DE112008000830T5

DE112008000830T5 - Radlager und Radlagervorrichtung mit dem Radlager

Info

Publication number: DE112008000830T5
Application number: DE112008000830T
Authority: DE
Inventors: Akira Iwata Torii
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2007-04-04
Filing date: 2008-03-18
Publication date: 2010-02-18
Also published as: WO2008129799A1; US20100021099A1; CN101675259B; CN101675259A; US9200669B2

Abstract

Radlager für ein Fahrzeug, das ein zweireihiges Schrägkugellager der Rücken-an-Rücken-Duplexlagerart ausbildet, umfassend:
ein äußeres Glied, das an seinem Innenumfang mit äußeren Laufringflächen ausgebildet ist, die jede einen Kreisbogenlängsschnitt aufweisen;
ein Paar Innenringe, die jeder an seinem Außenumfang mit einer inneren Laufringfläche mit einem Kreisbogenlängsschnitt zur Anordnung gegenüber von einer der äußeren Laufringflächen ausgebildet sind, wobei das Ende der Seite mit kleinerem Durchmesser von einem Innenring an das Ende der Seite mit kleinerem Durchmesser des anderen Innenrings anstößt;
zweireihige Kugeln, die zwischen den äußeren und inneren Laufringflächen des äußeren Glieds bzw. der Innenringe enthalten und durch Käfige darin gehalten sind; und
Dichtungen, die in ringförmigen Öffnungen angebracht sind, welche zwischen dem äußeren Glied und den Innenringen ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass:
das äußere Glied und die Innenringe aus Rohrgliedern durch plastisches Verformen derselben hergestellt sind; und
dass die äußeren und inneren Laufringflächen, wobei zylindrische Abschnitte...

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Radlager zum frei drehbaren Stützen eines Rads eines Fahrzeugs, wie etwa eines Kraftwagens, und insbesondere das Radlager und eine Radlagervorrichtung mit dem Radlager, die zum Reduzieren ihres Gewichts, ihrer Größe sowie von Herstellungskosten und zum Verbessern der Strapazierfähigkeit des Lagers gedacht ist.
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
Die Radlagervorrichtung zum Stützen eines Fahrzeugrads stützt frei drehbar eine Radnabe zum Anbringen eines Rads über ein zweireihiges Wälzlager, und es gibt sie für ein Antriebsrad und ein angetriebenes Rad. Aus strukturellen Gründen ist die Innenringdrehart für das Antriebsrad und die Innenringdrehart wie auch die Außenglieddrehart für das angetriebene Rad benutzt. Es gibt vier Generationsarten der Radlagervorrichtung, d. h. die Art der ersten Generation, bei der ein Radlager, das ein zweireihiges Schrägkugellager usw. beinhaltet, zwischen ein Kniestück, das einen Teil einer Aufhängungsvorrichtung ausbildet, und eine Radnabe gepasst ist, die Art der zweiten Generation, bei der ein Körperanbringungsflansch oder ein Radanbringungsflansch direkt am Außenumfang eines äußeren Glieds ausgebildet ist, die Art der dritten Generation, bei der eine innere Laufringfläche direkt am Außenumfang einer Radnabe ausgebildet ist, und die Art der vierten Generation, bei der innere Laufringflächen jeweils an Außenumfängen einer Radnabe und eines äußeren Gelenkglieds ausgebildet sind.
Bisher ist ein Schrägkugellager bekannt, bei dem ein Innenring und ein Außenring (äußeres Glied) durch Pressen einer Stahlplatte ausgebildet ist. Beispielsweise zeigt 11 ein Schrägkugellager, das in einem magnetischen Festplattengerät benutzt ist und bei dem ein Außenring 50 und ein Paar Innenringe 52, 53 aus Edelstahl durch Press- oder Walzvorgang ausgebildet sind.
Der Außenring 51 ist im Wesentlichen an seinem axial zentralen Abschnitt mit einem ringförmigen Vorsprung 51a, der radial nach innen vorsteht, und an seinem Innenumfang mit äußeren Laufringflächen 51b, 51c auf jeder Seite des ringförmigen Vorsprungs 51a ausgebildet. Der Außenring 51 ist in eine Öffnung eines Gehäuses 54 gepasst und axial mit einem Flansch 51d angeordnet, der an einem seiner Enden ausgebildet ist, das an die Endfläche des Gehäuses 54 anstößt. Eine ringförmige Aussparung 51e ist am Außenumfang des Außenrings 51 zum Ausbilden eines ringförmigen Vorsprungs 51a am Innenumfang des Außenrings 51 ausgebildet. Die ringförmige Aussparung ist mit Klebstoff zum Befestigen des Außenrings 51 in der Öffnung des Gehäuses 54 gefüllt.
Demgegenüber sind die Innenringe 52, 53 in den Außenring 51 gepasst. Axial äußere Enden der Innenringe 52, 53 sind jeweils mit gekrümmten Schultern 52a, 53a ausgebildet, und die gekrümmten Schultern sind jeweils mit inneren Laufringflächen 52b, 53b ausgebildet. Zweireihige Kugeln 56, 56 sind zwischen den inneren Laufringflächen 52b, 53b der Innenringe 52, 53 und der zweireihigen äußeren Laufringfläche 51b, 51c des Außenrings 51 angeordnet und durch Käfige 57, 57 in jeder Reihe gehalten.
Passabschnitte 52c, 53c zur Spielpassung auf einem Schaftglied 55 sind jeweils an den Innenumfängen der Innenringe 52, 53 ausgebildet. Nach der Spielpassung der Innenringe 52, 53 auf dem Schaftglied 55 ist ein zylindrisches Gewicht 59 mit einem konstanten Gewicht auf dem gekrümmten Schulterabschnitt 52a des Innenrings 52 abgelegt. Der gekrümmte Schulterabschnitt 53a des anderen Innenrings 53 ist über Kugeln 56 durch das Gewicht 59 an den Flanschabschnitt 55a des Schaftglieds 55 gepresst und dadurch eine geeignete Vorbelastung auf das Schrägkugellager 50 ausgeübt.
Nach der Fertigstellung der Spielpassung wird ein Spalt zwischen der gekrümmten Schulter 52a eines Innenrings 52 und dem Schaftglied 55 mit Klebstoff 60 gefüllt. Dadurch wird verhindert, dass der eine Innenring 52 von dem Schaftglied 55 abgestreift wird, und außerdem wird verhindert, dass der andere Innenring 53 durch seinen Flansch 55a von dem Schaftglied 55 abgestreift wird.

Bezugspatentschrift 1: Japanische Gebrauchsmuster-Auslegeschrift Nr. 1835/1994

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Es ist jedoch beim Versuch, das Schrägkugellager 50 als Radlager zu benutzen, bei dem das äußere Glied 51 und die Innenringe 52, 53 durch Pressvorgang aus Stahlplatten ausgebildet sind, notwendig, Dichtungen in ringförmigen Öffnungen anzubringen, die zwischen dem Außenring 51 und den Innenringen 52, 53 ausgebildet sind. Dies erhöht nicht nur die Anzahl von Teilen, sondern modifiziert die Struktur erheblich, um Räume für die Dichtungen zu erhalten, und dadurch sind Herstellungskosten, Gewicht und Größe außerdem erhöht. Zudem ist es schwierig, dieselbe Genauigkeit von Bauteilen aufzuweisen, insbesondere jeder Laufringfläche, wie jene von Bauteilen, die durch Schneidvorgang des Stands der Technik hergestellt ist.
Zudem steht zu befürchten, dass die Kontaktellipse der Kugel 56 dazu neigt, durch eine Momentbelastung, die beim Drehen eines Fahrzeugs auf das Rad ausgeübt ist, eine Schulter der äußeren Laufringfläche 51b zu überlaufen und daraus herauszukommen (so genanntes „Überlaufen der Schulter”). Ferner steht zu befürchten, dass eine Kantenbelastung an der Schulter A durch das Überlaufen der Schulter bewirkt wäre. Der Begriff „Kantenbelastung” bedeutet eine übermäßige, in einer Ecke bewirkte Spannungskonzentration, d. h. eine Erscheinung, die ein vorzeitiges Ablösen bewirkt.
Beim Ausbilden des ringförmigen Vorsprungs 51a durch Aussparen des axial zentralen Abschnitts des Außenrings 51 beim Walzvorgang desselben, ist es, wenn die Höhe des ringförmigen Vorsprungs 51a von der äußeren Laufringfläche 51b groß hergestellt ist, schwierig, dass die Kugel 56 die Schulter A überläuft, während das Drehmoment auf das Lager ausgeübt wird. In einem derartigen Fall steht jedoch zu befürchten, dass die Wandstärke eines Übergangsabschnitts B zwischen dem Außenumfang und der ringförmigen Aussparung 51e abhängig vom Krümmungsradius R dünner würde und Risse in dem Schulterabschnitt A bewirkt wären, wenn die Schulterhöhe groß ist. Obgleich man verstehen wird, dass die Erzeugung von Rissen durch Niederhalten des Ziehverhältnisses unter Erhöhung der Anzahl der maschinellen Bearbeitungsschritte verhindert ist, erhöht dies nicht nur die Herstellungskosten, sondern setzt die Herstellungsgenauigkeit herab und erschwert es daher, eine gewünschte Lagergenauigkeit zu gewährleisten.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Radlager und eine Radlagervorrichtung mit dem Radlager für ein Fahrzeug bereitzustellen, die die Herstellungskosten, das Gewicht und die Größe reduzieren und die Abdichtbarkeit und Genauigkeit davon verbessern können.
Es ist eine weitere Aufgabe, die Strapazierfähigkeit des Radlagers zu verbessern.
MITTEL ZUR PROBLEMLÖSUNG
Zum Lösen der Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Radlager für ein Fahrzeug bereitgestellt, das ein zweireihiges Schrägkugellager der Rücken-an-Rücken-Duplexlagerart ausbildet, umfassend ein äußeres Glied, das an seinem Innenumfang mit äußeren Laufringflächen ausgebildet ist, die jede einen Kreisbogenlängsschnitt aufweisen; ein Paar Innenringe, die jeder an seinem Außenumfang mit einer inneren Laufringfläche mit einem Kreisbogenlängsschnitt zur Anordnung gegenüber von einer der äußeren Laufringflächen ausgebildet sind, wobei das Ende der Seite mit kleinerem Durchmesser von einem Innenring an das Ende der Seite mit kleinerem Durchmesser des anderen Innenrings anstößt; zweireihige Kugeln, die zwischen den äußeren und inneren Laufringflächen des äußeren Glieds bzw. der Innenringe enthalten und durch Käfige darin gehalten sind; und Dichtungen, die in ringförmigen Öffnungen angebracht sind, welche zwischen dem äußeren Glied und den Innenringen ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Glied und die Innenringe aus Rohrgliedern durch plastisches Verformen derselben hergestellt sind; und dass die äußeren und inneren Laufringflächen, wobei zylindrische Abschnitte des äußeren Glieds Passabschnitte der Dichtungen ausbilden und/oder Schulterabschnitte der Innenringe Anschlussabschnitte ausbilden, derart ausgebildet sind, dass sie durch Schleifen derselben vorgegebene Dimensionen und Genauigkeit aufweisen.
