) axially on both sides to a radial center plane ( 15 ) are arranged and designed so that in the normal state of the wheel bearing, the radially acting forces their center in the region of the radial center plane ( 15 ) to have. Radlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei Kegelrollen (18) des Kegelrollenteillagers (10; 34) bezüglich einer Radialmittenebene (15) einen kleineren Kontaktwinkel (α1) aufweisen als Kugeln (20, 21) des Schrägkugelteillagers (12; 35).Wheel bearing according to one of claims 1 to 5, wherein tapered rollers ( 18 ) of the cone roller part stock ( 10 ; 34 ) with respect to a radial center plane ( 15 ) have a smaller contact angle (α1) than balls ( 20 . 21 ) of the angular ball bearing ( 12 ; 35 ). Radlager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei Kegelrollen (18) des Kegelrollenteillagers (10; 34) bezüglich einer Radialmittenebene (15) einen Kontaktwinkel (α1) im Bereich zwischen 5° und 35° aufweisen.Wheel bearing according to one of claims 1 to 6, wherein tapered rollers ( 18 ) of the cone roller part stock ( 10 ; 34 ) with respect to a radial center plane ( 15 ) have a contact angle (α1) in the range between 5 ° and 35 °. Radlager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die zweite Kugelreihe (14) einen größeren radialen Abstand zu der Drehachse (5) hat als die erste Kugelreihe (13).Wheel bearing according to one of claims 1 to 7, wherein the second ball row ( 14 ) a greater radial distance to the axis of rotation ( 5 ) has as the first ball row ( 13 ). Radlager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei Kugeln (20) der ersten Kugelreihe (13) einen geringeren Kugeldurchmesser haben als Kugeln (21) der zweiten Kugelreihe (14).Wheel bearing according to one of claims 1 to 8, wherein balls ( 20 ) of the first ball row ( 13 ) have a smaller ball diameter than balls ( 21 ) of the second row of balls ( 14 ). Radlager nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei ein Lagerinnenring (3; 27) zwei Teillagerinnenringe (16, 17; 28, 29) umfasst, von denen einer einstückig mit einem Lageraufnahmeelement (4; 31) ausgebildet ist.Wheel bearing according to one of claims 1 to 9, wherein a bearing inner ring ( 3 ; 27 ) two partial bearing inner rings ( 16 . 17 ; 28 . 29 ), one of which integral with a bearing receiving element ( 4 ; 31 ) is trained. Radlager nach Anspruch 10, wobei der einstückig mit dem Lageraufnahmeelement (4; 31) ausgebildete Teillagerinnenring (16; 28) dem Kegelrollenteillager (10; 34) zugeordnet ist.Wheel bearing according to claim 10, wherein the one-piece with the bearing receiving element ( 4 ; 31 ) formed part bearing inner ring ( 16 ; 28 ) the tapered roller element bearing ( 10 ; 34 ) assigned. Radlager nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Abrollflächen für die Kegelrollen, die Kegelrollenaußenmäntel und diejenigen Flächen der Kegelrollenstirnseiten und Oberflächen wenigstens eines Laufbahnelements, zwischen denen bei bestimmungsgemäßem Betreiben der Lagerung eine Berührung stattfindet, mit einer Rauhigkeit Ra kleiner gleich 0,10 μm ausgebildet sind.Wheel bearing according to one of claims 1 to 11, wherein the rolling surfaces for the tapered rollers, the conical roller outer shells and those surfaces of the tapered roller end faces and surfaces of at least one raceway element, between which takes place under normal operation of storage contact, with a roughness R a is less than or equal to 0.10 are formed microns. Radlager nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei ein Laufbahnelement des Kegelrollenteillagers mit einer Abrollfläche für die Kegelrollen und mit einem eine Innenseite aufweisenden Bord an einer der Stirnseiten der Kegelrollen, bei dem ein Bereich der Innenseite zum Berühren durch Bereiche der Kegelrollenstirnseiten vorgesehen ist, wobei bei einer Betrachtung, die von einem mittleren Bereich der Innenseite zwischen ihrem äußeren und inneren Rand ausgeht und entlang einer Kegelrollenstirnseite radial hin zur Abrollfläche gerichtet ist, das Laufbahnelement in einem Übergangsbereich von der Innenseite hin zur Abrollfläche bezogen auf die Betrachtungsrichtung frei von einem Hinterschnitt ausgebildet ist.Wheel bearing according to one of claims 1 to 12, wherein a raceway element of Kegelrollenteillagers with a Rolling surface for the tapered rollers and with a an inner side board on one of the ends of the tapered rollers, wherein an area of the inside for touching by areas the tapered roller end faces is provided, wherein in one viewing, that of a middle area of the inside between its outer and inner edge goes out and along a tapered roller face directed radially towards the rolling surface, the raceway element in a transition area from the inside to the rolling surface relative to the viewing direction free of an undercut is trained. Radlager nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei ein Laufbahnelement des Kegelrollenteillagers mit einer Abrollfläche für die Kegelrollen und mit einem eine Innenseite aufweisenden Bord an einer der Stirnseiten der Kegelrollen, bei dem ein Bereich der Innenseite zum Berühren durch Bereiche der Kegelrollenstirnseiten vorgesehen ist, wobei bei einer von einem mittleren Bereich der Innenseite zwischen ihrem äußeren und inneren Rand ausgehenden, senkrecht hin zu Abrollfläche gerichteten Betrachtung das Laufbahnelement in einem Übergangsbereich von der Innenseite hin zur Abrollfläche frei von einem Hinterstich ausgebildet ist.Wheel bearing according to one of claims 1 to 12, wherein a raceway element of Kegelrollenteillagers with a Rolling surface for the tapered rollers and with a an inner side board on one of the ends of the tapered rollers, wherein an area of the inside for touching by areas the tapered roller end faces is provided, wherein at one of a middle area of the inside between its outer and outgoing inner edge, perpendicular to the rolling surface looking at the raceway element in a transitional area from the inside to the rolling surface free of one Undercut is formed. Radlager nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei wenigstens eine der Kegelrollen ausgehend von ihren beiden Stirnseiten mit jeweils einer Höhlung ausgebildet ist, und zwischen den Höhlungen ein mit Material der Kegelrolle ausgefüllter Zwischenbereich verbleibt, dessen minimale axiale Dicke zwischen 20% bis 60% der axialen Kegelrollenlänge ist.Wheel bearing according to one of claims 1 to 14, wherein at least one of the tapered rollers, starting from their two End faces are each formed with a cavity, and between the cavities with a material of the tapered roller filled intermediate area remains, the minimum axial thickness between 20% to 60% of the axial taper roller length is.
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