DE19713211C2 - Lagervorrichtung für eine Achse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lagervorrichtung für eine drehbare Achse, die keine Nutenbearbeitung des Achsenendes erfordert und die leicht hinsichtlich der Stemm- oder Biegearbeit zum Arretieren einer Sperrmutter ist.

Eine bekannte Lagervorrichtung für eine Achse wie z. B. eine Fahrzeug-Radachse umfaßt einen äußeren Lagerring, der z. B. auf der Seite eines Fahrzeugkörpers befestigt ist, einen inneren Lagerring, der koaxial zum äußeren Lagerring angeordnet ist und über Wälzkör­ per relativ hierzu drehbar ist, und einen Achsenendteil, mit dem der innere Lagerring fest verbunden ist. Die Wälzkörper, die zwischen dem äußeren Lagerring und dem inneren Lagerring mit der drehbaren Achse angeordnet sind und sie relativ zueinander drehbar abstützen, werden durch einen Käfig gehalten, und ein Abdichtungsglied dient zur Abdichtung zwischen dem äußeren Lagerring und dem inneren Lagerring. Es ist z. B. aus der DE 43 39 847 C1, der DE 43 35 793 A1 und der EP 0 475 792 A1 bekannt, den inneren Lagerring dadurch auf der Achse zu fixieren, daß ein Flansch am Achsenende wulstartig über das Ende des Lagerrings gebogen wird. Dies geschieht in einem Rollbiegevorgang, der jedoch ein aufwendiger Arbeitsschritt ist und kaum zu einer vordefinierten axialen Preßkraft auf den Lagerring führt.

Es ist deshalb auch bekannt, den inneren Lagerring mit dem Achsenendteil der drehbaren Achse unter der Wirkung einer Sperrmutter fest zu verbinden. Diese Mutter ist auf einen mit Gewinde versehenen Teil der Achse aufgeschraubt. Eine so gestaltete Lagervorrichtung ist z. B. aus der DE 44 17 421 A1 bekannt. Diese Druckschrift läßt jedoch unerwähnt, wie ein Lösen der Sperrmutter verhindert werden soll.

Es ist an sich beispielsweise aus EP 0 004 185 A1, FR 2 546 246 und US 4 969 788 an sich bekannt, Schraubenmuttern dadurch zu fixieren, daß sie in Axialrichtung durch einen Flansch festgehalten werden, der wulstartig innen oder außen über einen rotationssymmetrischen Rand eines nicht beweglichen Bauteils gebogen wird. Wiederum stellt der Biegevorgang einen aufwendigen Arbeitsschritt dar, außerdem ist durch die axiale Festlegung zumindest bei einem Gewinde geringer Steilheit noch eine gewisse restliche Verdrehbarkeit und Streuung hinsicht­ lich des Werts der aufgebrachten Axialkraft vorhanden.

Es ist auch bekannt, die Sperrmutter in Drehrichtung festzulegen, indem von der Mutter ein Vorsprung vorsteht, der in eine Nut im mit Gewinde versehenen Teil hineingebogen ist, um so eine Blockierung der Mutter relativ zum Achsenendteil zu schaffen. Jedoch müssen bei der bekannten beschriebenen Achsen-Lagervorrichtung Grate entfernt werden, die bei der Bearbeitung der Nut entstehen, da die Nut im mit Gewinde versehenen Teil der Achse gebildet wird, mit dem Problem, daß die Zahl der Bearbeitungsschritte höher wird. Die rinnenartige Nut muß ausreichend tief werden, daß der an der Mutter sitzende Vorsprung unter Erzeugung einer ausreichenden Haltekraft hineingebogen werden kann. Dabei besteht die Tendenz, daß der gebogene Teil der Mutter abgeschnitten wird. Es muß also große Aufmerksamkeit für den Vorgang der Arretier-Verbiegung, der unter einigem Kraftaufwand durchgeführt wird, aufgewandt werden. Dies ergibt insofern ein Problem, als, wenn eine Mehrzahl gebogener Teile vorhanden sind, um die Sperrkraft zu erhöhen, sich auch die Zahl der Be­ arbeitungen der Nuten erhöht. Außerdem müssen die Nut des Achsenendteils einerseits sowie eine Einspannvorrichtung zum Stemmen und Biegen des Vorsprungs andererseits fluchten, so daß ein getrennter Fluchtungsmechanismus erforderlich ist.

