DE112007001917T5

DE112007001917T5 - Radlagervorrichtung

Info

Publication number: DE112007001917T5
Application number: DE112007001917T
Authority: DE
Inventors: Kouji Iwata-shi Kametaka; Hisashi Iwata-shi Ohtsuki; Kazuo Iwata-shi Komori
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-08-17
Filing date: 2007-08-13
Publication date: 2009-06-25
Anticipated expiration: 2027-08-14
Also published as: WO2008020496A1; US7651275B2; DE112007001917B4; US20090148091A1

Abstract

Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug, die Folgendes umfasst: ein äußeres Element (2, 29, 35), an dessen Innenumfang zweireihige äußere Laufringflächen (2a, 2b) ausgebildet sind; ein inneres Element (1, 26), an dessen Außenumfangsfläche zweireihige innere Laufringflächen (4a, 5a) ausgebildet sind, die gegenüber den zweireihigen äußeren Laufringflächen (2a, 2b) angeordnet sind; und zweireihige Kugelgruppen (3, 3), die frei drehbar zwischen den äußeren Laufringflächen (2a, 2b) und inneren Laufringflächen (4a, 5a) des äußeren Elements (2, 29, 35) und der inneren Elemente (1, 26) aufgenommen sind,
dadurch gekennzeichnet:
dass das äußere Element (2, 29, 35) aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt besteht, der 0,40–0,80 Gewichts-% Kohlenstoff enthält und durch Hochfrequenzinduktionsabschreckung so gehärtet ist, dass jede der äußeren Laufringflächen (2a, 2b) mit einer gehärteten Schicht (13) versehen ist, die eine Oberflächenhärte von 58–64 HRC aufweist, und
dass die effektive Tiefe der gehärteten Schicht (13) auf mindestens 2 mm eingestellt ist und die kleinste Wanddicke...

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug und insbesondere eine Radlagervorrichtung für ein Fahrzeugrad, welche die gegensätzlichen Probleme der Gewichtsverringerung und der Verkleinerung der Lagervorrichtung lösen kann und die Grenznutzungsdauer der Lagervorrichtung verlängern kann.
Beschreibung des Standes der Technik
Gewöhnlich ist die Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad dafür geeignet, eine Radnabe zum Montieren des Rades über ein Wälzlager frei drehbar zu lagern, und es wird ein Innenringrotationstyp für ein antreibendes Rad und sowohl ein Innenringrotationstyp als auch ein Außenringrotationstyp für ein angetriebenes Rad verwendet. Ein zweireihiges Schrägkugellager wird weithin in einer solchen Lagervorrichtung verwendet, weil es eine wünschenswerte Lagersteifigkeit, eine hohe Beständigkeit gegen Fehlausrichtung und ein kleines erforderliches Drehmoment im Hinblick auf einen günstigen Kraftstoffverbrauch aufweist. Bei einem zweireihigen Schrägkugellager sind mehrere Kugeln zwischen einem ortsfesten Ring und einem drehbaren Ring angeordnet, und die Kugeln stehen mit dem ortsfesten und dem drehbaren Ring in einem vorgegebenen Kontaktwinkel in Kontakt.
Die Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad wird allgemein klassifiziert in: eine Struktur der ersten Generation, bei der ein Radlager aus zweireihigen Schrägkugellagern zwischen einem Achsschenkel, der einen Abschnitt einer Aufhängung bildet, und einer Radnabe montiert ist, eine Struktur der zweiten Generation, bei der ein Karosseriemontageflansch oder ein Radmontageflansch direkt an der Außenumfangsfläche eines äußeren Elements ausgebildet ist, eine Struktur der dritten Generation, bei der eine der inneren Laufringflächen direkt an der Außenumfangsfläche der Radnabe ausgebildet ist, und eine Struktur der vierten Generation, bei der die inneren Laufringflächen direkt an den Außenumfangsflächen der Radnabe und des Gleichlaufgelenks ausgebildet sind. In der folgenden Beschreibung bezeichnet ein Begriff "Außenseite" (linke Seite in den Zeichnungen) der Vorrichtung eine Seite, die sich außerhalb der Fahrzeugkarosserie befindet, und ein Begriff "Innenseite" (rechte Seite in den Zeichnungen) der Vorrichtung bezeichnet eine Seite, die sich auf der Innenseite der Karosserie befindet, wenn die Lagervorrichtung an der Fahrzeugkarosserie montiert ist.
Weil bei der Radlagervorrichtung, die aus dem zweireihigen Wälzlager des Standes der Technik besteht, die Lageranordnungen in der linken und in der rechten Reihe gleich sind, ist zwar eine ausreichende Steifigkeit während der Geradeausfahrt vorhanden, doch während der Kurvenfahrt kann nicht immer eine optimale Steifigkeit erreicht werden. Das heißt, die Positionsbeziehung zwischen den Rädern und der Lagervorrichtung ist gewöhnlich so konstruiert, dass das Gewicht eines Fahrzeugs während der Geradeausfahrt im Wesentlichen in der Mitte zwischen den Reihen der Lagerkugeln wirkt, aber eine größere radiale Last und eine größere axiale Last auf die Achsen des Fahrzeugs auf der Seite, die einer Kurvenrichtung gegenüberliegt, einwirken (d. h. die Achsen der linken Seite des Fahrzeugs bei einer Rechtskurve). Dementsprechend ist es sinnvoll, dass die Lagerreihe der Außenseite eine größere Steifigkeit aufweist als die Lagerreihe der Innenseite, um die Langlebigkeit und Festigkeit der Lagervorrichtung zu verbessern. Es ist somit eine Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad, wie in 11 gezeigt, bekannt, die eine hohe Steifigkeit aufweist, ohne dass die Lagervorrichtung vergrößert werden muss.
Die Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad 50 wird durch ein zweireihiges Schrägkugellager gebildet, das Folgendes umfasst: ein äußeres Element 51, an dessen Außenumfang integral ein Karosseriemontageflansch 51c ausgebildet ist, der an einem (nicht gezeigten) Achsschenkel eines Fahrzeugs zu montieren ist, und an dessen Innenumfang zweireihige äußere Laufringflächen 51a, 51b ausgebildet sind; ein inneres Element 55, das eine Radnabe 52 enthält, das einen Radmontageflansch 53 aufweist, der integral an seinem einen Ende ausgebildet ist, um daran ein (nicht gezeigtes) Rad zu montieren, wobei eine innere Laufringfläche 52a an dessen Außenumfang gegenüber einer 51a der zweireihigen äußeren Laufringflächen 51a, 51b ausgebildet ist, und das einen zylindrischen Abschnitt 52b aufweist, der sich axial von der inneren Laufringfläche 52a erstreckt, und das des Weiteren einen Innenring 54 enthält, der an dem zylindrischen Abschnitt 52b sitzt und an dessen Außenumfang die andere innere Laufringfläche 54a gegenüber der anderen Laufringfläche 51b der zweireihigen äußeren Laufringflächen 51a, 51b ausgebildet ist; zweireihige Kugeln 56, 57, die frei drehbar zwischen den äußeren Laufringflächen 51a, 51b und inneren Laufringflächen 52a, 54a des inneren Elements 55 aufgenommen sind, und Käfige 58, 59 zum rollfähigen Halten der Kugeln 56, 57.
Der Innenring 54 ist axial unbeweglich durch einen verstemmten Abschnitt 52c gesichert, der durch plastisches Verformen des zylindrischen Abschnitts 52b der Radnabe 52 radial nach außen gebildet wird. Dichtungen 60, 61 sind in ringförmigen Öffnungen montiert, die zwischen dem äußeren Element 51 und dem inneren Element 55 ausgebildet sind, um das Austreten von Fett, das in der Lagervorrichtung enthalten ist, sowie das Eindringen von Regenwasser oder Staub in die Lagervorrichtung von außen her zu verhindern.
Ein Wälzkreisdurchmesser D1 der außenseitigen Kugelgruppe 56 ist größer konstruiert als ein Wälzkreisdurchmesser D2 der innenseitigen Kugelgruppe 57. Dementsprechend ist der Durchmesser der inneren Laufringfläche 52a der Radnabe 52 größer als der der inneren Laufringfläche 54a des Innenrings 54, und die äußere Laufringfläche 51a der Außenseite des äußeren Elements 51 ist größer als die äußere Laufringfläche 51b der Innenseite des äußeren Elements 51. Außerdem ist die Anzahl der außenseitigen Kugeln 56 größer als die der innenseitigen Kugeln 57. Dadurch, dass der Wälzkreisdurchmesser D1 der Außenseite größer konstruiert ist als der Wälzkreisdurchmesser D2 der Innenseite (D1 > D2), ist es möglich, eine hohe Steifigkeit der Lagervorrichtung 50 zu erhalten und somit deren Grenznutzungsdauer zu verlängern.
Patentdokument 1: Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 108449/2004
Offenbarung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Weil bei der Lagervorrichtung 50 des Standes der Technik der Wälzkreisdurchmesser D1 der außenseitigen Kugelgruppe 56 größer konstruiert ist als der Wälzkreisdurchmesser D2 der innenseitigen Kugelgruppe 57 und dementsprechend der Durchmesser der inneren Laufringfläche 52a der Radnabe 52 größer ist als der Durchmesser der inneren Laufringfläche 54a des Innenrings 54, ist es möglich, die Steifigkeit der außenseitigen Lagerreihe zu erhöhen und somit die Grenznutzungsdauer der Radlagervorrichtung 50 zu verlängern. Weil jedoch sowohl das äußere Element 51 als auch die Radnabe 52 auf ihren Außenseiten größer geworden sind, kommt es durch die Vergrößerung ihres Durchmessers zwangsläufig zu einer Erhöhung ihres Gewichts, so dass einer Gewichtsreduzierung der Radlagervorrichtung Grenzen gesetzt sind.
