DE102014203206A1 - Riveted wheel bearing unit with improved clamping force - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Radlagereinheit (1) einer Fahrzeugachse, bestehend aus einer Radnabe (11), deren Nabenflansch (14) mit einem Fahrzeugrad verbunden ist, und einem Radlager (2) mit wenigstens zwei Wälzkörperreihen (3a, 3b), deren Wälzkörper (4a, 4b) in Laufbahnen (5a, 5b) eines stationären Außenrings (7) und einer Laufbahn (8) der rotierenden Radnabe (11) sowie einer Laufbahn (9) eines der Radnabe (11) zugehörigen separaten Innenrings (10) geführt sind. Dabei ist der Innenring (10) in einer Aufnahme (12) der Radnabe (11) eingesetzt und mittels eines vorspannenden Wälznietbundes (13) der Radnabe (11) lagefixiert. Der Innenring (10) bildet von der Laufbahn (9) ausgehend in Richtung einer Radlagermitte einen ersten Abschnitt (16) mit einer Wandstärke (A) von < 3 mm. Gegenseitig in Richtung des Wälznietbundes (13) umfasst der Innenring (10) einen zweiten Abschnitt (17) mit einer gleichbleibenden Wandstärke (B) von ≥ 2,5 × A bis 10 × A.The invention relates to a wheel bearing unit (1) of a vehicle axle, comprising a wheel hub (11) whose hub flange (14) is connected to a vehicle wheel, and a wheel bearing (2) having at least two rows of rolling elements (3a, 3b) whose rolling bodies (4a , 4b) are guided in raceways (5a, 5b) of a stationary outer ring (7) and a raceway (8) of the rotating wheel hub (11) and a raceway (9) of a separate inner ring (10) associated with the wheel hub (11). In this case, the inner ring (10) in a receptacle (12) of the wheel hub (11) is inserted and fixed in position by means of a biasing Wälznietbundes (13) of the wheel hub (11). The inner ring (10) forms from the raceway (9), starting in the direction of a Radlagermitte a first portion (16) with a wall thickness (A) of <3 mm. Mutually in the direction of Wälznietbundes (13), the inner ring (10) comprises a second portion (17) with a constant wall thickness (B) of ≥ 2.5 × A to 10 × A.
Description
Die Erfindung betrifft eine Radlagereinheit einer Fahrzeugachse, bestehend aus einer Radnabe, deren Nabenflansch mit einem Fahrzeugrad verbunden ist, und mit einem Radlager, das wenigstens zwei Wälzkörperreihen umfasst. Die Wälzkörper des Radlagers sind in Laufbahnen eines stationären Außenrings und der rotierenden Radnabe sowie einem der Radnabe zugehörigen separaten Innenring geführt. Im Einbauzustand ist der in einer Aufnahme der Radnabe eingesetzte Innenring mittels eines vorspannenden Wälznietbundes der Radnabe lagefixiert.The invention relates to a wheel bearing unit of a vehicle axle, comprising a wheel hub whose hub flange is connected to a vehicle wheel, and to a wheel bearing comprising at least two rows of rolling elements. The rolling elements of the wheel bearing are guided in raceways of a stationary outer ring and the rotating hub and a wheel hub associated with the separate inner ring. In the installed state, the inner ring used in a receptacle of the wheel hub is fixed in position by means of a preloading Wälznietbundes the wheel hub.
Radlagereinheiten für Fahrzeugräder umfassen eine rotierende Radnabe, die das Radlager mit dem Fahrzeugrad und der Bremsscheibe verbindet. Weiterhin steht bei angetriebenen Rädern die Radnabe mit einem beispielsweise als Gelenkglocke ausgeführten Antriebselement in einer Wirkverbindung. Über einen ortsfest positionierten Außenring des Radlagers ist die Radlagereinheit weiterhin an einem Radträger des Fahrwerks abgestützt. Eine Fixierung des Radlagers an der Radnabe erfolgt insbesondere mittels eines endseitigen Wälznietbundes einer Aufnahme der Radnabe. Bekannte Radlagereinheiten haben ein relativ hohes Gewicht. Die Innenringe sind dabei dickwandig zur Vermeidung eines nachteiligen Aufweitens bei der Wälznietung der Radnabe.Wheel bearing units for vehicle wheels comprise a rotating wheel hub which connects the wheel bearing with the vehicle wheel and the brake disk. Furthermore, with driven wheels, the wheel hub is in an operative connection with a drive element designed, for example, as a joint bell. About a stationary positioned outer ring of the wheel bearing, the wheel bearing unit is still supported on a wheel of the chassis. A fixation of the wheel bearing on the wheel hub takes place in particular by means of an end-side Wälznietbundes a recording of the wheel hub. Known wheel bearing units have a relatively high weight. The inner rings are thick walls to avoid disadvantageous widening in the Wälznietung the wheel hub.
