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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zum drehbaren Stützen eines Rads eines Kraftfahrzeugs, und insbesondere eine Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, die dazu ausgelegt ist, Gewicht und Größe eines äußeren Glieds der Radlagervorrichtung zu reduzieren.
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BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
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Im Allgemeinen ist die Radlagervorrichtung zum Stützen eines Fahrzeugrads dazu geeignet, eine Radnabe zum Anbringen des Rads über ein Wälzlager drehbar zu stützen, und beinhaltet Arten für ein Antriebsrad und ein angetriebenes Rad. Aus baulichen Gründen ist eine Innenringdrehart für die Antriebsradart benutzt und sowohl die Innenringdrehart als auch eine Außenringdrehart bei der Art für das angetriebene Rad benutzt. Ein zweireihiges Schrägkugellager wurde bei der Radlagervorrichtung deswegen benutzt, weil es eine erwünschte Lagerstarrheit, Versetzungsbeständigkeit und eine kleines Drehmoment aufweist, das zur Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs beiträgt.
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Die Radlagervorrichtung zerfällt im Allgemeinen in eine Art der ersten Generation, bei der ein Radlager, das ein zweireihiges Schrägkugellager umfasst, zwischen ein Kniestück, das ein Teil einer Aufhängungsvorrichtung bildet, und eine Radnabe gepasst ist, eine Art der zweiten Generation, bei der ein Körperanbringungsflansch oder ein Radanbringungsflansch auf einen Außenumfang eines äußeren Glieds gerichtet ist, eine Art der dritten Generation, bei der eine innere Laufringfläche direkt auf einem Außenumfang einer Radnabe ausgebildet ist, und eine Art der vierten Generation, bei der innere Laufringflächen direkt auf Außenumfängen einer Radnabe bzw. eines äußeren Gelenkglieds eines Gleichlaufgelenks ausgebildet sind.
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8 zeigt ein Beispiel eines Baus der Radlagervorrichtung. Diese Radlagervorrichtung ist von der Art der dritten Generation, die für das Antriebsrad benutzt ist, und umfasst ein inneres Glied 53 mit einer Radnabe 51 und einem Innenring 52 und ein äußeres Glied 55, das über zweireihige Kugeln 54, 54 auf das innere Glied 53 gepasst ist. In der folgenden Beschreibung bezeichnet ein Begriff „Außenseite“ eine Seite, die außerhalb des Fahrzeugkörpers angeordnet ist (links in 8), und ein Begriff „Innenseite“ eine Seite, die innerhalb eines Fahrzeugkörpers angeordnet ist (rechts in 8), wenn die Radlagervorrichtung an dem Fahrzeugkörper angebracht ist.
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Die Radnabe 51 ist einstückig mit einem Radanbringungsflansch 56 ausgebildet, der an seinem Außenseitenende verläuft und Nabenbolzen 56a aufweist, die abstandsgetreu an dem Radanbringungsflansch 56 seinen Umfang entlang befestigt sind. Die Radnabe 51 ist an ihrem Außenumfang mit einer inneren Außenseiten-Laufringfläche 51a ausgebildet und weist einen zylindrischen Abschnitt 51b auf, der axial von der inneren Laufringfläche 51a verläuft. Der Innenring 52 ist an seinem Außenumfang mit einer inneren Innenseitenlaufringfläche 52a ausgebildet und auf den zylindrischen Abschnitt 51b aufgepresst.
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Das äußere Glied 55 ist einstückig an seinem Außenumfang mit einem Körperanbringungsflansch 55b zur Anbringung an einem Kniestück (nicht gezeigt) und an seinem Innenumfang mit zweireihigen äußeren Laufringflächen 55a, 55a ausgebildet. Zweireihige Kugeln 54, 54 sind zwischen den äußeren Laufringflächen 55a, 55a des äußeren Glieds 55 und den gegenüberliegenden inneren Laufringflächen 51a, 52a enthalten und rollbar durch Käfige 57, 57 gehalten. Dichtungen 58, 59 sind an beiden Enden des äußeren Glieds 55 angebracht, um das Ausdringen von Schmierfett, das in dem Radlager versiegelt ist, sowie das Eindringen von Regenwasser oder Staub von außerhalb in das Lager zu verhindern. Der Umfang des Körperanbringungsflanschs ist unterbrochen ausgebildet, so dass er drei oder vier Vorsprünge aufweist, die jeder mit der Schrauböffnung 69 für einen Bolzen ausgebildet sind, welcher an einem Kniestück befestigt ist.