Wenn anders herum die Wanddicke des äußeren Elements 51 zu sehr verringert wird, um das Gewicht des äußeren Elements 51 zu verringern, so würde sich ein Problem der Entstehung von Abschreckrissen ergeben, wenn die äußeren Laufringflächen 51a, 51b durch Hochfrequenzinduktionsabschreckung mit gehärteten Schichten versehen werden. Dementsprechend ist es notwendig, die Grenze der Wanddicke des äußeren Elements in Anbetracht der Erhöhung der Festigkeit und Langlebigkeit sowie der Verringerung des Gewichts und der Größe des äußeren Elements zu ermitteln.
Außerdem werden bei der Radlagervorrichtung 50 des Standes der Technik das äußere Element 51 und die Radnabe 52 aus Stabelementen als Rohling durch verschiedene maschinelle Bearbeitungsprozesse, wie zum Beispiel Schmieden, Drehen, Wärmebehandlung, Schleifen, Feinhonen usw., hergestellt. Zum Beispiel wird, wie in 12 gezeigt, zunächst eine Kontur des äußeren Elements 51 geschmiedet, wobei ein vorgegebenes Schleif-Übermaß in Regionen von einer Innenfläche des Karosseriemontageflansches 51c und einer innenseitigen Außenumfangsfläche, die den Achsschenkel berührt, bis zu einer Innenumfangsfläche über seine Enden verbleibt (durch Strich-Punkt-Punkt-Strich-Linien gezeigt).
Außerdem werden in das äußere Element 51, in dem die zweireihigen äußeren Laufringflächen 51a, 51b mit unterschiedlichen Rillendurchmessern ausgebildet sind, Rillenschultern 62, 63 auf vorgegebene Abmessungen geschliffen, um einen sogenannten "Schulterübertritt" zu verhindern, wobei ovale Kontaktlinien der Kugeln 56, 57 die äußeren Laufringflächen 51a, 51b übertreten und aus ihnen "entgleisen", wenn eine Momentlast auf die Radlagervorrichtung einwirkt. Insbesondere die Abmessung der Rillenschulter 63 ist genau definiert, da der Einfluss der Momentlast, die an einem Eckabschnitt (einer Grenze) zwischen der innenseitigen äußeren Laufringfläche 51b und der Rillenschulter 63 verursacht wird, größer ist als die, die an der außenseitigen äußeren Laufringfläche 51a verursacht wird, wodurch an dieser Stelle eine Randlast durch ein Übertreten der Kugeln 56, 57 verursacht werden würde. In dieser Spezifikation meint der Begriff "Randlast" eine übermäßige Belastungskonzentration, die an einer Ecke eines Elements erzeugt wird, was zu einem vorzeitigen Ablösen auf einer Oberfläche des Elements führen würde.
Jedoch verursacht das Drehen der Rillenschultern 62, 63 des äußeren Elements 51 nicht nur einen Materialverlust des äußeren Elements 51, sondern auch Bearbeitungsschritte und erhöht so die Herstellungskosten. Weil außerdem die Rillenschulter 63 durch Stanzen während des Schmiedens gebildet wird, ist es eine Frage, wie der Materialverlust eines Rohlings verringert werden kann.
Des Weiteren sind bei der Radlagervorrichtung 50 mit einer links- und rechtsseitig asymmetrischen Lageranordnung die Innenraumvolumen in der inneren und der äußeren Lagerreihe voneinander verschieden. Weil jedoch Fett gleichmäßig in die innere und die äußere Lagerreihe – ungeachtet ihrer unterschiedlichen Innenraumvolumen – eingefüllt wurde, wird die innenseitige Lagerreihe, die ein kleineres Innenraumvolumen hat, im Allgemeinen mit zuviel Fett befüllt. Die Folge eines solchen übermäßigen Befüllens mit Fett wäre ein Austreten von Fett, wodurch die Wirksamkeit einer Bremse beeinträchtigt wird, sowie eine Erhöhung des Drehmoments der Radlagervorrichtung, wodurch der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs sinkt.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, welche die gegensätzlichen Probleme der Gewichtsverringerung und der Verkleinerung der Lagervorrichtung und der Erhöhung der Steifigkeit der Lagervorrichtung lösen kann und außerdem die Grenznutzungsdauer der Lagervorrichtung verlängern kann.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, welche die Steifigkeit des Lagers erhöhen und gleichzeitig sein Gewicht und seine Größe verringern kann und die Herstellungskosten der Radlagervorrichtung dank verringerten Materialverlusts senken kann.
Ist es eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Radlagervorrichtung bereitzustellen, die einen optimalen Schmierungszustand aufrecht erhalten kann und dadurch die Grenznutzungsdauer der Radlagervorrichtung verlängern kann.
Mittel zum Lösen der Probleme
Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu erfüllen, wird eine Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug bereitgestellt, die Folgendes umfasst: ein äußeres Element, an dessen Innenumfang zweireihige äußere Laufringflächen ausgebildet sind; ein inneres Element, an dessen Außenumfangsfläche zweireihige innere Laufringflächen ausgebildet sind, die gegenüber den zweireihigen äußeren Laufringflächen angeordnet sind; und zweireihigen Kugelgruppen, die frei drehbar zwischen den äußeren Laufringflächen und inneren Laufringflächen des äußeren Elements und der inneren Elemente aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Element aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt besteht, der 0,40–0,80 Gewichts-% Kohlenstoff enthält und durch Hochfrequenzinduktionsabschreckung so gehärtet ist, dass jede der äußeren Laufringflächen mit einer gehärteten Schicht versehen ist, die eine Oberflächenhärte von 58–64 HRC aufweist, und dass die effektive Tiefe der gehärteten Schicht auf mindestens 2 mm eingestellt ist und die kleinste Wanddicke des äußeren Elements an diesen äußeren Laufringflächen auf mindestens 4 mm eingestellt ist. (... Anspruch 1)
Da die Radlagervorrichtung von Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet ist, dass das äußere Element aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt besteht, der 0,40–0,80 Gewichts-% Kohlenstoff enthält und durch Hochfrequenzinduktionsabschreckung so gehärtet ist, dass jede der äußeren Laufringflächen mit einer gehärteten Schicht versehen ist, die eine Oberflächenhärte von 58–64 HRC aufweist, und dass die effektive Tiefe der gehärteten Schicht auf mindestens 2 mm eingestellt ist und die kleinste Wanddicke des äußeren Elements an diesen äußeren Laufringflächen auf mindestens 4 mm eingestellt ist, ist es möglich, die Entstehung von Abschreckrissen zu verhindern und die gegensätzlichen Probleme der Gewichtsverringerung und der Verkleinerung der Lagervorrichtung und der Erhöhung der Steifigkeit der Lagervorrichtung zu lösen und somit die Grenznutzungsdauer der Lagervorrichtung zu verlängern.
Es ist bevorzugt, dass ein Wälzkreisdurchmesser der zweireihigen Kugelgruppe der Außenseite größer ist als ein Wälzkreisdurchmesser der zweireihigen Kugelgruppe der Innenseite. Dadurch wird es möglich, die Steifigkeit des außenseitigen Lagers im Vergleich zu der des innenseitigen Lagers zu erhöhen, wobei gleichzeitig das Lagervolumen effektiv genutzt wird und somit die Grenznutzungsdauer des Lagers verlängert wird. (... Anspruch 2)
Es ist bevorzugt, dass der Außendurchmesser jeder Kugel der Kugelgruppen der gleiche ist und dass die Anzahl der Kugeln der Außenseite größer ist als die der Kugeln der Innenseite. Dadurch wird es ebenfalls möglich, die Grenznutzungsdauer des Lagers zu verlängern und gleichzeitig die Lagersteifigkeit zu wahren. (... Anspruch 3)
Es ist außerdem bevorzugt, dass das innere Element eine Radnabe und einen Innenring umfasst, wobei an einem Ende der Radnabe eine Radhalterung integral ausgebildet ist, wobei eine innere Laufringfläche an seinem Außenumfang gegenüber einer der zweireihigen äußeren Laufringflächen ausgebildet ist und wobei ein zylindrischer Abschnitt sich axial von der inneren Laufringfläche über einen schaftförmigen Abschnitt erstreckt und wobei der Innenring mittels einer vorgegebenen Presspassung auf dem zylindrischen Abschnitt der Radnabe sitzt und an seinem Außenumfang die andere innere Laufringfläche gegenüber der anderen Laufringfläche der zweireihigen äußeren Laufringflächen ausgebildet ist; wobei eine vorgegebene gehärtete Schicht durchgängig durch Hochfrequenzinduktionsabschreckung in einer Region von einer innenseitigen Basis des Radmontageflanschs der Radnabe zu dem zylindrischen Abschnitt ausgebildet ist; wobei eine im Wesentlichen konische Aussparung an einem außenseitigen Endabschnitt der Radnabe ausgebildet ist und die Tiefe der Aussparung sich bis mindestens in die Nähe des Bodens der inneren Laufringfläche der Radnabe erstreckt, so dass eine Wanddicke der Radnabe an der inneren Laufringfläche auf einen vorgegebenen Bereich eingestellt ist; und wobei eine Wanddicke des außenseitigen Endes der Radnabe entsprechend der Konfiguration der Aussparung im Wesentlichen konstant ist und mindestens das Doppelte der effektiven Tiefe der gehärteten Schicht misst. Dadurch wird es ebenfalls möglich, die Entstehung von Abschreckrissen zu verhindern und die gegensätzlichen Probleme der Gewichtsverringerung und der Verkleinerung der Lagervorrichtung und der Erhöhung der Steifigkeit der Lagervorrichtung zu lösen und somit die Grenznutzungsdauer der Lagervorrichtung zu verlängern. (... Anspruch 4)
