DE102007060407A1 - Bearing assembly and motor vehicle with a bearing assembly - Google Patents
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Abstract
Eine Lageranordnung (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfasst ein an einer Achse angeordneten Kegelrollenlager (4) mit einem Außenring (18) und mehreren in einem Käfig (14) angeordneten Wälzkörpern (16). Eine besonders hohe Festigkeit eines Achszapfens (2) der Achse im Bereich des Kegelrollenlagers (4) wird erreicht, indem ein Innenring des Kegelrollenlagers (4) durch einen Innenringbereich (20) eines Achszapfens (2) ausgebildet ist.A bearing arrangement (1), in particular for a motor vehicle, comprises a tapered roller bearing (4) arranged on an axle with an outer ring (18) and a plurality of rolling bodies (16) arranged in a cage (14). A particularly high strength of a journal (2) of the axis in the region of the tapered roller bearing (4) is achieved by an inner ring of the tapered roller bearing (4) by an inner ring portion (20) of a journal (2) is formed.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einem an einer Achse angeordneten Kegelrollenlager umfassend einen Außenring und mehrere in einem Käfig angeordnete Wälzkörper. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug mit einer Lageranordnung.The The invention relates to a bearing arrangement in particular for a motor vehicle with a tapered roller bearing arranged on an axle comprising an outer ring and several in a cage arranged rolling elements. The invention relates furthermore a motor vehicle with a bearing arrangement.
Kegelrollenlager stellen eine Art Wälzlager dar, die sehr große radiale und axiale Belastungen aufnehmen können und deswegen häufig als Radlager bei Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Die Wälzkörper eines Kegelrollenlagers weisen die Form eines Kegelstumpfes auf, außerdem sind sie etwas gegen die Drehachse geneigt. Die Wälzkörper sind für gewöhnlich in einem Käfig angeordnet, so dass sie immer im gleichen Abstand auseinander gehalten werden. Die Wälzkörper trennen einen Innenring von einem Außenring, wobei die Ringe zueinander beweglich sind. Der Innenring sitzt dabei auf einer Welle eines Kraftzeugs oder auf einem Achszapfen einer Achse.Tapered roller bearings represent a type of rolling bearing, the very large can absorb radial and axial loads and therefore are often used as wheel bearings in motor vehicles. The rolling elements of a tapered roller bearing point the shape of a truncated cone, they are also against something the axis of rotation inclined. The rolling elements are for usually arranged in a cage, so they always kept at the same distance apart. The rolling elements separate an inner ring from an outer ring, the Rings are mutually movable. The inner ring sits on one Shaft of a power tool or on a journal of an axle.
Auf
dem Außenring ist z. B. eine Radnabe aufgesteckt, so dass
sie drehbar an der Achse gelagert ist. Kegelrollenlager werden in
der Regel paarweise eingebaut. Ein solches Doppelreihen-Kegelrollenlager
ist z. B. aus der
Durch die hohen Achsgewichte der modernen Nutzkraftwagen, die neben den Radlagerungen auch den Achszapfen auf Betriebsfestigkeit beanspruchen, übersteigen die Materialspannungen teilweise die im Betrieb zulässigen Werte (z. B. bei Schlaglöchern oder Schleuderfahrt). Daher ist eine Optimierung der Festigkeit des Achszapfens erforderlich. Auch bei Hochlastprüfungen auf entsprechenden Prüfeinrichtungen ist eine Verstärkung des Achszapfens von großer Bedeutung für eine einwandfreie Durchführung der Prüfungsversuche.By the high axle weights of modern commercial vehicles, in addition to the Wheel bearings also stress the journal on operational strength, exceed the material stresses partially permissible during operation Values (eg potholes or slingshot). Therefore An optimization of the strength of the journal is required. Also for high load tests on appropriate test equipment is a gain of the journal of large Importance for a proper implementation of the Examination attempts.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung anzugeben, die durch eine besonders hohe Festigkeit gekennzeichnet ist. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde ein Kraftfahrzeug mit einer Lageranordnung anzugeben, welche Lageranordnung durch eine besonders hohe Festigkeit gekennzeichnet ist.Of the Invention is therefore the object of a bearing assembly indicate that is characterized by a particularly high strength is. Furthermore, the invention has the object of a motor vehicle specify with a bearing assembly, which bearing assembly by a particularly high strength is characterized.
Die erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Lageranordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem an einer Achse angeordneten Kegelrollenlager umfassend einen Außenring und mehrere in einem Käfig angeordnete Wälzkörper, wobei ein Innenring des Kegelrollenlagers durch einen Innenringbereich eines Achszapfens ausgebildet ist.The The first object is achieved according to the invention by a bearing arrangement, in particular for a motor vehicle, comprising a tapered roller bearing arranged on an axle an outer ring and a plurality of rolling bodies arranged in a cage, wherein an inner ring of the tapered roller bearing by an inner ring portion a journal is formed.
