DE20200240U1

DE20200240U1 - Wälzlager mit Verbindungselement

Info

Publication number: DE20200240U1
Application number: DE20200240U
Authority: DE
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2002-01-09
Filing date: 2002-01-09
Publication date: 2002-05-29
Anticipated expiration: 2012-01-10

Description

ABSKF Schweinfurt, 07.01.2002

DE 02 002 DE STP-he.se

B es ehrei bung

Wälzlager mit Verbindungselement

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit zumindest zwei separaten Innenringen und einem Verbindungselement für die Innenringe, gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1. .

Wälzlager der in Rede stehenden Art kommen beispielsweise, jedoch keineswegs ausschließlich, in Form sogenannter Radlagereinheiten zur Lagerung der einzelnen Räder bei Kraftfahrzeugen zum Einsatz. Dabei umfassen derartige Radlagereinheiten oftmals bereits sämtliche Bauteile, die zur Lagerung eines Rades bzw. einer Radnabe auf einer Achse, einem Achsschenkel oder einem Achsstummel erforderlich sind, insbesondere ein zumeist zweireihig aufgebautes Wälzlager mit Außen- sowie Innenringen, wobei die Radlagereinheit insbesondere bereits lebensdauergeschmiert, sowie mit Dichtungen versehen sein kann.

Oftmals sind die zumeist zwei separaten Innenringe einer derartigen Radlagereinheit zudem so gestaltet, dass die Radlagereinheit ohne wesentliche weitere Bauteile oder Maßnahmen unmittelbar auf das Achsende bzw. auf den Achsschenkel aufgesteckt werden kann. Insbesondere ist es dabei bekannt, die beiden Innenriiige einer Radlagereinheit mit verschieden großen Innendurchmessern zu versehen, was im Ergebnis zu einer gestuften Bohrung der

Radlagereinheit führt, die sich damit auf dementsprechend gestufte Achsenden bzw. Achsschenkel aufschieben lässt. Der Lageraußenring derartiger Radlagereinheiten ist oftmals einstückig ausgebildet und stellt zumeist gleichzeitig die Nabe des Rades dar, wozu der Außenring insbesondere auch Gewindebohrungen zur Befestigung der Felge des Rades aufweisen kann.

Bei der Herstellung derartiger Radlagereinheiten wird es nach dem Zusammensetzen der einzelnen Bauteile im allgemeinen erforderlich, die separaten Lagerinnenringe miteinander zu verbinden bzw. zumindest zu sichern, um bei Transport, Handhabung und Montage der Lagereinheiten ein Herausfallen der Lagerinnenringe zu verhindern. Störungen bei der Montage, insbesondere Verschmutzung herausgefallener Lagerbauteile sowie Beschädigung der Lagerdichtungen könnten andernfalls die Folge sein.

Zur Verbindung der Lagerinnenringe derartiger Radlagereinheiten ist es bekannt, spezielle Klammerringe einzusetzen, die radial außen beispielsweise mit federnd nachgiebigen Vorsprängen versehen sind, welche in formkorrespondierende, radial innen an den beiden Lagerinnenringen angeordnete Aussparungen bzw. Hinterschneidungen eingerastet werden können. Auf diese Weise erfolgt eine gegenseitige Fixierung der beiden Innenringe in axialer Richtung.

Derartige bekannte Klammerringe sind im praktischen Einsatz jedoch nicht unproblematisch, und erfordern zudem spezielle Ausdrehungen bzw. Hinterschneidungen auf den Innenseiten der Lagerinnenringe, um dort durch Einrasten ihrer radialen Vorsprünge formschlüssig zur Anlage kommen zu können. Beim Einsatz derartiger Klammerringe, insbesondere bei Radlagereinheiten mit gestufter Bohrung, besteht jedoch die Gefahr, dass die Ringe beim Aufschieben bzw. Aufpressen der Radlagereinheit auf den Achsstummel bzw. Achsschenkel durch das Ende des Achsstummels bzw. Achsschenkels beschädigt, verbogen oder gar aus ihrer Verankerung in den Hinterschneidungen der Lagerinnenringe herausgedrückt werden, was bereits durch anfängliches leichtes Verkanten der

Radlagereinheit gegenüber dem Achsstummel hervorgerufen werden kann. Dies kann zu einer fehlerhaften Montage der Radlagereinheit auf dem Achsende führen, was Lebensdauer und Betriebssicherheit derartiger Radlagereinheiten beeinträchtigen kann. Insbesondere kann so jedoch auch die Sicherungswirkung der Feder- bzw. Klammerringe gegenüber unzulässig großen Bewegungen der Lagerringe gegeneinander bzw. die Sicherungswirkung gegen das Herausfallen einzelner Lagerbestandteile verloren gehen, wonach die Radlagereinheit aufgrund Verschmutzung bzw. Zerstörung der Dichtungen unbenutzbar werden kann und ersetzt werden muss.