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Eine Kerbung 51c ist am Innenumfang der Radnabe 51 ausgebildet, in die ein äußeres Gelenkglied 61 gepasst ist, das ein Teil eines Gleichlaufgelenks 60 bildet. Das äußere Gelenkglied 61 umfasst einen napfförmigen Mündungsabschnitt 62, einen Schulterabschnitt 63, der eine Unterseite des Mündungsabschnitts 62 ausbildet, und einen Schaftabschnitt 64, der axial von dem Schulterabschnitt 63 verläuft, wobei alle diese einstückig ausgebildet sind. Eine Kerbung 64a, die am Außenumfang des Schaftabschnitts 64 ausgebildet ist, nimmt die Kerbung 51c der Radnabe 51 in Eingriff. Das äußere Gelenkglied 61 ist axial lösbar durch eine Befestigungsmutter 65 mit der Radnabe 51 verbunden, wobei sein Schulterabschnitt 63 an den Innenring 52 anstößt.
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Eine Außenumfangsfläche 66 des äußeren Glieds 55 auf der Außenseite des Körperanbringungsflanschs 55b ist geringfügig konisch zulaufend ausgebildet, und sein Innenseitenaußenumfang ist als zylindrische Fläche 67 zur Passung in das Kniestück ausgebildet, wie in 9 gezeigt. Zudem ist ein Eckabschnitt 68 zwischen dem Körperanbringungsflansch 55b und der Außenumfangsfläche 66 durch Schmieden als abgerundete Ecke mit einem Kreisbogenquerschnitt ausgebildet. Die Innenseitenpassfläche 67 ist derart mit einem kleineren Durchmesser als jenem der Außenseitenumfangsfläche 66 ausgebildet, dass Bolzen, die an dem Kniestück befestigt sind, von der Seite der Passfläche 67 in die Schrauböffnungen 69 geschraubt sein können. Eine axial verlaufende Aussparung 70 ist in der Ecke 68 durch Fräsen an einer Position ausgebildet, die der Schrauböffnung 69 entspricht. Die Schrauböffnung 69 ist durch Abstechen nach dem Ausbilden eines vorbereiteten Lochs durch Bohren ausgebildet.
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Dies ermöglicht es, den Lochkreisdurchmesser (PCD) der Schrauböffnungen 69 erheblich zu reduzieren, Gewicht und Größe der Lagervorrichtung zu reduzieren, ohne die Festigkeit und Starrheit des äußeren Glieds 55 zu vermindern, und dadurch an Bolzen zu befestigen, ohne den Radanbringungsflansch 56 der Radnabe 51 störend zu beeinflussen, um die Bearbeitbarkeit beim Zusammenbau und Auseinandernehmen der Lagervorrichtung zu verbessern.
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Eine zuvor beschriebene Radlagervorrichtung kann der Patentschrift
1:
Japanische Patent-Auslegeschrift Nr. 91078/2007 entnommen werden.
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Die
EP 1 588 868 A1 offenbart eine Radlagereinheit und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
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Der
JP 2008 -
144 946 A ist eine Radlagervorrichtung zu entnehmen.
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Die
JP 2007 -
91 078 A beschreibt eine Lagervorrichtung für ein Rad.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Durch die Erfindung zu lösende Probleme
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In den letzten Jahren war es stark erwünscht, im Hinblick auf das Einsparen von Material und das Verhindern der Umweltverschmutzung den Fahrzeugkraftstoffverbrauch zu verbessern. Neben der Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs durch Reduzieren von Gewicht und Größe einer Lagervorrichtung war erwünscht, das Gewicht der Lagervorrichtung zur Verbesserung des Fahrkomforts durch Reduzieren der ungefederten Masse und zum Verbessern der Fahrbeständigkeit durch Verbessern der Reifengriffigkeit auf der Straße weiter zu reduzieren.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Radlagervorrichtung bereitzustellen, deren Gewicht und Größe reduziert sein kann, ohne die Festigkeit und Starrheit des äußeren Glieds zu reduzieren.
