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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lagervorrichtung für ein Rad eines Fahrzeugs, wie etwa eines Kraftwagens, und insbesondere eine Vorrichtung für ein Fahrzeugrad, das ein Radlager und ein Gleichlaufgelenk zum drehbaren Stützen eines Antriebsrads (d. h. ein Vorderrad eines Fahrzeugs mit Frontmotor und Vorderradantrieb, ein Hinterrad eines Fahrzeugs mit Frontmotor- oder Heckmotor und Hinterradantrieb und Vorder- und Hinterräder eines Fahrzeugs mit Allradantrieb) bezüglich einer Aufhängungsvorrichtung umfasst.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Eine Kraftübertragungsvorrichtung eines Fahrzeugs ist nicht nur zum Übertragen von Kraft von einem Motor auf ein Rad erforderlich, sondern auch zum Ermöglichen von radialen und axialen Verschiebungen oder Momentverschiebungen eines Rads, die durch Sprünge des Fahrzeugs beim Rollen auf einer unebenen Straße oder beim Drehen des Fahrzeugs erzeugt sind. Dementsprechend ist ein Ende einer Antriebswelle, die zwischen dem Motor und dem Antriebsrad angeordnet ist, über ein gleitendes Gleichlaufgelenk mit einer Differentialgetriebeeinheit verbunden und das andere Ende davon über eine Lagervorrichtung für ein Antriebsrad mit einem nicht gleitenden Gleichlaufgelenk mit dem Antriebsrad verbunden.
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Es sind verschiedene Strukturarten der Radlagervorrichtung vorgeschlagen, und eine davon ist wie in 4 gezeigt bekannt. Die Radlagervorrichtung für ein Antriebsrad 50 umfasst ein Nabenrad 51, das zum Anbringen eines Rads (nicht gezeigt) an einem Ende geeignet ist, ein zweireihiges Rollenlager 52 zum drehbaren Stützen des Nabenrads 51 und ein gesichertes Gleichlaufgelenk 53 zum Übertragen der Kraft der Antriebswelle (nicht gezeigt) auf das Nabenrad 51.
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Das Nabenrad 51 weist einen einstückig damit ausgebildeten Radanbringungsflansch 54 auf und ist auf der äußeren Umfangsfläche mit einer inneren Laufringfläche 51a sowie mit einem zylindrischen Abschnitt 51b ausgebildet, der axial von der inneren Laufringfläche 51a verläuft. Das zweireihige Rollenlager 52 umfasst ein einstückig damit ausgebildetes äußeres Glied 55, einen Körperanbringungsflansch 55b auf der äußeren Umfangsfläche davon sowie zweireihige äußere Laufringflächen 55a, 55a auf der inneren Umfangsfläche davon und ein inneres Glied 57, das zum Einfügen in das äußere Glied 55 über zweireihige Rollelemente (Kugeln) 56, 56 geeignet ist, welche in dem äußeren Glied 55 enthalten sind.
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Das innere Glied 57 umfasst ein Nabenrad 51 und einen inneren Ring 58, der auf den axial verlaufenden Abschnitt 51b des Nabenrads 51 aufgepresst ist und mit einer inneren Laufringfläche 58a auf seiner äußeren Umfangsfläche ausgebildet ist. Der innere Ring 58 ist axial unbeweglich bezüglich des Nabenrads 51 durch einen verstemmten Abschnitt 51c befestigt, der durch plastisches Verformen des Endabschnitts des axial verlaufenden Abschnitts 51b des Nabenrads 51 radial nach außen ausgebildet ist.
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Das Gleichlaufgelenk 53 umfasst ein Mundstück 59 und ein äußeres Gelenkglied 62, das einstückig mit einer Schulter 60, welche die Unterseite des Mundstücks 59 ausbildet, und mit einem Wellenabschnitt 61 ausgebildet ist, welcher von einer Schulter 60 verläuft. Das äußere Gelenkglied 62 ist auf eine Art und Weise in das innere Glied 57 (Nabenrad 51) eingefügt, die eine Drehmomentübertragung zwischen ihnen ermöglicht. D. h., eine Verzahnung 63, die an der inneren Umfangsfläche des Nabenrads 51 ausgebildet ist, greift in eine Verzahnung 64 ein, die an der äußeren Umfangsfläche des Wellenabschnitts 61 des äußeren Gelenkglieds 62 ausgebildet ist. Der Wellenabschnitt 61 des äußeren Gelenkglieds 62 ist in das Nabenrad 51 eingefügt, bis die Schulter 60 des äußeren Gelenkglieds 62 an den verstemmten Abschnitt 51c anstößt, und das Nabenrad 51 und das äußere Gelenkglied 62 sind derart miteinander verbunden, dass sie durch Befestigen einer Befestigungsmutter 66 auf einem externen Gewinde 65, das am Ende des Wellenabschnitts 61 ausgebildet ist, mit einem vorgegebenen Befestigungsmoment nicht axial getrennt sind.
