DE112007000418T5 - Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad - Google Patents
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Abstract
Lagervorrichtung
für ein Fahrzeugrad, umfassend:
ein äußeres Glied (10, 23), das mit zweireihigen äußeren Laufringflächen (10a, 23a) an der inneren Umfangsfläche
davon ausgebildet ist; ein inneres Glied (2, 3; 21, 24), das ein Nabenrad (2, 21) und zumindest einen inneren Ring (3, 24) enthält, wobei das Nabenrad (2, 21) ein Radanbringungsflansch (4) aufweist, das an einem seiner Endabschnitte ausgebildet ist, und ein zylindrischer Abschnitt (2b, 21b) axial von dem Radanbringungsflansch (4) verläuft und der innere Ring (3, 24) mehrere innere Laufringflächen (2a, 3a; 24a) aufweist, die dazu geeignet sind, den mehreren äußeren Laufringflächen (10a, 23a) gegenüber angeordnet zu sein und auf den zylindrischen Abschnitt (2b, 21b) des Nabenrads (2, 21) aufgepresst zu sein;
zweireihige Rollelemente (6, 26), die frei rollbar zwischen den äußeren und inneren Laufringflächen (10a, 23a; (2a, 3a), 24a) enthalten sind, und
ein äußeres Gelenkglied (13), das ein Gleichlaufgelenk (12) ausbildet, wobei das...
ein äußeres Glied (10, 23), das mit zweireihigen äußeren Laufringflächen (10a, 23a) an der inneren Umfangsfläche
davon ausgebildet ist; ein inneres Glied (2, 3; 21, 24), das ein Nabenrad (2, 21) und zumindest einen inneren Ring (3, 24) enthält, wobei das Nabenrad (2, 21) ein Radanbringungsflansch (4) aufweist, das an einem seiner Endabschnitte ausgebildet ist, und ein zylindrischer Abschnitt (2b, 21b) axial von dem Radanbringungsflansch (4) verläuft und der innere Ring (3, 24) mehrere innere Laufringflächen (2a, 3a; 24a) aufweist, die dazu geeignet sind, den mehreren äußeren Laufringflächen (10a, 23a) gegenüber angeordnet zu sein und auf den zylindrischen Abschnitt (2b, 21b) des Nabenrads (2, 21) aufgepresst zu sein;
zweireihige Rollelemente (6, 26), die frei rollbar zwischen den äußeren und inneren Laufringflächen (10a, 23a; (2a, 3a), 24a) enthalten sind, und
ein äußeres Gelenkglied (13), das ein Gleichlaufgelenk (12) ausbildet, wobei das...
Description
- ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
- Gebiet der Erfindung
- 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.
- Beschreibung des Stands der Technik
- 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.
- Es sind verschiedene Strukturarten der Radlagervorrichtung vorgeschlagen, und eine davon ist wie in
4 gezeigt bekannt. Die Radlagervorrichtung für ein Antriebsrad50 umfasst ein Nabenrad51 , das zum Anbringen eines Rads (nicht gezeigt) an einem Ende geeignet ist, ein zweireihiges Rollenlager52 zum drehbaren Stützen des Nabenrads51 und ein gesichertes Gleichlaufgelenk53 zum Übertragen der Kraft der Antriebswelle (nicht gezeigt) auf das Nabenrad51 . - Das Nabenrad
51 weist einen einstückig damit ausgebildeten Radanbringungsflansch54 auf und ist auf der äußeren Umfangsfläche mit einer inneren Laufringfläche51a sowie mit einem zylindrischen Abschnitt51b ausgebildet, der axial von der inneren Laufringfläche51a verläuft. Das zweireihige Rollenlager52 umfasst ein einstückig damit ausgebildetes äußeres Glied55 , einen Körperanbringungsflansch55b auf der äußeren Umfangsfläche davon sowie zweireihige äußere Laufringflächen55a ,55a auf der inneren Umfangsfläche davon und ein inneres Glied57 , das zum Einfügen in das äußere Glied55 über zweireihige Rollelemente (Kugeln)56 ,56 geeignet ist, welche in dem äußeren Glied55 enthalten sind. - Das innere Glied
57 umfasst ein Nabenrad51 und einen inneren Ring58 , der auf den axial verlaufenden Abschnitt51b des Nabenrads51 aufgepresst ist und mit einer inneren Laufringfläche58a auf seiner äußeren Umfangsfläche ausgebildet ist. Der innere Ring58 ist axial unbeweglich bezüglich des Nabenrads51 durch einen verstemmten Abschnitt51c befestigt, der durch plastisches Verformen des Endabschnitts des axial verlaufenden Abschnitts51b des Nabenrads51 radial nach außen ausgebildet ist. - Das Gleichlaufgelenk
