DE102015212183A1 - Wheel bearings - Google Patents

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DE102015212183A1
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Andreas Kaiser
Jonas Lang
Frank EICHELMANN
Roland Langer
Alois Friedrich
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Radlagerung für ein Kraftfahrzeugrad eines Kraftfahrzeuges, mit einer Radnabe (1), einem auf der Radnabe (1) angeordneten Wälzlager (2) sowie einem Gehäuse (3), wobei ein innerer Ring (4) des Wälzlagers (2) auf der Radnabe (1) angeordnet ist, wobei ein äußerer Ring (5) des Wälzlagers (2) in dem Gehäuse (3) angeordnet ist, wobei das Gehäuse (3) und der äußere Ring (5) unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, und wobei zwischen dem Gehäuse (3) und dem äußeren Ring (5) des Wälzlagers (2) ein Ausgleichselement (6) angeordnet ist, welches einen höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als der äußere Ring (5) und einen höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als das Gehäuse (3) aufweist.The invention relates to a wheel bearing for a motor vehicle wheel of a motor vehicle, comprising a wheel hub (1), a rolling bearing (2) arranged on the wheel hub (1) and a housing (3), wherein an inner ring (4) of the rolling bearing (2) the wheel hub (1) is arranged, wherein an outer ring (5) of the rolling bearing (2) in the housing (3) is arranged, wherein the housing (3) and the outer ring (5) have different thermal expansion coefficients, and wherein between the housing (3) and the outer ring (5) of the rolling bearing (2) a compensation element (6) is arranged, which has a higher thermal expansion coefficient than the outer ring (5) and a higher coefficient of thermal expansion than the housing (3).

Description

Die Erfindung betrifft eine Radlagerung für ein Kraftfahrzeugrad gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a wheel bearing for a motor vehicle wheel according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 10 2006 030 682 A1 ist eine Radlagerung bekannt, bei der ein Rad eines Kraftfahrzeuges auf einem Radträger befestigbar ist, der über eine doppelreihige Wälzlagereinheit drehbar gegenüber dem Kraftfahrzeug gelagert ist. Dabei ist eine radial innere Laufbahn der doppelreihigen Wälzlagereinheit an der Radnabe angeordnet, während eine zweite radial innere Laufbahn in einem separaten Bauteil ausgebildet ist. Diese Radlagerung ist dreiteilig mit den zwei genannten inneren Laufbahnen und einem äußeren Ring aufgebaut, welcher in ein Gehäuse eingeklemmt ist. Nachteilig an einer solchen Lösung ist, insbesondere bei Verwendung eines Leichtmetall-Gehäuses, dass das Gehäuse und der äußere Ring der Wälzlagereinheit unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Um ein solches Wälzlager gegen ein Verschieben im Gehäuse und/oder auf der Radnabe zu sichern, muss das Wälzlager im Gehäuse einen starken Pressverband erhalten, damit sich auch bei unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen stets noch eine ausreichende Überdeckung ergibt, um ein Verschieben eines Lagerrings sicher zu vermeiden. Durch den starken Pressverband mit einer resultierenden höheren Lagervorspannung wird jedoch die Dauerhaltbarkeit des Wälzlagers negativ beeinflusst. Zudem ist es schwierig diesen Pressverband herzustellen, ohne die Oberflächen, insbesondere eine Oberfläche des weichen Aluminiumgehäuses, zu beschädigen.From the DE 10 2006 030 682 A1 a wheel bearing is known in which a wheel of a motor vehicle can be fastened on a wheel carrier, which is mounted rotatably relative to the motor vehicle via a double row rolling bearing unit. In this case, a radially inner raceway of the double-row rolling bearing unit is arranged on the wheel hub, while a second radially inner raceway is formed in a separate component. This wheel bearing is constructed in three parts with the two mentioned inner raceways and an outer ring, which is clamped in a housing. A disadvantage of such a solution, in particular when using a light metal housing, that the housing and the outer ring of the rolling bearing unit have different thermal expansion coefficients. In order to secure such a rolling bearing against displacement in the housing and / or on the wheel hub, the rolling bearing in the housing must receive a strong interference fit, so there is always sufficient coverage even with different thermal expansions to safely avoid shifting a bearing ring , Due to the strong interference fit with a resulting higher bearing preload, however, the durability of the rolling bearing is adversely affected. In addition, it is difficult to produce this interference fit, without damaging the surfaces, in particular a surface of the soft aluminum housing.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Presskräfte und die Vorspannkräfte zu reduzieren, und trotzdem ein Verrutschen des inneren Wälzlagerrings und/oder des äußeren Wälzlagerrings bei thermischer Ausdehnung sicher zu vermeiden.The object of the invention is to reduce the pressing forces and the biasing forces, and nevertheless to reliably avoid slippage of the inner rolling bearing ring and / or the outer rolling bearing ring during thermal expansion.

