DE112007000532T5

DE112007000532T5 - Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad

Info

Publication number: DE112007000532T5
Application number: DE112007000532T
Authority: DE
Inventors: Takayuki Iwata-shi Norimatsu; Akira Iwata-shi Fujimura; Isao Iwata-shi Hirai; Shinji Iwata-shi Morita
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-03-08
Filing date: 2007-02-21
Publication date: 2009-01-15
Also published as: WO2007102270A1; US7950858B2; US20090003746A1

Abstract

Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad, umfassend:
ein äußeres Glied, das an seinem Außenumfang mit einem Körperanbringungsflansch zur Anbringung an einem Kniestück eines Fahrzeugs und an seinem Innenumfang mit zweireihigen äußeren Laufringflächen ausgebildet ist; ein inneres Glied, das ein Nabenrad beinhaltet, welches an einem seiner Enden mit einem Radanbringungsflansch und an seinem Außenumfang mit einem zylindrischen Abschnitt und zumindest einem inneren Ring ausgebildet ist, der auf den zylindrischen Abschnitt des Nabenrads aufgepresst ist und an seinen Außenumfang mit einer inneren Laufringfläche (inneren Laufringflächen) ausgebildet ist, die gegenüber der zweireihigen äußeren Laufringflächen angeordnet ist (sind); zweireihige Rollelemente, die frei rollbar zwischen den äußeren Laufringflächen und inneren Laufringflächen des äußeren Glieds und der inneren Glieder enthalten sind; und Abdichtungen, die in ringförmigen Öffnungen angebracht sind, welche zwischen dem äußeren Glied und dem inneren Glied ausgebildet sind; wobei der innere Ring (die inneren Ringe) axial bezüglich des Nabenrads durch einen verstemmten Abschnitt befestigt ist...

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lagervorrichtung zum frei drehbaren Stützen eines Fahrzeugrads, und insbesondere eine Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad, die gleichzeitig antinomischen Anforderungen zur Verringerung des Gewichts und Erhöhen der Starrheit der Lagervorrichtung genügen kann.
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
Gewöhnlich ist die Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad zum frei drehbaren Stützen eines Nabenrads zum Anbringen des Rads über ein Rollenlager für ein Antriebsrad und ein angetriebenes Rad in Benutzung. Aus strukturellen Gründen ist im Allgemeinen eine Innenringdrehung für ein Antriebsrad und sowohl Innenringdrehung als auch Außenringdrehung für ein angetriebenes Rad angenommen. Zweireihige Schrägkugellager sind bei einer derartigen Lagervorrichtung deswegen weit verbreitet in Benutzung, da sie eine wünschenswerte Lagerstarrheit, hohe Fehlausrichtungsbeständigkeit und ein kleines Drehmoment aufweist, das bezüglich des Brennstoffverbrauchs überlegen ist. Demgegenüber sind zweireihige Kegelrollenlager für schwere Fahrzeuge, wie etwa Geländewagen oder Lastwagen, in Benutzung.
Die Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad ist allgemein in eine Struktur einer ersten Generation, bei der ein Radlager eines zweireihigen Schrägkugellagers zwischen ein Kniestück, das ein Teil einer Aufhängung bildet, und ein Nabenrad eingepasst ist, eine Struktur einer zweiten Generation, bei der ein Körperanbringungsflansch oder ein Radanbringungsflansch direkt am Außenumfang eines äußeren Glieds ausgebildet ist, eine Struktur einer dritten Generation, bei der eine der inneren Laufringflächen direkt am Außenumfang des Nabenrads ausgebildet ist, und eine Struktur einer vierten Generation eingestuft, bei der die inneren Laufringflächen direkt an den Außenumfängen des Nabenrads und dem Gleichlaufgelenk ausgebildet sind.
Eine Radlagervorrichtung, die in 21 gezeigt ist, ist die Art der vierten Generation, die bezüglich ihres leichten Gewichts und ihrer geringen Größe überlegen ist, und umfasst eine Einheit eines Nabenrads 100, ein zweireihiges Rollenlager 101 und ein Gleichlaufgelenk 102. Das zweireihige Rollenlager 101 umfasst ein äußeres Glied 103, ein inneres Glied 104 und mehrere Kugeln 105 und Kegelrollen 106, die zwischen dem äußeren und inneren Glied 103, 104 enthalten sind. In nachstehenden Beschreibungen definiert ein Begriff „Außenseite" eine Seite, die außerhalb eines Fahrzeugkörpers (links in den Zeichnungen) positioniert ist, und ein Begriff „Innenseite" eine Seite, die innerhalb eines Fahrzeugkörpers (rechts in den Zeichnungen) positioniert ist, wenn die Lagervorrichtung am Fahrzeugkörper angebracht ist.
Das äußere Glied 103 ist an seinem Außenumfang mit einem Körperanbringungsflansch 103c, der an ein Kniestück (nicht gezeigt) angebracht ist, welches ein Teil einer Fahrzeugaufhängung bildet, und an seinem Innenumfang mit zweireihigem äußeren Laufringflächen 103a, 103b ausgebildet. Ein Durchmesser der äußeren Außenseiten-Laufringflächen 103a ist kleiner als der der äußeren Innenseiten-Laufringfläche 103b eingerichtet. Demgegenüber umfasst das innere Glied 104 das Nabenrad 100, ein äußeres Gelenkglied 108, das einstückig mit dem Nabenrad 100 ausgebildet ist, und einen separaten inneren Ring 107, der auf das äußere Gelenkglied 108 aufgepresst ist.
Das Nabenrad 100 ist an einem seiner Enden mit einem Radanbringungsflansch 100b zum Anbringen eines Rads (nicht gezeigt) an seinem Außenumfang mit einer inneren Laufringfläche 100a ausgebildet, die gegenüber der äußeren Außenseiten-Laufringfläche 103a der zweireihigen äußeren Laufringflächen 103a, 103b angeordnet ist. Der Außenumfang des inneren Rings 107 ist mit einer inneren Laufringfläche 107a ausgebildet, die gegenüber der äußeren Innenseiten-Laufringfläche 103b der zweireihigen äußeren Laufringflächen 103a, 103b angeordnet ist.
Das Gleichlaufgelenk 102 umfasst das äußere Gelenkglied 108 mit einem becherförmigen Mundabschnitt 109 und einem Schulterabschnitt 110, der einen Unterseitenabschnitt des Mundabschnitts 109 ausbildet, und der Innenumfang des äußeren Gelenkglieds 108 ist mit gekrümmten Spurrillen 108a ausgebildet. Der innere Ring 107 ist auf den Außenumfang des Mundabschnitts 109 aufgepresst und axial unbeweglich durch einen Sprengring 111 befestigt.
Die mehreren Kugeln 105 sind frei rollbar zwischen den äußeren und inneren Außenseiten-Laufringflächen 103a, 100a enthalten, und die mehreren Kegelrollen 106 sind frei rollbar zwischen den äußeren und inneren Innenseiten-Laufringflächen 103b, 107a enthalten, und der Teilkreisdurchmesser der Außenseitenkugeln 105 ist kleiner als der der Innenseiten-Kegelrollen 106 eingerichtet. Dies ermöglicht es, dass die grundlegende Nennbelastung der Innenseiten-Rollelemente, auf die eine größere Belastung als eine Belastung ausgeübt ist, die auf die Außenseiten-Rollelemente ausgeübt ist, größer als die grundlegende Nennbelastung der Außenseiten-Rollelemente ist, und ermöglicht daher, dass die Lebensdauer der Außenseiten- und Innenseiten-Rollelemente im Wesentlichen dieselbe ist, und eine intelligente Gestaltung (siehe beispielsweise die japanische Patent-Auslegeschrift Nr. 91308/1999 ).
Bei einer derartigen Radlagervorrichtung kann, da der innere Ring 107 am Mundabschnitt 109 des äußeren Gelenkglieds 108 befestigt ist, die Größe der Vorrichtung in ihrer axialen Richtung verringert sein. Da jedoch der Außendurchmesser des äußeren Glieds 103 vergrößert ist, ist nicht nur die Gewichtsverringerung der Radlagervorrichtung behindert, sondern es ist auch die Gestaltungsmodifikation zugehöriger Teile, wie etwa eines Kniestücks, erforderlich. Zur Lösung eines derartigen Problems wurde die Radlagervorrichtung vorgeschlagen, die in 22 gezeigt ist.
Diese Radlagervorrichtung ist durch ein zweireihiges Schrägkugellager ausgebildet, das ein äußeres Glied 112, das an seinem Außenumfang mit einem Körperanbringungsflansch 112c zur Anbringung an einem Kniestück (nicht gezeigt) eines Fahrzeugs und an seinem Innenumfang mit zweireihigen äußeren Laufringflächen 112a, 112b ausgebildet ist; ein inneres Glied 116, das ein Nabenrad 114 beinhaltet, welches an einem seiner Enden mit einem Radanbringungsflansch 113 zum Anbringen eines Rads (nicht gezeigt) und an seinem Außenumfang mit einer inneren Laufringfläche 114a, die gegenüber der äußeren Außenseiten-Laufringfläche 112a der zweireihigen äußeren Laufringflächen 112a, 112b angeordnet ist, und mit einem zylindrischen Abschnitt 114b ausgebildet ist, der axial von der inneren Laufringfläche 114a verläuft, und ferner einen inneren Ring 115 beinhaltet, der mit einer inneren Laufringfläche 115a ausgebildet ist, die gegenüber der äußeren Innenseiten-Laufringfläche 112b der zweireihigen Laufringflächen 112a, 112b angeordnet ist; zweireihige Kugeln 117, 118, die frei rollbar zwischen den äußeren Laufringflächen und inneren Laufringflächen enthalten sind; und Käfige 119, 120 zum frei rollbaren Halten der zweireihigen Kugeln 117, 118 umfasst.
Der innere Ring 115 ist axial durch einen verstemmten Abschnitt 114c befestigt, der durch plastisches Verformen des Endes des zylindrischen Abschnitts 114b des Nabenrads 114 radial nach außen ausgebildet ist. Abdichtungen 121, 122 sind in ringförmigen Öffnungen angebracht, die zwischen dem äußeren Glied 112 und dem inneren Glied 116 ausgebildet sind, um ein Ausdringen von Schmierfett, das innerhalb des Lagers versiegelt ist, und ein Eindringen von Regenwasser oder Staub von außen in das Lager zu verhindern.
Bei dieser Radlagervorrichtung ist ein Teilkreisdurchmesser D1 der Außenseitenreihe von Kugeln 117 größer als ein Teilkreisdurchmesser D2 der Innenseitenreihe von Kugeln 118 eingerichtet. Dementsprechend ist der Durchmesser der inneren Laufringfläche 114a des Nabenrads 114 größer als der der inneren Laufringfläche 115a des inneren Rings 115 und der Durchmesser der äußeren Außenseiten-Laufringfläche 112a des äußeren Glieds größer als der der äußeren Innenseiten-Laufringfläche 112b. Zudem ist die Anzahl der Außenseitenkugeln 117 größer als die der Innenseitenkugeln 118. Durch Einrichten des Verhältnisses zwischen den Teilkreisdurchmessern D1, D2 als D1 > D2 ist es möglich, die Starrheit der Radlagervorrichtung nicht nur im Falle des Laufens in gerader Richtung, sondern außerdem im Falle des Laufens in gekrümmter Richtung zu erhöhen und somit die Lebensdauer der Radlagervorrichtung zu verlängern (siehe beispielsweise die japanische Patent-Auslegeschrift Nr. 108449/2004 ).
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG OFFENBARUNG DER ERFINDUNG DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Bei der Radlagervorrichtung des Stands der Technik ist der Teilkreisdurchmesser der Außenseitenreihe von Kugeln 117 größer als der Teilkreisdurchmesser der Innenseitenreihe von Kugeln 118 eingerichtet, und damit ist der Durchmesser der inneren Laufringfläche 114a des Nabenrads 114 größer als der der inneren Laufringfläche 115a des inneren Rings 115. Dementsprechend ist es möglich, die Starrheit der Außenseitenlagerreihe zu erhöhen und die Lebensdauer der Radlagervorrichtung zu verlängern, ohne ihre Größe zu steigern. Jedoch ist im Allgemeinen die Belastung, die auf die Innenseitenreihe von Rollelementen ausgeübt ist, größer als jene, die auf die Außenseitenreihe von Rollelementen ausgeübt ist. Dementsprechend ist bei der Radlagervorrichtung, da die grundlegende Nennbelastung der Innenseitenreihe von Rollelementen geringer als jene der Außenseitenreihe von Rollelementen ist, die Lebensdauer der Radlagervorrichtung verkürzt.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad bereitzustellen, die gleichzeitig die antinomischen Probleme der Verringerung des Gewichts und der Größe der Lagervorrichtung und des Erhöhens der Starrheit, Festigkeit und Widerstandsfähigkeit der Lagervorrichtung lösen kann.
