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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Radlagervorrichtung für
ein Fahrzeug, um ein Rad eines Fahrzeugs wie etwa eines Kraftfahrzeugs
zu halten, und genauer eine Radlagervorrichtung, um ein Antriebsrad
(ein Vorderrad eines Fahrzeugs mit Frontmotor und Vorderradantrieb,
ein Hinterrad eines Fahrzeugs mit Frontmotor und Hinterradantrieb
oder eines Fahrzeugs mit Heckmotor und Hinterradantrieb und alle
Räder eines Fahrzeugs mit Allradantrieb), das an einer
unabhängigen Aufhängung angebracht ist, in Bezug
auf die Aufhängungsvorrichtung drehbar zu halten.
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Beschreibung des Stands der
Technik
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In
einer Kraftübertragungsvorrichtung zum Übertragen
von Motorkraft eines Fahrzeugs wie etwa eines Kraftfahrzeugs zu
Rädern ist es nötig, nicht nur die Kraft von einem
Motor zu Rädern zu übertragen, sondern auch radiale
und axiale Verschiebungen und eine Momentverschiebung, die durch
Sprünge oder Drehungen eines Fahrzeugs während
des Fahrens auf einer holprigen Straße verursacht werden,
zu gestatten. Demgemäß ist die Kraftübertragungsvorrichtung über
eine Radlagervorrichtung, die ein Gleichlaufgelenk umfasst, mit dem
Antriebsrad verbunden, wobei ein Ende einer Antriebswelle, die zwischen
einer Motorseite und der Antriebsradseite angeordnet ist, über
ein Gleichlaufgelenk vom Gleittyp mit einer Differentialgetriebeeinheit
verbunden ist und ihr anderes Ende vom befestigten Typ ist.
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Wie
zum Beispiel in 5 gezeigt, wurden bisher verschiedenste
Arten von Radlagervorrichtungen vorgeschlagen. Die Radlagervorrichtung 50 umfasst
eine Radnabe 51, an dem ein Rad (nicht gezeigt) angebracht
ist, ein zweireihiges Wälzlager 52, das die Radnabe 51 drehbar
hält, und ein Gleichlaufgelenk 53 vom befestigten
Typ, um eine Kraft einer Antriebswelle (nicht gezeigt) zur Radnabe 51 zu übertragen.
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Die
Radnabe 51 ist einstückig an seinem einen Ende
mit einem Radanbringungsflansch 54 zum Anbringen eines
Rads, an seinem Außenumfang mit einer inneren Laufringfläche 51a,
und mit einem zylinderförmigen Abschnitt 51b,
der sich axial von der inneren Laufringfläche 51a erstreckt,
ausgeführt. Das zweireihige Wälzlager 52 umfasst
ein äußeres Element 55, das einstückig
mit einem Aufbauanbringungsflansch 55b zur Anbringung an
einer Aufhängungsvorrichtung (nicht gezeigt) ausgeführt
ist und auch an seinem Innenumfang mit zwei Reihen von äußeren
Laufringflächen 55a, 55a ausgeführt
ist, und ein inneres Element 57, das über zwei
Reihen von Kugeln 56, 56 in das äußere
Element 55 eingesetzt ist.
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Das
innere Element 57 umfasst die Radnabe 51 und einen
Innenring 58, der auf den zylinderförmigen Abschnitt 51b der Radnabe 51 gesetzt
werden soll und an seinem Außenumfang mit einer inneren Laufringfläche 58a ausgeführt
ist. Der Innenring 58 ist in Bezug auf die Radnabe 51 axial
durch einen verstemmten Abschnitt 51c befestigt, der durch
radial auswärts gerichtetes plastisches Verformen eines Endes
des zylinderförmigen Abschnitts 51b der Radnabe 51 gebildet
ist.
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Das
Gleichlaufgelenk 53 umfasst ein äußeres
Gelenkelement 62, das einen einstückig gebildeten
becherförmigen Mundabschnitt 59, einen Schulterabschnitt 60,
der einen Boden des Mundabschnitts 59 bildet, und einen
Wellenabschnitt 61, der sich axial vom Schulterabschnitt 60 erstreckt,
umfasst. Das äußere Gelenkelement 62 ist
auf eine Weise in die Radnabe 51 eingesetzt, die Drehmoment übertragen kann.
Das heißt, am Innenumfang der Radnabe 51 ist eine
Innenverzahnung 63 gebildet, und am Außenumfang
des Wellenabschnitts 61 des äußeren Gelenkelements 62 ist
eine Außenverzahnung 64 gebildet, und die Innen-
und die Außenverzahnung 63, 64 sind miteinander
in Eingriff gebracht. Dann wird der Wellenabschnitt 61 in
die Radnabe 51 gepasst, bis der Schulterabschnitt 60 auf
den verstemmten Abschnitt 51c der Radnabe 51 trifft.
Schließlich wird eine Befestigungsmutter 66 durch
ein vorbestimmtes Befestigungsdrehmoment an einem Außengewinde 65,
das an einem Ende des Wellenabschnitts 61 gebildet ist,
befestigt, um die Radnabe 51 und das äußere
Gelenkelement 62 axial trennbar zu verbinden.
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Es
ist bekannt, dass über ein Gleichlaufgelenk (nicht gezeigt)
vom Gleittyp z. B. während eines niedrigen Motorgeschwindigkeitsbereichs
wie etwa während des Anfahrens eines Fahrzeugs ein großes Drehmoment
von einem Motor zu einem Rad übertragen wird und daher
eine Torsionsverformung in der Antriebswelle verursacht wird. Als
Ergebnis davon wird die Torsionsverformung auch im Innenring 57 des
zweireihigen Wälzlagers 52 zum Halten der Antriebswelle
verursacht. Wenn in der Antriebswelle eine große Torsionsverformung
verursacht wird, wird durch einen plötzlichen Schlupf,
der zwischen den aufeinandertreffenden Flächen des äußeren
Gelenkelements 62 und des inneren Elements 57 verursacht wird,
ein sogenanntes „Ruckgleitgeräusch” erzeugt.
