DE102010047982A1

DE102010047982A1 - Radlager mit Innenringfixierung

Info

Publication number: DE102010047982A1
Application number: DE102010047982A
Authority: DE
Inventors: Bernd Kolb
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-10-08
Filing date: 2010-10-08
Publication date: 2012-04-12

Abstract

Die Erfindung betrifft zusammenfassend ein Radlager mit einer ersten und einer zweiten Wälzkörperreihe, deren Wälzkörper jeweils auf einer ersten Wälzkörperlaufbahn und einer zweiten Wälzkörperlaufbahn lasttragend abrollen, wobei die Wälzkörperlaufbahnen jeweils an einem ersten Innenring und an einem zweiten Lagerring ausgebildet sind. Es soll eine einfach montierbares und demontierbares Radlager angegeben werden. Dazu wird ein Stoffschluss zwischen den Innringen oder den Außenringen des Radlagers vorgeschlagen, der durch Schweißen, Kleben oder Löten herbeigeführt ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Radlager aufweisend eine Radnabe, eine erste und eine zweite Wälzkörperreihe, wobei Wälzkörper der ersten Wälzkörperreihe auf einer ersten Wälzkörperlaufbahn eines ersten Innenringes und einer zweiten Wälzkörperlaufbahn eines ersten Außenringes zum lasttragenden Abrollen vorgesehen sind, und wobei Wälzkörper der zweiten Wälzkörperreihe auf einer dritten Wälzkörperlaufbahn eines zweiten Innenringes und einer vierten Wälzkörperlaufbahn eines zweiten Außenringes zum lasttragenden Abrollen vorgesehen sind.
Stand der Technik
Hintergrund der Erfindung
Typischerweise weist einen mehrreihiges Radlager Wälzlagerringe für die Wälzkörperreihen auf, die sowohl ein Innenring oder ein Außenring darstellen können. Die dadurch entstehende Mehrteiligkeit eines Radlager, wie sie beispielsweise bei zweireihigen Radlagern entsteht, ist dabei äußerst nachteilig für die Installation des Radlagers.
Bei Personenkraftwagen wurden mit der Zeit Radlagereinheiten entwickelt, die einen sehr hohen Integrationsgrad aufweisen, das heißt deren Innenringe sind in der Regel einstückig mit einem bereits vorhandenen Bauteil ausgeführt. Typisch ist insbesondere bei einem Schrägkugellager die radseitigen Innenringe einteilig mit der Radnabe auszuführen. Der getriebeseitige Innenring wird oft noch zur Vorspannung der Radlagereinheit separat ausgeführt, kann jedoch unter gewissen Voraussetzungen ebenfalls einstückig mit einem anderen Bauteil ausgeführt sein.
Aus US 5,607,241 A ist ein Radlager für einen Personenkraftwagen bekannt, dessen Innenringe einteilig mit dem Radflansch, beziehungsweise mit der Gelenkglocke ausgebildet sind. Die Innenringe gehören damit jeweils einem anderen Element der Radlageranordnung an. Ein hohlzylindrischer Fortsatz der Gelenkglocke bildet mit an einem einer Radnabe ähnlichen Teil des Radflansches einen zylindrischen Spalt, der mittels einer Schweißnaht verschlossen werden kann, womit Radflansch und Gelenkglocke stoffschlüssig verbunden werden und gleichzeitig die Vorspannung des Radlager aufrechterhalten.
Bei Nutzkraftwagen ist der Integrationsgrad bei Radlagereinheiten weniger hoch wie bei Personenkraftwagen. Damit muss aufgrund der Bauteilanzahl der Radlager, die bei Nutzkraftwagen typischerweise als Kegelrollenlager ausgeführt sind, eine komplizierte Installation in Kauf genommen werden, bei denen das Radlager oft in Einzelteile zerlegt werden muss, beziehungsweise zerfällt.
Typischerweise besteht ein Radlager aus zwei Lagerreihen bestehend aus je einem Innenring einem Außenring und einen Käfig, der die Rollen oder die Kugeln führt. Diese beiden Lagerreihen werden auf einem Achszapfen montiert und im Idealfall mittels einer Verbindung, wie zum Beispiel eines Clips oder Sicherungsringes miteinander verbunden, wie es aus EP 1623127 A1 bekannt ist. Dieses Verbindungsteil ermöglicht, dass beide Lagerhälften miteinander verbunden sind und bei der Demontage gemeinsam vom Achszapfen demontiert werden können. Ohne diesen Clip würde die innere Lagerreihe auf dem Achszapfen verbleiben und folglich auch die Radnabe. Man müsse die restlichen Teile aufwändig demontieren.
Aufgabenstellung
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist daher ein Radlager zu schaffen, welches auf einfache Weise herzustellen und zu installieren ist.
Die Aufgabe wird durch eine Radlagereinheit der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass beide Innenringe stoffschlüssig miteinander verbindbar sind oder beide Innenringe stoffschlüssig mit einem Zwischenelement verbindbar sind, wenn die die Außenringe in entgegengesetzer Axialrichtung an der Radnabe zur Anlage gebracht sind.