Die Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Radlagerung für ein Kraftfahrzeugrad eines Kraftfahrzeuges gelöst, mit einer Radnabe, einem auf der Radnabe angeordneten Wälzlager sowie einem Gehäuse, wobei ein innerer Ring des Wälzlagers auf der Radnabe angeordnet ist, wobei ein äußerer Ring des Wälzlagers in dem Gehäuse angeordnet ist, wobei das Gehäuse und der äußere Ring unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, und wobei zwischen dem Gehäuse und dem äußeren Ring des Wälzlagers ein Ausgleichselement angeordnet ist, welches einen höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als der äußere Ring und einen höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als das Gehäuse aufweist.The object is achieved by a wheel bearing according to the invention for a motor vehicle wheel of a motor vehicle, with a wheel hub, arranged on the wheel bearings and a housing, wherein an inner ring of the rolling bearing is arranged on the wheel hub, wherein an outer ring of the rolling bearing arranged in the housing is, wherein the housing and the outer ring have different thermal expansion coefficients, and wherein between the housing and the outer ring of the rolling bearing, a compensation element is arranged, which has a higher coefficient of thermal expansion than the outer ring and a higher coefficient of thermal expansion than the housing.

Gemäß einer Grundidee der Erfindung ist vorgesehen, dass das Ausgleichselement sich stärker als der äußere Ring des Wälzlagers und stärker als das Gehäuse ausdehnt. Somit wird ein Lösen des Pressverbandes aus äußerem Ring, Ausgleichselement und Gehäuse durch eine Erwärmung im Betrieb vermieden, da das Ausgleichselement sich stärker als das Gehäuse und der äußere Ring ausdehnt und somit die Anpresskraft mit der Erwärmung steigt. Somit wird erreicht, dass der äußere Ring über einen großen Temperaturbereich ohne radiales Spiel mit dem Gehäuse verbunden werden kann.According to a basic idea of the invention it is provided that the compensation element expands more strongly than the outer ring of the rolling bearing and stronger than the housing. Thus, a release of the interference fit of the outer ring, compensation element and housing is avoided by heating during operation, since the compensation element expands more than the housing and the outer ring and thus increases the contact pressure with the heating. It is thus achieved that the outer ring can be connected to the housing over a wide temperature range without radial play.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Radlagerung möglich.The measures specified in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the independent claim specified wheel bearing are possible.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Ausgleichselement als eine Hülse ausgebildet ist. Eine Hülse lässt sich einfach auf den äußeren Ring des Wälzlagers aufziehen und somit in der Montage leicht zwischen dem äußeren Ring des Wälzlagers und dem Gehäuse positionieren. Somit kann eine einfache und kostengünstige Montage des Ausgleichselements erreicht werden.According to an advantageous development, it is provided that the compensation element is designed as a sleeve. A sleeve can be easily mounted on the outer ring of the bearing and thus easily position in the assembly between the outer ring of the bearing and the housing. Thus, a simple and inexpensive installation of the compensation element can be achieved.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Ausgleichselement keilförmig ausgebildet ist. Durch die Keilform kann besonders einfach eine vordefinierte Pressung eingestellt werden, so dass im unbelasteten Fall bei Raumtemperatur der äußere Ring sicher in dem Gehäuse eingeklemmt ist. Durch die Vorspannung wird erreicht, dass sich der Pressverband aus äußerem Ring, Ausgleichselement und Gehäuse auch dann nicht löst, wenn die Temperaturen im Betrieb deutlich steigen und sich das Gehäuse stärker ausdehnt als der äußere Ring des Wälzlagers.According to an advantageous embodiment, it is provided that the compensation element is wedge-shaped. Due to the wedge shape, a predefined pressure can be set particularly easily, so that in the unloaded case at room temperature, the outer ring is securely clamped in the housing. Due to the bias is achieved that the interference fit from outer ring, balance element and housing does not solve even if the temperatures rise significantly during operation and the housing expands more than the outer ring of the bearing.