53 umfasst ein Mundstück59 und ein äußeres Gelenkglied62 , das einstückig mit einer Schulter60 , welche die Unterseite des Mundstücks59 ausbildet, und mit einem Wellenabschnitt61 ausgebildet ist, welcher von einer Schulter60 verläuft. Das äußere Gelenkglied62 ist auf eine Art und Weise in das innere Glied57 (Nabenrad51 ) eingefügt, die eine Drehmomentübertragung zwischen ihnen ermöglicht. D. h., eine Verzahnung63 , die an der inneren Umfangsfläche des Nabenrads51 ausgebildet ist, greift in eine Verzahnung64 ein, die an der äußeren Umfangsfläche des Wellenabschnitts61 des äußeren Gelenkglieds62 ausgebildet ist. Der Wellenabschnitt61 des äußeren Gelenkglieds62 ist in das Nabenrad51 eingefügt, bis die Schulter60 des äußeren Gelenkglieds62 an den verstemmten Abschnitt51c anstößt, und das Nabenrad51 und das äußere Gelenkglied62 sind derart miteinander verbunden, dass sie durch Befestigen einer Befestigungsmutter66 auf einem externen Gewinde65 , das am Ende des Wellenabschnitts61 ausgebildet ist, mit einem vorgegebenen Befestigungsmoment nicht axial getrennt sind. - 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 Rollenlagers52 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 Gelenkglieds62 und dem inneren Glied57 bewirkt, falls ein umfänglicher Spalt zwischen der Verzahnung63 des Nabenrads51 und der Verzahnung64 des Wellenabschnitts61 des äußeren Gelenkglieds62 besteht. - Zum Umgang mit diesem Problem ist bei der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad
50 des Stands der Technik die Endfläche des verstemmten Abschnitts51c des Nabenrads51 , an die die Schulter60 des äußeren Gelenkglieds62 anstößt, als flache Oberfläche67 fertig gestellt. Dies ermöglicht es, den Oberflächenkontakt zwischen dem verstemmten Abschnitt51c und der Schulter60 zu erbringen und damit die Oberflächenbeanspruchung herabzusetzen, die durch die Befestigungskraft der Mutter66 auf den verstemmten Abschnitt51c ausgeübt ist. Dementsprechend ist es möglich, eine plastische Verformung des verstemmten Abschnitts51c sowie ein Lockern der Mutter66 zu verhindern und damit das Hervorrufen des Ratterns aufgrund des plötzlichen Schlupfs zwischen den anstoßenden Oberflächen der Schulter60 und des verstemmten Abschnitts51c zu verhindern (siehejapanische Patentschrift Nr. 3533883 - KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
- Offenbarung der Erfindung
- Durch die Erfindung zu lösende Probleme
- Bei der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad des Stands der Technik ist es möglich, da der verstemmte Abschnitt
51c des Nabenrads51 als flache Oberfläche67 fertig gestellt ist, den Oberflächenkontakt zwischen dem verstemmten Abschnitt51c und der Schulter60 zu erbringen und dadurch den Oberflächendruck zu verringern, der auf den verstemmten Abschnitt51c ausgeübt ist. Dies dient dem Verhindern des Ratterns aufgrund eines plötzlichen Schlupfs zwischen den aneinander anstoßenden Oberflächen der Schulter60 und des verstemmten Abschnitts51c . In einem derartigen Fall wird der Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts51b radial nach außen plastisch verformt (mit gestrichelter Linie in5(a) gezeigt) und dann die verstemmte Endfläche in einer Pfeilrichtung geschnitten, um die flache Oberfläche67 auszubilden. Dabei werden durch den Schneidvorgang am Eckabschnitt des verstemmten Abschnitts manchmal Grate68 oder Verziehungen69 bewirkt, wie in5(b) und6(c) gezeigt. Obgleich diese Grate68 und Verziehungen69 durch das Befestigen der Befestigungsmutter66 zwischen der flachen Oberfläche67 und dem Schulterabschnitt60 zusammengedrückt und zermalmt werden, wäre ein axialer Mikrospalt dazwischen bewirkt. Dieser axiale Spalt würde einen Leitungskontakt zwischen der flachen Oberfläche67 des verstemmten Abschnitts51c und dem Schulterabschnitt60 bewirken und damit den Oberflächendruck erhöhen, der auf den verstemmten Abschnitt51c ausgeübt ist, und dementsprechend das Rattern aufgrund des plötzlichen Schlupfs zwischen dem verstemmten Abschnitt51c und dem Schulterabschnitt60 hervorrufen. - 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.
