DE4117334A1 - Ball bearing for driven wheels of vehicle - has safety ring in groove to limit axial play of bearing - Google Patents

Ball bearing for driven wheels of vehicle - has safety ring in groove to limit axial play of bearing

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Abstract

The bearing for the driven wheels of a vehicle in which the outer bearing race (3) of an inclined ball bearing (1) is axially secured to the housings (13) by a stop ring (17) which engages a ring groove (18) in the housings. The ring above has such a width and such a diameter that as a result of axial displacement, the ring lies against the outer bearing race and the annular union (22) of the housing is axially deformed towards the interior. ADVANTAGE - Bearing which effectively eliminates any axial play in the outer bearing race.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lageranordnung für die angetriebenen Räder eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a bearing arrangement for the driven wheels of a motor vehicle according to the Preamble of claim 1.

Diese Lageranordnung stellt die übliche Radlagerbefestigung für die angetriebenen Räder eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Pkw dar. Das Wälzlager ist meistens ein zweireihiges Schrägkugellager mit zweigeteiltem Innenring.This bearing arrangement represents the usual one Wheel bearing attachment for the driven wheels one Motor vehicle, in particular a car Rolling bearings are mostly double-row angular contact ball bearings with two-part inner ring.

Bei der Montage wird das Schrägkugellager in das Gehäuse eingepreßt, bis die Innenkante des Außenlaufrings an dem Innenbund des Gehäuses anliegt, wobei der in eine Sicherungsringnut im Gehäuse eingreifende Sicherungsring der zusätzlichen axialen Sicherung des Außenlaufrings dient.When mounting, the angular contact ball bearing is in the housing pressed in until the inner edge of the outer race on the Inner collar of the housing rests, the in a Circlip groove in the housing engaging circlip the additional axial securing of the outer race serves.

Dabei sind Toleranzen zwischen dem Innenbund und der Außenflanke der Sicherungsringnut einerseits und der Außenlaufringbreite sowie der Dicke des Sicherungsrings andererseits im Bereich von einigen Zehntel Millimetern und damit ein Axialspiel des Außenlaufrings unvermeidbar. Dieses Axialspiel des Außenlaufrings hat aber einen entsprechenden Kippwinkel des Rades und damit eine Herabsetzung der Radführungsgenauigkeit zur Folge. There are tolerances between the inner collar and the Outer flank of the circlip groove on the one hand and the Outer race width and the thickness of the retaining ring on the other hand, in the range of a few tenths of a millimeter and thus an axial play of the outer race unavoidable. Has this axial play of the outer race but a corresponding tilt angle of the wheel and thus a reduction in wheel guidance accuracy.  

Um dieses Axialspiel zu beseitigen, ist bereits vorgeschlagen worden, einen Sicherungsring passender Dicke aus einem Satz verschieden dicker Sicherungsringe auszuwählen und in die Sicherungsringnut einzusetzen. Diese Möglichkeit ist jedoch verhältnismäßig zeitaufwendig und damit für die Pkw-Herstellung in Großserie nicht geeignet.To eliminate this axial play is already been proposed to fit a snap ring Thickness from a set of differently thick circlips to select and insert into the circlip groove. However, this possibility is proportionate time consuming and therefore for the car production in Large series not suitable.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lageranordnung für die angetriebenen Räder eines Kraftfahrzeuges bereitzustellen, die eine schnelle und sichere Beseitigung des Axialspiels des Außenlaufrings des Radlagers ohne großen Aufwand ermöglicht.The object of the invention is to provide a bearing arrangement for the driven wheels of a motor vehicle to provide a quick and safe Elimination of the axial play of the outer race of the Wheel bearing allows without much effort.

Dies wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Lageranordnung erreicht. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wiedergegeben.This is according to the invention by the in claim 1 marked bearing arrangement reached. In the Advantageous refinements of the Invention reproduced.

