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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Radlagervorrichtung für
ein Fahrzeug zum drehbaren Stützen eines Rads eines Fahrzeugs,
wie zum Beispiel eines Kraftfahrzeugs, in Bezug zu seiner Aufhängungsvorrichtung
und insbesondere eine Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug,
die dazu bestimmt ist, das Gewicht und die Herstellungskosten durch
Verringern eines Materialverlusts zu verringern.
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BESCHREIBUNG DES ALLGEMEINEN
STANDS DER TECHNIK
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Es
gab in jüngerer Vergangenheit eine starke Nachfrage für
die Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs eines Fahrzeugs, um Ressourcen
zu sparen und die Umwelt zu schonen. Es wurde insbesondere gewünscht,
das Gewicht von Kraftfahrzeugteilen, insbesondere einer Radlagervorrichtung,
zu verringern, um die Forderung im Hinblick auf den Kraftstoffverbrauch
zu verwirklichen. Eine derartige Forderung des Verringerns des Gewichts
von Teilen hat insbesondere bei kleinen Fahrzeugen zugenommen, wie zum
Beispiel bei leichten Allradfahrzeugen, so dass es unterschiedliche
Vorschläge für die Radlagervorrichtung gegeben
hat, um ihr Gewicht zu verringern. Andererseits ist es auch wichtig,
die Zuverlässigkeit und Dauerhaftigkeit der Radlagervorrichtung
zu verbessern, obwohl das mit der Verringerung ihres Gewichts unvereinbar
ist.
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4 zeigt
ein Beispiel einer Radlagervorrichtung, die in einem Fahrzeug verwendet
wird und sein Gewicht verringern soll. Diese Radlagervorrichtung 52 hat
eine repräsentative Struktur, die für ein angetriebenes
Rad verwendet wird und ein Innenelement 53 aufweist, das
eine Radnabe 51 und einen Innenring 60, der auf
die Radnabe 1 pressgepasst ist, ein Außenelement 54,
eine Doppelreihe Kugeln 55, 55, die zwischen dem
Innenelement 53 und dem Außenelement 54 enthalten
sind, aufweist. In den folgenden Beschreibungen definiert der Begriff „Außenseite” eine
Seite, die sich auf der äußeren Seite eines Fahrzeugaufbaus
(linke Seite der 4) befindet, und der Begriff „Innenseite” eine
Seite, die auf der Innenseite eines Fahrzeugaufbaus (rechte Seite
der 4) positioniert ist, wenn die Radlagervorrichtung auf
den Fahrzeugaufbau montiert ist.
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Die
Radnabe 51 ist integral mit vier getrennten Radmontageflanschen 56 (unten „Radmontagearme” genannt)
ausgebildet, die sich radial an ihrem Außenseitenende erstrecken,
und Nabenbolzen 56a zum Befestigen eines Rads sind auf
den Radmontagearmen 56 gleichmäßig beabstandet
auf einem virtuellen Kreis gesichert. Wie in 5 gezeigt,
ist jeder Radmontagearm 56 so ausgebildet, dass er radial von
einem Bremsführungsabschnitt 64 mit im Wesentlichen
der gleichen Breite wie der Abschnitt, in dem eine durchgehende Öffnung 56b für
den Nabenbolzen ausgebildet ist, mit Ausnahme eines Abschnitts nahe
der durchgehenden Nabenbolzenöffnung 56b, vorsteht.
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Wie
ferner in 4 gezeigt, ist eine Rippe 56c auf
der Innenseite der Radmontagearme 56 mit einer Wandstärke
ausgebildet, die zu deren Basen hin zunimmt. Die Radnabe 51 ist
auf ihrer Außenumfangsfläche mit einer Außenseiten-Innenlaufringfläche 51a ausgebildet
und hat einen zylindrischen Abschnitt 57, der sich axial
von der Innenlaufringfläche 51a erstreckt, auf
der der Innenring 60 mit einem vorbestimmten Übermaß pressgepasst
ist. Der Innenring 60 ist auf seinem Außenumfang
mit einer Innenseiten-Innenlaufringfläche 60a ausgebildet
und axial darauf durch einen Stemmabschnitt 58 befestigt,
der durch plastisches Verformen eines Endabschnitts des zylindrischen
Abschnitts 57 der Radnabe 51 ausgebildet wird.
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Andererseits
ist das Außenelement 54 auf seinem Innenumfang
mit einer doppelten Reihe Außenlaufringflächen 54a, 54a ausgebildet,
und die doppelte Reihe Kugeln 55, 55 wird von
Käfigen 59 zwischen einander entgegen gesetzten äußeren
und inneren Laufringflächen 54a, 54a und 51a, 60a rollend
umschlossen und gehalten.
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Eine
Dichtung 61 ist auf dem Außenseitenende des Außenelements 54 montiert,
um einen Ringraum abzudichten, der zwischen dem Außenelement 54 und
dem Innenelement 53 ausgebildet ist. Eine schalenförmige
Dichtkappe (nicht gezeigt) ist auf den Innenseitenendabschnitt des
Außenelements 54 montiert, um eine Öffnung
des Außenelements 54 zu schließen. Diese
Dichtung 61 und die Dichtkappe verhindern das Lecken von
Schmierfett, das in der Radlagervorrichtung versiegelt ist, und
das Eindringen von Regenwasser und Staub usw. in das Innere der
Lagervorrichtung.