Alternativ ist mit Vorteil vorgesehen, dass das Ausgleichselement in Form einer zylindrischen Hülse ausgebildet ist. Durch eine zylindrische Hülse kann eine gleichmäßige Flächenpressung und somit eine gleichmäßige Belastung der Wälzkörper im Wälzlager erreicht werden. Dadurch wird der Verschleiß reduziert, insbesondere wenn das Ausgleichselement neben dem höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten auch eine geringere Steifigkeit als das Wälzlager und das Gehäuse aufweist. Dadurch findet eine Verformung weitestgehend im Ausgleichselement statt, so dass die mechanische Belastung auf die Wälzkörper mit steigender Temperatur nur geringfügig zunimmt.Alternatively, it is advantageously provided that the compensation element is designed in the form of a cylindrical sleeve. By a cylindrical sleeve, a uniform surface pressure and thus a uniform load of the rolling elements can be achieved in the rolling bearing. As a result, the wear is reduced, in particular if the compensation element in addition to the higher coefficient of thermal expansion and a lower stiffness than the rolling bearing and the housing. As a result, a deformation largely takes place in the compensation element, so that the mechanical load on the rolling elements increases only slightly with increasing temperature.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine axiale Bewegung des Ausgleichselements durch ein Sicherungselement gehemmt wird oder unterbunden ist. Dadurch wird erreicht, dass sich das Ausgleichselement in einem Spalt zwischen dem Wälzlager und dem Gehäuse nicht verschiebt und somit sicher an seiner in der Montage zugeordneten Position verbleibt. Dabei kann ein Spalt zwischen dem Sicherungselement und dem Ausgleichselement vorgesehen sein, damit eine thermische Ausdehnung in axialer Richtung möglich ist, ohne dass es zu einer zusätzlichen Verspannung des Ausgleichselements kommt.According to a further advantageous development, it is provided that an axial movement of the compensating element is inhibited or prevented by a securing element. This ensures that the compensation element in a gap between the rolling bearing and the housing does not move and thus remains safe at its assigned position in the assembly. In this case, a gap between the securing element and the compensating element may be provided, so that a thermal expansion in the axial direction is possible, without causing an additional tension of the compensating element.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der äußere Ring des Wälzlagers aus Stahl, das Gehäuse aus Aluminium und das Ausgleichselement aus einem Kunststoff besteht. Während der thermische Ausdehnungskoeffizient von Aluminium größer ist als der von Stahl, und es bei einem direkten Verpressen des äußeren Rings im Aluminiumgehäuse bei ungünstigen Rahmenbedingungen dazu kommen kann, dass sich eine kraftschlüssige Verbindung löst, wird durch ein Kunststoffelement zwischen dem Aluminiumgehäuse und dem äußeren Ring des Wälzlagers, welches einen deutlich höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als das Gehäuse und der äußere Ring aufweist, erreicht, dass eine Temperaturerhöhung dazu führt, dass das Wälzlager sicher gegen das Gehäuse verspannt wird. Dazu wird ein Kunststoff verwendet, welcher eine entsprechend hohe mechanische Belastbarkeit aufweist, um die im Betrieb auftretenden Kräfte sicher übertragen zu können.According to a preferred embodiment, it is provided that the outer ring of the rolling bearing made of steel, the housing made of aluminum and the compensating element consists of a plastic. While the thermal expansion coefficient of aluminum is greater than that of steel, and it may come in a direct compression of the outer ring in the aluminum housing in unfavorable conditions that a frictional connection dissolves, is replaced by a plastic element between the aluminum housing and the outer ring of the Rolling bearing, which has a significantly higher coefficient of thermal expansion than the housing and the outer ring, achieved that an increase in temperature causes the rolling bearing is securely braced against the housing. For this purpose, a plastic is used, which has a correspondingly high mechanical strength in order to transmit the forces occurring during operation can safely.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Ausgleichselement kraftschlüssig mit dem äußeren Ring des Wälzlagers und/oder dem Gehäuse verbunden ist. Eine einfache und kostengünstige Möglichkeit, das Ausgleichselement zwischen dem äußeren Ring des Wälzlagers und dem Gehäuse zu fixieren, ist ein Aufpressen des Ausgleichselements auf den äußeren Ring. Das Gehäuse kann dann mit einer weiteren kraftschlüssigen Verbindung auf den Pressverband von äußerem Ring und Ausgleichselement aufgepresst werden, so dass ein stabiler Verbund entsteht.According to an advantageous development it is provided that the compensation element is non-positively connected to the outer ring of the rolling bearing and / or the housing. A simple and cost-effective way to fix the compensation element between the outer ring of the bearing and the housing, is a pressing of the compensating element on the outer ring. The housing can then be pressed with a further frictional connection to the interference fit of outer ring and compensating element, so that a stable bond is formed.

Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das Ausgleichselement stoffschlüssig mit dem äußeren Ring und/oder dem Gehäuse verbunden ist. Dazu kann das Ausgleichselement beispielsweise auf den äußeren Ring des Wälzlagers oder in das Gehäuse eingeklebt werden. Ferner ist mit Vorteil vorgesehen, dass das Ausgleichselement in einem Umspritzungsprozess stoffschlüssig mit dem äußeren Ring oder dem Gehäuse verbunden ist. Dazu kann am äußeren Ring eine Ausnehmung oder eine Überhöhung vorgesehen sein, die bei einem Umspritzungsprozess die Verbindung von Umspritzungsmaterial für das Ausgleichselement und äußerem Ring begünstigt. Alternativ kann eine Überhöhung oder eine Ausnehmung am äußeren Ring auch bei einem nicht stoffschlüssig mit dem äußeren Ring verbundenen Ausgleichselement vorgesehen sein, um als eine Art „Rastnase“ eine definierte Positionierung des Ausgleichselements zum äußeren Ring des Wälzlagers zu begünstigen.According to an alternative embodiment, it is provided that the compensation element is integrally connected to the outer ring and / or the housing. For this purpose, the compensation element can be glued, for example, on the outer ring of the bearing or in the housing. Furthermore, it is advantageously provided that the compensation element is integrally connected in an encapsulation process with the outer ring or the housing. For this purpose, a recess or an elevation may be provided on the outer ring, which promotes the connection of Umspritzungsmaterial for the compensation element and outer ring in a Umspritzungsprozess. Alternatively, an elevation or a recess may be provided on the outer ring even with a non-cohesively connected to the outer ring compensation element to favor as a kind of "latch" a defined positioning of the compensation element to the outer ring of the bearing.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass an dem Gehäuse ein Absatz ausgebildet ist, welcher als ein gemeinsamer Anschlag für das Ausgleichselement und den äußeren Ring des Wälzlagers dient. Somit wird ein Herausrutschen des Ausgleichselements aus dem Spalt zwischen dem Gehäuse und dem äußeren Ring des Wälzlagers sicher vermieden.According to a further advantageous embodiment, it is provided that a shoulder is formed on the housing, which serves as a common stop for the compensation element and the outer ring of the rolling bearing. Thus slipping out of the compensating element from the gap between the housing and the outer ring of the rolling bearing is reliably avoided.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass an dem äußeren Ring mindestens eine Nut ausgebildet ist, wobei in der mindestens einen Nut mindestens ein Ausgleichselement angeordnet ist. Durch die Nut kann das Ausgleichselement sicher positioniert und gegen eine Verschiebung in axialer Richtung gesichert werden. Das Ausgleichselement in der Nut kompensiert dann die die unterschiedliche Wärmeausdehnung von äußerem Ring des Wälzlagers und Gehäuse, so dass stets eine leichte Vorspannung erhalten bleibt. Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn die Nut an einer radialen Mantelfläche des äußeren Ring ausgebildet ist, da diese Fläche besonders gut zugänglich ist und eine Anordnung des Ausgleichselements in dieser Nut erleichtert.According to a further advantageous embodiment, it is provided that at least one groove is formed on the outer ring, wherein at least one compensation element is arranged in the at least one groove. Through the groove, the compensation element can be securely positioned and secured against displacement in the axial direction. The compensation element in the groove then compensates for the different thermal expansion of the outer ring of the rolling bearing and housing, so that always a slight bias is maintained. It is particularly advantageous if the groove is formed on a radial outer surface of the outer ring, since this surface is particularly well accessible and facilitates an arrangement of the compensating element in this groove.

Besonders bevorzugt ist dabei, wenn das Ausgleichselement in Form einer Kunststofffüllung ausgebildet ist. Eine Kunststofffüllung kann entweder als separates Bauteil in die Nut eingelegt werden oder beispielsweise in einem Spritzgussprozess direkt in die Nut eingebracht werden. Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn die Kunststofffüllung aus einem faserverstärkten Polyamid, beispielsweise einem Polyamid 66 mit 60% Glasfaseranteil, ausgeführt ist. Ein faserverstärkter Polyamid weist eine hinreichend hohe Festigkeit auf und besitzt einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, welcher oberhalb des Ausdehnungskoeffizienten des äußeren Rings des Wälzlagers und oberhalb des Ausdehnungskoeffizienten des Gehäuses liegt. Somit ist in jedem Betriebszustand eine stabile Verbindung zwischen dem äußerem Ring des Wälzlagers und dem Gehäuse sicherstellt.It is particularly preferred if the compensation element is designed in the form of a plastic filling. A plastic filling can either be inserted as a separate component in the groove or be introduced directly into the groove, for example in an injection molding process. It is particularly advantageous if the plastic filling is made of a fiber-reinforced polyamide, for example a polyamide 66 with 60% glass fiber content. A fiber-reinforced polyamide has a sufficiently high strength and has a thermal expansion coefficient which is above the coefficient of expansion of the outer ring of the rolling bearing and above the expansion coefficient of the housing. Thus, a stable connection between the outer ring of the rolling bearing and the housing is ensured in each operating condition.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleicher Funktion sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Dabei zeigt:The invention will be explained below with reference to preferred embodiments with reference to the accompanying figures. Identical components or components with the same function are identified by the same reference numerals. Showing:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Radlagerung; 1 a first embodiment of a wheel bearing according to the invention;

2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Radlagerung; 2 a further embodiment of a wheel bearing according to the invention;

3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Radlagerung; 3 a further embodiment of a wheel bearing according to the invention;

4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Radlagerung; 4 a further embodiment of a wheel bearing according to the invention;

5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Radlagerung; 5 a further embodiment of a wheel bearing according to the invention;

6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Radlagerung; 6 a further embodiment of a wheel bearing according to the invention;

7 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Radlagerung; 7 a further embodiment of a wheel bearing according to the invention;

8 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Radlagerung; und 8th a further embodiment of a wheel bearing according to the invention; and

9 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Radlagerung. 9 a further embodiment of a wheel bearing according to the invention.

