EP1934493A1 - Bearing unit, preferably, wheel bearing unit for a motor vehicle, and method for producing a bearing unit - Google Patents

Bearing unit, preferably, wheel bearing unit for a motor vehicle, and method for producing a bearing unit

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EP1934493A1
EP1934493A1 EP06805353A EP06805353A EP1934493A1 EP 1934493 A1 EP1934493 A1 EP 1934493A1 EP 06805353 A EP06805353 A EP 06805353A EP 06805353 A EP06805353 A EP 06805353A EP 1934493 A1 EP1934493 A1 EP 1934493A1
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EP
European Patent Office
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hub
bearing unit
flange
wheel
ring
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06805353A
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German (de)
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Inventor
Erwin Hartmann
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IHO Holding GmbH and Co KG
Original Assignee
Schaeffler KG
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C19/18—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls
    • F16C19/181—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact
    • F16C19/183—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles
    • F16C19/184—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles in O-arrangement
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    • Y10T29/49643—Rotary bearing
    • Y10T29/49679—Anti-friction bearing or component thereof

Definitions

  • Bearing unit preferably wheel bearing unit for a motor vehicle, and method for producing a storage unit
  • the invention relates to a bearing unit, preferably a wheel bearing unit for a motor vehicle, comprising a hub with a wheel-side hub flange on which a skewed roller bearing is arranged with at least one inner ring and one outer ring. Furthermore, the invention relates to a method for mounting such a bearing unit, by means of a clamping force on the bearing unit performing device.
  • Wheel bearings are highly stressed parts especially for suspension on the chassis of a motor vehicle, which must withstand a wide variety of operating stresses.
  • An important component of the overall composite wheel bearing are its bearing inner rings, which are fixed axially after heat treatments and cutting steps with a correspondingly high clamping force - depending on the bearing size 50KN to 120KN.
  • Known devices and methods for adjusting such axial Clamping force is a bracing of wheel flange with joint bell, a nut on the wheel flange or a Wälznietbund generated by means of a Wälznietfracs using a Wälznietvenez.
  • Such Wälznietbund is generated by cold deformation by means of rolling rivets at the hub end of the wheel bearing, which forms there an outwardly curved bead for fixing the inner ring to the hub.
  • DE 43 39 847 C2 shows a generic wheel bearing unit for motor vehicles, consisting of a hub and a Schrägnachlzlager, in which at least one inner ring is axially fixed by a generated by means of a plastic cold deformation by means of rolling rivets in a Wälznietmaschine, integrally formed at the hub end bead.
  • the bead seen in cross-section, has a curvature which extends to the outer periphery and is inclined to the inner ring.
  • the inner ring clamping force are of crucial importance to the extent of the supernatant of the initially undeformed bead, the inner ring Kantenverkürzungsgeometrie, the tool profile for the axial bead outer shape and the Wälznietkraft. Tight tolerances and exact dimensions are therefore required.
  • the force-displacement curve is determined and compared with predetermined values.
  • the deviation is introduced as a controlled variable into a force-controlled forming machine, for example a tumbling press.
  • the invention has for its object to provide a bearing unit, preferably a wheel bearing unit for a motor vehicle, the type mentioned and a manufacturing method of such a storage unit, which provides a precise and generates little variance prone clamping force, expansion problems, such as deformations and stresses as in known Wälznietein whatsoever, avoids and are inexpensive to produce and operable.
  • the invention is based on the finding that cold deformations of thick-walled cross-sections at relatively small diameters (ratio of wall thickness to diameter bore 0.2 to 0.08), in particular by Wälznietvon and Wälznietein whatsoever, usually lead to unwanted additional radial deformations and stresses on ⁇ lzniet Municipalen inner ring board which can adversely affect the function and reliability of the storage unit.
  • the invention is therefore based on a bearing unit, preferably a wheel bearing unit for a motor vehicle, comprising a hub with a wheel-side mounting flange, on which a skewed roller bearing with at least one inner ring and an outer ring are arranged.
  • a bearing unit preferably a wheel bearing unit for a motor vehicle, comprising a hub with a wheel-side mounting flange, on which a skewed roller bearing with at least one inner ring and an outer ring are arranged.