Durch die Erfindung soll eine Lagervorrichtung für eine Achse geschaffen werden, die keine Bearbeitung eines Achsenendes einer drehbaren Achse mit einer rinnenartigen Nut erfordert und bei dem die Biege-Stemmarbeit für eine Sperrmutter leicht ist.

Die erfindungsgemäße Lagervorrichtung für eine Achse umfaßt konstruktionsgemäß einen äußeren Lagerring, der am Fahrzeugkörper befestigt ist; einen inneren Lagerring, der koaxial zum äußeren Lagerring angeordnet ist und über Wälzkörper relativ hierzu drehbar ist; und eine drehbare Achse, mit der zumindest endseitig der innere Lagerring mit Hilfe einer Mutter fest verbunden ist, die auf die Achse aufgeschraubt ist und von der ein dünnwandiger Rohrstutzen vorsteht, wodurch der Lagerring mit der Achsenseite des gegenüberliegenden Endteils fest verbunden ist. Sie ist gekennzeichnet durch einen zweiten dünnwandigen Rohrstutzen, der am Achsenendteil der Achse gebildet ist und auf den die Innenfläche des ersten dünnwandigen Rohrstutzens aufgepaßt ist; und eine Blockierung der Mutter durch eine oder mehrere stellenweise Deformierungen, insbesondere radiales Vergrößern oder Verkleinern, am Umfangs des ersten und des zweiten dünnwandigen Rohrstutzens nach außen oder innen.

Bei der erfindungsgemäßen Achslagervorrichtung wird der dünnwandige Rohrstutzen des Achsenendteils der drehbaren Achse vorzugsweise nur einfach in diametraler Richtung nach außen erweitert oder wird der äußere Rohrstutzen nach innen eingekerbt, um ein einfaches Blockieren der Mutter zu ermöglichen. Die Fluchtung zwischen dem zu biegenden Teil und der Einspannvorrichtung, wie beim Stand der Technik, ist nicht erforderlich, was die Zahl der Bearbeitungsschritte erheblich reduziert.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich im Vergleich zum Stand der Technik durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Lagervorrichtung für eine Achse gemäß einer Aus­ führungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine Stirnansicht eines Befestigungsmittels für einen inneren Lagerring gemäß einer Blickrichtung A;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine bekannte Lagervorrichtung für eine Achse.

Die dargestellte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird ins Einzelne gehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Zunächst sei jedoch anhand der Fig. 3 der Stand der Technik veranschaulicht.

Fig. 3 zeigt eine bekannte Lagervorrichtung für eine Fahrzeug-Radachse. Diese Lagervorrichtung umfaßt einen äußeren Lagerring 30, der auf der Seite des Fahrzeugkörpers befestigt ist, einen inneren Lagerring 31, der koaxial zum äußeren Lagerring 30 angeordnet ist und über Wälzkörper 33 relativ hierzu drehbar ist, eine drehbare Achse 32 mit einem Achsenteil 32a, mit dem der innere Lagerring 31 fest verbunden ist, der andererseits eine Verbindung zur Achsenseite an einem gegenüberliegenden, mit einem Radflansch versehenen Endteil 32b hat, wobei die Wälzkörper 33 zwischen dem äußeren Lagerring, dem inneren Lagerring und der drehbaren Achse angeordnet sind, um sie relativ zueinander drehbar zu tragen; ferner einen Käfig 37 zum Halten der Wälzkörper 33 und ein Abdichtungsglied 38 zur Abdichtung zwischen dem äußeren Lagerring 30 und dem inneren Lagerring 31. Der innere Lagerring 31 ist mit dem Achsenendteil 32a der drehbaren Achse mit Hilfe einer Sperrmutter 34 fest verbunden, die auf einen mit Gewinde versehenen Teil 34a aufgeschraubt ist, der an einem Achsenendteil 32c der drehbaren Achse 32 gebildet ist. Von der Mutter 34 steht ein Vorsprung 35 vor, der in eine einzelne rinnenartige Nut 36 nach innen hineingebogen ist, welche in einer Position in vorgegebener Durchmesserrichtung am mit Gewinde versehenen Teil 34a eingearbeitet ist, um eine Arretierung der Mutter 34 relativ zum Achsenendteil 32c zu schaffen.

