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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radlagereinheit umfassend ein Radlager, mit einem Innenring mit Innenringlaufbahnen, mit einem Außenring mit Außenringlaufbahnen, und mit einer Mehrzahl von zwischen Innenring und Außenring angeordneten, in einem Käfig beabstandet gehaltenen Wälzkörpern. Die Radlagereinheit ist vorzugsweise mit einem Radnabenflansch, der als integraler Bestandteil des Innenrings ausgebildet ist, ausgeführt.
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Radlager in Fahrzeugen dienen dazu, eine Rotation der Fahrzeugräder relativ zum Fahrgestell zu ermöglichen und müssen dabei radiale und axiale, auftretende Kräfte aufnehmen. Die radialen Kräfte können dabei durch das Eigengewicht des Fahrzeuges entstehen und die axialen Kräfte können durch seitliche Kräfte, beispielsweise bei der Kurvenfahrt eines Fahrzeuges entstehen. Für die Aufnahme von radialen und axialen Kräften bei der Radlagerung gibt es bereits eine Vielzahl verschiedener, aus dem Stand der Technik bekannter Radlagerkonfigurationen.
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Die Wälzkörper haben abhängig von der Radlagerbauart die Form einer Kugel oder einer Rolle. Sie wälzen sich auf den Laufbahnen des Innenrings und des Außenrings ab und haben die Aufgabe, die auf das Radlager wirkende Kraft vom Außenring auf den Innenring und umgekehrt zu übertragen. Beim Drehen des Radlagers entsteht Reibung. Daher müssen die Wälzkörper mit Schmierstoffen, etwa Schmierfett oder Schmieröl, geschmiert werden, um das Radlager funktionsfähig zu halten. Die Radlager in modernen Fahrzeugen sind meistens so konstruiert, dass sie wartungsfrei sind, was üblicherweise mit einer Fettfüllung realisiert ist, die über die gesamte Lebensdauer des Radlagers eine ausreichende Schmierung der Wälzkörper gewährleistet.
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Damit kein Schmiermittel aus dem Radlager austreten oder Schmutzpartikel in das Lager eindringen können, sind entsprechende Dichtungselemente vorgesehen. Üblicherweise besitzen Dichtungen für Radlager mehrere Dichtlippen, die die Kontaktfläche zum drehenden Lagerring - je nach Ausführung also den Innenring oder den Außenring - abdichten. Bei deren Berührung entsteht Reibung, die zum einen notwendig ist um eine hinreichende Dichtheit zu gewährleisten, zum anderen jedoch unerwünscht ist, da sie die Radlagerreibung spürbar erhöht.
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Der Käfig ist so ausgebildet, dass die Wälzkörperkugeln und/oder die Wälzkörperrollen voneinander beabstandet werden, damit beispielsweise die Reibung und Wärmeentwicklung der Wälzkörper möglichst gering gehalten wird. Ferner hält der Käfig die Wälzkörperkugeln und/oder Wälzkörperrollen in einem festen Abstand beim Abwälzen zueinander, wodurch eine gleichmäßige Lastverteilung erzielt werden kann. Der Käfig kann aus einem Kunststoff oder Kunststoffkomposit oder aus Metall oder einem Metallkomposit geformt sein.
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Radlager, die an angetriebenen Achsen zum Einsatz kommen, sind im bzw. am Achsträger befestigt. Bei einfachen Lagertypen ist das Radlager typischer Weise mit seinem Außenring in den Achsträger eingepresst. Weiterentwicklungen von Radlagern zu sogenannten Radlagereinheiten oder Radlagermodulen können einen Flansch in Form eines Befestigungsflansches, etwa zur Befestigung an einem Achsträger, und/oder einen Flansch in Form eines Radnabenflansches, als integrale Bestandteile aufweisen.
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Radlager, die an nicht angetriebenen Achsen zum Einsatz kommen, sind in ihrer Funktion grundsätzlich identisch. Wesentlicher Unterschied ist, dass diese Radlager nicht von einer Antriebswelle angetrieben sind, sondern auf einem positionsfesten Achsträger angeordnet sind.
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Durch die Unterschiedlichen Ausführungen kann sich sowohl der Außenring als auch der Innenring drehen - der jeweils andere Lagerring steht fest.
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Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Radlagern und Radlagereinheiten bekannt. So sind verschiedenste Radlagertypen neuerer Bauart in den aktuellen Veröffentlichungen, wie Verkaufs- oder Technologieprospekten der Anmelderin beschrieben.
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In der Regel werden für Radlagereinheiten Schrägkugellager verwendet. Wenn die Lasten zu groß werden, wie etwa radiale Lasten bei Lastkraftwagen oder dergleichen, kommen Kegelrollenlagereinheiten zum Einsatz, welche allerdings zum einen eine im Vergleich erhöhte Reibung bei Geradeausfahrt zur Folge haben und welche zum anderen einen komplizierteren und teureren Fertigungsprozess bedingen.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird eine Radlagereinheit mit integriertem Radnabenflansch vorgeschlagen. Bei derartigen Radlagereinheiten weist in der Regel der Innenring des Radlagers einen integrierten Flansch (den sogenannten Radnabenflansch) zur Aufnahme einer Bremsscheibe und/oder einer Radfelge auf. Um Korrosion zwischen Radnabenflansch der Radlagereinheit und den darauf zu montierenden Teilen Radfelge beziehungsweise Bremsscheibe zu verhindern, weisen herkömmliche Radnabenflansche eine korrosionsschützende Lack- oder Zinklamellenschicht auf. Aus dem Stand der Technik bekannte Zinklamellen, oder auch Zinklamellenüberzüge genannt, sind nicht-elektrolytisch aufgebrachte Beschichtungen, die einen Korrosionsschutz bieten. Diese Überzüge bestehen aus einer Mischung von Zink- und Aluminiumlamellen, die durch eine anorganische Matrix verbunden sind. Die bekannten Zinklamellenüberzüge bzw. Zinklamellen, bieten zwar einen guten Korrosionsschutz, sind aber mechanisch nicht ausreichend widerstandsfähig, und können sich bei mechanischer Beanspruchung ablösen. Hierdurch reduziert sich zum einen der Korrosionsschutz, zum anderen erfolgt auch eine Durchmesserreduzierung des (beschichteten) Radnabenflansches), so dass keine spielfreie Passung zwischen Felge und Radlager mehr gewährleistet ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Radlagereinheit zu schaffen, bei der der Korrosionsschutz im Bereich des Radnabenflansches verbessert ist.
