DE102014000975A1 - Arrangement of wheel bearing unit for supporting wheel on wheel carrier of motor vehicle, has cylindrical guide surface formed on wheel bearing ring, while stepped cylindrical guide surface is arranged on wheel carrier - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung einer Radlagereinheit eines Fahrzeuges, insbesondere ein Kraftfahrzeuges, zugehörige Radlagereinheit und Radträger, sowie ein Fahrzeug, das eine entsprechende Anordnung einer Radlagereinheit, entsprechende Radlagereinheit oder Radträger umfasst.The present invention relates to an arrangement of a wheel bearing unit of a vehicle, in particular a motor vehicle, associated wheel bearing unit and wheel carrier, and a vehicle comprising a corresponding arrangement of a wheel bearing unit, corresponding wheel bearing unit or wheel carrier.
Die Räder eines Fahrzeuges sind üblicherweise mit zugehörigen Radträgern des Fahrzeuges verbunden. Die Drehung des Rades relativ zum Radträger, an der Vorderachse wird dieser auch Achsschenkel genannt, wird über eine Radlagereinheit realisiert. Bei Fahrzeugen werden üblicherweise Wälzlager verwendet. Wälzlager bestehen im Allgemeinen aus zwei Ringen (Innenring und Außenring) und dazwischen liegenden Wälzkörpern. Der stehende Ring und der radträgerseitige Flansch können konstruktiv in einem Bauteil bzw. im Zusammenbau aus mehreren Bauteilen vereint werden, das gleiche gilt für den drehenden Ring und den radseitigen Flansch. Ist mindestens einer der Ringe mit dem zugehörigen Flansch vereint, so spricht man von einer Radlagereinheit. Als Wälzkörper werden üblicherweise Kugeln, Zylinderrollen, Nadelrollen, Kegelrollen oder Tonnenrollen verwendet. Die Radlagereinheiten beinhalten normalerweise zwei Reihen von Wälzkörpern, es können aber auch mehrere einreihige Radlager zu einer Lagereinheit zusammengebaut werden.The wheels of a vehicle are usually connected to associated wheel carriers of the vehicle. The rotation of the wheel relative to the wheel carrier, on the front axle this is also called steering knuckle, is realized via a wheel bearing unit. Vehicles usually rolling bearings are used. Rolling bearings generally consist of two rings (inner ring and outer ring) and rolling elements between them. The stationary ring and the wheel carrier side flange can be structurally combined in one component or in the assembly of several components, the same applies to the rotating ring and the wheel-side flange. If at least one of the rings is combined with the associated flange, this is called a wheel bearing unit. As rolling elements usually balls, cylindrical rollers, needle rollers, tapered rollers or barrel rollers are used. The wheel bearing units normally include two rows of rolling elements, but it is also possible to assemble several single row wheel bearings into one bearing unit.