MITTEL ZUR LÖSUNG DER PROBLEME
Zum Lösen der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Lacervorrichtung für ein Fahrzeugrad bereitgestellt, umfassend ein äußeres Glied, das an seinem Außenumfang mit einem Körperanbringungsflansch zur Anbringung an einem Kniestück eines Fahrzeugs und an seinem Innenumfang mit zweireihigen äußeren Laufringflächen ausgebildet ist; ein inneres Glied, das ein Nabenrad beinhaltet, welches an einem seiner Enden mit einem Radanbringungsflansch und an seinem Außenumfang mit einem zylindrischen Abschnitt und zumindest einem inneren Ring ausgebildet ist, der auf den zylindrischen Abschnitt des Nabenrads aufgepresst ist und an seinem Außenumfang mit einer inneren Laufringfläche (inneren Laufringflächen) ausgebildet ist, die gegenüber der zweireihigen äußeren Laufringflächen angeordnet ist (sind); zweireihige Rollelemente, die frei rollbar zwischen den äußeren Laufringflächen und inneren Laufringflächen des äußeren Glieds und der inneren Glieder enthalten sind; und Abdichtungen, die in ringförmigen Öffnungen angebracht sind, welche zwischen dem äußeren Glied und dem inneren Glied ausgebildet sind; wobei der innere Ring (die inneren Ringe) axial bezüglich des Nabenrads durch einen verstemmten Abschnitt befestigt ist (sind), der durch plastisches Verformen des Endes des zylindrischen Abschnitts des Nabenrads radial nach außen ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass Außenseitenrollelemente der zweireihigen Rollelemente Kugeln sind und die Innenseitenrollelemente der zweireihigen Rollelemente Kegelrollen sind, und dass die grundlegende Nennbelastung der Innenseitenreihe von Kegelrollen größer als jene der Außenseitenreihe von Kugeln eingerichtet ist (Anspruch 1).
Wie in Anspruch 1 definiert, ist es gemäß der Radlagervorrichtung der zweiten oder dritten Generation der vorliegenden Erfindung, bei der zweireihige Rollelemente vorgesehen sind und der innere Ring durch das Schwenkbewegungverstemmen befestigt ist, da Außenseitenrollelemente der zweireihigen Rollelemente Kugeln sind und die Innenseitenrollelemente der zweireihigen Rollelemente Kegelrollen sind und da die grundlegende Nennbelastung der Innenseitenreihe von Kegelrollen größer als jene der Außenseitenreihe von Kugeln eingerichtet ist, möglich, die Starrheit der Innenseitenreihe von Rollelementen zu erhöhen und dadurch die Lebensdauer der Lagervorrichtung zu erhalten, selbst wenn eine Belastung, die auf die Innenseitenreihe von Rollelementen ausgeübt ist, eine Belastung übersteigt, die auf die Außenseitenreihe von Rollelementen ausgeübt ist. Daher ist es möglich, eine nützliche Gestaltung der Radlagervorrichtung zu verwirklichen und eine Radlagervorrichtung mit verbesserter Festigkeit und Widerstandsfähigkeit bereitzustellen.
Es ist bevorzugt, dass der Teilkreisdurchmesser der Innenseitenreihe von Kegelrollen gleich dem der Außenseitenreihe von Kugeln eingerichtet ist (Anspruch 2).
Es ist bevorzugt, dass der Teilkreisdurchmesser der Innenseitenreihe von Kegelrollen kleiner als der der Außenseitenreihe von Kugeln eingerichtet ist (Anspruch 3). Dies ermöglicht es, den Innenseitenaußendurchmesser des äußeren Glieds klein einzurichten und dadurch die Größe des Kniestücks zu verringern, ohne die grundlegende Nennbelastung der Innenseitenreihe von Rollelementen herabzusetzen, was zu einer Verringerung des Gewichts und der Größe der Radlagervorrichtung führt.
Es ist außerdem bevorzugt, dass eine Anzahl der Innenseitenreihe von Kegelrollen größer als die der Außenseitenreihe von Kugeln eingerichtet ist (Anspruch 4). Dies ermöglicht es, die Starrheit der Innenseitenreihe von Rollelementen zu erhöhen und dadurch die Lebensdauer der Lagervorrichtung zu erhalten, selbst wenn eine Belastung, die auf die Innenseitenreihe von Rollelementen ausgeübt ist, eine Belastung übersteigt, die auf die Außenseitenreihe von Rollelementen ausgeübt ist.
Es ist bevorzugt, dass eine elektrisch isolierende Filmschicht auf Kontaktflächen zwischen dem äußeren Glied und dem Kniestück ausgebildet ist (Anspruch 5). Dies erschwert das Hervorrufen eines Potentialunterschieds zwischen Kontaktflächen der Lagervorrichtung aus Stahl und dem Kniestück aus Leichtmetall und verhindert dadurch die Erzeugung galvanischer Korrosion zwischen den Kontaktflächen, selbst wenn jegliche leitfähige Flüssigkeit, die als Elektrolyt fungiert, an den Kontaktflächen anhaftet und eine Zelle dazwischen ausbildet.
Es ist bevorzugt, dass zumindest eine der Abdichtungen ein leitfähiges Abdichtungsglied aufweist (Anspruch 6). Dies ermöglicht es, die Erzeugung von elektrischen Funken zwischen den Rollelementen und den Laufringflächen zu verhindern, selbst wenn die Bildung eines Schmierölfilms dazwischen nicht genügend ist. Dies ermöglicht es ferner, die Erzeugung von elektrischer Korrosion aufgrund der elektrischen Funken und die Erzeugung von Rauschen in einem Radio, das in dem Fahrzeug angebracht ist, zu verhindern.
Es ist außerdem bevorzugt, dass zumindest ein Drehglied des äußeren Glieds und des inneren Glieds aus Kohlenstoffstahl hergestellt ist, der 0,60 bis 0,80 Gew.-% C enthält, und an einem vorgegebenen Abschnitt mit einer gehärteten Schicht durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken ausgebildet ist (Anspruch 7). Dies ermöglicht es, eine Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad bereitzustellen, die gleichzeitig die antinomischen Probleme der Verringerung des Gewichts und der Größe der Lagervorrichtung und des Erhöhens der Starrheit, Festigkeit und Widerstandsfähigkeit der Lagervorrichtung lösen kann.
Es ist bevorzugt, dass das Drehglied aus einem Stahlglied hergestellt ist, das 0,70 bis 0,80 Gew.-% C, 0,50 bis 1,00 Gew.-% Si, 0,10 bis 2,00 Gew.-% Mn, 0,40 bis 0,95 Gew.-% Cr, weniger als 0,050 Gew.-% Al, weniger als 0,0030 Gew.-% O und den Rückstand von Fe und unvermeidliche Unreinheiten beinhaltet (Anspruch 8). Dies ermöglicht es, die Leichtigkeit der maschinellen Bearbeitung und die Rollermüdungsfestigkeit weiter zu verbessern.
Es ist bevorzugt, dass ein Innenseitenkäfig für die Kegelrollen aus technischem Kunststoff, der bezüglich mechanischer Festigkeit, Ölbeständigkeit und Hitzebeständigkeit überlegen ist, hergestellt ist und einen Käfigzwischenraumwinkel von 55 bis 90° und einen Rollkoeffizienten γ über 0,94 aufweist (Anspruch 9). Dies ermöglicht es, sowohl die grundlegende dynamische Nennbelastung als auch die grundlegende statische Nennbelastung zu erhöhen und dementsprechend nicht nur die Rolllebensdauer der Lagervorrichtung zu verlängern und die Starrheit der Lagervorrichtung zu erhöhen, sondern außerdem das Käfiggewicht im Vergleich zu Stahlkäfigen zu verringern, die Selbstschmierung zu verbessern und den Reibungskoeffizienten herabzusetzen. Dementsprechend ist es möglich, durch Kontakt mit dem äußeren Glied verursachten Verschleiß zu unterdrücken und einen Drehmomentverlust zum Zeitpunkt des Drehbeginns des Lagers zu verhindern.
Es ist bevorzugt, dass ein Paar innere Ringe auf den zylindrischen Abschnitt des Nabenrads aufgepresst ist und der Innendurchmesser des Paars innerer Ringe gleich eingerichtet ist (Anspruch 10). Dies ermöglicht es, eine Gestaltung des zylindrischen Abschnitts des Nabenrads gerade herzustellen und dadurch seine maschinelle Bearbeitung zu erleichtern.
Es ist außerdem bevorzugt, dass die innere Außenseiten-Laufringfläche direkt am Außenumfang des Nabenrads ausgebildet ist und der zylindrische Abschnitt von der inneren Außenseiten-Laufringfläche zur Innenseite verläuft und der innere Innenseitenring über einen vorgegebenen Unterschnitt auf den zylindrischen Abschnitt aufgepresst ist (Anspruch 11). Dies ermöglicht es, das Gewicht und die Größe der Radlagervorrichtung weiter zu verringern.
AUSWIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung ist es, da sie ein äußeres Glied, das an seinem Außenumfang mit einem Körperanbringungsflansch zur Anbringung an einem Kniestück eines Fahrzeugs und an seinem Innenumfang mit zweireihigen äußeren Laufringflächen ausgebildet ist; ein inneres Glied, das ein Nabenrad beinhaltet, welches an einem seiner Enden mit einem Radanbringungsflansch und an seinem Außenumfang mit einem zylindrischen Abschnitt und zumindest einem inneren Ring ausgebildet ist, der auf den zylindrischen Abschnitt des Nabenrads aufgepresst ist und an seinem Außenumfang mit einer inneren Laufringfläche (inneren Laufringflächen) ausgebildet ist, die gegenüber der zweireihigen äußeren Laufringflächen angeordnet ist (sind); zweireihige Rollelemente, die frei rollbar zwischen den äußeren Laufringflächen und inneren Laufringflächen des äußeren Glieds und der inneren Glieder enthalten sind; und Abdichtungen umfasst, die in ringförmigen Öffnungen angebracht sind, welche zwischen dem äußeren Glied und dem inneren Glied ausgebildet sind; wobei der innere Ring (die inneren Ringe) axial bezüglich des Nabenrads durch einen verstemmten Abschnitt befestigt ist (sind), der durch plastisches Verformen des Endes des zylindrischen Abschnitts des Nabenrads radial nach außen ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass Außenseitenrollelemente der zweireihigen Rollelemente Kugeln sind und die Innenseitenrollelemente der zweireihigen Rollelemente Kegelrollen sind, dass die Anzahl der Innenseitenreihe von Kegelrollen größer als die der Außenseitenreihe von Kugeln eingerichtet ist, und dass die grundlegende Nennbelastung der Innenseitenreihe von Kegelrollen größer als jene der Außenseitenreihe von Kugeln eingerichtet ist, möglich, die Starrheit der Innenseitenreihe von Rollelementen zu erhöhen und dadurch die Lebensdauer der Lagervorrichtung zu erhalten, selbst wenn eine Belastung, die auf die Innenseitenreihe von Rollelementen ausgeübt ist, eine Belastung übersteigt, die auf die Außenseitenreihe von Rollelementen ausgeübt ist. Daher ist es möglich, eine nützliche Gestaltung der Radlagervorrichtung zu verwirklichen und eine Radlagervorrichtung mit verbesserter Festigkeit und Widerstandsfähigkeit bereitzustellen.