Die Erfindung basiert auf der Überlegung, dass eine besonders hohe Festigkeit erreicht wird, indem der Innenring des Kegelrollenlagers durch eine geeignet ausgebildete Seite des Achszapfens, der Innenring-Laufbahnbereich oder weiterhin einfach Innenringbereich genannt, ersetzt wird. Somit ist der Innenring sozusagen im Achszapfen integriert. Um die Form das Achszapfens im Innenringbereich an die geneigten Kegel-Wälzkörper anzupassen, ist der Innenringbereich ebenfalls zur Drehachse geneigt. Einerseits entfällt durch die vorgeschlagene Ausgestaltung die Notwendigkeit einer Befestigung eines Innenrings des Lagers auf dem Achszapfen. Andererseits wird der Achszapfen verstärkt, da er im Innenringbereich einen größeren Durchmesser aufweist als ein gewöhnlicher Achszapfen, an dem ein Kegelrollenlager mittels seines Innenrings aufgesteckt ist. Die Lageranordnung zeichnet sich somit neben einem dauerhaft störungsfreien Betrieb dank der Verstärkung des Achszapfens auch durch eine besonders gute Raumnutzung aus, da die technische Realisierung der Lageranordnung keinen zusätzlichen Bauraum erfordert.The Invention is based on the consideration that one particular high strength is achieved by the inner ring of the tapered roller bearing by a suitably formed side of the axle journal, the inner raceway raceway area or further simply called inner ring area, is replaced. Consequently the inner ring is integrated so to speak in the journal. To the form the axle journal in the inner ring area to the inclined taper rolling elements adapt, the inner ring portion is also inclined to the rotation axis. On the one hand eliminated by the proposed embodiment the necessity of fixing an inner ring of the bearing on the axle journal. On the other hand, the journal is reinforced, because he has a larger diameter in the inner ring area has as a conventional journal on which a tapered roller bearing is attached by means of its inner ring. The bearing arrangement draws Thus, in addition to a permanently trouble-free operation thanks to the reinforcement of the journal also through a special good use of space, since the technical realization of the bearing assembly requires no additional space.
Im Hinblick auf eine Verbesserung der Materialeigenschaften des Achszapfens und der Überrollfestigkeit der Innenring-Laufbahn ist der Innenringbereich härter als der Rest des Achszapfens. Hierbei wird bei der Herstellung der Achse der Innenringbereich z. B. durch Wärmebehandlung gehärtet, um seine mechanische Widerstandfähigkeit zu erhöhen. Alternativ ist es auch möglich die Stoffeigenschaften des Achszapfens durch Beimischen von weiteren Materialien oder durch eine geeignete Beschichtung auf eine gewünschte Härte einzustellen. Der Innenringbereich weist insbesondere eine Härte von 60 bis 64 HRC auf.in the With regard to an improvement in the material properties of the journal and the roll resistance of the inner ring raceway is the Inner ring area harder than the rest of the axle journal. This is in the production of the axis of the inner ring area z. B. by heat treatment Hardened to its mechanical resistance to increase. Alternatively, it is also possible the Material properties of the journal by admixing other materials or by a suitable coating to a desired To adjust hardness. The inner ring area has in particular a hardness of 60 to 64 HRC.
Gemäß einer bevorzugten Variante ist das Kegelrollenlager zweireihig ausgestaltet und der Innenring einer fahrzeugseitigen Lagerreihe ist durch den Innenringbereich des Achszapfens ausgebildet. Unter fahrzeugseitiger Lagerreihe wird hierbei das Lager verstanden, welches auf der axial inneren Seite der Achse angeordnet ist und somit sich näher am Fahrzeug als das andere Lager befindet. Durch diese Konstruktion ist insbesondere eine einfache Montage erzielt, da sich die fahrzeugseitige Lagerreihe leicht auf den konisch divergierenden Innenringbereich des Achszapfens aufstecken lässt.According to one preferred variant, the tapered roller bearing is designed in two rows and the inner ring of a vehicle-side bearing row is through the Inner ring portion of the axle journal formed. Under vehicle side Bearing row is here understood the bearing, which on the axial inner side of the axle is arranged and thus closer on the vehicle as the other camp is located. By this construction In particular, a simple assembly is achieved because the vehicle-side Bearing row slightly on the conically diverging inner ring area of the axle journal.