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Mittel zur Problemlösung
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Zum Lösen der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist gemäß der vorliegenden Erfindung nach Anspruch 1 eine Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug bereitgestellt, umfassend ein äußeres Glied, das an seinem Außenumfang mit einem Körperanbringungsflansch zur Anbringung an einem Kniestück, das ein Teil einer Aufhängungsvorrichtung bildet, und an seinem Innenumfang mit zweireihigen äußeren Laufringflächen ausgebildet ist; ein inneres Glied mit einer Radnabe und zumindest einem Innenring oder einem äußeren Gelenkglied eines Gleichlaufgelenks, wobei die Radnabe an einem ihrer Enden mit einem Radanbringungsflansch und an ihrem anderen Ende mit einem axial verlaufenden, zylindrischen Abschnitt ausgebildet ist, und wobei der Innenring auf den zylindrischen Abschnitt der Radnabe aufgepresst ist, und wobei das innere Glied an seinem Außenumfang mit inneren Laufringflächen gegenüber den zweireihigen äußeren Laufringflächen ausgebildet ist; und zweireihige Rollelemente, die frei rollbar zwischen den inneren und äußeren Laufringflächen des inneren und äußeren Glieds enthalten sind; wobei der Körperanbringungsflansch mit mehreren Schrauböffnungen ausgebildet ist, in die Befestigungsbolzen eingeschraubt sind, wobei eine Innenseitenflanschfläche des Körperanbringungsflanschs durch maschinelle Bearbeitung mit einer flachen vertikalen Fläche bezüglich einer Längsachse der Radnabe ausgebildet ist, und wobei eine Außenseitenflanschfläche des Körperanbringungsflanschs durch Schmieden auch im Bereich der Schrauböffnungen mit einer konisch zulaufenden Fläche mit einem vorgegebenen Neigungswinkel ausgebildet ist, so dass die Stärke des Körperanbringungsflanschs radial nach außen allmählich abnimmt.
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Bei der Radlagervorrichtung der zweiten bis vierten Generation, bei der ein äußeres Glied einstückig an seinem Außenumfang mit einem Körperanbringungsflansch zur Anbringung an einem Kniestück ausgebildet ist, ist es, da eine Innenseitenflanschfläche des Körperanbringungsflanschs durch maschinelle Bearbeitung mit einer flachen vertikalen Fläche bezüglich einer Längsachse der Radnabe ausgebildet ist und eine Außenseitenflanschfläche des Körperanbringungsflanschs durch Schmieden mit einer konisch zulaufenden Fläche mit einem vorgegebenen Neigungswinkel ausgebildet ist, so dass die Stärke des Körperanbringungsflanschs radial nach außen allmählich abnimmt, möglich, Gewicht und Größe der Radlagervorrichtung zu reduzieren und den Körperanbringungsflansch während des Schmiedens bis zu seinem Oberende mit Blindmaterial zu füllen und dadurch die Bearbeitbarkeit beim Schmieden zu verbessern. Zudem ist es möglich, die Menge an Graten zu unterdrücken, die während des Schmiedens erzeugt sind, und dadurch die Genauigkeit beim Schmieden und maschinellen Bearbeiten und die Formlebensdauer zu verbessern.
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Es ist bevorzugt, wie in Anspruch 2 definiert, dass die Außenseitenfläche des Körperanbringungsflanschs eine flache vertikale Fläche bezüglich der Längsachse der Radnabe aufweist, die vom Basisabschnitt des Körperanbringungsflanschs radial nach außen verläuft. Dies macht es möglich, die Stärke des Körperanbringungsflanschs genau zu messen und dadurch die Messsteuerung rasch und leicht durchzuführen.
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Es ist außerdem bevorzugt, wie in Anspruch 3 definiert, dass sich der Neigungswinkel innerhalb eines Bereichs von 5 bis 20° befindet. Dies ermöglicht es, das Gewicht des äußeren Glieds zu reduzieren und eine erwünschte Befestigungsstärke aufzuweisen, ohne die Nutzlänge der Schrauböffnung zu beschränken.
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Gemäß Anspruch 1 ist zudem definiert, dass die Stärke des Körperanbringungsflanschs in der Mitte der Schrauböffnung mit dem Sechsfachen oder mehr der Nenngewindesteigung der Schrauböffnung eingerichtet ist. Dies macht es möglich, die Festigkeit des Körperanbringungsflanschs und die Befestigungsstärke der Bolzen zu gewährleisten.
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Es ist bevorzugt, wie in Anspruch 4 definiert, dass der Umfang des Körperanbringungsflanschs unterbrochen mit mehreren Vorsprüngen ausgebildet ist, in denen die Schrauböffnung jeweils ausgebildet ist, wobei das äußere Glied auf der Innenseite des Körperanbringungsflanschs mit einer zylindrischen äußeren Passfläche zur Passung in das Kniestück und auf der Außenseite des Körperanbringungsflanschs mit einer geringfügig konisch zulaufenden Außenumfangsfläche ausgebildet ist, und wobei ein Übergangsabschnitt zwischen der geringfügig konisch zulaufenden Außenumfangsfläche und dem Körperanbringungsflansch durch Schmieden mit einem Eckabschnitt fortlaufend mit den Schrauböffnungen mit einem Kreisbogenquerschnitt ausgebildet ist. Dies ermöglicht es, Gewicht und Größe des äußeren Glieds zu reduzieren, ohne die Festigkeit und Starrheit des äußeren Glieds zu vermindern.
