DE102010033823A1

DE102010033823A1 - Radlagereinheit

Info

Publication number: DE102010033823A1
Application number: DE102010033823A
Authority: DE
Inventors: Wolfram Henneberger
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-08-09
Filing date: 2010-08-09
Publication date: 2011-02-24
Also published as: CN103069182B; US20130129271A1; BR112013003063A2; ES2460790A2; ES2460790R1; ES2460790B1; CN103069182A; WO2012019799A1; US8764305B2; RU2013110303A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Radlagereinheit mit zwei spiegelbildlich angeordneten Kegelrollenlagern mit jeweils einem Innenring und einem Außenring. Eine Verbindung der Kegelrollenlager erfolgt über die Innenringe. Erfindungsgemäß umfasst die Radlagereinheit einen inneren Zwischenring und einen äußeren Zwischenring, die jeweils in axialer Richtung zwischen den Innenringen bzw. zwischen den Außenringen der Kegelrollenlager angeordnet sind. Die Verbindung der Radlagereinheit erfolgt über eine Rastverbindung zwischen den Innenringen und dem inneren Zwischenring.

Description

Die Erfindung betrifft eine Radlagereinheit, insbesondere für Nutzfahrzeuge, mit zwei spiegelbildlich angeordneten Kegelrollenlagern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Radlager und Radnaben sind bekanntermaßen hochbeanspruchte Teile für Radaufhängungen am Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges, die besonders bei Nutzkraftfahrzeugen unterschiedlichsten Beanspruchungen standhalten müssen. Dabei sind eine hohe Lebensdauer sowie ein wartungsfreier Einsatz der Radlager und Radnaben entscheidende Wettbewerbsvorteile von solchen Nutzfahrzeugen. Trotz der sehr hohen Lebensdauer und Wartungsfreiheit ist eine Reparatur defekter Lager oftmals erforderlich und preiswerter als eine Neuanschaffung. Dazu werden Radlagereinheiten als Ersatzteile im Aftermarket-Sektor angeboten.
Bei Radlagereinheiten für Nutzkraftfahrzeuge werden vorwiegend so genannte Insert-Kegelrollenlagereinheiten verwendet.
Ein so genanntes Insertlager ist auch aus der DE 10 2006 017 162 A1 bekannt. Die hier beschriebene Insert-Radlagereinheit ist eine auswechselbare Einheit, die ohne spezifische Fachkenntnisse und ohne Spezialwerkzeuge mit einfachen, in den Reparaturwerkstätten vorhandenen Hilfswerkzeugen ohne besondere Anforderung an die Sauberkeit bei der Montage montiert werden kann. Die Lagereinheit umfasst zwei Kegelrollenlager mit jeweils einem Außenring und einem Innenring, zwischen denen jeweils eine Reihe von Kegelrollen angeordnet ist. Die Kegelrollenlager sind spiegelbildlich zueinander in der Radnabe angeordnet und mit einem Sicherungsring fixiert. Bei der Montage werden die einzelnen Radlager axial in die Radnabe eingepresst, wobei als Anschlag jeweils ein Vorsprung in der Radnabe dient. Durch axiales Einschieben eines Sicherungsringes in entsprechende Nuten der Innenringe erfolgt eine Verbindung der Innenringe miteinander und eine Fixierung des Lagers.
Aus der DE 694 09 511 T2 ist ein Verbindungsring zum Zusammenhalten innerer Laufbahnabschnitte von benachbarten Lagern bekannt. Der Verbindungsring weist eine hohe Festigkeit auf und ermöglicht einen einfachen Zusammenbau zweier Lager beispielsweise zu einem Radlager. Der Verbindungsring ist aus einem Federmaterial hergestellt und besitzt zwei gegenüberliegende, auf dem Umfang verlaufende Reihen von nach außen vorstehenden elastischen Zungen. Aufgrund der elastischen Zungen kann der Verbindungsring leicht in die innere Laufbahn von einem Lager eingesetzt werden. Wenn der Verbindungsring in seiner Endposition ist, springen die Zungen nach außen, um den Ring an seinem Ort zu verriegeln. Die innere Laufbahn des zweiten Lagers kann dann auf die freigelegte Hälfte des Verbindungsrings gedrückt werden, bis er durch die Zunge der zweiten Umfangsreihe verriegelt ist. Die Außenringe werden von jeweils verschiedenen Seiten in die Radnabe bis an einen Anschlag eingeführt. Die Innenringer der Lager stoßen mit ihren Stirnflächen aufeinander, d. h. die Innenringe müssen in einer größeren Breite hergestellt werden, als die Außenringe. Dies bedeutet einen hohen Materialeinsatz an teurem Wälzlagerstahl.