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Das
Außenelement 54 ist auf seinem Außenumfang
integral mit einem Karosseriemontageflansch 54b ausgebildet,
der auf einen Höcker (nicht gezeigt), der zu einer Aufhängungsvorrichtung
gehört, zu montieren ist, und mehrere Bolzenöffnungen 62 sind
auf dem Außenende des Karosseriemontageflanschs 54b ausgebildet.
Wie in 5 gezeigt, ist der Karosseriemontageflansch 64b als
eine Mehrzahl radial vorstehender teilweiser Flansche 63 ausgebildet,
die nur in Umfangsrichtung in Abschnitte getrennt sind, in welchen
die Bolzenöffnungen 62 ausgebildet sind. Das Innenseitenende
des Außenelements 54 ist mit einem zylindrischen
Höckerführungsabschnitt 54c ausgebildet,
der sich axial von dem Karosseriemontageflansch 54b erstreckt,
und ein Höcker (nicht gezeigt) kann auf den Außenumfang
des Höckerführungsabschnitts 54c gepasst werden.
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Die
Basis der Radmontagearme 56 der Radnabe 51 ist
mit einem zylindrischen Bremsführungsabschnitt 64 ausgebildet,
der sich zu der Außenseite erstreckt und einen Innenumfang
des Bremsrotors 65 führen kann. Radführungsabschnitte 66 sind
ferner auf der Radnabe 51 sich von dem Bremsführungsabschnitt 64 zu
der Außenseite erstreckend ausgebildet. Die Radführungsabschnitte 66 sind
dazu bestimmt, den Innenumfang eines Rads 67, das darauf zu
montieren ist, unter Überlappen mit dem Bremsrotor 65 zu
führen und sind mit einem Außendurchmesser ausgebildet,
der etwas kleiner ist als der des Bremsführungsabschnitts 64.
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Mehrere
Kerben sind auf den Radführungsabschnitten 66 in
ihre Umfangsrichtung als unterbrochene Vorsprünge ausgebildet.
Diese unterbrochenen Radführungsabschnitte 66 sind
gleichmäßig beabstandet in die Umfangsrichtung
zwischen benachbarten Radmontagearmen 56 ausgebildet. Das
erlaubt es, das Gewicht der Radnabe 51 zu verringern und
eine relativ gleichförmige Stärke in die Umfangsrichtung
der ringförmigen Basis des Radmontagearms 56 zu
haben und daher die Bearbeitbarkeit beim Schmieden der Radnabe aufgrund
leichten plastischen Fließens in dem geschmiedeten Material zu
verbessern. Dementsprechend ist es möglich, die Schmiedepräzision
und Produktivität des Artikels zu steigern und daher die
Herstellungskosten zu verringern.
- Patentschrift 1: Japanische Patentoffnelegungsschrift
Nr. 297925/2005
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Von der Erfindung zu lösende
Probleme
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Da
bei der Radlagervorrichtung mit dem früheren Stand der
Technik mehrere Kerben in die Umfangsrichtung der Radführungsabschnitte 66 durch Schmieden
ausgebildet werden, besteht die Tendenz, dass sich schneidende Grate 68 (in 6(a) schraffiert gezeigt) leicht bilden,
die durch den Drehmaschinenprozess nach dem Schmieden aufgrund des
unterbrochenen Schneidens (in einer Punktlinie gezeigt) eines Endes 66a erzeugt
werden. Die erzeugten Grate 68 würden während
der Bearbeitungsprozesse oder zwischen Montageflächen des
Bremsrotors 65 und des Rads 67 eingeschlossen
und zu Präzisionsmängeln beim Bearbeiten oder
bei der Montage führen. Zusätzlich würden
die Grate einen Bediener verletzen.
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Die
erzeugten Grate 68 werden durch Ausbilden abgefaster Abschnitte 69 auf
einer Ecke jedes Radführungsabschnitts 66, auf
dem die Grate erzeugt werden, entfernt. Der abgefaste Abschnitt 69 kann
jedoch nicht durch Drehmaschinenschneiden ausgebildet werden und
sollte durch Anlegen eines Schneidwerkzeugs auf die gratige Ecke
des Radführungsabschnitts 66 und anschließendes
Hin- und Herbewegen des Werkzeugs in eine radiale Richtung ausgebildet
werden. Das ist sehr aufwändig und steigert daher die Herstellungskosten
der Radlagervorrichtung.
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Es
wurde auch gewünscht, den Materialverlust, der durch Schneiden
verschwendet wird, zu verringern und das Material des Rohlings effizient
und effektiv zu verwenden.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Radlagervorrichtung
bereitzustellen, die ihr Gewicht verringern kann, mit Verringern
des Materialverlusts und daher Verringern der Herstellungskosten.