Es ist bevorzugt, dass die kleinste Dicke der Radnabe an der inneren Laufringfläche auf einen Bereich des 0,2–0,3-fachen eines Durchmessers an dieser Position eingestellt ist. Dadurch wird es möglich, eine Gewichtsverringerung zu erreichen und gleichzeitig die Festigkeit und Steifigkeit der Radnabe entsprechend den Betriebsbedingungen des Radlagers aufrecht zu erhalten. (... Anspruch 5)
Es ist außerdem bevorzugt, dass Schultern jeweils neben den zweireihigen äußeren Laufringflächen ausgebildet sind; wobei ein gestufter Abschnitt zwischen der Schulter der Seite mit größerem Durchmesser und der Schulter der Seite mit kleinerem Durchmesser durch eine kegelförmige Fläche einer vorgegebenen Schräge gebildet ist oder eine Schulter der Seite mit größerem Durchmesser als eine kegelförmige Fläche ausgebildet ist, die sich von der Schulter der Seite mit kleinerem Durchmesser in Richtung der äußeren Laufringfläche der Seite mit größerem Durchmesser mit zunehmendem Durchmesser erstreckt, und wobei der gestufte Abschnitt und die Schultern Flächen in ihrem geschmiedeten Zustand beibehalten. Dadurch wird es möglich, den Materialverlust zu verringern, ohne die Festigkeit und Steifigkeit des äußeren Elements zu schwächen, und die Bearbeitungsgenauigkeit zu erhöhen und gleichzeitig die plastische Fließfähigkeit während des Schmiedens zu erhöhen. Außerdem vereinfacht dies den Stanzprozess und verringert die Anzahl der Stanzschritte und verringert den Materialverlust am Rohling, um eine Senkung der Herstellungskosten zu erreichen. (... Anspruch 6)
Es ist bevorzugt, dass am Außenumfang des äußeren Elements integral ein Karosseriemontageflansch ausgebildet ist, der an einem Achsschenkel einer Fahrzeugkarosserie zu montieren ist, und wobei sich die Schulter der Seite mit größerem Durchmesser bis zu einer Position nahe der Basis des Karosseriemontageflanschs erstreckt. (... Anspruch 7)
Es ist außerdem bevorzugt, dass die Schulter der Seite mit größerem Durchmesser durch eine kegelförmige Fläche einer vorgegebenen Schräge gebildet ist und ein gestufter Abschnitt zwischen der Schulter der Seite mit größerem Durchmesser und der Schulter der Seite mit kleinerem Durchmesser einen kreisbogenförmigen Querschnitt aufweist. (... Anspruch 8)
Es ist bevorzugt, dass ein Gegenabschnitt der inneren Laufringfläche der Radnabe mit einer zylindrischen Konfiguration ausgebildet ist und ein gestufter Abschnitt, der den Gegenabschnitt und den schaftförmigen Abschnitt verbindet, mit einem kreisbogenförmigen oder kegelförmigen Querschnitt ausgebildet ist, und wobei der schaftförmige Abschnitt und der gestufte Abschnitt Flächen in ihrem geschmiedeten Zustand beibehalten. Dadurch wird es möglich, den Materialverlust zu verringern, ohne die Festigkeit und Steifigkeit des äußeren Elements zu schwächen, und die Bearbeitungsgenauigkeit zu erhöhen und gleichzeitig die plastische Fließfähigkeit während des Schmiedens zu erhöhen. (... Anspruch 9)
Es ist bevorzugt, dass eine Menge an Fett, die jeweils in die linke und die rechte Lagerreihe eingefüllt wird, in Proportion zu einem Volumenverhältnis des Innenvolumens in der linken und der rechten Lagerreihe gesetzt wird. Dadurch wird es möglich, eine optimale Füllmenge an Fett zu gewährleisten, obgleich die linke und die rechte Lagerreihe unterschiedliche Wälzkreisdurchmesser und somit unterschiedliche Innenraumvolumen aufweisen. Dementsprechend ist es möglich, eine Radlagervorrichtung bereitzustellen, die eine hohe Lagersteifigkeit und eine verlängerte Grenznutzungsdauer des Lagers aufweist und gleichzeitig die optimalen Schmierungsbedingungen aufrecht erhält. (... Anspruch 10)
Es ist außerdem bevorzugt, dass eine Menge an Fett, die jeweils in die linke und die rechte Lagerreihe eingefüllt wird, auf einen Bereich von 40–60% des Innenraumvolumens der linken und der rechten Lagerreihe eingestellt wird. Dadurch wird es möglich, das Austreten von Fett zu verhindern und das Drehmoment des Lagers zu erhöhen. (... Anspruch 11)
Es ist bevorzugt, dass das äußere Element in dem Achsschenkel aus Leichtlegierung sitzt, und wobei mindestens die Außenumfangsfläche des äußeren Elements, die den Achsschenkel berührt, mit einer Isolierbeschichtung versehen ist und eine andere Umfangsfläche als die Außenumfangsfläche des äußeren Elements, die den Achsschenkel berührt, mit einer zylindrischen Stützfläche ausgebildet ist, die über eine vorgegebene axiale Länge geschliffen ist. Dadurch wird eine ausgezeichnete Isolierung zwischen Metallen des Achsschenkels und des äußeren Elements möglich, da die Stützfläche nicht den Achsschenkel berührt, wenn die zweireihigen äußeren Laufringflächen geschliffen sind. Dementsprechend ist es möglich, das Entstehen einer elektrischen Korrosion an dem Achsschenkel zu verhindern, die durch eine Kombination des stählernen äußeren Elements und des Leichtlegierungs-Achsschenkels verursacht werden würde, und so ein Radlager mit verbesserter Zuverlässigkeit bereitzustellen. (... Anspruch 12)
Es ist bevorzugt, dass am Außenumfang des äußeren Elements integral ein Karosseriemontageflansch ausgebildet ist, der an dem Achsschenkel zu montieren ist, wobei der Achsschenkel auf einem innenseitigen Außenumfang des Karosseriemontageflanschs sitzt, und wobei die Stützfläche an der Außenumfangsfläche eines außenseitigen Endes des äußeren Elements ausgebildet ist. (... Anspruch 13)
Es ist außerdem bevorzugt, dass am Außenumfang des äußeren Elements integral ein Karosseriemontageflansch ausgebildet ist, der an dem Achsschenkel zu montieren ist, wobei der Achsschenkel auf einem innenseitigen Außenumfang des Karosseriemontageflanschs sitzt, und wobei ein von Isolierbeschichtung befreiter zylindrischer Abschnitt über eine vorgegebene Länge von einer innenseitigen Endfläche des äußeren Elements ausgebildet ist und der von Isolierbeschichtung befreite zylindrische Abschnitt als die Stützfläche fungiert. (... Anspruch 14)
Auswirkungen der Erfindung
Weil die Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, dass das äußere Element aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt besteht, der 0,40–0,80 Gewichts-% Kohlenstoff enthält und durch Hochfrequenzinduktionsabschreckung so gehärtet ist, dass jede der äußeren Laufringflächen mit einer gehärteten Schicht versehen ist, die eine Oberflächenhärte von 58–64 HRC aufweist, und dass die effektive Tiefe der gehärteten Schicht auf mindestens 2 mm eingestellt ist und die kleinste Wanddicke des äußeren Elements an diesen äußeren Laufringflächen auf mindestens 4 mm eingestellt ist, ist es möglich, die Entstehung von Abschreckrissen zu verhindern und die gegensätzlichen Probleme der Gewichtsverringerung und der Verkleinerung der Lagervorrichtung und der Erhöhung der Steifigkeit der Lagervorrichtung zu lösen und somit die Grenznutzungsdauer des Lagers zu verlängern.
Beste Art der Ausführung der Erfindung
Die beste Art der Ausführung der vorliegenden Erfindung ist eine Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug, die Folgendes umfasst: ein äußeres Element, an dessen Außenumfang integral ein Karosseriemontageflansch ausgebildet ist, der an einem Achsschenkel eines Fahrzeugs zu montieren ist, und an dessen Innenumfang zweireihige äußere Laufringflächen ausgebildet sind; ein inneres Element, das eine Radnabe enthält, das einen Radmontageflansch aufweist, der integral an dessen einem Ende ausgebildet ist, um ein Rad daran zu montieren, wobei eine innere Laufringfläche an dessen Außenumfang gegenüber einer der zweireihigen äußeren Laufringflächen ausgebildet ist, und einen zylindrischen Abschnitt aufweist, der sich axial von der inneren Laufringfläche erstreckt, und des Weiteren einen Innenring enthält, der an dem zylindrischen Abschnitt sitzt und an dessen Außenumfang die andere innere Laufringfläche gegenüber der anderen Laufringfläche der zweireihigen äußeren Laufringflächen ausgebildet ist; und zweireihige Kugeln, die frei drehbar zwischen den äußeren Laufringflächen und inneren Laufringflächen des inneren Elements aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wälzkreisdurchmesser der zweireihigen Kugelgruppe der Außenseite größer ist als ein Wälzkreisdurchmesser der zweireihigen Kugelgruppe der Innenseite, dass das äußere Element aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt besteht, der 0,40–0,80 Gewichts-% Kohlenstoff enthält und durch Hochfrequenzinduktionsabschreckung so gehärtet ist, dass jede der äußeren Laufringflächen mit einer gehärteten Schicht versehen ist, die eine Oberflächenhärte von 58–64 HRC aufweist, und dass die effektive Tiefe der gehärteten Schicht auf mindestens 2 mm eingestellt ist und die kleinste Wanddicke des äußeren Elements an diesen äußeren Laufringflächen auf mindestens 4 mm eingestellt ist.