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Um
dieses Problem bei der Radlagervorrichtung 50 des Stands
der Technik zu bewältigen, ist der verstemmte Abschnitt 51c der
Radnabe 51, gegen den der Schulterabschnitt 60 des äußeren
Gelenkelements 62 gestoßen ist, als eine flache
Fläche ausgeführt, und ist in einem radial mittleren
Abschnitt der flachen Fläche wie in 6 gezeigt
eine kreisförmige Vertiefungsnut 67 gebildet.
Die Nut 67 ist mit Schmierfett gefüllt. Dies macht
es möglich, den Flächendruck, der durch eine Befestigungskraft
der Befestigungsmutter 66 auf den verstemmten Abschnitt 51c ausgeübt
wird, zu verringern. Demgemäß ist es möglich,
eine plastische Verformung des verstemmten Abschnitts 51c und
ein Lösen der Befestigungsmutter 66 zu verhindern
und dank des Schmierfetts den Reibungskoeffizienten der aneinandergestoßenen
Flächen zu verringern. Dadurch ist es möglich, die
Reibungsenergie an den aneinandergestoßenen Flächen
zu verringern und die Erzeugung des Ruckgleitgeräuschs,
das durch einen plötzlichen Schlupf an den aneinandergestoßenen
Flächen zwischen dem Schulterabschnitt 60 und
dem verstemmten Abschnitt 51c erzeugt würde, zu
verhindern.
- Bezugspatentdokument 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr.
136908/2003
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Offenbarung der Erfindung
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Probleme, die die Erfindung lösen
soll
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Doch
bei der Radlagervorrichtung des Stands der Technik wird ein zusätzlicher
Bearbeitungsschritt zum Bilden der Vertiefungsnut 67 an
der flachen Fläche des verstemmten Abschnitts 51c benötigt,
weshalb die Gefahr besteht, dass nicht nur die Herstellungskosten
erhöht werden, sondern auch die Stärke des verstemmten
Abschnitts 51c verringert wird. Zusätzlich neigt
das Schmierfett, das in der Vertiefungsnut 67 des verstemmten
Abschnitts 51c enthalten ist, dazu, während des
Fahrens eines Fahrzeugs aus dieser auszulaufen, weshalb es schwierig ist,
die Erzeugung des Ruckgleitgeräuschs für eine lange
Zeit zu verhindern.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Radlagervorrichtung
für ein Fahrzeug bereitzustellen, die den plötzlichen
Schlupf zwischen dem verstemmten Abschnitt und dem Schulterabschnitt
des äußeren Gelenkelements verringern kann und
dadurch die Erzeugung des Ruckgleitgeräuschs für
eine lange Zeit verhindern kann.
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Mittel zur Lösung
der Aufgabe
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Zur
Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird nach
Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung eine Radlagervorrichtung für
ein Fahrzeug bereitgestellt, die ein äußeres Element,
das an seinem Innenumfang einstückig mit zwei Reihen von äußeren
Laufringflächen ausgeführt ist; ein inneres Element,
das eine Radnabe und zumindest einen Innenring beinhaltet, wobei
die Radnabe einstückig an ihrem einen Ende mit einem Radanbringungsflansch und
an ihrem anderen Ende mit einem zylinderförmigen Abschnitt
ausgeführt ist und der Innenring auf den zylinderförmigen
Abschnitt der Radnabe pressgepasst ist und mit zwei Reihen von inneren
Laufringflächen ausgeführt ist, die den zwei Reihen
von äußeren Laufringflächen gegenüberliegend
angeordnet sind; zwei Reihen von Wälzelementen, die wälzfähig zwischen
den zwei Reihen von inneren und äußeren Laufringflächen
des inneren Elements und des äußeren Elements
enthalten sind; und ein mit der Radnabe verbundenes Gleichlaufgelenk
umfasst; wobei der Innenring durch einen verstemmten Abschnitt,
der durch radial auswärts gerichtetes plastisches Verformen
eines Endes des zylinderförmigen Abschnitts gebildet ist,
in Bezug auf die Radnabe axial unbeweglich befestigt ist; wobei
ein äußeres Gelenkelement des Gleichlaufgelenks
einen einstückig ausgeführten becherförmigen
Mundabschnitt, einen Schulterabschnitt, der einen Boden des Mundabschnitts bildet,
und einen Schaftabschnitt, der über Verzahnungen untereinander
drehmomentübertragungsfähig in die Radnabe gepasst
ist, umfasst, und die Radnabe und das äußere Gelenkelement
axial trennbar mit dem Schulterabschnitt verbunden sind, welcher gegen
den verstemmten Abschnitt gestoßen ist, und die dadurch
gekennzeichnet ist, dass eine Kappe zwischen den verstemmten Abschnitt
und den Schulterabschnitt eingefügt ist, und dass die Kappe
aus einer Stahlplatte pressgeformt ist und eine Oberflächenrauheit
von 0,63 Ra oder weniger aufweist.
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Bei
der Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch
1 der vorliegenden Erfindung, bei der ein Schaftabschnitt über
Verzahnungen untereinander drehmomentübertragungsfähig
in die Radnabe gepasst ist und die Radnabe und das äußere
Gelenkelement axial trennbar mit dem Schulterabschnitt verbunden
sind, welcher gegen den verstemmten Abschnitt gestoßen
ist, kommt es durch den Umstand, dass eine Kappe zwischen den verstemmten
Abschnitt und den Schulterabschnitt eingefügt ist, und
dass die Kappe aus einer Stahlplatte pressgeformt ist und eine Oberflächenrauheit
von 0,63 Ra oder weniger aufweist, dazu, dass die Kappe sogar dann,
wenn ein großes Drehmoment auf eine Antriebswelle ausgeübt
wird und im äußeren Gelenkelement eine große
Torsionsverformung verursacht wird, sofort nach dessen Drehung durch
den verstemmten Abschnitt oder den Schulterabschnitt des äußeren
Gelenkelements mitgeschleppt werden wird. Demgemäß ist
es möglich, dank der Verringerung des Reibungskoeffizienten
zwischen den aneinandergestoßenen Flächen eine
Abnutzung des verstemmten Abschnitts zu verhindern, und dank der Unterdrückung
des plötzlichen Schlupfs, der zwischen dem verstemmten
Abschnitt und dem Schulterabschnitt erzeugt wird, durch die Kappe
eine Erzeugung des Ruckgleitgeräuschs zu verhindern.