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Diese Aufgabe wird jeweils gelöst durch die Gesamtheit der Merkmale der unabhängigen Patentansprüche.
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Eine erfindungsgemäße Radlagereinheit umfasst ein Radlager mit einem Innenring mit Innenringlaufbahn, mit einem Außenring mit Außenringlaufbahn, und mit einer Mehrzahl von zwischen Innenring und Außenring angeordneten, in einem Käfig beabstandet gehaltenen, Wälzkörpern. Die Radlagereinheit umfasst einen Radnabenflansch der als integraler Bestandteil des Innenrings ausgebildet ist, wobei der Radnabenflansch zumindest bereichsweise eine Beschichtung zum Korrosionsschutz aufweist, und wobei erfindungsgemäß die Beschichtung durch ein thermisches Spritzverfahren erzeugt worden ist. Bevorzugt ist das thermische Spritzverfahren ein Pulver- oder Draht-Lichtbogenflammspritzverfahren, bei dem das aufzubringende Material als Pulver oder Draht eingesetzt bzw. verwendet wird. Durch das thermische Spritzverfahren erfolgt ein Materialauftrag auf das zu beschichtende Bauteil (hier: den Radnabenflansch).
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Unter Verfahren des thermischen Spritzens werden Oberflächenbeschichtungsverfahren verstanden, bei denen Zusatzwerkstoffe, die so genannten Spritzzusätze, innerhalb oder außerhalb eines Spritzbrenners ab-, an- oder aufgeschmolzen, in einem Gasstrom in Form von Spritzpartikeln beschleunigt und auf die Oberfläche des zu beschichtenden Bauteils geschleudert werden. Die Bauteiloberfläche wird dabei nicht angeschmolzen und nur in geringem Maße thermisch belastet.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Radlagereinheit umfasst:
- ein Radlager, mit einem Innenring mit Innenringlaufbahn, einem Außenring mit Außenringlaufbahn, und mit einer Mehrzahl von zwischen Innenring und Außenring angeordneten, in einem Käfig beabstandet gehaltenen, Wälzkörpern, und mit einem Radnabenflansch der als integraler Bestandteil des Innenrings ausgebildet ist, wobei der Radnabenflansch zumindest bereichsweise eine Beschichtung zum Korrosionsschutz aufweist, wobei insbesondere die Beschichtung auf einen ringförmigen Abschnitt des Radnabenflansches ausgebildet ist, derart, dass eine auf dem Radnabenflansch montierte Bremsscheibe und/oder eine auf dem Radnabenflansch montierte Radfelge einen Kontaktbereich zwischen Bremsscheibe und/oder Radfelge und Radnabenflansch bilden, der vollständig durch die Beschichtung gebildet ist, wobei die Beschichtung durch ein thermisches Spritzverfahren, insbesondere mittels Pulver- oder Draht-Lichtbogenflammspritzen, erzeugt wird.
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Durch die erfindungsgemäße Radlagereinheit und das erfindungsgemäße Verfahren wird eine gegen mechanische Einflüsse beständige Korrosionsschutzbeschichtung erreicht, so dass der Korrosionsschutz im Kontaktbereich zwischen Radnabenflansch und von diesem aufgenommenen Komponenten, wie Bremsscheiben und/oder Radfelgen verbessert ist. Dadurch, dass ein ablösen der Beschichtung unterbleibt, kann auch der Passsitz zwischen Radnabenflansch und Bremsscheibe und/oder Radfelge über die Lebensdauer der Radlagereinheit im Wesentlichen spielfrei aufrechterhalten bleiben.
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In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst das Beschichtungsmaterial als Hauptbestandteil Zink oder Aluminium oder Magnesium oder eine Legierung derselben. Diese Bestandteile haben sich in Versuchen als besonders geeignet erwiesen, um die Abriebfestigkeit der Beschichtung weiter zu verbessern.
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Besonders bevorzugt ist die Beschichtung ausschließlich auf einen ringförmigen Abschnitt des Radnabenflansches ausgebildet, derart, dass eine auf dem Radnabenflansch montierte Bremsscheibe und/oder eine auf dem Radnabenflansch montierte Radfelge einen Kontaktbereich zwischen Bremsscheibe und/oder Radfelge und Radnabenflansch bilden, der vollständig durch die Beschichtung gebildet ist. Dadurch, dass lediglich der ringförmige Kontaktbereich des Radnabenflansches beschichtet wird, können Material und Herstellkosten eingespart und ein sehr effizientes Herstellverfahren bereitgestellt werden.