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Es ist außerdem bevorzugt, wie in Anspruch 5 definiert, dass eine axial verlaufende Aussparung in dem Eckabschnitt an einer Position ausgebildet ist, die jeder Schrauböffnung entspricht. Dies ermöglicht es, sowohl vorbereitete Löcher als auch die Schrauböffnungen ohne jegliche Störung durch den Eckabschnitt beim Herausarbeiten derselben auszubilden, obgleich der PCD der Schrauböffnungen klein eingerichtet ist, so dass ein Abschnitt jeder Schrauböffnung zu der Aussparung hin geöffnet ist. Dementsprechend kann der PCD der Schrauböffnungen äußerst klein eingerichtet sein, wodurch eine weitere Gewichtsreduzierung der Lagervorrichtung erzielbar ist, ohne die Festigkeit und Starrheit des äußeren Glieds zu vermindern.
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Es ist bevorzugt, wie in Anspruch 6 definiert, dass der Durchmesser der zylindrischen äußeren Passfläche kleiner als jener der geringfügig konisch zulaufenden Außenumfangsfläche ist. Dies ermöglicht es, Bolzen von der Seite der Passfläche einzuführen und die Bolzen dadurch ohne Störung durch den Radanbringungsflansch der Radnabe zu befestigen und die Bearbeitbarkeit beim Zusammenbau und Auseinandernehmen der Radlagervorrichtung zu verbessern.
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Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung ist es, da sie ein äußeres Glied, das an seinem Außenumfang mit einem Körperanbringungsflansch zur Anbringung an einem Kniestück, das ein Teil einer Aufhängungsvorrichtung bildet, und an seinem Innenumfang mit zweireihigen äußeren Laufringflächen ausgebildet ist, ein inneres Glied mit einer Radnabe und zumindest einem Innenring oder einem äußeren Gelenkglied eines Gleichlaufgelenks, wobei die Radnabe an einem ihrer Enden mit einem Radanbringungsflansch und an ihrem anderen Ende mit einem axial verlaufenden, zylindrischen Abschnitt ausgebildet ist, und wobei der Innenring auf den zylindrischen Abschnitt der Radnabe aufgepresst ist, und wobei das innere Glied an seinem Außenumfang mit inneren Laufringflächen gegenüber den zweireihigen äußeren Laufringflächen ausgebildet ist, und zweireihige Rollelemente umfasst, die frei rollbar zwischen den inneren und äußeren Laufringflächen des inneren und äußeren Glieds enthalten sind, wobei der Körperanbringungsflansch mit mehreren Schrauböffnungen ausgebildet ist, in die Befestigungsbolzen eingeschraubt sind, und wobei eine Innenseitenflanschfläche des Körperanbringungsflanschs durch maschinelle Bearbeitung mit einer flachen vertikalen Fläche bezüglich einer Längsachse der Radnabe ausgebildet ist, und wobei eine Außenseitenflanschfläche des Körperanbringungsflanschs durch Schmieden auch im Bereich der Schrauböffnungen mit einer konisch zulaufenden Fläche mit einem vorgegebenen Neigungswinkel ausgebildet ist, so dass die Stärke des Körperanbringungsflanschs radial nach außen allmählich abnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke des Körperanbringungsflanschs in der Mitte der Schrauböffnung mit dem Sechsfachen oder mehr der Nenngewindesteigung der Schrauböffnung eingerichtet ist, möglich, Gewicht und Größe der Radlagervorrichtung zu reduzieren und den Körperanbringungsflansch während des Schmiedens bis zu seinem Oberende mit Blindmaterial zu füllen und dadurch die Bearbeitbarkeit beim Schmieden zu verbessern. Zudem ist es möglich, die Menge an Graten zu unterdrücken, die während des Schmiedens erzeugt sind, und dadurch die Genauigkeit beim Schmieden und maschinellen Bearbeiten und die Formlebensdauer zu verbessern.