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Mittel zum Lösen
der Probleme
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Zum
Verwirklichen der Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gemäß der
vorliegenden Erfindung nach Anspruch 1 eine Radlagervorrichtung für
ein Fahrzeug bereitgestellt, die ein Außenelement aufweist,
das auf seinem Innenumfang mit einer doppelten Reihe von Außenlaufringflächen
ausgebildet ist; ein Innenelement, das eine Radnabe und mindestens
einen Innenring oder ein Außendichtelement aus einem Universalgelenk
mit konstanter Geschwindigkeit umfasst, wobei die Radnabe auf ihrem
Außenseitenende mit einem Radmontageflansch ausgebildet
ist, auf dem Nabenbolzen gleichmäßig beabstandet
entlang seines Außenumfangs zum Montieren eines Rads gesichert
sind und mit einem sich axial erstreckenden zylindrischen Abschnitt,
wobei der Innenring auf den zylindrischen Abschnitt der Radnabe
pressgepasst ist, und wobei das Innenelement auf seinem Außenumfang
mit Innenlaufringflächen ausgebildet ist, die der doppelten
Reihe Außenlaufringflächen entgegen gesetzt sind;
und eine doppelte Reihe rollende Elemente, die frei rollbar zwischen den
Innen- und Außenlaufringflächen des Innenelements
und des Außenelements eingeschlossen sind; dadurch gekennzeichnet,
dass die Radnabe einen Bremsführungsabschnitt hat, der
sich von der Basis des Radmontageflanschs zu der Außenseite
erstreckt, um eine Innenumfangsfläche eines Bremsrotors
zu führen, und einen Radführungsabschnitt hat, der
sich von dem Bremsführungsabschnitt weiter zur Außenseite
erstreckt, um eine Innenumfangsfläche des Rads zu führen,
wobei der Radführungsabschnitts mehrere getrennte Führungen
aufweist, die entlang der Umfangsrichtung getrennt sind; und dass ein abgefaster
Abschnitt durch Schmieden an einem vorderen Ende jeder getrennten
Führung im Hinblick auf ihre Drehmaschinenschneidrichtung
ausgebildet ist, wobei der abgefaste Abschnitt einen vorbestimmten
schrägen Winkel zu einer axialen Endfläche jeder getrennten
Führung nach dem Drehmaschinenschneiden hat.
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Bei
einer solchen Radlagervorrichtung mit der Struktur der ersten Generation
bis zur vierten Generation, und weil die Radnabe einen Bremsführungsabschnitt
hat, der sich von der Basis des Radmontageflanschs zu der Außenseite
erstreckt, um eine Innenumfangsfläche eines Bremsrotors
zu führen, und einen Radführungsabschnitt hat,
der sich von dem Bremsführungsabschnitt weiter zu der Außenseite
erstreckt, um eine Innenumfangsfläche des Rads zu führen,
wobei der Radführungsabschnitt mehrere getrennte Führungen
aufweist, die entlang der Umfangsrichtung getrennt sind, und ein
abgefaster Abschnitt durch Schmieden an einem vorderen Ende jeder
getrennten Führung im Hinblick auf ihre Drehmaschinenschneidrichtung
ausgebildet wird, wobei der abgefaste Abschnitt einen vorbestimmten schrägen
Winkel zu einer axialen Endfläche jeder getrennten Führung
nach dem Drehmaschinenschneiden hat, kann man das Gewicht der Radlagervorrichtung
verringern und den Prozess des Entfernens des Schneidgrats, der
auf dem Umfangsende jeder getrennten Führung während
des Drehmaschinenschneidens des Radführungsabschnitts erzeugt
wird, weglassen. Daher können die Verringerung der Herstellungsschritte
und des entfernten Volumens an Rohmaterial die Herstellungskosten
mindern.
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Wie
in Anspruch 2 definiert, ist es vorzuziehen, dass der abgefaste
Abschnitt auf beiden Umfangsendflächen der getrennten Führung
ausgebildet wird. Das ermöglicht ein weiteres Reduzieren
des Materialverlusts beim Drehmaschinenschneiden.
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Wie
in Anspruch 3 definiert, ist es daher vorzuziehen, dass der abgefaste
Abschnitt mit einer flachen Fläche ausgebildet wird, und
wie in Anspruch 4 definiert, dass der abgefaste Abschnitt mit einer kreisförmigen
bogenkonvexen Oberfläche ausgebildet wird und dass die
Tangentiallinie der kreisförmigen bogenkonvexen Oberfläche
einen vorbestimmten Winkel in Bezug zu einer axialen Endfläche
der getrennten Führung nach dem Drehmaschinenschneiden
bildet.
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Wie
in Anspruch 5 definiert, ist es vorzuziehen, dass der schräge
Winkel auf 45° oder weniger eingestellt wird. Das erlaubt
es, den Kreuzungswinkel zwischen dem abgefasten Abschnitt und dem
getrennten Führungsabschnitt während des Drehmaschinenschneidens
des Radführungsabschnitts zu verringern und daher das Erzeugen
von Schneidgraten zu vermeiden.
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Wie
in Anspruch 6 definiert, ist es vorzuziehen, dass der Radführungsabschnitt
getrennte Führungen aufweist, die in gleichen Abständen
entlang des Umfangs des Radführungsabschnitts angeordnet
sind, und dass die getrennten Führungen mit der gleichen
Phase angeordnet werden wie die Nabenbolzen. Das erlaubt es, das
Verformen der Außenseitenfläche des Radmontageflanschs
während des Presspassens der Nabenbolzen in den Radmontageflansch
zu eliminieren.