Mit diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Wälzlager mit einem Verbindungselement für die separaten Lagerinnenringe zu schaffen, mit dem sich die genannten Nachteile überwinden lassen, und das die Lagerinnenringe, insbesondere bei Radlagereinheiten mit gestufter Bohrung, bei Transport und Montage der Radlagereinheiten mit Sicherheit zusammenzuhalten vermag.

Diese Aufgabe wird durch ein Wälzlager mit Verbindungselement nach der Lehre des Schutzanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Das Wälzlager mit Verbindungselement weist in an sich zunächst bekannter Weise zumindest zwei separate Innenringe von unterschiedlichem Bohrungsdurchmesser sowie ein ringartiges Element zur Verbindung der Innenringe bzw. Fixierung der Innenringe aneinander auf. Dabei ist der Innendurchmesser des ringartigen Elements zumindest geringfügig größer als der kleinere der Bohrungsdurchmesser der Lagerinnenringe, um das Achsende in die Lagerbohrung einschieben zu können.

Erfindungsgemäß jedoch bildet das ringartige Verbindungselement im Bereich eines ersten Breitenabschnitts des Verbindungselements mit einem Innendurchmesser eines ersten Lagerinnenrings eine Presspassung sowie im Bereich eines weiteren Breitenabschnitts mit einem Innendurchmesser eines weiteren Innenrings eine Spielpassung, wobei das Verbindungselement im Bereich des weiteren Breitenabschnitts zumindest einen zumindest teilweise umlaufenden radial außenliegenden Vorsprung aufweist, der an einem zum radial außenliegenden Vorsprung formkorrespondierenden, radial innenliegenden, zumindest teilweise umlaufenden Absatz des weiteren Innenrings zur Anlage bringbar ist.

Mit anderen Worten bedeutet dies, dass das Verbindungselement aufgrund der Spielpassung zwischen Verbindungselement und weiterem Innenring, durch den weiteren Innenring zunächst verhältnismäßig leicht hindurchgeschoben werden kann, und bei weiterem Einschieben, durch den weiteren Innenring hindurch, mit einem Innendurchmesser des ersten Innenrings eine Presspassung bildet. Das Verbindungselement wird dabei so weit in den weiteren Innenring eingeschoben, bis der am Verbindungselement angeordnete außenliegende Vorsprung am entsprechenden radial innenhegenden Absatz des weiteren Innenrings zur Anlage kommt. Somit wird zwischen Verbindungselement und erstem Innenring eine kraftschlüssige Verbindung mittels Presspassung und zwischen Verbindungselement und weiterem Innenring eine formschlüssige Verbindung mittels Vorsprung und Absatz gebildet.

Aufweiche Weise der zumindest teilweise umlaufende radial nach außen weisende Vorsprung des Verbindungselements gebildet wird, ist für die Erfindung dabei zunächst nicht wesentlich. So ist es beispielsweise vorstellbar, das Verbindungselement durch Drehen herzustellen und es dabei an einem seiner axialen Enden mit einem entsprechenden Vorsprung zu versehen. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der radial außenliegende Vorsprung des Verbindungselements jedoch durch eine umlaufende

sowie im wesentlichen kegel- bzw. trompetenförmige Aurweitung eines axialen Endes des Verbindungselements gebildet. Eine derartige Aufweitung lässt sich durch Verformung eines der axialen Enden des Verbindungselements vorteilhaft insbesondere spanlos herstellen, was kostengünstig ist und zudem zu einer Materialverfestigung führt. Zudem besitzt eine derartige endseitige Aufweitung des Verbindungselements den wesentlichen zusätzlichen Vorteil, bei der Montage der Radlagereinheit auf das Achsende als Einführhilfe das Achsende zu dienen, was die Montage vereinfacht und ein unbeabsichtigtes Trennen der Verbindung der beiden Lagerinnenringe durch Verkanten der Radlagereinheit auf dem Achsstummel verhindert.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Verbindungselement im Bereich seines ersten Breitenabschnitts ringaußenseitig eine im wesentlichen kegelmantelförmige Abschrägung auf. Diese Abschrägung dient beim Zusammenbau der Radlagereinheit der erleichterten Einführung des Verbindungselements in die entsprechenden Innendurchmesser der beiden Lagerinnenringe.

Im folgenden wird die Erfindung anhand lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellender Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt:

Figur 1 im schematischen Axialschnitt zunächst eine Radlagereinheit mit einem Verbindungselement gemäß dem Stand der Technik;

Figur 2 in einer Figur 1 entsprechenden Darstellung ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Wälzlager mit Verbindungselement;

• · · ■

Figur 3 in schematischer vergrößerter Darstellung den Axialschnitt durch den Verbindungsbereich der beiden Innenringe sowie das Verbindungselement gemäß Figur 2.