Jedoch müssen bei der bekannten beschriebenen Achsenlagervorrichtung, da die rinnenartige Nut 36 im mit Gewinde versehenen Teil 34a des Achsenendteils 32c der drehbaren Achse gebildet ist, Grate entfernt werden, die bei der Einarbeitung der Nut erzeugt werden, mit der Folge, daß die Zahl der Bearbeitungsschritte ansteigt. Außerdem muß die rinnenartige Nut 36 ausreichend tief werden, um eine weite Biegung des Vorsprungs 35 der Mutter 34 zu ermöglichen und eine ausreichende Sperrkraft zu erzielen. Hierbei besteht aber die Tendenz, daß der gebogene Teil der Mutter 34 bricht oder abgeschert wird, wodurch große Aufmerksamkeit für die Biege-Stemmarbeit aufgewandt werden muß. Dies ergibt insofern ein Problem, als, wenn eine Mehrzahl gebogener Teile vorhanden sind, um die Sperrkraft zu erhöhen, sich auch die Zahl der Bearbeitungsschritte der rinnenartigen Nut 36 erhöht. Außerdem müssen die rinnenartige Nut 36 des Achsenendteils 32c und eine Vorrichtung zum Stemmen und Biegen des Vorsprungs 35 der Mutter 34 fluchten, so daß ein getrennter Fluchtungsmechanismus erforderlich ist.

Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch eine Lagervorrichtung für eine Achse in Form einer Ausführungsform der Erfindung.

Ein äußerer Lagerring 1 ist an einem nicht dargestellten Fahrzeugkörper befestigt und ein innerer Lagerring 2 ist koaxial zum äußeren Lagerring 1 angeordnet. Eine drehbare Radachse 3 ist auf der Seite eines nicht dargestellten Rads an einem gegenüberliegenden, mit einem Radflansch versehenen Endteil 3b befestigt, und ein Achsenendteil 3a ist mit einer Schulter 3d ausgeführt. Der innere Lagerring 2 wird in die Schulter 3d geprellt und ist fest mit ihr verbunden. Zum Tragen des äußeren Lagerrings 1, des inneren Lagerrings 2 und der drehbaren Achse 3 unter relativer gegenseitiger Drehbarkeit sind zwischen diesen Bauteilen Wälzkörper in Form von Kugeln 4 und 5 angeordnet, die von Käfigen 6 bzw. 7 gehalten werden. Im einzelnen ist an der äußeren Umfangsfläche des inneren Lagerrings 2 eine Spur 2a gebildet und an der inneren Umfangsfläche eines Endes des äußeren Lagerrings 1 eine Spur 1a gebildet, und zwar letztere so, daß sie der Spur 2a gegenüberliegt. Die Kugeln 4 sind drehbar zwischen der Spur 2a und der Spur 1a angeordnet. Weiterhin ist im Endteil 3b der drehbaren Achse 3 eine Spur 3e gebildet und in der inneren Umfangsfläche des äußeren Endes des äußeren Lagerrings 1 eine Spur 1b gebildet. Zwischen der Spur 3e und der Spur 1b sind die Kugeln 5 angeordnet. Auf diese Weise können der äußere Lagerring 1 einerseits und der innere Lagerring 2 mit der drehbaren Achse 3 andererseits relativ zueinander über die Kugeln 4 und 5 gedreht werden. Während die Spur 3e unmittelbar im Endteil 3b der drehbaren Achse 3 gebildet ist, ist zu beachten, daß zum Anordnen der Kugeln 5 auch ein separater innerer Lagerring gleich dem inneren Lagerring 2 eingepreßt und entsprechend der Notwendigkeit fixiert sein kann.