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 Nabenrad, das an einem seiner Enden mit einem Radanbringungsflansch und an seinem Außenumfang mit einem zylindrischen Abschnitt ausgebildet ist, der von dem Radanbringungsflansch verläuft, und ein Radlager, das auf den zylindrischen Abschnitt des Nabenrads aufgepresst ist. Das Radlager umfasst ein äußeres Glied, das an seinem Außenumfang mit einem Körperanbringungsflansch zur Anbringung an einem Kniestück eines Fahrzeugs und an seinem Innenumfang mit zweireihigen äußeren Laufringflächen ausgebildet ist; ein Paar innere Ringe, die an ihrem Außenumfang mit einer inneren Laufradfläche ausgebildet sind, welche gegenüber der zweireihigen äußeren Laufradfläche angeordnet ist; zweireihige Rollelemente, die frei rollbar zwischen den äußeren Laufringflächen und inneren Laufringflächen des äußeren Glieds und der inneren Glieder enthalten sind; und Abdichtungen, die in ringförmigen Öffnungen angebracht sind, welche zwischen dem äußeren Glied und dem inneren Glied ausgebildet sind; wobei die inneren Ringe axial bezüglich des Nabenrads durch einen verstemmten Abschnitt befestigt sind, der durch plastisches Verformen des Endes des zylindrischen Abschnitts des Nabenrads radial nach außen ausgebildet ist. Bei dieser Radlagervorrichtung sind die Außenseitenrollelemente der zweireihigen Rollelemente Kugeln und die Innenseitenrollelemente der zweireihigen Rollelemente Kegelrollen, ist die Anzahl der Innenseitenreihe von Kegelrollen größer als die der Außenseitenreihe von Kugeln eingerichtet und ist die grundlegende Nennbelastung der Innenseitenreihe von Kegelrollen größer als jene der Außenseitenreihe von Kugeln eingerichtet.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Erste Ausführungsform
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine Längsschnittansicht, die eine erste Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung, die in 1 gezeigt ist, ist von der Art der zweiten Generation und umfasst ein Nabenrad 1 und ein Radlager 2. Das Nabenrad 1 ist an einem seiner Enden einstückig mit einem Radanbringungsflansch 3 zum Anbringen eines Rads (nicht gezeigt) ausgebildet und weist einen zylindrischen Abschnitt 1b auf, der axial von dem Radanbringungsflansch 3 über eine Schulter 1a verläuft. Nabenbolzen 3a sind abstandsgetreu entlang der Peripherie des Radanbringungsflanschs 3 angeordnet.
Das Radlager 2 ist auf den zylindrischen Abschnitt 1b aufgepresst, wobei es an die Schulter 1a des Nabenrads 1 anstößt, und axial durch einen verstemmten Abschnitt 1c befestigt, der durch plastisches Verformen des Endes des zylindrischen Abschnitts 1b ausgebildet ist. Das Nabenrad 1 ist aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gew.-% Kohlenstoff enthält, wie etwa S53C, hergestellt und derart durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken gehärtet, dass ein Bereich, der den Schulterabschnitt 1a bis zu dem zylindrischen Abschnitt 1b beinhaltet, eine Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC aufweist. Der verstemmte Abschnitt 1c verbleibt mit seiner Oberflächenhärte nach dem Schmieden. Dementsprechend weist das Nabenrad 1 eine genügende mechanische Festigkeit gegen die Drehbiegebelastung auf, die auf den Radanbringungsflansch 3 ausgeübt ist, und kann die Schwingverschleißfestigkeit des zylindrischen Abschnitts 1b in einem Bereich, in dem das Radlager 2 aufgepresst ist, verbessert sein und kann außerdem die plastische Verformungsarbeit des verstemmten Abschnitts 1c ohne jeglichen Mikroriss ausgeführt werden.
Das Radlager 2 umfasst ein äußeres Glied 4, das an seinem Außenumfang mit einem Körperanbringungsflansch 4c zur Anbringung an einem Kniestück (nicht gezeigt) eines Fahrzeugs und an seinem Innenumfang mit zweireihigen äußeren Laufringflächen 4a, 4b ausgebildet ist; zwei innere Ringe 5, 6, die jeder an seinem Außenumfang mit inneren Laufringflächen 5a, 6a jeweils gegenüber den äußeren Laufringflächen 4a, 4b ausgebildet sind; und mehrere Kugeln 9 und Kegelrollen 10, die frei rollbar zwischen den äußeren und inneren Laufringflächen 4a, 4b und 5a, 6a über Käfige 7, 8 enthalten sind. Abdichtungen 11, 12 sind in ringförmigen Öffnungen angebracht, welche zwischen dem äußeren Glied 4 und den inneren Ringen 5, 6 ausgebildet sind, um ein Ausdringen von Schmiere, die in dem Lager enthalten ist, und ein Eindringen von Regenwasser und Staub von außen in das Lager zu verhindern.
Die äußeren Laufringflächen 4a, 5a sind derart ausgebildet, dass jede eine Kreisbogengestaltung aufweist, mit der die Kugeln 9 winklig in Kontakt treten, und die inneren Laufringflächen 4b, 6a sind derart ausgebildet, dass jede eine kegelförmige Gestaltung aufweist, mit der die Kegelrollen 10 in Linie in Kontakt treten. Zudem ist ein größerer Flansch 6b an dem inneren Innenseitenring 6 an seiner Seite mit größerem Durchmesser der inneren Laufringfläche 6a zum Führen der Kegelrollen 10 ausgebildet und ein kleinerer Flansch 6c an seiner Seite mit kleinerem Durchmesser ausgebildet, um zu verhindern, dass die Kegelrollen 10 herausfallen.
Das äußere Glied 4 ist aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gew.-% Kohlenstoff enthält, wie etwa S53C, hergestellt, und die zweireihigen äußeren Laufringflächen 4a, 4b sind derart durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken gehärtet, dass sie eine Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC aufweisen. Die inneren Ringe 5, 6, die Kugeln 9 und die Kegelrollen 10 sind aus Chromstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt, wie etwa SUJ2, hergestellt und derart bis zum Kern durch Tauchabschrecken gehärtet, dass sie eine Härte von 58 bis 64 HRC aufweisen.
In dieser Ausführungsform ist ein Teilkreisdurchmesser PCD der Außenseitenreihe von Kugeln 9 und ein Teilkreisdurchmesser PCD der Innenseitenreihe von Kegelrollen 10 gleich eingerichtet und die Anzahl der Innenseitenreihe von Kegelrollen 10 größer als jene der Außenseitenreihe von Kugeln 9 eingerichtet. Das bedeutet, dass die Außenseitenreihe von Kugeln 9 abstandsgetreu in einem geringen Abstand in der Umfangsrichtung angeordnet sind, während im Gegensatz dazu die Innenseitenreihe von Kegelrollen 10 in einem engen Abstand zueinander angeordnet sind. Dementsprechend kann die Starrheit der Innenseitenreihe von Rollelementen erhöht sein und die grundlegende Nennbelastung der Innenseitenreihe von Rollelementen größer als jene der Außenseitenreihe von Rollelementen sein, und dadurch ist es möglich, die Lebensdauer der Lagervorrichtung zu erhalten, selbst wenn eine Belastung, die auf die Innenseitenreihe von Rollelementen ausgeübt ist, eine Belastung übersteigt, die auf die Außenseitenreihe von Rollelementen ausgeübt ist. Daher ist es möglich, eine nützliche Gestaltung der Radlagervorrichtung zu verwirklichen und eine Radlagervorrichtung mit verbesserter Festigkeit und Widerstandsfähigkeit bereitzustellen.
Zweite Ausführungsform
2 ist eine Längsschnittansicht, die eine zweite Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung zeigt, 3 ist eine Teilschnittansicht von 2, 4 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 3, 5 ist eine Beispielsansicht, die einen Umfangsbewegungsbereich von Kegelrollen in Zwischenräumen zeigt, 6 ist ein Schaubild, das Ergebnisse von Lebensdauertests eines Lagers zeigt, und 7 ist ein Schaubild, das Ergebnisse von Starrheitstests eines Lagers zeigt. Da diese Ausführungsform nur in Strukturen des Nabenrads und des Innenseitenkäfigs grundlegend von der ersten Ausführungsform abweicht, sind dieselben Bezugszeichen wie jene, die in der ersten Ausführungsform benutzt sind, gleichfalls in dieser Ausführungsform benutzt.
Die Lagervorrichtung für ein Fahrzeugantriebsrad dieser Ausführungsform ist von der Art der zweiten Generation und umfasst ein Nabenrad 13 und ein Radlager 14. Das Nabenrad 13 ist aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gew.-% Kohlenstoff enthält, wie etwa S53C, hergestellt und an seinem Innenumfang mit einer Verzahnung (oder Kerbverzahnung) 13a zur Drehmomentübertragung ausgebildet. Das Radlager 14 ist über einen vorgegebenen Unterschnitt auf den zylindrischen Abschnitt 1b aufgepresst und durch einen verstemmten Abschnitt 1c axial befestigt, der durch plastisches Verformen des Endes des zylindrischen Abschnitts 1b ausgebildet ist.
In dieser zweiten Ausführungsform ist der Teilkreisdurchmesser der Innenseitenreihe von Kegelrollen 10 durch Verschieben eines Käfigs 15 so weit wie möglich zu dem äußeren Glied 4 hin vergrößert, wie in 3 gezeigt, um die Anzahl der Kegelrollen 10 zu erhöhen, ohne den Durchmesser jeder Kegelrolle zu verringern. Der Käfig ist durch technische Kunststoffe, beispielsweise aus PA (Polyamid) 46, PA 66, PPS (Polyphenylensulfid), PEEK (Polyetheretherketon) usw., angeformt und umfasst einen ringförmigen Abschnitt 15a einer kleineren Seite, einen ringförmigen Abschnitt 15b einer größeren Seite und mehrere Pfeilerabschnitte 15c, die den ringförmigen Abschnitt 15a einer kleineren Seite und den ringförmigen Abschnitt 15b einer größeren Seite axial verbinden.
Der technische Kunststoff beinhaltet sowohl den technischen Universalkunststoff als auch den technischen Superkunststoff. Repräsentative Beispiele sind untenstehend angezeigt, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt ist.
Beispiele für technischen Universalkunststoff: PC (Polycarbonat), PA (Polyamid) 6, POM (Polyacetal), m-PPE (denaturierter Polyphenylenether), PBT (Polybutylenterephthalat), GF-PET (glasfaserverstärktes Polyethylenterephthalat) und UHMW-PE (Polyethylen mit extrem hohem Molekulargewicht).
Beispiele für technischen Superkunststoff: PSF (Polysulfon), PES (Polyethersulfon), PAR (Polyacrylat), PAI (Polyamidimid), PEI (Polyetherimid), LCP (Flüssigkristallpolymer), TPI (thermoplastisches Polyamid), PBI (Polybenzimidazol), TPX (Polymethylpenten), PCT (Poly-1,4-cyclohexandimethylterephthalat), PA6T (Poyamid 6T), PA9T (Polyamid 9T), PA 11, 12 (Polyamid 11, 12), fluorhaltiger Kunststoff und PPA (Polyphthalamid).
Es ist bevorzugt, glasfaserverstärktes Material aus PA 46 für ein verhältnismäßig schweres Fahrzeug und glasfaserverstärktes Material aus PA 66 für ein verhältnismäßig leichtes Fahrzeug zu benutzen.
Wie in 4 gezeigt, ist der Zwischenraumwinkel θ1, der durch benachbarte Oberflächen 15d von benachbarten Pfeilerabschnitten 15c gebildet ist, in einem Bereich von einem Minimalzwischenraumwinkel θ1_min 55° bis zu einem Maximalzwischenraumwinkel θ1_max 90° eingerichtet, wobei „Zwischenraum" einen Raum bezeichnet, der durch benachbarte Pfeilerseitenflächen 15d, 15d ausgebildet ist. Bei einem allgemeinen Kegelrollenlager mit Käfigen, die vom äußeren Glied getrennt sind, beträgt der Zwischenraumwinkel gewöhnlich 25 bis 50°. In dieser Schrift ist der „Zwischenraumwinkel" als Winkel definiert, der durch zwei Tangentenlinien an Kontaktpunkten zwischen einer Kegelrolle 10 und den benachbarten Führungsflächen 15d der benachbarten Pfeilerabschnitte 15c gebildet ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Rollkoeffizient γ, der 0,94 übersteigt, durch etwas großes Einrichten des Zwischenraumwinkels θ1 erzielt werden. Eine gute Kontaktbedingung zwischen der Kegelrolle 10 und den Führungsflächen 15d kann durch Einrichten des Minimalzwischenraumwinkels θ1_min über 55° erhalten werden. Wenn der Minimalzwischenraumwinkel 1 kleiner als 55° ist, wäre die Kontaktbedingung zwischen der Kegelrolle 10 und der Führungsfläche 15d beeinträchtigt. Bei einem typischen Kegelrollenlager mit Käfigen des Stands der Technik ist der Rollkoeffizient γ (Rollenpackrate), der durch untenstehende Formel definiert ist, gewöhnlich geringer als 0,94 gestaltet, um eine geeignete Käfigpfeilerfestigkeit und gleichmäßige Drehung eines Lagers zu erhalten: Rollkoeffizient γ = (Z·Da)/π·PCD,wobei Z eine Anzahl von Rollen und Da ein Rollendurchschnittsdurchmesser ist.