Figur 1 zeigt zunächst eine Radlagereinheit aus dem Stand der Technik, die im Wesentlichen aus dem die Radnabe bildenden, mit Gewindebohrungen zur Befestigung der Felge versehenen Außenring 1, zwei separaten, unterschiedliche Innendurchmesser aufweisenden Lagerinnenringen 2 und 3, zweireihig angeordneten Wälzkörpersätzen 4, 5 sowie Dichtungen 6, 7 besteht. Außerdem erkennt man in Fig. 1 ein dem Stand der Technik entsprechendes, als Klammerring ausgeführtes, ringartiges Verbindungselement 8, das mittels federnd nach radial außen überstehender Vorsprünge 9 und 10, die in entsprechende formkorrespondierende Ausdrehungen bzw. Hinterschneidungen 11 und 12 der Lagerinnenringe 2 und 3 eingreifen, die Lagerinnenringe 2 und 3 in Axialrichtung aneinander fixiert.

Aus Figur 1 wird leicht erkennbar, dass bei der Montage einer derartigen Radlagereinheit auf einen nichtdargestellten Achsstummel der Verbindungsring 8 beim Einschieben des Achsstummels in die Lagerbohrung sehr leicht beschädigt oder verformt werden kann. Der Achsstummel wird zeichnungsbezogen von links in die Lagerbohrung eingeschoben und kann dabei, bereits durch leichtes Verkanten, in dem mit Ziffer 13 bezeichneten Bereich auf den empfindlichen Klammerring treffen, was insbesondere dazu führen kann, dass die Montage erschwert oder verunmöglicht wird, oder gar dazu, dass sich die beiden Lagerinnenringe voneinander lösen und die Radlagereinheit in ihre Bestandteile zerfällt.

Figur 2 zeigt eine Radlägereinheit, die bezüglich Abmaßen und Funktion der Radlagereinheit gemäß Fig. 1 entspricht, jedoch mit einem Ausfuhrungsbeispiel für ein erfindungsgemäß ausgebildetes Verbindungselement 14 ausgestattet ist. Dabei bildet das Verbindungselement 14 mit dem zeichnungsbezogen linken

Lagerinnenring 2 bei 15 eine Presspassung, wohingegen zwischen Verbindungselement 14 und dem zeichmingsbezogen rechten Lagerinnenring 3 bei 16 eine Spielpassung vorliegt. Die Verbindung zwischen Verbindungselement 14 und rechtem Lagerinnenring 3 erfolgt dabei mittels Formschluss zwischen dem am Lagerinnenring 3 angeordneten, nach innen weisenden Vorsprung 17 und der am Verbindungselement angeordneten, trompetenfönnigen Aufweitung 18.

Man erkennt gemäß der Darstellung der Figur 2, dass die beiden Lagerinnenringe 2 und 3 auf diese Weise durch das Verbindungselement 14 sicher zusammengehalten werden, und dass bei der Montage der Radlagereinheit auf einem Achsende oder auf einem Achsschenkel eine die Funktion des Verbindungselements 14 beeinträchtigende Beschädigung oder gar ein Herausstoßen des Verbindungselements 14 mit nachfolgendem Auseinanderfallen der Radlagereinheit ausgeschlossen ist. Zusätzlich dient die trompetenförmige Aufweitung 18 des Verbindungselements 14 bei der Montage der Radlagereinheit auf ein Achsende oder einen Achsschenkel der erleichterten Einführung des hier ebenfalls nicht dargestellten Achsendes in die Lagerbohrung der Radlagereinheit.

Figur 3 zeigt vergrößert den Verbindungsbereich zwischen den beiden Lagerinnenringen 2 und 3, sowie insbesondere das die beiden Lagerinnenringe 2 und 3 aneinander fixierende Verbindungselement 14 der Radlagereinheit gemäß Fig. 2. Deutlich erkennt man die zwischen Verbindungselement 14 und dem bei 15 vorhandenen Innendurchmesser des Lagerinnenrings 2 gebildete Presspassung; sowie die zwischen Verbindungselement 14 und Lagerinnenring 3 bei 16 vorhandene Spielpassung.

Außerdem wird deutlich erkennbar, dass die Verbindung der beiden Lagerinnenringe 2, 3 zunächst mittels Kraftschluss zwischen Lagerinnenring 2 und Verbindungselement 14, sowie mittels Formschluss zwischen der trompetenförmigen Aufweitung 18 und der hierzu formkorrespondierend ausgebildeten Kontur des Lagerinnenrings 3 im Bereich des Vorsprungs 17

hergestellt wird. Die dabei verbleibende geringfügige radiale und/oder axiale Bewegungsmöglichkeit der beiden Lagerinnenringe 2, 3 gegeneinander ist für die Montage der Radlagereinheit und für den Schutz der Dichtungen der Radlagereinheit ohne Belang, da insbesondere die Dichtungen derartige geringfügige Axialbewegungen schadlos aufnehmen können.

