DE102009051930A1 - Wheel bearing unit for use as e.g. angular ball bearing of passenger car, has wheel hub partially formed by bearing part that includes axial gear tooth system, which is partially arranged in area formed by outer ring or sealing arrangement - Google Patents
Wheel bearing unit for use as e.g. angular ball bearing of passenger car, has wheel hub partially formed by bearing part that includes axial gear tooth system, which is partially arranged in area formed by outer ring or sealing arrangement Download PDFInfo
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft eine Radlagereinheit, die als ein mittels eines Wälznietbundes vorgespanntes Radlager, z. B. Schrägkugellager, Kegelrollenlager oder Hybridlager, ausgebildet ist, wobei eine Radnabe der Radlagereinheit zum Teil von einem eine erste axiale Verzahnung und den Wälznietbund aufweisenden ersten Lagerteil gebildet ist.The The invention relates to a wheel bearing unit, which as a means of a Wälznietbundes biased wheel bearing, z. B. angular contact ball bearings, Tapered roller bearing or hybrid bearing, is formed, wherein a wheel hub the wheel bearing unit partly from a first axial toothing and the Wälznietbund having first bearing part formed is.
Stand der TechnikState of the art
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Eine derartige Radlagereinheit kommt bei Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, zum Einsatz. Der Wälznietbund hat die Radlagerfertigung revolutioniert. Die vernieteten Radlagereinheiten konnten im Werk optimal vorgespannt werden, d. h. bei der Montage bestand kein Risiko einer inkorrekten Vorspannung der lasttragenden Lagerteile, was zum vorzeitigen Ausfall des Radlagers führte. Radlager der zweiten und dritten Generation müssen lediglich am Radträger beziehungsweise mit dem Rad befestigt werden. Weitere Installationsschritte entfallen zu Gunsten der Installationssicherheit und Automation.A Such wheel bearing unit is used in motor vehicles, in particular Passenger cars, used. The Wälznietbund has the Wheel bearing production revolutionized. The riveted wheel bearing units could be optimally pre-stressed in the factory, d. H. during installation There was no risk of incorrect preloading the load-bearing Bearings, which led to premature failure of the wheel bearing. Wheel bearings second and third generation need only on Wheel carrier or be attached to the wheel. Further installation steps are omitted in favor of installation security and automation.
Axiale Verzahnungen an Radlagereinheiten werden dazu verwendet, Momente (Drehmomente) vom Antriebsstrang, zum Beispiel von der Gelenkglocke, auf die Radnabe der Radlagereinheit zu übertragen. Die axiale Verzahnung erlaubt einen geringeren Materialeinsatz für die Verzahnung selbst, wenn man diese mit einer herkömmlichen Radialverzahnung vergleicht.axial Gears on wheel bearing units are used to create moments (Torques) from the drive train, for example from the joint bell, to transfer to the wheel hub of the wheel bearing unit. The axial toothing allows a lower material usage for the gearing itself, when compared to a conventional one Radial toothing compares.
Jedoch hat sich bei axialen Verzahnungen, auch Stirnverzahnungen genannt, eine vergleichsweise große axiale Breite der Radlagereinheit eingestellt. Der größere Bauraumbedarf entsteht durch die zusätzliche Innenringverbreiterung zur Aufnahme der bei dem Umformprozess entstehenden Kräfte und wegen der Aufnahme der Axialverzahnung durch den Wälznietbund. Damit ist eine axiale Verbreiterung im Vergleich zu radial verzahnten Radlagereinheiten unvermeidlich. Dies führt zu einer Verschiebung der Gelenkwellenanlage in Richtung Fahrzeugmitte, womit der Beugewinkel nachteiligerweise vergrößert und damit die Gelenkwellenlebensdauer reduziert und der Lenkeinschlag des Fahrzeuges verschlechtert wird. Zudem ist eine axiale Verzahnung Umwelteinflüssen, wie Fremdpartikel und Feuchtigkeit, deutlich stärker ausgesetzt, als eine Radialverzahnung.however has called itself with axial gears, also Stirnverzahnungen, a comparatively large axial width of the wheel bearing unit set. The larger space requirement arises by the additional inner ring widening for the admission the forces created during the forming process and because of the inclusion of the axial toothing through the Wälznietbund. This is an axial broadening compared to radially toothed Wheel bearing units inevitable. This leads to a shift the cardan shaft system in the direction of the vehicle center, whereby the flexion angle disadvantageously increases and thus the propeller shaft life reduces and the steering angle of the vehicle is deteriorated. In addition, an axial toothing environmental influences, such as Foreign particles and moisture, much more exposed, as a radial toothing.
