DE2815140C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit einem äußeren Lauf­ ring und einem aus mindestens zwei Teilen gebildeten inneren Laufring, wobei jedes der Teile eine ringförmige Laufbahn aufweist und das zweite Teil vom ersten Teil getragen ist, mit zwischen einer Laufbahn des äußeren Laufrings und der Laufbahn des ersten Teils des inneren Laufrings angeordneten Wälzkörpern, die einen Achsschub auf den äußeren Laufring ausüben und zwischen einer Lauffläche des äußeren Laufrings und der Lauffläche des zweiten Teils des inneren Laufrings angeordneten Wälzkörpern, die einen entgegengesetzten Achs­ schub auf den äußeren Laufring ausüben, mit mehreren in eine Ringnut des ersten Teils des inneren Laufrings eingesetzten und gegen eine Stirnfläche des zweiten Teils des inneren Lauf­ rings anliegenden Druckringteilen, wobei die axiale Länge der wahlweise einsetzbaren Druckringteile eine vorgegebene Vorspannung des Wälzlagers bestimmt, und einem diese Druck­ ringteile umgreifenden Haltering.

Ein derartiges Wälzlager ist durch die US-PS 19 16 233 bekannt. Bei dieser bekannten Ausgestaltung eines zweireihigen Wälz­ lagers wird die Vorspannung des Lagers entweder durch einen zweiteiligen Druckring vorgegebener Breite oder durch eine Kombination aus diesem zweiteiligen Druckring und einer vor­ zugsweise oberflächengehärteten Abstandsscheibe vorgegebener Breite eingestellt, indem das zweite Teil des inneren Lauf­ rings in einer vorgegebenen Lage auf einem Abschnitt des ersten Teils festgelegt wird. Die beiden Druckringhälften werden dabei durch eine auf deren äußerem Umfang angebrachten Ring­ feder zusammengehalten. Ein Drehen des Druckrings auf der Achse bzw. Welle wird durch eine Nut- und Federverbindung zwischen diesen beiden Teilen vermieden.

Als nachteilig erweist es sich bei dieser Anordnung insbe­ sondere, daß die Ringfeder nur eine geringe Druckkraft in radialer Richtung auf die Druckringteile ausüben kann und diese dadurch nicht fest gegen den Nutgrund der Achse gedrückt werden. Bei einer starken dynamischen Beanspruchung des inne­ ren Laufrings des Wälzlagers kann es dadurch zu einer Rela­ tivbewegung zwischen den Druckringteilen und dem Nutgrund in axialer und durch Spiel in der Nut- und Federverbindung auch in radialer Richtung kommen, wodurch ein erhöhter Ver­ schleiß zwischen der Nutschulter und den Druckringteilen auf­ tritt. Dies hat zur Folge, daß die eingestellte, optimale Vorspannung des Wälzlagers verändert, die Lebensdauer der Wälzlager verkürzt und die Laufruhe der Achse verschlechtert wird. Die automatische Montage wird erschwert, da das Einlegen einer Nutfeder in die axiale Längsnut erforderlich ist und eine Ringfeder mit entsprechend den Durchmessern der Achsstummel unterschiedlichen Federraten und Durchmessern gespreizt und in unmittelbarer Nähe des inneren Laufrings des Wälzlagers in eine Umfangsvertiefung der Druckringteile eingelegt werden muß. Dabei besteht außerdem die Gefahr, daß die inneren Lager­ schalen verschoben oder beschädigt werden. Herstellungsmäßig erweist es sich als nachteilig, daß zur Herstellung der Längsnut in der Achse und im Druckringteil ein zusätzlicher Arbeitsgang erforderlich ist, der zudem nicht auf einer Dreh-Bearbeitungs­ station durchgeführt werden kann, sondern den Wechsel des Werkstücks zu einer neuen Fräs-Bearbeitungsstation erforderlich macht. Für den logistischen Bereich ergibt sich der Nachteil, daß ein zusätzliches Teil, nämlich die Feder für die axiale Längsnut, berücksichtigt werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wälzlager der eingangs erwähnten At auf möglichst einfache Weise so auszu­ gestalten, daß der Zusammenbau des Lagers unter Einhalten einer vorgegebenen Vorspannung des Lagers erleichtert wird und die eingestellte Vorspannung auch über lange Zeit sicher erhalten bleibt.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Druckring­ teile gehärtet sind und der Haltering mit einem Bereich an den Druckringteilen anliegt und diese unlösbar gegen den Boden der Ringnut drückt, und daß ein anderer Bereich des Halte­ rings dauerhaft am ersten Teil befestigt ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird der automatische Zusammenbau des Lagers erleichtert, wobei eine dauerhafte und sichere Zuordnung der gehärteten Druckringteile mittels des sehr speziell ausgebildeten Halterings untereinander und relativ zum Nutgrund der Achse gewährleistet wird, wodurch die eingestellte Vorspannung des Wälzlagers sicher erhalten bleibt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Wälzlager, das als Rad­ lager ausgebildet ist,

Fig. 2 einen Teilschnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1 in Richtung der Pfeile gesehen und

Fig. 3 einen Ausschnitt aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab.