Unter Stoffschluss wird eine Verbindung verstanden, wobei im Falle einer gewaltsamen Trennung der auf diese Weise verbundenen Innenringe eine permanente Bruchstelle zurückbleibt, die mechanisch unverbindbar ist. Gegebenenfalls kann der Stoffschluss erneut durch ein entsprechendes Verfahren herbeigeführt werden, dennoch gilt die Trennung in diesem Fall als permanent. Ein Stoffschluss ist somit eine mittels Fügetechnik hergestellte Verbindung zwischen den Innenringen oder zwischen dem jeweiligen Innenring und dem Zwischenelement, welches als Distanzring ausgeführt sein kann.
Bestehen die Ringe und/oder das Zwischenelement beispielsweise aus unterschiedlichen Materialien, so bildet der Stoffschluss eine Mischung dieser Materialien, wobei es sein kann, das speziell für den Stoffschluss ein gewisser Materialeintrag von außen stattgefunden hat und ein weiteres Material eingebracht wurde.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist einer der beiden Innenringe mit einem dritten Ring stoffschlüssig verbunden. Der dritte Ring kann beispielsweise ein Sicherungsring oder ein Dichtungsring sein oder eine andere Funktion innerhalb des Radlagers übernehmen.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Stoffschluss mittels Schweißen, Löten oder Kleben der Innenringe vorgesehen. Der Stoffschluss wird durch das entsprechende Verfahren hergestellt und ist in allen drei Fällen mit einem Materialeintrag verknüpft. Beim Schweißen und Löten wird der Materialeintrag durch ein oder mehrere Metalle gebildet. Beim Kleben hingegen wird der verwendete Klebstoff als Materialeintrag angesehen, wobei der Klebstoff auch aus mehreren Komponenten zusammengesetzt sein kann.
Beim Schweißen kann am Stoffschluss gegebenenfalls eine Legierung entstehen, wenn beispielsweise die Innenringe aus unterschiedlichen Metallen hergestellt sind, oder das eingetragene Material aus einem anderen Metall besteht. Der häufigste Anwendungsfall wird darin bestehen, das sich das eingetragene Material vom Material der Innenringe unterscheidet.
Vorteilhafterweise sind die Innenringe am Stoffschluss axial oder radial zueinander angeordnet. Dadurch ist es möglich, dass die Innenringe unterschiedliche Innenradien aufweisen können, wie es beispielsweise bei Innenringen bei einem im wesentlichen konusähnlichen Achszapfenabschnitt notwendig ist. Damit sind die Innenringe radial zueinander anordenbar. Werden die Innenringe in einem hohlzylindrischen, beziehungsweise zylindrischen Abschnitt der Radnabe oder des Achszapfens angeordnet, können diese vorteilhaft axial zueinander angeordnet werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Wälzkörper der ersten Wälzkörperreihe, sowie die Wälzkörper der zweiten Wälzkörperreihe Kugeln, Kegel, Kegelrollen und/oder ähnliche Wälzkörper. Vorteilhafterweise sind die per Stoffschluss miteinander verbundenen Innenringe in Kombination mit nahezu jeder Wälzkörperform einsetzbar. Dabei ist wichtig, dass sie die einseitig axiale Umfassung des Innenringes zur Haltung der Wälzkörper von diesen an den Außenring durch eine zumindest teilweise axiale Anlage weitergegeben wird. Dadurch wird beim Herstellen des Stoffschlusses nicht nur das mindestens zweireihige Radlager in der Radnabe unverlierbar befestigt sondern auch Einfluss auf die Vorspannung genommen, die sich erst dann vollständig einstellt, wenn die Radnabe zusammen mit dem Radlager auf den Achszapfen aufgepresst wird.
Vorteilhafterweise ist der Stoffschluss in Umfangsrichtung des Innenringes unterbrochen oder durchgehend ausgebildet. Bei einer durchgehenden Ausbildung des Stoffschlusses kann dieser Vorteilhafterweise eine weitere Funktion, nämlich eine Dichtfunktion übernehmen, die in der Regel von einem Dichtring, wie zum Beispiel einem O-Ring, geleistet wird. Dennoch kann der Stoffschluss auch unterbrochen werden, womit eine geringere Bearbeitungszeit anfällt, beziehungsweise weniger Materialeintrag für den Stoffschluss notwendig ist. Dabei muss jedoch genügend Stoffschluss vorhanden sein, damit eine stabile Verbindung besteht. Da jedoch oft nur die Installation oder Deinstallation vereinfacht werden soll, ist es denkbar lediglich einzelne Punkte in Umfangs Richtung zu verteilen, die den Stoffschluss ausbilden. Dies können beispielsweise Schweißpunkte, Lötpunkte oder Klebestellen sein.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform führt der Stoffschluss zu einem residualen Materialeintrag. Der residuale Materialeintrag bildet ein Volumen aus, welches nicht allein durch das Volumen der zu verbindenden Innenringe ausgefüllt wird. Der residuale Materialeintrag ist am Stoffschluss angeordnet und bildet eine in Umfangsrichtung verlaufende Erhebung. Dadurch wirkt das eingetragene Material stabilisierend auf den Stoffschluss, der nicht allein auf der Basis des Ringsmaterials hergestellt werden muss.