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Es ist bekannt, dass zu einem Zeitpunkt des Erhöhens der Motorgeschwindigkeit, d. h. zu einem Zeitpunkt des Anfahrens des Fahrzeugs, ein hohes Drehmoment von einem Motor über ein gleitendes Gleichlaufgelenk (nicht gezeigt) auf ein Antriebsrad ausgeübt ist und damit Torsion einer Antriebswelle bewirkt ist. Entsprechend ist außerdem Torsion des inneren Glieds 57 des zweireihigen Rollenlagers 52 bewirkt, das die Antriebswelle stützt. Wenn das hohe Drehmoment auf die Antriebswelle bewirkt ist, ist ein Rattern durch plötzlichen Schlupf zwischen den aneinander anstoßenden Flächen des äußeren Gelenkglieds 62 und dem inneren Glied 57 bewirkt, falls ein umfänglicher Spalt zwischen der Verzahnung 63 des Nabenrads 51 und der Verzahnung 64 des Wellenabschnitts 61 des äußeren Gelenkglieds 62 besteht.
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Zum Umgang mit diesem Problem ist bei der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad
50 des Stands der Technik die Endfläche des verstemmten Abschnitts
51c des Nabenrads
51, an die die Schulter
60 des äußeren Gelenkglieds
62 anstößt, als flache Oberfläche
67 fertig gestellt. Dies ermöglicht es, den Oberflächenkontakt zwischen dem verstemmten Abschnitt
51c und der Schulter
60 zu erbringen und damit die Oberflächenbeanspruchung herabzusetzen, die durch die Befestigungskraft der Mutter
66 auf den verstemmten Abschnitt
51c ausgeübt ist. Dementsprechend ist es möglich, eine plastische Verformung des verstemmten Abschnitts
51c sowie ein Lockern der Mutter
66 zu verhindern und damit das Hervorrufen des Ratterns aufgrund des plötzlichen Schlupfs zwischen den anstoßenden Oberflächen der Schulter
60 und des verstemmten Abschnitts
51c zu verhindern (siehe
japanische Patentschrift Nr. 3533883 ).
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Offenbarung der Erfindung
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Durch die Erfindung zu lösende Probleme
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Bei der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad des Stands der Technik ist es möglich, da der verstemmte Abschnitt 51c des Nabenrads 51 als flache Oberfläche 67 fertig gestellt ist, den Oberflächenkontakt zwischen dem verstemmten Abschnitt 51c und der Schulter 60 zu erbringen und dadurch den Oberflächendruck zu verringern, der auf den verstemmten Abschnitt 51c ausgeübt ist. Dies dient dem Verhindern des Ratterns aufgrund eines plötzlichen Schlupfs zwischen den aneinander anstoßenden Oberflächen der Schulter 60 und des verstemmten Abschnitts 51c. In einem derartigen Fall wird der Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts 51b radial nach außen plastisch verformt (mit gestrichelter Linie in 5(a) gezeigt) und dann die verstemmte Endfläche in einer Pfeilrichtung geschnitten, um die flache Oberfläche 67 auszubilden. Dabei werden durch den Schneidvorgang am Eckabschnitt des verstemmten Abschnitts manchmal Grate 68 oder Verziehungen 69 bewirkt, wie in 5(b) und 6(c) gezeigt. Obgleich diese Grate 68 und Verziehungen 69 durch das Befestigen der Befestigungsmutter 66 zwischen der flachen Oberfläche 67 und dem Schulterabschnitt 60 zusammengedrückt und zermalmt werden, wäre ein axialer Mikrospalt dazwischen bewirkt. Dieser axiale Spalt würde einen Leitungskontakt zwischen der flachen Oberfläche 67 des verstemmten Abschnitts 51c und dem Schulterabschnitt 60 bewirken und damit den Oberflächendruck erhöhen, der auf den verstemmten Abschnitt 51c ausgeübt ist, und dementsprechend das Rattern aufgrund des plötzlichen Schlupfs zwischen dem verstemmten Abschnitt 51c und dem Schulterabschnitt 60 hervorrufen.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad bereitzustellen, bei der der verstemmte Abschnitt mit einer flachen Oberfläche ausgebildet ist, um den Oberflächendruck, der auf den verstemmten Abschnitt ausgeübt ist, zu verringern und eine plastische Verformung des verstemmten Abschnitts und ein Lockern der Befestigungsmutter zu verhindern und ferner das Hervorrufen des Ratterns zu verhindern.