Erste Ausführungsform
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine Längsschnittansicht, die eine erste Ausführungsform einer Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung zeigt, 2 ist eine vergrößerte Längsschnittansicht einer Radnabe von 1, 3 ist eine vergrößerte Längsschnittansicht eines äußeren Elements von 1, 4(a) ist eine Längsschnittansicht eines äußeren Elements von 1, nachdem es geschmiedet wurde, 4(b) ist eine Längsschnittansicht einer Modifikation von 4(a), und 5 ist eine erläuternde Längsschnittansicht der Radnabe von 1, nachdem es geschmiedet wurde.
Die Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung, die in 1 gezeigt ist, ist vom Typ der dritten Generation, der für ein angetriebenes Rad verwendet wird, und umfasst ein inneres Element 1, ein äußeres Element 2 und zweireihige Wälzelement(Kugel)-Gruppen 3, 3, die rollfähig zwischen den inneren und äußeren Elementen 1, 2 aufgenommen sind. Das innere Element 1 umfasst der Radnabe 4 und einen Innenring 5, der auf die Radnabe 4 gepresst ist.
Die Radnabe 4 ist integral mit einem Radmontageflansch 6 an seinem einen Ende, einer (außenseitigen) inneren Laufringfläche 4a an seinem Außenumfang und einem zylindrischen Abschnitt 4b, der sich von der inneren Laufringfläche 4a durch einen schaftförmigen Abschnitt 7 hindurch erstreckt, ausgebildet. Nabenbolzen 6a sind an dem Radmontageflansch 6 in gleichen Abständen entlang des Umfangsrandes des Radmontageflanschs 6 angeordnet, und kreisförmige Öffnungen 6b sind zwischen den Nabenbolzen 6a ausgebildet. Diese kreisförmigen Öffnungen 6b tragen nicht nur zur Verringerung des Gewichts der Lagervorrichtung bei, sondern dienen auch zum Hindurchführen von Befestigungswerkzeugen, die zur Montage und Demontage der Lagervorrichtung verwendet werden.
Der Innenring 5 ist an seinem Außenumfang mit der anderen (innenseitigen) inneren Laufringfläche 5a versehen und dafür ausgelegt, auf den zylindrischen Abschnitt 4b der Radnabe 4 gepresst zu werden, so dass ein zweireihiges Schrägkugellager 14 vom O-Anordnungs-Duplextyp gebildet wird, und axial durch einen verstemmten Abschnitt 4c gesichert zu werden, der durch plastisches Verformen des Endes des zylindrischen Abschnitts 4b gebildet wird. Der Innenring 5 und die Kugeln 3 bestehen aus kohlenstoffreichem Chromstahl, wie zum Beispiel SUJ2, und sind durch Tauchabschreckung auf eine Oberflächenhärte von 58–64 HRC durchgehärtet.
Die Radnabe 4 besteht aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt mit 0,40–0,80 Gewichts-% Kohlenstoff, wie zum Beispiel S53C, und ist durch Hochfrequenzinduktionsabschreckung so gehärtet, dass eine Region, welche die innere Laufringfläche 4a von der innenseitigen Basis 6c des Radmontageflanschs 6 bis zu dem zylindrischen Abschnitt 4b enthält, mit einer gehärteten Schicht 8 versehen ist (schraffiert dargestellt), die eine Oberflächenhärte von 58–64 HRC aufweist. Der verstemmte Abschnitt 4c behält seine nach dem Schmieden entstandene Oberflächenhärte. Dementsprechend hat der Radmontageflansch 6 eine ausreichende mechanische Festigkeit gegen die auf ihn einwirkende Rotationsbiegelast, und die Schwingreibungsverschleißfestigkeit des zylindrischen Abschnitts 4b in einer Region, auf die der Innenring 5 gepresst ist, kann verbessert werden, und die plastisch verformende Bearbeitung des verstemmten Abschnitts 4c kann ebenfalls ausgeführt werden, ohne dass es während des Verstemmens zur Bildung von Mikrorissen kommt.
Das äußere Element 2 ist an seinem Außenumfang integral mit einem Karosseriemontageflansch 2c ausgebildet, der an einem (nicht gezeigten) Achsschenkel eines Fahrzeugs zu montieren ist, und an seinem Innenumfang mit einer außenseitigen äußeren Laufringfläche 2a gegenüber der inneren Laufringfläche 4a der Radnabe 4 und einer innenseitigen äußeren Laufringfläche 2b gegenüber der inneren Laufringfläche 5a des Innenrings 5 ausgebildet. Zweireihige Kugelgruppen 3, 3 sind zwischen diesen äußeren und inneren Laufringflächen aufgenommen und rollfähig durch Käfige 9, 10 gehalten. Dichtungen 11, 12 sind in Öffnungen der Ringräume montiert, die zwischen dem äußeren Element 2 und dem inneren Element 1 ausgebildet sind, und verhindern das Austreten von Fett, das in dem Lager enthalten ist, und das Eindringen von Regenwasser und Staub in das Lager von außen her.
Das äußere Element 2 besteht aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt mit 0,40–0,80 Gewichts-% Kohlenstoff, wie zum Beispiel S53C, und die zweireihigen äußeren Laufringflächen 2a, 2b sind mit einer gehärteten Schicht 13 (schraffiert dargestellt) versehen, die durch Hochfrequenzinduktionsabschreckung auf eine Oberflächenhärte von 58–64 HRC gehärtet ist. Obgleich die hier gezeigte Struktur ein zweireihiges Schrägkugellager ist, das Kugeln als Wälzelemente 3 verwendet, kann auch ein zweireihiges Kegelrollenlager verwendet werden, in dem sich Kegelrollen als Wälzelemente 3 befinden. Außerdem ist die Radlagervorrichtung der vorliegenden Erfindung nicht auf die Lagerstruktur einer dritten Generation beschränkt und kann auch auf Lagerstrukturen der ersten, zweiten und vierten Generation Anwendung finden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Wälzkreisdurchmesser PCDo der außenseitigen Kugelgruppe 3 größer konstruiert als ein Wälzkreisdurchmesser PCDi der innenseitigen Kugelgruppe 3. Aufgrund des Unterschiedes der Wälzkreisdurchmesser PCDi und PCDo ist die Anzahl der Kugelgruppe 3 auf der Außenseite größer als die der Kugelgruppe 3 auf der Innenseite. Dadurch wird es möglich, die Steifigkeit des außenseitigen Lagers im Vergleich zu der des innenseitigen Lagers zu erhöhen, wobei gleichzeitig das Lagervolumen effektiv genutzt wird und somit die Grenznutzungsdauer des Lagers verlängert wird.
Wie in 2 gezeigt, verläuft die Kontur der Radnabe 4 von einem Rillenboden der inneren Laufringfläche 4a über einen Gegenabschnitt 15, einen schaftförmigen Abschnitt 7, der sich axial von dem Gegenabschnitt 15 über einen gestuften Abschnitt 7a mit einem kreisbogenförmigen Querschnitt erstreckt, und eine Schulter 7b, an der der Innenring 5 anliegt, bis zu dem zylindrischen Abschnitt 4b. Eine sich im Wesentlichen axial erstreckende konische Aussparung 14 ist an einem außenseitigen Endabschnitt der Radnabe 4 ausgebildet, um das Gewicht der Lagervorrichtung zu verkleinern. Die Aussparung 14 wird durch Schmieden gebildet, und die Tiefe der Aussparung 14 erstreckt sich bis nahe an den Boden der außenseitigen inneren Laufringfläche 4a der Radnabe 4, so dass der außenseitige Endabschnitt der Radnabe 4 eine im Wesentlichen konstante Wanddicke hat. Das heißt, da in Betracht gezogen wird, dass die Radnabe 4 über einen Kontaktwinkel α der außenseitigen Kugeln 3 verformt wird, haben die Autoren der vorliegenden Erfindung der Wanddicke des Endabschnitts der Radnabe 4 außerhalb des Kontaktwinkels α Aufmerksamkeit gewidmet.
Der Basisabschnitt 6c des Radmontageflanschs 6, der einen Dichtungsanliegeabschnitt bildet, ist mit einem kreisbogenförmigen Querschnitt ausgebildet. Die Autoren haben versucht, die Steifigkeit der Radnabe mittels der FEM-Analyse aus einer Beziehung zwischen einer kleinsten Wanddicke t1 des Basisabschnitts 6c und einem Durchmesser d1 an dieser Position zu ermittelt, und es wurde festgestellt, dass es möglich ist, eine Gewichtsverringerung zu erreichen und gleichzeitig die Festigkeit und Steifigkeit der Radnabe 4 entsprechend den Betriebsbedingungen der Radlagervorrichtung aufrecht zu erhalten, indem man die kleinste Wanddicke t1 auf einen Bereich von 0,2 ≤ (t1/d1) ≤ 0,3 einstellt. Wenn die kleinste Wanddicke t1 des Basisabschnitts 6c kleiner als 20% des Durchmessers d1 dieses Abschnitts ist, so wird die Verformung der Radnabe 4 zu groß, so dass eine wünschenswerte Steifigkeit nicht erreicht werden kann. Umgekehrt kann auch eine erwartete Erhöhung der Steifigkeit nicht erreicht werden, wenn die kleinste Wanddicke t1 30% des Durchmessers d1 übersteigt; vielmehr würde dies das Gewicht der Radnabe erhöhen.
Außerdem ist, gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die kleinste Wanddicke t1 des Basisabschnitts 6c auf mindestens das Zweifache einer effektiven Tiefe der gehärteten Schicht 8 eingestellt. Ähnlich dem Basisabschnitt 6c des Radmontageflanschs 6 ist eine Beziehung zwischen einer kleinsten Wanddicke t2 der Radnabe 4 in einer Richtung des Kontaktwinkels α der Kugeln 3 und einem Durchmesser d2 (Kugelkontaktdurchmesser) an dieser Position auf einen Bereich von 0,2 ≤ (t2/d2) ≤ 0,3 einstellt, und die kleinste Wanddicke t2 ist auf mindestens das Zweifache der effektiven Tiefe der gehärteten Schicht 8 einstellt.