Vorteilhafterweise ist die Erhebung eine Schweißnaht, eine oder mehrere Lötstelle oder eine Klebenaht. Eine umlaufende Naht wirkt in der Regel strukturell stabilisierend, jedoch können einzelne Verbindungsstellen zu einer kosteneffizient hergestellten Radlagereinheit führen.
Vorteilhafterweise ist die Erhebung in einer von beiden Innenringen gebildeten Einkerbung oder Nut angeordnet. Die Erhebung kann sich dabei in Abhängigkeit der Anordnung der beiden Stoffschlüsse verbundenen Innenringe zueinander in radiale, axiale oder beide Richtungen erheben. Damit kann auf die Zugänglichkeit eines Verbindungsgerätes (zum Beispiel Schweißgerät, Lötkolben, etc.) zur Verbesserung der Herstellung Rücksicht genommen werden. Alternativ ist es möglich die Erhebung derart anzuordnen, dass ein Kontakt mit einer Fläche der Radnabe, des Achszapfen oder eines ähnlichen Bauteils vermieden wird. Auf diese Weise kann für die Abmessungen der Naht oder der Löt- oder Klebestellen eine großzügige Toleranz vorgesehen werden, womit eine Fluktuation der Erhebung in ihren Abmessungen eine ordnungsgemäße Installation beziehungsweise Deinstallation nicht behindert.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen und bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind der Figurenbeschreibung und/oder den Unteransprüchen zu entnehmen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert.
Es zeigt:
1 ein zweireihiges Radlager mit Kegelrollen und miteinander verschweißten Innenringen.
Ausführungsbeispiel
Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein zweireihiges Radlager mit Kegelrollen und miteinander verschweißten Innenringen 3, 13.
Vorteilhafterweise können die verschweißten Innenringe 3, 13 bei der Installation als ein einziger Innenring 3, 13 behandelt werden, womit wenigstens ein Einpressvorgang wegfällt. Vorteilhafterweise fällt das Radlager bei der Deinstallation nicht auseinander, wenn noch die beiden Außenringe 1, 11 gegeneinander abgestützt werden. Die Abstützung kann, wie hier gezeigt mit den entsprechenden Axialanschlägen der Radnabe 22 geschehen, oder auch mit einer Distanzhülse, die in einer reinen hohlzylindrischen Radnabe 22 gehalten wird, geschehen.
Es ist auch möglich die zwei Lagerhälften, die jeweils eine Wälzkörperreihe 2, 12 enthalten, mittels eines Distanzringes oder einer Distanzhülse stoffschlüssig miteinander zu verbinden. In diesem Fall sind zwei Fügestellen (Kleben, Löten, Schweißen) notwendig, die mittels eines Stoffschlusses eine unlösbare Verbindung zwischen dem ersten Innenring 3, und dem Distanzring beziehungsweise Distanzhülse herbeiführt, aber auch einen weiteren Stoffschluss zwischen dem Distanzring beziehungsweise Distanzhülse und dem zweiten Innenring 13 herbeiführt. Unabhängig davon, ob ein Distanzring beziehungsweise eine Distanzen verwendet werden, wird das Radlager in der Radnabe durch den Stoffschluss unverlierbar befestigt, dass von den Innenringen 3, 13 eine halbe Kraft in axiale Richtung ausgeht, die die Wälzkörper 2, 12 und die Außenringe 1, 11 axial eingeklemmt beziehungsweise vorspannt.
Vorteilhafterweise ist die Erhebung 20 der umlaufenden Schweißnaht 21 ist in einer Nut angeordnet, die durch die beiden ringförmigen Ausnehmungen 4, 14 gebildet wird. Damit können verschiedene radiale Ausnehmungen der Erhebung 20 toleriert werden ohne, dass die Schweißnaht den (nicht abgebildeten) Achszapfen beim Einpressen berührt. Die Nut kann nach Belieben ausgeführt werden, um auf die axiale Ausdehnung der Schweißnaht Rücksicht zu nehmen.
Im Übrigen bilden die Innenringe 3, 13 jeweils Laufbahnen 5, 15 aus, die die Last der abrollenden Kegelrollen 2, 12 der beiden Reihen aufnehmen.
Die Außenringe 1, 11 können in einer Radnabe axial an einem Anschlag angeordnet sein oder mit einer Büchse auf Abstand gehalten werden.
Die Innenringe 3, 13 sind axial zueinander angeordnet und weisen vor dem Schweißvorgang jeweils gegenüberliegende, axiale Stirnflächen auf. Diese Grenzflächen werden durch das Schweißbad geschmolzen, um stattdessen einen Stoffschluss zu bilden.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Radlager mit einer ersten und einer zweiten Wälzkörperreihe, deren Wälzkörper jeweils auf einer ersten Wälzkörperlaufbahn und einer zweiten Wälzkörperlaufbahn lasttragend abrollen, wobei die Wälzkörperlaufbahnen jeweils an einem ersten Innenring und an einem zweiten Lagerring ausgebildet sind. Es soll eine einfach montierbares und demontierbares Radlager angegeben werden. Dazu wird ein Stoffschluss zwischen den Innringen oder den Außenringen des Radlagers vorgeschlagen, der durch Schweißen, Kleben oder Löten herbeigeführt ist.
Bezugszeichenliste