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Wie
in Anspruch 7 definiert, ist es auch vorzuziehen, dass der Bremsführungsabschnitt
in eine Mehrzahl umfänglich getrennte Führungen
getrennt wird, die entlang einer Umfangsrichtung getrennt und mit
der gleichen Phase angeordnet werden wie die getrennten Führungen
des Radführungsabschnitts, und dass der abgefaste Abschnitt
durch Schmieden auf einem Ende jeder getrennten Führung
im Hinblick auf ihre Drehmaschinenschneidrichtung ausgebildet wird,
wobei der abgefaste Abschnitt einen vorbestimmten schrägen
Winkel in Bezug zu einer axialen Endfläche jeder getrennten
Führung nach dem Drehmaschinenschneiden hat. Das erlaubt
es, das Gewicht der Radlagervorrichtung weiter zu verringern und
den Prozess des Entfernens des Schneidgrats, der auf dem Umfangsende
jeder getrennten Führung während des Drehmaschinenschneidens
des Radführungsabschnitts erzeugt wird, wegzulassen. Das Verringern
der Herstellungsschritte und des Entfernens von Volumen des Rohmaterials
kann daher die Herstellungskosten verringern.
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Wie
in Anspruch 8 definiert, ist es vorzuziehen, dass eine der Innenlaufringflächen
direkt auf dem Außenumfang der Radnabe ausgebildet wird, dass
der Innenring axial unter einem vorgespannten Zustand des Lagers
durch einen Verstemmabschnitt, der durch plastisches Verformen eines
Endes des zylindrischen Abschnitts radial nach außen ausgebildet wird,
gesichert wird, dass eine schalenförmige Vertiefung, die
sich zu der Nähe des Bodens der Innenlaufringflächen
erstreckt, durch Schmieden an dem Außenseitenende der Radnabe
ausgebildet wird, und dass eine Wandstärke des Außenseitenabschnitts der
Radnabe im Wesentlichen gleichförmig ist. Das erlaubt es,
das Gewicht und die Größe der Radlagervorrichtung
zu verringern und antinomisch die Steifigkeit und Dauerhaftigkeit
der Radnabe zu verbessern.
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Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der
Lagervorrichtung für ein Rad eines Fahrzeugs der vorliegenden
Erfindung und weil sie ein Außenelement aufweist, das auf
ihrem Innenumfang mit einer doppelten Reihe Außenlaufringflächen
ausgebildet ist; ein Innenelement, das eine Radnabe aufweist und
mindestens einen Innenring oder ein Außendichtelement aus
einem Universalgelenk mit konstanter Geschwindigkeit, wobei die
Radnabe, die auf ihrem Außenseitenende mit einem Radmontageflansch
ausgebildet ist, auf dem Nabenbolzen in regelmäßigen
Abständen entlang des Außenumfangs zum Montieren
eines Rads befestigt sind und mit einem sich axial erstreckenden
zylindrischen Abschnitt, und der Innenring auf den zylindrischen Abschnitt
der Radnabe pressgepasst ist, und das Innenelement auf seinem Außenumfang
mit Innenlaufringflächen ausgebildet ist, die der doppelten
Reihe Außenlaufringflächen entgegengesetzt ist;
und eine doppelte Reihe rollende Elemente, die frei rollbar sind,
zwischen der Innen- und der Außenlaufringfläche
des Innen- und des Außenelements enthalten ist, und dadurch
gekennzeichnet ist, dass die Radnabe einen Bremsführungsabschnitt
aufweist, der sich von der Basis des Radmontageflanschs zu der Außenseite
erstreckt, um eine Innenumfangsfläche eines Bremsrotors
zu führen, und einen Radführungsabschnitte hat,
der sich von dem Bremsführungsabschnitt weiter nach außen
erstreckt, um eine Innenumfangsfläche des Rads zu führen,
wobei der Radführungsabschnitt mehrere getrennte Führungen
aufweist, die entlang der Umfangsrichtung getrennt sind; und dass
ein abgefaster Abschnitt durch Schmieden auf einem vorderen Ende
jeder getrennten Führung im Hinblick auf die Drehmaschinenschneidrichtung ausgebildet
ist, wobei der abgefaste Abschnitt einen vorbestimmten schrägen
Winkel zu einer axialen Endfläche jeder getrennten Führung
nach dem Drehmaschinenschneiden hat, ist es möglich, das
Gewicht der Radlagervorrichtung zu verringern und den Prozess des
Entfernens des Schneidgrats, der auf dem Umfangsende jeder getrennten
Führung während des Drehmaschinenschneidens des
Radführungsabschnitts erzeugt wird, wegzulassen. Daher können
die Verringerung der Herstellungsschritte und des Entfernens von
Volumen von Rohmaterial die Herstellungskosten verringern.