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Mittel zur Lösung der Probleme
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Zum Lösen der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist gemäß Anspruch 1 eine Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad bereitgestellt, umfassend ein äußeres Glied, das mit zweireihigen äußeren Laufringflächen an der inneren Umfangsfläche davon ausgebildet ist; ein inneres Glied, das ein Nabenrad und zumindest einen inneren Ring enthält, wobei das Nabenrad ein Radanbringungsflansch aufweist, das an einem seiner Endabschnitte ausgebildet ist, und ein zylindrischer Abschnitt axial von dem Radanbringungsflansch verläuft und der innere Ring mehrere innere Laufringflächen aufweist, die dazu geeignet sind, den mehreren äußeren Laufringflächen gegenüber angeordnet zu sein und auf den zylindrischen Abschnitt des Nabenrads aufgepresst zu sein; zweireihige Rollelemente, die frei rollbar zwischen den äußeren und inneren Laufringflächen enthalten sind, und ein äußeres Gelenkglied, das ein Gleichlaufgelenk ausbildet, wobei das äußere Gelenkglied einen pfannenförmigen Mundabschnitt, einen Schulterabschnitt, der die Unterseite des Mundabschnitts ausbildet, und einen Wellenabschnitt aufweist, der axial von dem Schulterabschnitt verläuft und dazu geeignet ist, axial trennbar und zur Drehmomentübertragung fähig in das Nabenrad eingefügt zu sein, wobei der Schulterabschnitt an den verstemmten Abschnitt anstößt, um ein Drehmoment dazwischen zu übertragen, wobei der innere Ring durch einen verstemmten Abschnitt, der durch plastisches Verformen des Endabschnitts des zylindrischen Abschnitts radial nach außen ausgebildet ist, bezüglich des Nabenrads axial befestigt ist, wobei der verstemmte Abschnitt eine flache Oberfläche aufweist, die durch einen Schneidvorgang ausgebildet ist und zum Oberflächenkontakt mit dem Schulterabschnitt geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die flache Oberfläche an dem Schulterabschnitt anliegt und dass ein Abschnitt des verstemmten Abschnitts in radialer äußerer Richtung neben dem radial äußersten Ende der flachen Oberfläche, das an dem Schulterabschnitt anliegt, derart angeordnet ist, dass er nicht an den Schulterabschnitt anstößt, und dass das radial äußerste Ende der flachen Oberfläche mit einem geringfügig ausgesparten, ringförmigen Abschnitt ausgebildet ist, um den Oberflächenkontakt zwischen dem Schulterabschnitt des äußeren Gelenkglieds und dem verstemmten Abschnitt selbst dann zu gewährleisten, wenn Grate (und/oder Verziehungen) durch den Schneidvorgang am radial äußersten Ende des verstemmten Abschnitts bewirkt sind, und um den Oberflächendruck, der durch die Befestigungskraft der Befestigungsmutter auf den verstemmten Abschnitt ausgeübt ist, zu verringern.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung nach Anspruch 1 ist es möglich, da der verstemmte Abschnitt eine flache Oberfläche aufweist, die durch einen Schneidvorgang ausgebildet ist und zum Oberflächenkontakt mit dem Schulterabschnitt geeignet ist, und dass das radial äußerste Ende der flachen Oberfläche derart angeordnet ist, dass es nicht an den Schulterabschnitt anstößt, den Oberflächenkontakt zwischen dem Schulterabschnitt und dem verstemmten Abschnitt selbst dann zu gewährleisten, wenn Grate und/oder Verziehungen durch den Schneidvorgang am radial äußersten Ende des verstemmten Abschnitts bewirkt sind. Dies ermöglicht es daher, den Oberflächendruck, der durch die Befestigungskraft der Befestigungsmutter auf den verstemmten Abschnitt ausgeübt ist, zu verringern, eine plastische Verformung des verstemmten Abschnitts und ein Lockern der Mutter zu verhindern und außerdem ein Hervorrufen des Ratterns zwischen aneinander anstoßenden Oberflächen des verstemmten Abschnitts und des Schulterabschnitts zu verhindern.
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Ferner ist das radial äußerste Ende der flachen Oberfläche mit einem geringfügig ausgesparten, ringförmigen Abschnitt ausgebildet. Dies ermöglicht es, die Grate usw. zu verhindern, die am radial äußersten Ende durch ihr Vorstehen von der flachen Oberfläche des verstemmten Abschnitts bewirkt sind, und somit den Oberflächenkontakt zwischen dem Schulterabschnitt und dem verstemmten Abschnitt zu gewährleisten.
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Es ist vorzuziehen, wie in Anspruch 2 definiert, dass das radial äußerste Ende der flachen Oberfläche derart ausgebildet ist, dass es einen größeren Durchmesser als ein Durchmesser des radial äußersten Endes des Schulterabschnitts des äußeren Gelenkglieds aufweist. Dies ermöglicht es außerdem zu verhindern, dass der Oberflächenkontakt zwischen dem Schulterabschnitt und dem verstemmten Abschnitt durch die Grate, die durch den Schneidvorgang an dem radial äußersten Ende des verstemmten Abschnitts bewirkt sind, nachteilig beeinflusst ist.