- Mittel zur Lösung der Probleme
- 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, dadurch gekennzeichnet, dass der verstemmte Abschnitt eine flache Oberfläche aufweist, die durch einen Schneidvorgang ausgebildet ist und zum Oberflächenkontakt mit der Schulter geeignet ist, und dass das radial äußerste Ende der flachen Oberfläche derart angeordnet ist, dass es nicht an die Schulter anstößt.
- 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 der Schulter geeignet ist, und dass das radial äußerste Ende der flachen Oberfläche derart angeordnet ist, dass es nicht an die Schulter 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.
- Es ist vorzuziehen, wie in Anspruch 2 definiert, dass das radial äußerste Ende der flachen Oberfläche mit einem geringfügig ausgesparten, ringförmigen Abschnitt ausgebildet ist. 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.
- Es ist vorzuziehen, wie in Anspruch 3 definiert, dass das radial äußerste Ende der flachen Oberfläche derart ausgebildet ist, dass es einen größeren Durchmesser als ein Durchmesser des radial äußersten Endes der Schulter 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.
- Es ist außerdem vorzuziehen, wie in Anspruch 4 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.
- Wirkungen der Erfindung
- 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 der Schulter geeignet ist, und dass das radial äußerste Ende der flachen Oberfläche derart angeordnet ist, dass es nicht an die Schulter 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.
- Beste Art und Weise zur Ausführung der Erfindung
- 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 der Schulter 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.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
- Zusätzliche Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den beiliegenden Ansprüchen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
- Es zeigen:
-
1(a) eine Längsschnittansicht, die eine erste Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung zeigt, und1(b) eine vergrößerte Teilansicht von1(a) ; -
2 eine Beispielsansicht, die ein Verfahren zum Ausbilden eines Verstemmungsabschnitts von1 zeigt; -
3 eine Längsschnittansicht, die eine zweite Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung zeigt; -
4 eine Längsschnittansicht einer Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad des Stands der Technik und -
5(a) eine Beispielsansicht, die ein Verfahren zum Ausbilden eines Verstemmungsabschnitts von4 zeigt, und5(b) und5(c) vergrößerte Teilansichten von4 . - BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
- Es werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
- Ausführungsform 1
-
1(a) ist eine Längsschnittansicht, die eine erste Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung zeigt,1(b) eine vergrößerte Teilansicht von1(a) und2 eine Beispielsansicht, die ein Verfahren zum Ausbilden eines Verstemmungsabschnitts von1 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. - Die Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad wird als Typ der dritten Generation bezeichnet und umfasst ein inneres Glied
1 , ein äußeres Glied10 und zweireihige Rollelemente (Kugeln)6 , die rollbar zwischen dem inneren und äußeren Glied1 ,10 enthalten sind. Das innere Element1 umfasst ein Nabenrad2 und einen separaten inneren Ring3 , der auf das Nabenrad2 aufgepresst ist. - Das Nabenrad