Nach der Erfindung wird ein Radlager praktisch ohne Axialspiel und damit hoher Radführungsgenauigkeit bereitgestellt. Da die üblichen Fertigungstoleranzen beibehalten werden oder sogar größer sein können, ist die erfindungsgemäße Radlagerung auch relativ kostengünstig, zumal für die Verformung des Gehäuses eine einfach aufgebaute Presse ausreicht.According to the invention, a wheel bearing is practically without Axial play and thus high wheel guidance accuracy provided. Because of the usual manufacturing tolerances can be maintained or even be larger the wheel bearing according to the invention also relatively inexpensive, especially for the deformation of the housing a simple press is sufficient.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigtThe invention is described in more detail below with reference to the drawing explained. It shows

Fig. 1 in schematischer Wiedergabe einen Schnitt durch eine Lageranordnung; Figure 1 is a schematic representation of a section through a bearing arrangement.

Fig. 2a und b einen Schnitt durch eine erste bzw. zweite Ausführungsform der Sicherungsringnut vor der Verformung des Außenbundes des Gehäuses; Figure 2a and b shows a section through a first or second embodiment of the circlip groove before the deformation of the outer collar of the housing.

Fig. 3 einen Schnitt durch die Sicherungsnut gemäß Fig. 2a in vergrößerter Wiedergabe und mit Sicherungsring nach der Verformung des Außenbundes des Gehäuses. Fig. 3 shows a section through the locking groove according to FIG. 2a in an enlarged representation and with locking ring after the deformation of the outer collar of the housing.

Die Lageranordnung weist ein Schrägkugellager 1 zur Aufnahme der Radial- und Axialkräfte auf. Das Schrägkugellager 1 wird durch den Innenlaufring 2, den Außenlaufring 3 und die Kugeln 4 gebildet.The bearing arrangement has an angular contact ball bearing 1 for absorbing the radial and axial forces. The angular contact ball bearing 1 is formed by the inner race 2 , the outer race 3 and the balls 4 .

Der Außenlaufring 3 weist eine hohe mittlere Doppelschulter 5 auf. Der Innenlaufring 2, der durch die Fuge 6 zweigeteilt ist, ist mit zwei entsprechenden Außenschultern 7 versehen.The outer race 3 has a high middle double shoulder 5 . The inner race 2 , which is divided into two by the joint 6 , is provided with two corresponding outer shoulders 7 .

Der Innenlaufring 2 sitzt drehfest auf einer Welle 8, die beispielsweise durch die angetriebene Hinterachse eines Pkw gebildet wird. Zur axialen Fixierung stützt sich der Innenlaufring 2 in axialer Richtung innen und außen an einem Bund 9 an der Welle 8 bzw. einem Ring 10 ab. Der Ring 10 bildet ein Teil des Radführungsteils. Um auf den Innenlaufring 3 die erforderliche Vorspannung zur axialen Fixierung aufzubringen, ist eine Mutter 11 vorgesehen, die von außen auf den Gewindezapfen 12 der Welle 8 gegen den Ring 10 geschraubt wird.The inner race 2 is non-rotatably on a shaft 8 , which is formed, for example, by the driven rear axle of a car. For axial fixation, the inner race 2 is supported in the axial direction on the inside and outside on a collar 9 on the shaft 8 or a ring 10 . The ring 10 forms part of the wheel guide part. In order to apply the pretension required for axial fixation to the inner race 3 , a nut 11 is provided which is screwed from the outside onto the threaded pin 12 of the shaft 8 against the ring 10 .

Mit seinem Außenlaufring 3 ist das Lager 1 drehfest mit dem Gehäuse 13 verbunden, das einen Teil des Radträgers bildet. With its outer race 3 , the bearing 1 is rotatably connected to the housing 13 which forms part of the wheel carrier.