Wenn man versuchte, den Rollkoeffizienten unter Beibehaltung der Zwischenraumdimension des Käfigs einfach zu erhöhen, wäre der Pfeiler des Käfigs dünn, und somit kann eine genügende Pfeilerstärke nicht erzielt werden. Um die Enthaltungskapazität für Rollen zu erhöhen, ohne die Starrheit und Festigkeit der Käfige zu verringern, und zudem den Rollkoeffizienten γ über 0,94 (γ > 0,94) mit Unterdrückung der Erhöhung des Schleppmoments von Käfigen aufzuweisen, kann die gute Bedingung nicht bestätigt werden, ohne den Maximalzwischenraumwinkel bei 55° oder darüber einzurichten. Demgegenüber ist der Grund, warum der Maximalzwischenraumwinkel θ1_max bei 90° oder darunter eingerichtet ist, dass eine radiale Drängkraft erhöht würde, und damit wäre ein Risiko bewirkt, dass eine gleichmäßige Drehung des Lagers nicht erzielt werden kann, falls selbstschmierendes Kunststoffmaterial als Käfigkörper benutzt würde, wenn der Maximalzwischenraumwinkel θ1_max größer als 90° eingerichtet ist.
Es ist derart gestaltet, dass ein vorgegebener Spalt zwischen der Umfangsfläche der Kegelrolle 10 und den Flächen 15d von Pfeilern 15c ausgebildet ist. Ein Betrag des Spalts ist derart eingerichtet, dass die benachbarten Kegelrollen 10 einander nicht kontaktieren können, selbst wenn die Rollen 10 in jede Richtung bewegt würden.
Der Anmelder hat ein Beispiel eines Radlagers gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt, das den Rollkoeffizienten γ 0,95 und eine Anzahl von Rollen Z = 25 aufweist, hergestellt und mit einem Radlager des Stands der Technik mit dem Rollkoeffizienten γ 0,88 und der Anzahl von Rollen Z = 23 verglichen. Gemäß einer Berechnung wird angenommen, dass das Radlager der vorliegenden Erfindung eine 7%-ige Erhöhung der grundlegenden dynamischen Nennbelastung C und eine 9%-ige Erhöhung der grundlegenden statischen Nennbelastung CO im Vergleich mit jenen des Radlagers des Stands der Technik aufweisen kann. Mit der Erhöhung der grundlegenden dynamischen Nennbelastung C und der grundlegenden statischen Nennbelastung CO bei der vorliegenden Erfindung kann eine 20%-ige Verbesserung der Rolllebensdauer (berechneter Wert) und eine 7%-ige Verbesserung der Lagerstarrheit (berechneter Wert) angenommen werden, wie mit Bezug auf Ausführungsformen unten beschrieben.
Ergebnisse des Lagerlebensdauertests und Lagerstarrheitstests bezüglich eines Radlagers, das wirklich gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, und eines Radlagers des Stands der Technik sind in 6 bzw. 7 gezeigt.
Nach der Durchführung des Lagerlebensdauertests und Lagerstarrheitstests, die Hochleistungsbetrieb zugedacht waren, wies die Lagerlebensdauer des gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Radlagers ungefähr das 3,2-Fache der berechneten Lagerlebensdauer des Stands der Technik auf.
Demgegenüber betrug die Lagerlebensdauer des Stands der Technik ungefähr das 2,3-Fache ihrer berechneten Lagerlebensdauer. Dementsprechend hat sich bestätigt, dass das Radlager die Lagerlebensdauer im Vergleich mit dem Radlager des Stands der Technik verlängert hat (6).
Als Ergebnis des Lagerstarrheitstests hat sich bestätigt, dass eine 7%-ige Erhöhung der Lagerstarrheit der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit dem Radlager des Stands der Technik erzielt wurde (7).
Der Lagerstarrheitstest wurde durch Befestigen eines Ladearms am Radanbringungsflansch, durch Ausüben einer axialen Belastung (die die Momentbelastung während des Eckfahrens simuliert) auf eine radiale Reifenposition eines echten Fahrzeugs, durch Messen der Verschiebung des Radanbringungsflanschs und schließlich durch Umwandeln der Verschiebung des Radanbringungsflanschs zu seiner Neigung durchgeführt.
Die technischen Daten der Radlager der vorliegenden Erfindung und des Stands der Technik waren unter Ausnahme der Käfige und der Anzahl der Kegelrollen dieselben. Zudem waren die Teilegestaltung und die Lagervorbelastung ebenfalls dieselben.
Technische Kunststoffe wie etwa PA 46, PA 66, PPS, PEEK usw. sind als Material des Käfigs 15 benutzt, wobei bei Bedarf jedoch ebenfalls diese Kunststoffe oder andere glasfaserverstärkte oder kohlenstofffaserverstärkte technische Kunststoffe benutzt sein können.
Dritte Ausführungsform
8 ist eine Längsschnittansicht, die eine dritte Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung zeigt. Da diese Ausführungsform nur in Strukturen des Nabenrads grundlegend von der ersten Ausführungsform abweicht, sind dieselben Bezugszeichen wie jene, die in der ersten Ausführungsform benutzt sind, gleichfalls in dieser Ausführungsform benutzt.
Die Radlagervorrichtung dieser Ausführungsform ist von der Art der dritten Generation für ein angetriebenes Rad und umfasst das äußere Glied 4 und ein inneres Glied 17, das ein Nabenrad 16 und den inneren Ring 6 beinhaltet, welcher auf einen zylindrischen Abschnitt 16b des Nabenrads 16 aufgepresst ist. Das Nabenrad 16 ist an seinem Außenumfang mit einer Außenseiten-Laufringfläche 16a ausgebildet, die gegenüber der äußeren Laufringfläche 4a angeordnet ist, und weist den axial von der inneren Laufringfläche 16a verlaufenden, zylindrischen Abschnitt 16b auf. Der innere Ring 6 ist über einen vorgegebenen Unterschnitt auf den zylindrischen Abschnitt 16b aufgepresst und axial durch den verstemmten Abschnitt 1c befestigt.
Abdichtungen 18, 12 sind in ringförmigen Öffnungen angebracht, die zwischen dem äußeren Glied 4 und dem Nabenrad 16 und dem inneren Ring 6 ausgebildet sind, um ein Ausdringen von Schmiere, die in dem Lager enthalten ist, und ein Eindringen von Regenwasser und Staub von außen in das Lager zu verhindern. Das Nabenrad 16 ist aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gew.-% Kohlenstoff enthält, wie etwa S530, hergestellt und derart durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken gehärtet, dass ein Bereich, der einen Abdichtungsanschlussflächenabschnitt, auf dem die Abdichtung 18 Gleitkontakt findet, und die innere Laufringfläche 16a und den zylindrischen Abschnitt 16b beinhaltet, eine Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC aufweist.
Ähnlich den vorhergehenden Ausführungsformen ist ebenfalls in dieser Ausführungsform ein Teilkreisdurchmesser PCD der Außenseitenreihe von Kugeln 9 und ein Teilkreisdurchmesser PCD der Innenseitenreihe von Kegelrollen 10 gleich eingerichtet und die Anzahl der Innenseitenreihe von Kegelrollen 10 größer als die der Außenseitenreihe von Kugeln 9 eingerichtet. Dementsprechend ist es möglich, die Starrheit der Innenseitenreihe von Rollelementen zu erhöhen und dadurch die Lebensdauer der Lagervorrichtung zu erhalten, selbst wenn eine Belastung, die auf die Innenseitenreihe von Rollelementen ausgeübt ist, eine Belastung übersteigt, die auf die Außenseitenreihe von Rollelementen ausgeübt ist.
Vierte Ausführungsform
9 ist eine Längsschnittansicht, die eine vierte Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung zeigt. Da diese Ausführungsform nur in den Teilkreisdurchmessern beider Rollelementreihen grundlegend von der ersten Ausführungsform (1) abweicht, sind dieselben Bezugszeichen wie jene, die in der ersten Ausführungsform benutzt sind, gleichfalls in dieser Ausführungsform benutzt.
Die Radlagervorrichtung dieser Ausführungsform ist von der Art der zweiten Generation für ein angetriebenes Rad und umfasst ein Nabenrad 19 und ein Radlager 20, das an dem Nabenrad 19 befestigt ist. Das Nabenrad 19 ist an seinem Außenseitenende einstückig mit dem Radanbringungsflansch 3 ausgebildet und weist einen zylindrischen Abschnitt 19b auf, der axial von dem Radanbringungsflansch 3 über einen Schulterabschnitt 19a verläuft. Das Radlager 20 ist über einen vorgegebenen Unterschnitt auf den zylindrischen Abschnitt 19b aufgepresst und axial durch den verstemmten Abschnitt 10 befestigt, der durch plastisches Verformen des Endes des zylindrischen Abschnitts 19b ausgebildet ist.
Das Radlager 20 umfasst ein äußeres Glied 21, das an seinem Außenumfang mit einem Körperanbringungsflansch 4c und an seinem Innenumfang mit zweireihigen äußeren Laufringflächen 4a, 21a ausgebildet ist; zwei innere Ringe 22, 23, die an ihrem Außenumfang mit inneren Laufringflächen 22a, 23a ausgebildet sind, welche gegenüber den zweireihigen äußeren Laufringflächen 4a, 21a angeordnet sind; und mehrere Kugeln 9 und Kegelrollen 10, die frei rollbar zwischen den äußeren und inneren Laufringflächen 4a, 22a; 21a, 23a über Käfige 7, 24 enthalten sind. Abdichtungen 11, 25 sind in ringförmigen Öffnungen angebracht, welche zwischen dem äußeren Glied 21 und den zwei inneren Ringen 22, 23 ausgebildet sind, um ein Ausdringen von Schmiere, die in dem Lager enthalten ist, und ein Eindringen von Regenwasser und Staub von außen in das Lager zu verhindern.
Das äußere Glied 21 ist aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gew.-% Kohlenstoff enthält, wie etwa S530, hergestellt, und die zweireihigen äußeren Laufringflächen 4a, 21a sind derart durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken gehärtet, dass sie eine Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC aufweisen. Zudem sind die inneren Ringe 22, 23 aus Chromlagerstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt, wie etwa SUJ2, hergestellt und derart bis zum Kern durch Tauchabschrecken gehärtet, dass sie eine Härte von 58 bis 64 HRC aufweisen.
In dieser Ausführungsform ist ein Teilkreisdurchmesser PCDi der Innenseitenreihe von Kegelrollen 10 kleiner als ein Teilkreisdurchmesser PCDo der Außenseitenreihe von Kugeln 9 eingerichtet und die Anzahl der Innenseitenreihe von Kegelrollen 10 größer als die der Außenseitenreihe von Kugeln 9 eingerichtet. Dies ermöglicht es, den Innenseitenaußendurchmesser D des äußeren Glieds 21 klein herzustellen und dementsprechend die Kniestückgröße zu verringern, ohne die grundlegende Nennbelastung der Innenseitenreihe von Rollelementen zu verringern und dadurch das Gewicht und die Größe der Radlagervorrichtung zu verringern. Zudem ist es möglich, den zylindrischen Abschnitt 19b als einen geraden Zylinder aufweisend herzustellen und dadurch die Bearbeitbarkeit des Nabenrads 19 zu verbessern, obgleich der Unterschied in den Teilkreisdurchmessern PCDo und PCDi durch großes Herstellen der Stärke des inneren Außenseitenrings 22 entsprechend der Vergrößerung des Teilkreisdurchmessers PCDo der Außenseitenreihe von Kugeln 9 vorgesehen ist.
Fünfte Ausführungsform
10 ist eine Längsschnittansicht, die eine fünfte Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung zeigt. Da diese Ausführungsform nur in der Struktur des Nabenrads grundlegend von der vierten Ausführungsform (9) abweicht, sind dieselben Bezugszeichen wie jene, die in der vierten Ausführungsform benutzt sind, gleichfalls in dieser Ausführungsform benutzt.
Die Radlagervorrichtung dieser Ausführungsform ist von der Art der dritten Generation für ein angetriebenes Rad und umfasst das äußere Glied 21 und ein inneres Glied 27, das ein Nabenrad 26 und einen inneren Ring 23 beinhaltet, welcher auf einen zylindrischen Abschnitt 26a des Nabenrads 26 aufgepresst ist. Das Nabenrad 26 ist an seinem Außenumfang mit einer inneren Außenseiten-Laufringfläche 16a ausgebildet, die gegenüber der äußeren Außenseiten-Laufringfläche 4a angeordnet ist, und weist den axial von der inneren Laufringfläche 16a verlaufenden, zylindrischen Abschnitt 26a auf. Der innere Ring 23 ist über einen vorgegebenen Unterschnitt auf den zylindrischen Abschnitt 26a aufgepresst und axial durch den verstemmten Abschnitt 1c befestigt.