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Beste Art des Ausführens
der Erfindung
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Die
beste Art des Ausführens der vorliegenden Erfindung ist
eine Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug, die ein Außenelement
aufweist, das auf ihrem Außenumfang mit einem Karosseriemontageflansch
ausgebildet ist, der auf einen Höcker eines Fahrzeugs zu
montieren ist und ferner auf ihrer Innenumfangsfläche mit
einer doppelten Reihe Außenlaufringflächen ausgebildet
ist, ein Innenelement mit einer Radnabe und einem Innenring aufweist,
wobei die Radnabe an ihrem Außenseitenende mit einem Radmontageflansch
und an ihrem Außenumfang mit einer Innenlaufradfläche
ausgebildet ist, die einer der doppelten Reihe Außenlaufringflächen
entgegengesetzt ist, und einen zylindrischen Abschnitt hat, der sich
axial von der Innenlaufringfläche erstreckt, und wobei
der Innenring auf den zylindrischen Abschnitt der Radnabe pressgepasst
wird und auf seinem Außenumfang mit der anderen inneren
Laufringfläche ausgebildet ist, der der anderen der doppelten
Reihe Außenlaufringflächen entgegengesetzt ist,
und wobei eine doppelte Reihe rollende Elemente, die frei rollbar
sind, zwischen der Innen- und der Außenlaufringfläche
des Innenelements und des Außenelements enthalten sind,
wobei der Innenring axial in einem vorgespannten Zustand des Lagers
durch einen Verstemmabschnitt gesichert ist, der durch plastisches Verformen
eines Endes des zylindrischen Abschnitts radial nach außen
ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Radnabe einen
Bremsführungsabschnitt hat, der sich von der Basis des
Radmontageflanschs zu der Außenseite erstreckt, um eine
Innenumfangsfläche eines Bremsrotors zu führen
und einen Radführungsabschnitt hat, der sich von dem Bremsführungsabschnitt
weiter zur Außenseite erstreckt, um eine Innenumfangsfläche
des Rads zu führen, wobei der Radführungsabschnitt
mehrere getrennte Führungen aufweist, die entlang der Umfangsrichtung
getrennt sind; und dass ein abgefaster Abschnitt durch Schmieden
auf einem vorderen Ende jeder getrennten Führung im Hinblick
auf ihre Drehmaschinenschneidrichtung ausgebildet ist, wobei der
abgefaste Abschnitt einem schrägen Winkel von 45° oder
weniger in Bezug zu einer axialen Endfläche jeder getrennten
Führung nach dem Drehmaschinenschneiden hat.
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Eine bevorzugte Ausführungsform
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Eine
bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird
unten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
eine Längsschnittansicht, die eine bevorzugte Ausführungsform
der Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden
Erfindung zeigt, 2 ist eine Vorderaufrissansicht
der Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der 1, 3(a) ist eine teilweise vergrößerte
Ansicht, die einen Radführungsabschnitt der 2 zeigt,
und 3(b) ist eine teilweise vergrößerte
Ansicht, die eine Änderung der 3(a) zeigt.
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Die
Lagervorrichtung 2 für ein Rad eines Fahrzeugs
der vorliegenden Erfindung ist eine der dritten Generation, die
für ein angetriebenes Rad verwendet wird und ein Innenelement 3 aufweist,
das eine Radnabe 1 und einen Innenring 10 aufweist,
der auf die Radnabe 1 pressgepasst ist, ein Außenelement 4 und
eine doppelte Reihe rollender Elemente (Kugeln) 5, 5,
die rollend zwischen dem Innenelement 3 und dem Außenelement 4 enthalten
sind.
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Die
Radnabe 1 ist integral mit einem Radmontageflansch 6 an
ihrem einen Ende ausgebildet, mit einer (Außenseiten) Innenlaufringfläche 1a auf
ihrem Außenumfang, und einem zylindrischen Abschnitt 7,
der sich von der Innenlaufringfläche 1a ausgehend
erstreckt. Nabenbolzen 6a sind auf dem Radmontageflansch 6 in
gleichmäßigen Abständen entlang seines
Umfangs angeordnet.
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Auf
dem Außenseitenende der Radnabe 1 ist eine sich
axial erstreckende schalenförmige Vertiefung 22 ausgebildet.
Diese Vertiefung 22 wird durch Schmieden ausgebildet und
erstreckt sich bis in die Nähe des Bodens der Außenseiten-Innenlaufringfläche 1a,
so dass eine Wandstärke des Außenseitenabschnitts
der Radnabe 1 im Wesentlichen gleichförmig ist.
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Der
Innenring 10 ist auf seinem Außenumfang mit einer
weiteren (Innenseiten) Innenlaufringfläche 10a ausgebildet,
die auf den zylindrischen Abschnitt 7 der Radnabe 1 mit
einem vorbestimmten Übermaß pressgepasst wird,
und axial an der Radnabe 1 durch einen Verstemmabschnitt 8 gesichert,
der durch plastisches Verformen des Endes des zylindrischen Abschnitts 7 radial
nach außen ausgebildet wird, so dass eine so genannte „Selbstrückhaltestruktur” gebildet
wird. Das ermöglicht es, das Gewicht und die Größe
der Radlagervorrichtung zu verringern und antinomisch die Steifigkeit
und Dauerhaftigkeit der Radnabe zu verbessern.
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Gemäß der
axialen Befestigungsart des Innenrings 10 durch Verstemmen,
kann man die Kontrolle der Menge der Vorspannung des Innenrings durch
Befestigen einer Mutter usw., das beim früheren Stand der
Technik ausgeführt wurde, weglassen. Es ist daher möglich,
das Zusammenbauen der Radlagervorrichtung zu vereinfachen, die Menge
an Vorspannung langfristig zu wahren, die Anzahl der Teile zu verringern
und daher die Herstellungskosten der Radlagervorrichtung zu verringern.