2 weist einen Radanbringungsflansch4 zum Anbringen eines Rads (nicht gezeigt), der einstückig damit ausgebildet ist, am Außenseitenende auf und ist mit einer inneren Laufringfläche2a an ihrer äußeren Umfangsfläche ausgebildet. Das Nabenrad2 weist außerdem einen zylindrischen Abschnitt2b , der axial von der inneren Laufringfläche2a verläuft, und eine Verzahnung (oder Kerbverzahnung) zur Drehmomentübertragung auf seine innere Umfangsfläche auf. Nabenbolzen5 zum Befestigen des Rads auf dem Flansch4 sind abstandsgetreu entlang der Peripherie des Flanschs4 angeordnet. Ein innerer Ring3 , der mit der anderen (d. h. innenseitigen) inneren Laufringfläche3a an seiner äußeren Umfangsfläche ausgebildet ist, ist auf den axial verlaufenden Abschnitt2b des Nabenrads2 aufgepresst und zum Verhindern, dass es von dem Nabenrad2 fällt, axial unbeweglich durch einen verstemmten Abschnitt2d befestigt, der durch plastisches Verformen des Endabschnitts des axial verlaufenden Abschnitts2b radial nach außen ausgebildet ist. - 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 Schicht11 (in1 mit Kreuzschraffur gezeigt) mit einer Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC durch Hochfrequenzhärtung über einen Bereich ausgebildet, der die innere Laufringfläche2a , einen Abdichtungsanschlussflächenabschnitt, auf dem ein Abdichtungsmittel8 gleiten kann, und den axial verlaufenden Abschnitt2b beinhaltet. Demgegenüber ist der innere Ring3 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 Nabenrads2 und unterdrückt Schwingverschleiß an der Passfläche des inneren Rings3 und verbessert dadurch die Widerstandsfähigkeit der Lagervorrichtung. Der verstemmte Abschnitt2d verbleibt als nicht abgeschreckter Abschnitt mit einer Oberflächenhärte unter 25 HRC nach seinem Schmieden. - Das äußere Glied
10 ist auf seiner äußeren Umfangsfläche einstückig mit einem Körperanbringungsflansch10b zum Anbringen dieses äußeren Glieds10 an einem Körper (nicht gezeigt) ausgebildet und außerdem auf seiner inneren Umfangsfläche mit zweireihigen Laufringflächen10a und10b ausgebildet, die den inneren Laufringflächen2a und3a gegenüber liegen. Das äußere Glied10 ist aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthält, wie etwa S53C, hergestellt, und die zweireihigen äußeren Laufringflächen10a ,10a sind derart durch Hochfrequenzhärtung gehärtet, dass sie eine Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC aufweisen. Zweireihige Rollelemente6 und6 sind frei rollbar durch Käfige7 und7 zwischen den äußeren und inneren Laufringflächen10a ,10a und2a ,3a enthalten. Abdichtungsmittel8 und9 sind an den Enden des äußeren Glieds10 angeordnet, um das Austreten von Schmiere, die in dem Lager enthalten ist, sowie das Eindringen von Regenwasser oder Staub von außen zu verhindern. - Das äußere Gelenkglied
13 , das das Gleichlaufgelenk12 ausbildet, weist einen Schulterabschnitt14 , der die Unterseite des pfannenförmigen Mundabschnitts (nicht gezeigt) ausbildet, und einen Wellenabschnitt15 auf, der axial von dem Schulterabschnitt14 verläuft. Das äußere Gelenkglied13 ist aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthält, wie etwa S53C, hergestellt und mit einer gehärteten Schicht11 mit einer Oberflächenhärte von 50 bis 64 HRC durch Hochfrequenzhärtung von der Schulter14 bis zum Wellenabschnitt15 ausgebildet. - Eine Verzahnung (oder Kerbverzahnung)
16 und ein Außengewinde17 sind an der äußeren Umfangsfläche des Wellenabschnitts15 des äußeren Gelenkglieds13 ausgebildet. Die Verzahnung16 des Wellenabschnitts15 rückt in die Verzahnung2c des Nabenrads2 ein, um ein Drehmoment zwischen ihnen zu übertragen. Der Wellenabschnitt15 des äußeren Gelenkabschnitts13 ist in das Nabenrad2 eingefügt, bis die Schulter14 des äußeren Gelenkglieds13 an den verstemmten Abschnitt2d des Nabenrads2 anstößt, und eine Befestigungsmutter18 ist mit einem vorgegebenen Befestigungsmoment axial trennbar und zur Drehmomentübertragung fähig am Außengewinde17 des Wellenabschnitts15 befestigt. - Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts
2b des Nabenrads2 von der radial inneren Seite zur radial äußeren Seite in Pfeilrichtung gemäß2 zum Ausbilden einer flachen Oberfläche19 an dem verstemmten Abschnitt2d geschnitten, nachdem der Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts2b plastisch verformt wurde (mit Punktlinie gezeigt). Das radial äußerste Ende der flachen Oberfläche19 ist mit einem geringfügig ausgesparten, ringförmigen Abschnitt19a ausgebildet. Dies ermöglicht es, wie in1(b) gezeigt, den Oberflächenkontakt zwischen dem Schulterabschnitt14 des äußeren Gelenkglieds13 und dem verstemmten Abschnitt2d selbst dann zu gewährleisten, wenn Grate (und/oder Verziehungen)20 durch den Schneidvorgang am radial äußersten Ende des verstemmten Abschnitts2d bewirkt sind. Dies ermöglicht es daher, den Oberflächendruck, der durch die Befestigungskraft der Befestigungsmutter18 auf den verstemmten Abschnitt2d ausgeübt ist, zu verringern, eine plastische Verformung des verstemmten Abschnitts2d und ein Lockern der Befestigungsmutter18 zu verhindern und außerdem das Hervorrufen des plötzlichen Ratterns zwischen aneinander anstoßenden Oberflächen des verstemmten Abschnitts2d und des Schulterabschnitts14 zu verhindern. - Gemäß der beschriebenen Ausführungsform ist gezeigt, dass der Oberflächenkontakt zwischen dem Schulterabschnitt
14 und dem verstemmten Abschnitt2d durch Vorsehen des ringförmigen Abschnitts19a gewährleistet ist, welcher am radial äußersten Ende der flachen Oberfläche19 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 Oberfläche19 größer als den des radial äußersten Endes (Eckabschnitt eines abgefasten Abschnitts) der Schulter14 des äußeren Gelenkglieds13 erzielt. - 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 Gelenkglieds13 ist derart innerhalb eines Bereichs eines Eckabschnitts14a des Schulterabschnitts14 begrenzt, dass der Schulterabschnitt14 , der an den verstemmten Abschnitt2d 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 Abschnitts2d zu unterdrücken und dadurch ein Lockern der Befestigungsmutter18 zu verhindern. - Ausführungsform 2
-
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. - Diese Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad wird als Typ der zweiten Generation bezeichnet und umfasst ein Nabenrad
21 und ein Radlager22 . Das Nabenrad21 weist einen Radanbringungsflansch4 und einen zylindrischen Abschnitt21b auf, der axial von dem Radanbringungsflansch4 durch einen Schulterabschnitt21a verläuft. Das Nabenrad21 ist aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthält, wie etwa S53C, hergestellt, und ein Bereich, der den Schulterabschnitt21a und den zylindrischen Abschnitt21b beinhaltet, ist derart durch Hochfrequenzhärtung gehärtet, dass er eine Oberflächenhärte von 50 bis 64 HRC aufweist. - Das Radlager
22 umfasst ein äußeres Glied23 , das einstückig mit einem Körperanbringungsflansch23b an seiner äußeren Umfangsfläche ausgebildet ist und mit konisch zulaufenden, zweireihigen äußeren Laufringflächen23a ,23a an seiner inneren Umfangsfläche ausgebildet ist, ein Paar innere Ringe24 ,24 , die an ihren äußeren Umfangsflächen mit konisch zulaufenden, inneren Laufringflächen24a ,24a ausgebildet sind, welche dazu geeignet sind, den zweireihigen Laufringflächen23a ,23a gegenüber angeordnet zu sein, und zweireihige Rollelemente (Kegelrollen)26 ,26 , die frei rollbar über Käfige25 ,25 zwischen den inneren und äußeren Laufringflächen24a ,24a und23a ,23a enthalten sind. - Eine Seite mit größerem Durchmesser der inneren Laufringfläche