Obgleich die Nabe 4 gewöhnlich so konstruiert ist, dass sie einer Belastung von 0,8 G (Erdbeschleunigung) widerstehen kann, wenn ein Fahrzeug eine Kurve durchfährt, entsteht bei einer Radlagervorrichtung dieser Art die größte Scherbelastung in einer Tiefe von etwa 0,4 mm der inneren Laufringfläche 4a infolge des Kontakts mit den Kugeln 3. Da es notwendig ist, eine gehärtete Schicht 8 auszubilden, die eine Festigkeit von mindestens etwa dem Fünffachen der größten Scherbelastung aufweist, um eine gewünschte Rollermüdungs-Grenznutzungsdauer zu erreichen, wird die effektive gehärtete Tiefe auf 3,5 mm eingestellt, indem zu der effektiven gehärteten Mindesttiefe von 2 mm eine Variation der durch Hochfrequenzinduktionsabschreckung gebildeten gehärteten Schicht 8 hinzugefügt wird.
Da bei der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad mit einer solchen Struktur der Wälzkreisdurchmesser PCDo der außenseitigen Kugelgruppe 3 größer ist als der Wälzkreisdurchmesser PCDi der innenseitigen Kugelgruppe 3 und somit die Anzahl der außenseitigen Kugelgruppe 3 ebenfalls größer als die der innenseitigen Kugelgruppe 3 ist, kann die Steifigkeit der Lagervorrichtung auf der Außenseite erhöht werden, und somit kann die Grenznutzungsdauer der Lagervorrichtung verlängert werden. Außerdem ist eine Aussparung 14 an dem außenseitigen Endabschnitt der Radnabe 4 ausgebildet, und die Wanddicken t1, t2 sind auf einen vorgegebenen Bereich entsprechend der Aussparung 14 eingestellt, und außerdem ist die Tiefe der gehärteten Schicht 8 auf einen vorgegebenen Bereich eingestellt, so dass die Wanddicke der Radnabe 4 an diesem außenseitigen Endabschnitt im Wesentlichen konstant ist. Dies ermöglicht die Lösung der gegensätzlichen Probleme der Gewichtsverringerung und der Verkleinerung der Lagervorrichtung und der Erhöhung der Steifigkeit der Lagervorrichtung.
Andererseits ist in dem äußeren Element 2 aufgrund der Tatsache, dass PCDo > PCDi, der Durchmesser der außenseitigen äußeren Laufringfläche 2a größer als der Durchmesser der innenseitigen äußeren Laufringfläche 2b. Die außenseitige äußere Laufringfläche 2a verläuft über eine zylindrische Schulter 16, einen gestuften Abschnitt 16a und eine Schulter 17 eines kleineren Durchmessers bis zu der innenseitigen äußeren Laufringfläche 2b. Der Innendurchmesser des Bodens der innenseitigen äußeren Laufringfläche 2b ist so eingestellt, dass er im Wesentlichen den gleichen Durchmesser wie der Innendurchmesser der Schulter 16 auf einer Seite mit größerem Durchmesser hat.
Wie in 3 gezeigt, weist das äußere Element 2, ähnlich die Radnabe 4, mindestens an seinen äußeren Laufringflächen 2a, 2b eine gehärtete Schicht 13 auf, die eine Festigkeit von etwa dem Fünffachen der größten Scherbelastung besitzt, um die gewünschte Rollermüdungs-Grenznutzungsdauer zu erreichen. Die effektive gehärtete Tiefe wird auf 3,5 mm eingestellt, indem zu der effektiven gehärteten Mindesttiefe von 2 mm eine Variation der durch Hochfrequenzinduktionsabschreckung gebildeten gehärteten Schicht 13 hinzugefügt wird.
Außerdem wird in dem äußeren Element 2 die kleinste Wanddicke t3, t4 auf 4 mm eingestellt, wobei ein abschreckungsfreier Abschnitt (ungehärteter Abschnitt) von etwa 0,5 mm übrig bleibt, um die Entstehung von Abschreckrissen zu verhindern, die an den Abschnitten mit der kleinsten Wanddicke verursacht werden würden (hier Bodenabschnitte der äußeren Laufringflächen 2a, 2b). Dadurch wird es möglich, die gegensätzlichen Probleme der Gewichtsverringerung und der Verkleinerung der Radlagervorrichtung und der Erhöhung der Steifigkeit der Lagervorrichtung zu lösen.
Das äußere Element 2 wird mit einer vorgegebenen geschmiedeten Konfiguration, wie in 4(a) gezeigt (durch Strich-Punkt-Punkt-Strich-Linien dargestellt), durch Schmieden eines Stabelement-Rohlings gebildet. Das heißt, das äußere Element 2 wird mit überstehenden Abschnitten geschmiedet, einschließlich einer Innenfläche 18a des Karosseriemontageflanschs 2c, an der ein (nicht gezeigter) Achsschenkel anliegt, einer innenseitigen Außenumfangsfläche 18b, auf der der Achsschenkel sitzt, beider Endflächen 19, 20, Dichtungssitzflächen 21, 22, an denen die Dichtungen 11, 12 sitzen, zweireihiger äußerer Laufringflächen 2a, 2b, und der Schulter 17 der Seite mit kleinerem Durchmesser.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Schulter 16 der Seite mit größerem Durchmesser mit einer kleinen kegelförmigen Fläche von relativ kleinem Neigungswinkel als Freiwinkel für das Schmieden gebildet und erstreckt sich bis nahe an die Basis des Karosseriemontageflansches 2c. Andererseits ist eine axiale Abmessung einer Schulter 17 der Seite mit kleinerem Durchmesser auf eine kleinste Länge begrenzt, und ein gestufter Abschnitt 16a zwischen der Schulter 17 der Seite mit kleinerem Durchmesser und der Schulter 16 der Seite mit größerem Durchmesser ist als eine kegelförmige Fläche ausgebildet, die einen vorgegebenen Neigungswinkel aufweist, der größer als der Schmiedefreiwinkel ist. Dies ermöglicht es, den Materialverlust des äußeren Elements 2 zu verringern, ohne seine Festigkeit und Steifigkeit zu mindern, und die plastische Fließfähigkeit während des Schmiedens zu verbessern und somit die Bearbeitungsgenauigkeit zu erhöhen. Außerdem vereinfacht dies den Stanzprozess und verringert die Anzahl der Stanzschritte und verringert den Materialverlust am Rohling, um eine Senkung der Herstellungskosten zu erreichen.
Andererseits wird die Schulter 17 der Seite mit kleinerem Durchmesser mit einem vorgegebenen Innendurchmesser durch Drehen nach dem Schmieden ausgebildet. Jedoch behalten die Schulter 16 der Seite mit größerem Durchmesser und der gestufte Abschnitt 16a ihre ursprünglichen geschmiedeten Flächen, ohne gedreht zu werden. Dadurch können der Materialverlust und die Anzahl der Drehschritte weiter verringert werden, und somit können die Herstellungskosten weiter gesenkt werden.
4(b) zeigt eine Modifikation der in 4(a) gezeigten Ausführungsform. In einem äußeren Element 2' dieser Modifikation wird eine Schulter 23 der Seite mit größerem Durchmesser durch eine kegelförmige Fläche gebildet, die eine vorgegebene Schrägung aufweist und sich von einer zylindrischen Schulter 17 der Seite mit kleinerem Durchmesser über einen gestuften Abschnitt 23a mit einem kreisbogenförmigen Querschnitt erstreckt. Dies ermöglicht es, den Materialverlust des äußeren Elements 2' zu verringern, ohne seine Festigkeit und Steifigkeit zu mindern, und die plastische Fließfähigkeit während des Schmiedens zu verbessern.
Andererseits ist die Radnabe 4 mit einer vorgegebenen geschmiedeten Konfiguration, wie in 5 gezeigt (durch Strich-Punkt-Punkt-Strich-Linien dargestellt), durch Schmieden eines Stabelement-Rohlings ausgebildet – ähnlich dem Herstellungsverfahren des oben beschriebenen äußeren Elements 2. Das heißt, eine Außenfläche 24 des Radmontageflanschs 6, an der ein (nicht gezeigter) Bremsrotor anliegt, und ein Führungsabschnitt 25 zum Stützen eines Rades und eines Bremsrotors, der Basisabschnitt 6c des Radmontageflanschs 6, die innere Laufringfläche 4a, ein Gegenabschnitt 15 und der zylindrische Abschnitt 4b sind geschmiedet, wobei ein Schleif-Übermaß übrig bleibt.
In dieser bevorzugten Ausführungsform ist der Gegenabschnitt 15 mit einer zylindrischen Konfiguration ausgebildet, und ein Stufenabschnitt 7a, der den Gegenabschnitt 15 und den schaftförmigen Abschnitt 7 verbindet, ist mit einem kreisbogenförmigen Querschnitt ausgebildet. Dies ermöglicht es, den Materialverlust der Radnabe 4 zu verringern, ohne seine Festigkeit und Steifigkeit zu mindern, und die plastische Fließfähigkeit während des Schmiedens zu verbessern und somit die Bearbeitungsgenauigkeit zu erhöhen. Obgleich der Gegenabschnitt 15 mit einer vorgegebenen Konfiguration und Abmessung durch Drehen nach dem Schmieden ausgebildet ist, behalten der schaftförmige Abschnitt 7 und der gestufte Abschnitt 7a ihre ursprünglichen geschmiedeten Flächen bei, ohne gedreht zu werden. Dies ermöglicht es, den Materialverlust und die Anzahl der Drehschritte weiter zu verringern und somit die Herstellungskosten weiter zu senken. Die Querschnittskonfiguration des Stufenabschnitts 7a ist nicht auf die Kreisbogenform beschränkt und kann auch eine kegelförmige Konfiguration mit einem vorgegebenen Neigungswinkel aufweisen. Obgleich gemäß dieser Ausführungsform der Stufenabschnitt 16a mit einem vorgegebenen Neigungswinkel zwischen der Schulter 17 der Seite mit kleinerem Durchmesser und der Schulter 16 der Seite mit größerem Durchmesser ausgebildet ist, kann es überdies auch möglich sein, den Stufenabschnitt 16a und den Schulterabschnitt 16 der Seite mit größerem Durchmesser durch eine Schulter mit einer kegelförmigen Fläche zu ersetzen.
