DE20209017U1 - Wheel bearing arrangement has bearing facing fastening flange formed as tapered roller bearing, with inner race of bearing facing fastening flange formed rimless and outer race formed with rim for running on of tapered roller bearing - Google Patents
Wheel bearing arrangement has bearing facing fastening flange formed as tapered roller bearing, with inner race of bearing facing fastening flange formed rimless and outer race formed with rim for running on of tapered roller bearingInfo
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Abstract
Description
AB SKF Schweinfurt, 5. 6. 2002AB SKF Schweinfurt, 5. 6. 2002
DE 02 027 DE STP-go.neDE 02 027 DE STP-go.ne
B e SchreibungDescription
Die Erfindung betrifft eine Radlageranordnung, die mindestens zwei Lager aufweist, die jeweils einen Innenring, einen Außenring und zwischen Innenring und Außenring angeordnete Wälzkörper haben, sowie ein Wellenteil mit einem Befestigungsflansch zur Befestigung eines Rades und ein Gehäuse zur Aufnahme der Außenringe der Lager.The invention relates to a wheel bearing arrangement which has at least two bearings, each of which has an inner ring, an outer ring and rolling elements arranged between the inner ring and the outer ring, as well as a shaft part with a fastening flange for fastening a wheel and a housing for receiving the outer rings of the bearings.
Eine gattungsgemäße Radlageranordnung ist im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Beispielsweise sind in der DE-OS 31 32 443, in der DE 69 13 530 Ul, der DE 82 18 351 Ul und der DE-OS 31 40 373 Konstruktionen beschrieben, bei denen ein mit einem Befestigungsflansch versehenes Wellenteil in einer zweireihigen Lageranordnung gelagert wird. Am Befestigungsflansch kann ein Rad angeschraubt werden, wobei die vom Rad übertragenen Kräfte durch das Wellenteil und die Lager in das Gehäuse übertragen werden, in dem die Außenringe der Lager angeordnet sind.A wheel bearing arrangement of this type is well known in the art. For example , DE-OS 31 32 443, DE 69 13 530 Ul, DE 82 18 351 Ul and DE-OS 31 40 373 describe designs in which a shaft part provided with a fastening flange is mounted in a two-row bearing arrangement. A wheel can be screwed onto the fastening flange, with the forces transmitted by the wheel being transmitted through the shaft part and the bearings into the housing in which the outer rings of the bearings are arranged.
Im Zuge immer größer werdender zu übertragender Lagerkräfte bei gleichzeitigem Versuch, die Radlageranordnung immer leichter auszuführen, treten dadurch Probleme zutage, dass die einzelnen Bauelemente derAs the bearing forces to be transmitted become ever greater and at the same time attempts are made to make the wheel bearing arrangement ever lighter, problems arise because the individual components of the
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Lageranordnung nur schwer dauerfest ausgelegt werden können. Werden die beiden zusammenwirkenden Lager als zweireihige Kegelrollenlageranordnung ausgebildet, mit der sowohl Radial- als auch Axialkräfte übertragen werden müssen, kommt es insbesondere im Übergangsbereich des Innenrings des dem Befestigungsflansch zugewandten Lagers zum Befestigungsflansch zu hohen Kerbspannungen, die bei entsprechender Belastung der Lageranordnung schnell zu Bauteilbruch fuhren können. Dies ist insbesondere im Falle dessen gegeben, dass die zweireihige Kegelrollenlageranordnung als O-Anordnung ausgeführt ist.Bearing arrangements are difficult to design to be fatigue-resistant. If the two interacting bearings are designed as a double-row tapered roller bearing arrangement, which must transmit both radial and axial forces, high stress concentrations occur, particularly in the transition area of the inner ring of the bearing facing the mounting flange to the mounting flange, which can quickly lead to component breakage if the bearing arrangement is subjected to corresponding loads. This is particularly the case if the double-row tapered roller bearing arrangement is designed as an O-arrangement.