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Beste Ausführungsweise
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Die beste Ausführungsweise ist eine Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug, umfassend ein äußeres Glied, das an seinem Außenumfang mit einem Körperanbringungsflansch zur Anbringung an einem Kniestück, das ein Teil einer Aufhängungsvorrichtung bildet, und an seinem Innenumfang mit zweireihigen äußeren Laufringflächen ausgebildet ist; ein inneres Glied mit einer Radnabe und einem Innenring, wobei die Radnabe an einem ihrer Enden mit einem Radanbringungsflansch und an ihrem Außenumfang mit einer inneren Laufringfläche gegenüber einer der zweireihigen äußeren Laufringflächen ausgebildet ist und einen zylindrischen Abschnitt aufweist, der axial von der inneren Laufringfläche verläuft, und wobei der Innenring auf den zylindrischen Abschnitt der Radnabe aufgepresst ist und an seinem Außenumfang mit der anderen inneren Laufringfläche gegenüber der anderen der zweireihigen äußeren Laufringflächen ausgebildet ist; und zweireihige Rollelemente, die frei rollbar zwischen den inneren und äußeren Laufringflächen des inneren und äußeren Glieds enthalten sind; wobei der Körperanbringungsflansch mit mehreren Schrauböffnungen ausgebildet ist, in die Befestigungsbolzen eingeschraubt sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenseitenflanschfläche des Körperanbringungsflanschs durch maschinelle Bearbeitung mit einer flachen vertikalen Fläche bezüglich einer Längsachse der Radnabe ausgebildet ist, und dass eine Außenseitenflanschfläche des Körperanbringungsflanschs durch Schmieden mit einer konisch zulaufenden Fläche mit einem Neigungswinkel von 5 bis 20° ausgebildet ist, so dass die Stärke des Körperanbringungsflanschs radial nach außen allmählich abnimmt, und dass die Stärke des Körperanbringungsflanschs in der Mitte der Schrauböffnung mit dem Sechsfachen oder mehr der Nenngewindesteigung der Schrauböffnung eingerichtet ist.
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Figurenliste
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- [1] Eine Längsschnittansicht, die eine erste Ausführungsform der Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung zeigt;
- [2] Eine linksseitige Draufsicht von 1, die das äußere Glied zeigt;
- [3] Eine teilweise vergrößerte Ansicht, die den Körperanbringungsflansch des äußeren Glieds von 1 zeigt;
- [4] Eine Längsschnittansicht, die eine zweite Ausführungsform der Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung zeigt;
- [5] Eine linksseitige Draufsicht von 4, die das äußere Glied zeigt;
- [6] Eine teilweise vergrößerte Ansicht, die den Körperanbringungsflansch des äußeren Glieds von 4 zeigt;
- [7] Eine teilweise vergrößerte Ansicht, die eine Modifikation von 6 zeigt;
- [8] Eine Längsschnittansicht, die eine Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug des Stands der Technik zeigt und
- [9] Eine teilweise vergrößerte Perspektivansicht, die einen Abschnitt des äußeren Glieds von 8 zeigt.
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Erste Ausführungsform
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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1 ist eine Längsschnittansicht, die eine erste Ausführungsform der Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung zeigt, 2 ist eine linksseitige Draufsicht von 1, die das äußere Glied zeigt, und 3 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die den Körperanbringungsflansch des äußeren Glieds von 1 zeigt.
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Die Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung ist von der dritten Generation, die für ein angetriebenes Rad benutzt ist, und umfasst ein inneres Glied 3 mit einer Radnabe 1 und einem Innenring 2 und ein äußeres Glied 5, das über zweireihige Rollelemente (Kugeln) 4, 4 auf das innere Glied 3 gepasst ist.
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Die Radnabe 1 ist einstückig mit einem Radanbringungsflansch 6 an ihrem Außenseitenende ausgebildet, und Nabenbolzen 6a sind abstandsgetreu an dem Radanbringungsflansch 6 seinen Umfang entlang befestigt. Die Radnabe 1 ist an ihrem Außenumfang mit einer inneren Außenseitenlaufringfläche 1a ausgebildet und weist einen zylindrischen Abschnitt 1b auf, der von der inneren Laufringfläche 1a verläuft. Der Innenring 2, der an seinem Außenumfang mit einer inneren Innenseitenlaufringfläche 2a ausgebildet ist, ist über einen vorgegebenen Unterschnitt auf den zylindrischen Abschnitt 1a der Radnabe 1 aufgepresst und unter einer Bedingung axial an der Radnabe 1 befestigt, unter der eine Lagervorspannung durch einen verstemmten Abschnitt 1c, der durch plastisches Verformen des Endes des zylindrischen Abschnitts 1b radial nach außen ausgebildet ist, darauf ausgeübt ist, so dass eine sogenannte „selbsthaltende Struktur“ ausgebildet ist. Dies macht es möglich, Gewicht und Größe der Radlagervorrichtung zu reduzieren und antinomisch die Starrheit und Beständigkeit der Radnabe 1 zu verbessern.