Wie oben beschrieben, ist es gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform möglich – da das äußere Element 2 und die Radnabe 4 geschmiedete Konfigurationen aufweisen, wodurch die plastische Fließfähigkeit während des Schmiedens verbessert werden kann, ohne ihre Festigkeit und Steifigkeit zu mindern –, die Bearbeitungsgenauigkeit des Schmiedens zu erhöhen und die zu drehenden Abschnitte auf ein Minimum zu reduzieren und somit eine Verringerung des Materialverlusts, der Anzahl der Drehschritte und der Herstellungskosten zu erreichen.
Zweite Ausführungsform
6 ist eine Längsschnittansicht, die eine zweite Ausführungsform einer Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung zeigt, und 7 ist eine erläuternde Längsschnittansicht der Radlagervorrichtung von 6, die einen Fetteinfüllschritt zeigt. Da sich die zweite Ausführungsform lediglich teilweise von der ersten Ausführungsform in der Struktur der Radnabe unterscheidet, werden hier die gleichen Bezugsziffern zum Bezeichnen der gleichen Teile wie jene verwendet, die die gleichen Funktionen wie in der ersten Ausführungsform haben.
Diese Radlagervorrichtung ist vom Typ der dritten Generation, die für ein angetriebenes Rad verwendet werden, und umfasst das innere Element 26, das äußere Element 2 und zweireihige Kugelgruppen 3, 3, die frei drehbar zwischen den äußeren und inneren Elementen 26, 2 aufgenommen sind. Das innere Element 26 umfasst eine Radnabe 27, und der Innenring 5 ist mit einer vorgegebenen Presspassung auf die Radnabe 27 gepresst.
Die Radnabe 27 ist integral mit dem Radmontageflansch 6 an seinem außenseitigen Ende, einer (außenseitigen) inneren Laufringfläche 4a an seinem Außenumfang und einem zylindrischen Abschnitt 4b, der sich von der inneren Laufringfläche 4a durch einen schaftförmigen Abschnitt 7 erstreckt, ausgebildet.
Die Radnabe 27 hat eine Kontur, die von einem Rillenboden der inneren Laufringfläche 4a über einen Gegenabschnitt 15, einen schaftförmigen Abschnitt 7, der sich axial von dem Gegenabschnitt 15 über einen im Wesentlichen vertikal gestuften Abschnitt 7c erstreckt, und eine Schulter 7b, an der der Innenring 5 anliegt, zu dem zylindrischen Abschnitt 4b verläuft. Die konische Aussparung 14 ist an einem außenseitigen Endabschnitt der Radnabe 27 ausgebildet. Die Tiefe der Aussparung 14 erstreckt sich bis nahe an den Boden der außenseitigen inneren Laufringfläche 4a der Radnabe 27, so dass der außenseitige Endabschnitt der Radnabe 27 eine im Wesentlichen konstante Wanddicke hat. Aufgrund des Unterschiedes beim Wälzkreisdurchmessers PCDi und PCDo ist der Durchmesser der inneren Laufringfläche 4a der Radnabe 27 größer als der Durchmesser der inneren Laufringfläche 5a des Innenrings 5, und der Außendurchmesser des schaftförmigen Abschnitts 7 ist so eingestellt, dass er im Wesentlichen der gleiche wie der Rillenbodendurchmesser der inneren Laufringfläche 5a ist.
Die Radnabe 27 besteht aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt mit 0,40–0,80 Gewichts-% Kohlenstoff, wie zum Beispiel S53C, und ist durch Hochfrequenzinduktionsabschreckung so gehärtet, dass eine Region, welche die innere Laufringfläche 4a von der innenseitigen Basis 6c des Radmontageflanschs 6 bis zu dem zylindrischen Abschnitt 4b beinhaltet, auf eine Oberflächenhärte von 58–64 HRC gehärtet ist.
In der zweiten Ausführungsform ist eine Menge an Fett, die jeweils in die linke und die rechte Lagerreihe eingefüllt wird, in Proportion zu einem Volumenverhältnis des Innenvolumens in der linken und der rechten Lagerreihe gesetzt. Das heißt, die außenseitige Lagerreihe ist mit Fett in einem Verhältnis von 40–60%, bevorzugt 45–55%, relativ zu dem Gesamtvolumen der Außenseite gefüllt, und die innenseitige Lagerreihe ist mit Fett in einem Verhältnis von 40–60%, bevorzugt 45–55%, relativ zu dem Gesamtvolumen der Innenseite gefüllt. Außerdem wird die Variation des Gewichts des Fettes in der linken und der rechten Lagerreihe auf einen Bereich von ±20% begrenzt. In dieser Spezifikation meint der Begriff "Gesamtvolumen" der äußeren und der inneren Seite ein Gesamtvolumen aus Wälzkreisen der Kugeln 3, 3 der äußeren und inneren Lagerreihen bis zu den Innenseiten des Lagers der äußeren Dichtung 11 bzw. der inneren Dichtung 12.
Wie in 7 gezeigt, wird das Fett in die Lager gefüllt, indem man zunächst die Doppelreihen der Kugeln 3, 3 mit den Käfigen 9, 10 festhält und indem man eine Fetteinfüllvorrichtung 28 in eine mit einem Pfeil angedeutete Richtung einführt, während die Kugelkassetten in das innere Element 2 eingesetzt sind. Das heißt, es wird eine vorgegebene Menge an Fett eingefüllt, indem man mehrere Doppelreihendüsen 28a, 28b, die radial von der Fetteinfüllvorrichtung 28 abstehen, in Richtung der zweireihigen Kugelkassetten einander gegenüberliegend anordnet.
Ein Durchmesser do jeder Düse 28a der außenseitigen Reihe ist größer als der Durchmesser jeder Düse 28b der innenseitigen Reihe, und das Quadratverhältnis ist so eingestellt, dass es dem Verhältnis der Innenraumvolumen der linken und der rechten Reihe entspricht. Dies ermöglicht es, trotz des Unterschiedes der Innenraumvolumen der linken und der rechten Reihe, der dem Unterschied in den Wälzkreisdurchmessern PCDo, PCDi der zwei Reihen aus Kugeln 3, 3 geschuldet ist, eine optimale Füllmenge an Fett beizubehalten. Dementsprechend ist es möglich, Probleme zu lösen, wie zum Beispiel das Austreten von Fett, während ein Fahrzeug fährt, und eine Erhöhung des Drehmoments der Radlagervorrichtung.
Obgleich oben beschrieben ist, dass die Füllmenge an Fett durch Verändern der Durchmesser do, di der Düsen 28a, 28b der äußeren und der inneren Seite gesteuert wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine solche Anordnung beschränkt, und die Steuerung der Füllmenge an Fett kann auch durch Ändern der Anzahl der Düsen 28a, 28b der äußeren und der inneren Seite bewerkstelligt werden.
Dritte Ausführungsform
8 ist eine Längsschnittansicht, die eine dritte Ausführungsform einer Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung zeigt, 9(a) ist ein Frontaufriss, der ein Verfahren zur maschinellen Bearbeitung des äußeren Elements von 8 zeigt, und 9(b) ist eine Längsschnittansicht entlang einer Linie IX-IX von 9(a). Da sich die dritte Ausführungsform lediglich teilweise von der zweiten Ausführungsform (6) in der Struktur des äußeren Elements unterscheidet, werden hier die gleichen Bezugsziffern zum Bezeichnen der gleichen Teile wie jene verwendet, die die gleichen Funktionen wie in den vorangegangenen Ausführungsform haben.
Diese Radlagervorrichtung ist vom Typ der dritten Generation, die für ein angetriebenes Rad verwendet wird, und umfasst das innere Element 26, ein äußeres Element 29 und zweireihige Kugelgruppen 3, 3, die frei drehbar zwischen den äußeren und inneren Elementen 29, 26 aufgenommen sind. Das äußere Element 29 ist an seinem Außenumfang integral mit einem Karosseriemontageflansch 2c ausgebildet, der an dem Achsschenkel N aus Aluminiumlegierung zu montieren ist, und ist an seinem Innenumfang mit einer zweireihigen äußeren Laufringfläche 2a, 2b ausgebildet. Das äußere Element 29 besteht aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, der 0,40–0,80 Gewichts-% Kohlenstoff enthält, wie zum Beispiel S53C, und die zweireihigen äußeren Laufringflächen 2a, 2b sind auf eine Oberflächenhärte von 58–64 HRC gehärtet.
Das äußere Element 29, das in den Achsschenkel N aus Aluminiumlegierung einzusetzen ist, ist mit einer Isolierbeschichtung 30 (schraffiert dargestellt) versehen, die durch eine Dacrotized-Behandlung auf seinen Flächen hergestellt wird, an denen der Achsschenkel N anliegt, d. h. die Innenfläche 18a des Karosseriemontageflanschs 2c und eine Außenumfangsfläche 18b. Dies ermöglicht es, das Entstehen einer elektrischen Korrosion an dem Achsschenkel N zu verhindern. Das heißt, wenn zwei Arten von Metallen, wie zum Beispiel der Stahl des äußeren Elements 29 und die Leichtlegierung des Achsschenkels N, Korrosionsbedingungen ausgesetzt werden, so wird das Metall mit geringerem Potenzialunterschied (in diesem Fall die Aluminiumlegierung des Achsschenkels) zu einer Anode und verursacht eine vorzeitige Korrosion. Die Isolierbeschichtung 30 ermöglicht das sichere Verhindern einer vorzeitigen elektrischen Korrosion des Achsschenkels N, die durch die Kombination unterschiedlicher Arten von Metallen verursacht wird, d. h. einer galvanischen Korrosion.