Gemäß dem Radlager von Anspruch 1 ist es, da das äußere Glied und die Innenringe aus Rohrgliedern durch plastisches Verformen derselben hergestellt sind; und die äußeren und inneren Laufringflächen, wobei zylindrische Abschnitte des äußeren Glieds Passabschnitte der Dichtungen ausbilden und/oder Schulterabschnitte der Innenringe Anschlussabschnitte ausbilden, derart ausgebildet sind, dass sie durch Schleifen derselben vorgegebene Dimensionen und Genauigkeit aufweisen, möglich, Produktivität und Ertrag des Radlagers zu verbessern, die Herstellungskosten zu reduzieren sowie dieselbe Genauigkeit und Abdichtbarkeit des Radlagers wie bei dem herkömmlichen Radlager zu gewährleisten.
Es ist bevorzugt, dass das äußere Glied und der Innenring durch den Kaltwalzvorgang hergestellt sind. Dies macht es möglich, eine im Wesentlichen einheitliche Wandstärke aufzuweisen und eine vorgegebene Genauigkeit in der Konfiguration und Dimension des Radlagers zu gewährleisten.
Es ist außerdem bevorzugt, dass, wenn der Durchmesser der Kugel mit Dw bezeichnet ist und die Höhe eines ringförmigen Vorsprungs vom Boden der äußeren Laufringfläche des äußeren Glieds mit H bezeichnet ist, ein Verhältnis H/Dw innerhalb eines Bereichs von 0,30 bis 0,43 eingerichtet ist. Dies macht es möglich, eine gewünschte Lagergenauigkeit zu gewährleisten, die Erzeugung von Rissen in der Schulter der Laufringflächen zu verhindern und außerdem zu verhindern, dass die Kontaktellipse der Kugel die Schulter überläuft, wenn das Drehmoment auf das Lager ausgeübt ist. Dadurch ist es möglich, ein Radlager mit einer verbesserten Strapazierfähigkeit bereitzustellen.
Es ist bevorzugt, dass zylindrische Abschnitte an beiden Enden des äußeren Glieds durch den Walzvorgang ausgebildet sind, die Dichtungen in die zylindrischen Abschnitte gepasst sind und der Schulterabschnitt, der axial auf einem Seitenende mit größerem Durchmesser des Innenrings verläuft, durch den Walzvorgang ausgebildet ist, wobei Dichtungsränder der Dichtung die Oberfläche der Schulter des Innenrings gleitbar berühren. Dies ermöglicht, eine gewünschte Abdichtbarkeit des Kugellagers aufzuweisen.
Es ist bevorzugt, dass die Dichtung einen Schleuderring und eine Dichtungsplatte umfasst, die jedes einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweisen und einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die Dichtungsplatte einen Seitenrand und radiale Ränder umfasst, zylindrische Abschnitte an beiden Enden des äußeren Glieds durch den Walzvorgang ausgebildet sind, die Dichtungsplatte in den zylindrischen Abschnitt gepasst ist, der Schulterabschnitt, der axial an einem Seitenende des Innenrings mit größerem Durchmesser verläuft, durch den Walzvorgang ausgebildet ist, der Schleuderring auf die Schulter aufgepresst ist und die Dichtungsränder der Dichtungsplatte die Oberfläche des Schleuderrings gleitbar berühren. Dies ermöglicht es, eine weiter hermetische Abdichtbarkeit aufzuweisen.
Es ist bevorzugt, dass radial nach innen verlaufende Schulterabschnitte an beiden Enden des äußeren Glieds durch den Walzvorgang ausgebildet sind und die Dichtungen einstückig an den Schultern ausgebildet sind. Dies macht es möglich, die Anzahl von Bauteilen und Montageschritten des Radlagers zu reduzieren und dadurch die Herstellungskosten davon herabzusetzen.
Es ist außerdem bevorzugt, das beide Endflächen des äußeren Glieds und eine Endfläche der Seite mit größerem Durchmesser des Innenrings durch den Drehvorgang nach ihrem plastischen Verformungsvorgang ausgebildet sind und die äußeren und inneren Laufringflächen, die Außenumfangsfläche des äußeren Glieds, die Innenumfangsfläche und Endfläche der Seite mit kleinerem Durchmesser des Innenrings mit vorgegebenen Dimensionen und vorgegebener Genauigkeit durch den Schleifvorgang nach ihrer Wärmebehandlung ausgebildet sind. Dies ermöglicht es, dieselbe Genauigkeit wie beim herkömmlichen Kugellager zu gewährleisten.
Es ist bevorzugt, dass der Außenumfang des axial zentralen Abschnitts des äußeren Glieds zum Ausbilden eines ringförmigen Vorsprungs an seinem Innenumfang mit einer flachen Oberfläche am radial innersten Abschnitt des ringförmigen Vorsprungs ringförmig ausgespart ist und Schultern, die die äußere Laufringfläche und den ringförmigen Vorsprung verbinden, mit einem Kreisbogenquerschnitt durch eine Profilschleifscheibe simultan mit dem Schleifen der äußeren Laufringfläche geschliffen sind. Dies macht es möglich, eine gewünschte Lagergenauigkeit zu gewährleisten und die Erzeugung von Rissen in der Schulter der Laufringflächen zu verhindern. Ferner ist es, da der Schulterabschnitt glatt mit der äußeren Laufringfläche verbunden ist, außerdem möglich zu verhindern, dass die Kontaktellipse der Kugel die Schulter überläuft und dadurch die Kantenbelastung zu bewirken, wenn das Drehmoment auf das Lager ausgeübt ist, und dementsprechend möglich, ein Radlager mit einer verbesserten Strapazierfähigkeit bereitzustellen.
Es ist bevorzugt, dass die flache Oberfläche des ringförmigen Vorsprungs durch den Walzvorgang mit einer kleinen Stufe bezüglich der Schulter des ringförmigen Vorsprungs ausgebildet ist. Dies macht es möglich, die Schulterhöhe des ringförmigen Vorsprungs von den äußeren Laufringflächen durch Füllen des Schulterabschnitts mit Blindmaterialien unter Verhinderung der Erzeugung von Rissen am Schulterabschnitt während des Walzschritts geeignet zu gewährleisten.
Es ist außerdem bevorzugt, dass die zweireihigen äußeren Laufringflächen simultan durch eine Profilschleifscheibe geschliffen sind. Dies macht es möglich, die Herstellungsschritte und -kosten zu reduzieren und fehlerhaften Unterschied bei Nutdurchmessern der zweireihigen äußeren Laufringflächen und das Gefälle dazwischen mit einer vorgegebenen Genauigkeit zu begrenzen und dadurch die Lagergenauigkeit weiter zu verbessern.
Es ist bevorzugt, dass ein Übergangsabschnitt zwischen dem Außenumfang und der ringförmigen Aussparung des äußeren Glieds mit einem Kreisbogenquerschnitt mit einem vorgegebenen Krümmungsradius und außerdem mit im Wesentlichen einheitlicher Wandstärke ausgebildet ist. Dies macht es möglich, die Erzeugung von Rissen in der Schulter der Laufringflächen zu verhindern. Ferner ist es außerdem möglich zu verhindern, dass die Kontaktellipse der Kugel die Schulter überläuft und dadurch die Kantenbelastung bewirkt, wenn das Drehmoment auf das Lager ausgeübt ist, und dementsprechend möglich, ein Radlager mit einer verbesserten Strapazierfähigkeit bereitzustellen. Der Begriff „im Wesentlichen einheitlich” bedeutet einheitliche Wandstärke eines Rohrglieds vor seiner Verformung und eine Wandstärke, die nach der Verformung ohne plastisches Fließen von Material außer zum Ausbilden eines Kreisbogenquerschnitts im Übergangsabschnitt zu bewirken erzielt ist. Dementsprechend ist zu verstehen, dass der Begriff „im Wesentlichen einheitlich” außerdem Zustände dünner und dicker Wandstärke beinhaltet, die durch Verschiebung von Material bei der Ausbildung des Kreisbogenquerschnitts im Übergangsabschnitt bewirkt sind.
Es ist außerdem bevorzugt, dass der Krümmungsradius R des Übergangsabschnitts innerhalb eines Bereichs von 1,5 bis 1,8 Rw (wobei Rw der Radius einer Kugel ist) eingerichtet ist. Dies ermöglicht, eine Starrheitsreduzierung aufgrund der Reduzierung der Wandstärke sowie eine Produktivitätsreduzierung beim plastischen Verformungsvorgang aufgrund einer Erhöhung der Wandstärke zu verhindern.
Es ist außerdem bevorzugt, dass die Käfige durch Spritzgießen aus Kunstharz als Schnappstücke ausgebildet sind, die Kugeln frei rollbar durch die Käfige gehalten sind, ohne herauszufallen, und Gegenabschnitte durch den plastischen Verformungsvorgang an Positionen gegenüber den Schultern der äußeren Laufringflächen ausgebildet sind. Dies macht es möglich zu verhindern, dass eine Kugelkassette, sobald sie in Montageschritten zusammengebaut ist, von dem äußeren Glied abfällt, und so die Montage des Radlagers zu vereinfachen. Der Begriff „Schnappstück” bedeutet ein Rastkäfig, der Kugeln durch die Elastizität von Kunstharz abnehmbar anbringen kann.
Es ist bevorzugt, dass der Innendurchmesser der Gegenabschnitte kleiner als der Umkreisdurchmesser von Kugeln in einer Kugelkassette eingerichtet ist, in der die Kugeln durch den Käfig gehalten sind. Dies macht es möglich, sicher zu verhindern, dass die Kugelkassette von dem äußeren Glied abfällt.
Es ist bevorzugt, dass ein Gegenabschnitt durch den plastischen Verformungsvorgang an einer Position gegenüber der Schulter der äußeren Laufringflächen ausgebildet ist und der Außendurchmesser des Gegenabschnitts größer als der Umkreisdurchmesser von Kugeln in einer Kugelkassette eingerichtet ist, in der die Kugeln durch den Käfig gehalten sind. Dies macht es möglich zu verhindern, dass die Innenringe, sobald sie in Montageschritten zusammengebaut sind, axial abfallen, und so die Montage des Radlagers zu vereinfachen.