In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Radlagerung dargestellt. Das Radlager weist eine Radnabe 1 auf, auf der ein Wälzlager 2 angeordnet ist. Das Wälzlager 2 weist einen inneren Ring 4, einen äußeren Ring 5 sowie Wälzkörper 9 auf, welche zwischen dem inneren Ring 4 und dem äußeren Ring 5 rotierbar angeordnet sind. In 1 ist ein beidseitig wirksames Schrägkugellager dargestellt, es können aber auch andere Formen von Wälzlagern 2, insbesondere Zylinderrollenlager oder Kegelrollenlager, in der vorgeschlagenen Konstruktion Verwendung finden. Der innere Ring 4 liegt in radialer Richtung auf einem Absatz der Radnabe 1 an, wobei die axiale Bewegung des inneren Rings 4 durch einen Rand des Absatzes einseitig begrenzt ist. In radial äußerer Richtung ist zwischen dem äußeren Ring 5 des Wälzlagers 2 und einem Gehäuse 3 ein Ausgleichselement 6 angeordnet, welches beispielsweise aus einem mechanisch hoch belastbaren Kunststoff, insbesondere aus einem Polyamid, beispielsweise Polyamid 46 oder Polyamid 66, besteht, wobei der Kunststoff zur Erhöhung der Festigkeit einen Glasfaseranteil von bis zu 60% aufweisen kann. Das Ausgleichselement 6 kann fest mit dem äußeren Ring 5 und/oder dem Gehäuse 3 verbunden sein, beispielsweise durch ein Einpressen, Kleben, Umspritzen oder einen ähnlichen Fertigungsschritt.In 1 a first embodiment of a wheel bearing according to the invention is shown. The wheel bearing has a wheel hub 1 on, on a rolling bearing 2 is arranged. The rolling bearing 2 has an inner ring 4 , an outer ring 5 as well as rolling elements 9 on which between the inner ring 4 and the outer ring 5 are rotatably arranged. In 1 is a double-acting angular contact ball bearings shown, but there may be other forms of bearings 2 , in particular cylindrical roller bearings or tapered roller bearings, find use in the proposed construction. The inner ring 4 lies in the radial direction on a shoulder of the wheel hub 1 on, with the axial movement of the inner ring 4 is bounded on one side by an edge of the paragraph. In the radially outer direction is between the outer ring 5 of the rolling bearing 2 and a housing 3 a compensation element 6 arranged, for example, made of a high mechanical strength plastic, in particular of a polyamide, for example polyamide 46 or polyamide 66, wherein the plastic for increasing the strength may have a glass fiber content of up to 60%. The compensation element 6 can be tight with the outer ring 5 and / or the housing 3 be connected, for example by pressing, gluing, molding or a similar manufacturing step.

Die axiale Bewegung des Ausgleichselements 6 ist auf der einen Seite durch einen Absatz 12 am Gehäuse 3 und auf der anderen Seite durch ein Sicherungselement 7 begrenzt, wobei das Sicherungselement 7 durch eine in das Gehäuse 3 eingeschraubte Schraube 8 fixiert ist. Das Ausgleichselement 6 ist dabei keilförmig ausgebildet, wobei das dünnere Ende des keilförmigen Ausgleichselements 6 dem Absatz 12 am Gehäuse 3 und das dickere Ende des keilförmigen Ausgleichselements 6 dem Sicherungselement 7 zugewandt ist. Somit entsteht ein Pressverband, umfassend die Radnabe 1, das Wälzlager 2, das Ausgleichselement 6 sowie das Gehäuse 3. Dadurch, dass das Ausgleichselement 6 einen höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist als das Gehäuse 3 und das Wälzlager 2, kommt es bei einer Erwärmung der Radlagerung im Betrieb dazu, dass sich das Ausgleichselement 6 am stärksten thermisch ausdehnt und somit das Wälzlager 2 gegen das Gehäuse 3 verspannt.The axial movement of the compensating element 6 is on one side by a paragraph 12 on the housing 3 and on the other side by a fuse element 7 limited, wherein the securing element 7 through one into the housing 3 screwed in screw 8th is fixed. The compensation element 6 is wedge-shaped, wherein the thinner end of the wedge-shaped compensation element 6 the paragraph 12 on the housing 3 and the thicker end of the wedge-shaped compensating element 6 the fuse element 7 is facing. This creates a press fit, comprising the wheel hub 1 , the rolling bearing 2 , the compensation element 6 as well as the housing 3 , In that the compensation element 6 has a higher thermal expansion coefficient than the housing 3 and the rolling bearing 2 When the wheel bearing is heated during operation, the compensating element comes about 6 most thermally expands and thus the rolling bearing 2 against the case 3 braced.

In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Radlagerung dargestellt. Bei weitestgehend gleichem Aufbau wie in dem Ausführungsbeispiel zu 1 wird im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen. Anstelle durch ein mit einer Schraube im Gehäuse 3 fixiertes Sicherungselement 7 ist das keilförmige Ausgleichselement 6 in 2 durch ein Sicherungselement 7, welches als Sicherungsring ausgebildet ist, sowie den Absatz 12 am Gehäuse 3 jeweils in axialer Richtung in der Bewegung gehindert.In 2 is shown a further embodiment of a wheel bearing according to the invention. With largely the same structure as in the embodiment too 1 will be discussed below only the differences. Instead of one with a screw in the housing 3 fixed fuse element 7 is the wedge-shaped compensation element 6 in 2 by a securing element 7 , which is designed as a retaining ring, as well as the paragraph 12 on the housing 3 each prevented in the axial direction in the movement.

