DE102014224617A1

DE102014224617A1 - Radlagereinheit mit einem funktionskombinierten Wälznietbund

Info

Publication number: DE102014224617A1
Application number: DE102014224617.2A
Authority: DE
Inventors: Andreas Kaiser; Frank EICHELMANN
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-12-02
Filing date: 2014-12-02
Publication date: 2016-06-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung eines zur Aufnahme eines Fahrzeugrades und einer Bremsscheibe (4) bestimmten Radflansches (5) einer Radnabe (2) einer getriebenen oder ungetriebenen Radlagereinheit (1). Die Radlagereinheit (1) umfasst zumindest ein mit einem Achszapfen (7) zusammenwirkendes Radlager (8), das über einen Wälznietbund (17) lagefixiert ist. Die Herstellung der Radnabe (2) allgemein und die Bearbeitung des Radflansches (5) im Besonderen erfolgt in folgenden Schritten. Zunächst wird ein Radnabenrohling mittels eines Schmiede- oder Fließpressverfahrens hergestellt, bevor ein Anformen eines Schaftprofils (16) an einer dem Radflansch (5) gegenüberliegenden Stirnseite des Achszapfens (7) erfolgt. Daran schließt sich eine spanende Bearbeitung des Achszapfens (7) an zur Herstellung eines Lagersitzes, auf dem das Radlager (8) montiert wird. Dann wird durch Umformen des Schaftprofils (16) ein Wälznietbund (17) gebildet, der außenseitig ein unrundes Profil aufweist, zur Bildung einer Antriebsfläche (18). Abschließend erfolgt die Bearbeitung der Anlagefläche (18) von dem Radflansch (5), wobei ein Antrieb der Radlagereinheit (1) über die Antriebsfläche (18) erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung eines zur Aufnahme eines Fahrzeugrades und einer Bremsscheibe bestimmten Radflansches einer Radnabe einer getriebenen oder ungetriebenen Radlagereinheit, die einen mit zumindest einem Radlager zusammenwirkenden Achszapfen umfasst, deren endseitiger Wälznietbund im eingebauten Zustand das Radlager mittelbar lagefixiert.
Bei Radlagereinheiten erfolgt die Sicherung des Radlagers oder des von der Radnabe getrennt ausgebildeten Innenrings üblicherweise durch eine radiale Umformung des axialen Endes von dem Achszapfen zu einem Wälznietbund. In den Bund kann eine Stirnverzahnung eingebracht werden, die mit einer Verzahnung eines Antriebsgelenks verbunden werden kann. Ein derartiges Radlager ist beispielsweise aus der DE 41 34 434 A1 bekannt. Der Wälznietbund ermöglicht, dass die komplettierte Radlagereinheit vom Hersteller angeboten vorgespannt wird und beim Kunden beispielsweise direkt an einem Radträger angeschraubt werden kann. Damit wird einerseits eine fehlerträchtige Montage vermieden und andererseits sichergestellt, dass die Radlagereinheit optimal eingestellt eingebaut werden kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren anzubieten, mit dem eine Bearbeitung des Radflansches der Radnabe verbessert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
Gemäß Anspruch 1 sind zur allgemeinen Herstellung der Radnabe sowie zur Bearbeitung des Radflansches im Besonderen folgende Schritte vorgesehen. Zunächst wird durch ein Schmiedeverfahren oder ein Fließpressverfahren ein Radnabenrohling hergestellt. Anschließend erfolgt ein Anformen eines welligen Schaftprofils an einer vom Radflansch gegenüberliegenden Stirnseite. Daran schließt sich eine spanende Bearbeitung des weichen oder gehärteten Achszapfens an zur Herstellung eines Lagersitzes bzw. Darstellung von Laufbahnen für die Wälzkörper des Radlagers, bevor das Radlager montiert wird. Zur Lagefixierung des Radlagers wird das Schaftprofil rechtwinkelig zu einem Wälznietbund mit einem äußeren, eine Antriebsfläche bildenden unrunden Profil umgeformt. Abschließend erfolgt die Bearbeitung der Anlagefläche vom Radflansch, in dem ein Antrieb der Radlagereinheit über die Antriebsfläche erfolgt.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen kann ein funktionskombinierter Wälznietbund realisierbar werden, der eine verbesserte Antriebsfläche einschließt, die einen Antrieb der Radlagereinheit für eine prozesssichere Bearbeitung vom Radflansch der Radnabe vereinfacht. Dabei ist sichergestellt, dass mittels der erfindungsgemäßen Antriebsfläche die Anlagefläche für die Bremsscheibe des Radflansches unter Einhaltung aller qualitätsrelevanten Maße sowie aller geforderten Form- und Lagetoleranzen exakt herstellbar ist. Weiterhin gewährleistet die Antriebsfläche eine optimierte Aufspannung der Radlagereinheit, um beispielsweise eine vereinfachte, allgemeine Finishbearbeitung der Radnabe durchzuführen. Außerdem verursacht das erfindungsgemäße Konzept zur Schaffung eines Arbeitsprofils bzw. einer Antriebsfläche insbesondere für ungetriebene Radlagereinheiten vorteilhaft einen geringeren Werkzeugverschleiß des Schmiedewerkzeugs im Vergleich zur Herstellung eines Innenprofils. Die unrund profilierte, zum Antrieb der Radnabe bestimmte äußere Antriebsfläche bildet eine kostengünstig herstellbare Mitnahmeverbindung zwischen dem Wälznietbund und einem zur Bearbeitung der Radnabe bestimmten Antriebselement.