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Das äußere Glied 5 ist aus Stahl mit mittlerem/hohem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthält, wie etwa S53C, hergestellt und einstückig an seinem Außenumfang mit einem Körperanbringungsflansch 5b zur Anbringung an einem Kniestück (nicht gezeigt), das ein Teil einer Aufhängungsvorrichtung eines Fahrzeugs bildet, und an seinem Innenumfang mit zweireihigen äußeren Laufringflächen 5a, 5a gegenüber den zweireihigen inneren Laufringflächen 1a, 2a ausgebildet. Die zweireihigen äußeren Laufringflächen 5a, 5a sind derart durch Hochfrequenzinduktionshärten gehärtet, dass sie eine Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC aufweisen. Zweireihige Rollelemente 4, 4 sind zwischen den zweireihigen äußeren Laufringflächen 5a, 5a des äußeren Glieds 5 und den zweireihigen inneren Laufringflächen 1a, 2a enthalten und rollbar darin durch Käfige 7, 7 gehalten. Dichtungen 8, 9 sind in ringförmigen Öffnungen, die zwischen dem äußeren Glied 5 und dem inneren Glied 3 ausgebildet sind, angebracht, um das Austreten von Schmierfett, das in dem Lager enthalten ist, sowie das Eindringen von Regenwasser und Staub von außerhalb in das Lager zu verhindern.
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Der Umfang des Körperanbringungsflanschs 5b des äußeren Glieds 5 ist unterbrochen mit mehreren (hierin vier) Vorsprüngen ausgebildet, in denen die Schrauböffnung 13 jeweils ausgebildet ist, wie in 2 gezeigt, und das äußere Glied 5 ist durch Befestigungsbolzen an dem Kniestück befestigt (nicht gezeigt).
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Die Radnabe 1 ist aus Stahl mit mittlerem/hohem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthält, wie etwa S53C, hergestellt und derart durch Hochfrequenzinduktionshärten gehärtet, dass ein Bereich von einem Dichtungsanschlussflächenabschnitt, mit dem die Außenseitendichtung 8 in Kontakt steht, über die innere Laufringfläche 1a zu dem zylindrischen Abschnitt 1b eine Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC aufweist. Der verstemmte Abschnitt 1c ist nicht gehärtet und verbleibt nach dem Schmieden auf seiner Oberflächenhärte von 25 HRC oder weniger. Der Innenring ist aus Chromlagerstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt, wie etwa SUJ2, hergestellt und bis zu seinem Kern derart durch Tauchabschrecken gehärtet, dass er eine Härte von 58 bis 64 HRC aufweist. Dementsprechend ist die Starrheit der Radnabe 1 verbessert und der Schwingverschleiß zwischen der Radnabe 1 und dem Innenring 2 kann verhindert sein, und dadurch kann die Beständigkeit der Radnabe 1 verbessert sein. Zudem kann die Bearbeitbarkeit bei der plastischen Verformung des verstemmten Abschnitts 1c verbessert sein und die Erzeugung von Mikrorissen in dem verstemmten Abschnitt 1c während des Verstemmungsprozesses verhindert sein.
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Obgleich ein Ausführungsbeispiel gezeigt ist, das ein zweireihiges Schrägkugellager als Rollelemente 4, 4 nutzt, könnte es möglich sein, Kegelrollen als Rollelemente zu nutzen. Obgleich eine Struktur der dritten Generation in dem Ausführungsbeispiel gezeigt ist, könnte die vorliegende Erfindung auf eine Radlagervorrichtung der zweiten oder vierten Generation anwendbar sein.
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Die Außenumfangsfläche 10 des äußeren Glieds 5 auf der Außenseite des Körperanbringungsflanschs 5b ist als geringfügig konisch zulaufende Fläche ausgebildet, und ihr Innenseitenaußenumfang ist als zylindrische Fläche 11 zur Passung in das Kniestück ausgebildet. Zudem ist ein Eckabschnitt zwischen dem Körperanbringungsflansch 5b und der Außenumfangsfläche 10 durch Schmieden als abgerundete Ecke 12 mit einem Kreisbogenquerschnitt ausgebildet. Die Innenseitenpassfläche 11 kann mit einem Durchmesser ausgebildet sein, der kleiner als jener der Außenseitenumfangsfläche 10 ist. Der Körperanbringungsflansch 5b ist mit Schrauböffnungen 13 ausgebildet, von denen ein Abschnitt fortlaufend mit dem Eckabschnitt 12 ist. Dadurch ist es möglich, Befestigungsbolzen (nicht gezeigt) in die Schrauböffnungen 13 einzuführen und sie an dem Kniestück zu befestigen.