Aus
Aufgabenstellungtask
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher eine axial verschmälerte Radlagereinheit anzugeben und dabei die Vorteile des Wälznietbundes und der axialen Verzahnung optimal auszunutzen.The The object of the invention is therefore an axially narrowed Specify wheel bearing unit and thereby the benefits of Wälznietbundes and the axial toothing optimally exploit.
Die Aufgabe wird durch eine Radlagereinheit der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die erste axiale Verzahnung zumindest teilweise in einem von einem Außenring oder von einer Dichtungsanordnung umfassten Raum angeordnet ist.The Task is by a wheel bearing unit of the type mentioned achieved in that the first axial toothing at least partially in one of an outer ring or seal assembly enclosed space is arranged.
Bei der erfindungsgemäßen Radlagereinheit handelt es sich um ein Radlager, z. B. Schrägkugellager, Kegelrollenlager oder Hybridlager, mit wenigstens zwei Wälzkörperreihen, wobei der Wälznietbund dazu verwendet wird die Lagervorspannung aufrechtzuerhalten. Diese Vorspannung verläuft vom axial gesicherten zweiten Lagerteil über die Wälzkörper der ersten Wälzkörperreihe auf den Außenring und von dort über die zweite Wälzkörperreihe auf das erste Lagerteil, welches den Wälznietbund aufweist. Damit ist ein Vorspannungskreis geschlossen, der bei der Auslieferung des Produktes beziehungsweise vor dessen Installation im Kraftfahrzeug etabliert ist und damit zur Einfachheit der Montage beiträgt.at the wheel bearing unit according to the invention is it is a wheel bearing, z. B. Angular contact ball bearings, tapered roller bearings or hybrid bearings, with at least two rows of rolling elements, wherein the Wälznietbund is used to the bearing preload maintain. This bias runs from the axial secured second bearing part on the rolling elements the first row of rolling elements on the outer ring and from there over the second row of rolling elements on the first bearing part, which has the Wälznietbund. In order to a bias circuit is closed at delivery of the product or before its installation in the motor vehicle is established and thus contributes to the simplicity of assembly.
Die erste axiale Verzahnung ist ebenfalls auf dem ersten Lagerteil ausgebildet und dient der Momentenübertragung auf die Radnabe der Radlagereinheit, wobei die Radnabe von dem ersten und dem zweiten Lagerteil gebildet wird. Die Radnabe kann ausschließlich aus den beiden genannten Lagerteilen bestehen oder alternativ weitere Lagerteile aufweisen. So ist es beispielsweise denkbar, dass das erste und/oder zweite Lagerteil auch die Laufbahnen der Wälzkörper ausbilden/ausbildet oder die Last lediglich mittelbar zu den Wälzkörpern weiterleitet.The first axial toothing is also formed on the first bearing part and serves to transmit torque to the wheel hub of the wheel bearing unit, wherein the wheel hub formed by the first and the second bearing part becomes. The wheel hub can be exclusively from the two mentioned Bearings consist or alternatively have more bearing parts. For example, it is conceivable that the first and / or second Bearing part also form the tracks of the rolling elements / forms or the load only indirectly to the rolling elements forwards.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die erste axiale Verzahnung zur Momentenaufnahme von einer axialen Gegenverzahnung vorgesehen ist. Die erste axiale Verzahnung weist eine Mehrzahl von Zähnen auf, die in axialer Richtung, mit anderen Worten, parallel zur Rotationsachse der Radlagereinheit, herausragen. Dabei ist es möglich, dass sich diese Zähne radial erstrecken und zueinander einen Winkel einschließen.According to the invention provided that the first axial toothing for torque absorption of an axial counter-toothing is provided. The first axial toothing has a plurality of teeth in the axial direction, in other words, protrude parallel to the axis of rotation of the wheel bearing unit. It is possible that these teeth are radial extend and enclose an angle to each other.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die erste axiale Verzahnung zur Momentenaufnahme von einer axialen Gegenverzahnung vorgesehen. Der Eingriff der ersten axialen Verzahnung in eine Gegenverzahnung der Gelenkwelle bzw. der Gelenkglocke sollte möglichst spiellos sein, wobei sich das Spiel durch die Befestigung der Radnabe mittels Verschraubung eliminieren lässt.In an advantageous embodiment the first axial toothing provided for torque absorption of an axial counter-toothing. The engagement of the first axial toothing in a counter toothing of the propeller shaft or the joint bell should be as free of play as possible, whereby the game can be eliminated by fastening the wheel hub by means of screwing.