Im Rahmen einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass der Achszapfen endseitig ein wellenförmiges Schaftprofil aufweist. Durch ein Umformen, das auch als Nietung bezeichnet wird, stellt sich aus dem Schaftprofil ein funktionskombinierter Wälznietbund mit zugehöriger Antriebsfläche ein. Dabei bildet das wellige Schaftprofil nach abgeschlossener Umformung eine äußere unrunde oder mehrkantige, insbesondere als Außensechskant ausgebildete Antriebsfläche.
Für die Endbearbeitung der Anlagefläche vom Radflansch zur Erreichung aller qualitätsrelevanten Maßvorgaben eignet sich bevorzugt ein Axialschlagdrehen. Mit diesem auch als Schlagdrehen bezeichneten Verfahren kann ein geringer Axialschlag des Radflansches realisiert werden, um eine nachteilige Schwingungsanregung der am Radflansch fixierten Bremsscheibe zu unterbinden. Vorteilhaft ist mit dem Axialschlagdrehen ein Axialschlag der Anlagefläche von ≤ 20 µm erreichbar.
Ferner kann in die Stirnseite des funktionskombinierten Wälznietbundes einer getriebenen Radlagereinheit eine Stirnverzahnung bzw. ein Verzahnungsprofil eingebracht werden. Im Einbauzustand der Radlagereinheit greift die Stirnverzahnung in eine korrespondierende Stirnverzahnung von einer Antriebsglocke eines Gleichlaufgelenks.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Figuren, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel näher erläutert wird, wobei die Erfindung jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Gleiche Elemente bzw. Bauteile sind mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen, wobei nicht alle Bauteile beschrieben sind. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch eine getriebene Radlagereinheit, deren Radnabe einen erfindungsgemäßen Wälznietbund einschließt;
2 einen Längsschnitt durch eine ungetriebene Radlagereinheit, deren Radnabe einen erfindungsgemäßen Wälznietbund einschließt;
3 in einer Perspektive eine erfindungsgemäße Radnabe mit einem endseitig wellenförmig gestalteten Achszapfen; und
4: die Radnabe gemäß 3, wobei der wellenförmig gestaltete Endbereich zu einem Wälznietbund umgeformt ist.
Die in den 1 und 2 gezeigte Radlagereinheit 1 ist Teil eines Radträgers bzw. Fahrwerks eines nicht dargestellten Fahrzeugs. Eine Radnabe 2 weist an einem axialen Ende einen Zentriersitz 3 auf zur Aufnahme einer Felge oder Radscheibe eines Fahrzeugrades (nicht gezeigt). Das Fahrzeugrad ist gemeinsam mit einer Bremsscheibe 4 axial an einer Anlagefläche 10 eines Radflansches 5 der Radnabe 2 abgestützt und über Verschraubungen 6 lösbar befestigt. Ein Achszapfen 7 der Radnabe 2 ist zur Aufnahme eines als zweireihiges Wälzlager aufgebauten Radlagers 8 bestimmt. Das Radlager 8 weist einen Außenring 9 sowie einen Innenring 14 auf. Eine erste Reihe von Wälzkörpern 11 ist zwischen dem Außenring 9 und einer unmittelbar auf dem Achszapfen 7 angebrachten Laufbahn 12 geführt. Die Wälzkörper 13 der zweiten Reihe sind innenseitig auf dem Innenring 14 und außenseitig am Außenring 9 geführt. Der Innenring 14 ist auf einer zur Laufbahn 12 radial versetzten Stufe 15 positioniert. Zur Fixierung des Innenrings 14 ist ein endseitiger, ein Schaftprofil 16 bildender Abschnitt des Achszapfens 7 vorgesehen, der zu einem radial nach außen weisenden Wälznietbund 17 umgeformt ist. Außenseitig bildet der Wälznietbund 17 eine unrund bzw. profiliert ausgebildete Antriebsfläche 18, die für ein Werkzeug oder eine Antriebsvorrichtung (nicht gezeigt) bestimmt ist. Über die Antriebsfläche 18 kann die Radlagereinheit 1 in Rotation gebracht werden, um die Anlagefläche 10 des Radflansches 5 insbesondere mittels eines Schlagdrehverfahrens bzw. eines Axialschlagdrehens gezielt und exakt zu bearbeiten. Weiterhin weist der Wälznietbund 17 in 1 zur Bildung einer getriebenen Radlagereinheit 1 eine Stirnverzahnung 19 auf, die im Einbauzustand der Radlagereinheit 1 formschlüssig in eine korrespondierende Stirnverzahnung eines als Gleichlaufgelenk ausgebildeten Antriebsgelenks (nicht gezeigt) eingreift, über das ein Drehmoment vom Antriebsgelenk auf die Radnabe 2 und folglich des Fahrzeugrades erfolgt. Abweichend dazu zeigt die 2 eine ungetriebene Radlagereinheit 1, deren Wälznietbund 17 keine Stirnverzahnung einschließt. Zum Schutz des Radlagers 8 und zur stirnseitigen Abdeckung der Radlagereinheit 1 ist bevorzugt eine aus einem Kunststoff hergestellte, in einer Topfform gestaltete Schutzkappe 20 vorgesehen, die am oder im Außenring 9 befestigt ist.
In den 3 und 4 ist die Radnabe 2 in einer Perspektive gezeigt, wobei die Darstellung gemäß 3 die Radnabe 2 in einem Zustand nach einem Schmiede- oder Fließpressverfahren als Radnabenrohling zeigt. Der Achszapfen 7 der Radnabe 5 bildet dabei endseitig ein wellenförmiges angeformtes Schaftprofil 16. Die 4 zeigt abweichend dazu das zu einem Wälznietbund 17 umgeformte Schaftprofil 16, das außenseitig eine unrunde, wellenförmig gestaltete Antriebsfläche 18 aufweist.
Bezugszeichenliste