Abdichtungen 18, 25 sind in ringförmigen Öffnungen angebracht, die zwischen dem äußeren Glied 21 und dem Nabenrad 26 und dem inneren Ring 23 ausgebildet sind, um ein Ausdringen von Schmiere, die in dem Lager enthalten ist, und ein Eindringen von Regenwasser und Staub von außen in das Lager zu verhindern. Das Nabenrad 26 ist aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gew.-% Kohlenstoff enthält, wie etwa S53C, hergestellt und derart durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken gehärtet, dass ein Bereich, der einen Abdichtungsanschlussflächenabschnitt, auf dem die Abdichtung 18 Gleitkontakt findet, und die innere Laufringfläche 16a und den zylindrischen Abschnitt 26a beinhaltet, eine Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC aufweist.
In dieser Ausführungsform ist ein Teilkreisdurchmesser PCDi der Innenseitenreihe von Kegelrollen 10 kleiner als ein Teilkreisdurchmesser PCDo der Außenseitenreihe von Kugeln 9 eingerichtet und die Anzahl der Innenseitenreihe von Kegelrollen 10 größer als die der Außenseitenreihe von Kugeln 9 eingerichtet. Dies ermöglicht es, den Innenseitenaußendurchmesser D des äußeren Glieds 21 klein herzustellen und dementsprechend die Kniestückgröße zu verringern, ohne die grundlegende Nennbelastung der Innenseitenreihe von Rollelementen zu verringern, und dadurch das Gewicht und die Größe der Radlagervorrichtung zu verringern. Dementsprechend ist es möglich, die Starrheit der Innenseitenreihe von Rollelementen zu erhöhen und dadurch die Lebensdauer der Lagervorrichtung zu erhalten, selbst wenn eine Belastung, die auf die Innenseitenreihe von Rollelementen ausgeübt ist, eine Belastung übersteigt, die auf die Außenseitenreihe von Rollelementen ausgeübt ist.
Sechste Ausführungsform
11 ist eine Längsschnittansicht, die eine sechste Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung zeigt. 12 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 11. Da diese Ausführungsform nur in Strukturen des äußeren Glieds und der Abdichtungen grundlegend von der ersten Ausführungsform (1) abweicht, sind dieselben Bezugszeichen wie jene, die in der ersten Ausführungsform benutzt sind, gleichfalls in dieser Ausführungsform benutzt.
Die Lagervorrichtung für ein angetriebenes Rad dieser Ausführungsform ist von der Art der zweiten Generation und umfasst das Nabenrad 1 und ein Radlager 28, das an dem Nabenrad 1 befestigt ist. Das Radlager 28 ist über einen vorgegebenen Unterschnitt auf den zylindrischen Abschnitt 1b aufgepresst, wobei es an die Schulter 1a des Nabenrads 1 anstößt, und axial durch den verstemmten Abschnitt 1c befestigt, der durch plastisches Verformen des Endes des zylindrischen Abschnitts 1b ausgebildet ist.
Das Radlager 28 umfasst ein äußeres Glied 29, das an seinem Außenumfang einstückig mit einem Körperanbringungsflansch 29a zur Anbringung an einem Kniestück N eines Fahrzeugs und an seinem Innenumfang mit zweireihigen äußeren Laufringflächen 4a, 4b ausgebildet ist; zwei innere Ringe 5, 6, die jeder an seinem Außenumfang mit inneren Laufringflächen 5a, 6a ausgebildet sind, welche jeweils gegenüber den zweireihigen äußeren Laufringflächen 4a, 4b angeordnet sind; und mehrere Kugeln 9 und Kegelrollen 10, die frei rollbar zwischen den äußeren und inneren Laufringflächen 4a, 4b und 5a, 6a über Käfige 7, 8 enthalten sind. Das äußere Glied 29 ist aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gew.-% Kohlenstoff enthält, wie etwa S53C, hergestellt, und die zweireihigen äußeren Laufringflächen 4a, 4b sind derart durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken gehärtet, dass sie eine Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC aufweisen. Abdichtungen 11, 12a sind in ringförmigen Öffnungen angebracht, welche zwischen dem äußeren Glied 29 und den zwei inneren Ringen 5, 6 ausgebildet sind, um ein Ausdringen von Schmiere, die in dem Lager enthalten ist, und ein Eindringen von Regenwasser und Staub von außen in das Lager zu verhindern.
In dieser Ausführungsform ist der Teilkreisdurchmesser PCD der Außenseitenreihe von Kugeln 9 und ein Teilkreisdurchmesser PCD der Innenseitenreihe von Kegelrollen 10 gleich eingerichtet. Dementsprechend kann die Starrheit der Innenseitenreihe von Rollelementen erhöht sein und die grundlegende Nennbelastung der Innenseitenreihe von Rollelementen größer als jene der Außenseitenreihe von Rollelementen sein, und dadurch ist es möglich, die Lebensdauer der Lagervorrichtung zu erhalten, selbst wenn eine Belastung, die auf die Innenseitenreihe von Rollelementen ausgeübt ist, eine Belastung übersteigt, die auf die Außenseitenreihe von Rollelementen ausgeübt ist. Daher ist es möglich, eine nützliche Gestaltung der Radlagervorrichtung zu verwirklichen und eine Radlagervorrichtung mit verbesserter Festigkeit und Widerstandsfähigkeit bereitzustellen.
Zudem ist in dieser Ausführungsform das Kniestück N aus Leichtmetall wie etwa Aluminiumlegierung oder Magnesiumlegierung hergestellt und das äußere Glied 29, das an das Kniestück N anstößt, mit einer elektrisch isolierenden Filmschicht 30 ausgebildet. Die Filmschicht 30 erstreckt sich über einen Bereich, der eine Innenseiten-Außenumfangsfläche 4d des äußeren Glieds 29, auf der das Kniestück N angebracht ist, und eine Innenseitenendfläche 4e des Körperanbringungsflanschs 29a beinhaltet. Die Filmschicht 30 kann eine plattierte Schicht mit einer Beschichtung darauf oder eine einzelne Beschichtung sein.
Die Beschichtung kann eine Kunstharzschicht oder ein Lackfilm sein. Beispielsweise kann eine auf niedriger Temperatur aushärtende Beschichtung auf einer plattierten Schicht aus Chromfilm ausgebildet sein, wenn die Filmschicht 30 eine plattierte Schicht ist, auf der eine Beschichtung ausgebildet ist. Ein auf niedriger Temperatur aushärtender Beschichtungsagens aus einer Flüssigkeit ist für die auf niedriger Temperatur aushärtende Beschichtung benutzt. Die Filmschicht 30 kann eine einzelne Beschichtung sein, die durch die elektrostatische Pulverlackierung ausgebildet ist. Bei der elektrostatischen Pulverlackierung kann beispielsweise Epoxidpulverlack, Acryllack, lösend backfähiger Acryllack und Aminoalkydharzlack usw. benutzt sein. Die Bereitstellung einer derartigen Filmschicht oder Beschichtung erschwert das Hervorrufen eines Potentialunterschieds zwischen Kontaktflächen der Lagervorrichtung aus Stahl und dem Kniestück aus Leichtmetall und verhindert dadurch die Erzeugung galvanischer Korrosion zwischen den Kontaktflächen, selbst wenn jegliche leitfähige Flüssigkeit, die als Elektrolyt fungiert, an den Kontaktflächen anhaften und eine Zelle dazwischen ausbilden würde.
Zudem umfasst die Abdichtung 12a eine Verbundabdichtung oder Packungsabdichtung, die eine ringförmige Abdichtungsplatte 31 und einen Schleuderring 32 beinhaltet, welche jedes einen L-förmigen Querschnitt aufweisen und einander gegenüber angeordnet sind, wie in einer vergrößerten Ansicht von 12 gezeigt. Die ringförmige Abdichtungsplatte 31 umfasst ein Kernmetall 33, das in das Ende des äußeren Glieds 29 eingepasst ist, und ein Abdichtungsglied 34, das einstückig auf das Kernmetall aufvulkanisiert ist. Das Abdichtungsglied 34 beinhaltet einen Seitenrand 34a und ein Paar radiale Ränder 34b, 34c.
Das Kernmetall 33 ist aus Austenitedelstahlblech (JIS SUS 304 usw.) oder konserviertem kalt gewalztem Stahlblech (JIS SPCC usw.) hergestellt und mit einer im Allgemeinen ringförmigen Gestaltung durch einen plastischen Verformungsvorgang wie etwa Pressformerei, Ziehen oder Sperren ausgebildet und umfasst einen zylindrischen Abschnitt 33a und einen stehenden Abschnitt 33b, der von dem zylindrischen Abschnitt 33a radial nach innen verläuft. Das Abdichtungsglied 34 ist aus leitfähigem Kunstkautschukmaterial wie etwa Nitrilkautschuk ausgebildet, dem leitfähiges Pulver wie etwa Kohlenstoff beigemischt ist. Dies bewirkt elektrische Leitung zwischen dem äußeren Glied 29 und dem inneren Ring 6 und erschwert damit einen Potentialunterschied zwischen ihnen. Bevorzugtes leitfähiges Kautschukmaterial weist einen Volumeneigenwiderstand von unter 30·10³ Ω cm auf.
Demgegenüber ist der Schleuderring 32 aus Austenitedelstahlblech (JIS SUS 304 usw.) oder konserviertem, kalt gewalztem Stahlblech (JIS SPCC usw.) hergestellt und mit einer im Allgemeinen ringförmigen Gestaltung durch einen plastischen Verformungsvorgang wie etwa Pressformerei, Ziehen oder Sperren ausgebildet und umfasst einen zylindrischen Abschnitt 32a und einen stehenden Abschnitt 32b, der von dem zylindrischen Abschnitt 32a radial nach außen verläuft.
Bei der Radlagervorrichtung dieser Ausführungsform kann, da die Abdichtung 12a aus leitfähigem Material hergestellt ist, ein elektrischer Strom zwischen dem äußeren Glied 29 und dem inneren Ring 6 durch die Abdichtung 12a fließen, und statische Elektrizität, die durch einen Radreifen erzeugt ist, fließt über das Nabenrad 1, den inneren Ring 6 und die Abdichtung 12a zu dem äußeren Glied 29 und ferner über Kniestückbefestigungsbolzen (nicht gezeigt) zum Kniestück N und entlädt sich schließlich an einem Fahrzeugkörper. Dies ermöglicht es, die Erzeugung von elektrischen Funken zwischen den Rollelementen 9, 10 und den Laufringflächen des äußeren Glieds 29 und der inneren Ringe 5, 6 zu verhindern, selbst wenn die Bildung eines Schmierölfilms dazwischen nicht genügend ist. Dies ermöglicht es ferner, die Erzeugung von elektrischer Korrosion aufgrund der elektrischen Funken und die Erzeugung von Rauschen in einem Radio, das in dem Fahrzeug angebracht ist, zu verhindern.
Siebte Ausführungsform
13 ist eine Längsschnittansicht, die eine siebte Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung zeigt, und 14 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 13. Da diese Ausführungsform nur in Strukturen des äußeren Glieds und der Abdichtung grundlegend von der dritten Ausführungsform (8) abweicht, sind dieselben Bezugszeichen wie jene, die in der ersten Ausführungsform benutzt sind, gleichfalls in dieser Ausführungsform benutzt.
Die Radlagervorrichtung dieser Ausführungsform ist von der Art der dritten Generation für ein angetriebenes Rad und umfasst das äußere Glied 29 und das inneres Glied 17, das das Nabenrad 16 und den inneren Ring 6 beinhaltet, welcher auf einen zylindrischen Abschnitt 16b des Nabenrads 16 aufgepresst ist. Abdichtungen 18a, 12 sind in ringförmigen Öffnungen angebracht, die zwischen dem äußeren Glied 29 und dem Nabenrad 16 und dem inneren Ring 6 ausgebildet sind, um ein Ausdringen von Schmiere, die in dem Lager enthalten ist, und ein Eindringen von Regenwasser und Staub von außen in das Lager zu verhindern.
In dieser Ausführungsform ist ein Teilkreisdurchmesser PCD der Außenseitenreihe von Kugeln 9 und ein Teilkreisdurchmesser der Innenseitenreihe von Kegelrollen 10 ebenfalls gleich eingerichtet. Dementsprechend ist es möglich, das Gewicht und die Größe der Lagervorrichtung zu verringern und die Starrheit der Innenseitenreihe von Rollelementen zu erhöhen und dadurch die Lebensdauer der Lagervorrichtung zu erhalten, selbst wenn eine Belastung, die auf die Innenseitenreihe von Rollelementen ausgeübt ist, eine Belastung übersteigt, die auf die Außenseitenreihe von Rollelementen ausgeübt ist.