Im Lichte der vorgenannten Probleme liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Radlageranordnung der gattungsgemäßen Art so auszuführen, dass diese Probleme überwunden werden, d.h. dass Kerbspannungen verhindert bzw. reduziert werden und insgesamt eine Lageranordnung geschaffen wird, die die zu übertragenden Lagerbelastungen dauerfest aufnehmen kann.In light of the aforementioned problems, the present invention is based on the object of designing a wheel bearing arrangement of the generic type in such a way that these problems are overcome, i.e. that notch stresses are prevented or reduced and overall a bearing arrangement is created which can permanently absorb the bearing loads to be transmitted.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist durch eine eingangs genannte Lageranordnung gekennzeichnet, bei der das dem Befestigungsflansch zugewandte Lager als Kegelrollenlager ausgebildet ist, wobei der Innenring des dem Befestigungsflansch zugewandten Lagers bordlos ausgebildet ist, wobei der Außenring des dem Befestigungsflansch zugewandten Lagers einen Bord zum Anlauf der Kegelrollen aufweist und wobei mindestens der Innenring des dem Befestigungsflansch zugewandten Lagers durch einen Abschnitt gebildet wird, der in das Wellenteil eingearbeitet ist.The solution to this problem by the invention is characterized by a bearing arrangement mentioned at the outset, in which the bearing facing the fastening flange is designed as a tapered roller bearing, wherein the inner ring of the bearing facing the fastening flange is designed without a rim, wherein the outer ring of the bearing facing the fastening flange has a rim for the start of the tapered rollers and wherein at least the inner ring of the bearing facing the fastening flange is formed by a section which is incorporated into the shaft part.
Das Erfindungskonzept stellt also darauf ab, dass die Innenringlaufbahn des Lagers, das dem Befestigungsflansch zugewandt ist, direkt in das WellenteilThe invention concept is based on the fact that the inner ring raceway of the bearing, which faces the mounting flange, is directly inserted into the shaft part
eingearbeitet ist. Gleichzeitig wird vorgesehen, dass dieser Innenring bordlos ausgebildet ist, wodurch die Gefahr hoher Kerbspannungen in diesem Bereich reduziert wird. Zur Aufnahme der axialen Lagerkräfte ist weiterhin vorgesehen, dass der Außenring des Lagers, das dem Befestigungsflansch zugewandt ist, einen Bord zum Anlauf der Kegelrollen aufweist.is incorporated. At the same time, it is intended that this inner ring is designed without a flange, which reduces the risk of high stress concentrations in this area. In order to absorb the axial bearing forces, it is also intended that the outer ring of the bearing, which faces the mounting flange, has a flange for the tapered rollers to start up.
Gemäß einer ersten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Bord am dem Befestigungsflansch zugewandten Ende der Laufbahn des Außenrings angeordnet ist. Mit Vorteil ist ferner vorgesehen, dass der Außenring des dem Befestigungsflansch zugewandten Lagers und der Bord einstückig miteinander ausgebildet sind.According to a first development, it is provided that the rim is arranged at the end of the raceway of the outer ring facing the fastening flange. It is also advantageously provided that the outer ring of the bearing facing the fastening flange and the rim are formed integrally with one another.
Eine besonders stabile Anordnung ergibt sich weiterhin dadurch, dass beide Außenringe der beiden Lager einstückig miteinander ausgebildet sind. Der Innennng des dem Befestigungsflansch abgewandten Lagers kann weiterhin in einer Eindrehung im Wellenteil eingesetzt sein. Damit ergibt sich eine Ausgestaltung, bei der das dem Befestigungsflansch zugewandte Lager einen Innenring aufweist, der in das Wellenteil integriert ist, während das dem Befestigungsflansch abgewandte Lager des zweireihigen Kegelrollenlagers einen Innenring aufweist, der in eine entsprechende Eindrehung im Wellenteil eingesetzt wird.A particularly stable arrangement is also achieved by the fact that both outer rings of the two bearings are formed as one piece. The inner ring of the bearing facing away from the mounting flange can also be inserted into a recess in the shaft part. This results in a design in which the bearing facing the mounting flange has an inner ring that is integrated into the shaft part, while the bearing of the double-row tapered roller bearing facing away from the mounting flange has an inner ring that is inserted into a corresponding recess in the shaft part.
Mit Vorteil sind beide Lager als Kegelrollenlager ausgebildet, so dass sich insgesamt eine zweireihige Kegelrollenlageranordnung ergibt. Diese ist bevorzugt als O-Anordnung ausgebildet.Both bearings are advantageously designed as tapered roller bearings, resulting in a double-row tapered roller bearing arrangement. This is preferably designed as an O-arrangement.
Die Haltbarkeit der Radlageranordnung kann weiterhin dadurch erhöht werden, dass vorgesehen wird, dass das dem Befestigungsflansch abgewandte Ende des Wellenteils durch einen Umformvorgang radial vergrößert ist, soThe durability of the wheel bearing arrangement can be further increased by providing that the end of the shaft part facing away from the mounting flange is radially enlarged by a forming process, so that
dass es das dem Befestigungsflansch abgewandte axiale Ende des Innenrings axial fixiert. Dabei ist namentlich daran gedacht, dass das radial vergrößerte Ende des Wellenteils durch einen Taumel- bzw. durch einen Rollvorgang hergestellt ist.that it axially fixes the axial end of the inner ring facing away from the mounting flange. In particular, it is envisaged that the radially enlarged end of the shaft part is produced by a wobbling or rolling process.