Zur axialen Fixierung stützt sich der Außenlaufring 3 mit seiner axial innen liegenden Stirnseite 14 an einem am Gehäuse 13 vorgesehenen Innenbund 15 ab, und mit seiner axial außen liegenden Stirnseite 16 an einem Sicherungring 17, der in eine Sicherungsringnut 18 im Gehäuse 13 eingreift.For axial fixation, the outer race 3 is supported with its axially inner end face 14 on an inner collar 15 provided on the housing 13 , and with its axially outer end face 16 on a retaining ring 17 which engages in a retaining ring groove 18 in the housing 13 .

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, liegt bei der fertig montierten Lageranordnung der Sicherungsring 17 mit seiner Innenseite an der äußeren Stirnseite 16 des Außenlaufrings 3 und mit seiner Außenseite an der äußeren Flanke 19 der Sicherungsringnut 18 an, ferner die innere Stirnseite 14 des Außenlaufrings 3 an dem Innenbund 15 des Gehäuses 13. Damit ist ein axial nahezu spielfreier Sitz des Außenlaufrings 3 gewährleistet.As can be seen from FIG. 1, in the fully assembled bearing arrangement the retaining ring 17 rests with its inside on the outer end face 16 of the outer race 3 and with its outside on the outer flank 19 of the retaining ring groove 18 , as well as the inner end face 14 of the outer race 3 the inner collar 15 of the housing 13 . An axially almost play-free seat of the outer race 3 is thus ensured.

Um diesen axial nahezu spielfreien Sitz des Außenlaufrings 3 zu erreichen, ist die Sicherungsringnut 18 so ausgebildet, daß sie, nachdem der Außenlaufring 3 in das Gehäuse 13 gepreßt und damit die innere Stirnseite 14 des Außenlaufrings 3 in Anlage an den Innenbund 15 des Gehäuses 13 gebracht worden ist, neben einem entsprechenden Durchmesser eine solche Breite aufweist, daß der Sicherungsring 17 gegen die äußere Stirnseite 16 des Außenlaufrings 3 schiebbar ist.In order to achieve this axially almost play-free seat of the outer race 3 , the retaining ring groove 18 is designed such that after the outer race 3 is pressed into the housing 13 and thus the inner end face 14 of the outer race 3 comes into contact with the inner collar 15 of the housing 13 has, in addition to a corresponding diameter, such a width that the locking ring 17 can be pushed against the outer end face 16 of the outer race 3 .

Dies ist in Fig. 2a näher veranschaulicht, die eine Sicherungsringnut 18′ zeigt, die als fertigungstechnisch günstige Einstichnut ausgebildet ist, da sie beispielsweise eine problemlose Spanabführung ermöglicht. Die Sicherungsringnut 18′ nach Fig. 2a weist eine schräge zurückgenommene Innenflanke 20 auf. D. h., es ist ein zylindrischer Ringabschnitt 21 vorgesehen, der einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der Außendurchmesser des Sicherungsrings 17. Der zylindrische Abschnitt 21 ist so breit ausgebildet, daß er sich axial nach innen über die äußere Stirnseite 16 des Außenlaufrings 3 hinaus erstreckt, wobei sich an die Innenseite des Ringabschnitts 21 die schräge Innenflanke 20 anschließt. Durch das Axialspiel a des Sicherungsrings 17 gegenüber dem Außenlaufring 3 ist gewährleistet, daß der Sicherungsring 17 in die Nut 18′ ohne Schwierigkeiten eingesetzt werden kann.This is illustrated in Fig. 2a in more detail, which shows a locking ring groove 18 ', which is designed as a technically favorable groove groove, since it enables, for example, a problem-free chip removal. The locking ring groove 18 'of FIG. 2a has an inclined recessed inner flank 20 . In other words, a cylindrical ring section 21 is provided, which has a diameter that is larger than the outer diameter of the securing ring 17 . The cylindrical section 21 is so wide that it extends axially inwards beyond the outer end face 16 of the outer race 3 , the inclined inner flank 20 adjoining the inside of the ring section 21 . The axial play a of the locking ring 17 relative to the outer race 3 ensures that the locking ring 17 'can be used in the groove 18 ' without difficulty.