Es ist außerdem bevorzugt, dass die Gegenabschnitte durch eine Profilschleifscheibe simultan mit dem Schleifen der inneren Laufringfläche nach der Wärmebehandlung geschliffen sind. Dies macht es möglich, den Innenumfang des Gegenabschnitts unter Beseitigung der Verformung, die durch die Wärmebehandlung bewirkt ist, feinzuschleifen, die Erzeugung von Kratzern an Kugeln zu unterdrücken, welche durch den Durchlauf von Kugeln durch den Gegenabschnitt bewirkt wären, und ein Radlager mit hoher Qualität und Zuverlässigkeit bereitzustellen.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Radlagervorrichtung bereitgestellt, umfassend eine Radnabe, das an einem seiner Enden einstückig mit einem Radanbringungsflansch und einem zylindrischen Abschnitt, der axial von dem Radanbringungsflansch über einen Schulterabschnitt davon verläuft, ausgebildet ist und ein Radlager nach einem der Ansprüche 1 bis 16, das auf den zylindrischen Abschnitt der Radnabe über einen vorgegebenen Unterschnitt aufgepresst ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein äußeres Gelenkglied eines Gleichlaufgelenks über Kerbeingriff dazwischen in die Radnabe eingepasst ist, und dass ein Paar Innenringe in Sandwichbauweise zwischen dem Schulterabschnitt der Radnabe und einem Schulterabschnitt des äußeren Gelenkglieds angeordnet ist und ein vorgegebener Vordruck ausgeübt ist.
Gemäß der Radlagervorrichtung der ersten Generation, die in Anspruch 17 definiert ist, ist es, da sie eine Radnabe, die an einem ihrer Enden einstückig mit einem Radanbringungsflansch und einem zylindrischen Abschnitt, der axial von dem Radanbringungsflansch über einen Schulterabschnitt davon verläuft, ausgebildet ist und ein Radlager nach einem der Ansprüche 1 bis 16 umfasst, das auf den zylindrischen Abschnitt der Radnabe über einen vorgegebenen Unterschnitt aufgepresst ist, und dadurch gekennzeichnet ist, dass ein äußeres Gelenkglied eines Gleichlaufgelenks über Kerbeingriff dazwischen in die Radnabe eingepasst ist, und dass ein Paar Innenringe in Sandwichbauweise zwischen dem Schulterabschnitt der Radnabe und einem Schulterabschnitt des äußeren Gelenkglieds angeordnet ist und ein vorgegebener Vordruck ausgeübt ist, möglich, die Starrheit des Lagers zu erhöhen und dadurch die Rollermüdungslebensdauer des Lagers zu verbessern.
Wirkungen der Erfindung
Gemäß dem Radlager für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung ist es, da es ein äußeres Glied, das an seinem Innenumfang mit äußeren Laufringflächen ausgebildet ist, die jede einen Kreisbogenlängsschnitt aufweisen; ein Paar Innenringe, die jeder an seinem Außenumfang mit einer inneren Laufringfläche mit einem Kreisbogenlängsschnitt zur Anordnung gegenüber von einer der äußeren Laufringflächen ausgebildet sind, wobei das Ende der Seite mit kleinerem Durchmesser von einem Innenring an das Ende der Seite mit kleinerem Durchmesser des anderen Innenrings anstößt; zweireihige Kugeln, die zwischen den äußeren und inneren Laufringflächen des äußeren Glieds bzw. der Innenringe enthalten und durch Käfige darin gehalten sind; und Dichtungen umfasst, die in ringförmigen Öffnungen angebracht sind, welche zwischen dem äußeren Glied und den Innenringen ausgebildet sind, und dadurch gekennzeichnet ist, dass das äußere Glied und die Innenringe aus Rohrgliedern durch plastisches Verformen derselben hergestellt sind; und dass die äußeren und inneren Laufringflächen, wobei zylindrische Abschnitte des äußeren Glieds Passabschnitte der Dichtungen ausbilden und/oder Schulterabschnitte der Innenringe Anschlussabschnitte ausbilden, derart ausgebildet sind, dass sie durch Schleifen derselben vorgegebene Dimensionen und Genauigkeit aufweisen, möglich, Produktivität und Ertrag des Radlagers zu verbessern, die Herstellungskosten zu reduzieren sowie dieselbe Genauigkeit und Abdichtbarkeit des Radlagers wie bei dem herkömmlichen Radlager zu gewährleisten.
Beste Ausführungsweise der Erfindung
Die beste Ausführungsweise der vorliegenden Erfindung ist ein Radlager für ein Fahrzeug, das ein zweireihiges Schrägkugellager der Rücken-an-Rücken-Duplexlagerart ausbildet, umfassend ein äußeres Glied, das an seinem Innenumfang mit äußeren Laufringflächen ausgebildet ist, die jede einen Kreisbogenlängsschnitt aufweisen; ein Paar Innenringe, die jeder an seinem Außenumfang mit einer inneren Laufringfläche mit einem Kreisbogenlängsschnitt zur Anordnung gegenüber von einer der äußeren Laufringflächen ausgebildet sind, wobei das Ende der Seite mit kleinerem Durchmesser von einem Innenring an das Ende der Seite mit kleinerem Durchmesser des anderen Innenrings anstößt; zweireihige Kugeln, die zwischen den äußeren und inneren Laufringflächen des äußeren Glieds bzw. der Innenringe enthalten und durch Käfige darin gehalten sind; und Dichtungen, die in ringförmigen Öffnungen angebracht sind, welche zwischen dem äußeren Glied und den Innenringen ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Glied und die Innenringe aus Rohrgliedern Walzen derselben hergestellt sind, dass die Dichtungen in die zylindrischen Enden des äußeren Glieds gepasst sind, dass ein axial verlaufender Schulterabschnitt an dem Ende mit größerem Durchmesser des Innenrings ausgebildet ist, die Dichtungsränder der Dichtung den Schulterabschnitt gleitbar berühren, und dass die äußeren und inneren Laufringflächen, die Passflächen und Dichtungsanschlussabschnitte der Dichtungen mit vorgegebenen Dimensionen und vorgegebener Genauigkeit durch Schleifen derselben ausgebildet sind.
Erste Ausführungsform
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine Längsschnittansicht, die eine erste Ausführungsform der Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung zeigt; 2 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht des Radlagers von 1; 3(a) ist eine Längsschnittansicht, die nur einen äußeren Ring von 2 zeigt, und 3(b) ist eine Längsschnittansicht, die nur einen Innenring von 2 zeigt; 4(a) ist eine erläuternde Ansicht, die einen Schleifvorgang des äußeren Glieds zeigt, und 4(b) ist eine erläuternde Ansicht, die eine Modifikation von 4(a) zeigt. In untenstehenden Beschreibungen definiert der Begriff „Außenseite” eine Seite, die sich außerhalb eines Fahrzeugkörpers befindet (linke Seite von 1), und der Begriff „Innenseite” definiert eine Seite, die sich innerhalb eines Fahrzeugkörpers befindet (rechte Seite von 1), wenn die Lagervorrichtung an dem Fahrzeugkörper angebracht ist.
Die Radlagervorrichtung von 1 ist als Struktur der ersten Generation ausgebildet und weist eine Radnabe 1 und ein Radlager 2 auf, das an der Radnabe 1 angebracht ist. Ein Gleichlaufgelenk 3 ist derart in die Radnabe 1 eingepasst, dass ein Drehmoment dazwischen übertragen werden kann und es separat durch eine Befestigungsmutter 4 daran befestigt ist.
Die Radnabe 1 ist an ihrem Außenseitenende einstückig mit einem Radanbringungsflansch 5 und einem zylindrischen Abschnitt 1b ausgebildet, der von dem Radanbringungsflansch 5 axial über einen Schulterabschnitt 1a davon verläuft. Eine Kerbung (oder Keil) 1c zur Drehmomentübertragung ist außerdem am Innenumfang der Radnabe 1 ausgebildet. Die Radnabe 1 ist aus Kohlenstoffstahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthält, wie etwa S53C, ausgebildet und geschmiedet. Die Radnabe 1 kann in einem Bereich vom Schulterabschnitt 1a zum zylindrischen Abschnitt 1b nach dem Schmieden durch Vergüten oder durch Hochfrequenzinduktionshärten mit einer Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC gehärtet sein, um die Ermüdungsfestigkeit gegen Biegen zu erhöhen.
Das Radlager 2 ist in ein Kniestück 6 eingepasst und umfasst, wie in 2 gezeigt, ein äußeres Glied (Außenring) 7, das an seinem Innenumfang mit zweireihigen äußeren Laufringflächen 7a, 7a ausgebildet ist, ein Paar Innenringe 8, 8, die an ihrem Außenumfang mit zweireihigen inneren Laufringflächen 8a, 8a ausgebildet sind, welche dazu geeignet sind, den äußeren Laufringflächen 7a, 7a gegenüberliegend angeordnet zu sein, zweireihige Kugeln 10, 10, die frei rollbar durch Käfige 9, 9 zwischen den äußeren und inneren Laufringflächen 7a, 7a und 8a, 8a gehalten sind, und Dichtungen 11, die an beiden Enden des äußeren Glieds 7 angebracht sind. Die Innenringe 8, 8 sind mit ihren Endseiten 8b, 8b mit kleinerem Durchmesser aneinander angrenzend angeordnet, um ein Schrägkugellager der sogenannten Rücken-an-Rücken-Duplexlagerart auszubilden.
Jede Dichtung 11 umfasst ein Kernmetall 11a, das dazu geeignet ist, in den zylindrischen Abschnitt 13 des äußeren Glieds 7 eingepasst zu sein, und ein Dichtungsglied 11b aus Elastomer, wie etwa Nitrilkautschuk, das auf das Kernmetall 11a aufvulkanisiert ist und ein Paar radiale Ränder aufweist. Dadurch ist es möglich, den Austritt von Schmierfett, das in dem Radlager versiegelt ist, und den Eintritt von Regenwasser oder Staub von außerhalb der Lagervorrichtung wirksam zu verhindern. Es kann möglich sein, eine sogenannte Packungsdichtung zu benutzen, bei der ein Schleuderring auf den Innenring 8 aufgepresst ist und ein Dichtungsglied derart auf dem zylindrischen Abschnitt 13 des äußeren Glieds 7 dem Schleuderring gegenüberliegend angeordnet ist, dass Dichtungsränder des Dichtungsglieds den Schleuderring gleitbar berühren.