Zudem umfasst die Außenseitenabdichtung 18a ein leitfähiges Kernmetall 35 und ein leitfähiges Abdichtungsglied 36, das einstückig auf das Kernmetall 35 aufvulkanisiert ist, wie in 14 gezeigt. Das Kernmetall 35 ist aus Austenitedelstahlblech (JIS SUS 304 usw.) oder konserviertem kalt gewalztem Stahlblech (JIS SPCC usw.) hergestellt und mit einer im Allgemeinen ringförmigen Gestaltung durch einen plastischen Verformungsvorgang wie etwa Pressformerei ausgebildet und umfasst einen zylindrischen Abschnitt 35a und einen stehenden Abschnitt 35b, der von dem zylindrischen Abschnitt 35a radial nach innen verläuft. Das Abdichtungsglied 36 ist aus leitfähigem Kunstkautschukmaterial wie etwa Nitrilkautschuk ausgebildet, dem leitfähiges Pulver wie etwa Kohlenstoff beigemischt ist, und umfasst einen Seitenrand 36a und ein Paar radiale Ränder 36b, 36c, die mit der Basis des Radanbringungsflanschs in Gleitkontakt stehen. Dadurch kann ein elektrischer Strom zwischen dem äußeren Glied 29 und dem Nabenrad 16 durch die Abdichtung 18a zu einem Fahrzeugkörper fließen. Dementsprechend ist es ähnlich wie bei der sechsten Ausführungsform (11) möglich, die Erzeugung von elektrischer Korrosion an den Laufringflächen 4a, 16a und die Erzeugung von Rauschen in einem Radio, das in einem Fahrzeug angebracht ist, zu verhindern.
Achte Ausführungsform
15 ist eine Längsschnittansicht, die eine achte Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung zeigt. Da diese Ausführungsform nur in Strukturen des äußeren Glieds und der Abdichtung grundlegend von der vierten Ausführungsform (9) abweicht, sind dieselben Bezugszeichen wie jene, die in der vierten Ausführungsform benutzt sind, gleichfalls in dieser Ausführungsform benutzt.
Die Lagervorrichtung dieser Ausführungsform ist von der Art der zweiten Generation für ein angetriebenes Rad und umfasst das Nabenrad 19 und ein Radlager 37, das an dem Nabenrad 19 befestigt ist. Das Radlager 37 ist über einen vorgegebenen Unterschnitt auf den zylindrischen Abschnitt 19b aufgepresst, wobei es an die Schulter 19a des Nabenrads 19 anstößt, und axial durch den verstemmten Abschnitt 1c befestigt, der durch plastisches Verformen des Endes des zylindrischen Abschnitts 19b ausgebildet ist.
Das Radlager 37 umfasst ein äußeres Glied 38, das an seinem Außenumfang mit einem Körperanbringungsflansch 29a und an seinem Innenumfang mit zweireihigen äußeren Laufringflächen 4a, 21a ausgebildet ist; zwei innere Ringe 22, 23, die an ihrem Außenumfang mit inneren Laufringflächen 22a, 22b ausgebildet sind, welche gegenüber den zweireihigen äußeren Laufringflächen 4a, 21a angeordnet sind; und mehrere Kugeln 9 und Kegelrollen 10, die frei rollbar zwischen den äußeren und inneren Laufringflächen 4a, 22a; 21a, 23a über Käfige 7, 24 enthalten sind.
Das äußere Glied 38 ist aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gew.-% Kohlenstoff enthält, wie etwa S53C, hergestellt, und die zweireihigen äußeren Laufringflächen 4a, 21a sind derart durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken gehärtet, dass sie eine Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC aufweisen. Abdichtungen 11, 25a sind in ringförmigen Öffnungen angebracht, welche zwischen dem äußeren Glied 38 und den zwei inneren Ringen 22, 23 ausgebildet sind, um ein Ausdringen von Schmiere, die in dem Lager enthalten ist, und ein Eindringen von Regenwasser und Staub von außen in das Lager zu verhindern. Die Innenseitenabdichtung 25a ist aus leitfähigem Material, dem leitfähiges Pulver beigemischt ist.
In dieser Ausführungsform ist ein Teilkreisdurchmesser PCDi der Innenseitenreihe von Kegelrollen 10 kleiner als ein Teilkreisdurchmesser PCDo der Außenseitenreihe von Kugeln 9 eingerichtet. Dies ermöglicht es, den Innenseitenaußendurchmesser D des äußeren Glieds 38 klein herzustellen und dementsprechend die Kniestückgröße zu verringern, ohne die grundlegende Nennbelastung der Innenseitenreihe von Rollelementen zu verringern, und dadurch das Gewicht und die Größe der Radlagervorrichtung zu verringern. Zudem ist es möglich, den zylindrischen Abschnitt 19b als einen geraden Zylinder aufweisend herzustellen und dadurch die Bearbeitbarkeit des Nabenrads 19 zu verbessern, obgleich der Unterschied in den Teilkreisdurchmessern PCDo und PCDi durch großes Herstellen der Stärke des inneren Außenseitenrings 22 entsprechend der Vergrößerung des Teilkreisdurchmessers PCDo der Außenseitenreihe von Kugeln 9 vorgesehen ist.
Neunte Ausführungsform
16 ist eine Längsschnittansicht, die eine neunte Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung zeigt. Da diese Ausführungsform nur in Strukturen des äußeren Glieds und der Abdichtung grundlegend von der vierten Ausführungsform (9) abweicht, sind dieselben Bezugszeichen wie jene, die in der vierten Ausführungsform benutzt sind, gleichfalls in dieser Ausführungsform benutzt.
Die Radlagervorrichtung dieser Ausführungsform ist von der Art der dritten Generation für ein angetriebenes Rad und umfasst ein äußeres Glied 38 und das innere Glied 27, das das Nabenrad 26 und den inneren Ring 23 beinhaltet, welcher auf einen zylindrischen Abschnitt 26a des Nabenrads 26 aufgepresst ist. Abdichtungen 18, 25a sind in ringförmigen Öffnungen angebracht, die zwischen dem äußeren Glied 38 und dem Nabenrad 26 und dem inneren Ring 23 ausgebildet sind, um ein Ausdringen von Schmiere, die in dem Lager enthalten ist, und ein Eindringen von Regenwasser und Staub von außen in das Lager zu verhindern.
In dieser Ausführungsform ist ähnlich der vierten Ausführungsform ein Teilkreisdurchmesser PCDi der Innenseitenreihe von Kegelrollen 10 ebenfalls kleiner als ein Teilkreisdurchmesser PCDo der Außenseitenreihe von Kugeln 9 eingerichtet. Dies macht es möglich, dass die Anzahl der Außenseitenreihe von Kugeln 9 größer als jene der Innenseite von Kegelrollen 10 eingerichtet ist. Dies ermöglicht es, die Lagerstarrheit gänzlich zu erhöhen und den Innenseitenaußendurchmesser D des äußeren Glieds 38 klein herzustellen und dementsprechend die Kniestückgröße zu verringern, ohne die grundlegende Nennbelastung der Innenseitenreihe von Rollelementen zu verringern, und dadurch das Gewicht und die Größe der Radlagervorrichtung zu verringern. Dementsprechend ist es möglich, die grundlegende Nennbelastung der Innenseitenlagerreihe größer als jene der Außenseitenlagerreihe herzustellen und dadurch die Lebensdauer der Lagervorrichtung zu erhalten, selbst wenn eine Belastung, die auf die Innenseitenreihe von Rollelementen ausgeübt ist, eine Belastung übersteigt, die auf die Außenseitenreihe von Rollelementen ausgeübt ist.
Zehnte Ausführungsform
17 ist eine Längsschnittansicht, die eine zehnte Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung zeigt. Da diese Ausführungsform nur in Strukturen des äußeren Glieds und inneren Glieds grundlegend von der ersten Ausführungsform (1) abweicht, sind dieselben Bezugszeichen wie jene, die in der vierten Ausführungsform benutzt sind, gleichfalls in dieser Ausführungsform benutzt.
Die Lagervorrichtung dieser Ausführungsform ist von der Art der zweiten Generation für ein angetriebenes Rad und umfasst ein Nabenrad 39 und ein Radlager 40, das an dem Nabenrad 39 befestigt ist. Das Nabenrad 39 ist an seinem Außenseitenende einstückig mit einem Radanbringungsflansch 3 ausgebildet, an dem Nabenbolzen 3a abstandsgetreu entlang seiner Peripherie angebracht sind, und weist einen zylindrischen Abschnitt 1b auf, der axial von einer Basis 1a des Radanbringungsflanschs 3 verläuft.
Das Radlager 40 ist auf den zylindrischen Abschnitt 1b aufgepresst, wobei es an die Schulter 1a des Nabenrads 39 anstößt, und axial durch einen verstemmten Abschnitt 1c befestigt, der durch plastisches Verformen des Endes des zylindrischen Abschnitts 1b ausgebildet ist.
Das Radlager 40 umfasst ein äußeres Glied 41, das an seinem Außenumfang einstückig mit einem Körperanbringungsflansch 4c und an seinem Innenumfang mit zweireihigen äußeren Laufringflächen 4a, 4b ausgebildet ist; zwei innere Ringe 42, 43, die jeder an seinem Außenumfang mit inneren Laufringflächen 5a, 6a jeweils gegenüber den zweireihigen äußeren Laufringflächen 4a, 4b ausgebildet sind; und mehrere Kugeln 9 und Kegelrollen 10, die frei rollbar zwischen den äußeren und inneren Laufringflächen 4a, 4b und 5a, 6a über Käfige 7, 8 enthalten sind. Abdichtungen 11, 12 sind in ringförmigen Öffnungen angebracht, welche zwischen dem äußeren Glied 41 und den inneren Ringen 42, 43 ausgebildet sind, um ein Ausdringen von Schmiere, die in dem Lager enthalten ist, und ein Eindringen von Regenwasser und Staub von außen in das Lager zu verhindern.
In dieser Ausführungsform ist der Teilkreisdurchmesser PCD der Außenseitenreihe von Kugeln 9 und ein Teilkreisdurchmesser PCD der Innenseitenreihe von Kegelrollen 10 gleich eingerichtet. Dementsprechend kann die Starrheit der Innenseitenreihe von Rollelementen erhöht sein und die grundlegende Nennbelastung der Innenseitenreihe von Rollelementen größer als jene der Außenseitenreihe von Rollelementen sein, und dadurch ist es möglich, die Lebensdauer der Lagervorrichtung zu erhalten, selbst wenn eine Belastung, die auf die Innenseitenreihe von Rollelementen ausgeübt ist, eine Belastung übersteigt, die auf die Außenseitenreihe von Rollelementen ausgeübt ist. Daher ist es möglich, eine nützliche Gestaltung der Radlagervorrichtung zu verwirklichen und eine Radlagervorrichtung mit verbesserter Festigkeit und Widerstandsfähigkeit bereitzustellen.
Das Nabenrad 39 ist aus Kohlenstoffstahl, der 0,60 bis 0,80 Gew.-% Kohlenstoff enthält, hergestellt, und ein Bereich, der den Schulterabschnitt 1a und den zylindrischen Abschnitt 1b beinhaltet, ist durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken zum Ausbilden einer gehärteten Schicht 44 (mit Kreuzschraffur gezeigt) mit einer Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC ausgebildet. Der verstemmte Abschnitt 1c verbleibt mit seiner Oberflächenhärte nach dem Schmieden. Da die beinhaltete Kohlenstoffmenge geringer als jene von Chromlagerstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt, wie etwa SUJ2 (0,95 bis 1,10 Gew.-%), ist, ist die Bearbeitbarkeit und das Schneiden des Nabenrads 39 verbessert, und es weist eine genügende mechanische Festigkeit bezüglich der Drehbiegebelastung auf, die auf den Radanbringungsflansch 3 ausgeübt ist. Dementsprechend können Schwingverschleißfestigkeitskennzeichen des zylindrischen Abschnitts 1b, der den Anbringungsabschnitt des Radlagers 40 ausbildet, verbessert sein und die plastische Verformung des verstemmten Abschnitts 1c gleichmäßig unter Vermeidung der Erzeugung von Mikrorissen ausgeführt werden.
Ähnlich dem Nabenrad 39 ist das äußere Glied 41 aus Kohlenstoffstahl, der 0,60 bis 0,80 Gew.-% Kohlenstoff enthält, hergestellt, und seine zweireihigen äußeren Laufringflächen 4a, 4b sind durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken zum Ausbilden einer gehärteten Schicht 45 (mit Kreuzschraffur gezeigt) mit einer Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC ausgebildet. Die inneren Ringe 42, 43 sind ebenfalls aus Kohlenstoffstahl, der 0,60 bis 0,80 Gew.-% Kohlenstoff enthält, hergestellt und an ihrer Außenumfangsfläche durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken zum Ausbilden einer gehärteten Schicht 46, 46 (mit Kreuzschraffur gezeigt) mit einer Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC ausgebildet. Dies verbessert die Bearbeitbarkeits- und Schneideigenschaft sowie Verschleißfestigkeit und Rollermüdungslebensdauer der Lagervorrichtung. Das äußere Glied, das ein ortsfestes Glied ausbildet, kann aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, wie etwa herkömmlich benutzter S53C, ausgebildet sein.