24a des inneren Rings24 (24) ist mit einem größeren Flansch24b zum Führen der Rollelemente26 ausgebildet, und eine Seite mit kleinerem Durchmesser der inneren Laufringfläche24a ist mit einem kleinen Flansch24c zum Verhindern eines Abgleitens der Rollelemente26 ausgebildet. Die inneren Ringe24 ,24 sind derart eingerichtet, dass ihre Vorderenden (Enden an den Seiten der kleinen Flansche24c ) aneinander anstoßen und dadurch ein zweireihiges Rücken-an-Rücken-Kegelrollenlager ausbilden. - Das Radlager
22 ist über einen vorgegebenen Unterschnitt auf den zylindrischen Abschnitt21b aufgepresst und axial unbeweglich bezüglich des Nabenrads21 durch einen verstemmten Abschnitt2d befestigt, der durch plastisches Verformen des Endabschnitts des zylindrischen Abschnitts21b unter einer Bedingung radial nach außen ausgebildet ist, in der der innere Ring24 der Außenseite an den Schulterabschnitt21a anstößt. Gleichermaßen wie bei der vorher beschriebenen ersten Ausführungsform wird der verstemmte Abschnitt2d geschnitten, nachdem der zylindrische Abschnitt21b plastisch verformt wurde, um einen geringförmig ausgesparten, ringförmigen Abschnitt19a am radial äußersten Ende der flachen Oberfläche19 auszubilden. Dies ermöglicht es zu verhindern, dass die Grate und/oder Verzeihungen, die an dem radial äußersten Ende bewirkt sind, von der flachen Oberfläche19 des verstemmten Abschnitts2d vorstehen und somit den Oberflächenkontakt zwischen dem Schulterabschnitt des äußeren Gelenkglieds (nicht gezeigt) und dem verstemmten Abschnitt2d zu gewährleisten. - Gewerbliche Anwendbarkeit
- 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.
- 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.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1(a) ist eine Längsschnittansicht, die eine erste Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung zeigt, und1(b) ist eine vergrößerte Teilansicht von1(a) ; -
2 ist eine Beispielsansicht, die ein Verfahren zum Ausbilden eines Verstemmungsabschnitts von1 zeigt; -
3 ist eine Längsschnittansicht, die eine zweite Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung zeigt; -
4 ist eine Längsschnittansicht einer Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad des Stands der Technik und -
5(a) ist eine Beispielsansicht, die ein Verfahren zum Ausbilden eines Verstemmungsabschnitts von4 zeigt, und -
5(b) und5(c) sind vergrößerte Teilansichten von4 . -
- 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 axialer Spalt
- Zusammenfassung
- Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad bereitzustellen, bei der der verstemmte Abschnitt mit einer flachen Oberfläche zum Verringern des Oberflächendrucks, der auf den verstemmten Abschnitt ausgeübt ist, und zum Verhindern einer plastischen Verformung des verstemmten Abschnitts und eines Lockerns der Befestigungsschraube und ferner zum Verhindern eines Hervorrufens des Ratterns ausgebildet ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist 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, dadurch gekennzeichnet, dass der verstemmte Abschnitt eine flache Oberfläche aufweist, die durch einen Schneidvorgang ausgebildet ist und zum Oberflächenkontakt mit der Schulter geeignet ist, und dass das radial äußerste Ende der flachen Oberfläche derart angeordnet ist, dass es nicht an die Schulter anstößt.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 3533883 [0008]
Claims (4)
- Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad, umfassend: ein äußeres Glied (