Als Material für das Wellenteil hat sich induktiv härtbarer Schmiedestahl bewährt. Hierbei ist insbesondere an Stahl des Typs 100 Cr 6 (für Kaltumformung modifiziert), SAE 1055 M oder SAE 1070 M gedacht.Inductively hardenable forged steel has proven to be a good material for the shaft part. This particularly applies to steel type 100 Cr 6 (modified for cold forming), SAE 1055 M or SAE 1070 M.
Die vorgeschlagene Radlageranordnung kommt besonders bevorzugt als Bestandteil einer Radlagereinheit in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einem Lastkraftwagen, zum Einsatz.The proposed wheel bearing arrangement is particularly preferably used as a component of a wheel bearing unit in a motor vehicle, in particular in a truck.
Durch die vorgeschlagene Ausführung einer Radlageranordnung wird erreicht, dass sich Kerbspannungen zwischen dem Innenring des dem Befestigungsflansch zugewandten Lagers und dem Befestigungsflansch nur noch in sehr begrenztem Umfang ausbilden können, was vorteilhaft zur Folge hat, dass die Haltbarkeit bzw. Dauerfestigkeit des Befestigungsflansches und des vorzugsweise einstückig mit diesem ausgebildeten Wellenteil wesentlich erhöht ist. Damit können im Vergleich zu bekannten Radlagereinheiten höhere Standzeiten erreicht werden.The proposed design of a wheel bearing arrangement ensures that notch stresses between the inner ring of the bearing facing the mounting flange and the mounting flange can only develop to a very limited extent, which has the advantageous consequence that the durability or fatigue strength of the mounting flange and the shaft part, which is preferably formed in one piece with it, is significantly increased. This means that longer service lives can be achieved compared to known wheel bearing units.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die einzige Figur zeigt den Schnitt durch eine dreidimensional skizzierte Radlageranordnung.An embodiment of the invention is shown in the drawing. The only figure shows a section through a three-dimensionally sketched wheel bearing arrangement.
Die Radlageranordnung 1 weist ein Wellenteil 10 auf, das in einem zweireihigen Kegelrollenlager gelagert ist. Das Wellenteil 10 hat einen seitlichen Befestigungsflansch 11, an dem ein - nicht dargestelltes - RadThe wheel bearing arrangement 1 has a shaft part 10 which is mounted in a double-row tapered roller bearing. The shaft part 10 has a lateral fastening flange 11 to which a wheel (not shown)
angeschraubt werden kann. Die beiden Kegelrollenlager 2 und 3 lagern das Wellenteil 10 gegenüber einem Gehäuse 12.can be screwed on. The two tapered roller bearings 2 and 3 support the shaft part 10 opposite a housing 12.
Beide Lager 2 und 3 haben einen Innenring 4 bzw. 5 und einen Außenring 6 bzw. 7, wobei zwischen Innen- und Außenringen Wälzkörper 8 bzw. 9 angeordnet sind. Die zweireihige Kegelrollenlageranordnung ist in O-Anordnung ausgebildet.Both bearings 2 and 3 have an inner ring 4 or 5 and an outer ring 6 or 7, with rolling elements 8 or 9 arranged between the inner and outer rings. The double-row tapered roller bearing arrangement is designed in an O-arrangement.
Während das dem Befestigungsflansch 11 zugewandte Lager 2 einen Innenring 4 aufweist, der mit dem Wellenteil 10 einstückig ausgeführt, also in dieses integriert ist, ist der - separat ausgebildete - Innenring 5 des Lagers 3 in einer Eindrehung 14 im Wellenteil 10 platziert.While the bearing 2 facing the mounting flange 11 has an inner ring 4 which is designed as one piece with the shaft part 10, i.e. is integrated into it, the - separately designed - inner ring 5 of the bearing 3 is placed in a recess 14 in the shaft part 10.
Zur Übertragung axialer Kräfte weist der Außenring 6 des Lagers 2, also des dem Befestigungsflansch 11 zugewandten Lagers, einen Bord 13 auf, der an dem axialen Ende der Laufbahn des Außenrings 6 positioniert ist, das dem Befestigungsflansch 11 zugewandt ist. Im Ausführungsbeispiel sind Außenring 6 des Lagers 2, Außenring 7 des Lagers 3 sowie Bord 13 einstückig, also als ein Teil ausgebildet.To transmit axial forces, the outer ring 6 of the bearing 2, i.e. the bearing facing the mounting flange 11, has a rim 13 which is positioned at the axial end of the raceway of the outer ring 6 which faces the mounting flange 11. In the exemplary embodiment, the outer ring 6 of the bearing 2, the outer ring 7 of the bearing 3 and the rim 13 are integral, i.e. formed as one part.