Das Nabenrad 39 und die inneren Ringe 42, 43, die Drehglieder ausbilden, sind bevorzugt als Stahlglied hergestellt, das 0,70 bis 0,80 Gew.-% C, 0,50 bis 1,00 Gew.-% Si, 0,10 bis 2,00 Gew.-% Mn, 0,40 bis 0,95 Gew.-% Cr, weniger als 0,050 Gew.-% Al, weniger als 0,0030 Gew.-% O und den Rückstand von Fe und unvermeidliche Unreinheiten beinhaltet. Es ist möglich, die Bearbeitbarkeit und Rollermüdungslebensdauer der Lagervorrichtung durch Benutzung eines derartigen Stahlglieds weiter zu verbessern.
Die Festigkeit, Verschleißbeständigkeit und Rollermüdungslebensdauer kann durch Erhöhen der Gehaltsmenge von C, das das Stahlglied ausbildet, verbessert sein. Jedoch kann die Bearbeitbarkeits- und Schneideigenschaft des Stahlglieds außerordentlich beeinträchtigt sein, wenn der Gehalt 0,80 Gew.-% übersteigt. Daher ist die Obergrenze des C-Gehalts bei 0,80 Gew.-% eingerichtet. Si ist ein unentbehrliches Element zur Desoxidation und Verbesserung der Rollermüdungslebensdauer. Jedoch ist seine Wirkung bei einem Gehalt von weniger als 0,50 Gew.-% nicht zu erwarten, wogegen die Bearbeitbarkeits- und Schneideigenschaft des Stahlglieds bei einem Gehalt über 1,0 Gew.-% außerordentlich beeinträchtigt ist. Daher ist die Obergrenze des Si-Gehalts bei 1,0 Gew.-% eingerichtet. Mn ist ein wirksames Element zum Verbessern der Härtbarkeit von Stahl und zum Erhöhen der Zähigkeit von Stahl zur Verbesserung der Rollermüdungslebensdauer. Jedoch ist seine Wirkung bei einem Mn-Gehalt von weniger als 0,10 Gew.-% nicht zu erwarten, wogegen die Bearbeitbarkeits- und Schneideigenschaft des Stahlglieds bei einem Gehalt über 2,0 Gew.-% außerordentlich beeinträchtigt ist. Daher ist der Mn-Gehalt in einem Bereich von 0,10 bis 2,0 Gew.-%, vorzugsweise 0,50 bis 1,20 Gew.-%, eingerichtet.
Cr ist zum Verbessern der Härtbarkeit, Festigkeit und Zähigkeit von Stahl wirksam. Jedoch ist seine Wirkung bei einem Gehalt von weniger als 0,40 Gew.-% nicht zu erwarten, wogegen es nicht bevorzugt ist, dass Diffusionsglühen mit Beeinflussung durch andere Elemente bei einem Gehalt über 0,95 Gew.-% unumgänglich ist. Die durch Cr hervorgerufenen Wirkungen sind bei einem Gehalt von 0,80 Gew.-% gesättigt, und es besteht eine Neigung, dass beim Schmelzen bei einem Gehalt von 0,80 Gew.-% mit Beeinflussung durch andere Elemente, insbesondere C und Si, Riesencarbid leicht ausgebildet wird. Daher ist der Cr-Gehalt in einem Bereich von 0,40 bis 0,95 Gew.-%, vorzugsweise 0,40 bis 0,80 Gew.-%, eingerichtet.
Al ist als Desoxidationsmittel zugesetzt. Da es jedoch mit O zum Ausbilden von hartem verschachteltem Oxid abbindet, beeinträchtigt es die Rollermüdungslebensdauer. Es ist daher erwünscht, dass der Al-Prozentgehalt so klein wie möglich ist und seine Obergrenze bei 0,050 Gew.-% eingerichtet ist. Gleicherweise ist es erwünscht, dass der O-Prozentgehalt so klein wie möglich ist und seine Obergrenze bei 0,0030 Gew.-% eingerichtet ist.
Elfte Ausführungsform
18 ist eine Längsschnittansicht, die eine elfte Ausführungsform der Lagervorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt. Da diese Ausführungsform nur in Strukturen des Nabenrads grundlegend von der zehnten Ausführungsform (17) abweicht, sind dieselben Bezugszeichen wie jene, die in der zehnten Ausführungsform benutzt sind, gleichfalls in dieser Ausführungsform benutzt.
Die Radlagervorrichtung dieser Ausführungsform ist von der Art der dritten Generation für ein angetriebenes Rad und umfasst ein äußeres Glied 41 und ein inneres Glied 48, das ein Nabenrad 47 und einen inneren Ring 43 beinhaltet, welcher auf einen zylindrischen Abschnitt 16b des Nabenrads 47 aufgepresst ist. Das Nabenrad 47 ist direkt an seinem Außenumfang mit einer inneren Außenseiten-Laufringfläche 16a ausgebildet und weist den axial von der inneren Laufringfläche 16a verlaufenden, zylindrischen Abschnitt 16b auf. Der innere Ring 43 ist über einen vorgegebenen Unterschnitt auf den zylindrischen Abschnitt 16b aufgepresst und axial durch den verstemmten Abschnitt 1c befestigt.
Abdichtungen 18, 12 sind in ringförmigen Öffnungen angebracht, die zwischen dem äußeren Glied 41 und dem Nabenrad 47 und dem inneren Ring 43 ausgebildet sind, um ein Ausdringen von Schmiere, die in dem Lager enthalten ist, und ein Eindringen von Regenwasser und Staub von außen in das Lager zu verhindern. Das Nabenrad 47 ist aus Kohlenstoffstahl, der 0,60 bis 0,80 Gew.-% vorzugsweise 0,70 bis 0,80 Gew.-% Kohlenstoff enthält, hergestellt und derart durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken gehärtet, dass eine gehärtete Schicht 44 mit einer Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC ausgebildet ist, die einen Abdichtungsanschlussflächenabschnitt, auf dem die Abdichtung 18 Gleitkontakt findet, und die innere Laufringfläche 16a und den zylindrischen Abschnitt 16b beinhaltet.
Ähnlich den vorhergehenden Ausführungsformen ist ebenfalls in dieser Ausführungsform ein Teilkreisdurchmesser PCD der Außenseitenreihe von Kugeln 9 und ein Teilkreisdurchmesser PCD der Innenseitenreihe von Kegelrollen 10 gleich eingerichtet. Dementsprechend ist es möglich, die Starrheit der Innenseitenreihe von Rollelementen zu erhöhen und dadurch die Lebensdauer der Lagervorrichtung zu erhalten, selbst wenn eine Belastung, die auf die Innenseitenreihe von Rollelementen ausgeübt ist, eine Belastung übersteigt, die auf die Außenseitenreihe von Rollelementen ausgeübt ist.
Zwölfte Ausführungsform
19 ist eine Längsschnittansicht, die eine zwölfte Ausführungsform der Lagervorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt. Da diese Ausführungsform nur in den Teilkreisdurchmessern beider Rollelementreihen grundlegend von der zehrten Ausführungsform (17) abweicht, sind dieselben Bezugszeichen wie jene, die in der zehnten Ausführungsform benutzt sind, gleichfalls in dieser Ausführungsform benutzt.
Die Radlagervorrichtung dieser Ausführungsform ist von der Art der zweiten Generation für ein angetriebenes Rad und umfasst ein Nabenrad 19 und ein Radlager 49, das an dem Nabenrad 19 befestigt ist. Das Radlager 49 umfasst ein äußeres Glied 50, das an seinem Außenumfang mit einem Körperanbringungsflansch 4c und an seinem Innenumfang mit zweireihigen äußeren Laufringflächen 4a, 21a ausgebildet ist; zwei innere Ringe 51, 52, die an ihrem Außenumfang mit inneren Laufringflächen 22a, 23a ausgebildet sind, welche gegenüber den zweireihigen äußeren Laufringflächen 4a, 21a angeordnet sind; und mehrere Kugeln 9 und Kegelrollen 10, die frei rollbar zwischen den äußeren und inneren Laufringflächen 4a, 22a; 21a, 23a über Käfige 7, 24 enthalten sind. Abdichtungen 11, 25 sind in ringförmigen Öffnungen angebracht, welche zwischen dem äußeren Glied 50 und den zwei inneren Ringen 51, 52 ausgebildet sind, um ein Ausdringen von Schmiere, die in dem Lager enthalten ist, und ein Eindringen von Regenwasser und Staub von außen in das Lager zu verhindern.
Das äußere Glied 50 ist aus Kohlenstoffstahl, der 0,60 bis 0,80 Gew.-% Kohlenstoff enthält, hergestellt, und die zweireihigen äußeren Laufringflächen 4a, 21a sind mit einer gehärteten Schicht 45 ausgebildet, die derart durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken gehärtet ist, dass sie eine Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC aufweist. Zudem sind die inneren Ringe 51, 52 aus Kohlenstoffstahl, der ein C-Gehalt von 0,60 bis 0,80 Gew.-% beinhaltet, hergestellt und ihre inneren Laufringflächen 22a, 23a und äußere Umfangsfläche mit gehärteten Schichten 44, 46 mit einer Härte von 58 bis 64 HRC ausgebildet.
In dieser Ausführungsform ist ein Teilkreisdurchmesser PCDi der Innenseitenreihe von Kegelrollen 10 kleiner als ein Teilkreisdurchmesser PCDo der Außenseitenreihe von Kugeln 9 eingerichtet. Dies ermöglicht es, den Innenseitenaußendurchmesser D des äußeren Glieds 50 klein herzustellen und dementsprechend die Kniestückgröße zu verringern, ohne die grundlegende Nennbelastung der Innenseitenreihe von Rollelementen zu verringern und dadurch das Gewicht und die Größe der Radlagervorrichtung zu verringern. Zudem ist es möglich, den zylindrischen Abschnitt 19b als einen geraden Zylinder aufweisend herzustellen und dadurch die Bearbeitbarkeit des Nabenrads 19 zu verbessern, obgleich der Unterschied in den Teilkreisdurchmessern PCDo und PCDi durch großes Herstellen der Stärke des inneren Außenseitenrings 51 entsprechend der Vergrößerung des Teilkreisdurchmessers PCDo der Außenseitenreihe von Kugeln 9 vorgesehen ist.
Dreizehnte Ausführungsform
20 ist eine Längsschnittansicht, die eine dreizehnte Ausführungsform der Radlagervorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt. Da diese Ausführungsform nur in der Struktur des Nabenrads grundlegend von der zwölften Ausführungsform (19) abweicht, sind dieselben Bezugszeichen wie jene, die in der zwölften Ausführungsform benutzt sind, gleichfalls in dieser Ausführungsform benutzt.
Die Radlagervorrichtung dieser Ausführungsform ist von der Art der dritten Generation für ein angetriebenes Rad und umfasst ein äußeres Glied 50 und ein inneres Glied 54, das ein Nabenrad 53 und einen inneren Ring 23 beinhaltet, welcher auf einen zylindrischen Abschnitt 26a des Nabenrads 53 aufgepresst ist. Das Nabenrad 53 ist an seinem Außenumfang mit einer inneren Außenseiten-Laufringfläche 16a ausgebildet, die gegenüber der äußeren Außenseiten-Laufringfläche 4a angeordnet ist, und weist den axial von der inneren Laufringfläche 16a verlaufenden, zylindrischen Abschnitt 26a auf. Der innere Ring 23 ist über einen vorgegebenen Unterschnitt auf den zylindrischen Abschnitt 26a aufgepresst und axial durch den verstemmten Abschnitt 1c befestigt.
Abdichtungen 18, 25 sind in ringförmigen Öffnungen angebracht, die zwischen dem äußeren Glied 50 und dem Nabenrad 53 und dem inneren Ring 23 ausgebildet sind, um ein Ausdringen von Schmiere, die in dem Lager enthalten ist, und ein Eindringen von Regenwasser und Staub von außen in das Lager zu verhindern. Das Nabenrad 53 ist aus Kohlenstoffstahl, der 0,60 bis 0,80 Gew.-% Kohlenstoff enthält, hergestellt und derart durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken gehärtet, dass eine gehärtete Schicht 44 mit einer Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC ausgebildet ist, die einen Abdichtungsanschlussflächenabschnitt, auf dem die Abdichtung 18 Gleitkontakt findet, und die innere Laufringfläche 16a und den zylindrischen Abschnitt 26a beinhaltet.