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Wie in 3 gezeigt, ist eine Innenseitenflanschfläche 11a des Körperanbringungsflanschs 5b durch maschinelle Bearbeitung mit einer flachen vertikalen Fläche bezüglich einer Längsachse der Radnabe 1 ausgebildet und eine Außenseitenflanschfläche 10a des Körperanbringungsflanschs 5b durch Schmieden mit einer konisch zulaufenden Fläche mit einem vorgegebenen Neigungswinkel θ ausgebildet, so dass die Stärke „a“ des Körperanbringungsflanschs 5b radial nach außen allmählich abnimmt. Dies macht es möglich, Gewicht und Größe der Radlagervorrichtung zu reduzieren und den Körperanbringungsflansch 5b während des Schmiedens bis zu seinem Oberende mit Blindmaterial zu füllen und dadurch die Bearbeitbarkeit beim Schmieden zu verbessern. Zudem ist es möglich, die Menge an Graten zu unterdrücken, die während des Schmiedens erzeugt sind, und dadurch die Genauigkeit beim Schmieden und maschinellen Bearbeiten und die Formlebensdauer zu verbessern.
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Der Neigungswinkel θ der Außenseitenflanschfläche 10a ist innerhalb eines Bereichs von 2 bis 20° eingerichtet. Dies ist so, weil die Nutzlänge begrenzt würde und daher die Befestigungsstärke gemindert würde, wenn der Neigungswinkel θ 20° übersteigt; im Gegensatz dazu würde die Wirkung der Gewichtsreduzierung schwerlich erzielt, wenn der Neigungswinkel θ unter 5° liegt. Obgleich die Außenseitenflanschfläche 10a als flache, konisch zulaufende Fläche gezeigt ist, könnte sie als konische Fläche mit ihrer Mitte auf der Achse des Radlagers ausgebildet sein.
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Zudem ist die Stärke „b“ des Körperanbringungsflanschs 5b in der Mitte der Schrauböffnung 13 mit dem Sechsfachen oder mehr, vorzugsweise mehr als dem Achtfachen der Nenngewindesteigung der Schrauböffnung 13 (Befestigungsbolzen) eingerichtet. Dies macht es möglich, die Festigkeit des Radanbringungsflanschs und die Befestigungsstärke der Bolzen zu gewährleisten.
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Zweite Ausführungsform
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4 ist eine Längsschnittansicht, die eine zweite Ausführungsform der Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung zeigt, 5 ist eine linksseitige Draufsicht von 4, die das äußere Glied zeigt, 6 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die den Körperanbringungsflansch des äußeren Glieds von 4 zeigt, und 7 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die eine Modifikation von 6 zeigt. Dieselben Bezugszeichen sind in dieser Ausführungsform für dieselben Bauteile und ähnliche Bauteile mit denselben Funktionen wie jene der ersten Ausführungsform gezeigt.
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Die Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad der vorliegenden Erfindung ist von der dritten Generation, die für ein angetriebenes Rad benutzt ist, und umfasst ein inneres Glied 3 mit einer Radnabe 1 und einem Innenring 2 und ein äußeres Glied 15, das über zweireihige Rollelemente (Kugeln) 4, 4 auf das innere Glied 3 gepasst ist.
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Das äußere Glied 15 ist aus Stahl mit mittlerem/hohem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthält, wie etwa S53C, hergestellt und einstückig an seinem Außenumfang mit einem Körperanbringungsflansch 15a zur Anbringung an einem Kniestück (nicht gezeigt), das ein Teil einer Aufhängungsvorrichtung eines Fahrzeugs bildet, und an seinem Innenumfang mit zweireihigen äußeren Laufringflächen 5a, 5a ausgebildet.
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Der Umfang des Körperanbringungsflanschs 15a des äußeren Glieds 15 ist unterbrochen mit mehreren (hierin vier) Vorsprüngen ausgebildet, in denen die Schrauböffnung 13 jeweils ausgebildet ist, wie in 5 gezeigt, und das äußere Glied 15 ist durch Befestigungsbolzen an dem Kniestück befestigt (nicht gezeigt).
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Wie in 6 gezeigt, umfasst eine Außenseitenflanschfläche 16 des Körperanbringungsflanschs 15a eine flache vertikale Fläche 16a bezüglich einer Längsachse der Radnabe 1, die von der Basis 14 des Flanschs radial nach außen verläuft, und eine flache, konisch zulaufende Fläche 16b, die mit einem vorgegebenen Neigungswinkel θ ausgebildet ist, so dass die Stärke des Körperanbringungsflanschs 15a radial nach außen allmählich abnimmt. Ähnlich der ersten Ausführungsform macht es dies möglich, Gewicht und Größe der Radlagervorrichtung zu reduzieren, ohne die Festigkeit und Starrheit des äußeren Glieds 15 zu vermindern, und den Körperanbringungsflansch 15a während des Schmiedens durchweg bis zu seinem Oberende mit Blindmaterial zu füllen und dadurch die Bearbeitbarkeit beim Schmieden zu verbessern. Zudem ist es, da eine flache vertikale Fläche 16a an der Basis 14 des Flanschs ausgebildet ist, möglich, die Stärke „a“ des Körperanbringungsflanschs 15a genau zu messen und dadurch die Messsteuerung rasch und leicht durchzuführen.