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Wie
in Anspruch 2 definiert wird bevorzugt, dass ein sich radial einwärts
erstreckender Verankerungsabschnitt einstückig am Außenumfangsabschnitt
der Kappe ausgeführt ist, dass der Innendurchmesser des
Verankerungsabschnitts etwas kleiner als der Außendurchmesser
des verstemmten Abschnitts ist, und dass die Kappe durch elastisches Verformen
des Verankerungsabschnitts am verstemmten Abschnitt angebracht werden
kann. Dies macht es möglich, zu verhindern, dass die Kappe während
des Zusammenbaus der Radlagervorrichtung vom verstemmten Abschnitt
geschoben wird.
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Wie
in Anspruch 3 definiert wird auch bevorzugt, dass der Außenumfangsabschnitt
der Kappe mit sich axial erstreckenden Schlitzen ausgeführt
ist. Dies macht es möglich, dank der leichten elastischen Verformung
des Verankerungsabschnitts der Kappe ohne strenge Beschränkung
der Abmessung des Verankerungsabschnitts die Leichtigkeit der Montage der
Kappe zu verbessern.
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Wie
in Anspruch 4 definiert wird bevorzugt, dass die Kappe ein Dichtungselement
aus Kunstharz aufweist, das über eine vulkanisierte Klebung
einstückig an den Umfangsabschnitt der Kappe geklebt ist, und
dass das Dichtungselement einen Verankerungsabschnitt aufweist und
der Innendurchmesser des Verankerungsabschnitts etwas kleiner als
der Außendurchmesser des verstemmten Abschnitts ist, so
dass die Kappe durch elastisches Verformen des Verankerungsabschnitts
am verstemmten Abschnitt angebracht werden kann. Dies macht es möglich, dank
der leichteren Verformbarkeit des Verankerungsabschnitts der Kappe
die Leichtigkeit der Montage der Kappe zu verbessern und zu verhindern, dass
die Kappe während des Zusammenbaus der Radlagervorrichtung
vom verstemmten Abschnitt geschoben wird.
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Wie
in Anspruch 5 definiert wird bevorzugt, dass zwischen der Kappe
und einer größeren Endfläche des Innenrings
ein durch einen kleinen axialen Zwischenraum gebildeter Labyrinthaufbau
gebildet ist. Dies macht es möglich, ein Eindringen von Fremdstoffen
wie Regenwasser oder Staub in den verstemmten Abschnitt zu verhindern
und eine Erzeugung von Korrosion im verstemmten Abschnitt zu verhindern,
um die Haltbarkeit der Radlagervorrichtung zu verbessern.
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Wie
in Anspruch 6 definiert wird auch bevorzugt, dass das Dichtungselement
eine einstückig ausgeführte Seitenlippe aufweist,
die elastisch mit der größeren Endfläche
des Innenrings in Kontakt steht. Dies macht es möglich,
ein Eindringen von Fremdstoffen wie etwa Regenwasser oder Staub
in den verstemmten Abschnitt sicher zu verhindern.
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Wie
in Anspruch 7 definiert wird bevorzugt, dass die Kappe aus einer
Stahlplatte mit Korrosionsbeständigkeit gebildet ist. Dies
ermöglicht, die Erzeugung von Korrosion für eine
lange Zeit zu verhindern und dadurch die Haltbarkeit der Radlagervorrichtung zu
verbessern.
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Wie
in Anspruch 8 definiert wird bevorzugt, dass an der Oberfläche
der Kappe eine reibarme Beschichtung ausgeführt ist. Dies
macht es möglich, den Reibungskoeffizienten an den aneinandergestoßenen
Flächen weiter zu verringern und dadurch eine Erzeugung
des Ruckgleitgeräuschs zu verhindern und eine Abnutzung
der Kappe selbst zu unterdrücken.