In dieser Ausführungsform ist, ähnlich den vorhergehenden Ausführungsformen, ein Teilkreisdurchmesser PCDi der Innenseitenreihe von Kegelrollen 10 ebenfalls kleiner als ein Teilkreisdurchmesser PCDo der Außenseitenreihe von Kugeln 9 eingerichtet. Dies ermöglicht es, die Anzahl der Außenseitenreihe von Kugeln 9 größer als die der Innenseitenreihe von Kegelrollen 10 eingerichtet ist. Dies ermöglicht es, die Lagerstarrheit gänzlich zu erhöhen und den Innenseitenaußendurchmesser D des äußeren Glieds 50 klein herzustellen und dementsprechend die Kniestückgröße zu verringern, ohne die grundlegende Nennbelastung der Innenseitenreihe von Rollelementen zu verringern und dadurch das Gewicht und die Größe der Radlagervorrichtung zu verringern. Dementsprechend ist es möglich, die grundlegende Nennbelastung der Innenseitenlagerreihe größer als jene der Außenseitenlagerreihe herzustellen und dadurch die Lebensdauer der Lagervorrichtung zu erhalten, selbst wenn eine Belastung, die auf die Innenseitenreihe von Rollelementen ausgeübt ist, eine Belastung übersteigt, die auf die Außenseitenreihe von Rollelementen ausgeübt 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.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die Radlagervorrichtung der vorliegenden Erfindung ist auf jegliche der Lagervorrichtungen der zweiten oder dritten Generation unabhängig davon, ob für das Antriebsrad oder das angetriebene Rad, anwendbar.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Längsschnittansicht, die eine erste Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Längsschnittansicht, die eine zweite Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ist eine Teilschnittansicht von 2;
4 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 3;
5 ist eine Beispielsansicht, die einen Umfangsbewegungsbereich von Kegelrollen in Zwischenräumen zeigt;
6 ist ein Schaubild, das Ergebnisse von Lebensdauertests eines Lagers zeigt;
7 ist ein Schaubild, das Ergebnisse von Starrheitstests eines Lagers zeigt;
8 ist eine Längsschnittansicht, die eine dritte Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 ist eine Längsschnittansicht, die eine vierte Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 ist eine Längsschnittansicht, die eine fünfte Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung zeigt;
11 ist eine Längsschnittansicht, die eine sechste Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung zeigt;
12 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 11;
13 ist eine Längsschnittansicht, die eine siebte Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung zeigt;
14 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 13;
15 ist eine Längsschnittansicht, die eine achte Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung zeigt;
16 ist eine Längsschnittansicht, die eine neunte Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung zeigt;
17 ist eine Längsschnittansicht, die eine zehnte Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung zeigt;
18 ist eine Längsschnittansicht, die eine elfte Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung zeigt;
19 ist eine Längsschnittansicht, die eine zwölfte Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegender Erfindung zeigt;
20 ist eine Längsschnittansicht, die eine dreizehnte Ausführungsform der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung zeigt;
21 ist eine Längsschnittansicht, die eine Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad des Stands der Technik zeigt; und
22 ist eine Längsschnittansicht, die eine andere Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad des Stands der Technik zeigt.
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad bereitzustellen, die gleichzeitig die antinomischen Probleme der Verringerung des Gewichts und der Größe der Lagervorrichtung und des Erhöhens der Starrheit, Festigkeit und Widerstandsfähigkeit der Lagervorrichtung lösen kann. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad bereitgestellt, umfassend ein äußeres Glied, das an seinem Außenumfang mit einem Körperanbringungsflansch zur Anbringung an einem Kniestück eines Fahrzeugs und an seinem Innenumfang mit zweireihigen äußeren Laufringflächen ausgebildet ist; ein inneres Glied, das ein Nabenrad beinhaltet, welches an einem seiner Enden mit einem Radanbringungsflansch und an seinem Außenumfang mit einem zylindrischen Abschnitt und zumindest einem inneren Ring ausgebildet ist, der auf den zylindrischen Abschnitt des Nabenrads aufgepresst ist und an seinem Außenumfang mit einer inneren Laufringfläche (inneren Laufringflächen) ausgebildet ist, die gegenüber der zweireihigen äußeren Laufringflächen angeordnet ist (sind); zweireihige Rollelemente, die frei rollbar zwischen den äußeren Laufringflächen und inneren Laufringflächen des äußeren Glieds und der inneren Glieder enthalten sind; und Abdichtungen, die in ringförmigen Öffnungen angebracht sind, welche zwischen dem äußeren Glied und dem inneren Glied ausgebildet sind; wobei der innere Ring (die inneren Ringe) axial bezüglich des Nabenrads durch einen verstemmten Abschnitt befestigt ist (sind), der durch plastisches Verformen des Endes des zylindrischen Abschnitts des Nabenrads radial nach außen ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass Außenseitenrollelemente der zweireihigen Rollelemente Kugeln sind und die Innenseitenrollelemente der zweireihigen Rollelemente Kegelrollen sind, und dass die grundlegende Nennbelastung der Innenseitenreihe von Kegelrollen größer als jene der Außenseitenreihe von Kugeln eingerichtet ist.

1, 13, 16, 19, 26, 39, 47, 53: Nabenrad
1a, 19a: Schulterabschnitt
1b, 16b, 19b, 26a: zylindrischer Abschnitt
1c: verstemmter Abschnitt
2, 14, 20, 28, 37, 40, 49: Radlager
3: Radanbringungsflansch
3a: Nabenbolzen
4, 21, 29, 38, 41, 50: äußeres Glied
4a, 4b, 21a: äußere Laufringflächen
4c, 29a: Körperanbringungsflansch
4d: äußere Innenseiten-Umfangsfläche des äußeren Glieds
4e: Innenseiten-Endseitenfläche des Körperanbringungsflanschs
5, 6, 22, 23, 42, 43, 51, 52: innerer Ring
5a, 6a, 16a, 22a, 23a: innere Laufringflächen
6b: größerer Flansch
6c: kleinerer Flansch
7, 8, 15, 24: Käfige
9: Kugeln
10: Kegelrollen
11, 18, 18a: Außenseitenabdichtung
12, 12a, 25, 25a: Innenseitenabdichtung
13a: Verzahnung
15a: ringförmiger Abschnitt einer kleineren Seite
15b: ringförmiger Abschnitt einer größeren Seite
15c: Pfeilerabschnitte
15d: benachbarte Pfeilerseitenflächen
17, 27, 48, 54: inneres Glied
30: Filmschicht
31: Abdichtungsplatte
32: Schleuderring
32a, 33a, 35a: zylindrischer Abschnitt
32b, 33b, 35b: stehender Abschnitt
33, 35: Kernmetall
34, 36: Abdichtungsglied
34a, 36a: Seitenrand
34b, 34c, 36b, 36c: radiale Ränder
44, 45, 46: gehärtete Schicht
100, 114: Nabenrad
100a, 107a, 114a, 115a: innere Laufringfläche
100b, 113: Radanbringungsflansch
101: zweireihiges Rollenlager
102: Gleichlaufgelenk
103, 112: äußeres Glied
103a, 103b, 112a, 112b: äußere Laufringflächen
103c, 112c: Körperanbringungsflansch
104, 116: inneres Glied
105, 117, 118: Kugeln
106: Kegelrollen
107, 115: innerer Ring
108: äußeres Gelenkglied
108a: Spurrillen
109: Mundabschnitt
110: Schulterabschnitt
111: Sprengring
114b: zylindrischer Abschnitt
114c: verstemmter Abschnitt
119, 120: Käfige
121, 122: Abdichtungen
D: Innenseitenaußendurchmesser des äußeren Glieds
D1: Teilkreisdurchmesser der Außenseitenreihe von Kugeln
D2: Teilkreisdurchmesser der Innenseitenreihe von Kugeln
Da: Rollendurchschnittsdurchmesser
N: Kniestück
PCD: Teilkreisdurchmesser
PCDi: Teilkreisdurchmesser der Innenseitenreihe von Kegelrollen
PCDo: Teilkreisdurchmesser der Außenseitenreihe von Kugeln
Z: Anzahl von Rollen
θ1: Zwischenraumwinkel
θ1min: Minimalzwischenraumwinkel
θ1max: Maximalzwischenraumwinkel Rollkoeffizient

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 91308/1999 [0008]
- JP 108449/2004 [0012]

Claims

Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad, umfassend: ein äußeres Glied, das an seinem Außenumfang mit einem Körperanbringungsflansch zur Anbringung an einem Kniestück eines Fahrzeugs und an seinem Innenumfang mit zweireihigen äußeren Laufringflächen ausgebildet ist; ein inneres Glied, das ein Nabenrad beinhaltet, welches an einem seiner Enden mit einem Radanbringungsflansch und an seinem Außenumfang mit einem zylindrischen Abschnitt und zumindest einem inneren Ring ausgebildet ist, der auf den zylindrischen Abschnitt des Nabenrads aufgepresst ist und an seinen Außenumfang mit einer inneren Laufringfläche (inneren Laufringflächen) ausgebildet ist, die gegenüber der zweireihigen äußeren Laufringflächen angeordnet ist (sind); zweireihige Rollelemente, die frei rollbar zwischen den äußeren Laufringflächen und inneren Laufringflächen des äußeren Glieds und der inneren Glieder enthalten sind; und Abdichtungen, die in ringförmigen Öffnungen angebracht sind, welche zwischen dem äußeren Glied und dem inneren Glied ausgebildet sind; wobei der innere Ring (die inneren Ringe) axial bezüglich des Nabenrads durch einen verstemmten Abschnitt befestigt ist (sind), der durch plastisches Verformen des Endes des zylindrischen Abschnitts des Nabenrads radial nach außen ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass Außenseitenrollelemente der zweireihigen Rollelemente Kugeln sind und die Innenseitenrollelemente der zweireihigen Rollelemente Kegelrollen sind, und dass die grundlegende Nennbelastung der Innenseitenreihe von Kegelrollen größer als jene der Außenseitenreihe von Kugeln eingerichtet ist.
Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad nach Anspruch 1, wobei der Teilkreisdurchmesser der Innenseitenreihe von Kegelrollen gleich dem der Außenseitenreihe von Kugeln eingerichtet ist.
Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad nach Anspruch 1, wobei der Teilkreisdurchmesser der Innenseitenreihe von Kegelrollen kleiner als der der Außenseitenreihe von Kugeln eingerichtet ist.
Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Anzahl der Innenseitenreihe von Kegelrollen größer als die der Außenseitenreihe von Kugeln eingerichtet ist.
Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine elektrisch isolierende Filmschicht auf Kontaktflächen zwischen dem äußeren Glied und dem Kniestück ausgebildet ist.
Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zumindest eine der Abdichtungen ein leitfähiges Abdichtungsglied aufweist.
Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei zumindest ein Drehglied des äußeren Glieds und des inneren Glieds aus Kohlenstoffstahl hergestellt ist, der 0,60 bis 0,80 Gew.-% C enthält, und an einem vorgegebenen Abschnitt mit einer gehärteten Schicht durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken ausgebildet ist.
Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad nach Anspruch 7, wobei das Drehglied aus einem Stahlglied hergestellt ist, das 0,70 bis 0,80 Gew.-% C, 0,50 bis 1,00 Gew.-% Si, 0,10 bis 2,00 Gew.-% Mn, 0,40 bis 0,95 Gew.-% Cr, weniger als 0,050 Gew.-% Al, weniger als 0,0030 Gew.-% O und den Rückstand von Fe und unvermeidliche Unreinheiten beinhaltet.
Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei ein Innenseitenkäfig für die Kegelrollen aus technischem Kunststoff, der bezüglich mechanischer Festigkeit, Ölbeständigkeit und Hitzebeständigkeit überlegen ist, hergestellt ist und einen Käfigzwischenraumwinkel von 55 bis 90° und einen Rollkoeffizienten γ über 0,94 aufweist.
Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei ein Paar innere Ringe auf den zylindrischen Abschnitt des Nabenrads aufgepresst ist und der Innendurchmesser des Paars innerer Ringe gleich eingerichtet ist.
Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die innere Außenseiten-Laufringfläche direkt am Außenumfang des Nabenrads ausgebildet ist und der zylindrische Abschnitt von der inneren Außenseiten-Laufringfläche zur Innenseite verläuft und der innere Innenseitenring über einen vorgegebenen Unterschnitt auf den zylindrischen Abschnitt aufgepresst ist.