Der Wälznietbund zur dauerfesten Fixierung des Radlagerinnenrings ermöglicht es, Radlagereinheiten anzubieten, die bereits im Herstellerwerk vorgespannt werden und bei dem Fahrzeugkunden direkt an dem Radträger montierbar sind. Damit wird eine fehlerträchtige Montage des Radlagers vermieden, bei der beispielsweise die Vorspannung nicht korrekt eingestellt ist. Da die Vorspannung eines Radlagers für die Lebensdauer entscheidend ist, kann der Wälzlagerhersteller durch den Wälznietbund bzw. die Vernietung die Vorspannung kontrollieren und optimal einstellen und folglich eine weitreichende Garantie für das Produkt geben.The Wälznietbund for permanent fixation of the wheel bearing inner ring makes it possible to offer wheel bearing units that are already biased in the factory and can be mounted directly on the wheel at the vehicle customers. This avoids error-prone mounting of the wheel bearing in which, for example, the preload is not set correctly. Since the preload of a wheel bearing for life is crucial, the Wälzlagerhersteller can control by the Wälznietbund or riveting the bias and adjust optimally and thus give a far-reaching warranty for the product.
Die Radnabe und deren Anbindung am Radträger sind den über das Fahrzeugrad eingeleiteten Belastungen im Fahrbetrieb unmittelbar ausgesetzt. Daher ist es erforderlich, dass die Radnabe und deren Radlager zuverlässig ausgelegt und mit einer hohen Qualität gefertigt werden.The hub and its connection to the wheel are directly exposed to the introduced via the vehicle wheel loads while driving. Therefore, it is necessary that the wheel hub and its wheel bearings are designed reliably and manufactured with a high quality.
Radlagereinheiten sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt. Gegenstand der
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Innenring für eine Radlagereinheit mit einer optimierten Bauteilfestigkeit zu schaffen, der außerdem ein verbessertes Federverhalten aufweist und mittels einfacher und kostengünstiger Maßnahmen herstellbar ist.The object of the invention is to provide an inner ring for a wheel bearing unit with an optimized component strength, which also has an improved spring behavior and can be produced by means of simple and cost-effective measures.
Diese Problemstellung wird durch eine Radlagereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angeführt, die auf den Anspruch 1 rückbezogen sind.This problem is solved by a wheel bearing unit with the features of
Die erfindungsgemäße Radlagereinheit weist einen konstruktiv ausgelegten Innenring auf, der von der Wälzkörperlaufbahn ausgehend in Richtung einer Radlagermitte einen ersten Abschnitt bildet mit einer gleichbleibenden Wandstärke A von größer als 3 mm. Gegenseitig von der Wälzkörperlaufbahn bis zu dem anliegenden Wälznietbund reichend schließt der Innenring einen zweiten Abschnitt ein. Für die Wandstärke des zweiten Abschnitts ist ein Auslegungsverhältnis vorgesehen, das gleich oder größer einem Zahlenwert von 2,5 bis 10 der Wandstärke des gegenüberliegenden ersten Abschnitts entspricht. Dieser zweite Abschnitt kann auch eine über die Länge sich ändernde Wandstärke aufweisen.The wheel bearing unit according to the invention has a structurally designed inner ring which, starting from the rolling body raceway in the direction of a wheel center, forms a first section with a constant wall thickness A of greater than 3 mm. On both sides of the rolling body raceway reaching to the adjacent Wälznietbund the inner ring includes a second section. For the wall thickness of the second section, a design ratio is provided which equals or exceeds a numerical value of 2.5 to 10 of the wall thickness of the opposing first section. This second section may also have a wall thickness varying over the length.