Aus der DE 10 2004 018 901 B3 ist eine Wälzlagerbaugruppe bekannt, welche auf eine kegelstumpfförmige Nabe montierbar ist. Die Wälzlagerbaugruppe umfasst einen einteilig ausgebildeten Außenring und einen wenigstens zweigeteilten Innenring. Die Wälzkörper sind Kegelrollen. An derjenigen Stelle, an der die beiden Innenringe bestimmungsgemäß aneinander anliegen, sind beide Innenringe in axialer Richtung ineinandergreifbar gestaltet. Dazu ist jeder der Innenringe jeweils in einem Endbereich zu besagter Seite hin mit einer ringartigen Nut versehen, die in axialer Richtung im Zusammenspiel mit einem der Nut in Richtung zum besagten Ende hin vorgelagerten ringartigen Bereich als Hinterschneidung gestaltet ist. Die einander zugewandten Mantelflächen der ringartigen Bereiche sind mit einem Gewinde versehen, dadurch können bei einer Erstmontage die Innenringe verliersicher ineinander verschraubt werden. Im eingebauten Zustand sind die Gewinde voneinander gelöst Die Verbindung ist lösbar und in axialer Richtung belastbar. Die Gesamtbreite der Innen- und Außenringe muss der Gesamtbreite der Lagereinheit entsprechen.
Die DE 198 58 973 C1 beschreibt ein mehrreihiges Wälzlager mit mindestens zwei separaten Innen- und/oder Außenringen. Die beiden axial benachbarten Innen- oder Außenringe sind im Bereich der gemeinsamen Montagefuge mittels eines Verbindungselementes miteinander verbunden. In einem axialen zylindrischen Abschnitt der Trennfuge ist ein Einstich vorhanden, in welchem ein drahtförmiges Verbindungselement eingelegt wird.
Aus der DE 10 2006 026 443 A1 ist ein Wälzlager mit zwei Innenringen und einer Dichtungsanordnung zur Abdichtung der Trennfuge zwischen den Innenringen bekannt.
Aus der DE 199 61 712 B4 ist ein mehrreihiges Wälzlager mit mindestens zwei direkt miteinander verbundenen separaten Innen- und/oder Außenringen bekannt. Die Innenringe weisen jeweils einen axial verlängerten Bereich mit einem Einstich auf, wobei jeweils die Außenkontur des einen Innenringes in den Einstich des anderen Innenringes einrastet. Dieses Lager besitzt einen einzigen ungeteilten Außenring. Auch hier entfallen hohe Materialkosten auf den teuren Wälzlagerstahl.
Die bekannten Insert-Lagereinheiten besitzen je nach Gesamtbreite der Lagereinheit lange und damit teure Innenringe. Die Lagereinheiten mit einteiligem Außenring sind bei hohem Wälzlagermaterialeinsatz teuer in der Herstellung.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine preiswert herstellbare Radlagereinheit zu schaffen, die einfach montierbar ist und eine sehr hohe Lebensdauer sicherstellt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Radlagereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Eine erfindungsgemäße Radlagereinheit umfasst zwei spiegelbildlich zueinander angeordnete Kegelrollenlager mit jeweils einem Innenring und einem Außenring. Zwischen dem Innenring und dem Außenring sind Kegelrollen als Wälzkörper vorzugsweise in einem Käfig geführt.
Erfindungsgemäß umfasst die Radlagereinheit weiterhin einen inneren und einen äußeren Zwischenring, die in axialer Richtung jeweils zwischen den Innenringen bzw. zwischen den Außenringen der Kegelrollenlager angeordnet sind.
Eine Verbindung der beiden in der Regel einfachbreiten Kegelrollenlager zu einer Radlagereinheit erfolgt mittels des inneren Zwischenringes, der als Abstandshalter und Verbindungsmittel fungiert. Die Verbindung erfolgt vorzugsweise über eine Rastverbindung zwischen dem Zwischenring und den beiden Innenringen, bei fertig vormontierten einzelnen Kegelrollenlagern.
Die Vorteile der Erfindung sind insbesondere darin zu sehen, dass eine kostengünstige Alternative zu den aufwendigeren und teureren bekannten Lösungen angeboten werden kann. Damit ist eine Umstellung von Kataloglagern auf beim Kunden einfach montierbare geschlossene Lagereinheiten mit Lebensdauergewährleistung möglich.
Weitere Vorteile liegen vor allem im Materialeinsatz. Aufgrund der geringen Ringbreiten der einzelnen Kegelrollenlager ist die Verwendung von Turmrohlingen möglich. Dadurch wird ein erheblich geringerer Materialeinsatz an teurem Wälzlagerstahl erreicht. Die Zwischenringe werden vorzugsweise aus normalem preiswertem Baustahl gefertigt, dadurch wird insgesamt eine Kostenreduzierung erreicht.
In einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Radlagereinheit weist der äußere Zwischenring an seinen Stirnflächen ein Zwischenring-Profil auf, das jeweils an einem komplementär geformten Außenringprofil auf der Stirnseite der Außenringe zur Anlage kommt.
Vorzugsweise sind die Profile jeweils ein Stufenprofil. Dieses ist einfach herstellbar, z. B. durch Ausdrehen an den jeweiligen Teilen. Über die Dimensionierung dieser Profile kann auf einfache Weise eine Einstellung der Lagerluft erfolgen.
Durch die erfindungsgemäße Konstruktion wird eine geschlossene, nicht zerlegbare Lagereinheit bereitgestellt. Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