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Wirkungen der Erfindung
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Nach
der Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden
Erfindung kann aufgrund des Umstands, dass diese ein äußeres
Element, das an seinem Innenumfang einstückig mit zwei
Reihen von äußeren Laufringflächen ausgeführt
ist; ein inneres Element, das eine Radnabe und zumindest einen Innenring
beinhaltet, wobei die Radnabe einstückig an ihrem einen
Ende mit einem Radanbringungsflansch und an ihrem anderen Ende mit
einem zylinderförmigen Abschnitt ausgeführt ist
und der Innenring auf den zylinderförmigen Abschnitt der
Radnabe pressgepasst ist und mit zwei Reihen von inneren Laufringflächen
ausgeführt ist, die den zwei Reihen von äußeren
Laufringflächen gegenüberliegend angeordnet sind;
zwei Reihen von Wälzelementen, die wälzfähig zwischen
den zwei Reihen von inneren und äußeren Laufringflächen
des inneren Elements und des äußeren Elements
enthalten sind; und ein mit der Radnabe verbundenes Gleichlaufgelenk
umfasst; wobei der Innenring durch einen verstemmten Abschnitt,
der durch radial auswärts gerichtetes plastisches Verformen
eines Endes des zylinderförmigen Abschnitts gebildet ist,
in Bezug auf die Radnabe axial unbeweglich befestigt ist; wobei
ein äußeres Gelenkelement des Gleichlaufgelenks
einen einstückig ausgeführten becherförmigen
Mundabschnitt, einen Schulterabschnitt, der einen Boden des Mundabschnitts bildet,
und einen Schaftabschnitt, der über Verzahnungen untereinander
drehmomentübertragungsfähig in die Radnabe gepasst
ist, umfasst, und die Radnabe und das äußere Gelenkelement
axial trennbar mit dem Schulterabschnitt verbunden sind, welcher gegen
den verstemmten Abschnitt gestoßen ist, und dadurch gekennzeichnet
ist, dass eine Kappe zwischen den verstemmten Abschnitt und den
Schulterabschnitt eingefügt ist, und dass die Kappe aus
einer Stahlplatte pressgeformt ist und eine Oberflächenrauheit
von 0,63 Ra oder weniger aufweist, durch die Verringerung des Reibungskoeffizienten
der aneinandergestoßenen Flächen eine Abnutzung
des verstemmten Abschnitts verringert werden, und kann der plötzliche
Schlupf, der zwischen dem verstemmten Abschnitt und dem Schulterabschnitt
erzeugt wird, verringert werden und dadurch eine Erzeugung des Ruckgleitgeräuschs
verhindert werden. Dies liegt daran, dass die Kappe sofort nach
dessen Drehung durch eines aus dem verstemmten Abschnitt und dem
Schulterabschnitt mitgeschleppt wird.
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Die beste Weise zur Ausführung
der Erfindung
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Die
beste Weise zur Ausführung der vorliegenden Erfindung ist
eine Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug, die ein äußeres
Element, das einstückig an seinem Außenumfang
mit einem Aufbauanbringungsflansch und an seinem Innenumfang mit zwei
Reihen von äußeren Laufringflächen ausgeführt ist;
ein inneres Element, das eine Radnabe und einen Innenring beinhaltet,
wobei die Radnabe einstückig an seinem einen Ende mit einem
Radanbringungsflansch, an seinem Außenumfang mit einer
inneren Laufringfläche, die der einen der äußeren
Laufringflächen entspricht, und an seinem anderen Ende
mit einem zylinderförmigen Abschnitt ausgeführt
ist, und der Innenring auf den zylinderförmigen Abschnitt
der Radnabe pressgepasst ist und mit der anderen inneren Laufringfläche,
die der anderen der zwei Reihen von äußeren Laufringflächen
entspricht, ausgeführt ist; zwei Reihen von Wälzelementen,
die wälzfähig zwischen den zwei Reihen von inneren
und äußeren Laufringflächen des inneren
Elements und des äußeren Elements enthalten sind;
und ein mit der Radnabe verbundenes Gleichlaufgelenk umfasst; wobei
der Innenring durch einen verstemmten Abschnitt, der durch radial
auswärts gerichtetes plastisches Verformen eines Endes
des zylinderförmigen Abschnitts gebildet ist, in Bezug
auf die Radnabe axial unbeweglich befestigt ist; wobei ein äußeres
Gelenkelement des Gleichlaufgelenks einen einstückig ausgeführten
becherförmigen Mundabschnitt, einen Schulterabschnitt,
der einen Boden des Mundabschnitts bildet, und einen Schaftabschnitt,
der über Verzahnungen untereinander drehmomentübertragungsfähig
in die Radnabe gepasst ist, umfasst, und die Radnabe und das äußere
Gelenkelement axial trennbar mit dem Schulterabschnitt verbunden
sind, welcher gegen den verstemmten Abschnitt gestoßen
ist, und die dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Kappe zwischen
den verstemmten Abschnitt und den Schulterabschnitt eingefügt
ist, dass die Kappe aus einer Stahlplatte pressgeformt ist und eine
Oberflächenrauheit von 0,63 Ra oder weniger aufweist, dass
ein sich radial einwärts erstreckender Verankerungsabschnitt
einstückig am Außenumfangsabschnitt der Kappe
ausgeführt ist, dass der Innendurchmesser des Verankerungsabschnitts
etwas kleiner als der Außendurchmesser des verstemmten
Abschnitts ist, und dass die Kappe durch elastisches Verformen des Verankerungsabschnitts
am verstemmten Abschnitt angebracht werden kann.
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Erste Ausführungsform
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen werden nachstehend bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
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1 ist
eine Längsschnittansicht, die eine erste Ausführungsform
der Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden
Erfindung zeigt, und 2 ist eine teilweise vergrößerte
Ansicht von 1. In der nachstehenden Beschreibung
bezeichnet ein Ausdruck „Außenseite” der
Vorrichtung eine Seite, die außerhalb des Fahrzeugaufbaus
positioniert ist (die linke Seite in den Zeichnungen), und bezeichnet
ein Ausdruck „Innenseite” der Vorrichtung eine
Seite, die innerhalb des Aufbaus positioniert ist (die rechte Seite
in den Zeichnungen), wenn die Lagervorrichtung am Fahrzeugaufbau
angebracht ist.
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Die
Lagervorrichtung für ein Rad eines Fahrzeugs der vorliegenden
Erfindung ist eine Vorrichtung vom Typ der dritten Generation, die
für ein Antriebsrad verwendet wird, und umfasst ein inneres Element 1,
ein äußeres Element 10 und zwei Reihen von
Wälzelementen (Kugeln) 8, 8, die wälzfähig
zwischen dem inneren und dem äußeren Element 1, 10 enthalten
sind. Ein Gleichlaufgelenk 13 ist trennbar angeschlossen.
Das innere Element 1 umfasst eine Radnabe 2 und
einen an der Radnabe 2 befestigten Innenring 3.
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Die
Radnabe 2 ist einstückig an seinem einen Ende
mit einem Radanbringungsflansch 4, an seinem Außenumfang
mit einer (außenseitigen) inneren Laufringfläche 2a,
einem zylinderförmigen Abschnitt 2b, der sich
axial von der inneren Laufringfläche 2a erstreckt,
und an seinem Innenumfang mit einer Verzahnung (oder einer Kerbverzahnung) 2c ausgeführt.