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Es ist außerdem vorzuziehen, wie in Anspruch 3 definiert, dass der verstemmte Abschnitt als nicht abgeschreckter Abschnitt mit einer Oberflächenhärte unter 25 HRC nach seinem Schmieden verbleibt, ein Bereich einer gehärteten Schicht des äußeren Gelenkglieds innerhalb eines Bereichs eines Eckabschnitts des Schulterabschnitts begrenzt ist und der Schulterabschnitt, der an den verstemmten Abschnitt anstößt, als nicht abgeschreckter Abschnitt mit einer Oberflächenhärte unter 25 HRC nach seinem Schmieden verbleibt. Dies ermöglicht es, einen durch unterschiedliche Härte bewirkten Verschleiß des verstemmten Abschnitts zu unterdrücken und ein Lockern der Befestigungsmutter zu verhindern.
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Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung umfasst sie ein äußeres Glied, das mit zweireihigen äußeren Laufringflächen an der inneren Umfangsfläche davon ausgebildet ist; ein inneres Glied, das ein Nabenrad und zumindest einen inneren Ring enthält, wobei das Nabenrad ein Radanbringungsflansch aufweist, das an einem seiner Endabschnitte ausgebildet ist, und ein zylindrischer Abschnitt axial von dem Radanbringungsflansch verläuft und der innere Ring mehrere innere Laufringflächen aufweist, die dazu geeignet sind, den mehreren äußeren Laufringflächen gegenüber angeordnet zu sein und auf den zylindrischen Abschnitt des Nabenrads aufgepresst zu sein; zweireihige Rollelemente, die frei rollbar zwischen den äußeren und inneren Laufringflächen enthalten sind, und ein äußeres Gelenkglied, das ein Gleichlaufgelenk ausbildet, wobei das äußere Gelenkglied einen pfannenförmigen Mundabschnitt, einen Schulterabschnitt, der die Unterseite des Mundabschnitts ausbildet, und einen Wellenabschnitt aufweist, der axial von dem Schulterabschnitt verläuft und dazu geeignet ist, axial trennbar und zur Drehmomentübertragung fähig in das Nabenrad eingefügt zu sein, wobei der Schulterabschnitt an den verstemmten Abschnitt anstößt, um ein Drehmoment dazwischen zu übertragen, wobei der innere Ring durch einen verstemmten Abschnitt, der durch plastisches Verformen des Endabschnitts des zylindrischen Abschnitts radial nach außen ausgebildet ist, bezüglich des Nabenrads axial befestigt ist, und ist dadurch gekennzeichnet, dass der verstemmte Abschnitt eine flache Oberfläche aufweist, die durch einen Schneidvorgang ausgebildet ist und zum Oberflächenkontakt mit dem Schulterabschnitt geeignet ist, und dass das radial äußerste Ende der flachen Oberfläche derart angeordnet ist, dass es nicht an den Schulterabschnitt anstößt. Es ist daher möglich, den Oberflächenkontakt zwischen dem Schulterabschnitt und dem verstemmten Abschnitt selbst dann zu gewährleisten, wenn Grate und/oder Verziehungen durch den Schneidvorgang am radial äußersten Ende des verstemmten Abschnitts bewirkt sind. Dies ermöglicht es daher, den Oberflächendruck, der durch die Befestigungskraft der Befestigungsmutter auf den verstemmten Abschnitt ausgeübt ist, zu verringern, eine plastische Verformung des verstemmten Abschnitts und ein Lockern der Mutter zu verhindern und außerdem ein Hervorrufen des plötzlichen Ratterns zwischen aneinander anstoßenden Oberflächen des verstemmten Abschnitts und des Schulterabschnitts zu verhindern.
