DE2355821A1 - Lagereinheit - Google Patents

Lagereinheit

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DE2355821A1 DE19732355821 DE2355821A DE2355821A1 DE 2355821 A1 DE2355821 A1 DE 2355821A1 DE 19732355821 DE19732355821 DE 19732355821 DE 2355821 A DE2355821 A DE 2355821A DE 2355821 A1 DE2355821 A1 DE 2355821A1
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Description

SKP KUGELLAGERFABRIKEN GMBH
Sohweinfurt, 6. November 1973 TP/Bla/her
I»a ge reinheit
Die Erfindung betrifft eine Lagereinheit für das Rad eines Motorfahrzeugs oder ein ähnliches Rotationselement und umfaßt eine Bremsvorrichtung, die z. B. mit einer Bremsscheibe ausgerüstet ist, ferner ein Lager, mit einem Außen- und einem Innenring, zwischen denen zwei Reihen von Wälzkörpern angeordnet sind, wobei die Lagerringe mit einem Plansch versehen sind, an dem Teile des Rades oder dergleichen befestigt werden können.
Es ist bereits eine Lagervorrichtung der gleichen Art bekannt, bei der die Bremsscheibe und der Radflansch ebenfalls eine Einheit bilden. Bei dieser bekannten Lagervorrichtung besteht die Lauffläche aus zwei separaten Teilen, nämlich einem Wellenteil, der mit einer Lauffläche für eine Reihe von Wälzkörpern versehen ist und einem im Plansch angeordneten Lagerring, wobei dieser Lagerring zum Unterbringen einer zweiten Reihe von WälzkSrpern dient. Dabei müssen zwei verschiedene Teile, nämlich der Wellenteil und der Planschteil, derart bearbeitet werden, daß sie zur Verwendung als Laufring für eine jede Reihe Wälzkörper geeignet sind. Außerdem sind später oft besondere Maßnahmen zur Anpassung dieser zwei verschiedenen Teile aneinander erforderlich.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Lagereinheit vorerwähnter Art zu schaffen, die im Vergleich mit einer Lagervorrichtung ähnlicher Leistungsfähigkeit ein niedrigeres Gewicht aufweist, trotzdem sie ziemlich große Abmessungen hat. Außerdem gewährleistet die Erfindung auf kostensparende Weise eine große Genauigkeit und Präzision für eine derartige Lagereinheit von ziemlich großem Umfang, wodurch das Arbeiten der Lagereinheit und die Betriebssicherheit der gesamten Anordnung, in welcher die Lagereinheit eingebaut ist, verbessert wird.
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SKP KWJELLAGiRPABRIKEN GMBH 5 Blatt - & -
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß wenigstens der Innenring, die Bremsscheibe und der Flansch eine Einheit bilden und der Innenring Laufflächen aufweist, in welche die Reihen der in einem Käfig angeordneten Wälzkörper eingreifen. Dank dieser Anordnung erübrigt sieh die separate Herstellung und Nachbearbeitung von Lagerring, Plansch und Bremsscheibe, da dieser Lagerteil als Einheit gleichzeitig allen Bearbeitungen ausgesetzt werden kann.
Ein weiterer Vorteil der vorerwähnten Anordnungen liegt darin, daß dieses Konstruktionselement bereits vor der Montage bzw. vor dem Einbau in ein Konstruktionsteil völlig ausbalanciert und nötigenfalls ausgerichtet werden kann, wodurch zeitraubende Arbeiten, wie Montierung und Einstellung der einzelnen Bauteile in Bezug auf einander, ausgeschaltet werden.
Die erfindungsgemäße Anordnung gewährleistet eine hohe Genauigkeit und Präzision, weil gemäß einem besonderen Merkmal die Grenzebenen der Bremsflächen der Bremsscheibe oder einer Bremstrommel im wesentlichen außerhalb der Lauffläche der Wälzkörper und senkrecht zur vorerwähnten Lauffläche angeordnet sind. Durch diese Anordnung wird der Vorteil erzielt, daß der Plansch und die Bremsscheibe bzw. Bremstrommel das Arbeiten des Schleif- oder Polierelemenfe einer Schleifmaschine, zum Beispiel während der Oberflächenbearbeitung der Lauffläche der Wälzkörper, in keiner Weise beeinträchtigen. Es können auch andere Verfahren zur Qualitätsverbesserung der Laufflächen einer derartigen, ziemlich umfangreichen Lagereinheit verwendet werden, ohne daß dies irgendwelche praktische Probleme verursacht. Sowohl der Plansch wie auch die Bremsscheibe oder die Bremstrommel gewährleisten, indem sie große Abmessungen in Bezug auf die Laufflächen der Lagerringe aufweisen, optimale Verhältnisse für die Bearbeitung des Lagers.