  • the fastening flange of the opposite end of the hub is integrally connected to a flange, which braces at least the inner ring with the hub.
  • the at least one inner ring of the angular rolling bearing is connected by the flange without additional radial deformations and / or stresses on the flanschring Technologyen inner ring with the hub of the bearing unit.
  • the solution according to the invention can be used in wheel bearings of all types for motor vehicles, in particular in those wheel bearings which are to have a preset inner ring clamping force, without the need for further modifications or additional expenditures on the wheel bearing.
  • the end of the hub opposite the fastening flange is welded to the flange ring.
  • the mounting flange opposite end of the hub is connected to the flange by means of laser welding.
  • the laser welding method uses a non-contact, thermally less stressful and exact welding method, which has a low radiation divergence with high radiant energy and good focusability and is not subject to wear as a tool.
  • the invention is based on a method for producing a bearing unit, preferably a wheel bearing unit for a motor vehicle, comprising a hub with a wheel-side mounting flange on which a skew roller bearing is arranged with at least one inner ring and one outer ring, by means of a clamping force on the bearing unit, in particular to the at least one inner ring and / or the hub of the bearing unit, performing device.
  • a bearing unit preferably a wheel bearing unit for a motor vehicle, comprising a hub with a wheel-side mounting flange on which a skew roller bearing is arranged with at least one inner ring and one outer ring, by means of a clamping force on the bearing unit, in particular to the at least one inner ring and / or the hub of the bearing unit, performing device.
  • the invention also allows the use of two symmetrical identical inner rings - in the event that two inner rings are arranged for the angular rolling bearing - because a geometric edge shortening can be dimensioned only for strength requirements on the side of the mounting flange.
  • the flanschrDeutsch solvede edge shortening could also be made very small to reduce a bending moment due to the axial clamping force, in contrast to Wälznietein founded where the formation of the edge shortening has a direct impact on the forming behavior of the hub end formed bead.
  • the inventive method further allows the setting of any defined clamping force on the bearing unit or on the at least one inner ring without additional radial expansion problems, as they usually occur in the known WälznieteinRIC, for example, the occurrence of large variations due to the large Umformvarianz.
  • a precise adherence to the clamping force is made possible by a precisely metered pressing force.
  • the clamping force exerted by the device is withdrawn, wherein the bearing unit, in particular the inner ring, in particular by an amount of Flanschteilfederung or the Naben Wegfederkraftanteils and / or the Flanschring Wegfederkraftanteils relaxed in the desired bearing clamping force.
  • the end of the hub opposite the fastening flange is welded to the flange ring.
  • the mounting flange is connected to opposite end of the hub with the flange by means of laser welding. In this case, no deformations and / or tensions occur in the application of the laser welding process.
  • the wheel bearing unit 1 has a hub 2 with a wheel-side mounting flange 3, to which by means of connecting elements 4, for example screws, an unrepresented friction body, namely a brake disc and a wheel rim, are attached.
  • the hub 2 is, as usual for driven axles, via an internal toothing
  • hubs for non-driven axles is the Hub inside without elements for the torque transmission and can be solid or fully formed with recesses.
  • a double-row oblique roller bearing 6 which has a two-part inner ring 7 and an outer ring 8, between which two rings of spherical rolling elements 9 are arranged.
  • the attachment flange 3 opposite end 10 of the hub 2 is integrally connected to a flange 11, namely by means of welding and preferably by laser welding to the designated 12 inner circumference of the flange 11, so that the adjacent inner ring 7 with the hub 2 by a biasing force is tense.
  • this wheel bearing unit 1 is carried out by applying a force acting on the wheel bearing unit 1 clamping force F, which is applied by the device 13 shown schematically.
  • the montfederkraftanteil determined from the known spring characteristics of the hub 2 and the flange 11, which may be determined, for example, in the process for the production process.
  • the flange ring 11 is connected to the end 10 of the hub 2 opposite the fastening flange 3 by a welding operation, preferably by laser welding, in a material-locking manner and free of additional radial widenings or stresses in the inner rings 7.
  • a welding operation preferably by laser welding
  • the force exerted by the device 13 on the wheel bearing inner rings 7 clamping force F is withdrawn.
  • the wheel bearing inner rings 7 relax by the amount of springback of the hub 2 and the flange 11 in the desired Radlagerklemmkraft.