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Beste Art und Weise zur Ausführung der Erfindung
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Die beste Art und Weise zur Ausführung der vorliegenden Erfindung ist eine Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad, umfassend ein äußeres Glied mit einem Körperanbringungsflansch, der einstückig an der äußeren Umfangsfläche ausgebildet ist und mit zweireihigen äußeren Laufringflächen an der inneren Umfangsfläche davon ausgebildet ist; ein inneres Glied, das ein Nabenrad und einen inneren Ring enthält, wobei das Nabenrad eine innere Laufringfläche, die dazu geeignet ist, gegenüber einer der zweireihigen äußeren Laufringflächen angeordnet zu sein, und einen zylindrischen Abschnitt aufweist, der axial von der einen inneren Laufringfläche verläuft, und der innere Ring die andere innere Laufringfläche aufweist, die dazu geeignet ist, gegenüber der anderen der zweireihigen äußeren Laufringflächen angeordnet zu sein und auf den zylindrischen Abschnitt des Nabenrads aufgepresst zu sein; zweireihige Rollelemente, die frei rollbar zwischen den äußeren und inneren Laufringflächen enthalten sind, und ein äußeres Gelenkglied, das ein Gleichlaufgelenk ausbildet, wobei das äußere Gelenkglied einen pfannenförmigen Mundabschnitt, einen Schulterabschnitt, der die Unterseite des Mundabschnitts ausbildet, und einen Wellenabschnitt aufweist, der axial von dem Schulterabschnitt verläuft, wobei der Wellenabschnitt in das innere Glied zum Übertragen eines Drehmoments dazwischen eingefügt ist, wobei der innere Ring durch einen verstemmten Abschnitt, der durch plastisches Verformen des Endabschnitts des zylindrischen Abschnitts radial nach außen ausgebildet ist, bezüglich des Nabenrads axial befestigt ist und das äußere Gelenkglied axial trennbar und zur Drehmomentübertragung fähig in das innere Glied eingefügt ist, wobei der Schulterabschnitt an den verstemmten Abschnitt anstößt, dadurch gekennzeichnet, dass der verstemmte Abschnitt eine flache Oberfläche aufweist, die durch einen Schneidvorgang ausgebildet ist und zum Oberflächenkontakt mit dem Schulterabschnitt geeignet ist, dass das radial äußerste Ende der flachen Oberfläche mit einem geringfügig ausgesparten, ringförmigen Abschnitt ausgebildet ist, und dass der Anstoßabschnitt zwischen dem Schulterabschnitt und dem verstemmten Abschnitt als nicht abgeschreckter Abschnitt mit einer Oberflächenhärte unter 25 HRC nach seinem Schmieden verbleibt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Zusätzliche Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den beiliegenden Ansprüchen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
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Es zeigen:
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1(a) eine Längsschnittansicht, die eine erste Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung zeigt, und 1(b) eine vergrößerte Teilansicht von 1(a);
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2 eine Beispielsansicht, die ein Verfahren zum Ausbilden eines Verstemmungsabschnitts von 1 zeigt;
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3 eine Längsschnittansicht, die eine zweite Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 eine Längsschnittansicht einer Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad des Stands der Technik und
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5(a) eine Beispielsansicht, die ein Verfahren zum Ausbilden eines Verstemmungsabschnitts von 4 zeigt, und 5(b) und 5(c) vergrößerte Teilansichten von 4.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Ausführungsform 1
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1(a) ist eine Längsschnittansicht, die eine erste Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung zeigt, 1(b) eine vergrößerte Teilansicht von 1(a) und 2 eine Beispielsansicht, die ein Verfahren zum Ausbilden eines Verstemmungsabschnitts von 1 zeigt. In der untenstehenden Beschreibung bezeichnet ein Begriff „Außenseite” (linke Seite in den Zeichnungen) der Vorrichtung eine Seite, die außerhalb des Fahrzeugkörpers positioniert ist, und ein Begriff „Innenseite” (rechte Seite in den Zeitungen) der Vorrichtung eine Seite, die innerhalb des Körpers positioniert ist, wenn die Lagervorrichtung am Fahrzeugkörper angebracht ist.
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Die Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad wird als Typ der dritten Generation bezeichnet und umfasst ein inneres Glied 1, ein äußeres Glied 10 und zweireihige Rollelemente (Kugeln) 6, die rollbar zwischen dem inneren und äußeren Glied 1, 10 enthalten sind. Das innere Element 1 umfasst ein Nabenrad 2 und einen separaten inneren Ring 3, der auf das Nabenrad 2 aufgepresst ist.
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Das Nabenrad 2 weist einen Radanbringungsflansch 4 zum Anbringen eines Rads (nicht gezeigt), der einstückig damit ausgebildet ist, am Außenseitenende auf und ist mit einer inneren Laufringfläche 2a an ihrer äußeren Umfangsfläche ausgebildet. Das Nabenrad 2 weist außerdem einen zylindrischen Abschnitt 2b, der axial von der inneren Laufringfläche 2a verläuft, und eine Verzahnung (oder Kerbverzahnung) zur Drehmomentübertragung auf seine innere Umfangsfläche auf. Nabenbolzen 5 zum Befestigen des Rads auf dem Flansch 4 sind abstandsgetreu entlang der Peripherie des Flanschs 4 angeordnet. Ein innerer Ring 3, der mit der anderen (d. h. innenseitigen) inneren Laufringfläche 3a an seiner äußeren Umfangsfläche ausgebildet ist, ist auf den axial verlaufenden Abschnitt 2b des Nabenrads 2 aufgepresst und zum Verhindern, dass es von dem Nabenrad 2 fällt, axial unbeweglich durch einen verstemmten Abschnitt 2d befestigt, der durch plastisches Verformen des Endabschnitts des axial verlaufenden Abschnitts 2b radial nach außen ausgebildet ist.