Zum Beispiel können außer der Dacrotized-Behandlung auch eine Nickelplattierung oder eine Zinkplattierung oder kationische Elektroabscheidung oder Fluorkohlenstoff- Elektroabscheidung für die vorliegende Erfindung verwendet werden. Die Isolierbeschichtung 30 kann auf eine gesamte Außenumfangsfläche aufgebracht werden, um die Zahl der Herstellungsschritte zu senken, wie zum Beispiel das Maskieren usw.
Eine Stützfläche 31 ist an dem Außenumfang des außenseitigen Endes ausgebildet, d. h. an dem Außenumfang des äußeren Elements eines Endes, das der Innenseite, an der die Isolierbeschichtung 30 ausgebildet ist, gegenüberliegt. Die Stützfläche 31 ist durch Schleifen zu einer zylindrischen Konfiguration ausgebildet. 9 zeigt ein Verfahren zum Schleifen der zweireihigen äußeren Laufringflächen 2a, 2b des äußeren Elements 29, wobei die außenseitige Endfläche 19 des äußeren Elements 29 magnetisch auf einer Stützplatte 32 gehalten wird und das äußere Element 29 drehbar in einem zentrierten Zustand gestützt wird, wobei die Stützfläche gleitend durch ein Paar Stützschuhe 33, 33 gestützt wird. In einem solchen Zustand werden die zweireihigen äußeren Laufringflächen 2a, 2b und die Schulter 17 der Seite mit kleinerem Durchmesser gleichzeitig geschliffen. Die Außenumfangsfläche einer geformten Schleifscheibe 34 wurde zuvor mittels eines Rotationsabrichtwerkzeugs mit einer Kontur versehen, die derjenigen der zweireihigen Laufringflächen 2a, 2b entspricht.
Wie oben beschrieben, ist es gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich – da die Isolierbeschichtung 30 an der Außenumfangsfläche des äußeren Elements 29, die an dem Achsschenkel N anliegt, ausgebildet ist und die Stützfläche 31 an der Außenumfangsfläche des äußeren Elements 29, die nicht an dem Achsschenkel N anliegt, ausgebildet ist –, eine gute Isolierung zwischen dem Achsschenkel N und dem äußeren Element 29 beizubehalten, ohne dass sich die Isolierbeschichtung 30 infolge des Gleitkontakts zwischen den Stützschuhen 33 und dem äußeren Element 29 ablöst. Dementsprechend ist es möglich, das Entstehen einer elektrischen Korrosion an dem Achsschenkel zu verhindern, die durch eine Kombination des stählernen äußeren Elements und des Leichtlegierungs-Achsschenkels verursacht werden würde, und somit ein Radlager mit verbesserter Zuverlässigkeit bereitzustellen.
10 zeigt eine Modifikation des äußeren Elements von 9 und ist eine Ansicht für einen daran ausgeführten Schleifvorgang. Das äußere Element 35 ist mit der Isolierbeschichtung 30 versehen, die durch eine Dacrotized-Behandlung seiner Innenfläche 18a des Karosseriemontageflanschs 2c und der Außenumfangsfläche 18b des innenseitigen Endes hergestellt wird. Eine Stützfläche 36, die einen gestuften Abschnitt eines kleineren Durchmessers bildet, ist über einer Region von dem innenseitigen Ende 20 auf eine vorgegebene Länge von dort durch Abschleifen eines Abschnitt der Isolierbeschichtung 30 ausgebildet. Im Gegensatz zu der Ausführungsform von 9(b) wird bei dieser Modifikation die innenseitige Endfläche 20 des äußeren Elements 35 magnetisch auf einer Stützplatte 32 gehalten, und das äußere Element 29 ist zentriert, wobei die Stützfläche 36 gleitfähig durch ein Paar Stützschuhe 33, 33 gestützt wird. In diesem Zustand werden die zweireihigen äußeren Laufringflächen 2a, 2b und die Schulter 17 der Seite mit kleinerem Durchmesser gleichzeitig durch eine geformte Schleifscheibe 37 geschliffen.
Gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich – da die Isolierbeschichtung 30 an der Außenumfangsfläche des äußeren Elements 35, die an dem Achsschenkel N anliegt, ausgebildet ist und die Stützfläche 36 durch Abschleifen eines Abschnitts der Isolierbeschichtung 30 ausgebildet ist –, das äußere Element 35 durch Stützschuhe 33 stabil zu stützen und eine gute Isolierung zwischen dem Achsschenkel N und dem äußeren Element 35 zu erreichen, weil die abgeschliffene gestützte Fläche 36 nicht den Achsschenkel N berührt. Dementsprechend ist es möglich, das Entstehen einer elektrischen Korrosion an dem Achsschenkel zu verhindern, die durch eine Kombination des stählernen äußeren Elements und des Leichtlegierungs-Achsschenkels verursacht werden würde, und ein Radlager mit verringertem Gewicht und geringerer Größe bereitzustellen.
Die vorliegende Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsformen beschrieben. Es versteht sich, dass dem Durchschnittsfachmann beim Lesen und Verstehen der vorangegangenen detaillierten Beschreibung Modifikationen und Änderungen einfallen. Es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung so auszulegen ist, dass alle derartigen Änderungen und Modifikationen davon erfasst werden, insofern sie unter den Geltungsbereich der angehängten Ansprüche oder ihrer Äquivalente fallen.
Industrielle Anwendbarkeit
Die Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung kann auf alle Lagervorrichtungen der ersten bis vierten Generation angewendet werden, und zwar unabhängig davon, ob es sich um ein antreibendes Rad oder ein angetriebenes Rad handelt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Längsschnittansicht, die eine erste Ausführungsform einer Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine vergrößerte Längsschnittansicht einer Radnabe von 1;
3 ist eine vergrößerte Längsschnittansicht eines äußeren Elements von 1;
4(a) ist eine Längsschnittansicht eines äußeren Elements von 1, nachdem es geschmiedet wurde, und 4(b) ist eine Längsschnittansicht einer Modifikation von 4(a);
5 ist eine erläuternde Längsschnittansicht der Radnabe von 1, nachdem es geschmiedet wurde;
6 ist eine Längsschnittansicht, die eine zweite Ausführungsform einer Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung zeigt;
7 ist eine Längsschnittansicht der Radlagervorrichtung von 6, die einen Fetteinfüllschritt zeigt;
8 ist eine Längsschnittansicht, die eine dritte Ausführungsform einer Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung zeigt;
9(a) ist ein Frontaufriss, der ein Verfahren zur maschinellen Bearbeitung des äußeren Elements von 8 zeigt, und 9(b) ist eine Längsschnittansicht entlang einer Linie IX-IX von 9(a);
10 ist eine Längsschnittansicht einer Modifikation des äußeren Elements, die einen daran ausgeführten Schleifvorgang zeigt;
11 ist eine Längsschnittansicht, die eine Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug des Standes der Technik zeigt; und
12 ist eine erläuternde Längsschnittansicht des äußeren Elements von 11, die seine Konfiguration nach dem Schmieden zeigt.

1, 26: inneres Element
2, 2', 29, 35: äußeres Element
3: Wälzelement
4, 27: Radnabe
4a, 5a: innere Laufringfläche
4b: zylindrischer Abschnitt
4c: Verstemmabschnitt
5: Innenring
6: Radmontageflansch
6a: Nabenbolzen
6b: kreisförmige Öffnung
6c: Basisabschnitt
7: schaftförmiger Abschnitt
7a, 7c, 16a, 23a: gestufter Abschnitt
7b: Schulter
8, 13: gehärtete Schicht
9, 10: Käfig
11: außenseitige Dichtung
12: innenseitige Dichtung
14: Aussparung
15: Gegenabschnitt
16, 23: Schulter der Seite mit größerem Durchmesser
17: Schulter der Seite mit kleinerem Durchmesser
18a: Innenfläche des Karosseriemontageflanschs
18b: innenseitige Außenumfangsfläche des äußeren Elements
19: außenseitige Endfläche des äußeren Elements
20: innenseitige Endfläche des äußeren Elements
21, 22: Dichtungssitzfläche
24: Außenfläche des Radmontageflanschs
25: Führungsabschnitt
28: Fetteinfüllvorrichtung
28a, 28b: Düse
30: Isolierbeschichtung
31, 36: Stützfläche
32: Stützfläche
33: Stützschuh
34, 37: geformte Schleifscheibe
50: Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug
51: äußeres Element
51a: außenseitige äußere Laufringfläche
51b: innenseitige äußere Laufringfläche
51c: Karosseriemontageflansch
52: Radnabe
52a, 54b: innere Laufringfläche
52b: zylindrischer Abschnitt
52c: Verstemmabschnitt
53: Radmontageflansch
54: Innenring
55: inneres Element
56, 57: Kugel
58, 59: Käfig
60, 61: Dichtung
62, 63: Rillenschulter
d1: Durchmesser des Basisabschnitts
d2: Kugelkontaktdurchmesser der Radnabe
di,: do Durchmesser der Düse
D1: Wälzkreisdurchmesser der außenseitigen Kugel
D2: Wälzkreisdurchmesser der innenseitigen Kugel
PCDo: Wälzkreisdurchmesser der außenseitigen Kugelgruppe
PCDi: Wälzkreisdurchmesser der innenseitigen Kugelgruppe
t1: kleinste Wanddicke des Basisabschnitts
t2: Wanddicke der Radnabe in Richtung des Kugelkontaktwinkels
t3,: t4 kleinste Wanddicke des äußeren Elements
α: Kugelkontaktwinkel

ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug, welche die gegensätzlichen Probleme der Gewichtsverringerung und der Verkleinerung der Lagervorrichtung und der Erhöhung der Steifigkeit der Lagervorrichtung lösen kann und außerdem die Grenznutzungsdauer der Lagervorrichtung verlängern kann. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug bereitgestellt, die Folgendes umfasst: ein zweireihiges Schrägkugellager, das zwei Reihen aus Kugelgruppen enthält, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wälzkreisdurchmesser der zweireihigen Kugelgruppe der Außenseite größer ist als ein Wälzkreisdurchmesser der zweireihigen Kugelgruppe der Innenseite, dass das äußere Element aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt besteht, der 0,40–0,80 Gewichts-% Kohlenstoff enthält und durch Hochfrequenzinduktionsabschreckung so gehärtet ist, dass jede der äußeren Laufringflächen mit einer gehärteten Schicht versehen ist, die eine Oberflächenhärte von 58–64 HRC aufweist, und dass die effektive Tiefe der gehärteten Schicht auf mindestens 2 mm eingestellt ist und die kleinste Wanddicke des äußeren Elements an diesen äußeren Laufringflächen auf mindestens 4 mm eingestellt ist.