Um eine axiale Führung der Wälzkörper zu ermöglichen, ist bevorzugt innenseitig der fahrzeugseitigen Lagerreihe ein Führungsring vorgesehen. Der Führungsring bildet ein separates Bauelement, welches den Achszapfen im Innenringbereich oder direkt angrenzend an den Innenringbereich umläuft und eine axiale Verschiebung der Wälzkörper verhindert. Ein separater Führungsring lässt sich auf einfache Weise herstellen und montieren, wobei seine Form und Dimensionierung problemlos an die konkreten konstruktiven Anforderungen angepasst werden kann.In order to allow axial guidance of the rolling elements, a guide ring is preferably provided on the inside of the vehicle-side bearing row. The guide ring forms a separate component, which rotates about the axle journal in the inner ring area or directly adjacent to the inner ring area and prevents axial displacement of the rolling elements. A separate guide ring can be easily manufactured and assembled, with its shape and dimensions can be easily adapted to the specific design requirements.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Führungsring am Achszapfen mit Hilfe eines Passungssitzes angrenzend an dem Innenringbereich befestigt. Hierbei wird eine besonders stabile Befestigung des Führungsringes am Achszapfen gewährleistet. Der Passungssitz ist nach Art eines parallel zur Drehachse umlaufenden Bereichs des Achszapfens ausgebildet, dessen Durchmesser etwa dem Durchmesser des Führungsrings entspricht, damit der Führungsring möglichst eng aufliegen kann.To a preferred embodiment of the guide ring on Achszapfen attached by means of a fit fit adjacent to the inner ring portion. This is a particularly stable attachment of the guide ring ensured on the journal. The fit of fit is after Type of parallel to the axis of rotation rotating area of the journal formed, whose diameter is about the diameter of the guide ring corresponds, so that the guide ring as close as possible can rest.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der Innenringbereich nach Art eines kegelförmigen Sitzes, insbesondere eines Passungssitzes, für den Führungsring ausgebildet. Im Hinblick auf eine einfache Herstellung ist hierbei der kegelförmige Innenringbereich in Richtung zum Fahrzeug hin erweitert, wobei das innere Ende des Kegels die Auflagefläche oder Wiederlager für den Führungsring bildet.To Another preferred embodiment is the inner ring area in the manner of a conical seat, in particular a Fit fit, designed for the guide ring. In terms of ease of manufacture here is the conical inner ring area extended towards the vehicle, with the inner end of the Taper the bearing surface or repository for forms the guide ring.
Die zweitgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Kraftfahrzeug mit einer Lageranordnung mit einem an einer Achse angeordneten zweireihigen Kegelrollenlager, wobei beide Lagerreihen jeweils einen Außenring und mehrere in einem Käfig angeordnete Wälzkörper, insbesondere Kegelrollen, umfassen und wobei ein Innenring der fahrzeugseitigen Lagerreihe durch einen Innenringbereich eines Achszapfens ausgebildet ist.The second object is achieved according to the invention by a motor vehicle with a bearing assembly with a on a Axis arranged double row tapered roller bearings, both bearing rows one outer ring each and several in a cage arranged rolling elements, in particular tapered rollers, and wherein an inner ring of the vehicle-side bearing row is formed by an inner ring portion of a journal.
Die in Bezug auf die Lageranordnung bereits aufgeführten Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen sind sinngemäß auf das Kraftfahrzeug mit einer solchen Lageranordnung zu übertragen.The in terms of the bearing arrangement already listed advantages and preferred embodiments are mutatis mutandis to transmit the motor vehicle with such a bearing assembly.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:embodiments The invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Herein show:
In den Figuren sind gleich wirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures are the same acting parts with the same reference numerals Mistake.
In
Die äußere
Lagerreihe
Zur
Befestigung der Wälzkörper
Wie
aus
Der
wesentliche Unterschied zwischen der beiden gezeigten Ausführungsformen
liegt darin, dass der Bereich
Eine
derartige Lageranordnung
- 22
- Achszapfenjournal
- 44
- Lageranordnungbearing arrangement
- 4a, 4b4a, 4b
- Lagerreihenbearing series
- 66
- Radnabewheel hub
- 88th
- Achsmutteraxle nut
- 1010
- Innenringinner ring
- 1212
- Außenringouter ring
- 1414
- KäfigCage
- 1616
- Wälzkörperrolling elements
- 1818
- Außenringouter ring
- 2020
- InnenringbereichInner ring area
- 20'20 '
- BereichArea
- 2222
- Führungsringguide ring
- 2424
- Passungssitza fit
- 2626
- Seite des Achszapfenspage of the axle journal
- AA
- Axialrichtungaxially
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 69928051 T2 [0003] - DE 69928051 T2 [0003]
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