Nabenschrauben 5 sind entlang des Umfangs des Radanbringungsflanschs 4 in
gleichen Abständen am Radanbringungsflansch 4 angeordnet.
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Die
Radnabe 2 besteht aus Stahl mit einem mittleren/hohen Kohlenstoffgehalt
wie etwa S53C, der 0,40 bis 0,80 Gew.-% Kohlenstoff enthält,
und ist durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken so gehärtet,
dass ein Bereich von einer innenseitigen Basis 7 des Radanbringungsflanschs 4,
der einen Dichtungsstegabschnitt bildet, mit dem eine außenseitige Dichtung 11 in
einem Gleitkontakt steht, bis zum zylinderförmigen Abschnitt 2b so
gehärtet ist, dass er eine Oberflächenhärte
von 58 bis 64 HRC aufweist. Der Innenring 3, der an seinem
Außenumfang mit der anderen (innenseitigen) inneren Laufringfläche 3a ausgeführt
ist, ist über einen vorbestimmten Eingriff auf den zylinderförmigen
Abschnitt 2b der Radnabe 2 pressgepasst und durch
einen verstemmten Abschnitt 6, der durch radial auswärts
gerichtetes Verformen des Endes des zylinderförmigen Abschnitts 2b gebildet
ist, axial unbeweglich befestigt. Die Endfläche des verstemmten
Abschnitts 6 ist als flache Fläche ausgeführt,
um den Flächendruck, der durch eine axiale Kraft auf den
verstemmten Abschnitt ausgeübt wird, zu verringern und
dadurch eine plastische Verformung und eine Abnutzung des verstemmten Abschnitts 6 zu
verringern.
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Der
Innenring 3 und die Kugeln 8 hingegen bestehen
aus Chromstahl mit einem hohen Kohlenstoffgehalt wie etwa SUJ2 und
sind durch Eintauchabschrecken so zu ihrem Kern hin gehärtet, dass
sie eine Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC aufweisen.
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Das äußere
Element 10 ist einstückig an seinem Außenumfang
mit einem Aufbauanbringungsflansch 10b zur Anbringung an
einem Aufbau eines Fahrzeugs (nicht gezeigt) und an seinem Innenumfang
mit zwei Reihen von äußeren Laufringflächen 10a, 10a gegenüber
den inneren Laufringflächen 2a, 3a des
inneren Elements 1 ausgeführt. Das äußere Element 10 besteht
aus Stahl mit einem mittleren/hohen Kohlenstoffgehalt wie etwa S53C,
der 0,40 bis 0,80 Gew.-% Kohlenstoff enthält, und die zwei
Reihen von äußeren Laufringflächen 10a, 10a sind
durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken so gehärtet, dass
sie eine Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC aufweisen.
Zwei Reihen von Kugeln 8, 8 sind zwischen diesen äußeren
und inneren Laufringflächen 10a, 2a und 10a, 3a des äußeren
Elements 10 und des inneren Elements 1 enthalten
und werden durch Käfige 9, 9 wälzfähig
gehalten. Dichtungen 11, 12 sind in ringförmigen Öffnungen
angebracht, die zwischen dem äußeren Element 10 und
dem inneren Element 1 gebildet sind. Diese Dichtungen 11, 12 verhindern
das Austreten von Schmierfett, das im Lager enthalten ist, und das
Eindringen von Regenwasser und Staub von außen in das Lager.
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Obwohl
hierin ein zweireihiges Schrägkugellager, das Kugeln als
Wälzelemente 8 verwendet, gezeigt ist, ist die
vorliegende Erfindung nicht auf ein derartiges Lager beschränkt
und kann sie auf ein zweireihiges Kegelrollenlager, das Kegelrollen
als Wälzelemente 8 verwendet, angewendet werden. Und
obwohl der hier gezeigte Aufbau ein Lageraufbau vom sogenannten
Typ der dritten Generationstyp ist, ist die vorliegende Erfindung
nicht auf einen derartigen Aufbau beschränkt und kann sie
auf Lageraufbauten vom sogenannten Typ der ersten oder zweiten Generation,
wobei ein Paar von Innenringen auf einen zylinderförmigen
Abschnitt einer Radnabe pressgepasst sind, angewendet werden.
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Das
Gleichlaufgelenk 13 umfasst ein äußeres
Gelenkelement 14, einen Gelenkinnenring, einen Käfig
und drehmomentübertragende Kugeln (nicht gezeigt). Das äußere
Gelenkelement 14 besteht aus Stahl mit einem mittleren/hohen
Kohlenstoffgehalt wie etwa S53C, der 0,40 bis 0,80 Gew.-% Kohlenstoff enthält,
und umfasst einen einstückig gebildeten becherförmigen
Mundabschnitt (nicht gezeigt), einen Schulterabschnitt 15,
der einen Boden des Mundabschnitts bildet, und einen Schaftabschnitt 16, der
sich axial vom Schulterabschnitt erstreckt. Der Schaftabschnitt 16 ist
an seinem Außenumfang mit einer Verzahnung (oder Kerbverzahnung) 16a,
die mit einer Verzahnung 2c der Radnabe 2 eingreift,
und an seinem Ende mit einem Außengewinde (Bolzengewinde) 16b ausgeführt.
Der Schaftabschnitt 16 des äußeren Gelenkelements 14 ist
in die Radnabe 2 eingesetzt, bis der Schulterabschnitt 15 über
eine später beschriebene Kappe 17 auf den verstemmten
Abschnitt 6 trifft. Schließlich ist eine Befestigungsmutter 18 mit
einem vorbestimmten Befestigungsdrehmoment am Außengewinde 16b befestigt
und sind die Radnabe 2 und das äußere
Gelenkelement 14 axial trennbar miteinander verbunden.