Das Wälzlager 10 gemäß Fig. 1 ist für die Lagerung eines in Einzelaufhängung angeordneten Hinterrades eines Kraftfahr­ zeuges bestimmt. Die Lagerung enthält daher eine Starrspin­ del 12 mit einem Achsstummel 14 und einem Befestigungsflansch 16, der über mehrere Schrauben 18 mit einem benachbarten Teil des Kraftfahrzeugs verbunden ist.

Der Achsstummel 14 enthält mehrere Abschnitte zwischen dem Anschlußflansch 16 und der freien Stirnfläche, und zwar einen zylindrischen Bund 20 zur Abdichtung, eine ringförmige Lauf­ bahn 22, ein kegelstumpfförmiges Teil 24 und ein zylindrisches Teil 26 kleineren Durchmessers. In letzterem befindet sich auf der dem Flansch zugewandten Seite eine Ringnut 28 recht­ eckigen Querschnitts und auf der der freien Stirnfläche des Achsstummels 14 zugewandten Seite eine trapezförmige Ringnut 30.

Die Lagerung enthält ferner eine Nabe 32 mit einem äußeren Laufring 34 und einem daran sitzenden Flansch 36 zur Befesti­ gung des Rades. Der Flansch 36 hat rechteckige Gestalt, um die Schrauben 18 des Befestigungsflansches zugänglich zu machen. In der Zeichnung ist der Flansch 36 entsprechend der Diagonale dieses Rechtecks geschnitten.

Der äußere Laufring 34 enthält zwei axialen Abstand vonein­ ander aufweisende Laufbahnen 38 und 40, die durch einen zylin­ drischen Abschnitt 42 kleineren Durchmessers im mittleren Teil voneinander getrennt sind. Es sind hierdurch zwei Axial­ schübe in entgegengesetzter Richtung aufnehmende Schultern gebildet.

Ein erster Satz von Kugeln 44, die in Umfangsrichtung durch einen Käfig getrennt sind, sind zwischen der inneren Laufbahn 22 und der äußeren Laufbahn 38 angeordnet. Ein zweiter Satz von Kugeln 46 ist zwischen der äußeren Laufbahn 40 und einer inneren Laufbahn 48 an einem zweiten Teil 50 des inneren Lauf­ rings angeordnet. Das zweite Teil 50 paßt auf das zylindrische Teil 26 des Achsstummels 14.

Das zweite Teil 50 ist so auf dem Achsstummel 14 festgelegt, daß sich eine vorgegebene Belastung des Wälzlagers ergibt. Hierzu dienen Druckringteile 54, die eine vorgegebene Breite haben und die wahlweise in die Ringnut 28 eingesetzt werden. Bei vorgespanntem Lager haben die Kugeln 44 und 46 des Wälz­ lagers Druckwinkel, daß sich einander entgegengesetzte Achs­ schübe in Richtung auf die Mittelebene 52 des Wälzlagers am äußeren Laufring 34 über die Laufbahn 38 und 40 ergeben. Je­ der der Druckringteile 54 ist in die Ringnut 58 ohne elastische Verformung einsetzbar und liegt im wesentlichen über den ge­ samten Umfang gegen die Stirnfläche des zweiten Teils 50 an; um eine geringe Anzahl von Druckringteilen zu erfordern, sind diese zweckmäßig halbkreisförmig gestaltet.

Die Druckringteile 54 werden auf eine Rockwell-Härte von 55 bis 60 der C-Skala gehärtet und mit sehr enger Toleranz auf Breite geschliffen, wobei Gruppen von walhlweise in die Ring­ nut 28 einsetzbaren Teilen gebildet werden, deren Breite um jeweils 0,005 m verschieden ist. Auf diese Art kann eine unterschiedliche Vorspannung des Lagers erzielt werden.

Die Druckringteile 54 werden gegen den Boden der Ringnut 28 anliegend eingesetzt und durch einen Haltering 56 aus Metall­ blech in dieser Lage gehalten. Der Haltering 56 hat eine innere kegelstumpfförmige Fläche 58, die mit einer entsprechenden kegelstumpfförmigen äußeren Fläche 60 der Druckringteile 54 zusammenarbeitet. Der Haltering 56 hat ein zylindrisches End­ teil 62, das in einen Bereich 64 in die trapezförmige Ring­ nut 30 des Achsstummels 14 hineinverformt wird, um damit eine dauernde feste Verbindung zwischen dem Haltering 56 und dem Achsstummel 14 zu bilden.

Im Ausführungsbeispiel hat der Haltering 56 einen Flansch 66, dessen Außendurchmesser größer als der Durchmesser der Bohrung 42 ist, so daß bei einem Ausfall der Wälzkörper bei einem Unfall ein Abbau des Lagers verhindert ist.