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Eine Modifikation des äußeren Glieds 15 von 6 ist in 7 gezeigt. Der Umfang des Körperanbringungsflanschs 17a des äußeren Glieds 17 ist unterbrochen ausgebildet. Zudem ist ein Eckabschnitt zwischen dem Körperanbringungsflansch 17a und der Außenumfangsfläche 10 durch Schmieden als abgerundete Ecke 12 mit einem Kreisbogenquerschnitt ausgebildet. Die Basis des Körperanbringungsflanschs 17a ist an Positionen, die den Schrauböffnungen 13 entsprechen, zum Ausbilden von axial verlaufenden Aussparungen 18 in der Ecke 12 eingelassen. Diese Aussparungen 18 werden durch Fräsen ausgebildet, und dann werden vorbereitete Löcher durch Bohren zum nachfolgenden Ausbilden der Schrauböffnungen 13 auf den vorbereiteten Löchern durch Gewindeschneiden ausgebildet. Die Aussparungen 18 könnten durch vorheriges Schmieden statt Fräsen ausgebildet sein. Dadurch sind beim maschinellen Herausarbeiten der vorbereiteten Löcher oder der Schrauböffnungen 13 keine Probleme erzeugt, selbst wenn die Schrauböffnungen 13 durch Einrichten des PKD [Polykristalliner Diamant] der Schrauböffnungen 13 mit einem kleinen Durchmesser ausgebildet würden, so dass ein Abschnitt jeder Schrauböffnung 13 mit der Aussparung 18 fortlaufend ist. Dementsprechend kann der PKD der Schrauböffnungen 13 äußerst klein eingerichtet sein und dadurch eine weitere Reduzierung des Gewichts der Lagervorrichtung erzielt sein, ohne die Festigkeit und Starrheit des äußeren Glieds zu mindern.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Die Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung ist auf jegliche Radlagervorrichtung der zweiten bis vierten Generation mit einem äußeren Glied anwendbar, das einstückig an seinem Außenumfang mit einem Körperanbringungsflansch zur Anbringung an einem Kniestück eines Fahrzeugs ausgebildet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Radnabe
- 1a, 2a
- innere Laufringfläche
- 1b
- zylindrischer Abschnitt
- 1c
- verstemmter Abschnitt
- 2
- Innenring
- 3
- inneres Glied
- 4
- Rollelement
- 5, 15, 17
- äußeres Glied
- 5a
- äußere Laufringfläche
- 5b, 15a, 17a
- Körperanbringungsflansch
- 6
- Radanbringungsflansch
- 6a
- Nabenbolzen
- 7
- Käfig
- 8
- Außenseitendichtung
- 9
- Innenseitendichtung
- 10
- Außenumfang
- 10a, 16
- Außenseitenflanschfläche
- 11
- Passfläche
- 11a
- Innenseitenflanschfläche
- 12
- Ecke
- 13
- Schrauböffnung
- 14
- Flanschbasis
- 16a
- vertikale Fläche
- 16b
- konisch zulaufende Fläche
- 18
- Aussparung
- 51
- Radnabe
- 51a, 52a
- innere Laufringfläche
- 51b
- zylindrischer Abschnitt
- 51c, 64a
- Kerbung
- 52
- Innenring
- 53
- inneres Glied
- 54
- Kugel
- 55
- äußeres Glied
- 55a
- äußere Laufringfläche
- 55b
- Körperanbringungsflansch
- 56
- Radanbringungsflansch
- 56a
- Nabenbolzen
- 57
- Käfig
- 58, 59
- Dichtung
- 60
- Gleichlaufgelenk
- 61
- äußeres Gelenkglied
- 62
- Mündungsabschnitt
- 63
- Schulterabschnitt
- 64
- Schaftabschnitt
- 65
- Befestigungsmutter
- 66
- Außenumfang
- 67
- Passfläche
- 68
- Ecke
- 69
- Schrauböffnung
- 70
- Aussparung
- a
- Stärke der Körperanbringungsflanschbasis
- b
- Stärke des Körperanbringungsflanschs in der Mitte der Schrauböffnung
- θ
- Neigungswinkel