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform wird ein zweites Lagerteil der Radnabe zur Erhaltung der Vorspannung der Radlagereinheit vom Wälznietbund hintergriffen. Auf diese Weise kann die Vorspannungskraft zwischen erstem und zweitem Lagerteil optimal übertragen und unveränderlich fixiert werden. Es kann vorteilhaft sein am zweiten Lagerteil, welches beispielsweise als Innenring ausgeführt sein kann, unterschiedliche Innenradien vorzusehen, wobei eine im wesentlichen radial verlaufende Rückhaltefläche für den Hintergriff des Wälznietbundes entsteht. Damit ist es möglich, dass das zweite Lagerteil auch den Wälznietbund in radialer Richtung abdeckt und zur axialen Verkleinerung der Radlagereinheit beiträgt.at An advantageous embodiment is a second bearing part the wheel hub to maintain the preload of the wheel bearing unit from Wälznietbund engaged behind. In this way, the biasing force optimally transferred between the first and second bearing part and fixed immutably. It can be beneficial be on the second bearing part, which, for example, as an inner ring can be designed to provide different inner radii, wherein a substantially radially extending retaining surface arises for the rear grip of Wälznietbundes. Thus, it is possible that the second bearing part and the Wälznietbund covering in the radial direction and the axial Reduction of the wheel bearing unit contributes.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Wälznietbund am fahrzeugseitigen Ende des ersten Lagerteils ausgebildet. Das erste Lagerteil kann beispielsweise als Innenring, Radflansch oder als ein anderes Lagerteil der drehenden Radnabe ausgeführt sein. In Abhängigkeit seiner innerhalb der Radnabe wahrgenommenen Funktionen kann es von Vorteil sein den Wälznietbund fahrzeugseitig anzubringen. Vorteilhafterweise kann das erste Lagerteil somit als Radflansch fungieren beziehungsweise der Radflansch kann an dem ersten Lagerteil angeformt sein. Außerdem kann das erste Lagerteil eine Laufbahn für Wälzkörper ausbilden oder stattdessen einen zusätzlichen Innenring mit Laufbahnen aufnehmen.at An advantageous embodiment of the Wälznietbund formed on the vehicle-side end of the first bearing part. The first bearing part, for example, as an inner ring, wheel flange or designed as another bearing part of the rotating hub be. Depending on its perceived within the wheel hub It may be advantageous to use the Wälznietbund on the vehicle side to install. Advantageously, the first bearing part thus as Wheel flange act or the wheel flange can at the be formed first bearing part. In addition, the first bearing part form a raceway for rolling elements or instead an additional inner ring with raceways take up.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Wälznietbund die erste axiale Verzahnung ganz oder zumindest teilweise auf. Da der Wälznietbund kalt umgeformt werden muss, kann gleichzeitig eine axiale Verzahnung eingeprägt oder nach der Vernietung aufrolliert werden. Dadurch ergibt sich eine Platzersparnis dadurch, dass der Wälznietbund einerseits zur Aufrechterhaltung der Lagervorspannung und andererseits auch zur Momentenübertragung eingesetzt wird. Ferner stellt sich ein herstellungstechnischer Vorteil ein, nämlich dass der ohnehin ungehärtete Wälznietbund optimal zur Ausbildung einer axialen Verzahnung verwendbar ist.at an advantageous embodiment, the Wälznietbund the first axial teeth completely or at least partially. There The Wälznietbund must be cold formed, at the same time a imprinted axial toothing or rolled up after riveting become. This results in a space savings in that the Wälznietbund on the one hand to maintain the bearing preload and on the other hand also used for torque transmission becomes. Furthermore, there is a manufacturing advantage, namely, that the already uncured Wälznietbund is optimally used to form an axial toothing.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Wälznietbund am radseitigen Ende des ersten Lagerteils ausgebildet. Sollte eine höhere Präzision für die axiale Verzahnung notwendig sein, so kann diese vom ersten Lagerteil spanend eingebracht werden, wobei allerdings der Wälznietbund örtlich getrennt von der axialen Verzahnung angeordnet werden muss. Dies ist bei einer radseitigen Ausbildung des Wälznietbundes möglich. Beispielsweise kann das erste Lagerteil als Innenring ausgeführt werden, der einen gestreckten, hohlzylindrischen Teil aufweist, der auf der Radseite im Rahmen eines Döpperverfahrens kalt umgeformt werden kann.at An advantageous embodiment of the Wälznietbund formed at the wheel end of the first bearing part. Should one higher precision for the axial toothing be necessary, it can be machined from the first bearing part However, although the Wälznietbund locally must be arranged separately from the axial toothing. This is at a wheel-side training of Wälznietbundes possible. For example, the first bearing part as an inner ring be executed, the one elongated, hollow cylindrical Part that is on the wheel side in the context of an anvil method can be cold formed.