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 108449/2004 [0007]

Claims

Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug, die Folgendes umfasst: ein äußeres Element (2, 29, 35), an dessen Innenumfang zweireihige äußere Laufringflächen (2a, 2b) ausgebildet sind; ein inneres Element (1, 26), an dessen Außenumfangsfläche zweireihige innere Laufringflächen (4a, 5a) ausgebildet sind, die gegenüber den zweireihigen äußeren Laufringflächen (2a, 2b) angeordnet sind; und zweireihige Kugelgruppen (3, 3), die frei drehbar zwischen den äußeren Laufringflächen (2a, 2b) und inneren Laufringflächen (4a, 5a) des äußeren Elements (2, 29, 35) und der inneren Elemente (1, 26) aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet: dass das äußere Element (2, 29, 35) aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt besteht, der 0,40–0,80 Gewichts-% Kohlenstoff enthält und durch Hochfrequenzinduktionsabschreckung so gehärtet ist, dass jede der äußeren Laufringflächen (2a, 2b) mit einer gehärteten Schicht (13) versehen ist, die eine Oberflächenhärte von 58–64 HRC aufweist, und dass die effektive Tiefe der gehärteten Schicht (13) auf mindestens 2 mm eingestellt ist und die kleinste Wanddicke des äußeren Elements (2, 29, 35) an diesen äußeren Laufringflächen (2a, 2b) auf mindestens 4 mm eingestellt ist.
Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei ein Wälzkreisdurchmesser (PCDo) der zweireihigen Kugelgruppe (3) der Außenseite größer ist als ein Wälzkreisdurchmesser (PCDi) der zweireihigen Kugelgruppe (3) der Innenseite.
Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei der Außendurchmesser jeder Kugel (3) der Kugelgruppen der gleiche ist und die Anzahl der Kugeln (3) der Außenseite größer ist als die der Kugeln (3) der Innenseite.
Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1–3, wobei das innere Element (1, 26) eine Radnabe (4, 27) und einen Innenring (5) umfasst, wobei an einem Ende der Radnabe (4, 27) eine Radhalterung (6) integral ausgebildet ist, wobei eine innere Laufringfläche (4a) an seinem Außenumfang gegenüber einer (2a) der zweireihigen äußeren Laufringflächen (2a, 2b) ausgebildet ist und wobei ein zylindrischer Abschnitt (4b) sich axial von der inneren Laufringfläche (4a) über einen schaftförmigen Abschnitt (7) erstreckt und wobei der Innenring (5) mittels einer vorgegebenen Presspassung auf dem zylindrischen Abschnitt (4b) der Radnabe (4, 27) sitzt und an seinem Außenumfang die andere innere Laufringfläche (5a) gegenüber der anderen Laufringfläche (2b) der zweireihigen äußeren Laufringflächen (2a, 2b) ausgebildet ist; wobei eine vorgegebene gehärtete Schicht (8) durchgängig durch Hochfrequenzinduktionsabschreckung in einer Region von einer innenseitigen Basis (6c) des Radmontageflanschs (6) der Radnabe (4, 27) zu dem zylindrischen Abschnitt (4b) ausgebildet ist; wobei eine im Wesentlichen konische Aussparung (14) an einem außenseitigen Endabschnitt der Radnabe (4, 27) ausgebildet ist und die Tiefe der Aussparung (14) sich bis mindestens in die Nähe des Bodens der inneren Laufringfläche (4a) der Radnabe (4) erstreckt, so dass eine Wanddicke (t2) der Radnabe (4, 27) an der inneren Laufringfläche (4a) auf einen vorgegebenen Bereich eingestellt ist; und wobei eine Wanddicke des außenseitigen Endes der Radnabe (4, 27) entsprechend der Konfiguration der Aussparung (14) im Wesentlichen konstant ist und mindestens das Doppelte der effektiven Tiefe der gehärteten Schicht (8) misst.
Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei die kleinste Dicke (t2) der Radnabe (4, 27) an der inneren Laufringfläche (4a) auf einen Bereich des 0,2–0,3-fachen eines Durchmessers an dieser Position eingestellt ist.
Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1–5, wobei Schultern (16, 17) jeweils neben den zweireihigen äußeren Laufringflächen (2a, 2b) ausgebildet sind; wobei ein gestufter Abschnitt (16a) zwischen der Schulter (16) der Seite mit größerem Durchmesser und der Schulter (17) der Seite mit kleinerem Durchmesser durch eine kegelförmige Fläche einer vorgegebenen Schräge gebildet ist oder eine Schulter (23) der Seite mit größerem Durchmesser als eine kegelförmige Fläche ausgebildet ist, die sich von der Schulter (17) der Seite mit kleinerem Durchmesser in Richtung der äußeren Laufringfläche (2a) der Seite mit größerem Durchmesser mit zunehmendem Durchmesser erstreckt, und wobei der gestufte Abschnitt (16a) und die Schultern (16, 23) Flächen in ihrem geschmiedeten Zustand beibehalten.
Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 6, wobei das äußere Element (2, 29, 35) an seinem Außenumfang integral mit einem Karosseriemontageflansch (2c) ausgebildet ist, der an einem Achsschenkel (N) einer Karosserie eines Fahrzeugs zu montieren ist, und wobei die Schulter (16) sich der Seite mit größerem Durchmesser bis zu einer Position nahe der Basis des Karosseriemontageflanschs (2c) erstreckt.
Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Schulter (23) der Seite mit größerem Durchmesser durch eine kegelförmige Fläche (23) einer vorgegebenen Schräge ausgebildet ist und ein gestufter Abschnitt (23a) zwischen der Schulter (23) der Seite mit größerem Durchmesser und der Schulter (17) der Seite mit kleinerem Durchmesser einen kreisbogenförmigen Querschnitt aufweist.
Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 4–8, wobei ein Gegenabschnitt (15) der inneren Laufringfläche (4a) der Radnabe (4, 27) mit einer zylindrischen Konfiguration ausgebildet ist und ein gestufter Abschnitt (7a), der den Gegenabschnitt (15) und den schaftförmigen Abschnitt (7) verbindet, mit einem kreisbogenförmigen oder kegelförmigen Querschnitt ausgebildet ist, und wobei der schaftförmige Abschnitt (7) und der gestufte Abschnitt (7a) Flächen in ihrem geschmiedeten Zustand beibehalten.
Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 2–9, wobei eine Menge an Fett, die jeweils in die linke und die rechte Lagerreihe eingefüllt wird, in Proportion zu einem Volumenverhältnis des Innenvolumens in der linken und der rechten Lagerreihe gesetzt wird.
Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 10, wobei eine Menge an Fett, die jeweils in die linke und die rechte Lagerreihe eingefüllt wird, auf einen Bereich von 40–60% des Innenraumvolumens der linken und der rechten Lagerreihe eingestellt wird.
Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1–11, wobei das äußere Element (29, 35) in dem Achsschenkel (N) aus Leichtlegierung sitzt, und wobei mindestens die Außenumfangsfläche des äußeren Elements (29, 35), die den Achsschenkel (N) berührt, mit einer Isolierbeschichtung (30) versehen ist und eine andere Umfangsfläche als die Außenumfangsfläche des äußeren Elements (29, 35), die den Achsschenkel (N) berührt, mit einer zylindrischen Stützfläche (31, 36) ausgebildet ist, die über eine vorgegebene axiale Länge geschliffen ist.
Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 12, wobei am Außenumfang äußeren Elements (29, 35) integral ein Karosseriemontageflansch (2c) ausgebildet ist, der an dem Achsschenkel (N) zu montieren ist, wobei der Achsschenkel (N) auf einem innenseitigen Außenumfang des Karosseriemontageflanschs (2c) sitzt, und wobei die Stützfläche (31, 36) an der Außenumfangsfläche eines außenseitigen Endes des äußeren Elements (29, 35) ausgebildet ist.
Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 12, wobei am Außenumfang des äußeren Elements (29, 35) integral ein Karosseriemontageflansch (2c) ausgebildet ist, der an dem Achsschenkel (N) zu montieren ist, wobei der Achsschenkel (N) auf einem innenseitigen Außenumfang des Karosseriemontageflanschs (2c) sitzt, und wobei ein von Isolierbeschichtung befreiter zylindrischer Abschnitt über eine vorgegebene Länge von einer innenseitigen Endfläche (20) des äußeren Elements (29, 35) ausgebildet ist und der von Isolierbeschichtung befreite zylindrische Abschnitt als die Stützfläche (36) fungiert.