Man versteht, dass die Radlagervorrichtung der vorliegenden Erfindung
nicht auf die veranschaulichte dritte Generation beschränkt
ist, sondern auch an die so genannte zweite Generation angewandt
werden kann, bei der ein Paar von Innenringen auf einen zylindrischen
Abschnitt einer Radnabe pressgepasst wird, sowie an die Typen der
ersten und vierten Generation.
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Die
Radnabe 1 besteht aus einem Stahl mit mittlerem/hohem Kohlenstoffgehalt,
der 0,40 bis 0,80 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthält,
wie zum Beispiel S53C, gehärtet durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken,
so dass ein Bereich von einer Innenseitenbasis des Radmontageflanschs 6 zu
einem zylindrischen Abschnitt 7 über die Innenlaufringfläche 1a mit
einer Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC gehärtet
wird. Der Verstemmabschnitt 8 wird nicht abgeschreckt und
behält seine Oberflächenhärte nach dem
Schmieden. Daher wird die Steifigkeit der Radnabe 1 verbessert
und der Reibverschleiß zwischen der Radnabe 1 und
dem Innenring 10 kann verhindert und die Dauerhaftigkeit
der Radnabe 1 kann verbessert werden. Zusätzlich
kann die Bearbeitbarkeit beim plastischen Verformen des Verstemmabschnitts 8 verbessert
werden, und dem Erzeugen von Mikrorissen in dem Verstemmabschnitt 8 während
des Verstemmprozesses kann vorgebeugt werden.
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Das
Außenelement 4 wird auf seinem Außenumfang
integral mit einem Karosseriemontageflansch 4b ausgebildet,
der auf einen Höcker (nicht gezeigt) zu montieren ist,
der zu einer Aufhängvorrichtung eines Fahrzeugs gehört,
und auf seinem Innenumfang mit einer doppelten Reihe aus Außenlaufringflächen 4a, 4a,
die den Innenlaufringflächen 1a, 10a des
Innenelements 3 entgegen gesetzt sind. Eine doppelte Reihe
rollender Elemente (Kugeln) 5, 5 ist zwischen
diesen Außenlaufringflächen 4a, 4a und
Innenlaufringflächen 1a, 10a enthalten
und wird rollend von den Käfigen 9, 9 gehalten.
Dichtungen 11, 12 sind innerhalb ringförmiger Öffnungen
montiert, die zwischen dem Außenelement 4 und
dem Innenelement 3 (d. h. der Radnabe 1 und dem
Innenring 10) ausgebildet sind. Diese Dichtungen 11, 12 verhindern
das Lecken von Fett, das in dem Lager enthalten ist, und das Eindringen
von Regenwasser und Staub in das Lager von außen her.
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Ähnlich
wie die Radnabe 1 besteht das Außenelement 4 aus
Stahl mit mittlerem/hohem Kohlenstoffgehalt, mit einem Kohlenstoffgehalt
von 0,40 bis 0,80 Gewichtsprozent, wie zum Beispiel S53C, und die
doppelte Reihe Außenlaufringflächen 4a, 4a wird durch
Hochfrequenzinduktionsabschrecken auf eine Oberflächenhärte
von 58 bis 64 HRC gehärtet. Andererseits bestehen der Innenring 10 und
die Kugeln 5 aus kohlenstoffreichem chromhaltigem Lagerstahl, wie
zum Beispiel SUJ2 und werden durch Tauchabschrecken auf eine Oberflächenhärte
von 58 bis 64 HRC durchgehärtet. Obwohl hier eine doppelte
Reihe Schrägkugellager mit Kugeln 5, 5 als
rollende Elemente gezeigt ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf
ein solches Lager beschränkt und kann an Doppelreihen-Kegelrollenlager
mit Kegelrollen als rollende Elemente angewandt werden.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist an der Basis des Radmontageflanschs 6 der
Radnabe 1 ein Bremsführungsabschnitt 13 zum
Führen eines Innenumfangs eines Bremsrotors (nicht gezeigt)
ausgebildet, so dass er sich zu der Außenseite erstreckt.
Ein Radführungsabschnitt 14 ist ebenfalls auf
der Radnabe 1 ausgebildet, so dass er sich weiter von dem Bremsführungsabschnitt 13 zu
der Außenseite erstreckt. Der Radführungsabschnitt 14 ist
dazu bestimmt, einen Innenumfang eines Rads, das zu montieren ist,
mit Überlappen mit dem Bremsrotor, zu führen,
und hat einen Durchmesser, der etwas kleiner ist als der Radführungsabschnitt 13.
Mehrere Kerben 14a sind auf dem Radführungsabschnitt 14 entlang seines
Umfangs ausgebildet, um getrennte Führungen 15 zu
bilden, die unterbrochen von dem Bremsführungsabschnitt 13 vorstehen.
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Obwohl
die Kerben 14a mit der gleichen Phase wie die der Nabenbolzen 6a eingerichtet
werden können, sind die getrennten Führungen 15 bei dieser
Ausführungsform mit der gleichen Phase wie die Nabenbolzen 6a wie
in 2 gezeigt angeordnet. Das erlaubt es, das Gewicht
der Radnabe 1 zu verringern, ohne ihre Steifigkeit zu verringern,
und auch einem Verformen der Außenseitenfläche 6b des Radmontageflanschs 6 vorzubeugen,
während die Nabenbolzen 6a in den Radmontageflansch 6 pressgepasst
werden.