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Das Nabenrad 2 ist aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthält, wie etwa S53C, hergestellt und mit einer gehärteten Schicht 11 (in 1 mit Kreuzschraffur gezeigt) mit einer Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC durch Hochfrequenzhärtung über einen Bereich ausgebildet, der die innere Laufringfläche 2a, einen Abdichtungsanschlussflächenabschnitt, auf dem ein Abdichtungsmittel 8 gleiten kann, und den axial verlaufenden Abschnitt 2b beinhaltet. Demgegenüber ist der innere Ring 3 aus Chromlagerstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt, wie etwa SUJ2, hergestellt und bis zum Kern durch Tauchabschrecken gehärtet, um eine Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC aufzuweisen. Ein derartiges Hochfrequenzhärtungsmuster erhöht die Festigkeit des Nabenrads 2 und unterdrückt Schwingverschleiß an der Passfläche des inneren Rings 3 und verbessert dadurch die Widerstandsfähigkeit der Lagervorrichtung. Der verstemmte Abschnitt 2d verbleibt als nicht abgeschreckter Abschnitt mit einer Oberflächenhärte unter 25 HRC nach seinem Schmieden.
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Das äußere Glied 10 ist auf seiner äußeren Umfangsfläche einstückig mit einem Körperanbringungsflansch 10b zum Anbringen dieses äußeren Glieds 10 an einem Körper (nicht gezeigt) ausgebildet und außerdem auf seiner inneren Umfangsfläche mit zweireihigen Laufringflächen 10a und 10b ausgebildet, die den inneren Laufringflächen 2a und 3a gegenüber liegen. Das äußere Glied 10 ist aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthält, wie etwa S53C, hergestellt, und die zweireihigen äußeren Laufringflächen 10a, 10a sind derart durch Hochfrequenzhärtung gehärtet, dass sie eine Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC aufweisen. Zweireihige Rollelemente 6 und 6 sind frei rollbar durch Käfige 7 und 7 zwischen den äußeren und inneren Laufringflächen 10a, 10a und 2a, 3a enthalten. Abdichtungsmittel 8 und 9 sind an den Enden des äußeren Glieds 10 angeordnet, um das Austreten von Schmiere, die in dem Lager enthalten ist, sowie das Eindringen von Regenwasser oder Staub von außen zu verhindern.
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Das äußere Gelenkglied 13, das das Gleichlaufgelenk 12 ausbildet, weist einen Schulterabschnitt 14, der die Unterseite des pfannenförmigen Mundabschnitts (nicht gezeigt) ausbildet, und einen Wellenabschnitt 15 auf, der axial von dem Schulterabschnitt 14 verläuft. Das äußere Gelenkglied 13 ist aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthält, wie etwa S53C, hergestellt und mit einer gehärteten Schicht 11 mit einer Oberflächenhärte von 50 bis 64 HRC durch Hochfrequenzhärtung von der Schulter 14 bis zum Wellenabschnitt 15 ausgebildet.
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Eine Verzahnung (oder Kerbverzahnung) 16 und ein Außengewinde 17 sind an der äußeren Umfangsfläche des Wellenabschnitts 15 des äußeren Gelenkglieds 13 ausgebildet. Die Verzahnung 16 des Wellenabschnitts 15 rückt in die Verzahnung 2c des Nabenrads 2 ein, um ein Drehmoment zwischen ihnen zu übertragen. Der Wellenabschnitt 15 des äußeren Gelenkabschnitts 13 ist in das Nabenrad 2 eingefügt, bis die Schulter 14 des äußeren Gelenkglieds 13 an den verstemmten Abschnitt 2d des Nabenrads 2 anstößt, und eine Befestigungsmutter 18 ist mit einem vorgegebenen Befestigungsmoment axial trennbar und zur Drehmomentübertragung fähig am Außengewinde 17 des Wellenabschnitts 15 befestigt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts 2b des Nabenrads 2 von der radial inneren Seite zur radial äußeren Seite in Pfeilrichtung gemäß 2 zum Ausbilden einer flachen Oberfläche 19 an dem verstemmten Abschnitt 2d geschnitten, nachdem der Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts 2b plastisch verformt wurde (mit Punktlinie gezeigt). Das radial äußerste Ende der flachen Oberfläche 19 ist mit einem geringfügig ausgesparten, ringförmigen Abschnitt 19a ausgebildet. Dies ermöglicht es, wie in 1(b) gezeigt, den Oberflächenkontakt zwischen dem Schulterabschnitt 14 des äußeren Gelenkglieds 13 und dem verstemmten Abschnitt 2d selbst dann zu gewährleisten, wenn Grate (und/oder Verziehungen) 20 durch den Schneidvorgang am radial äußersten Ende des verstemmten Abschnitts 2d bewirkt sind. Dies ermöglicht es daher, den Oberflächendruck, der durch die Befestigungskraft der Befestigungsmutter 18 auf den verstemmten Abschnitt 2d ausgeübt ist, zu verringern, eine plastische Verformung des verstemmten Abschnitts 2d und ein Lockern der Befestigungsmutter 18 zu verhindern und außerdem das Hervorrufen des plötzlichen Ratterns zwischen aneinander anstoßenden Oberflächen des verstemmten Abschnitts 2d und des Schulterabschnitts 14 zu verhindern.