Die Ausführung der Verbindung zwischen Verbindungselement 14 und einem der beiden Lagerinnenringe mittels Presspassung und zwischen Verbindungselement 14 und dem anderen Lagerring mittels Spielpassung und trompetenförmiger Aufweitung 18 ist insofern von besonderer Bedeutung, als bei der Herstellung einer Radlagereinheit die Endbearbeitung der Innendurchmesser 15 bzw. 17 der Lagerinnenringe 2 bzw. 3 zumeist vor der abschließenden Wärmebehandlung der Lagerinnenringe 2, 3 stattfindet, so dass es durch Härteverzug insbesondere zu Ovalitäten bzw. Durchmesserschwankungen der Innendurchmesser 15 bzw. 17 der Lagerinnenringe 2 bzw. 3 kommen kann. Hierdurch würde die Montage eines Verbindungselements 14, das mit beiden Lagerinnenringen jeweils eine Presspassung bildet, erschwert oder gar verunmöglicht. Durch die zwischen Verbindungselement 14 und Lagerinnenring 3 vorhandene Spielpassung bei 16 werden derartige Ovalitäten bzw. Durchmesserschwankungen jedoch aufgenommen bzw. ausgeglichen.

Eine derartige Verbindung der Lagerinnenringe einer Radlagereinheit besitzt über die Verbesserung insbesondere der Funktionssicherheit hinaus den weiteren Vorteil, dass die Bearbeitung sowohl der Innenkontur der Lagerinnenringe als auch die Herstellung des Verbindungselements selbst vereinfacht werden, wodurch sich Kosten einsparen lassen.

Das Verbindungselement 14 weist an seinem zeichnungsbezogen linken axialen Ende ringaußenseitig eine im Wesentlichen kegehnantelförmige Abschrägung 20 auf, durch die bei der Montage der Lagerbestandteile der Radlagereinheit das Einführen bzw. Einpressen des Verbindungselements 14 in die entsprechenden

4 ''

Innendurchmesser der Lagerinnenringe 2, 3 erleichtert wird. Schließlich wird aus Fig. 3 auch ersichtlich, dass der Innendurchmesser des Verbindungselements 14 bei 5 zumindest geringfügig größer als der Innendurchmesser des zeichnungsbezogen linksseitigen Lagerinnenrings 2 bei 19 ist, um das Achsende leicht in die Lagerbohrung der Radlagereinheit einfuhren zu können.

Im Ergebnis wird deutlich, dass es dank der Erfindung ermöglicht wird, sowohl die Produktion von Radlagereinheiten zu vereinfachen und damit Kosten zu sparen, als auch die Sicherheit gegen Beschädigungen bzw. gegen Herausfallen von Lagerbestandteilen zu verbessern, und darüber hinaus die Montage der Radlagereinheiten auf Achsenden oder Achsschenkeln zu erleichtern.

Claims

1. Wälzlager mit zumindest zwei Innenringen (2, 3) von unterschiedlichem Bohrungsdurchmesser sowie mit ringartigem Element (14) zur Verbindung der Innenringe (2, 3), wobei der Innendurchmesser des ringartigen Elements (14) zumindest geringfügig größer ist als der kleinere der Bohrungsdurchmesser der Innenringe (2, 3), dadurch gekennzeichnet, dass das ringartige Verbindungselement (14) im Bereich eines ersten Breitenabschnitts des Verbindungselements (14) mit einem Innendurchmesser (15) eines ersten Innenrings (2) eine Presspassung und im Bereich eines weiteren Breitenabschnitts mit einem Innendurchmesser (16) eines weiteren Innenrings (3) eine Spielpassung bildet, wobei das Verbindungselement (14) im Bereich des weiteren Breitenabschnitts zumindest einen zumindest teilweise umlaufenden radial außenliegenden Vorsprung (18) aufweist, der an einem formkorrespondierenden, radial innenliegenden Absatz (17) des weiteren Innenrings (3) zur Anlage bringbar ist.

2. Wälzlager mit Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (14) im Bereich des weiteren Breitenabschnitts eine im Wesentlichen kegel- oder trompetenförmige Aufweitung (18) aufweist.

3. Wälzlager mit Verbindungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (14) im Bereich des ersten Breitenabschnitts ringaußenseitig eine im Wesentlichen kegelmantelförmige Abschrägung (20) aufweist.