Der Innenring 4 des dem Befestigungsflansch 11 zugewandten Lagers 2 weist indes keinen Bord auf, so dass Kerbspannungen zwischen dem Innenring 4 und dem Befestigungsflansch 11 nicht bzw. nur minimal auftreten können und so die Lebensdauer der Radlageranordnung wesentlich erhöht wird.The inner ring 4 of the bearing 2 facing the mounting flange 11, however, has no rim, so that notch stresses between the inner ring 4 and the mounting flange 11 cannot occur or can only occur to a minimal extent, thus significantly increasing the service life of the wheel bearing arrangement.
Im Ausführungsbeispiel wird der Innenring 5 des Lagers 3 axial dadurch festgelegt, dass - unter Verzicht auf eine Mutter - das Wellenteil 10 in diesem Bereich durch einen Taumelvorgang axial aufgeweitet ist.In the embodiment, the inner ring 5 of the bearing 3 is axially fixed in that - without a nut - the shaft part 10 is axially expanded in this area by a wobbling process.
Damit der Innenring 5 des Lagers 3 durch den Aufweitvorgang (Taumelvorgang) möglichst wenig in seiner exakten Position gestört wird, ist vorgesehen, dass der Innenring 5 von seiner axialen Erstreckung her und gegebenenfalls auch radial gegenüber üblichen Ringabmessungen vergrößert ist. Dadurch wird sichergestellt, dass der Innenring 5 leichter die Umformkräfte aufnehmen kann, die durch den Taumelvorgang bedingt sind.In order to ensure that the inner ring 5 of the bearing 3 is disturbed as little as possible in its exact position by the expansion process (wobbling process), the inner ring 5 is enlarged in its axial extent and, if necessary, also radially compared to usual ring dimensions. This ensures that the inner ring 5 can more easily absorb the forming forces caused by the wobbling process.
Mit der vorgeschlagenen Ausgestaltung können hohe Biegemomente im Wellenteil 10 problemlos übertragen werden. Es kommt zu keiner hohen Kerbspannung, die die Lebensdauer der Radlageranordnung herabsetzen würde. Weiterhin können die Abmessungen und Durchmesser der Lageranordnung relativ gering ausgeführt werden, da die Aufnahmefähigkeit für Lasten bei der vorliegenden Konzeption erhöht ist. Es ergibt sich insgesamt ein kompakter Aufbau der Radlageranordnung, der kostengünstig produziert werden kann.With the proposed design, high bending moments in the shaft part 10 can be transmitted without any problems. There is no high stress concentration, which would reduce the service life of the wheel bearing arrangement. Furthermore, the dimensions and diameter of the bearing arrangement can be made relatively small, since the load-bearing capacity is increased with the present design. Overall, the wheel bearing arrangement has a compact structure that can be produced cost-effectively.
AB SKF Schweinfurt, 5. 6. 2002AB SKF Schweinfurt, 5. 6. 2002
DE 02 027 DE STP-go.neDE 02 027 DE STP-go.ne
Claims (11)
wobei der Innenring (4) des dem Befestigungsflansch (11) zugewandten Lagers (2) bordlos ausgebildet ist,
wobei der Außenring (6) des dem Befestigungsflansch (11) zugewandten Lagers (2) einen Bord (13) zum Anlauf der Kegelrollen (8) aufweist und
wobei mindestens der Innenring (4) des dem Befestigungsflansch (11) zugewandten Lagers (2) durch einen Abschnitt gebildet wird, der in das Wellenteil (10) eingearbeitet ist. 1. Wheel bearing assembly ( 1 ), consisting of
wherein the inner ring ( 4 ) of the bearing ( 2 ) facing the mounting flange ( 11 ) is designed without a rim,
wherein the outer ring ( 6 ) of the bearing ( 2 ) facing the mounting flange ( 11 ) has a rim ( 13 ) for the start of the tapered rollers ( 8 ) and
wherein at least the inner ring ( 4 ) of the bearing ( 2 ) facing the fastening flange ( 11 ) is formed by a section which is incorporated into the shaft part ( 10 ).
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R163 | Identified publications notified | ||
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 20030220 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20050816 |
|
| R165 | Request for cancellation or ruling filed | ||
| R168 | Utility model cancelled |
Effective date: 20080131 |