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Bei
dieser Ausführungsform ist jede der mehreren (hier fünf)
getrennten Führungen 15 auf ihrem Umfangsende 15a mit
geraden abgefasten Abschnitten 16 wie in 3(a) gezeigt
ausgebildet. Der abgefaste Abschnitt 16 ist als eine flache Fläche
ausgebildet, die einen vorbestimmten schrägen Winkel α in Bezug
zu der axialen Endfläche 17 jeder getrennten Führung 15 nach
dem Drehmaschinenschneiden hat (der Drehmaschinenschneidabschnitt
ist schraffiert in 3(a) gezeigt).
Der Neigungswinkel α ist auf 45° oder weniger
eingestellt, vorzugsweise 30° oder darunter. Das ist darauf
zurückzuführen, dass man befürchtet,
dass Schneidgrate aufgrund der Steigerung des Kreuzungswinkels oder
des Neigungswinkels α zwischen dem abgefasten Abschnitt 16 und
der axialen Endfläche 17 während des
Drehmaschinenschneidens der axialen Endfläche 17 nach
dem Schmieden (durch eine doppelt gepunktete Linie gezeigt), wenn
der schräge Winkel α 45° überschreitet, erzeugt
werden. Das erlaubt es, das Gewicht der Radlagervorrichtung weiter
zu verringern und den Prozess des Entfernens von Schneidgraten auf
dem Umfangsende jeder getrennten Führung 15 während des
Drehmaschinenschneidens des Radführungsabschnitts wegzulassen.
Gemäß der Verringerung der Herstellungsschritte
und des Entfernens von Volumen des Rohmaterials (Materialverlust),
kann man die Herstellungskosten verringern.
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3(b) zeigt eine Änderung der
getrennten Führung 15, wie oben beschrieben wurde.
Hier werden die gleichen Bezugszeichen verwendet wie die in der
vorhergehenden Ausführungsform, die in 3(a) gezeigt
ist. Eine getrennte Führung 18 hat bei dieser Änderung
eine axiale Endfläche 20a mit einer kreisförmigen
bogenkonvexen Fläche, die durch Schmieden ausgebildet wird.
Dabei werden die abgefasten Abschnitte 21 auf umfänglichen
Endflächen 18a mit einer Tangentiallinie 19 der
kreisförmigen bogenkonvexen Fläche, die einen
vorbestimmten schrägen Winkel α zu einer axialen
Endfläche 20 der getrennten Führung 18 nach
dem Drehmaschinenschneiden bildet (der Drehmaschinenschneidabschnitt
ist durch Schraffieren in 3(b) gezeigt) ausgebildet.
Der schräge Winkel α ist auf 45° oder weniger,
vorzugsweise auf 30° oder weniger eingestellt. Das erlaubt
es, das Gewicht der Radlagervorrichtung weiter zu verringern und
den Prozess des Entfernens von Schneidgraten wegzulassen, die auf dem
umfänglichen Ende jeder getrennten Führung 18 während
des Drehmaschinenschneidens des Radführungsabschnitts erzeugt
werden. Daher kann die Verringerung der Herstellungsschritte und
des Entfernens von Volumen von Rohmaterial die Herstellungskosten
verringern.
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Obwohl
in den veranschaulichten Beispielen gezeigt ist, dass die gleichen
abgefasten Abschnitte 16, 21 auf den umfänglichen
Endflächen der getrennten Führungen 15, 18 durch
Schmieden ausgebildet werden, ist es möglich, die abgefasten
Abschnitte 16, 21 nur an einem führenden
Ende beim Drehmaschinenschneiden der getrennten Führungen 15, 18 zu bilden,
bei welchen Schneidgrate erzeugt würden. Zusätzlich
und ähnlich wie bei dem Radführungsabschnitt 14,
kann der Bremsführungsabschnitt 13 in eine Umfangsrichtung
getrennt werden und ein oder mehrere ähnliche abgefaste
Abschnitte können durch Schmieden auf den umfänglichen
Endflächen ausgebildet werden.
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Die
vorliegende Erfindung wurde unter Bezugnahme auf die bevorzugte
Ausführungsform beschrieben. Natürlich sind für
den Fachmann beim Lesen und Verstehen der oben stehenden ausführlichen
Beschreibung Änderungen und Abwandlungen klar. Die vorliegende
Erfindung soll als Abwandlungen und Änderungen insofern
enthaltend verstanden werden, als diese in den Geltungsbereich der
anliegenden Ansprüche oder gleichwertigen fallen.