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SKP KÜGELEAGERFABRIKEN GMBH « Blatt - ψ -
Nach einer vorzuziehenden Variante der Erfindung läßt sich eine Lagereinheit durch gleichzeitiges Heiß- oder Kaltpulverpressen von Lagerring, Flansch und Bremsscheibe oder Bremstrommel mit nachfolgender Wärmebehandlung vorerwähnter Elemente zur Verbesserung der mechanischen und/oder physikalisch-chemischen Eigenschaften der Lagereinheit herstellen. Auf solche Weise kann eine Lagereinheit hoher Homogenität erzielt werden, wobei ein optimales Funktionieren derselben gewährleistet wird« Außerdem kann die Herstellung einer Einheit in relativ kurzer Zeit stattfinden, wonach Kontroll- und Endbearbeitungen zur Verbesserung der mechanischen und/oder physikalisch-chemischen Eigenschaften der gesamten Einheit leicht erfolgen können.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung bilden der Lagerring, der Flansch und eine Bremstrommel der Bremsvorrichtung eine Einheit, wobei der von der vorerwähnten Bremstrommel abgewendete Endteil des Lagers Kupplungselemente aufweist. Durch diese Anordnung erübrigt sich die separate Herstellung und Bearbeitung von Lagerring, Flansch und Welienteil, da das Lager nunmehr als Einheit gleichzeitig.allen Behandlungen ausgesetzt werden kann.
Ein weiterer Vorteil ist z. B., daß dieses Konstruktionselement sich als Einheit unmittelbar an die Antriebswelle anschließen läßt. Auf diese Weise erübrigen sich die meistens zeitraubenden Montierungsund Einstellungsarbeiten zum Anpassen der Einzelteile aneinander.
Bei einer vorzuziehenden Ausführungsform der Erfindung besteht die Kupplung aus Keilnuten, die in dem entsprechenden Endteil des Lagers angebracht sind und in welche zum Beispiel eine Keilwelle hineinpaßt. Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
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SKF KUGELLAGERFAERIKEN GMBH H Blatt -
sind im Abstand voneinander angeordnete. Öffnungen an der Peripherie des vorerwähnten Lagerendteiles zum Aufnehmen ähnlicher Befestigungselemente für die vorerwähnte Kupplung vorgesehen.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist daduroh gekennzeichnet, daß der flanschfb'rmige Endteil des Innenrings sowohl Keilnuten wie auch Bolzenlöcher umfaßt. Durch diese Anordnung wird das Anwendungsgebiet der Lagereinheit erweitert.
Somit bietet die Erfindung eine Lagereinheit von relativ großen Abmessungen, die, dank ihrer Form und Zusammensetzung, eine beträchtliche Verbesserung hinsichtlich des Funktionierens, der Dauerhaftigkeit sowie der Betriebssicherheit darstellt, während andererseits die Herstellung einer Lagereinheit von sehr hoher Genauigkeit und Präzision ermöglicht wird. Außerdem sind die Herstellungskosten erfindungsgemäßer Lagereinheiten niedrig im Vergleich mit denen, deren Bauteile separat angefertigt werden müssen.
Die Erfindung wird nunmehr an Hand der beiliegenden Zeichnung ausführlich beschrieben, wobei die Vorteile und die verschiedenen Merkmale der Erfindung hervorgehoben werden.
Fig. 1 stellt den Querschnitt einer erfindungsgemäßen, mit
einer Bremsscheibe versehenen Lagereinheit dar, deren oberer Teil das Bremsgehause schematisch wiedergibt.
Fig. 2 zeigt einen Teil der Seitenansicht der Lagereinheit gemäß Fig. 1 in Richtung der Pfeile A-A, wobei das Bremsgehause mit seinen Teilen fortgelassen 1st.
Fig· 3 zeigt den Querschnitt einer Lagereinheit, die mit einer Bremstrommel versehen ist.
Fig. 4 stellt einen Teil der Seitenansicht der Lagereinheit gemäß Fig. J> in Richtung der Pfeile A-A dar.
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Die Lagereinheit 1 umfaßt einen Innenring 2, der in einen im wesentlichen U- oder V-förmigen Flanschte!! 3 übergeht, während letzterer seinerseits in eine Bremsscheibe 4 mit einer Bremsfläche 4 A übergeht. Der Innenring 2 endet an der anderen Seite in einem Flansch 5* der vorzugsweise parallel und entgegengesetzt zur Bremsseheibe 4 verläuft und somit die Festigkeit des Lagers erhöht. Der Flanschteil j5 umfaßt einen Abschnitt 6, an dem ein Radteil J mit Bolzen 8 befestigt ist. Es ist vorteilhaft, daß zwischen dem Radteil 7 und der Bremsscheibe .4 ein Zwischenraum gebildet wird, in den ein Teil des Bremsgehäuses 9 hineinpaßt, wodurch eine kompakte Verbindung von Lagereinheit und Bremsvorrichtung erzielt wird. Die Bremsscheibe 4 arbeitet auf bekannte Weise mit den Bremsblöcken 10 zusammen, die durch mechanischhydraulische Kraft betätigt werden können.
Bei einer vorzuziehenden AusfUhrungsform der Erfindung schnei det die innere Grenzebene (durch Linie L angegeben) des Flansches 3 die.Mantelfläche des Innenringes 2 außerhalb der Lauffläche 2 A. Dank dieser besonderen Anordnung sind die Laufflächen 2 A frei zugänglich für die Bearbeitung mit den Bearbeitungswerkzeugen,, z. B. Schleif- oder Polierwerkzeugen, die die Lauffläche des Innenringes 2 ohne irgendwelche Behinderung längs der Bremsscheibe und des Flansches erreichen können.
Außerdem umfaßt die Lagereinheit einen Außenring 11, der mit einem Flansch 12 versehen ist, der auch zum Befestigen der nicht dargestellten Wellenteile geeignet ist. In dieser vorzuziehenden Ausführungsform der Erfindung sind Kugeln 13 zwischen dem Innenring und dem Außenring 11 angeordnet, wobei die vorerwähnten Kugeln zwischen dem Innen- und Außenring in einem Käfig 14 angeordnet sind. Die Abdichtung des Lagers erfolgt im wesentlichen durch zwei Dichtungen 15 und 16, die an dem Außenring 11 befestigt sind. Die· Dichtung 15 und l6 sind aus einem elastischen Material hergestellt,
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das gleichzeitig imstande ist, eine passende Abdichtung selbst unter extremen Belastungsverhältnissen zu erzielen. Zum Beispiel legt sich unter veränderlichen thermischen Belastungen der Endteil 15A gegen die schräge Seite des Flansches 5 unter im wesentlichen konstantem Druck an, während die Enden 16A und 16B der Dichtung 16, die durch einen Zwischenraum voneinander getrennt sind, gegen den Flansch 3 einerseits und den Innenring 2 andererseits unter im wesentlichen konstantem Druck anliegen. Auch in diesem Falle können durch die Materialzusammensetzung und die Formgebung der beiden Dichtungen 15 und 16 eine lange Lebensdauer und hohe Betriebssicherheit gewährleistet werden.
Zur Vereinfachung der Montage des Radteils 7 auf den Flansch 3 weist der Bolzen 8 eine besondere Ausbildung auf. Der Bolzen wird von außen in die Flanschöffnung eingeführt, wonach sich beim Festziehen der Mutter (in der Zeichnung nicht dargestellt) der Bolzenkopf 8 A verformt und der Form des Abschnittes 6 des Flansches j5 anpaßt. Es können jedoch auch andere Bolzenausführungen oder Blockierungsverbindungen angewendet werden.
Gemäß Fig. 2 sind Öffnungen 17 zwischen dem Flansch 3 und der Bremsscheibe 4 vorgesehen, wobei die vererwähnten Öffnungen bei dieser Variante eine im wesentlichen trapezförmige Form aufweisen, die von außen zum inneren Raum 1 A (siehe den unteren Teil von Pig. I) verläuft. Dank dieser Konstruktion wird die Reibungs- oder Breraswärme auf vorteilhafte Weise abgeführt, während die Abkühlung im Lager ganz erheblich verbessert wird.
Gemäß Fig. 3 umfaßt die Lagereinheit 21 einen Innenring 22, der in eine im Planschteil 23 enderxfe Bremstrommel 24 übergeht. Der Innenring
endet auf der anderen Seite in einem Flansch 25, der mit Öffnungen oder Bolzenlöchern 26 und vorzugsweise auch mit Keilnuten 27 oder 27 A versehen ist (siehe auch Fig. 4), wodurch eine Keilwelle, wie sie in der Automobilindustrie häufig verwendet wird, angebracht werden kann. Auf diese Weise wird das Anwendungsgebiet des Lagers erweitert, während gleichzeitig seine Steifigkeit mittels des Flansches 25 verbessert wird.
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Der auf der anderen Seite des Innenringes 22 angeordnete Flansch 23 bat eine spitz zulaufende oder konische Form, wobei der vorerwähnte Flansch 23 in die Trommel 24 einer nicht dargestellten Bratvorrichtung übergeht. Die Bremstrommel 24 hat Öffnungen 28, die zum Aufnehmen der Befestigungsbolzen 28 A geeignet sind. Mit diesen Bolzen sind die Speichen oder ähnliche Trägerelemente 29 eines Hades befestigt. Die Bremstrommel 24 hat eine breite Randleiste 30» deren Innenseite 30 A mit herkömmlichen (nicht dargestellten) Bremssegmenten beim Bremsen zusammenarbeiten. Bei dieser Äusführungsform ist die Randleiste 30 B in einer mit L angegebenem Ebene angeordnet,, die die Mantelfläche des Innenringes 22 auSeEhalTb der Lauffläche schneidet* Diese Anordnung bietet den Vorteils daß sich die Nachbearbeitung der Laufflächen bei dieser relativ großen Lagereinheit auf ebenso bequeme Weise wie bei her- .' JsSSsmsLitSassa Rollenlagern durchführen läßt, weil die Nachbearbeitungs- ■wevlszexig,es die sowohl in axialer wie in radialer Richtung zu der Lauffläche hingeführt werden können, weder von der Bremstrommel noch van dem Flansch 23 behindert werden.
Die Lagereinheit 21 umfaßt xireiter einen Außenring 3I mit einem Flansch 32, der sieh auch für die Befestigung von (nicht dargestellten) Wellen oder äfanlictien. Unterstützungselementen eignet. Zwischen dem Innenring und deztä Außenring 3I sind Kugeln 33 angeordnet, die mittels eines Käfigs 34 voneinander getrennt sind. Es können auch andere Wälzkörper verschiedene!? Form oder Kombinationen derselben verwendet werden.
Die Ädiohtung der Lagereinheit besteht hauptsächlich aus zwei Dichtungen 35 und 36, die an dem Außenring Jl befestigt sind. Die Dichtungen. 35 und 36 sind aus einem elastischen Material hergestellt^ wodureh eine betriebssichere Abdichtung auch unter veränderlichen Belastüsigsverhältnissen gewährleistet wird. Das Material und die Formgebung der Dichtungen 35 und 36 gewährleisten eine lange Gebrauchsdauer land eine hohe Betriebssicherheit der Lagereinheit.
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Somit schafft die Erfindung eine Lagereinheit, die einerseits eine hohe Genauigkeit und Präzision und andererseits ein niedriges Gesaratgewicht und verringerte Produktionskosten aufweist.
Infolge der vorerwähnten Vorteile weist die Lagereinheit gemäß der Erfindung eine optimale Wirksamkeit auf. Im Hinblick auf die Nichtauswechselbarkeit der Lagerteile wird ferner ein in hohem Grade betriebssicheres Arbeiten gewährleistet. Schließlich gestattet die Produktionstechnologie einer erfindungsgemäßen Lagereinheit erhebliche Kostenersparungen, dies hauptsächlich in Bezug auf anfängliche Kapitalanlagen sowie verringerte Instandhaltungskosten .
Diese Vorteile können auf einfache Weise erzielt werden, indem der Innenring, der Plansch und die Bremsscheibe oder Bremstrommel gMchzeitig aus Schmiede- oder Preßstahl hergestellt werden, wonach die Einheit gleichzeitig einer identischen ader nicht identischen Oberflächenbehandlung ausgesetzt wird.
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Claims (17)

  1. SKP KUGELLAGERFABRIKEN GMBH Schweinfurt, 6. November xy,^
    Patentansprüche
    / 1. ftagereinheit für das Rad eines Motorfahrzeugs oder ein ähn- ^—"liches Rotationselement, bestehend aus einer Bremsvorrichtung, die zum Beispiel mit einer Bremsscheibe ausgerüstet ist und einem Lager, das einen Außen- und einen Innenring aufweist, zwischen denen Wälzkörper in zwei Reihen angeordnet sind, wobei die Lagerringe einen Plansch besitzen, auf dem Teile des Rades oder ähnliche Bauteile befestigt werden können, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Innenring (2, 22) der Plansch (3, 23) und die Bremsvorrichtung (4, 24) eine Einheit bilden, wobei der vorerwähnte Innenring (2, 22) die Laufflächen (2 A) für die beiden Reihen von Wälzkörpern (13, 25) aufweist und letztere in einem Käfig (14, J>k) angeordnet sind.