10 ,23 ), das mit zweireihigen äußeren Laufringflächen (10a ,23a ) an der inneren Umfangsfläche davon ausgebildet ist; ein inneres Glied (2 ,3 ;21 ,24 ), das ein Nabenrad (2 ,21 ) und zumindest einen inneren Ring (3 ,24 ) enthält, wobei das Nabenrad (2 ,21 ) ein Radanbringungsflansch (4 ) aufweist, das an einem seiner Endabschnitte ausgebildet ist, und ein zylindrischer Abschnitt (2b ,21b ) axial von dem Radanbringungsflansch (4 ) verläuft und der innere Ring (3 ,24 ) mehrere innere Laufringflächen (2a ,3a ;24a ) aufweist, die dazu geeignet sind, den mehreren äußeren Laufringflächen (10a ,23a ) gegenüber angeordnet zu sein und auf den zylindrischen Abschnitt (2b ,21b ) des Nabenrads (2 ,21 ) aufgepresst zu sein; zweireihige Rollelemente (6 ,26 ), die frei rollbar zwischen den äußeren und inneren Laufringflächen (10a ,23a ; (2a ,3a ),24a ) enthalten sind, und ein äußeres Gelenkglied (13 ), das ein Gleichlaufgelenk (12 ) ausbildet, wobei das äußere Gelenkglied (13 ) einen pfannenförmigen Mundabschnitt, einen Schulterabschnitt (14 ), der die Unterseite des Mundabschnitts ausbildet, und einen Wellenabschnitt (15 ) aufweist, der axial von dem Schulterabschnitt (14 ) verläuft und dazu geeignet ist, axial trennbar und zur Drehmomentübertragung fähig in das Nabenrad (2 ,21 ) eingefügt zu sein, wobei der Schulterabschnitt (14 ) an den verstemmten Abschnitt (2d ) anstößt, um ein Drehmoment dazwischen zu übertragen, wobei der innere Ring (3 ,24 ) durch einen verstemmten Abschnitt (2d ), der durch plastisches Verformen des Endabschnitts des zylindrischen Abschnitts (2b ,21b ) radial nach außen ausgebildet ist, bezüglich des Nabenrads (2 ,21 ) axial befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der verstemmte Abschnitt (2d ) eine flache Oberfläche (19 ) aufweist, die durch einen Schneidvorgang ausgebildet ist und zum Oberflächenkontakt mit der Schulter (14 ) geeignet ist, und dass das radial äußerste Ende der flachen Oberfläche (19 ) derart angeordnet ist, dass es nicht an die Schulter (14 ) anstößt. - Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad nach Anspruch 1, wobei das radial äußerste Ende der flachen Oberfläche (
19 ) mit einem geringfügig ausgesparten, ringförmigen Abschnitt (19a ) ausgebildet ist. - Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad nach Anspruch 1, wobei das radial äußerste Ende der flachen Oberfläche (
19 ) derart ausgebildet ist, dass es einen größeren Durchmesser als ein Durchmesser des radial äußersten Endes der Schulter (14 ) des äußeren Gelenkglieds (13 ) aufweist. - Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der verstemmte Abschnitt (
2d ) als nicht abgeschreckter Abschnitt mit einer Oberflächenhärte unter 25 HRC nach seinem Schmieden verbleibt, ein Bereich einer gehärteten Schicht des äußeren Gelenkglieds (13 ) innerhalb eines Bereichs eines Eckabschnitts (14a ) des Schulterabschnitts (14 ) begrenzt ist und der Schulterabschnitt (14 ), der an den verstemmten Abschnitt (2d ) anstößt, als nicht abgeschreckter Abschnitt mit einer Oberflächenhärte unter 25 HRC nach seinem Schmieden verbleibt.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8181 | Inventor (new situation) |
Inventor name: FUKADA, KIKUO, IWATA, SHIZUOKA, JP Inventor name: HIRAI, ISAO, IWATA, SHIZUOKA, JP Inventor name: FUJIMURA, AKIRA, IWATA, SHIZUOKA, JP Inventor name: KATO, HIROYA, IWATA, SHIZUOKA, JP Inventor name: NORIMATSU, TAKAYUKI, IWATA, SHIZUOKA, JP |
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R012 | Request for examination validly filed |
Effective date: 20140107 |
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R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |