DE3608346A1 - Verfahren zum verbinden der teile einer radlagerung - Google Patents

Verfahren zum verbinden der teile einer radlagerung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einer Lagerung nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1 werden insbesondere bei Kurvenfahrten große Axialkräfte und Momente auf die Innenringe ausgeübt. Der zur offenen Nabenseite hin angeord­ nete Innenring muß daher axial sehr gut abgestützt werden, was wie in der DE-OS 28 48 169 angegeben durch Anschweißen von Abstützteilen geschehen kann. Bei dem hier bekannten Aufbau und der Anordnung der im Schweißstellenbereich befindlichen Teile ergeben sich aber einige wesentliche Nachteile. Die Schweiß­ stelle liegt nämlich sehr nahe beim Innenring des Wälzlagers. Da außerdem die Wärme auf kürzestem Wege über große Querschnitte und gut leitendem Material zum Innenring gelangen kann, ist die Gefahr einer Überhitzung des Innenrings und damit eines Härte­ fehlers sehr groß. Außerdem ist insbesondere bei Verwendung des Reibschweißverfahrens die Möglichkeit sehr wahrscheinlich, daß eine unzulässige axiale Verspannung der Innenringe erfolgt, denn eine genaue axiale Positionierung der Nabe und des Gleichlauf­ drehgelenks zueinander ist bei der bekannten Anord­ nung der Schweißflächen nicht möglich. Bei ungenauen Abmessungen der Schweißflächen ist sogar eine axiale Verschiebung der Innenringe möglich, was für die Funktion der Wälzlager ebenfalls sehr ungünstig ist. Deswegen ist auch die Position der der Innenring­ stirnseite gegenüberliegenden Abstützfläche des Gleichlaufdrehgelenks nicht mit ausreichender Genauigkeit erreichbar.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Verbindung der Teile einer Radlagerung nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs aufzuzeigen, womit eine hochbelastbare Einheit mit einfachen Mitteln herstellbar ist, wobei der Wärmeübergang zum Innenring vermindert und die gewünschte axiale Vorspannung des Lagers erreicht wird.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeich­ nenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Die Ansprüche 2 bis 4 zeigen weitere Ausgestaltungen.
Durch die ringförmigen Vorsprünge an Radnabe und z. B. Gleichlaufdrehgelenk ist die Verwendung z. B. des einfachen Reibschweißverfahrens möglich. Dabei werden nur die isoliert stehenden Vorsprünge erhitzt, wobei ein direkter Übergang der Wärme zum Innenring vermieden wird. Die erhitzten Vorsprünge können dann durch axiale Bewegung der Nabe zum Gleichlaufdrehgelenk hin so lange ver­ formt werden, bis das Gleichlaufdrehgelenk mit einer Stirnfläche an der Stirnfläche des Innen­ rings zur Anlage kommt. Dieses kann genau mit dem für die Vorspannung der Lager erforderlichen Druck erfolgen. Beim Abkühlen der Vorsprünge im Schweißstellenbereich ergibt sich außerdem eine Längenänderung, wodurch, wegen der Anlage des Gleichlaufgelenks an dem Innenring, eine gewünschte Vorspannung der Laufringe erreicht wird. Die Schweißverbindung tritt mit der erforderlichen Sicherheit spätestens bei der Verformung der Vor­ sprünge ein. Eventuell überschüssiges Material kann wegen der isoliert stehenden Vorsprünge als Wülste angeformt werden. Mit der so verbundenen Radlager­ einheit können große Axial- und Kippkräfte übertra­ gen werden, ohne daß der Innenring bzw. die Einheit überbeansprucht wird.
Weiterhin ist die Schweißnaht von Umwelteinflüssen abgeschirmt und somit die Rostgefahr reduziert.
Nach einer bevorzugten Ausführung stehen den axia­ len, zu verschweißenden Vorsprüngen vor dem Verfor­ men mantel- und bohrungseitig Freiräume gegenüber. Dadurch wird der Wärmeübergang erschwert und es können sich ungehindert Schweißwülste bilden, wo­ durch die Schweißverbindung verbessert wird. Außer­ dem kann sich bei der richtigen Position der Schweißnaht der eine Wulst so zum Innenring hin vorwölben, daß er dessen axiale Fixierung bewirkt. Am zweckmäßigsten erstreckt sich dieser Schweiß­ wulst in eine Eckaussparung des Innenrings. Dadurch wird Gewicht und in axialer Richtung Platz gespart, was bei Kraftfahrzeugen von großer Bedeutung ist.
Damit die zuletzt genannte Verbindung, die die Rad­ lagerung zusammenhält, immer mit Sicherheit erhalten bleibt, kann es zweckmäßig sein, den Vorsprung des Gleichlaufdrehgelenks geringfügig zu schwächen, damit bei Überbeanspruchungen an dieser Stelle ein Bruch zustande kommt. In diesem Falle würde dann nur der Antrieb des Rades defekt sein, das Rad selbst aber mit dem Kraftfahrzeug verbunden blei­ ben.
Die Erfindung wird anhand von vier Figuren näher erläutert:
Fig. 1 zeigt einen Teilquerschnitt durch eine erfindungungsgemäße Radlagerung vor dem Verschweißen.
Fig. 2 zeigt eine Ausführung nach Fig. 1 nach dem Schweißvorgang.
Fig. 3 zeigt eine Variante zu Fig. 2.
Fig. 4 zeigt eine weitere Variante.
Gemäß Fig. 1 besteht die Radlagerung aus der Nabe 1, dem Wälzlager 2 mit den Außenringen 3, den Wälz­ körpern 4 und dem von der Nabe 1 getrennten Innen­ ring 5 sowie dem Gleichlaufdrehgelenk 6. Vor dem Verschweißen steht dabei der Vorsprung 1′ der Nabe 1 dem Vorsprung 6′ des Gleichlaufdrehgelenks 6 gegenüber, wobei mantel- und bohrungsseitig Frei­ räume 7 und 8 vorgesehen sind, die den Wärmeüber­ gang zum Lagerinnenring 5 in sehr erwünschter Weise reduzieren. Die Verbindung dieser beiden Teile erfolgt dann z. B. in der Weise, daß die Vorsprünge 1′ und 6′ rotativ gegeneinander bewegt und dabei mit ihrer Stirnseite aufeinander gepreßt werden, bis die Schweißtemperatur erreicht ist. Dabei oder danach werden sie unter Verformung der Vorsprünge 1′ und 6′ axial so weit zueinander hin bewegt, bis der Vorsprung 9 mit seiner Stirnfläche 9′ an der Stirnfläche 5′ des Innenrings 5 zur Anlage kommt. Dieser Sachverhalt ist aus Fig. 2 ersichtlich. Es entstehen die Schweißwülste 1′′ und 6′′. Ersterer erstreckt sich bis in eine Eckaussparung 10 des Innenrings 5 und trägt so zu dessen axialer Fixie­ rung bei. Dadurch ergeben sich geringere vom Vor­ sprung 9 zu übertragende axiale Kräfte.
Um den Wärmeübergang beim Schweißen zum Lager 2 weiter zu reduzieren, ist der Nabenvorsprung 1′ mit einer umlaufenden Nut 11 versehen. Zweckmäßigerwei­ se besitzt der Vorsprung 6′ (siehe Fig. 2) einen geringeren Querschnitt als der Vorsprung 1′. Durch die damit erzeugte Sollbruchstelle erfolgt im Über­ lastungsfalle ein Bruch an dieser Stelle und es wird lediglich das Gleichlaufdrehgelenk abgetrennt, während die Radbefestigung nicht beeinflußt wird.
Die Fig. 3 zeigt eine Variante zu Fig. 2. Hier sitzen auf der Nabe 1 zwei getrennte Innenringe 5 des Wälzlagers 2. Um hier die Entfernung der Schweißstelle zum Innenring 5 hin zu vergrößern, war hier der Vorsprung 1′ der Nabe 1 länger als der des Gleichlaufdrehgelenks 6. Es ergeben sich daher zum letzteren hin verschobene Schweißwülste 1′′ und 6′′. Die dazwischen liegende Schweißnaht kann dabei in einfacher Weise mit Hilfe von Sichtgeräten durch die Öffnung 13 kontrolliert werden.
In Fig. 4 wird eine Radlagerung gezeigt, die der nach Fig. 2 bzw. 3 in etwa entspricht mit der Ausnahme, daß das Gleichlaufdrehgelenk durch ein Halteteil 12 mit dem weiteren axialen Vorsprung 12′ ersetzt ist. Es handelt sich hier um eine Ausfüh­ rung, die bei nicht angetriebenen Rädern Verwendung finden kann. Im übrigen wird das gleiche Verfahren angewendet, so daß sich auch die gleichen Vorteile ergeben.