Das Gleichlaufgelenk 3 umfasst ein äußeres Gelenkglied 15, einen Gelenkinnenring 16, einen Käfig 17 und Drehmomentübertragungskugeln 18, wie in 1 gezeigt. Das äußere Gelenkglied 15 umfasst einen napfförmigen Mundabschnitt 19, einen Schaftabschnitt 21, der axial von dem Schulterabschnitt 20 verläuft. Der Schaftabschnitt 21 des äußeren Gelenkglieds 15 ist mit einer Kerbung 21a zur Ineingriffnahme der Kerbung 1c der Radnabe 1 ausgebildet. Ein Außengewinde 21b ist am Ende des Schaftabschnitts 21 ausgebildet. Das äußere Gelenkglied 15 ist über Kerbungen 1c, 21a in die Radnabe 1 gepasst, bis der Schulterabschnitt 20 an die größere Endfläche des Innenrings 8 anstößt. Das Paar Innenringe 8, 8 ist in Sandwichbauweise zwischen dem Schulterabschnitt 1a und dem Schulterabschnitt 20 des äußeren Gelenkglieds 15 am zylindrischen Abschnitt 1b der Radnabe 1 über einen vorgegebenen Unterschnitt angeordnet. Ferner ist ein vorgegebener Lagervordruck durch Anziehen einer Befestigungsmutter 4 an dem Außengewinde 21b auf das Radlager ausgeübt. Dies ermöglicht es, die Lagerstarrheit zu erhöhen und die Rollermüdungslebensdauer des Lagers zu verbessern.
Das äußere Glied 7 und der Innenring 8 sind aus einem Rohrglied ausgebildet, das aus Lagerstahl, wie etwa SUJ 2, oder Zementstahl, wie etwa SCr 420 oder SCM 415, durch Press- oder Kaltwalzvorgang (im Folgenden als „plastischer Verformungsvorgang” bezeichnet) ausgebildet ist. Dann wird SUJ 2 durch Tauchabschrecken oder Hochfrequenzinduktionshärten und der Zementstahl durch Aufkohlungshärten bis zum Aufweisen einer Oberflächenhärte von 50 bis 64 HRC wärmebehandelt. Andere Glieder könnten für das äußere Glied 7 und den Innenring 8 benutzt sein, wie etwa beispielsweise SCM 440, kalt gewalztes Stahlblech (JIS SPCC Familie) oder Kohlenstoffstähle, wie etwa S53C. Im Fall der kalt gewalzten Stahlplatten oder Kohlenstoffstähle sind zumindest zweireihige äußere Laufringflächen 7a, 7a des äußeren Glieds 7 und zumindest innere Laufringflächen 8a des Innenrings 8 derart durch das Hochfrequenzinduktionshärten gehärtet, dass sie eine Oberflächenhärte von 50 bis 64 HRC aufweisen, um die Rollermüdungslebensdauer zu verbessern. Bei Bedarf werden die äußeren und inneren Laufringflächen derart geschliffen oder feinziehgeschliffen, dass sie eine vorgegebene Dimension und Genauigkeit aufweisen.
Die Struktur des äußeren Glieds 7 und des Innenrings 8 wird nun unter Bezugnahme auf 3 detailliert beschrieben.
Wie in 3(a) gezeigt, ist das äußere Glied 7 aus einem Rohrglied durch derartiges plastisches Verformen desselben hergestellt, dass es an seinem Innenumfang einen radial nach innen vorragenden Vorsprung 12 und zweireihige äußere Laufringflächen 7a, 7a, die jeweils einen Kreisbogenquerschnitt aufweisen, und an beiden Enden zylindrische Abschnitte 13, 13 aufweist, an die Dichtungen 11 gepasst sind. Die zweireihigen äußeren Laufringflächen 7a, 7a und die zylindrischen Abschnitte 13 werden nach dem plastischen Verformungsvorgang derart geschliffen, dass sie eine vorgegebene Dimension und Genauigkeit aufweisen. Grate, die an beiden Endflächen erzeugt wären, können durch einen Drehvorgang beseitigt sein. Bei Bedarf könnte jeglicher Abschnitt des äußeren Glieds geschliffen sein.
Bei der plastischen Verformung des äußeren Glieds 7 wird die Innenumfangsfläche des ringförmigen Vorsprungs 12 derart ausgebildet, dass er eine flache Gestaltung aufweist, um eine zweckdienliche Höhe der Schulter des ringförmigen Vorsprungs 12 von der äußeren Laufringfläche 7a aufzuweisen. Zudem ist ein axial zentraler Abschnitt des äußeren Glieds 7 ausgespart, um das Füllen des Materials des äußeren Glieds 7 in den Schulterabschnitt 22 zu fördern.
Demgegenüber ist der Innenring 8 aus einem Rohrglied durch derartiges plastisches Verformen desselben hergestellt, dass es an seinem Außenumfang die innere Laufringfläche 8a und einen Schulterabschnitt 14 aufweist, der axial von der inneren Laufringfläche 8a verläuft, wie in 3(b) gezeigt. Der Schulterabschnitt 14 bildet einen Dichtungsanschlussabschnitt für eine Dichtung 11 aus und ist daher simultan mit der inneren Laufringfläche 8a nach dem plastischen Verformen derart geschliffen, dass er eine vorgegebene Dimension und Genauigkeit aufweist. In gleicher Weise wie das äußere Glied 7 können beide Enden, an denen Grate während des plastischen Verformungsvorgangs erzeugt wären, nach dem plastischen Verformungsvorgang gedreht und bei Bedarf geschliffen werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es, da das äußere Glied 7 und der Innenring 8 durch plastisches Verformen eines Rohrglieds hergestellt sind und die äußeren und inneren Laufringflächen 7a, 8a und die zylindrischen Abschnitte 13 des äußeren Glieds 7, an die Dichtungen 11 gepasst sind, sowie der Schulterabschnitt 14 des Innenrings 8, der den Anschlussabschnitt der Dichtungen 11 ausbildet, geschliffen sind, möglich, die Produktivität und den Ertrag des Radlagers zu verbessern, die Herstellungskosten zu reduzieren sowie dieselbe Genauigkeit und Abdichtbarkeit des Radlagers wie bei dem herkömmlichen Radlager zu gewährleisten.
Wenn der ringförmige Vorsprung 12 durch den plastischen Verformungsvorgang ausgebildet ist, ist der Krümmungsradius R des Schulterabschnitts 22, der die äußere Laufringfläche 7a und den ringförmigen Vorsprung 12 verbindet, im Hinblick auf das Erzielen des Hineinfüllens von Material und der Unterdrückung der Erzeugung von Rissen nicht notwendigerweise klein. Dementsprechend ist ein Bereich, der geschliffen werden soll, begrenzt, wenn die äußere Laufringfläche 7a geschliffen wird. Dadurch ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Höhe H der Innenumfangsfläche des ringförmigen Vorsprungs 12 von der Bodenfläche der äußeren Laufringfläche 7a derart eingerichtet, dass sich die Höhe H während des plastischen Verformungsvorgangs in einem vorgegebenen Bereich befindet. Insbesondere ist, wenn der Durchmesser der Kugel 10 mit Dw bezeichnet ist, ein Wert der Schulterhöhe H dividiert durch den Durchmesser Dw der Kugel (d. h., H/Dw) innerhalb eines Bereichs von 0,30 bis 0,40, vorzugsweise 0,35 bis 0,40, eingerichtet. Dies macht es möglich, eine gewünschte Lagergenauigkeit zu gewährleisten, die Erzeugung von Rissen in der Schulter der Laufringflächen zu verhindern und außerdem zu verhindern, dass die Kontaktellipse der Kugel 10 die Schulter 22 überläuft, wenn das Drehmoment auf das Lager ausgeübt wird.
Dies ist so, da zu befürchten steht, dass die Kontaktellipse der Kugel 10 die Schulter 22 überlaufen würde, wenn das Drehmoment unter einem Nennkontaktwinkel von 25 bis 35° auf das Lager ausgeübt ist, falls der Wert von H/Dw geringer als 0,30 ist, wohingegen andererseits das Ziehverhältnis bei dem plastischen Verformungsprozess erhöht wäre und daher die Neigung zur Erzeugung von Rissen im Schulterabschnitt 22 bestünde, wenn der Wert von H/Dw 0,43 übersteigt.
Obgleich bevorzugt ist, das äußere Glied 7 und den Innenring 8 durch den Kaltwalzvorgang auszubilden, könnten sie durch den Warmwalzvorgang ausgebildet sein. Zudem ist es möglich, die Außenumfangsfläche des äußeren Glieds 7 und die Innenumfangsfläche des Innenrings 8, die Passflächen an das Kniestück 6 und der Radnabe 1 ausbilden, sowie die Endfläche 8b der Seite mit kleinerem Durchmesser des Innenrings 8, die die Angrenzfläche ausbildet, durch den Schleifvorgang auszubilden.
Zudem ist gemäß der vorliegenden Erfindung der Schulterabschnitt 22, der die äußere Laufringfläche 7a und den ringförmigen Vorsprung 12 verbindet, nach der Wärmebehandlung simultan mit der äußeren Laufringfläche 7a durch eine Profilschleifscheibe 23 geschliffen (der Schulterabschnitt 22 nach dem plastischen Verformungsvorgang ist mit einer Strichpunktlinie in 4(a) gezeigt). D. h., die Profilschleifscheibe 23 ist vorher durch ein Drehabrichtwerkzeug derart ausgebildet, dass sie einen Abschnitt 23a mit kleinem Durchmesser, um den ringförmigen Vorsprung 12 nicht zu berühren, einen Nutabschnitt 23b, der der äußeren Laufringfläche 7a entspricht, und einen Eckabschnitt 23c aufweist, der dem Schulterabschnitt 22 entspricht. Der Eckabschnitt 23c ist mit einem Kreisbogenquerschnitt mit einem vorgegebenen Krümmungsradius R glatt von dem Nutabschnitt 23b verlaufend ausgebildet. Dies macht es möglich, eine gewünschte Lagergenauigkeit zu gewährleisten und die Erzeugung von Rissen in der Schulter 22 der Laufringflächen zu verhindern, und außerdem möglich zu verhindern, dass die Kontaktellipse der Kugel 10 die Schulter 22 überläuft und dadurch die Kantenbelastung zu bewirken, wenn das Drehmoment auf das Lager ausgeübt wird, und dementsprechend möglich, ein Radlager mit einer verbesserten Strapazierfähigkeit bereitzustellen.