In Fig. 2b ist entsprechend Fig. 1 eine zylindrische Sicherungsnut 18, also ein Norm-Einstich, dargestellt, wobei die Sicherungsnut 18 ebenfalls eine Breite und einen solchen Durchmesser aufweist, daß der Sicherungsring 17 gegen die äußere Stirnseite 16 des Außenlaufrings 3 verschiebbar ist, wobei die Breite der Sicherungsringnut 18 derart bemessen ist, daß sie sich über die äußere Stirnseite 16 des Außenlaufrings 3 hinaus axial nach innen erstreckt.1, Fig. 2b is shown in FIG. A cylindrical securing groove 18, so a standard puncture shown, wherein the securing groove 18 also has a width and a diameter such that the retaining ring 17 against the outer end face 16 of the outer race 3 is displaceable, the width of the locking ring groove 18 is dimensioned such that it extends axially inward beyond the outer end face 16 of the outer race 3 .

Nach der Montage des Außenlaufrings 3 und des Einsetzens des Sicherungsrings 17 in die Nut 18 bzw. 18′ wird der Außenbund 22 des Gehäuses 13, d. h. der sich von der Sicherungsringnut 18 bzw. 18′ axial nach außen erstreckende Abschnitt des Gehäuses 13 axial nach innen verformt, so daß der Sicherungsring 17 an dem Außenlaufring 3 anliegt.After assembly of the outer race 3 and the insertion of the securing ring in the groove 18 and 18, 17 ', the outer collar 22 of the housing 13, that extends from the circlip 18 or 18' axially outwardly extending portion of the housing 13 axially inwardly deformed so that the locking ring 17 abuts the outer race 3 .

Dies ist in Fig. 3 veranschaulicht, wobei die strichpunktierten Linien die entsprechenden Flächen vor der Verformung und die ausgezogenen Linien die Flächen nach der Verformung des Außenbundes 22 des Gehäuses 13 darstellen. This is illustrated in FIG. 3, the dash-dotted lines representing the corresponding areas before the deformation and the solid lines representing the areas after the deformation of the outer collar 22 of the housing 13 .

Danach wird mit einem Stempel 23 einer Presse von außen axial gegen den Außenbund 22 des Gehäuses 13 gedrückt, wodurch der Außenbund 22 derart plastisch verformt wird, daß die Nut 18′ mit ihrer Außenflanke 19 gegen den Sicherungsring 17 und dieser gegen die äußere Stirnseite 16 des Außenlaufrings 3 gedrückt wird.Then is pressed with a stamp 23 of a press from the outside axially against the outer collar 22 of the housing 13 , whereby the outer collar 22 is plastically deformed so that the groove 18 'with its outer flank 19 against the retaining ring 17 and this against the outer end face 16 of Outer race 3 is pressed.

Die Verformungskraft des Stempels 23 ist so gewählt, daß das Axialspiel a gemäß Fig. 2a nahezu 0 wird. D. h., bei ähnlichem elastisch-plastischem Werkstoffverhalten der Serienteile und gleicher Preßkraft wird auf diese Weise ein konstantes geringes Axialspiel erzielt. Dieses geringe Axialspiel muß nämlich aufrechterhalten werden, damit eine Demontage des Sicherungsrings 17 bei Demontage des Lagers 1 durchgeführt werden kann.The deformation force of the plunger 23 is selected so that the axial play a becomes almost 0 according to FIG. 2a. In other words, with a similar elastic-plastic material behavior of the series parts and the same pressing force, a constant small axial play is achieved in this way. This slight axial play must namely be maintained so that a disassembly of the locking ring 17 can be carried out when the bearing 1 is disassembled.

Die Verformungskraft kann auf den gesamten Umfang des Außenbundes 22 aufgebracht werden, wie durch den Pressenstempel 23. Jedoch ist es auch möglich, die Verformungskraft bereichsweise umlaufend aufzubringen.The deformation force can be applied to the entire circumference of the outer collar 22 , as by the press ram 23 . However, it is also possible to apply the deformation force all around in areas.