1: eine Schnittdarstellung einer auf eine Nabe montierten Radlagereinheit;
2: eine vormontierte Radlagereinheit gemäß 1;
3: eine mögliche Profilgestaltung der Außenringe und eines Zwischenringes für eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung;
4: eine bevorzugte Ausführungsform einer Rastverbindung;
5: eine alternative Ausführungsform zu der in 4 dargestellten Verbindungsvariante;
6: eine Detaildarstellung eines inneren Zwischenringes;
7: eine Verbindung zwischen einem Innenring und einem inneren Zwischenring mit einer Dichtung;
8: eine alternative Ausführungsform der in 7 dargestellten Verbindungsvariante.
1 zeigt eine Schnittdarstellung einer auf eine Nabe 01 montierten Radlagereinheit. Die Radlagereinheit umfasst zwei Kegelrollenlager 02 mit jeweils einem Außenring 03, einem Innenring 04 und dazwischen angeordneten Kegelrollen 06 als Wälzkörper.
Ein äußerer Zwischenring 07 ist zwischen den Außenringen 03 angeordnet. Ein innerer Zwischenring 08 ist zwischen den Innenringen 04 vorgesehen. Über den inneren Zwischenring 08 und die Innenringe 04 ist die Lagereinheit als Ganzes verbunden (siehe 4 und 5). Eine Dichtung 09 dichtet das Lagerinnere vor Verschmutzungen ab.
Die Radlagereinheit wird in vormontiertem Zustand in die Radnabe 01 von einer Seite bis zu einem Anschlag 10 eingeschoben/eingepresst und anschließend mit einem Sicherungsring 11 in der Nabe 01 gesichert. Die Montage kann auf einer einfachen Nabenform mit herkömmlichen Werkzeugen ohne Spezialkenntnisse erfolgen.
2 zeigt die Radlagereinheit in vormontiertem Zustand, wie sie beispielsweise im Ersatzteilhandel angeboten werden kann. Die Teile der Radlagereinheit sind mit den zuvor beschriebenen identisch.
Zwischen den Außenringen 03 und dem äußeren Zwischenring 07 ist eine im Wesentlichen stufenförmige Verbindungsfuge 12 gebildet. Der Außenring 03 und der äußere Zwischenring 07 tragen an ihrer Stirnseite jeweils ein komplementär geformtes Profil 13, 14 (siehe auch 3), welches vorzugsweise durch eine Ausdrehung 13 am Außenring 03 und eine komplementäre Ausdrehung 14 am äußeren Zwischenring 07 als Stufenprofil ausgebildet ist. Mit der Verbindungsfuge 12 am äußeren Zwischenring ist die Lagerluft einstellbar, d. h. das Maß, um das sich ein Lagerring gegenüber dem anderen in radialer Richtung (Radialluft) oder in axialer Richtung (Axialluft) ohne Messbelastung von einer Grenzstellung in die andere verschieben lässt.
Über den inneren Zwischenring 08 erfolgt die Verbindung der Lagereinheit vorzugsweise durch eine Rastverbindung (in 2 nicht dargestellt). Auch zwischen den Innenringen 04 und dem inneren Zwischenring 08 verläuft eine Verbindungsfuge 15 im Wesentlichen stufenförmig. Die Rastverbindung ist in bevorzugten Ausführungsformen in den 4 und 5 dargestellt. Diese kann sowohl an einem äußeren Durchmesser von innerem Zwischenring 08 und Innenring 03 erfolgen (4), als auch an einem inneren Durchmesser (5).
Bei der in 4 gezeigten Ausführungsform ist im Bereich der Verbindungsfuge 15 ein radialer Einstich 16 in die Außenkontur des Innenringes 04 eingelassen, während ein radialer Einstich 17 in die Innenkontur des inneren Zwischenrings 08 eingearbeitet ist.
Bei der in 5 dargestellten Ausführungsform ist der radiale Einstich 16 in die Innenkontur des Innenrings 04 eingearbeitet, während der radiale Einstich 17 in der Außenkontur des inneren Zwischenringes 08 vorgesehen ist.
In beiden zuvor genannten Ausführungsformen schließen sich in axialer Richtung an die Einstiche 16, 17 radial erstreckende Rastelemente 18, 19 an, die beim Einrasten der Verbindung jeweils in den Einstich des anderen Teils einrasten.
Ggf. zur Erleichterung der Montage der Radlagereinheit können im inneren Zwischenring 08 axial verlaufende Schlitze 20 am Umfang verteilt angeordnet sein, wie es in 6 dargestellt ist. Dadurch wird eine Federwirkung der Rastelemente 19 beim Verbinden der Innenringe 04 mit dem inneren Zwischenring 08 erreicht. Die Gestaltung solcher Rastverbindungen ist dem Fachmann bekannt, daher wird hier auf weitere Details verzichtet.
In den 7 und 8 ist die Verwendung einer zusätzlichen Dichtung 21 dargestellt. Diese wird bevorzugt in Hinterachslagerungen verwendet. Die Dichtung 21 ist in einer Nut 22 angeordnet, die zwischen dem Innenring 04 und dem inneren Zwischenring 08 bei geschlossener Verbindungsfuge 15 in radialer Richtung ausgebildet ist. Eine Grundfläche 23 der Nut 22 ist größer, als die radiale Öffnung der Nut 22. Eine solche Dichtung ist beispielsweise in der DE 10 2006 026 443 A1 beschrieben.
Bezugszeichenliste