Auf einem Achsenendteil 3c der drehbaren Achse 3 ist ein Gewinde 8 gebildet, auf das eine Mutter 9 aufgeschraubt ist. Diese Mutter 9 preßt auf den inneren Lagerring 2 und übt so einen inneren Vorsteuerdruck auf das Lager aus und verhindert, daß der innere Lagerring 2 heraus­ gleitet. Ein erster dünnwandiger Rohrstutzen 10 steht in einer der Achsenende-Richtungen am Achsenendteil 3c vor. Ein zweiter dünnwandiger Rohrstutzen 11 steht an einem Ende der inneren Umfangsfläche der Mutter 9 vor und ist auf die äußere Umfangsfläche des ersten dünnwandigen Rohrstutzens 10 aufgepaßt. Wie Fig. 2 zeigt, sind punkt- oder bereichsweise radiusvergrößernde, also nach außen gebogene Teile 12, 13 und 14 gebildet, die an drei Stellen am Umfang des ersten dünnwandigen Rohrstutzens 10 in diametraler Richtung nach außen gerichtet sind, wodurch der erste dünnwandige Rohrstutzen 10 und der zweite dünnwandigen Rohrstutzen 11 in diametraler Richtung nach außen verformt sind. Eine Lockerung der Mutter 9 wird durch diese vergrößernden Teile 12, 13 und 14 verhindert. Da die vergrößernden Teile 12, 13 und 14 in gleichen Umfangs­ abständen ausgebildet sind, kann die Stabilität während des Biege-Stemmens leicht aufrecht­ erhalten werden. Bei Bedarf können jedoch auch nur ein einziger vergrößernder Teil oder auch noch mehr vergrößernde Teile vorgesehen werden.

Zwischen dem äußeren Lagerring 1 und dem inneren Lagerring 2 sowie zwischen dem äußeren Lagerring 1 und dem geflanschten Endteil 3b der drehbaren Achse 3 sind jeweils Dichtungsglieder 15 bzw. 16 angeordnet, um das Lagerteil von seinen beiden Seiten her voll­ ständig abzudichten.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform kann die Verriegelung der Mutter 9 bewirkt werden durch einen oder mehrere Einwärts-Einkerbungen, wobei am Umfang des ersten dünnwandigen Rohrstutzens 10 z. B. drei Teile nach innen in diametraler Richtung eingeschnürt sind, um den ersten dünnwandigen Rohrstutzen 10 und den zweiten dünnwandigen Rohrstutzen 11 in diametraler Richtung nach innen zu biegen und zu deformieren.

Die beschriebene erfindungsgemäße Lagervorrichtung umfaßt also den äußeren Lagerring 1, den inneren Lagerring 2, der koaxial zum äußeren Lagerring angeordnet ist und hierzu relativ über die Wälzkörper 4, 5 drehbar ist, und die drehbare Achse 3, mit der der innere Lagerring an wenigstens einem Achsenendteil mit Hilfe der Mutter 9 fest verbunden ist, die auf das Achsenende aufgeschraubt ist und die mit einem der Achsenenden am Endteil 3b befestigt ist, wobei die Mutter durch bereichsweises Erweitern oder Verengen, nämlich an den Stellen 12, 13, 14 des ersten dünnwandigen Rohrstutzens 10, der an einem Achsenendteil der drehbaren Achse gebildet ist, und des zweiten dünnwandigen Rohrstutzens 11, der an der Mutter gebildet ist, in Diametral­ richtung nach außen oder innen blockiert wird, indem durch Verformen des ersten und des zweiten dünnwandigen Rohrstutzens eine Lockerung der Schraube verhindert wird.

Claims (2)

1. Lagervorrichtung für eine Achse, mit einem äußeren Lagerring (1); einem inneren Lagerring (2), der koaxial zum äußeren Lagerring angeordnet ist und über Wälzkör­ per (4, 5) relativ hierzu drehbar ist; einer drehbaren Achse (3), mit der der innere Lagerring mit Hilfe einer Mutter (9) fest verbunden ist, die auf die Achse (bei 3c) aufgeschraubt ist und von der ein dünnwandiger Rohrstutzen (11) vorsteht; gekenn­ zeichnet durch einen zweiten dünnwandigen Rohrstutzen (10), der am Achsenendteil (3c) der Achse (3) gebildet ist und auf den die Innenfläche des ersten dünnwandigen Rohrstutzens (11) aufgepaßt ist; und eine Blockierung der Mutter (9) durch eine oder mehrere stellenweise Deformierungen (12, 13, 14) am Umfang des ersten und des zweiten dünnwandigen Rohrstutzens (10, 11) nach außen oder innen.

2. Lagervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrstutzen (10, 11) an drei Stellen (12, 13, 14) des Umfangs gemeinsame radiale Deformierun­ gen aufweisen.