Gemäß Fig. 3 weist der Pressenstempel 23 einen Außendurchmesser auf, der dem maximalen Durchmesser der Nut 18′ etwa entspricht. Der Pressenstempel kann jedoch auch einen kleineren Durchmesser aufweisen, wodurch die Preßkraft, die zur Verformung des Außenbundes 22 aufgebracht werden muß, geringer ist. Ferner ist es möglich, den Durchmesser des Pressenstempels zu vergrößern, so daß er radial über die Nut 18′ hinausreicht. Dadurch wird im Gehäuse 13 eine Druckspannung in Axialrichtung erzeugt, die bei Druckentlastung zu einem einstellbaren Axialspiel führt, das, wie erwähnt, für die Demontage des Sicherungsrings 17 und damit des Außenlaufrings 3 unerläßlich ist. Referring to FIG. 3, the press ram 23 to an outer diameter which corresponds approximately to the maximum diameter of the groove 18 '. However, the press ram can also have a smaller diameter, as a result of which the pressing force which has to be applied to deform the outer collar 22 is lower. It is also possible to enlarge the diameter of the press ram so that it extends radially beyond the groove 18 '. Characterized a compressive stress is generated in the axial direction in the housing 13 , which leads to an adjustable axial play when pressure is released, which, as mentioned, is essential for the disassembly of the locking ring 17 and thus the outer race 3 .

Der Sicherungsring 17 ist als Sprengring ausgebildet, d. h. er weist einen in der Zeichnung nicht dargestellten schlitzförmigen Öffnungsbereich auf. Wenn ein ringförmiger Stempel 23 verwendet wird, ist damit die axiale Preßkraft des Stempels 23 auf den Außenbund 22 im Bereich dieses Öffnungschlitzes des Sicherungsrings 17 genauso groß wie im übrigen Bereich des Sicherungsrings 17. Andererseits fehlt aber an dem schlitzförmigen Öffnungsbereich des Sicherungsrings 17 im Gegensatz zum übrigen Ring 17 eine Gegendruckfläche für die gegen den Sicherungsring 17 gepreßte Außenflanke 19 der Nut 18′. Dies hat zur Folge, daß das Material an der Außenflanke 19 im Bereich der schlitzförmigen Öffnung des Sicherungsrings 17 in diese Öffnung hineingedrückt wird. Damit ergeben sich jedoch Probleme bei der Demontage des Sicherungsrings 17.The locking ring 17 is designed as a snap ring, ie it has a slot-shaped opening area, not shown in the drawing. If an annular plunger 23 is used, the axial pressing force of the plunger 23 on the outer collar 22 in the region of this opening slot of the locking ring 17 is as great as in the remaining region of the locking ring 17 . On the other hand, lack of the slit-shaped opening portion of the locking ring 17 as opposed to the remainder of the ring 17, a counter-pressure surface for the material pressed against the locking ring 17 outside flank 19 of the groove 18 '. The result of this is that the material on the outer flank 19 is pressed into this opening in the region of the slot-shaped opening of the securing ring 17 . However, this results in problems when disassembling the locking ring 17 .

Demgemäß ist die Verformung des Außenbundes 22 im Öffnungsbereich des Sicherungsrings 17 geringer als im übrigen Bereich des Sicherungsrings 17. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, daß der Stempel 23 eine Ausnehmung aufweist, die bei Verformung des Außenbundes 22 dem Öffnungsbereich des Sicherungsrings 17 gegenüberliegt, wodurch die Verformkraft, die auf diesen Bereich des Außenbundes 22 aufgebracht wird, geringer ist als im übrigen Bereich des Außenbundes 22.Accordingly, the deformation of the outer collar 22 in the opening area of the locking ring 17 is less than in the remaining area of the locking ring 17 . This is achieved, for example, in that the punch 23 has a recess which, when the outer collar 22 is deformed, lies opposite the opening region of the locking ring 17 , as a result of which the deforming force which is applied to this region of the outer collar 22 is less than in the remaining region of the outer collar 22 .