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind das erste und zweite Lagerteil miteinander über eine zweite Verzahnung zur Momentenübertragung verbunden. Es kann vorkommen, dass der Radflansch nicht an dem angetriebenen ersten Lagerteil ausgeformt ist. Deshalb ist es, insbesondere bei hoher Momentübertragung, vorteilhaft einen gegebenenfalls zweitem Formschluss zwischen erstem und zweitem Lagerteil herbeizuführen. Die zweite Verzahnung wird dazu am zweiten (getriebenen) Lagerteil und die die entsprechende Gegenverzahnung am ersten (treibenden) Lagerteil angeformt. Durch den Eingriff der beiden Verzahnungen kommt der Formschluss für die Momentenübertragung zu Stande.at an advantageous embodiment, the first and second bearing part with each other via a second toothing connected for torque transmission. It can happen that the wheel flange is not formed on the driven first bearing part is. That is why, especially with high torque transmission, advantageously an optionally second positive connection between the first and second bearing part to bring. The second gearing becomes to the second (driven) bearing part and the corresponding Gegenverzahnung formed on the first (driving) bearing part. By the engagement of the two gears is the positive connection for the torque transmission to conditions.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die zweite Verzahnung eine axiale oder eine radiale Verzahnung. Die entsprechende Gegenverzahnung ist dann ebenso eine axiale beziehungsweise radiale Gegenverzahnung. Für radiale Verzahnungen bietet sich in der Regel vergleichsweise genügend Raum diese auszuformen. Jedoch stellen sich hier eine ähnliche Problematik ein, wie bereits eingangs diskutiert. Die radiale Verzahnung erfordern ein geringes Spiel und damit hohe Anforderungen an die Präzision. Für die axiale Verzahnung steht weniger Raum zur Verfügung, jedoch sind die Anforderungen an die Herstellung derselben geringer. Beide Verzahnungstypen haben folglich ihre Vor- und Nachteile.at an advantageous embodiment, the second toothing an axial or a radial toothing. The corresponding counter-toothing is then also an axial or radial counter-toothing. For radial gears is usually comparatively enough space to shape them. However, they are here a similar problem, as already discussed. The radial toothing require a low clearance and thus high Precision requirements. For the axial Gearing is less space available, however the requirements for the production of the same lower. Both gearing types therefore have their advantages and disadvantages.
Bei einer vordersten Ausführungsform weist der Wälznietbund eine bei der Vernietung durch plastische Verformung entstandene zweite, axiale Gegenverzahnung auf. Es ist denkbar, dass die zweite axiale Verzahnung, die am zweiten Lagerteil angeformt ist, dazu verwendet wird die zweite axiale Gegenverzahnung während der Kaltumformung des Wälznietbundes, zur Formung der hintergreifenden Fläche des Wälznietbundes verwendet wird. Bei der Kaltumformung wird das ungehärtete Metall des ersten Lagerteils in radiale Richtungen umgeformt, wobei es axial auf die zweite axiale Verzahnung gepresst wird, die idealerweise gehärtet ist. Dadurch wird ein spielloser Eingriff der plastisch geformten axialen Gegenverzahnung mit der zweiten axialen Verzahnung möglich.at a frontmost embodiment, the Wälznietbund a riveting caused by plastic deformation second, axial counter-toothing on. It is conceivable that the second axial Gearing, which is formed on the second bearing part, used to becomes the second axial counter-toothing during cold forming Wälznietbundes, to form the trailing surface the Wälznietbundes is used. During cold forming is the uncured metal of the first bearing part in radial Transformed directions, being axially on the second axial toothing is pressed, which is ideally cured. This will a play-free engagement of the plastically shaped axial counter-toothing possible with the second axial toothing.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen und bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind der Figurenbeschreibung und/oder den Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments and preferred developments of the invention are the figure description and / or the dependent claims remove.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.in the Below, the invention with reference to the figures shown in the figures Embodiments described and explained in detail.