Die Profilschleifscheibe 23 könnte derart modifiziert sein, dass sie die zweireihigen äußeren Laufringflächen 7a, 7a und ihre Schulterabschnitte 22 durch Versehen der Profilschleifscheibe 23 mit zweireihigen Nutabschnitten 23b, 23b, die den zweireihigen äußeren Laufringflächen 7a, 7a entsprechen (nicht gezeigt), simultan schleifen kann. Dies macht es möglich, die Herstellungsschritte und -kosten zu reduzieren und fehlerhaften Unterschied bei Nutdurchmessern der zweireihigen äußeren Laufringflächen und das Gefälle dazwischen mit einer vorgegebenen Genauigkeit zu begrenzen und dadurch die Lagergenauigkeit weiter zu verbessern.
4(b) zeigt eine Modifikation der Profilschleifscheibe von 4(a). Bei diesem äußeren Glied 24 ist der Innenumfang des ringförmigen Vorsprungs 25 durch Walzen derart ausgebildet, dass er eine kleine Stufe δ bezüglich des Schulterabschnitts 26 aufweist. Der Schulterabschnitt 26 wird nach der Wärmebehandlung durch die Profilschleifscheibe 27 simultan mit der äußeren Laufringfläche 7a geschliffen. Die Profilschleifscheibe 27 ist vorher durch ein Drehabrichtwerkzeug derart ausgebildet, dass sie einen Abschnitt 27a mit kleinem Durchmesser, der derart ausgebildet ist, dass er den ringförmigen Vorsprung 25 nicht berührt, einen Nutabschnitt 27b, der der äußeren Laufringfläche 7a entspricht, und einen Eckabschnitt 27c aufweist, der dem Schulterabschnitt 26 entspricht. Der Eckabschnitt 27c ist mit einem Kreisbogenquerschnitt mit einem vorgegebenen Krümmungsradius R glatt von dem Nutabschnitt 27b zu dem Abschnitt 27a mit kleinem Durchmesser verlaufend ausgebildet. Dies macht es möglich, die Erzeugung von Rissen in der Schulter 26 der Laufringflächen zu verhindern, die Schulterhöhe des ringförmigen Vorsprungs 25 bezüglich der äußeren Laufringfläche 7a mit Füllmaterial im Schulterabschnitt 26 zweckdienlich zu gewährleisten und damit zu verhindern, dass die Kontaktellipse der Kugel 10 die Schulter 26 überläuft und dadurch die Kantenbelastung zu bewirken, wenn das Drehmoment auf das Lager ausgeübt wird.
Obgleich beschrieben ist, dass das äußere Glied 7 (24) und der Innenring 8 durch Kaltwalzen ausgebildet sind, könnten sie durch Warmwalzen ausgebildet sein. Zudem ist es möglich, die Außenumfangsfläche des äußeren Glieds 7 und die Innenumfangsfläche des Innenrings 8, die Passflächen an das Kniestück 6 und die Radnabe 1 ausbilden, sowie die Endfläche 8b der Seite mit kleinerem Durchmesser des Innenrings 8, der die Angrenzfläche ausbildet, durch den Schleifvorgang auszubilden. Dies ermöglicht es, dieselbe Lagergenauigkeit wie bei einem Lager zu gewährleisten, das durch Schmieden und Schneiden ausgebildet ist.
5(a) zeigt eine Modifikation des Radlagers der vorigen Ausführungsform (2), die sich nur in der Struktur der Dichtungen unterscheidet. Dieselben Bezugszeichen sind hierin für dieselben strukturellen Elemente dieser Modifikation wie jene der vorigen Ausführungsform benutzt.
Ein Radlager 28 umfasst ein äußeres Glied 7, ein Paar Innenringe 8, 8, zweireihige Kugeln 10, 10, die frei rollbar zwischen äußeren und inneren Laufringflächen enthalten und durch Käfige 9, 9 darin gehalten sind, und Dichtungen 29, die in ringförmigen Öffnungen angebracht sind, welche zwischen dem äußeren Glied 7 und dem Innenring 8 ausgebildet sind.
Jede Dichtung 29 ist als sogenannte Packungsdichtung ausgebildet, die einen Schleuderring 30 und eine ringförmige Dichtungsplatte 31 umfasst, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, wie in einer vergrößerten Ansicht von 5(b) gezeigt. Der Schleuderring 30 ist durch Pressvorgang aus Austenitedelstahlblech (JIS SUS 304 usw.) oder konserviertem, kalt gewalztem Stahlblech (JIS SPCC usw.) hergestellt und weist einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt auf, der einen zylindrischen Abschnitt 30a, welcher auf den Schulterabschnitt 14 des Innenrings 8 aufgepresst ist, und einen stehenden Abschnitt 30b umfasst, welcher radial von dem zylindrischen Abschnitt 30a nach außen verläuft.
Die Dichtungsplatte 31 ist mit einem Querschnitt mit im Wesentlichen L-förmiger Konfiguration ausgebildet und umfasst ein Kernmetall 32 und ein Dichtungsglied 33, welches einstückig auf das Kernmetall aufvulkanisiert ist. Das Kernmetall ist durch Pressvorgang aus Austenitedelstahlblech (JIS SUS 304 usw.) oder konserviertem, kalt gewalztem Stahlblech (JIS SPCC usw.) hergestellt.
Demgegenüber ist das Dichtungsglied 33 aus elastischem Material, wie etwa Nitrilkautschuk, hergestellt und umfasst einen Seitenrand 33a, der den stehenden Abschnitt 30b des Schleuderrings 30 gleitbar berührt, und zwei radiale Ränder 33b, 33c, die den zylindrischen Abschnitt 30a gleitbar berühren. Eine Labyrinthdichtung ist zwischen dem Außenumfang des stehenden Abschnitts 30b des Schleuderrings 30 und dem Kernmetall 32 ausgebildet, um zu verhindern, dass Regenwasser oder Staub von außerhalb eindringen und sich direkt auf dem Seitenrand 33a ablagern.
Gemäß dieser Ausführungsform ist es, da die äußere Laufringfläche 7a und der zylindrische Abschnitt 13 des äußeren Glieds 7, die die Passfläche der Dichtung 29 ausbilden, und die innere Laufringfläche 8a und die Schulter 14 des Innenrings 8 durch Schleifvorgang ausgebildet sind, möglich, die Produktivität und die Leistung des Radlagers zu verbessern, die Herstellungskosten zu reduzieren sowie dieselbe Genauigkeit und Abdichtbarkeit des Radlagers wie bei dem herkömmlichen Radlager zu gewährleisten.
Zweite Ausführungsform
6 ist eine Längsschnittansicht, die eine zweite Ausführungsform der Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung zeigt. Da sich diese Ausführungsform grundlegend nur in der Struktur des äußeren Glieds und der Dichtungen von der ersten Ausführungsform unterscheidet, sind dieselben Bezugszeichen, wie sie in der ersten Ausführungsform benutzt sind, ebenfalls in dieser Ausführungsform benutzt, weswegen auf eine detaillierte Beschreibung derselben verzichtet wird.
Die Radlagervorrichtung von 6 ist als Struktur der Art der ersten Generation ausgebildet und weist eine Radnabe 1 und ein Radlager 34 auf, das an der Radnabe 1 angebracht ist. Das Radlager 34 umfasst ein äußeres Glied (Außenring) 35, das an seinem Innenumfang mit zweireihigen äußeren Laufringflächen 7a, 7a ausgebildet ist, ein Paar Innenringe 8, 8, die an ihrem Außenumfang mit zweireihigen inneren Laufringflächen 8a, 8a ausgebildet sind, welche dazu geeignet sind, den äußeren Laufringflächen 7a, 7a gegenüberliegend angeordnet zu sein, und zweireihige Kugeln 10, 10, die frei rollbar durch Käfige 9, 9 zwischen den äußeren und inneren Laufringflächen 7a, 7a und 8a, 8a gehalten sind.
Das äußere Glied 35 ist aus einem Rohrglied ausgebildet, das aus Lagerstahl, wie etwa SUJ 2, oder Zementstahl, wie etwa SCr 420 oder SCM 415, mit einem relativ geringen Kohlenstoffgehalt durch Kaltwalzvorgang ausgebildet ist. Das äußere Glied 35 ist an seinem Innenumfang mit zweireihigen äußeren Laufringflächen 7a, 7a und an seinen Außenenden mit Schulterabschnitten 36 ausgebildet, die radial nach innen verlaufen. Dichtungen 37, 37 aus Elastomer sind einstückig auf den Schulterabschnitt 36 aufvulkanisiert. Stufen 36a sind am Schulterabschnitt 36 zum Anordnen des äußeren Glieds 35 bezüglich eines Flanschabschnitts 6a eines Kniestücks 6 ausgebildet.
Gemäß dieser Ausführungsform haften Dichtungen 37 einstückig an den Schulterabschnitten 36 des äußeren Glieds 35 an. Die Dichtungen 37 berühren die Schulterabschnitte 14 der Innenringe 8, um den Austritt von Schmierfett, das in dem Radlager enthalten ist, und den Eintritt von Regenwasser oder Staub von außerhalb zu verhindern. Dies macht es möglich, die Anzahl von Bauteilen und Montageschritten des Radlagers zu reduzieren und dadurch die Herstellungskosten davon herabzusetzen.
Dritte Ausführungsform
7 ist eine Längsschnittansicht, die eine dritte Ausführungsform der Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung zeigt; 8(a) ist eine Längsschnittansicht, die nur einen Außenring von 7 zeigt; 8(b) ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 8(a); 9(a) ist eine Längsschnittansicht, die nur einen Innenring von 7 zeigt; und 9(b) ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 9(a). Dieselben Bezugszeichen sind in dieser Ausführungsform zum Bezeichnen derselben Bauteile und ihrer Teile wie jene der vorigen Ausführungsformen benutzt.
Das Radlager 38 dieser Ausführungsform umfasst ein äußeres Glied 39, das an seinem Innenumfang mit äußeren Laufringflächen 7a, 7a ausgebildet ist, die jede einen Kreisbogenlängsschnitt aufweisen, ein Paar Innenringe 40, 40, die an ihrem Außenumfang mit inneren Laufringflächen 8a, 8a mit jeweils einem Kreisbogenlängsschnitt ausgebildet sind und jeder der äußeren Laufringflächen 7a, 7a gegenüberliegend angeordnet sind, zweireihige Kugeln 10, 10, die zwischen den äußeren und inneren Laufringflächen 7a, 7a und 8a, 8a enthalten und durch Käfige 9, 9 rollbar gehalten sind, und Dichtungen 11, die an beiden Enden des äußeren Glieds 39 angebracht sind. Die Käfige 9 sind aus durch Spritzgießen aus Kunstharz wie etwa PA (Polyamid) 66 als sogenannte Schnappstücke zum Halten von Kugeln 10 in Taschen 9a mit kugelförmig ausgesparten Oberflächen zum Verhindern, dass die Kugeln 10 radial abgestreift werden, ausgebildet. Die Endflächen 8b, 8b mit kleinerem Durchmesser der Innenringe 40, 40 stoßen aneinander an, um ein zweireihiges Schrägkugellager der eines sogenannten Rücken-an-Rücken-Duplexlagers auszubilden.