Aus der
Die feste Verbindung zwischen dem stehenden Flansch der Radlagereinheit und dem Radträger kann auf unterschiedliche Weise realisiert werden, z. B. durch Haftreibung zwischen senkrecht zur Radlagerdrehachse liegenden Kontaktflächen. Die Kontaktflächen am Lagerflansch können als örtlich begrenzte radial vom Lagergehäuse abstehende und mehrfach in der Umfangsrichtung vorhandene Einzelflächen ausgebildet sein. Die für die Haftreibung nötige Anpresskraft wird z. B. in jeder Kontaktfläche durch eine Verschraubung erzeugt, dabei ist die Verschraubungsachse parallel zur Drehachse des Radlagers. Bei erhöhten Krafteinwirkungen, z. B. durch Lenkkräfte, kann sich die Verbindung zwischen beiden Kontaktflächen kurzzeitig lösen. Dabei tritt eine Relativbewegung zwischen dem Lagerflansch und dem Radträger auf, die durch unerwünschte Geräuschentwicklung (Knackgeräusche) begleitet werden kann. Das Verhalten ist vor allem dann zu beobachten, wenn der Flansch (normalerweise Stahl) und der Radträger (z. B. Aluminium) aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen.The fixed connection between the stationary flange of the wheel bearing unit and the wheel carrier can be realized in different ways, for. B. by static friction between perpendicular to the Radlagerdrehachse contact surfaces. The contact surfaces on the bearing flange can be formed as locally limited radially projecting from the bearing housing and multiple existing in the circumferential direction of individual surfaces. The necessary for the static friction contact force is z. B. generated in each contact surface by a screw, while the Verschraubungsachse is parallel to the axis of rotation of the wheel bearing. For increased force effects, z. B. by steering forces, the connection between the two contact surfaces can be solved briefly. In this case, a relative movement between the bearing flange and the wheel carrier occurs, which can be accompanied by unwanted noise (cracking noises). The behavior is particularly noticeable when the flange (usually steel) and the wheel carrier (eg aluminum) are made of different materials.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Radlageranordnung der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest andere Ausführungsform anzugeben, bei der keine Geräuschentwicklung auftritt bzw. diese reduziert wird. Zudem soll die erfindungsgemäße Lösung möglichst kostengünstig umsetzbar sein.The present invention is concerned with the problem of providing for a wheel bearing assembly of the generic type an improved or at least other embodiment in which no noise occurs or this is reduced. In addition, the solution according to the invention should be possible to implement as inexpensively.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die mögliche Relativbewegung und damit verbundene Geräuschentwicklung durch eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Radlagerflansch und dem Radträger zu verhindern oder zumindest zu reduzieren.The present invention is based on the general idea to prevent or at least reduce the possible relative movement and associated noise by a positive connection between the Radlagerflansch and the wheel.
Diese formschlüssige Verbindung kann vorteilhafterweise als Presspassung zwischen dem Lagergehäuse und dem Radträger realisiert werden. Bisher ist aus Montagegründen hier stets eine Spielpassung vorgesehen. Bei einer derartigen Presspassung werden die Bauteile mit einem Übermaß gefertigt, wodurch bei einem Anziehen von Verbindungsschrauben die beiden Bauteile unter Bildung einer Presspassung gegeneinander verspannt werden. Auf diese Weise können die Relativbewegungen und somit die unerwünschten Knackgeräusche vermieden werden.This positive connection can be advantageously realized as a press fit between the bearing housing and the wheel. So far, a clearance fit is always provided for assembly reasons here. In such a press fit, the components are made with an oversize, whereby the two components are tightened to form a press fit against each other when tightening connecting screws. In this way, the relative movements and thus the unwanted pops can be avoided.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist die Kombination einer zylindrischen Führungsfläche am Außendurchmesser am Ende des Lagergehäuses und einer gestuft-zylindrischen Innenfläche in Form einer Stufenbohrung im Radträger vorgesehen. Die erste Stufe dieser Bohrung hat einen geringfügig größeren Durchmesser als der Durchmesser der Führungsfläche am Lagergehäuse, die zweite Stufe hat einen kleineren Durchmesser als die Führungsfläche am Lagergehäuse.In an advantageous development of the solution according to the invention, the combination of a cylindrical guide surface on the outer diameter at the end of the bearing housing and a stepped-cylindrical inner surface in the form of a stepped bore in the wheel carrier is provided. The first stage of this bore has a slightly larger diameter than the diameter of the guide surface on the bearing housing, the second stage has a smaller diameter than the guide surface on the bearing housing.
Der Übergang zwischen den Stufen ist zweckmäßigerweise schräg ausgebildet, damit beim Herstellen der Presspassung kein Span gebildet wird.The transition between the steps is expediently formed obliquely so that no chip is formed during the production of the interference fit.