Claims (4)

1. Verfahren zum Verbinden der Teile einer Rad­ lagerung eines Motorfahrzeugs, bei der die mit mindestens einem getrennten Innenring eines Wälzlagers versehene Nabe mit einem Gleichlauf­ drehgelenk bzw. einem Halteteil verschweißt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Nabe (1) und am Gleichlaufdrehgelenk (6) bzw. am Halteteil (12) angebrachten, einander gegenüberstehenden, ringförmigen Vorsprünge (1′, 6′), von denen zumindest der Vorsprung (1′) axial über die Stirnfläche (5′) des Innenrings (5) hinausragt, bis zur Erreichung der Schweißtemperatur erhitzt werden und dann die Nabe (1) und das Gleichlauf­ drehgelenk (6) bzw. das Halteteil (12) axial unter Verformung der Vorsprünge (1′, 6′) so weit aufeinander zubewegt werden, bis das Gleichlauf­ drehgelenk (6) oder ein weiterer axialer Vor­ sprung (9) des Gleichlaufdrehgelenks (6) bzw. ein Vorsprung (12′) des Halteteils (12) an der Stirn­ seite (5′) des Wälzlagerinnenrings (5) flächen­ haft zur Anlage kommt, sodann kühlt die Schweiß­ stelle ab.
2. Radlagerung, hergestellt mit dem Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den axialen Vorsprüngen (1′, 6′) mantel- und bohrungs­ seitig Freiräume (7, 8) gegenüberstehen.
3. Radlagerung, hergestellt mit dem Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring (5) des Wälzlagers (2) im Bereich des Nabenvorsprungs (1′) eine vorzugsweise unter­ brochene Eckaussparung (10) besitzt, in die sich ein Wulst (1′′) der Schweißnaht erstreckt.
4. Radlagerung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Vorsprung (6′) des Gleichlauf­ drehgelenks (6) geringfügig schwächer ausgebildet ist als der andere Vorsprung (1′) oder mit einer nicht im Verformungsbereich angeordneten, um­ laufenden Nut versehen ist.
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