Jede Dichtung 11 umfasst ein Kernmetall 11a, das dazu geeignet ist, in den zylindrischen Abschnitt 13, der am Ende des äußeren Glieds 7 ausgebildet ist, eingepasst zu sein, und ein Dichtungsglied 11b aus Elastomer, wie etwa Nitrilkautschuk, das ein Paar radiale Ränder aufweist und einstückig auf das Kernmetall 11a aufvulkanisiert ist. Diese Dichtungen 11 verhindern den Austritt von Schmierfett, das in dem Lager enthalten ist, und den Eintritt von Regenwasser oder Staub von außerhalb. Die Dichtung 11 ist nicht auf die dargestellte integrierte Dichtung beschränkt und könnte eine sogenannte Packungsdichtung sein, die eine ringförmige Dichtungsplatte und einen Schleuderring umfasst, die einander gegenüberliegend angeordnet sind und am zylindrischen Abschnitt 13 des äußeren Glieds 7 und am Außenumfang des Innenrings angebracht sind.
Das äußere Glied 39 und der Innenring 40 sind aus einem Rohrglied ausgebildet, das aus Lagerstahl, wie etwa SUJ 2, oder Zementstahl, wie etwa SCr 420 oder SCM 415, durch plastischen Verformungsvorgang ausgebildet ist. Dann wird SUJ 2 durch Tauchabschrecken oder Hochfrequenzinduktionshärten wärmebehandelt und der Zementstahl einstzgehärtet, bis sie eine Oberflächenhärte von 50 bis 64 HRC aufweisen. Andere Glieder könnten für das äußere Glied 39 und den Innenring 40 benutzt werden, wie etwa beispielsweise SCM 440, kalt gewalztes Stahlblech (JIS SPCC Familie) oder Kohlenstoffstahle, wie etwa S53C.
Im Fall der kalt gewalzten Stahlplatten oder Kohlenstoffstahle sind zumindest zweireihige äußere Laufringflächen 7a, 7a des äußeren Glieds 39 und zumindest innere Laufringflächen 8a des Innenrings 40 derart durch das Hochfrequenzinduktionshärten gehärtet, dass sie eine Oberflächenhärte von 50 bis 64 HRC aufweisen, um die Rollermüdungslebensdauer zu verbessern. Bei Bedarf werden die äußeren und inneren Laufringflächen 7a, 8a derart geschliffen oder feinziehgeschliffen, dass sie eine vorgegebene Dimension und Genauigkeit aufweisen.
Die Struktur des äußeren Glieds 39 und des Innenrings 40 wird nun unter Bezugnahme auf 8 und 9 detailliert beschrieben.
Wie in 8(a) gezeigt, ist das äußere Glied 39 aus einem Rohrglied durch derartiges plastisches Verformen desselben hergestellt, dass es an seinem Innenumfang einen radial nach innen vorragenden Vorsprung 12 und zweireihige äußere Laufringflächen 7a, 7a, die jeweils einen Kreisbogenquerschnitt aufweisen, und an beiden Enden zylindrische Abschnitte 13, 13 aufweist, die an die Dichtungen 11 gepasst sind. Die zweireihigen äußeren Laufringflächen 7a, 7a und die zylindrischen Abschnitte 13 werden nach dem plastischen Verformungsvorgang derart geschliffen, dass sie eine vorgegebene Dimension und Genauigkeit aufweisen. Dies ermöglicht, dass das Radlager dieselbe Genauigkeit und Abdichtbarkeit wie bei herkömmlichen Lagern aufweist. Grate, die während des plastischen Verformungsvorgangs an beiden Endflächen entstehen, können durch einen Drehvorgang beseitigt werden. Bei Bedarf kann jeglicher Abschnitt des äußeren Glieds geschliffen sein.
Bei der plastischen Verformung des äußeren Glieds 39 wird die Innenumfangsfläche des ringförmigen Vorsprungs 12 derart ausgebildet, dass er eine flache Gestaltung aufweist, um eine zweckdienliche Höhe der Schulter des ringförmigen Vorsprungs 12 von der äußeren Laufringfläche 7a aufzuweisen. Zudem ist ein axial zentraler Abschnitt des äußeren Glieds 39 ausgespart, um das Füllen des Materials des äußeren Glieds 39 in den Schulterabschnitt 22 zu fördern.
In dieser Ausführungsform ist der Krümmungsradius R eines Übergangsabschnitts (Verbindungsabschnitts) 42 zwischen dem Außenumfang 7b des äußeren Glieds 39 und der ringförmigen Aussparung 41 derart eingerichtet, dass sie innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegen. Insbesondere ist, wenn der Radius der Kugel 10 als Rw bezeichnet ist, der Krümmungsradius R innerhalb eines Bereichs von 1,5 bis 1,8 Rw eingerichtet. Dies macht es möglich, die Wandstärke dieses Abschnitts im Wesentlichen einheitlich herzustellen und die Erzeugung von Rissen in der Schulter 22 der Laufringflächen zu verhindern. Ferner ist es außerdem möglich, eine zweckdienliche Schulterhöhe zu gewährleisten, um zu verhindern, dass die Kontaktellipse der Kugel 10 die Schulter 22 überläuft und dadurch die Kantenbelastung bewirkt, wenn das Drehmoment auf das Lager ausgeübt ist. Dadurch ist es möglich, ein Radlager 38 mit einer verbesserten Strapazierfähigkeit bereitzustellen. Der Begriff „im Wesentlichen einheitlich” bedeutet einheitliche Wandstärke eines Rohrglieds vor seiner Verformung und eine Wandstärke, die nach der Verformung ohne plastisches Fließen von Material außer zum Ausbilden eines Kreisbogenquerschnitts im Übergangsabschnitt 42 zu bewirken erzielt ist. Dementsprechend ist zu verstehen, dass der Begriff „im Wesentlichen einheitlich” außerdem Zustände dünner und dicker Wandstärke beinhaltet, die durch Verschiebung von Material bei der Ausbildung des Kreisbogenquerschnitts im Übergangsabschnitt 42 bewirkt sind.
Der Grund für das Einrichten des Krümmungsradius R innerhalb eines Bereichs von 1,5 bis 1,8 Rw ist: dass die Wandstärke zu gering ist und dadurch die Starrheit reduziert ist und das Lager dementsprechend einer Belastung nicht standhalten könnte, die durch ein Drehmoment des Fahrzeugs bewirkt ist, wenn der Krümmungsradius R unter 1,5 liegt, und dass demgegenüber die Wandstärke zu groß ist und dadurch die Bearbeitbarkeit des plastischen Verformungsvorgangs und das äußere Glied dementsprechend genauso schwer und groß wie das herkömmliche geschmiedete äußere Glied wäre, wenn der Krümmungsradius R über 1,8 Rw liegt.
Zudem ist, wie in 8(b) gezeigt, ein Gegenabschnitt 43 durch den plastischen Verformungsvorgang an Positionen gegenüber der Schulter 22 der äußeren Laufringflächen 7a simultan mit der Ausbildung der äußeren Laufringfläche 7a ausgebildet. Der Innendurchmesser Dc des Gegenabschnitts 43 ist derart eingerichtet, dass er um 2δo kleiner als der Nutbodendurchmesser Do ist (d. h. Dc = Do – 2δo). Das bedeutet, dass der Innendurchmesser Dc des Gegenabschnitts 43 ist kleiner als der Umkreisdurchmesser Db von Kugeln 10 in der Kugelkassette eingerichtet (Dc < Db), um zu verhindern, dass die Kugelkassette von dem äußeren Glied 39 abgestreift wird. Es ist in diesem Fall natürlich so, dass der radiale Verschiebungsbetrag von Kugeln 10, die in den Taschen der Käfige 9 gehalten sind, im Umkreisdurchmesser Db beinhaltet ist. Dies macht es möglich, sicher zu verhindern, dass die Kugelkassette, sobald sie im Montageschritte zusammengebaut ist, von dem äußeren Glied 39 abfällt, und so die Montage des Radlagers zu vereinfachen.
Zudem kann es möglich sein, den Gegenabschnitt 43 des äußeren Glieds 39 unter Benutzung einer Profilschleifscheibe nach seiner Wärmebehandlung simultan mit den äußeren Laufringflächen 7a zu schleifen. Dies ermöglicht, den Innenumfang Dc des Gegenabschnitts 43 unter Beseitigung der Verformung, die durch die Wärmebehandlung bewirkt ist, weiter feinzuschleifen, die Erzeugung von Kratzern an Kugeln 10 zu unterdrücken, welche durch den Durchlauf von Kugeln durch den Gegenabschnitt bewirkt wird, und ein Radlager 38 mit hoher Qualität und Zuverlässigkeit bereitzustellen.
Demgegenüber ist der Innenring 40 aus einem Rohrglied durch derartiges plastisches Verformen desselben hergestellt, dass es an seinem Außenumfang die innere Laufringfläche 8a mit einem Kreisbogenquerschnitt und einen Schulterabschnitt 14 aufweist, der axial von der inneren Laufringfläche 8a verläuft, wie in 9(a) gezeigt. Der Schulterabschnitt 14 bildet einen Dichtungsanschlussabschnitt der Dichtung 11 aus und ist daher simultan mit der inneren Laufringfläche 8a nach dem plastischen Verformungsvorgang derart geschliffen, dass er eine vorgegebene Dimension und Genauigkeit aufweist. In gleicher Weise wie das äußere Glied 39 können beide Enden, an denen Grate während des plastischen Verformungsvorgangs erzeugt wären, nach dem plastischen Verformungsvorgang gedreht und bei Bedarf geschliffen werden.