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Gemäß der beschriebenen Ausführungsform ist gezeigt, dass der Oberflächenkontakt zwischen dem Schulterabschnitt 14 und dem verstemmten Abschnitt 2d durch Vorsehen des ringförmigen Abschnitts 19a gewährleistet ist, welcher am radial äußersten Ende der flachen Oberfläche 19 geringfügig davon ausgespart ausgebildet ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt, und dieselben Auswirkungen sind durch Herstellen des Durchmessers des radial äußersten Endes der flachen Oberfläche 19 größer als den des radial äußersten Endes (Eckabschnitt eines abgefasten Abschnitts) der Schulter 14 des äußeren Gelenkglieds 13 erzielt.
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Zudem verbleibt der verstemmte Abschnitt 2d als nicht abgeschreckter Abschnitt mit einer Oberflächenhärte unter 25 HRC nach seinem Schmieden, und ein Bereich einer gehärteten Schicht des äußeren Gelenkglieds 13 ist derart innerhalb eines Bereichs eines Eckabschnitts 14a des Schulterabschnitts 14 begrenzt, dass der Schulterabschnitt 14, der an den verstemmten Abschnitt 2d anstößt, als nicht abgeschreckter Abschnitt mit einer Oberflächenhärte unter 25 HRC nach seinem Schmieden verbleibt. Dies ermöglicht es, einen durch unterschiedliche Härte bewirkten Verschleiß des verstemmten Abschnitts 2d zu unterdrücken und dadurch ein Lockern der Befestigungsmutter 18 zu verhindern.
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Ausführungsform 2
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3 ist eine Längsschnittansicht, die eine zweite Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung zeigt. In dieser Ausführungsform sind zur Bezeichnung gleicher Teile, Abschnitte und Funktionen wie jenen der ersten Ausführungsform gleiche Bezugszeichen verwendet, und auf ihre detaillierte Beschreibung wird verzichtet.
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Diese Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad wird als Typ der zweiten Generation bezeichnet und umfasst ein Nabenrad 21 und ein Radlager 22. Das Nabenrad 21 weist einen Radanbringungsflansch 4 und einen zylindrischen Abschnitt 21b auf, der axial von dem Radanbringungsflansch 4 durch einen Schulterabschnitt 21a verläuft. Das Nabenrad 21 ist aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthält, wie etwa S53C, hergestellt, und ein Bereich, der den Schulterabschnitt 21a und den zylindrischen Abschnitt 21b beinhaltet, ist derart durch Hochfrequenzhärtung gehärtet, dass er eine Oberflächenhärte von 50 bis 64 HRC aufweist.
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Das Radlager 22 umfasst ein äußeres Glied 23, das einstückig mit einem Körperanbringungsflansch 23b an seiner äußeren Umfangsfläche ausgebildet ist und mit konisch zulaufenden, zweireihigen äußeren Laufringflächen 23a, 23a an seiner inneren Umfangsfläche ausgebildet ist, ein Paar innere Ringe 24, 24, die an ihren äußeren Umfangsflächen mit konisch zulaufenden, inneren Laufringflächen 24a, 24a ausgebildet sind, welche dazu geeignet sind, den zweireihigen Laufringflächen 23a, 23a gegenüber angeordnet zu sein, und zweireihige Rollelemente (Kegelrollen) 26, 26, die frei rollbar über Käfige 25, 25 zwischen den inneren und äußeren Laufringflächen 24a, 24a und 23a, 23a enthalten sind.
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Eine Seite mit größerem Durchmesser der inneren Laufringfläche 24a des inneren Rings 24 (24) ist mit einem größeren Flansch 24b zum Führen der Rollelemente 26 ausgebildet, und eine Seite mit kleinerem Durchmesser der inneren Laufringfläche 24a ist mit einem kleinen Flansch 24c zum Verhindern eines Abgleitens der Rollelemente 26 ausgebildet. Die inneren Ringe 24, 24 sind derart eingerichtet, dass ihre Vorderenden (Enden an den Seiten der kleinen Flansche 24c) aneinander anstoßen und dadurch ein zweireihiges Rücken-an-Rücken-Kegelrollenlager ausbilden.