  2. 2. Lagereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzebene (L) der Bremsfläche (4 A) der Bremsscheibe (4) die Mantelfläche des Innenringes (2) außerhalb der Lauffläche (2 A) schneidet, so daß ein Schleif- oder Polierwerkzeug längs vorerwähnter Ebene die vorerwähnte Lauffläche (2 A) unbehindert erreichen kann.
  3. 3. Lagereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die innere Grenzebene (L) an die Lauffläche (2 A) der Wälzkörper (13) außerhalb der Lauffläche (2 A) anschließt
    - 2 403820/0903
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  4. 4. Lagereinheit nach Ansprüchen 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring (2, 22) der Flansch (3, 25) und eine Bremsscheibe (4) bzw. Bremstrommel (24) durch Pressen aus demselben Werkstoff hergestellt werden.
  5. 5. Lagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Flansch (3) und der Bremsscheibe (4) Mittel zur Abfuhr der in der Bremsscheibe (4) erzeugten Wärme vorgesehen sind.
  6. 6. Lagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Euftöffnungen (17) zwischen dem Plansch (3) und der Bremsscheibe (4) vorgesehen sind.
  7. 7. Lagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Flansche (12) eines Ringes (11) und die Bremsscheibe (4) eines anderen Ringes (2) in gleicher Richtung parallel zueinander und in geringem Abstand voneinander liegen.
  8. 8. Lagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Übereinstimmung mit dem Querschnitt der Lagereinheit der Flansch (3) im wesentlichen U- oder V-förmig gestaltet ist, wobei ein Schenkel in die Bremsscheibe (4) und der andere Schenkel in den Laufring: (2) für die Wälzkörper (13) übergeht.
  9. 9. Lagereinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufring (2) in einem Flansch (5) endet, der in entgegengesetzter Richtung zur Bremsscheibe (4) und parallel zu dieser verläuft.
    - 3 409820/0003
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  10. 10. Lagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche und Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (22), der Plansch (23) und eine Bremstrommel (24) der Bremsvorrichtung einen homogenen Teil bilden, wobei der von der Bremstrommel (24) abgewendete Plansch (25) des vorerwähnten Ringes (22) Kupplungselemente (26, 27, 27 A) aufweist.
  11. 11. Lagereinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungselemente (26, 27, 27 A) einen integrierenden Teil des. Lagers bilden.
  12. 12. Lagereinheit nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremstrommel (24) Keilnuten (27, 27 A) und/oder Bolzenlöcher (26) aufweist, die in einem flanschförmigen Endteil (25) des Innenrings (22) angebracht sind.
  13. 13. lagereinheit nach Anspruch 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rändleiste (30 B) der Bremstrommel (24) in einer Ebene liegt, die sich an die Lauffläche der Wälzkörper (33) außerhalb derselben anschließt.
  14. 14. Lagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 14 und Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsvorrichtung eine Randleiste (30) umfaßt, die eine homogene Einheit mit dem Flansch (23) bildet.
  15. 15. Verfahren zur Herstellung einer Lagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufring (2, 22), der Flansch (3, 23) und die Bremsscheibe (4) bzw. Brems- ' trommel (24) gleichzeitig durch Heiß- oder Kaltpulverpressen hergestellt
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    werden, wonach sie gleichzeitig einer Wärmebehandlung ausgesetzt werden, durch welche die mechanischen und/oder physikalischchemischen Eigenschaften der Lagereinheit verbessert werden.
  16. 16. Verfahren zur Herstellung einer Lagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 14 dadurch gekennzeichnet, daß der Laufring (2, 22), der Plansch (3, 2j5) und die Bremsscheibe (4) bzw. Bremstrommel (24) gleichzeitig aus Schmiede- oder Preßstahl hergestellt und nachher als kompakte Einheit einer Oberflächenbehandlung unterworfen werden.
  17. 17. Verfahren zur Herstellung einer Lagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche I5 oder l6, dadurch gekennzeichnet, daß diverse Nachbehandlungen gleichzeitig durchgeführt werden können.
    409820/0903
    Va
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