01: Nabe
02: Kegelrollenlager
03: Außenring
04: Innenring
05
06: Kegelrollen
07: äußerer Zwischenring
08: innerer Zwischenring
09: Dichtung
10: Anschlag
11: Sicherungsring
12: Verbindungsfuge
13: Ausdrehung
14: Ausdrehung
15: Verbindungsfuge
16: Einstich
17: Einstich
18: Rastelement
19: Rastelement
20: Schlitz
21: Dichtung
22: Nut
23: Grundfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102006017162 A1 [0004]
- DE 69409511 T2 [0005]
- DE 102004018901 B3 [0006]
- DE 19858973 C1 [0007]
- DE 102006026443 A1 [0008, 0040]
- DE 19961712 B4 [0009]

Claims

Radlagereinheit mit zwei spiegelbildlich angeordneten Kegelrollenlagern (02) mit jeweils einem Innenring (04) und einem Außenring (03), wobei eine Verbindung der Innenringe (04) über ein Verbindungsmittel hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Radlagereinheit weiterhin einen äußeren Zwischenring (07) und einen inneren Zwischenring (08) umfasst, die in axialer Richtung zwischen den Außenringen (03) bzw. zwischen den Innenringen (04) der Kegelrollenlager (02) angeordnet sind, wobei der innere Zwischenring (08) das Verbindungsmittel darstellt.
Radlagereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Zwischenring (07) an seinen Stirnflächen ein Zwischenringprofil aufweist, das jeweils an einem komplementär geformten Außenringprofil auf der Stirnseite der Außenringe in einer Verbindungsfuge (12) zur Anlage kommt.
Radlagereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenringprofil ein Stufenprofil ist.
Radlagereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenringe (04) mittels einer Rastverbindung (16, 17, 18, 19) mit dem inneren Zwischenring (08) verbunden sind.
Radlagereinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastverbindung an den Innenringen (04) und dem inneren Zwischenring (08) durch einen radialen Einstich (16, 17) und je eine sich in axialer Richtung an den Einstich anschließende Haltekralle (18, 19) gebildet ist, wobei die Haltekralle (18, 19) des Innenringes (04) bzw. des inneren Zwischenringes (08) jeweils in den Einstich (16, 17) des Zwischenrings (08) bzw. des Innenringes (04) zum Zweck der Montage der Radlagereinheit einrastbar ist.
Radlagereinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstich (16) und die Haltekralle (18) der Innenringe (04) an einem äußeren Umfang der Innenringe (04) und der Einstich (17) und die Haltekralle (19) des inneren Zwischenrings (08) an einem inneren Umfang des inneren Zwischenrings (08) vorgesehen sind.
Radlagereinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstich (16) und die Haltekralle (18) der Innenringe (04) an einem inneren Umfang der Innenringe (04) und der Einstich (17) und die Haltekralle (19) des inneren Zwischenrings (08) an einem äußeren Umfang des inneren Zwischenrings (08) vorgesehen sind.
Radlagereinheit nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Zwischenring (07) an seinen Stirnseiten mindestens einen axial verlaufenden Schlitz (19) aufweist.
Radlagereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin eine Dichtung (21) aufweist, die jeweils zwischen dem Innenring (04) und dem inneren Zwischenring angeordnet ist.
Radlagereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin eine äußere Dichtung umfasst, die jeweils zwischen den Außenringen und dem äußeren Zwischenring angeordnet ist.