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Gewerbliche Verwertbarkeit
-
Die
Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung
kann an jedem Typ der ersten Generation bis vierten Generation von
Radlagervorrichtungen, die Kugeln oder Kegelrollen als rollende
Elemente verwenden, angewandt werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 Eine
Längsschnittansicht, die eine bevorzugte Ausführungsform
der Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden
Erfindung zeigt;
-
2 Eine
Vorderaufrissansicht der Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug
der 1;
-
3 3(a) ist eine teilweise vergrößerte Ansicht,
die einen Radführungsabschnitt der 2 zeigt,
und 3(b) ist eine teilweise vergrößerte
Ansicht, die eine Änderung der 3(a) zeigt;
-
4 Eine
Längsschnittansicht, die eine Radlagervorrichtung für
ein Fahrzeug des Standes der Technik zeigt;
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5 Eine
Vorderaufrissansicht der Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug
des Standes der Technik; und
-
6 6(a) ist eine teilweise vergrößerte Ansicht,
die den Radführungsabschnitt der 5 zeigt,
und
-
6(b) ist eine teilweise vergrößerte
Ansicht, die eine Änderung der 6(a) zeigt.
-
- 1
- Radnabe
- 1a,
10a
- Innenlaufringfläche
- 2
- Radlagervorrichtung
- 3
- Innenelement
- 4
- Außenelement
- 4a
- Außenlaufringfläche
- 4b
- Karosseriemontageflansch
- 5
- Rollelement
- 6
- Radmontageflansch
- 6a
- Nabenbolzen
- 6b
- Seitenfläche
- 7
- zylindrischer
Abschnitt
- 8
- Verstemmabschnitt
- 9
- Käfig
- 10
- Innenring
- 11,
12
- Dichtung
- 13
- Bremsführungsabschnitt
- 14
- Radführungsabschnitt
- 14a
- Kerbe
- 15,
18
- getrennte
Führung
- 15a,
18a
- umfänglich
Endfläche der getrennten Führung
- 16,
21
- abgefaster
Abschnitt
- 17,
20
- axiale
Endfläche der getrennten Führung nach dem Drehmaschinenschneiden
- 17a,
20a
- axiale
Endfläche der getrennten Führung nach dem Schmieden
- 19
- Tangentiallinie
- 22
- Vertiefung
- 51
- Radnabe
- 51a,
60a
- Innenlaufringfläche
- 53
- Radlagervorrichtung
- 53
- Innenelement
- 54
- Außenelement
- 54a
- Außenlaufringfläche
- 54b
- Karosseriemontageflansch
- 54c
- Höckerführungsabschnitt
- 55
- Kugeln
- 56
- Radmontagearm
- 56a
- Nabenbolzen
- 56b
- durchgehende Öffnung
für Nabenbolzen
- 56c
- Rippe
- 57
- zylindrischer
Abschnitt
- 58
- Höckerabschnitt
- 59
- Käfig
- 60
- Innenring
- 61
- Dichtung
- 62
- durchgehende Öffnung
für Bolzen
- 63
- teilweiser
Flansch
- 64
- Bremsführungsabschnitt
- 65
- Bremsrotor
- 66
- Radführungsabschnitt
- 66a
- Endfläche
des Radführungsabschnitts
- 67
- Rad
- 68
- Schneidgrat
- 69
- abgefaster
Abschnitt
- α
- schräger
Winkel
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Radlagervorrichtung
bereitzustellen, die ihr Gewicht unter Verringern des Materialsverlusts
und daher ihre Herstellungskosten verringern kann. Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird eine Radlagervorrichtung für
ein Fahrzeug bereitgestellt, die ein Außenelement aufweist,
das auf seinem Innenumfang eine doppelte Reihe Außenlaufringflächen
ausgebildet hat, ein Innenelement, das eine Radnabe aufweist, und
mindestens einen Innenring oder ein Außendichtelement aus
einer Universaldichtung mit konstanter Geschwindigkeit, wobei die
Radnabe auf ihrem Außenseitenende mit einem Radmontageflansch
ausgebildet ist, auf dem Nabenbolzen in gleichen Abständen
entlang seines äußeren Umfangs zum Montieren eines
Rads gesichert sind, und mit einem sich axial erstreckenden zylindrischen
Abschnitt, und wobei der Innenring auf den zylindrischen Abschnitt
der Radnabe pressgepasst ist, und wobei das Innenelement auf seinem
Außenumfang Innenlaufringflächen ausgebildet hat,
die der doppelten Reihe äußerer Laufringflächen
entsprechen, und eine doppelte Reihe rollender Elemente, die frei
rollbar sind, die zwischen der Innen- und der Außenlaufringfläche
des Innen- und des Außenelements enthalten sind; dadurch
gekennzeichnet, dass die Radnabe einen Bremsführungsabschnitt
aufweist, der sich von der Basis des Radmontageflanschs zu der Außenseite
erstreckt, um eine Innenumfangsfläche eines Bremsrotors
zu führen, und einen Radführungsabschnitt hat,
der sich von dem Bremsführungsabschnitt weiter zu Außenseite
erstreckt, um eine innere Umfangsfläche des Rads zu führen,
wobei der Radführungsabschnitt eine Mehrzahl getrennte
Führungen aufweist, die entlang der Umfangsrichtung getrennt
sind; und dass ein abgefaster Abschnitt durch Schmieden auf einem
vorderen Ende jeder getrennten Führung im Hinblick auf
ihre Drehmaschinenschneidrichtung ausgebildet ist, wobei der abgefaste
Abschnitt einen vorbestimmten schrägen Winkel in Bezug
zu einer axialen Endfläche jeder getrennten Führung
nach dem Drehmaschinenschneiden hat.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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