Es zeigen:It demonstrate:
Ausführungsbeispieleembodiments
Beschreibung der ZeichnungenDescription of the drawings
Die
Radlagereinheit weist ein zweireihiges Schrägkugellager
mit einem einteiligen Außenring
Der
fahrzeugseitige Innenring
Auf
dem Wälznietbund
Der
Wälznietbund
Es
besteht die Möglichkeit die Radlageranordnung mit dem ersten
Lagerteil
Vorteilhafterweise
kann der Wälznietbund
Die
in der
Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Radlagereinheit, die als ein mittels eines Wälznietbundes vorgespanntes Radlager, z. B. Schrägkugellager, Kegelrollenlager oder Hybridlager, ausgebildet ist, wobei eine Radnabe der Radlagereinheit zum Teil von einem eine erste axiale Verzahnung und den Wälznietbund aufweisenden ersten Lagerteil gebildet ist. Es wird das Ziel verfolgt eine axial möglichst schmale Radlagereinheit anzugeben, die weder auf die Vorteile eines Wälznietbundes, noch auf die Vorteile einer Stirnverzahnung verzichtet bzw. diese Vorteile weiter ausnutzt. Dazu wird vorgeschlagen die erste axiale Verzahnung zumindest teilweise in einem von einem Außenring oder von einer Dichtungsanordnung umfassten Raum der Radlagereinheit anzuordnen. Der Wälznietbund kann dabei fahrzeugseitig oder radseitig angeordnet sein.In summary The invention relates to a wheel bearing unit, which as a means a Wälznietbundes biased wheel bearing, z. B. angular contact ball bearings, Tapered roller bearing or hybrid bearing, is formed, wherein a wheel hub the wheel bearing unit partly from a first axial toothing and the Wälznietbund having first bearing part is formed. It is pursued the goal of an axially as narrow as possible Specify wheel bearing unit that has neither the advantages of a Wälznietbundes, still waived the benefits of a spur gear or this Benefits further exploited. For this purpose, the first axial is proposed Gearing at least partially in one of an outer ring or space of the wheel bearing unit encompassed by a seal assembly to arrange. The Wälznietbund can on the vehicle side or be arranged on the wheel side.
- 11
- Außenringouter ring
- 22
- Lagerteilbearing part
- 33
- Lagerteilbearing part
- 44
- Wälznietbundrolling rivet
- 55
- erste axiale Verzahnungfirst axial toothing
- 66
- Spaltgap
- 77
- Gewindethread
- 88th
- Schraubescrew
- 99
- Dichtungsanordnungsealing arrangement
- 1010
- Radflanschwheel flange
- 1414
- Wälzkörperrolling elements
- 1515
- Gelenkglockejoint bell
- 2121
- Stützelementsupport element
- 2222
- Lagerteilbearing part
- 2323
- Lagerteilenbearing parts
- 2424
- Wälznietbundrolling rivet
- 2525
- radiale Verzahnungradial gearing
- 3232
- Lagerteilbearing part
- 3333
- Lagerteilbearing part
- 3434
- Wälznietbundrolling rivet
- 3535
- zweite axiale Verzahnungsecond axial toothing
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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DE200910051930 Ceased DE102009051930A1 (en) | 2009-11-04 | 2009-11-04 | Wheel bearing unit for use as e.g. angular ball bearing of passenger car, has wheel hub partially formed by bearing part that includes axial gear tooth system, which is partially arranged in area formed by outer ring or sealing arrangement |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OAV | Applicant agreed to the publication of the unexamined application as to paragraph 31 lit. 2 z1 | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120824 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120824 |
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R081 | Change of applicant/patentee |
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R081 | Change of applicant/patentee |
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