Das erfindungsgemäße Radlager kann zerstörungsfrei demontiert werden. Ein neues Wälzlager kann dann durch einen Sicherungsring mit entsprechender Dicke und mit geringem Spiel befestigt werden. Eine weitere plastische Verformung des Außenbundes 22 erübrigt sich damit. Ein solcher Sicherungsring passender Dicke kann aus einem Satz verschieden dicker Sicherungsringe ausgewählt werden. Da die Demontage in einer Werkstatt, also nicht in Serie erfolgt, kommt es auf den Zeitaufwand zur Auswahl des passenden Sicherungsrings nicht wesentlich an.The wheel bearing according to the invention can be dismantled without being destroyed. A new rolling bearing can then be fastened with a locking ring with the appropriate thickness and with little play. A further plastic deformation of the outer collar 22 is therefore unnecessary. Such a circlip of suitable thickness can be selected from a set of circlips of different thicknesses. Since disassembly takes place in a workshop, i.e. not in series, the time it takes to select the appropriate circlip is not essential.

Claims (3)

1. Lageranordnung für die angetriebenen Räder eines Kraftfahrzeuges mit einem Radial- und Axialkräfte aufnehmendem Wälzlager, das mit seinem Innenlaufring an der Welle der Antriebsachse und mit seinem Außenlaufring am Gehäuse befestigt ist, wobei zur axialen Fixierung des Außenlaufrings des Lagers ein Innenbund am Gehäuse und ein in eine Sicherungsringnut im Gehäuse eingreifender Sicherungsring vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungsringnut (18, 18′) eine solche Breite und einen solchen Durchmesser aufweist, daß der Sicherungsring (17) durch Axialverschiebung am Außenlaufring (3) anliegt und daß der sich von der Sicherungsringnut (18, 18′) axial nach außen erstreckende Abschnitt (Ringbund 22) des Gehäuses (13) zur Verschiebung des Sicherungsrings (17) zur Anlage an den Außenlaufring (3) axial nach innen verformt ist. 1. Bearing arrangement for the driven wheels of a motor vehicle with a radial and axial force-absorbing roller bearing, which is fastened with its inner race to the shaft of the drive axle and with its outer race to the housing, with an inner collar on the housing and a for axially fixing the outer race of the bearing in a locking ring groove in the housing engaging locking ring are provided, characterized in that the locking ring groove ( 18 , 18 ') has such a width and such a diameter that the locking ring ( 17 ) rests against the outer race ( 3 ) by axial displacement and that the the locking ring groove ( 18 , 18 ') axially outwardly extending portion (collar 22 ) of the housing ( 13 ) for displacing the locking ring ( 17 ) for bearing against the outer race ( 3 ) is axially deformed inward. 2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungsringnut (18′) als Einstichnut mit schräger Innenflanke (20) ausgebildet ist, die zur Anlage des Sicherungsrings (17) am Außenlaufring (3) unter Bildung eines Ringabschnitts (21) zurückgenommen ist.2. Bearing arrangement according to claim 1, characterized in that the retaining ring groove ( 18 ') is formed as a groove with an inclined inner flank ( 20 ) which is withdrawn to bear the retaining ring ( 17 ) on the outer race ( 3 ) to form a ring portion ( 21 ) . 3. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung des sich von der Sicherungsringnut (18, 18′) axial nach außen erstreckenden Abschnitts (Ringbund 22) des Gehäuses (13) im Öffnungsbereich des Sicherungsrings (17) geringer als im übrigen Bereich des Sicherungsrings (17) ist.3. Bearing arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the deformation of the locking ring groove ( 18 , 18 ') axially outwardly extending portion (collar 22 ) of the housing ( 13 ) in the opening region of the locking ring ( 17 ) less than in remaining area of the locking ring ( 17 ).
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