Wie in einer vergrößerten Ansicht von 9(b) gezeigt, ist ein Gegenabschnitt 44 durch den plastischen Verformungsvorgang an Positionen gegenüber der Schulter 14 der inneren Laufringflächen 8a simultan mit der Ausbildung der inneren Laufringfläche 8a ausgebildet. Der Außendurchmesser dc des Gegenabschnitts 44 ist derart eingerichtet, dass er um 2δi größer als der Nutbodendurchmesser di ist (d. h. dc = di + 2δi). D. h., der Außendurchmesser dc des Gegenabschnitts 44 ist größer als der Umkreisdurchmesser db von Kugeln 10 in der Kugelkassette eingerichtet (dc > db), um zu verhindern, dass die Kugelkassette von dem Innenring 40 abgestreift wird. Es ist in diesem Fall natürlich so, dass der radiale Verschiebungsbetrag von Kugeln 10, die in den Taschen der Käfige 9 gehalten sind, im Umkreisdurchmesser db beinhaltet ist. Dies ermöglicht es, sicher zu verhindern, dass die Innenringe 40, sobald sie im Montageschritte zusammengebaut ist, axial abfallen, und so die Montage des Radlagers zu vereinfachen.
Zudem ist es, ähnlich dem äußeren Glied 39, möglich, den Gegenabschnitt 44 des Innenrings 40 unter Benutzung einer Profilschleifscheibe nach seiner Wärmebehandlung simultan mit den inneren Laufringflächen 8a zu schleifen. Dies macht es möglich, den Außenumfang dc des Gegenabschnitts 44 unter Beseitigung der Verformung, die durch die Wärmebehandlung bewirkt ist, weiter feinzuschleifen, die Erzeugung von Kratzern an Kugeln 10 zu unterdrücken, welche durch den Durchlauf von Kugeln durch den Gegenabschnitt bewirkt wären, und ein Radlager 38 mit hoher Qualität und Zuverlässigkeit bereitzustellen.
In diesem Fall ist es möglich, die Außenumfangsfläche 7b des äußeren Glieds 7 und den Innenumfang 8c des Innenrings 40, die Passflächen des Kniestücks 6 oder der Radnabe 1 ausbilden, und die Endfläche 8b der Seite mit kleinerem Durchmesser des Innenrings 8, die seine Angrenzfläche ausbildet, durch den Schleifvorgang auszubilden. Dies macht es möglich, die im Wesentlichen gleiche Lagergenauigkeit wie beim herkömmlichen Lager zu gewährleisten, das durch Schmieden und Schneiden hergestellt ist.
Vierte Ausführungsform
10 ist eine Längsschnittansicht, die eine vierte Ausführungsform der Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung zeigt. Da sich diese Ausführungsform grundlegend nur in der Struktur des Innenrings und der Dichtungen von den vorigen Ausführungsformen unterscheidet, sind dieselben Bezugszeichen, wie sie in der vorigen Ausführungsform benutzt sind, ebenfalls in dieser Ausführungsform benutzt, weswegen auf eine detaillierte Beschreibung derselben verzichtet wird.
Das Radlager 45 umfasst ein äußeres Glied (Außenring) 39, das an seinem Innenumfang mit zweireihigen äußeren Laufringflächen 7a, 7a ausgebildet ist, ein Paar Innenringe 46, 46, die an ihrem Außenumfang mit zweireihigen inneren Laufringflächen 8a, 8a ausgebildet sind, welche dazu geeignet sind, den äußeren Laufringflächen 7a, 7a gegenüberliegend angeordnet zu sein, zweireihige Kugeln 10, 10, die frei rollbar durch Käfige 9, 9 zwischen den äußeren und inneren Laufringflächen 7a, 7a und 8a, 8a gehalten sind, und Dichtungen 47, 47, die an beiden Enden des äußeren Glieds 7 angebracht sind. Die Innenringe 46, 46 sind mit ihren Endseiten 8b, 8b mit kleinerem Durchmesser aneinander angrenzend angeordnet, um ein Schrägkugellager eines sogenannten Rücken-an-Rücken-Duplexlagerlagers auszubilden.
Jede Dichtung 47 umfasst ein Kernmetall 48, das dazu geeignet ist, in den zylindrischen Abschnitt 13 des äußeren Glieds 39 eingepasst zu sein, und ein Dichtungsglied 49 aus Elastomer, wie etwa Nitrilkautschuk, das auf das Kernmetall 48 aufvulkanisiert ist und ein Paar Seitenränder 49a, 49b aufweist. Diese Seitenränder 49a, 49a können Endflächen 46b der Seite mit größerem Durchmesser der Innenringe 46 elastisch berühren und den Austritt von Schmierfett, das in dem Radlager versiegelt ist, und den Eintritt von Regenwasser oder Staub von außerhalb der Lagervorrichtung wirksam verhindern und außerdem verhindern, dass der Innenring 46 axial abgestreift wird.
Ähnlich wie bei der vorigen Ausführungsform ist das Radlager 45 dazu geeignet, über einen vorgegebenen Unterschnitt auf die Radnabe gepasst zu sein, und ein vorgegebener Lagervordruck mit den an die Schulterabschnitte des äußeren Gelenks und die Radnabe angrenzenden Endflächen 46b der Seite mit größerem Durchmesser der Innenringe 46 und dem Paar in Sandwichbauweise dazwischen angeordneten Innenringe 46, 46 ausgeübt.
Der Innenring 46 ist aus einem Rohrglied ausgebildet, das aus Lagerstahl, wie etwa SUJ 2, oder Zementstahl, wie etwa SCr 420 oder SCM 415, durch plastischen Verformungsvorgang ausgebildet ist. Dann wird SUJ 2 durch Tauchabschrecken oder Hochfrequenzinduktionshärten und der Zementstahl durch Aufkohlungshärten bis zum Aufweisen einer Oberflächenhärte von 50 bis 64 HRC wärmebehandelt.
Der Innenring 46 ist an seinem Außenumfang mit einer inneren Laufringfläche 8a mit einem Kreisbogenquerschnitt und einem Schulterabschnitt 46a ausgebildet, der von der inneren Laufringfläche 8a radial nach außen verläuft. Der Außendurchmesser des Schulterabschnitts 46a ist größer als der PCD der Kugeln 10, und dadurch ist es möglich zu verhindern, dass Kugeln die Schulter überlaufen, auch wenn eine große Momentbelastung auf das Lager ausgeübt ist, und dadurch die Strapazierfähigkeit des Lagers zu verbessern. In diesem Fall bildet eine Seitenfläche des Schulterabschnitts 46a, d. h. die Endfläche 46b der Seite mit größerem Durchmesser, den Dichtungsanschlussabschnitt der Dichtung 47 aus und wird nach dem plastischen Verformungsvorgang geschliffen. Dies ermöglicht es, Grate, die während des plastischen Verformungsvorgangs erzeugt werden, zu beseitigen und eine vorgegebene Dimension, Genauigkeit und Oberflächenhärte zu erzielen.
Ein Gegenabschnitt 44 ist durch plastischen Verformungsvorgang an einer Position gegenüber dem Schulterabschnitt 46a der inneren Laufringfläche 8a simultan mit der Ausbildung der inneren Laufringfläche 8a ausgebildet. Dies ermöglicht es, ein axiales Abgleiten der Innenringe 46 während des Montageschritts vor dem Anbringen der Dichtungen 47 oder sogar während der Beförderung des Radlagers sicher zu verhindern.
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 die Radlagervorrichtung der Art der ersten Generation anwendbar, die eine Radnabe, welche an einem ihrer Enden einen Radanbringungsflansch einstückig ausgebildet aufweist, und ein Paar Innenringe umfasst, die auf die Radnabe aufgepresst sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[1] Eine Längsschnittansicht, die eine erste Ausführungsform der Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung zeigt;
[2] Eine teilweise vergrößerte Ansicht des Radlagers von 1;
[3] Eine Längsschnittansicht, die nur einen äußeren Ring von 2 zeigt (3(a)), und eine Längsschnittansicht, die nur einen Innenring zeigt (3(b));
[4] Eine erläuternde Ansicht, die einen Schleifvorgang des äußeren Glieds zeigt (4(a)), und eine erläuternde Ansicht, die eine Modifikation von 4(a) zeigt (4(b));
[5] Eine vergrößerte Ansicht einer Modifikation des Radlagers von 2 (5(a)), und eine teilweise vergrößerte Ansicht, die die Dichtung von 5(a) zeigt (5(b));
[6] Eine Längsschnittansicht, die eine zweite Ausführungsform der Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung zeigt;
[7] Eine Längsschnittansicht, die eine dritte Ausführungsform des Radlagers der vorliegenden Erfindung zeigt;
[8] Eine Längsschnittansicht, die nur einen Außenring von 7 zeigt (8(a)), und eine teilweise vergrößerte Ansicht von 8(a) (8(b));
[9] Eine Längsschnittansicht, die nur einen Innenring von 7 zeigt (9(a)), und eine teilweise vergrößerte Ansicht von 9(a) (9(b));
[10] Eine Längsschnittansicht, die eine vierte Ausführungsform des Radlagers der vorliegenden Erfindung zeigt; und
[11] Eine Längsschnittansicht, die ein Schrägkugellager des Stands der Technik zeigt, bei dem innere und äußere Ringe durch Pressvorgang ausgebildet sind.

