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Die Erfindung betrifft einen Bolzen, insbesondere für eine Radlageanordnung eines Fahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung eine Radlageranordnung für ein Fahrzeug mit einem zuvor genannten Bolzen.
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Gebiet der Erfindung
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Eine Radlageranordnung dient im Wesentlichen dazu, angetriebene oder nicht angetriebene Räder eines Fahrzeugs, drehbar zu lagern.
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Beispielsweise geht aus der
DE 10 2013 208 314 A1 eine Radlageranordnung für ein Kraftfahrzeug hervor, wobei die Radlageranordnung einen Außenring, einen Innenring und zwischen dem Außenring und dem Innenring angeordnete Wälzkörper sowie einen Radlagerungsdeckel umfasst. Der Innenring ist auf einen Innenringflansch aufgepresst, welcher mit Bolzen zur Befestigung eines Rades ausgestattet ist. Ferner ist der Innenring drehbar und der Außenring bezüglich des Innenrings stehend angeordnet.
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Aufgabenstellung
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Bolzen, insbesondere für eine Radlageanordnung eines Fahrzeugs weiter zu entwickeln, um insbesondere die Verbindung zwischen dem Bolzen und der Radlageranordnung zu verbessern.
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Erfindungsgemäße Lösung
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Der erfindungsgemäße Bolzen ist axial in eine Bohrung einführbar, wobei der Bolzen mindestens zwei funktionale Durchmesserbereiche umfasst, die axial zwischen einem Bolzenkopf an einem distalen Ende des Bolzens und einem Gewinde an einer Außenumfangsfläche des Bolzens ausgebildet sind, wobei ein erster funktionaler Durchmesserbereich zur elastischen Verformung der Bohrung vorgesehen ist, und wobei ein zweiter funktionaler Durchmesserbereich zumindest zur plastischen Verformung der Bohrung vorgesehen ist. Dabei ist der erste funktionale Durchmesserbereich axial angrenzend am Bolzenkopf angeordnet und der zweite funktionale Durchmesserbereich axial angrenzend am ersten funktionalen Durchmesserbereich angeordnet.
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Beim Einführen des Bolzens in die dafür vorgesehene Bohrung wird zunächst der zweite funktionale Durchmesserbereich axial durch die Bohrung geführt, wobei der Durchmesser des zweiten funktionalen Durchmesserbereichs größer ist als der Durchmesser der Bohrung. Der Durchmesser des zweiten funktionalen Durchmesserbereichs ist dabei derart größer als der Durchmesser der Bohrung, dass es nicht nur zu einer elastischen Verformung an der Bohrung kommt, sondern zu einer plastischen Verformung, die zusätzlich mit einem Materialabtrag verbunden sein kann. Mithin wird die Bohrung zumindest plastisch und somit bleibend von dem zweiten funktionalen Durchmesserbereich verformt. Insbesondere passt sich die Innenumfangsfläche der Bohrung der Außenumfangsfläche des zweiten funktionalen Durchmesserbereichs an. Mithin entsteht an der Innenumfangsfläche der Bohrung eine Negativform der Außenumfangsfläche des zweiten funktionalen Durchmesserbereichs.
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Ferner folgt nach der Durchführung des zweiten funktionalen Durchmesserbereichs axial durch die Bohrung die Durchführung des ersten funktionalen Durchmesserbereichs axial durch die Bohrung. Dabei kommt es zu einer elastischen Verformung der zuvor plastisch verformten und verfestigten Bohrung. Der erste funktionale Durchmesserbereich ist im Bezug auf den zweiten funktionalen Durchmesserbereich derart ausgebildet, dass die elastische Verformung gering ist. Somit sind die im Verbindungsbereich zwischen Bolzen und Bohrung induzierten Spannungen gering.
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Vorzugsweise weist der erste funktionale Durchmesserbereich eine Vielzahl radial ausgebildeter, sich axial erstreckender Zähne auf. Des Weiteren bevorzugt weist auch der zweite funktionale Durchmesserbereich eine Vielzahl radial ausgebildeter, sich axial erstreckender Zähne auf. Insbesondere gehen die Zähne des ersten funktionalen Durchmesserbereichs axial in die Zähne des zweiten funktionalen Durchmesserbereichs über. Mit anderen Worten entspricht die Zähnezahl des ersten funktionalen Durchmesserbereichs der Zähnezahl des zweiten funktionalen Durchmesserbereichs. Besonders bevorzugt sind die Zähne des ersten funktionalen Durchmesserbereichs radial kürzer und tangential breiter als die Zähne des zweiten funktionalen Durchmesserbereichs. Ebenso ist es aber auch denkbar, dass die Zähne des ersten funktionalen Durchmesserbereichs lediglich tangential breiter als die Zähne des zweiten funktionalen Durchmesserbereichs sind und somit radial die gleiche Länge aufweisen. Im Wesentlichen dienen die Zähne des zweiten funktionalen Durchmesserbereichs dazu eine Kontur zur formschlüssigen Drehverbindung zwischen Bolzen und Bohrung an der Bohrung einzuprägen oder einzuschneiden, wobei die Zähne des ersten funktionalen Durchmesserbereichs dazu bestimmt sind, in die ausgebildete Kontur an der Bohrung einzudringen, und mit Hilfe einer Presspassung den Verband axial und auch gegen Rotation zu sichern.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein dritter funktionaler Durchmesserbereich zur Zentrierung des Bolzens in der Bohrung vorgesehen. Insbesondere ist der dritte funktionale Durchmesserbereich axial zwischen dem Gewinde und dem zweiten funktionalen Durchmesserbereich ausgebildet. Der Außendurchmesser des dritten funktionalen Durchmesserbereichs ist zur Zentrierung des Bolzens in der Bohrung mindestens so groß wie der Innendurchmesser der Bohrung.
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Vorzugsweise weist der dritte funktionale Durchmesserbereich eine makroskopisch glatte Oberfläche auf. Mit anderen Worten ist der dritte funktionale Durchmesserbereich zylindrisch ausgebildet und weist keinerlei Verzahnung auf.
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Ferner bevorzugt weist der dritte funktionale Durchmesserbereich eine Einführschräge auf. Die Einführungsschräge dient dazu den Bolzen beim Einführen in die Bohrung vor zu zentrieren, wobei eine Vollzentrierung erst durch den dritten funktionalen Durchmesserbereich erfolgt.
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Des Weiteren bevorzugt weist der zweite funktionale Durchmesserbereich eine Einführschräge auf. Hier dient die Einführungsschräge dazu, das Material an der Bohrung zunehmend zu verdrängen, um ausschließlich eine plastische Verformung auszubilden und einen Materialabtrag zu verhindern.
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Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der Bolzen axial in die Bohrung einpressbar ist. Bevorzugt weist der Bolzen eine reibungsminimierende Beschichtung auf, um das Einpressen in die Bohrung zu erleichtern.
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Vorzugsweise weist der erste Durchmesserbereich mindestens das gleiche axiale Abmaß wie die Bohrung auf. Mit anderen Worten kommt der erste Durchmesserbereich bei der Verpressung des Bolzens mit der Bohrung radial vollständig an der Bohrung zur Anlage, wobei die Bohrung axial zwischen dem Bolzenkopf und dem zweiten Bereich angeordnet ist. Mithin ist der Bolzen sowohl drehfest als auch axialfest mit der Bohrung verbunden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung anhand der vier Figuren näher dargestellt. Es zeigen
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1 eine schematische Schnittdarstellung einer teilweise dargestellten erfindungsgemäßen Radlageanordnung für eine Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Bolzen,
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2 eine schematische Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Bolzens gemäß 1,
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3 eine schematische Schnittdarstellung des in eine dafür vorgesehene Bohrung angeordneten, erfindungsgemäßen Bolzens gemäß 1, und
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4 eine weitere schematische, teilweise durchsichtige Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Bolzens gemäß 1.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
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Gemäß 1 weist eine erfindungsgemäße Radlageanordnung 2 für ein – hier nicht dargestelltes – Fahrzeug ein radial zwischen einem Radträger 9 und einer Radnabe 10 angeordnetes Radlager 11 auf. Das Radlager 11 umfasst einen an der Radnabe 10 angeordneten Innenring 12 und einen an dem Radträger 9 ausgebildeten Außenring 13 sowie zwei Wälzkörperreihen 14a, 14b. Die erste Wälzkörperreihe 14a ist radial zwischen dem Außenring 13 und der Radnabe 10, die als Innenring dient, angeordnet, wobei die zweite Wälzkörperreihe 14b radial zwischen dem Außenring 13 und dem Innenring 12 angeordnete ist. Ferner ist die Radnabe 10 flanschförmig ausgebildet und weist mehrere axiale Bohrungen 6 zur Aufnahme eines jeweiligen erfindungsgemäßen Bolzens 1 auf, wobei aufgrund der Schnittdarstellung lediglich eine Bohrung 6 und ein Bolzen 1 dargestellt sind. Die Bolzen 1 sind drehfest und axialfest mit der Radnabe 10 verbunden sowie zur Befestigung eines – hier nicht dargestellten – Rades vorgesehen.
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Nach 2 weist der erfindungsgemäße Bolzen 1 gemäß 1, drei funktionale Durchmesserbereiche 3a, 3b, 3c auf, die axial zwischen einem Bolzenkopf 4 an einem distalen Ende des Bolzens 1 und einem Gewinde 5 an einer Außenumfangsfläche des Bolzens 1 ausgebildet sind. Ein erster funktionaler Durchmesserbereich 3a ist zur elastischen Verformung einer – hier nicht dargestellten – Bohrung vorgesehen. Ein zweiter funktionaler Durchmesserbereich 3b ist zur plastischen Verformung der Bohrung vorgesehen. Dazu weist der zweite funktionale Durchmesserbereich 3b eine Einführschräge 8b auf. Ferner ist ein dritter funktionaler Durchmesserbereich 3c zur Zentrierung des Bolzens 1 in der Bohrung 6 vorgesehen. Dazu weist der dritte funktionale Durchmesserbereich 3c eine Einführschräge 8a auf. Des Weiteren weist der Bolzen 1 eine reibungsminimierende Beschichtung 15 auf und ist axial in die Bohrung einpressbar.
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Gemäß 3 ist der Bolzen 1 aus 2 axial in die Bohrung 6 eingepresst und sowohl drehfest als auch axialfest mit der Bohrung 6 verbunden. Der erste funktionale Durchmesserbereich 3a weist das gleiche axiale Abmaß wie die Bohrung 6 auf. Mithin ist die Bohrung 6 axial zwischen dem zweiten funktionalen Durchmesserbereich 3b und dem Bolzenkopf 4 angeordnet. Ein axiales Lösen des Bolzens 1 aus der Bohrung 6 bedarf die Überwindung des zweiten funktionalen Durchmesserbereichs 3b. Mithin stellt der zweiten funktionale Durchmesserbereichs 3b einen Winderstand beim Lösen des Bolzens 1 aus der Bohrung 6 dar.
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Nach 4 weist der erste funktionale Durchmesserbereich 3a eine Vielzahl radial ausgebildeter, sich axial erstreckender Zähne 7a auf. Ferner weist auch der zweite funktionale Durchmesserbereich 3b eine Vielzahl radial ausgebildeter, sich axial erstreckender Zähne 7b auf. Demgegenüber weist der dritte funktionale Durchmesserbereich 3c eine makroskopisch glatte Oberfläche auf und ist somit zylindrisch ausgebildet. Beim Einführen des Bolzens 1 in die dafür vorgesehene – hier nicht dargestellte – Bohrung wird der Bolzen 1 zunächst über den dritten funktionalen Durchmesserbereich 3c zentriert. Der zweite funktionale Durchmesserbereich 3b verformt die Bohrung plastisch indem die Zähne 7b des zweiten funktionalen Durchmesserbereichs 3b in die Bohrung eindringen und – hier nicht dargestellte – axiale Riefen ausbilden. Nachfolgend dringen die Zähne 7a des ersten funktionalen Durchmesserbereichs 3a in die zuvor plastisch ausgebildeten Riefen in der Bohrung ein und verformen die Bohrung elastisch. Aufgrund der geringen tangential breiteren Ausbildung der Zähne 7a am ersten funktionale Durchmesserbereich 3a im Vergleich zu den Zähnen 7b am zweiten funktionalen Durchmesserbereich 3b ist die elastische Verformung an der Bohrung gering. Somit sind auch die durch die elastische Verformung in die Bohrung induzierten Spannungen gering. Dies hat insbesondere Vorteile hinsichtlich der Verformung des – hier nicht dargestellten – Flansches und Rechtwinkligkeit des Bolzens 1 in der Bohrung am Flansch.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bolzen
- 2
- Radlageanordnung
- 3a–3c
- Durchmesserbereich
- 4
- Bolzenkopf
- 5
- Gewinde
- 6
- Bohrung
- 7a, 7b
- Zähne
- 8a, 8b
- Einführungsschräge
- 9
- Radträger
- 10
- Radnabe
- 11
- Radlager
- 12
- Innenring
- 13
- Außenring
- 14a, 14b
- Wälzkörperreihe
- 15
- Beschichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013208314 A1 [0003]