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Die
Kappe 17 ist am verstemmten Abschnitt 6 angebracht.
Die Kappe 17 ist aus einer Stahlplatte mit Korrosionsbeständigkeit
wie etwa einem konservierten kaltgewalzten Stahlblech (JIS
SPCC usw.) oder einem austenitischen Edelstahlblech (JIS
SUS 304 usw.) so pressgeformt, dass sie einen im Wesentlichen
L-förmigen Querschnitt aufweist, und die Oberflächenrauheit
der Stahlplatte, die die Kappe bildet, ist auf 0,63 Ra oder weniger
und vorzugsweise auf 0,3 Ra oder weniger eingerichtet. „Ra” ist
einer der Oberflächenrauheitsparameter nach JIS
(JIS B0601-1994) und bedeutet eine arithmetisch mittlere Rauheit,
die ein Durchschnittswert der Abweichung des absoluten Werts von
einer Durchschnittslinie ist.
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Wie
in der teilweise vergrößerten Ansicht von 2 gezeigt
umfasst die Kappe 17 einen scheibenförmigen Auftreffabschnitt 17a,
einen zylinderförmigen Abschnitt 17b, der sich
axial von einem radial äußersten Abschnitt des
Auftreffabschnitts 17a erstreckt, und einen Verankerungsabschnitt 17c,
der vom Ende des zylinderförmigen Abschnitts 17b radial einwärts
gebogen ist. Der Innendurchmesser des Verankerungsabschnitts 17c der
Kappe 17 ist etwas kleiner als der Außendurchmesser
des verstemmten Abschnitts 6 eingerichtet und dazu geeignet,
durch elastisches Verformen des Verankerungsabschnitts 17c am
verstemmten Abschnitt 6 angebracht zu werden. Die Kappe 17 liegt
der größeren Endfläche 3b des
Innenrings 3 gegenüber, wobei zu dieser hin ein axialer
Zwischenraum von höchstens 1 mm belassen wird, um einen
Labyrinthaufbau zu bilden. Dies ermöglicht, die Kappe 17 mit
einem Handgriff am verstemmten Abschnitt 6 anzubringen,
und ermöglicht dadurch, zu verhindern, dass die Kappe 17 während des
Zusammenbauschritts vom verstemmten Abschnitt 6 geschoben
wird. Zusätzlich ermöglicht der Labyrinthaufbau,
zu verhindern, dass Regenwasser oder Staub usw. in den verstemmten
Abschnitt 6 eindringt, und somit, eine Erzeugung von Korrosion
im verstemmten Abschnitt 6 zu verhindern und dadurch die
Haltbarkeit der Radlagervorrichtung zu verbessern.
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Obwohl
dies nicht veranschaulicht ist, kann die elastische Verformung des
Verankerungsabschnitts 17c leicht erzielt werden, ohne
die Abmessung des Verankerungsabschnitts 17c streng zu
beschränken, und kann dadurch eine leichte Montage der
Kappe 17 erzielt werden, wenn im radial äußersten
Abschnitt vom zylinderförmigen Abschnitt 17b zum
Verankerungsabschnitt 17c der Kappe Schlitze gebildet sind,
die sich axial erstrecken.
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Wenn
an der Oberfläche der Kappe 17 eine reibarme Beschichtung
gebildet ist, wird die Erzeugung des Ruckgleitgeräuschs
dank der Verringerung des Reibungskoeffizienten wirksamer verhindert
werden. Die reibarme Beschichtung kann gebildet werden, indem die
Oberflächenschicht des Materials, das die Kappe 17 bildet,
geschmolzen wird, wodurch ein Schmierstoffpulver wie etwa Molybdändisulfid (MS2) oder PTFE (Polytetrafluorethylen) in eine
Tiefe von einigen μm der Oberflächenschicht eingebracht wird,
und dann eine Rekristallisation und eine Diffusionsosmose davon
durchgeführt wird. Dies macht es möglich, eine
Abnutzung der Kappe 17 selbst zu unterdrücken
und dank des Gravurphänomens eine Vernichtung der reibarmen
Beschichtung zu verhindern, selbst wenn die Oberfläche
der Kappe 17 abgenutzt werden würde. Dadurch kann
die reibarme Beschichtung für eine lange Zeit sichergestellt
werden.
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Nach
der vorliegende Erfindung wird die Kappe aufgrund des Umstands,
dass die Metallkappe 17 am verstemmten Abschnitt 6 angebracht
ist und die Radnabe 2 und das äußere
Gelenkelement 14 axial trennbar verbunden sind, wobei der
verstemmte Abschnitt 6 und der Schulterabschnitt 15 über
die Kappe 17 aneinandergestoßen sind, sogar dann,
wenn ein großes Drehmoment auf die Antriebswelle (nicht
gezeigt) ausgeübt wird und im äußeren
Gelenkelement 14 eine große Torsionsverformung
verursacht wird, sofort nach dessen Drehung durch den verstemmten
Abschnitt 6 oder die Schulter 15 des äußeren
Gelenkelements 14 mitgeschleppt werden. Demgemäß ist
es möglich, dank der Verringerung des Reibungskoeffizienten
zwischen den aneinandergestoßenen Flächen eine
Abnutzung des verstemmten Abschnitts 6 zu verhindern, und
dank der Unterdrückung des plötzlichen Schlupfs,
der zwischen dem verstemmten Abschnitt 6 und dem Schulterabschnitt 15 erzeugt
wird, durch die Kappe 17 eine Erzeugung des Ruckgleitgeräuschs
zu verhindern.
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Zweite Ausführungsform
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3 ist
eine teilweise vergrößerte Ansicht, die eine zweite
Ausführungsform der Radlagervorrichtung für ein
Fahrzeug der vorliegenden Erfindung zeigt. Die zweite Ausführungsform
unterscheidet sich im Grunde nur im Aufbau der Kappe von der ersten Ausführungsform.
Demgemäß werden auch in dieser Ausführungsform
die gleichen Bezugszeichen verwendet, um gleiche Abschnitte, gleiche
Teile oder gleiche Funktionen wie jene in der ersten Ausführungsform
zu bezeichnen, und wird auf eine ausführliche Beschreibung
davon verzichtet werden.
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In
dieser Ausführungsform ist eine Kappe 19 so aus
einer Stahlplatte mit Korrosionsbeständigkeit pressgeformt,
dass sie einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweist,
und umfasst sie ein Kernmetall 20, das den scheibenförmigen
Auftreffabschnitt 17a und den zylinderförmigen
Abschnitt 17b, der sich axial von einem radial äußersten
Abschnitt des Auftreffabschnitts 17a erstreckt, beinhaltet,
und ein Dichtungselement 21, das aus einem Synthesekautschuk
wie etwa Nitrilkautschuk gebildet ist und über eine vulkanisierte
Klebung einstückig an das Kernmetall 20 geklebt
ist. Das Dichtungselement 21 ist an den zylinderförmigen
Abschnitt 17b des Kernmetalls 20 geklebt und weist
einen einstückig ausgeführten Verankerungsabschnitt 21a auf,
der radial einwärts vorspringt. Der Innendurchmesser des
Verankerungsabschnitts 21a der Kappe 19 ist etwas
kleiner als der Außendurchmesser des verstemmten Abschnitts 6 eingerichtet.
Das Dichtungselement 21 liegt der größeren Endfläche 3b des
Innenrings 3 gegenüber, wobei zu dieser hin ein
axialer Zwischenraum von höchstens 1 mm belassen wird,
um einen Labyrinthaufbau zu bilden. Dies ermöglicht, die
Kappe 19 durch elastisches Verformen des Verankerungsabschnitts 21a des
Dichtungselementes 21 mit einem Handgriff am verstemmten
Abschnitt 6 anzubringen, und ermöglicht dadurch,
zu verhindern, dass die Kappe 19 während des Zusammenbauschritts vom
verstemmten Abschnitt 6 geschoben wird. Zusätzlich
ermöglicht der Labyrinthaufbau, zu verhindern, dass Regenwasser
oder Staub usw. in den verstemmten Abschnitt 6 eindringt,
und somit, eine Erzeugung von Korrosion im verstemmten Abschnitt 6 zu
verhindern und dadurch die Haltbarkeit der Radlagervorrichtung zu
verbessern.
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Ebenso
wie bei der ersten Ausführungsform ist es aufgrund des
Umstands, dass der verstemmte Abschnitt 6 und der Schulterabschnitt 15 des äußeren
Gelenkelements 14 nicht direkt miteinander in Kontakt stehen
und die Kappe 19 nach einer Verzögerung der Bewegung
eines aus dem verstemmten Abschnitt 6 und dem äußeren
Gelenkelement 14 etwas bewegt werden kann, möglich,
den plötzlichen Schlupf zwischen dem verstemmten Abschnitt 6 und dem
Schulterabschnitt 15 des äußeren Gelenkelements 14 zu
unterdrücken und dadurch die Erzeugung des Ruckgleitgeräuschs
zu verhindern, und wird auch die Abnutzung des verstemmten Abschnitts 6 unterdrückt.
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4 ist
eine teilweise vergrößerte Ansicht einer Abwandlung
der Kappe von 3. Eine Kappe 22 umfasst
das Kernmetall 20 und ein Dichtungselement 23,
das über eine vulkanisierte Klebung einstückig
an das Kernmetall 20 geklebt ist. Das Dichtungselement 23 ist
an den zylinderförmigen Abschnitt 17b des Kernmetalls 20 geklebt,
und eine Seitenlippe 22a, die über einen vorbestimmten
Eingriff elastisch mit der größeren Endfläche 3b des
Innenrings 3 in Kontakt steht, ist einstückig
mit dem radial einwärts vorspringenden Verankerungsabschnitt 21a ausgeführt.
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Ebenso
wie bei der zweiten Ausführungsform ist es aufgrund des
Umstands, dass der verstemmte Abschnitt 6 und der Schulterabschnitt 15 des äußeren
Gelenkelements 14 dank des Vorhandenseins der Kappe 22 nicht
direkt miteinander in Kontakt stehen und die Kappe 22 nach
einer Verzögerung der Bewegung eines aus dem verstemmten Abschnitt 6 und
dem äußeren Gelenkelement 14 etwas bewegt
werden kann, möglich, den plötzlichen Schlupf
zwischen dem verstemmten Abschnitt 6 und dem Schulterabschnitt 15 des äußeren
Gelenkelements 14 zu unterdrücken und dadurch
die Erzeugung des Ruckgleitgeräuschs zu verhindern, und wird
auch die Abnutzung des verstemmten Abschnitts 6 unterdrückt.
Zusätzlich ermöglicht die Seitenlippe 22a,
zu verhindern, dass Regenwasser oder Staub usw. in den verstemmten
Abschnitt 6 eindringt, und somit, eine Erzeugung von Korrosion
im verstemmten Abschnitt 6 zu verhindern und dadurch die Haltbarkeit
der Radlagervorrichtung zu verbessern.
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Die
vorliegende Erfindung wurde unter Bezugnahme auf die bevorzugten
Ausführungsformen beschrieben. Es ist klar, dass Durchschnittsfachleuten
nach dem Lesen und Verstehen der vorhergehenden ausführlichen
Beschreibung Abwandlungen und Änderungen einfallen werden.
Es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung so ausgelegt
werden soll, dass sie alle derartigen Änderungen und Abwandlungen
beinhaltet, soweit diese in den Umfang der beiliegenden Ansprüche
oder ihrer Entsprechungen fallen.
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Gewerbliche Anwendungsmöglichkeit
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Die
vorliegende Erfindung kann auf eine Radlagervorrichtung jedes beliebigen
Typs von der ersten bis zur dritten Generation, die ein inneres
Element, welches eine Radnabe und einen Innenring beinhaltet, und
ein Gleichlaufgelenk umfasst, wobei das innere Element und ein äußeres
Gelenkelement des Gleichlaufgelenks trennbar verbunden sind, während sie
aneinandergestoßen sind, angewendet werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Längsschnittansicht, die eine erste Ausführungsform
der Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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2 ist
eine teilweise vergrößerte Ansicht von 1;
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3 ist
eine teilweise vergrößerte Ansicht, die eine zweite
Ausführungsform der Radlagervorrichtung für ein
Fahrzeug der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 ist
eine teilweise vergrößerte Ansicht einer Abwandlung
der Kappe von 3;
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5 ist
eine Längsschnittansicht, die eine Radlagervorrichtung
für ein Fahrzeug des Stands der Technik zeigt; und
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6 ist
eine seitliche Aufrissansicht von einer Linie VI-VI von 5.
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- 1
- inneres
Element
- 2
- Radnabe
- 2a,
3a
- innere
Laufringfläche
- 2b
- zylinderförmiger
Abschnitt
- 2c,
16a
- Verzahnung
- 3
- Innenring
- 3b
- größere
Endfläche des Innenrings
- 4
- Radanbringungsflansch
- 5
- Nabenschraube
- 6
- verstemmter
Abschnitt
- 7
- Basis
des Radanbringungsflanschs
- 8
- Wälzelement
- 9
- Käfig
- 10
- äußeres
Element
- 10a
- äußere
Laufringfläche
- 10b
- Aufbauanbringungsflansch
- 11,
12
- Dichtung
- 13
- Gleichlaufgelenk
- 14
- äußeres
Gelenkelement
- 15
- Schulterabschnitt
- 16
- Schaftabschnitt
- 16b
- Außengewinde
(Bolzengewinde)
- 17,
19, 22
- Kappe
- 17a
- scheibenförmiger
Abschnitt
- 17b
- zylinderförmiger
Abschnitt
- 17c,
21a
- Verankerungsabschnitt
- 18
- Befestigungsmutter
- 20
- Kernmetall
- 21,
23
- Dichtungselement
- 22a
- Seitenlippe
- 50
- Radlagervorrichtung
- 51
- Radnabe
- 51a,
58a
- innere
Laufringfläche
- 51b
- zylinderförmiger
Abschnitt
- 51c
- verstemmter
Abschnitt
- 52
- zweireihiges
Wälzlager
- 53
- Gleichlaufgelenk
- 54
- Radanbringungsflansch
- 55
- äußeres
Element
- 55a
- äußere
Laufringfläche
- 55b
- Aufbauanbringungsflansch
- 56
- Kugel
- 57
- inneres
Element
- 58
- Innenring
- 59
- Mundabschnitt
- 60
- Schulterabschnitt
- 60a
- Auftrefffläche
- 61
- Wellenabschnitt
- 62
- äußeres
Gelenkelement
- 63
- Innenverzahnung
- 64
- Außenverzahnung
- 65
- Außengewinde
(Bolzengewinde)
- 66
- Befestigungsmutter
- 67
- Vertiefungsnut
-
ZUSAMMENFASSUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Radlagervorrichtung
für ein Fahrzeug bereitzustellen, die den plötzlichen
Schlupf zwischen dem verstemmten Abschnitt und dem Schulterabschnitt des äußeren
Gelenkelements verringern kann und dadurch die Erzeugung des Ruckgleitgeräuschs
für eine lange Zeit verhindern kann. Nach der vorliegenden
Erfindung wird eine Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug
bereitgestellt, die ein äußeres Element, das an
seinem Innenumfang einstückig mit zwei Reihen von äußeren
Laufringflächen ausgeführt ist; ein inneres Element,
das eine Radnabe und zumindest einen Innenring beinhaltet, wobei
die Radnabe einstückig an ihrem einen Ende mit einem Radanbringungsflansch
und an ihrem anderen Ende mit einem zylinderförmigen Abschnitt
ausgeführt ist und der Innenring auf den zylinderförmigen
Abschnitt der Radnabe pressgepasst ist und mit zwei Reihen von inneren
Laufringflächen ausgeführt ist, die den zwei Reihen
von äußeren Laufringflächen gegenüberliegend angeordnet
sind; zwei Reihen von Wälzelementen, die wälzfähig
zwischen den zwei Reihen von inneren und äußeren
Laufringflächen des inneren Elements und des äußeren
Elements enthalten sind; und ein mit der Radnabe verbundenes Gleichlaufgelenk
umfasst; wobei der Innenring durch einen verstemmten Abschnitt,
der durch radial auswärts gerichtetes plastisches Verformen
eines Endes des zylinderförmigen Abschnitts gebildet ist,
in Bezug auf die Radnabe axial unbeweglich befestigt ist; wobei
ein äußeres Gelenkelement des Gleichlaufgelenks
einen einstückig ausgeführten becherförmigen
Mundabschnitt, einen Schulterabschnitt, der einen Boden des Mundabschnitts
bildet, und einen Schaftabschnitt, der über Verzahnungen
untereinander drehmomentübertragungsfähig in die
Radnabe gepasst ist, umfasst, und die Radnabe und das äußere
Gelenkelement axial trennbar mit dem Schulterabschnitt verbunden
sind, welcher gegen den verstemmten Abschnitt gestoßen
ist, und die dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Kappe zwischen
den verstemmten Abschnitt und den Schulterabschnitt eingefügt
ist, und dass die Kappe aus einer Stahlplatte pressgeformt ist und
eine Oberflächenrauheit von 0,63 Ra oder weniger aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - JIS SPCC [0031]
- - JIS SUS 304 [0031]
- - JIS (JIS B0601-1994) [0031]