1: Außenring
2: Kegelrollen
3: Innenring
4: Ausnehmung
5: Laufbahn
6: Innenlaufbahn
20: Erhebung
22: Radnabe aus Gusseisen
11: Außenring
12: Kegelrollen
13: Innenring
14: Ausnehmung
15: Laufbahn
16: Innenlaufbahn
21: Schweißnaht

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 5607241 A [0004]
EP 1623127 A1 [0006]

Claims

Radlager aufweisend eine Radnabe (22), eine erste und eine zweite Wälzkörperreihe (2, 12), – wobei Wälzkörper (2) der ersten Wälzkörperreihe (2) auf einer ersten Wälzkörperlaufbahn (5) eines ersten Innenringes (3) und einer zweiten Wälzkörperlaufbahn (6) eines ersten Außenringes (1) zum lasttragenden Abrollen vorgesehen sind, und – wobei Wälzkörper (2) der zweiten Wälzkörperreihe (12) auf einer dritten Wälzkörperlaufbahn (15) eines zweiten Innenringes (13) und einer vierten Wälzkörperlaufbahn (16) eines zweiten Außenringes (11) zum lasttragenden Abrollen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass beide Innenringe (3, 13) stoffschlüssig miteinander verbindbar sind oder beide Innenringe (3, 13) stoffschlüssig mit einem Zwischenelement verbindbar sind, wenn die die Außenringe (1, 11) in entgegengesetzer Axialrichtung an der Radnabe (22) zur Anlage gebracht sind.
Radlager nach Anspruch 1, wobei der Stoffschluss (21) mittels Schweißen, Löten oder Kleben der Innenringe (3, 13) vorgesehen ist.
Radlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Innenringe (3, 13) am Stoffschluss (21) axial oder radial zueinander angeordnet sind.
Radlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wälzkörper (3) der ersten Wälzkörperreihe sowie die Wälzkörper (13) der zweiten Wälzkörperreihe Kugeln, Kegel, Kegelrollen und/oder ähnliche Wälzkörper sind.
Radlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stoffschluss (21) in Umfangsrichtung unterbrochen oder durchgehend ausgebildet ist.
Radlager nach Anspruch 5, wobei der Stoffschluss (21) einen residualen Materialeintrag aufweist.
Radlager nach Anspruch 6, wobei der residuale Materialeintrag eine in Umfangsrichtung verlaufende Erhebung (20) bildet.
Radlager nach Anspruch 7, wobei die Erhebung (20) eine Schweißnaht, eine Lötstelle oder eine Klebenaht ist.
Radlager nach Anspruch 8, wobei die Erhebung (20) in einer von beiden Innenringen (3, 13) gebildeten Nut (4, 14) angeordnet ist.
Radlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zwischenelement ein Distanzring ist.