1: Radnabe
1a, 14, 20, 22, 26, 36, 46a: Schulterabschnitt
1b: zylindrischer Abschnitt
1c, 21a: Kerbung
2, 28, 34, 38, 45: Radlager für Fahrzeug
3: Gleichlaufgelenk
4: Befestigungsmutter
5: Radanbringungsflansch
6: Kniestück
7, 24, 35, 39: äußeres Glied
7a: äußere Laufringfläche
7b: Außenumfang des äußeren Glieds
8, 40, 46: Innenring
8a: innere Laufringfläche
8b: Endfläche der Seite mit kleinerem Durchmesser
8c: Bohrung (Innenring-Innenumfang)
9: Käfig
9a: Tasche
10: Kugel
11, 29, 37, 47: Dichtung
11a, 32, 48: Kernmetall
11b, 33, 49: Dichtungsglied
12, 25: ringförmiger Vorsprung
13, 30a: zylindrischer Abschnitt
15: äußeres Gelenkglied
16: Gelenkinnenring
17: Käfig
18: Drehmomentübertragungskugel
19: Mundabschnitt
21: Schaftabschnitt
21b: Außengewinde
23, 27: Profilschleifscheibe
23a, 27a: Abschnitt mit kleinerem Durchmesser
23b, 27b: Nutabschnitt
23c, 27c: Eckabschnitt
30: Schleuderring
30b: stehender Abschnitt
31: Dichtungsplatte
33a, 49a, 49b: Seitenrand
33b, 33c: radialer Rand
36a: abgestufter Abschnitt
41: ringförmige Aussparung
42: Übergangsabschnitt Verbindungsabschnitt)
43, 44: Gegenabschnitt
46b: Endfläche der Seite mit größerem Durchmesser des Innenrings
50: Schrägkugellager
51: Außenring
51a: ringförmiger Vorsprung
51b, 51c: äußere Laufringfläche
51d: Flansch
51e: ringförmige Aussparung
52, 53: Innenring
52a, 53a: gekrümmter Schulterabschnitt
52b, 53b: innere Laufringfläche
52c, 53c: Passabschnitt
54: Gehäuse
55: Schaftglied
55a: Flanschabschnitt
56: Kugel
57: Käfig
59: Gewicht
60: Klebstoff
A: Schulterabschnitt
B: Übergangsabschnitt (Verbindungsabschnitt)
dc: Außendurchmesser des Gegenabschnitts des Innenrings
Dc: Innendurchmesser des Gegenabschnitts des Innenrings
di: Nutbodendurchmesser der inneren Laufringfläche
Do: Nutbodendurchmesser der äußeren Laufringfläche
R: Krümmungsradius
Rw: Kugelradius abgestufter Abschnitt
δi: Vorsprungsbetrag des Gegenstücks des Innenrings
δo: Vorsprungsbetrag des Gegenstücks des äußeren Glieds

ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Radlager und eine Radlagervorrichtung mit dem Radlager für ein Fahrzeug bereitzustellen, die die Herstellungskosten, das Gewicht und die Größe reduzieren und die Abdichtbarkeit und Genauigkeit davon verbessern können. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Radlager für ein Fahrzeug bereitgestellt, das ein zweireihiges Schrägkugellager der Rücken-an-Rücken-Duplexlagerart ausbildet, umfassend ein äußeres Glied, das an seinem Innenumfang mit äußeren Laufringflächen ausgebildet ist, die jede einen Kreisbogenlängsschnitt aufweisen; ein Paar Innenringe, die jeder an seinem Außenumfang mit einer inneren Laufringfläche mit einem Kreisbogenlängsschnitt zur Anordnung gegenüber von einer der äußeren Laufringflächen ausgebildet sind, wobei das Ende der Seite mit kleinerem Durchmesser von einem Innenring an das Ende der Seite mit kleinerem Durchmesser des anderen Innenrings anstößt; zweireihige Kugeln, die zwischen den äußeren und inneren Laufringflächen des äußeren Glieds bzw. der Innenringe enthalten und durch Käfige darin gehalten sind; und Dichtungen, die in ringförmigen Öffnungen angebracht sind, welche zwischen dem äußeren Glied und den Innenringen ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Glied und die Innenringe aus Rohrgliedern durch plastisches Verformen derselben hergestellt sind; und dass die äußeren und inneren Laufringflächen, wobei zylindrische Abschnitte des äußeren Glieds Passabschnitte der Dichtungen ausbilden und/oder Schulterabschnitte der Innenringe Anschlussabschnitte ausbilden, derart ausgebildet sind, dass sie durch Schleifen derselben vorgegebene Dimensionen und Genauigkeit aufweisen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 1835/1994 [0007]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- JIS SPCC Familie [0041]
- JIS SUS 304 [0056]
- JIS SPCC [0056]
- JIS SUS 304 [0057]
- JIS SPCC [0057]
- JIS SPCC Familie [0067]

Claims

Radlager für ein Fahrzeug, das ein zweireihiges Schrägkugellager der Rücken-an-Rücken-Duplexlagerart ausbildet, umfassend: ein äußeres Glied, das an seinem Innenumfang mit äußeren Laufringflächen ausgebildet ist, die jede einen Kreisbogenlängsschnitt aufweisen; ein Paar Innenringe, die jeder an seinem Außenumfang mit einer inneren Laufringfläche mit einem Kreisbogenlängsschnitt zur Anordnung gegenüber von einer der äußeren Laufringflächen ausgebildet sind, wobei das Ende der Seite mit kleinerem Durchmesser von einem Innenring an das Ende der Seite mit kleinerem Durchmesser des anderen Innenrings anstößt; zweireihige Kugeln, die zwischen den äußeren und inneren Laufringflächen des äußeren Glieds bzw. der Innenringe enthalten und durch Käfige darin gehalten sind; und Dichtungen, die in ringförmigen Öffnungen angebracht sind, welche zwischen dem äußeren Glied und den Innenringen ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass: das äußere Glied und die Innenringe aus Rohrgliedern durch plastisches Verformen derselben hergestellt sind; und dass die äußeren und inneren Laufringflächen, wobei zylindrische Abschnitte des äußeren Glieds Passabschnitte der Dichtungen ausbilden und/oder Schulterabschnitte der Innenringe Anschlussabschnitte ausbilden, derart ausgebildet sind, dass sie durch Schleifen derselben vorgegebene Dimensionen und Genauigkeit aufweisen.
Radlager nach Anspruch 1, wobei das äußere Glied und der Innenring durch den Kaltwalzvorgang hergestellt sind.
Radlager nach Anspruch 1 oder 2, wobei, wenn der Durchmesser der Kugel mit Dw bezeichnet ist und die Höhe eines ringförmigen Vorsprungs vom Boden der äußeren Laufringfläche des äußeren Glieds mit H bezeichnet ist, ein Verhältnis H/Dw innerhalb eines Bereichs von 0,30 bis 0,43 eingerichtet ist.
Radlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zylindrische Abschnitte an beiden Enden des äußeren Glieds durch den Walzvorgang ausgebildet sind, die Dichtungen in die zylindrischen Abschnitte gepasst sind und der Schulterabschnitt, der axial auf einem Seitenende mit größerem Durchmesser des Innenrings verläuft, durch den Walzvorgang ausgebildet ist, wobei Dichtungsränder der Dichtung die Oberfläche der Schulter des Innenrings gleitbar berühren.
Radlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Dichtung einen Schleuderring und eine Dichtungsplatte umfasst, die jedes einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweisen und einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die Dichtungsplatte einen Seitenrand und radiale Ränder umfasst, zylindrische Abschnitte an beiden Enden des äußeren Glieds durch den Walzvorgang ausgebildet sind, die Dichtungsplatte in den zylindrischen Abschnitt gepasst ist, der Schulterabschnitt, der axial an einem Seitenende des Innenrings mit größerem Durchmesser verläuft, durch den Walzvorgang ausgebildet ist, der Schleuderring auf die Schulter aufgepresst ist und die Dichtungsränder der Dichtungsplatte die Oberfläche des Schleuderrings gleitbar berühren.
Radlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei radial nach innen verlaufende Schulterabschnitte an beiden Enden des äußeren Glieds durch den Walzvorgang ausgebildet sind und die Dichtungen einstückig an den Schultern ausgebildet sind.
Radlager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei beide Endflächen des äußeren Glieds und eine Endfläche der Seite mit größerem Durchmesser des Innenrings durch den Drehvorgang nach ihrem plastischen Verformungsvorgang ausgebildet sind und die äußeren und inneren Laufringflächen, die Außenumfangsfläche des äußeren Glieds, die Innenumfangsfläche und Endfläche der Seite mit kleinerem Durchmesser des Innenrings mit vorgegebenen Dimensionen und vorgegebener Genauigkeit durch den Schleifvorgang nach ihrer Wärmebehandlung ausgebildet sind.
Radlager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Außenumfang des axial zentralen Abschnitts des äußeren Glieds zum Ausbilden eines ringförmigen Vorsprungs an seinem Innenumfang mit einer flachen Oberfläche am radial innersten Abschnitt des ringförmigen Vorsprungs ringförmig ausgespart ist und Schultern, die die äußere Laufringfläche und den ringförmige Vorsprung verbinden, mit einem Kreisbogenquerschnitt durch eine Profilschleifscheibe simultan mit dem Schleifen der äußeren Laufringfläche geschliffen sind.
Radlager nach Anspruch 8, wobei die flache Oberfläche des ringförmigen Vorsprungs durch den Walzvorgang mit einer kleinen Stufe bezüglich der Schulter des ringförmigen Vorsprungs ausgebildet ist.
Radlager nach Anspruch 8 oder 9, wobei die zweireihigen äußeren Laufringflächen simultan durch eine Profilschleifscheibe geschliffen sind.
Radlager nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei ein Übergangsabschnitt zwischen dem Außenumfang und der ringförmigen Aussparung des äußeren Glieds mit einem Kreisbogenquerschnitt mit einem vorgegebenen Krümmungsradius und außerdem mit im Wesentlichen einheitlicher Wandstärke ausgebildet ist.
Radlager nach Anspruch 11, wobei der Krümmungsradius R des Übergangsabschnitts innerhalb eines Bereichs von 1,5 bis 1,8 Rw (wobei Rw der Radius der Kugel ist) eingerichtet ist.
Radlager nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Käfige durch Spritzgießen aus Kunstharz als Schnappstücke ausgebildet sind, die Kugeln frei rollbar durch die Käfige gehalten sind, ohne herauszufallen, und Gegenabschnitte durch den plastischen Verformungsvorgang an Positionen gegenüber den Schultern der äußeren Laufringflächen ausgebildet sind.
Radlager nach Anspruch 13, wobei der Innendurchmesser der Gegenabschnitte kleiner als der Umkreisdurchmesser von Kugeln in einer Kugelkassette eingerichtet ist, in der die Kugeln durch den Käfig gehalten sind.
Radlager nach Anspruch 13 oder 14, wobei ein Gegenabschnitt durch den plastischen Verformungsvorgang an einer Position gegenüber der Schulter der äußeren Laufringflächen ausgebildet ist und der Außendurchmesser des Gegenabschnitts größer als der Umkreisdurchmesser von Kugeln in einer Kugelkassette eingerichtet ist, in der die Kugeln durch den Käfig gehalten sind.
Radlager nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Gegenabschnitte durch eine Profilschleifscheibe simultan mit dem Schleifen der inneren Laufringfläche nach der Wärmebehandlung geschliffen sind.
Radlagervorrichtung, umfassend eine Radnabe, das an einem seiner Enden einstückig mit einem Radanbringungsflansch und einem zylindrischen Abschnitt, der axial von dem Radanbringungsflansch über einen Schulterabschnitt davon verläuft, ausgebildet ist und ein Radlager nach einem der Ansprüche 1 bis 16, das auf den zylindrischen Abschnitt der Radnabe über einen vorgegebenen Unterschnitt aufgepresst ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein äußeres Gelenkglied eines Gleichlaufgelenks über Kerbeingriff dazwischen in die Radnabe eingepasst ist, und dass ein Paar Innenringe in Sandwichbauweise zwischen dem Schulterabschnitt der Radnabe und einem Schulterabschnitt des äußeren Gelenkglieds angeordnet ist und ein vorgegebener Vordruck ausgeübt ist.