In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Radlagerung dargestellt. Bei weitestgehend gleichem Aufbau wie dem Ausführungsbeispiel in 2 ist das keilförmige Ausgleichselement 6 durch ein Ausgleichselement 6 in Form einer zylindrischen Hülse ersetzt. Eine zylindrische Hülse sorgt wie eine keilförmige Hülse für eine gleichmäßige Flächenpressung und ist einfach zu montieren. Dabei ist eine Bewegung der zylindrischen Hülse in axialer Richtung auf der einen Seite durch den Absatz 12 am Gehäuse 3 gehindert, welcher gleichzeitig als Anschlag und Abstützung für den äußeren Ring 5 des Wälzlagers 2 sowie als Anschlag für das Ausgleichselement 6 dient.In 3 is shown a further embodiment of a wheel bearing according to the invention. In largely the same structure as the embodiment in 2 is the wedge-shaped compensation element 6 through a compensation element 6 replaced in the form of a cylindrical sleeve. A cylindrical sleeve like a wedge-shaped sleeve ensures a uniform surface pressure and is easy to install. In this case, a movement of the cylindrical sleeve in the axial direction on one side by the paragraph 12 on the housing 3 prevented, which at the same time as a stop and support for the outer ring 5 of the rolling bearing 2 as well as a stop for the compensation element 6 serves.

In 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Radlagerung dargestellt. Bei weitestgehend gleichem Aufbau wie dem Ausführungsbeispiel in 3 ist das Ausgleichselement etwas kürzer ausgeführt, dafür ist am äußeren Ring 5 des Wälzlagers 2 ein Absatz 13 ausgebildet oder ein weiteres Sicherungselement angeordnet, welches die axiale Bewegung des Ausgleichselements 6 begrenzt und mit dem Sicherungselement 7 in Wirkverbindung steht.In 4 is shown a further embodiment of a wheel bearing according to the invention. In largely the same structure as the embodiment in 3 the compensation element is made a little shorter, but it is on the outer ring 5 of the rolling bearing 2 a paragraph 13 formed or arranged another securing element, which is the axial movement of the compensating element 6 limited and with the fuse element 7 is in active connection.

In 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Radlagerung dargestellt. Bei weitestgehend gleichem Aufbau wie dem Ausführungsbeispiel in 3 weist das Ausgleichselement 6 zusätzlich einen Absatz 10 auf, welcher in axialer Richtung zwischen einer Stirnseite des äußeren Rings 5 und einem Absatz am Gehäuse 3 ausgebildet ist. Das hülsenförmige Ausgleichselement 5 ist wiederum durch ein Sicherungselement 7 in seiner axialen Bewegung an seinem dem Absatz 10 abgewandten Ende gehindert.In 5 is shown a further embodiment of a wheel bearing according to the invention. In largely the same structure as the embodiment in 3 has the compensation element 6 in addition a paragraph 10 on, which in the axial direction between an end face of the outer ring 5 and a paragraph on the housing 3 is trained. The sleeve-shaped compensation element 5 is in turn by a fuse element 7 in its axial movement at his heel 10 remote end prevented.

In 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Radlagerung dargestellt. Bei weitestgehend gleichem Aufbau wie dem Ausführungsbeispiel in 2 ist an dem äußeren Ring 5 des Wälzlagers 2 eine Ausnehmung 11 ausgebildet, welche als eine formschlüssige Verbindung, beispielsweise als eine Art Rastnase, eine axiale Bewegung des Ausgleichselements 6 hemmt. Alternativ kann das Ausgleichselement 6 auch an den äußeren Ring 5 des Wälzlagers 2 angespritzt sein, wobei die Ausnehmung 11 am äußeren Ring 5 eine form- und stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Ausgleichselement 6 und dem äußeren Ring 5 begünstigt. Besonders bevorzugt ist dabei eine Ausnehmung 11 mit einem Hinterschnitt, welche eine besonders stabile Verbindung im Rahmen eines Spritzgussprozesses zur Herstellung und Fixierung des Ausgleichselements 6 am äußeren Ring 5 des Wälzlagers 2 ermöglicht. Alternativ zu einer Ausnehmung 11 kann an dieser Stelle des äußeren Rings 5 auch eine Überhöhung vorgesehen sein, welche ebenfalls ein Einrasten des Ausgleichselements 6 und eine damit verbundene definierte Positionierung des Ausgleichselements 6 zum äußeren Ring 5 des Wälzlagers 2 begünstigt. Alternativ kann das Ausgleichselement 6 auch an das Gehäuse 3 angespritzt sein.In 6 is shown a further embodiment of a wheel bearing according to the invention. In largely the same structure as the embodiment in 2 is on the outer ring 5 of the rolling bearing 2 a recess 11 formed, which as a positive connection, for example as a kind of locking lug, an axial movement of the compensating element 6 inhibits. Alternatively, the compensation element 6 also to the outer ring 5 of the rolling bearing 2 be molded, with the recess 11 on the outer ring 5 a positive and cohesive connection between the compensation element 6 and the outer ring 5 favored. Particularly preferred is a recess 11 with an undercut, which is a particularly stable connection in the context of an injection molding process for producing and fixing the compensating element 6 on the outer ring 5 of the rolling bearing 2 allows. Alternatively to a recess 11 can at this point of the outer ring 5 also be provided an elevation, which also a locking of the compensating element 6 and an associated defined positioning of the compensating element 6 to the outer ring 5 of the rolling bearing 2 favored. Alternatively, the compensation element 6 also to the case 3 be sprayed.