Durch das bewusst schlankere, durchgehend gleichdimensionierte Profil des Innenrings in Richtung der Radlagermitte wird das Federverhalten des Innenrings entscheidend verbessert, wodurch zur Erreichung einer geforderten Vorspannung des Radlagers vorteilhaft eine geringere Umformkraft zur Herstellung des Wälznietbundes notwendig ist. Alternativ kann bei Bedarf mittels mit einer unveränderten Umformkraft des Wälznietbundes eine erhöhte Lagervorspannung realisiert werden. Die Erfindung ermöglicht somit mit einfachen Mitteln eine vorteilhafte Einflussnahme auf die Vorspannung des Radlagers. Vorteilhaft kann der Innenring gemäß der Erfindung mittels einfacher und kostengünstiger Maßnahmen hergestellt werden. Somit ermöglicht das erfindungsgemäße Auslegungskonzept des Innenrings zusammen mit einer angepassten Radnabe eine optimale Lösung der Aufgabenstellung.Due to the deliberately slimmer, continuously uniform dimensioned profile of the inner ring in the direction of the wheel center, the spring behavior of the inner ring is decisively improved, which advantageously a lower forming force to produce the Wälznietbundes is necessary to achieve a required bias of the wheel bearing. Alternatively, if required, an increased bearing preload can be achieved by means of an unchanged deformation force of the Wälznietbund. The invention thus enables by simple means an advantageous influence on the bias of the wheel bearing. Advantageously, the inner ring can be made according to the invention by means of simple and inexpensive measures. Thus, the design concept of the inner ring according to the invention, together with an adapted wheel hub, enables an optimal solution of the task.
Durch den stärkeren Querschnitt unterhalb des Innenringes wird die Bauteiloder Lagerfestigkeit der Radlagereinheit gegenüber bisherigen Lösungen verbessert.Due to the stronger cross-section below the inner ring, the component or bearing strength the wheel bearing unit improved over previous solutions.
Die erhöhte Lager- bzw. Bauteilfestigkeit gewährleistet einen verbesserten Schutz vor den Wechselbeanspruchungen der Radlagereinheit.The increased bearing or component strength ensures improved protection against the alternating stresses of the wheel bearing unit.
Ferner schließt die erfindungsgemäße Auslegung des Innenrings zwischen den Wälzkörperreihen einen Reihenabstand ein, der größer 15 mm und kleiner 50 mm beträgt. Ein vorteilhaft vergrößerter Reihenabstand verbessert die Kippsteifigkeit, wodurch das Radlager einen besseren Schutz bietet gegenüber Belastungen, die im Betriebszustand auf das Fahrzeugrad und die dazugehörige Radaufhängung einwirken.Furthermore, the inventive design of the inner ring between the rows of rolling elements includes a row spacing, which is greater than 15 mm and less than 50 mm. An advantageously increased row spacing improves the tilting rigidity, whereby the wheel bearing provides better protection against stresses that act on the vehicle wheel and the associated suspension in the operating state.
Gemäß einer vorteilhaften Auslegung der Erfindung ist außerdem für den wandstärkenreduzierten, ein schlankeres Profil bildenden ersten Abschnitt des Innenrings eine definierte Länge vorgesehen. Zur Festlegung der Länge ist ein Auslegungsverhältnis vorgesehen, wonach diese gleich oder größer dem Zahlenwert 0,6 von dem Reihenabstand der Wälzkörperreihen entspricht.According to an advantageous embodiment of the invention, a defined length is also provided for the reduced wall thickness, forming a slender profile first portion of the inner ring. To determine the length, a design ratio is provided, according to which this equals or exceeds the numerical value 0.6 of the row spacing of the rows of rolling elements.