1: Radlagereinheit
2: Radnabe
3: Zentrieransatz
4: Bremsscheibe
5: Radflansch
6: Verschraubung
7: Achszapfen
8: Radlager
9: Außenring
10: Anlagefläche
11: Wälzkörper
12: Laufbahn
13: Wälzkörper
14: Innenring
15: Stufe
16: Schaftprofil
17: Wälznietbund
18: Antriebsfläche
19: Stirnverzahnung
20: Schutzkappe

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

DE 4134434 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Bearbeitung eines zur Aufnahme eines Fahrzeugrades und einer Bremsscheibe (4) bestimmten Radflansches (5) einer Radnabe (2) einer getriebenen oder ungetriebenen Radlagereinheit (1), die einen mit zumindest einem Radlager (8) zusammenwirkenden Achszapfen (7) umfasst, wobei im eingebauten Zustand das Radlager (8) über einen Wälznietbund (17) lagefixiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung der Radnabe (2) allgemein und die Bearbeitung des Radflansches (5) im Besonderen in folgenden Schritten erfolgt: – Herstellung eines Radnabenrohlings mittels eines Schmiede- oder Fließpressverfahrens; – Anformen eines Schaftprofils (16) an einer dem Radflansch (5) gegenüberliegenden Stirnseite des Achszapfens (7); – spanende Bearbeitung des Achszapfens (7) zur Herstellung eines Lagersitzes für das Radlager (8); – Montage des Radlagers (8); – Umformen des Schaftprofils (16) zu einem Wälznietbund (17) mit einem äußeren unrunden Profil zur Bildung einer Antriebsfläche (18); – Bearbeitung der Anlagefläche (18) von dem Radflansch (5), in dem ein Antrieb der Radlagereinheit (1) über die Antriebsfläche (18) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Achszapfen (7) endseitig ein wellenförmiges Schaftprofil (16) aufweist, aus dem ein funktionskombinierter, die Antriebsfläche (18) einschließender Wälznietbund (17) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Bearbeitung der Anlagefläche (18) von dem Radflansch (5) ein Schlagdrehverfahren eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die fertig bearbeitete Anlagefläche (18) von dem Radflansch (5) einen Axialschlag ≤ 20 µm aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälznietbund (17) des Achszapfens (7) eine Stirnverzahnung (19) aufweist, die für eine korrespondierende Stirnverzahnung eines Gleichlaufgelenks bestimmt ist.