In 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Radlagerung dargestellt. Bei weitestgehend gleichem Aufbau zu den vorherigen Ausführungsbeispielen wird im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen. Der äußere Ring 5 des Wälzlagers 2 weist an einer axialen Mantelfläche 16 eine Nut 14 auf, in welcher das Ausgleichselement 6 in Form einer Kunststofffüllung 15 angeordnet ist. Die Kunststofffüllung 15 kann in die Nut 14 eingelegt sein oder, beispielsweise durch einen Spritzgussprozess, direkt in der Nut 14 ausgebildet werden. Die Kunststofffüllung 15 steht dabei in radialer Richtung über die Mantelfläche 16 des äußeren Rings 5 hervor, um eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Kunststofffüllung 15 und dem Gehäuse 3 zu ermöglichen.In 7 is shown a further embodiment of a wheel bearing according to the invention. In most of the same structure to the previous embodiments will be discussed below only the differences. The outer ring 5 of the rolling bearing 2 points to an axial lateral surface 16 a groove 14 on, in which the compensation element 6 in the form of a plastic filling 15 is arranged. The plastic filling 15 can in the groove 14 be inserted or, for example by an injection molding process, directly in the groove 14 be formed. The plastic filling 15 stands in the radial direction over the lateral surface 16 of the outer ring 5 to provide a positive connection between the plastic filling 15 and the housing 3 to enable.

Alternativ können, wie in den 8 und 9 dargestellt, mehrere Nuten 14 in dem äußeren Ring 5 des Wälzlagers 2 ausgebildet sein, wobei in jeder der Nuten 14 jeweils ein Ausgleichselement 6 in Form einer Kunststofffüllung 15 angeordnet ist. Die Kunststofffüllung 15 kann insbesondere aus einem Polyamid, beispielsweise Polyamid 66, bestehen, wobei ein hoher Glasfaseranteil die mechanische Stabilität des Polyamids erhöht. Für die Anwendung in einer erfindungsgemäßen Radlagerung ist beispielsweise ein Polyamid 66 mit einem Glasfaseranteil von 60% vorgesehen. Ein Polyamid 66 mit einem Glasfaseranteil von 60% weist eine hohe mechanische Festigkeit auf, um die auf die Radlagerung wirkenden Kräfte zu übertragen. Ferner weist dieser Werkstoff auch einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten auf, welcher höher als der thermische Ausdehnungskoeffizient des typischerweise für das Gehäuse 3 verwendeten Aluminiums und höher als des typischerweise für den äußeren Ring 5 des Wälzlagers 2 verwendeten Stahls ist.Alternatively, as in the 8th and 9 shown, several grooves 14 in the outer ring 5 of the rolling bearing 2 be formed, wherein in each of the grooves 14 one compensation element each 6 in the form of a plastic filling 15 is arranged. The plastic filling 15 may in particular consist of a polyamide, for example polyamide 66, wherein a high proportion of glass fiber increases the mechanical stability of the polyamide. For example, a polyamide 66 with a glass fiber content of 60% is provided for use in a wheel bearing according to the invention. A polyamide 66 with a glass fiber content of 60% has a high mechanical strength to transmit the forces acting on the wheel bearing forces. Furthermore, this material also has a coefficient of thermal expansion which is higher than the thermal expansion coefficient of typically for the housing 3 used aluminum and higher than that typically for the outer ring 5 of the rolling bearing 2 used steel is.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Radnabe wheel hub
22
Wälzlager roller bearing
33
Gehäuse casing
44
innerer Ring inner ring
55
äußerer Ring outer ring
66
Ausgleichselement compensation element
77
Sicherungselement fuse element
88th
Schraube screw
99
Wälzkörper rolling elements
1010
Absatz paragraph
1111
Ausnehmung recess
1212
Absatz paragraph
1313
Absatz paragraph
1414
Nut groove
1515
Kunststofffüllung Plastic filling
1616
Mantelfläche lateral surface

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102006030682 A1 [0002] DE 102006030682 A1 [0002]

Claims (12)

Radlagerung für ein Kraftfahrzeugrad eines Kraftfahrzeuges mit einer Radnabe (1), einem auf der Radnabe (1) angeordneten Wälzlager (2) sowie einem Gehäuse (3), wobei ein innerer Ring (4) des Wälzlagers (2) auf der Radnabe (1) angeordnet ist, wobei ein äußerer Ring (5) des Wälzlagers (2) in dem Gehäuse (3) angeordnet ist, wobei das Gehäuse (3) und der äußere Ring (5) unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gehäuse (3) und dem äußeren Ring (5) des Wälzlagers (2) ein Ausgleichselement (6) angeordnet ist, welches einen höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als der äußere Ring (5) und einen höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als das Gehäuse (3) aufweist.Wheel bearing for a motor vehicle wheel of a motor vehicle with a wheel hub ( 1 ), one on the wheel hub ( 1 ) arranged rolling bearings ( 2 ) and a housing ( 3 ), wherein an inner ring ( 4 ) of the rolling bearing ( 2 ) on the wheel hub ( 1 ), wherein an outer ring ( 5 ) of the rolling bearing ( 2 ) in the housing ( 3 ), wherein the housing ( 3 ) and the outer ring ( 5 ) have different thermal expansion coefficients, characterized in that between the housing ( 3 ) and the outer ring ( 5 ) of the rolling bearing ( 2 ) a compensation element ( 6 ), which has a higher thermal expansion coefficient than the outer ring ( 5 ) and a higher thermal expansion coefficient than the housing ( 3 ) having. Radlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (6) als eine Hülse ausgebildet ist.Wheel bearing according to claim 1, characterized in that the compensating element ( 6 ) is formed as a sleeve. Radlagerung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (6) keilförmig ausgebildet ist.Wheel bearing according to claim 1 or claim 2, characterized in that the compensating element ( 6 ) is wedge-shaped. Radlagerung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (6) zylindrisch ausgebildet ist.Wheel bearing according to claim 1 or claim 2, characterized in that the compensating element ( 6 ) is cylindrical. Radlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine axiale Bewegung des Ausgleichselements (6) durch ein Sicherungselement (7) gehemmt wird oder unterbunden ist.Wheel bearing according to one of claims 1 to 4, characterized in that an axial movement of the compensating element ( 6 ) by a securing element ( 7 ) is inhibited or prevented. Radlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Ring (5) aus Stahl, das Gehäuse (3) aus Aluminium und das Ausgleichselement (6) aus einem Kunststoff, insbesondere einem Polyamid, besteht.Wheel bearing according to one of claims 1 to 5, characterized in that the outer ring ( 5 ) made of steel, the housing ( 3 ) made of aluminum and the compensation element ( 6 ) consists of a plastic, in particular a polyamide. Radlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (6) kraftschlüssig mit dem äußeren Ring (5) und/oder dem Gehäuse (3) verbunden ist.Wheel bearing according to one of claims 1 to 6, characterized in that the compensating element ( 6 ) frictionally with the outer ring ( 5 ) and / or the housing ( 3 ) connected is. Radlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (6) formschlüssig oder stoffschlüssig mit dem äußeren Ring (5) und/oder dem Gehäuse (3) verbunden ist.Wheel bearing according to one of claims 1 to 6, characterized in that the compensating element ( 6 ) positively or materially with the outer ring ( 5 ) and / or the housing ( 3 ) connected is. Radlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem äußeren Ring (5) an einer radialen Mantelfläche eine Ausnehmung (11) oder eine Überhöhung ausgebildet ist.Wheel bearing according to one of claims 1 to 8, characterized in that on the outer ring ( 5 ) on a radial lateral surface a recess ( 11 ) or an elevation is formed. Radlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuse (3) ein Absatz (12) ausgebildet ist, welcher als ein gemeinsamer Anschlag für das Ausgleichselement (6) und den äußeren Ring (5) dient.Wheel bearing according to one of claims 1 to 9, characterized in that on the housing ( 3 ) a paragraph ( 12 ), which as a common stop for the compensation element ( 6 ) and the outer ring ( 5 ) serves. Radlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an dem äußeren Ring (5), insbesondere an einer radialen Mantelfläche (16) des äußeren Rings (5), mindestens eine Nut (14) ausgebildet ist, wobei in der mindestens einen Nut (14) mindestens ein Ausgleichselement (6) angeordnet ist.Wheel bearing according to one of claims 1 to 10, characterized in that on the outer ring ( 5 ), in particular on a radial lateral surface ( 16 ) of the outer ring ( 5 ), at least one groove ( 14 ) is formed, wherein in the at least one groove ( 14 ) at least one compensation element ( 6 ) is arranged. Radlagerung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Ausgleichselement (6) in Form einer Kunststofffüllung (15), insbesondere aus einem glasfaserverstärkten Polyamid, ausgebildet ist.Wheel bearing according to claim 11, characterized in that the at least one compensating element ( 6 ) in the form of a plastic filling ( 15 ), in particular of a glass fiber reinforced polyamide, is formed.
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