Die Anordnung des Ausführungsbeispiels enthält ferner eine Dichtung 69, die am der freien Stirnfläche abgewandten Ende der Nabe 32 angeordnet ist und mit dem zylindrischen Bund 20 zusammenarbeitet. Eine Fettbüchse 71 ist in das freie Ende der Nabe 32 eingesetzt und dichtet auf dieser Seite ab.

Eine vorgegebene Vorspannung des Lagers wird durch die axiale Lage des zweiten Teils 50 auf dem Achsstummel 14 bestimmt. Um diese aufrechtzuerhalten, wird das zweite Teil 50 auf das zylindrische Teil 26 des Achsstummels 14 in richtiger Lage aufgepreßt, um die gewünschte Vorspannung zu ergeben und dann in dieser Stellung festgelegt.

Zum Zusammenbau des Lagers 10 werden die Kugeln 44 und 46 und die Nabe 32 mit dem Achsstummel 12 vormontiert. Dann wird das zweite Teil 50 auf den Achsstummel 14 aufgepreßt und der Abstand zwischen der Stirnfläche 68 des zweiten Teils 50 und der radialen Fläche 70 der Ringnut 28 (Fig. 3) gemessen. Ent­ sprechend diesen Meßwerten werden entsprechende Druckringteile 54 ausgewählt und in die Ringnut 28 eingesetzt, die etwas unter das zweite Teil 50 reicht. Es kann aber auch eine vor­ gegebene Vorspannung des Lagers durch Auswahl geeigneter Druck­ ringteile 54 ermittelt werden, die darauf in die Ringnut 28 eingesetzt werden, worauf dann das zweite Teil 50 zur Anlage gegen die Druckringe verschoben wird. Nachdem die Druckring­ teile 54 durch den Haltering 56 in ihre richtige Lage gebracht sind, also gegen den Boden der Ringnut 28 abgestützt sind, wird der Bereich 64 des Halterings in die trapezförmige Nut 30 des Achsstummels hineinverformt.

Eine Verschiebung des zweiten Teils 50 nach rechts in Fig. 1 und 3, wodurch die vorgegebene Vorspannung geändert würde, ist durch Achsschübe nicht möglich, da diese über die Stirn­ fläche 68 des zweiten Teils auf die Druckringteile 54 und über die radiale Fläche 70 der Ringnut 28 auf den Achsstum­ mel 14 übertragen werden, wobei diese Teile eine ausreichende Härte haben, die eine dauernde Verformung ausschließen. Auf diese Weise ist die ursprünglich eingestellte Vorspannung des Lagers gewährleistet.

Claims (4)

1. Wälzlager mit einem äußeren Laufring und einem aus minde­ stens zwei Teilen gebildeten inneren Laufring, wobei jedes der Teile eine ringförmige Laufbahn aufweist und das zweite Teil vom ersten Teil getragen ist, mit zwi­ schen einer Laufbahn des äußeren Laufrings und der Lauf­ bahn des ersten Teils des inneren Laufrings angeordneten Wälzkörpern, die einen Achsschub auf den äußeren Laufring ausüben und zwischen einer Lauffläche des äußeren Lauf­ rings und der Lauffläche des zweiten Teils des inneren Laufrings angeordneten Wälzkörpern, die einen entgegenge­ setzten Achsschub auf den äußeren Laufring ausüben, mit mehreren in eine Ringnut des ersten Teils des inneren Laufrings eingesetzten und gegen eine Stirnfläche des zweiten Teils des inneren Laufrings anliegenden Druckring­ teilen, wobei die axiale Länge der wahlweise einsetzbaren Druckringteile eine vorgegebene Vorspannung des Wälzla­ gers bestimmt und einem diese Druckringteile umgreifenden Haltering, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck­ ringteile (54) gehärtet sind und der Haltering (56) mit einem Bereich (58) an den Druckringteilen anliegt und diese unlösbar gegen den Boden der Ringnut drückt, und daß ein anderer Bereich des Halterings dauerhaft am ersten Teil befestigt ist.

2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck­ ringteile (54) eine kegelstumpfförmige Außenfläche (60) aufweisen und gegeneinander anliegend einen geschlossenen Ring bilden, gegen dessen kegelstumpfförmige Außenfläche eine entsprechende kegelstumpfförmige Innenfläche (58) des Halterings (56) anliegt.

3. Wälzlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Halte­ ring (56) durch einen in eine zweite Ringnut (30) am ersten Teil des inneren Laufrings hinein verformten Be­ reich (64) unlösbar mit diesem verbunden ist.

4. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Laufring einteilig ausgebildet ist und zwei axialen Ab­ stand voneinander aufweisende Laufbahnen (38 und 40) auf­ weist, und daß das erste Teil des inneren Laufrings durch einen Achsstummel (14) und dessen zweites Teil durch ein auf diesen aufsetzbares ringförmiges Teil (50) gebildet sind.