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Das Radlager 22 ist über einen vorgegebenen Unterschnitt auf den zylindrischen Abschnitt 21b aufgepresst und axial unbeweglich bezüglich des Nabenrads 21 durch einen verstemmten Abschnitt 2d befestigt, der durch plastisches Verformen des Endabschnitts des zylindrischen Abschnitts 21b unter einer Bedingung radial nach außen ausgebildet ist, in der der innere Ring 24 der Außenseite an den Schulterabschnitt 21a anstößt. Gleichermaßen wie bei der vorher beschriebenen ersten Ausführungsform wird der verstemmte Abschnitt 2d geschnitten, nachdem der zylindrische Abschnitt 21b plastisch verformt wurde, um einen geringförmig ausgesparten, ringförmigen Abschnitt 19a am radial äußersten Ende der flachen Oberfläche 19 auszubilden. Dies ermöglicht es zu verhindern, dass die Grate und/oder Verzeihungen, die an dem radial äußersten Ende bewirkt sind, von der flachen Oberfläche 19 des verstemmten Abschnitts 2d vorstehen und somit den Oberflächenkontakt zwischen dem Schulterabschnitt des äußeren Gelenkglieds (nicht gezeigt) und dem verstemmten Abschnitt 2d zu gewährleisten.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Die Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung ist auf die Radlagervorrichtung mit selbsthaltender Struktur anwendbar, bei der ein innerer Ring (innere Ringe) auf das Nabenrad aufgepresst ist (sind) und das Nabenrad und der innere Ring (die inneren Ringe) durch einen verstemmten Abschnitt verbunden sind, der durch plastisches Verformen des Endabschnitts des Nabenrads radial nach außen ausgebildet ist.
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Die vorliegende Erfindung wurde unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben. Offensichtlich werden dem Durchschnittsfachmann nach dem Lesen und Verstehen der vorstehenden detaillierten Beschreibung Modifikationen und Veränderungen in den Sinn kommen. Es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung insofern als alle derartigen Veränderungen und Modifikationen beinhaltend ausgelegt wird, als sie unter den Schutzumfang der beiliegenden Ansprüche oder deren Äquivalente fallen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1(a) ist eine Längsschnittansicht, die eine erste Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung zeigt, und 1(b) ist eine vergrößerte Teilansicht von 1(a);
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2 ist eine Beispielsansicht, die ein Verfahren zum Ausbilden eines Verstemmungsabschnitts von 1 zeigt;
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3 ist eine Längsschnittansicht, die eine zweite Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 ist eine Längsschnittansicht einer Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad des Stands der Technik und
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5(a) ist eine Beispielsansicht, die ein Verfahren zum Ausbilden eines Verstemmungsabschnitts von 4 zeigt, und 5(b) und 5(c) sind vergrößerte Teilansichten von 4.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- inneres Glied
- 2, 21
- Nabenrad
- 2a, 3a, 24a
- innere Laufringflächen
- 2b, 21b
- zylindrischer Abschnitt
- 2c, 16
- Verzahnung
- 2d
- verstemmter Abschnitt
- 3, 24
- innerer Ring
- 4
- Radanbringungsflansch
- 5
- Nabenbolzen
- 6, 26
- Rollelemente
- 7, 25
- Käfige
- 8, 9
- Abdichtungsmittel
- 10, 23
- äußeres Glied
- 10a, 23a
- äußere Laufringflächen
- 10b, 23b
- Körperanbringungsflansch
- 11
- gehärtete Schicht
- 12
- Gleichlaufgelenk
- 13
- äußeres Gelenkglied
- 14, 21a
- Schulterabschnitt
- 14a
- Eckabschnitt
- 15
- Wellenabschnitt
- 17
- Außengewinde
- 18
- Befestigungsmutter
- 19
- flache Oberfläche
- 19a
- geringfügig ausgesparter, ringförmiger Abschnitt
- 20
- Grate (Verziehungen)
- 22
- Radlager
- 24b
- größerer Flansch
- 24c
- kleine Flansche
- 50
- Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad
- 51
- Nabenrad
- 51a, 58a
- innere Laufringfläche
- 51b
- zylindrischer Abschnitt
- 52
- zweireihiges Rollenlager
- 53
- Gleichlaufgelenk
- 54
- Radanbringungsflansch
- 55
- äußeres Glied
- 55a
- äußere Laufringflächen
- 55b
- Körperanbringungsflansch
- 56
- Kugeln
- 57
- inneres Glied
- 58
- innerer Ring
- 59
- Mundabschnitt
- 60
- Schulter
- 61
- Wellenabschnitt
- 62
- äußeres Gelenkglied
- 63, 64
- Verzahnung
- 65
- Außengewinde
- 66
- Befestigungsmutter
- 67
- flache Oberfläche
- 68
- Grate
- 69
- Verzeihungen
- δ
- axialer Spalt