Denkbar sind auch ein Stufensitz am Radlagergehäuse und eine stufenlose Bohrung im Radträger. Ebenfalls denkbar ist ein Stufensitz an beiden Teilen. Dies erhöht jedoch die Länge der Presspassung sowie Aufwand und Kosten für die Herstellung der beiden Bauteile und das Herstellen der Verbindung.Also conceivable are a stepped seat on the wheel bearing housing and a stepless bore in the Wheel carrier. Also conceivable is a stepped seat on both parts. However, this increases the length of the press fit as well as the cost and cost of manufacturing the two components and making the connection.
Durch den vorgesehenen Stufensitz und den dadurch vorgesehenen geringfügig größeren Durchmesser der ersten Stufe lässt sich das Lagergehäuse bei der Montage zunächst problemlos mit dem Radträger verbinden. Aufgrund des Umstandes, dass die zweite Stufe jedoch einen zumindest geringfügig kleineren Durchmesser als die Führungsfläche des Lagergehäuses aufweist, wird beim weiteren Zusammenschieben der Bauteile nunmehr eine erhebliche Kraft zum Herstellen der Presspassung benötigt, die durch die Verbindungsschrauben eingebracht wird. Diese werden in das Lagergehäuse eingeschraubt und schieben über ihren Schraubenkopf die zweite Stufenfläche auf die Führungsfläche auf. Die Montage der beiden Bauteile erfolgt dabei mit folgenden Schritten:
Zunächst wird die Radlagereinheit in die erste Stufe der Bohrung im Radträger gefügt. Dies erfordert wegen des Durchmesserunterschieds keine besonderen Maßnahmen. Dann werden die Schraubenlöcher am Lagerflansch und am Radträger zueinander ausgerichtet und die Verbindungsschrauben werden ein-, jedoch noch nicht festgeschraubt. Anschließend wird die eigentliche Pressverbindung hergestellt, indem entweder alle Verbindungsschrauben gleichzeitig festgezogen werden oder zunächst die Radlagereinheit eingepresst und die Schrauben anschließend vollständig festgezogen werden.Due to the provided stepped seat and the thus provided slightly larger diameter of the first stage, the bearing housing during assembly can first easily connect to the wheel. Due to the fact that the second stage, however, has an at least slightly smaller diameter than the guide surface of the bearing housing, a considerable force for producing the press fit is now required when further pushing together of the components, which is introduced by the connecting screws. These are screwed into the bearing housing and push on their screw head, the second step surface on the guide surface. The assembly of the two components takes place with the following steps:
First, the wheel bearing unit is joined in the first stage of the bore in the wheel carrier. This requires no special measures because of the difference in diameter. Then the screw holes on the bearing flange and the wheel are aligned and the connecting screws are, but not screwed yet. Then the actual press connection is made by either all connecting screws are tightened at the same time or first pressed the wheel bearing unit and the screws are then fully tightened.
Die Anziehparameter für die Schrauben werden dabei so gewählt, dass in den Kontaktflächen ausreichend Haftreibung entsteht. Die maximal im späteren Betrieb des Fahrzeugs auftretenden Kräfte werden somit durch die Haftreibung und Presspassung aufgenommen, die Presspassung verhindert die Relativbewegung zwischen dem Lagerflansch und dem Radträger und damit verbundene Geräuschentstehung.The tightening parameters for the screws are chosen so that sufficient static friction occurs in the contact surfaces. The maximum forces occurring during later operation of the vehicle are thus absorbed by the static friction and interference fit, the interference fit prevents the relative movement between the bearing flange and the wheel carrier and associated noise generation.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.
Dabei zeigen, jeweils schematisch:In each case show schematically:
Entsprechend den
Zur Realisierung der Presspassung ist am Radlagerflansch
Die erste Stufenfläche
Generell wird der Stufenübergang
Mit der erfindungsgemäß vorgesehenen Presspassung zwischen dem Radlagerring
Alternativ zu der oben dargestellten Ausführungsform kann selbstverständlich eine derartig gestufte Führungsfläche
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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