Insbesondere als Maßnahme, um eine verbesserte Bauteilsteifigkeit zu gewährleisten, ist erfindungsgemäß außerdem vorgesehen, den zum Wälznietbund ausgerichteten und verstärkten zweiten Innenringabschnitt ausreichend lang auszubilden. Die Länge des zweiten Abschnitts entspricht der Länge des gegenüberliegenden, in Richtung der Radlagermitte verlaufenden ersten Abschnitts oder übertrifft dessen Länge.In particular, as a measure to ensure an improved component rigidity, the invention also provides, the trained for Wälznietbund and reinforced second inner ring portion sufficiently long form. The length of the second portion corresponds to the length of the opposite, extending in the direction of the Radlagermitte first section or exceeds its length.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Innenrings ist bevorzugt ein Umformverfahren, wie ein Schmiede- oder ein Fließpressverfahren, vorgesehen. Eine Bearbeitung des Innenringrohlings erfolgt vorteilhaft durch eine spanende Bearbeitung, wie ein Dreh- und/oder Fräsprozess. Anschließend wird zumindest die Laufbahn für die Wälzköper durch ein Schleifen und/oder Honen bearbeitet.For the production of the inner ring according to the invention, a forming process, such as a forging or an extrusion molding process, is preferably provided. A machining of the inner ring blank is advantageously carried out by a machining, such as a turning and / or milling process. Subsequently, at least the raceway for the Wälzköper is processed by grinding and / or honing.
Vorteilhaft kann der Innenring gemäß der Erfindung in Radlagereinheiten eingesetzt werden, die eine angetriebene oder nicht angetriebene bzw. geschleppte Radnabe aufweisen. Dabei kann die angetriebene Radnabe formschlüssig über eine stirnseitige oder radiale Außenverzahnung im Bereich des Wälznietbundes oder mittels einer Innenverzahnung der Radnabe mit einem Antriebselement in Eingriff stehen.Advantageously, the inner ring can be used according to the invention in wheel bearing units having a driven or non-driven or towed wheel hub. In this case, the driven wheel hub can be positively connected via a frontal or radial external toothing in the region of Wälznietbundes or by means of internal toothing of the wheel hub with a drive element in engagement.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Die gezeigte Ausführungsform zeigt ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Lösung, die jedoch keine abschließende Begrenzung der Erfindung darstellt. Dabei zeigt die einzige Figur eine Radlagereinheit, deren Radlager einen Innenring mit zwei axial ausgerichteten Abschnitten aufweist, deren Wandstärken voneinander abweichen.Further features of the invention will become apparent from the following description of the drawing, in which an embodiment of the invention is shown. The embodiment shown shows an example of a solution according to the invention, but not a final limitation of the invention. The single FIGURE shows a wheel bearing unit whose wheel bearing has an inner ring with two axially aligned sections whose wall thicknesses differ from each other.
Die einzige Figur zeigt in einem Halbschnitt eine Radlagereinheit
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Radlagereinheit wheel bearing unit
- 22
- Radlager Wheel bearings
- 3a, 3b3a, 3b
- Wälzkörperreihe rolling body row
- 4a, 4b4a, 4b
- Wälzkörper rolling elements
- 5a, 5b5a, 5b
- Laufbahn career
- 66
- Radträger wheel carrier
- 77
- Außenring outer ring
- 88th
- Laufbahn career
- 99
- Laufbahn career
- 1010
- Innenring inner ring
- 1111
- Radnabe wheel hub
- 1212
- Aufnahme admission
- 1313
- Wälznietbund rolling rivet
- 1414
- Nabenflansch hub flange
- 1515
- Innenseite inside
- 1616
- Abschnitt section
- 1717
- Abschnitt section
- 18 18
- Verzahnung gearing
- AA
- Wandstärke (Innenring 1. Abschnitt) Wall thickness (inner ring 1st section)
- BB
- Wandstärke (Innenring 2. Abschnitt) Wall thickness (inner ring 2nd section)
- XX
- Abstand (Wälzkörperreihen) Distance (rows of rolling elements)
- YY
- Länge (Innenring 1. Abschnitt) Length (inner ring 1st section)
- ZZ
- Länge (Innenring 2. Abschnitt) Length (inner ring 2nd section)
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102005019731 A1 [0005] DE 102005019731 A1 [0005]
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