Abstract

The invention relates to a bearing unit, preferably, a wheel bearing unit (1) for a motor vehicle, comprising a hub (2) provided with a wheel-sided securing flange (11), whereon an angular contact anti-friction bearing (6), which comprises at least one inner ring (7) and an outer ring (8), is arranged. In order to produce the bearing unit (1) and to operate it in an economical manner, and also to prevent, for example, deformation and tensions characteristic of known roller riveting units, the securing flange (3) is connected in a material fit to the flange ring (11) in relation to the end (10) of the hub (2), which clamps at least the inner ring (7) to the hub (2). The invention also relates to a method for producing a bearing unit (1), preferably, a wheel bearing unit for a motor vehicle, comprising a hub (2) which is provided with a wheel-sided securing flange (3) whereon an angular contact anti-friction bearing (6) comprising at least one inner ring (7) and an outer ring (8), is arranged, by means of a device (13) which exerts a clamping force (F) on the bearing unit (1).

Description

Schaeffler KG Industriestraße 1 - 3, 91074 Herzogenaurach Schaeffler KG Industriestraße 1 - 3, 91074 Herzogenaurach
Lagereinheit, vorzugsweise Radlagereinheit für ein Kraftfahrzeug, sowie Verfahren zur Herstellung einer LagereinheitBearing unit, preferably wheel bearing unit for a motor vehicle, and method for producing a storage unit
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung bezieht sich auf eine Lagereinheit, vorzugsweise eine Radlagereinheit für ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine Nabe mit einem radseitigen Nabenflansch, an der ein Schrägwälzlager mit zumindest einem Innenring und einem Außenring angeordnet ist. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Montieren einer solchen Lagereinheit, mittels einer eine Klemmkraft auf die Lagereinheit ausübenden Vorrichtung.The invention relates to a bearing unit, preferably a wheel bearing unit for a motor vehicle, comprising a hub with a wheel-side hub flange on which a skewed roller bearing is arranged with at least one inner ring and one outer ring. Furthermore, the invention relates to a method for mounting such a bearing unit, by means of a clamping force on the bearing unit performing device.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Radlager sind hoch beanspruchte Teile insbesondere für Radaufhängungen am Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges, die unterschiedlichsten Betriebsbeanspruchungen standhalten müssen.Wheel bearings are highly stressed parts especially for suspension on the chassis of a motor vehicle, which must withstand a wide variety of operating stresses.
Eine wichtige Komponente des Gesamtverbundes Radlager sind dessen Lagerinnenringe, die nach Wärmebehandlungen und Zerspanschritten mit einer entsprechend hohen Klemmkraft - je nach Lagergröße 50KN bis 120KN - axial fixiert werden. Bekannte Vorrichtungen und Verfahren zur Einstellung einer solchen axialen Klemmkraft sind ein Verspannen von Radflansch mit Gelenkglocke, eine Mutter auf dem Radflansch oder ein mittels eines Wälznietprozesses unter Verwendung einer Wälznieteinheit erzeugter Wälznietbund.An important component of the overall composite wheel bearing are its bearing inner rings, which are fixed axially after heat treatments and cutting steps with a correspondingly high clamping force - depending on the bearing size 50KN to 120KN. Known devices and methods for adjusting such axial Clamping force is a bracing of wheel flange with joint bell, a nut on the wheel flange or a Wälznietbund generated by means of a Wälznietprozesses using a Wälznieteinheit.
Ein solcher Wälznietbund wird durch Kaltverformung mittels Wälznieten am Nabenende des Radlagers erzeugt, wobei sich dort ein nach außen gekrümmter Wulst zur Fixierung des Innenringes an der Nabe ausbildet.Such Wälznietbund is generated by cold deformation by means of rolling rivets at the hub end of the wheel bearing, which forms there an outwardly curved bead for fixing the inner ring to the hub.
Die DE 43 39 847 C2 zeigt eine gattungsgemäße Radlagereinheit für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einer Nabe und einem Schrägwälzlager, bei dem zumindest ein Innenring durch einen mit Hilfe einer plastischen Kaltverformung mittels Wälznieten in einer Wälznietmaschine erzeugten, am Nabenende angeformten Wulst axial fixiert ist.DE 43 39 847 C2 shows a generic wheel bearing unit for motor vehicles, consisting of a hub and a Schrägwälzlager, in which at least one inner ring is axially fixed by a generated by means of a plastic cold deformation by means of rolling rivets in a Wälznietmaschine, integrally formed at the hub end bead.
Dabei weist der Wulst, im Querschnitt gesehen, eine Krümmung auf, die sich zum Außenumfang hin erstreckt und zum Innenring geneigt ist. Für die Erzeugung der Innenringklemmkraft sind von entscheidender Bedeutung das Maß des Überstandes des zunächst unverformten Wulstes, die Innenring- Kantenverkürzungsgeometrie, das Werkzeugprofil für die axiale Wulstaußenform sowie die Wälznietkraft. Enge Toleranzen und genaue Abmessungen sind deshalb erforderlich.In this case, the bead, seen in cross-section, has a curvature which extends to the outer periphery and is inclined to the inner ring. For the generation of the inner ring clamping force are of crucial importance to the extent of the supernatant of the initially undeformed bead, the inner ring Kantenverkürzungsgeometrie, the tool profile for the axial bead outer shape and the Wälznietkraft. Tight tolerances and exact dimensions are therefore required.
Die Erzeugung des Wälznietbundes für eine entsprechend hohe Klemmkraft hat zwangsläufig eine zusätzliche radiale Aufweitung des wälznietseitigen In- nenringbordes zur Folge; es besteht ein direkter Zusammenhang zwischen Wälznietkraft und radialer Bordaufweitung.The generation of Wälznietbundes for a correspondingly high clamping force inevitably has an additional radial widening of Wälznietseitigen In- nenringbordes result; There is a direct relationship between rolling riveting force and radial expansion of the board.
Produktseitige Maßnahmen wie verstärkte Innenringquerschnitt sowie Formgebung der Kantenverkürzung oder Flanschhals (Wulst) erlauben nur eine begrenzte Reduzierung der radialen Innenringbordaufweitung. Für die Sicherstellung der Bauteilfunktion sind deshalb zusätzliche Maßnahmen wie spezielle Wärmebehandlung, Bearbeitungsschritte oder Pressverband während des Wälznietens erforderlich, die das Design bzw. den Prozess verteuern.Product-side measures such as reinforced inner ring cross section and shaping of the edge shortening or flange neck (bead) allow only a limited reduction of the radial inner ring flange widening. For ensuring the component function, additional measures such as special heat treatment, processing steps or press fit during the Roll riveting necessary, which make the design and the process more expensive.
Zur Fertigung eines solchen gekrümmten (Wälzniet-)Wulstes zum axialen Fixieren des wenigstens einen Lagerinnenringes ist aus der DE 196 13 441 A1 ein Verfahren zur Herstellung einer aus mehreren Einzelteilen bestehenden Wälzlagerbaueinheit, insbesondere einer Radlagerung für Kraftfahrzeuge, bekannt, wobei ein Lagerring gegen eine Wellenschulter oder zwei nebeneinander angeordnete Lagerringe gegeneinander verspannt und durch einen kalt umgeformten Wulst bzw. Bund zusammengehalten werden.For the production of such a curved (Wälzniet-) bead for axially fixing the at least one bearing inner ring is known from DE 196 13 441 A1 discloses a method for producing a multi-part Wälzlagerbaueinheit, in particular a wheel bearing for motor vehicles, known, wherein a bearing ring against a shaft shoulder or two side by side arranged bearing rings braced against each other and held together by a cold-formed bead or collar.
Hierzu wird beim Aufschieben der Lagerringe auf die Nabe, beim Anschlagen an einer axialen Innenringanschlagfläche und beim Kaltumformen des Wulstes mittels einer elektronischen Messeinrichtung der Kraft-Weg-Verlauf ermittelt und mit vorgegebenen Werten verglichen. Bei Abweichungen von dem vorgegebenen Kraft-Weg-Verlauf wird die Abweichung als Regelgröße in eine kraftgesteuerte Umformmaschine, beispielsweise eine Taumelpresse, eingeleitet.For this purpose, when pushing the bearing rings on the hub, when striking an axial inner ring stop surface and during cold forming of the bead by means of an electronic measuring device, the force-displacement curve is determined and compared with predetermined values. In the event of deviations from the given force-displacement curve, the deviation is introduced as a controlled variable into a force-controlled forming machine, for example a tumbling press.
Dieses Verfahren ist sehr aufwändig zu realisieren, da dieses einen technischen Überwachungszyklus mit zugehörigen elektronischen Komponenten erfordert. Weiterhin ist nachteilig, dass durch die Kaltverformung eine Verformung des Wulstes stattfindet und es dadurch zu Spannungen kommt, die in der Regel zusätzliche fertigungstechnische Arbeiten notwendig machen, um diese Spannungen zu beseitigen. Auf Grund der großen Umformvarianz unterliegen solche Wälznieteinheiten zudem großen Streuungen im Hinblick auf die erforderlichen Klemmkräfte.This method is very complicated to implement, since this requires a technical monitoring cycle with associated electronic components. Furthermore, it is disadvantageous that deformation of the bead takes place as a result of the cold deformation and as a result stresses occur which as a rule necessitate additional production engineering work in order to eliminate these stresses. Due to the large Umformvarianz such Wälznieteinheiten are also subject to large variations in terms of the required clamping forces.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lagereinheit, vorzugsweise eine Radlagereinheit für ein Kraftfahrzeug, der eingangs genannten Art sowie ein Herstellverfahren einer solchen Lagereinheit zu schaffen, die eine präzise und wenig Varianz behaftete Klemmkraft erzeugt, Aufweitungsprobleme, beispielsweise Verformungen und Spannungen wie bei bekannten Wälznieteinheiten, vermeidet sowie kostengünstig herstellbar und betreibbar sind.The invention has for its object to provide a bearing unit, preferably a wheel bearing unit for a motor vehicle, the type mentioned and a manufacturing method of such a storage unit, which provides a precise and generates little variance prone clamping force, expansion problems, such as deformations and stresses as in known Wälznieteinheiten, avoids and are inexpensive to produce and operable.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Kaltverformungen von dickwandigen Querschnitten bei relativ kleinen Durchmessern (Verhältnis von Wanddicke zu Durchmesser Bohrung 0,2 bis 0,08), insbesondere mittels Wälznietverfahren und Wälznieteinheiten, meistens zu unerwünschten zusätzlichen radialen Verformungen und Spannungen am wälznietseitigen Innenringbord führen, welche die Funktion und Zuverlässigkeit der Lagereinheit negativ beeinflussen können.The invention is based on the finding that cold deformations of thick-walled cross-sections at relatively small diameters (ratio of wall thickness to diameter bore 0.2 to 0.08), in particular by Wälznietverfahren and Wälznieteinheiten, usually lead to unwanted additional radial deformations and stresses on wälznietseitigen inner ring board which can adversely affect the function and reliability of the storage unit.
Die Erfindung geht daher aus von einer Lagereinheit, vorzugsweise eine Radlagereinheit für ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine Nabe mit einem radseitigen Befestigungsflansch, an der ein Schrägwälzlager mit zumindest einem Innenring und einem Außenring angeordnet sind. Zudem ist vorgesehen, dass das dem Befestigungsflansch gegenüberliegende Ende der Nabe mit einem Flanschring stoffschlüssig verbunden ist, der zumindest den Innenring mit der Nabe verspannt.The invention is therefore based on a bearing unit, preferably a wheel bearing unit for a motor vehicle, comprising a hub with a wheel-side mounting flange, on which a skewed roller bearing with at least one inner ring and an outer ring are arranged. In addition, it is provided that the fastening flange of the opposite end of the hub is integrally connected to a flange, which braces at least the inner ring with the hub.
Durch diesen Aufbau wird eine stoffschlüssige Verbindung des Schrägwälzlagers mit der Nabe der Lagereinheit durch zwei Bauteile erreicht, nämlich die Verbindung des dem Befestigungsflansch gegenüberliegenden Endes der Nabe mit einem Flanschring.By this construction, a cohesive connection of the oblique roller bearing is achieved with the hub of the bearing unit by two components, namely the connection of the mounting flange opposite end of the hub with a flange.
Damit wird der zumindest eine Innenring des Schrägwälzlagers durch den Flanschring ohne zusätzliche radiale Verformungen und/oder Spannungen am flanschringseitigen Innenring mit der Nabe der Lagereinheit verbunden. Die erfindungsgemäße Lösung ist bei Radlagern aller Bauformen für Kraftfahrzeuge, insbesondere bei solchen Radlagern, die eine voreingestellte Innenring- klemmkraft aufweisen sollen, einsetzbar, ohne dass weitere Modifikationen bzw. Mehraufwendungen am Radlager notwendig sind.Thus, the at least one inner ring of the angular rolling bearing is connected by the flange without additional radial deformations and / or stresses on the flanschringseitigen inner ring with the hub of the bearing unit. The solution according to the invention can be used in wheel bearings of all types for motor vehicles, in particular in those wheel bearings which are to have a preset inner ring clamping force, without the need for further modifications or additional expenditures on the wheel bearing.
Vorteilhafterweise kann weiterhin vorgesehen sein, dass das dem Befestigungsflansch gegenüberliegende Ende der Nabe mit dem Flanschring verschweißt ist. Bevorzugt ist das dem Befestigungsflansch gegenüber liegende Ende der Nabe mit dem Flanschring mittels Laserschweißen verbunden.Advantageously, it may further be provided that the end of the hub opposite the fastening flange is welded to the flange ring. Preferably, the mounting flange opposite end of the hub is connected to the flange by means of laser welding.
Durch das Laserschweißverfahren wird ein berührungsfreies, thermisch wenig belastendes und exaktes Schweißverfahren angewendet, welches eine geringe Strahlungsdivergenz bei hoher Strahlungsenergie und guter Fokussierbarkeit besitzt und als Werkzeug keinem Verschleiß unterliegt.The laser welding method uses a non-contact, thermally less stressful and exact welding method, which has a low radiation divergence with high radiant energy and good focusability and is not subject to wear as a tool.
Weiterhin geht die Erfindung aus von einem Verfahren zur Herstellung einer Lagereinheit, vorzugsweise einer Radlagereinheit für ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine Nabe mit einem radseitigen Befestigungsflansch, an der ein Schrägwälzlager mit zumindest einem Innenring und einem Außenring angeordnet ist, mittels einer eine Klemmkraft auf die Lagereinheit, insbesondere auf den zumindest einen Innenring und/oder die Nabe der Lagereinheit, ausübenden Vorrichtung.Furthermore, the invention is based on a method for producing a bearing unit, preferably a wheel bearing unit for a motor vehicle, comprising a hub with a wheel-side mounting flange on which a skew roller bearing is arranged with at least one inner ring and one outer ring, by means of a clamping force on the bearing unit, in particular to the at least one inner ring and / or the hub of the bearing unit, performing device.
Bei diesem Verfahren wird nach dem Aufbringen des Schrägwälzlagers auf die Nabe ein Flanschring an dem dem Befestigungsflansch gegenüberliegenden Ende der Nabe aufgesetzt. Anschließend wird durch die Vorrichtung eine Klemmkraft zuzüglich eines Rückfederkraftanteils, insbesondere des Rückfederkraftanteils der Nabe und/oder des Flansch ringes, auf die Lagereinheit, insbesondere auf den zumindest einen Innenring und/oder die Nabe der Lagereinheit, ausgeübt und währenddessen der Flanschring mit dem dem Befestigungsflansch gegenüber liegenden Ende der Nabe stoffschlüssig verbunden. Mit diesem Verfahren lässt sich eine präzise und gleichmäßige Klemmkraft mit geringer Varianz für die Klemmkraft für Großserien einhalten.In this method, after the application of the angular contact bearing on the hub, a flange is placed on the opposite end of the mounting flange of the hub. Subsequently, by the device, a clamping force plus a Rückfederkraftanteils, in particular the Rückfederkraftanteils the hub and / or the flange ring, on the bearing unit, in particular on the at least one inner ring and / or the hub of the bearing unit, exercised while the flange with the mounting flange connected to the opposite end of the hub cohesively. With this method, a precise and uniform clamping force with low variance for the clamping force for large series can be maintained.
Die Erfindung erlaubt darüber hinaus die Verwendung von zwei symmetrischen identischen Innenringen - für den Fall, dass zwei Innenringe für das Schrägwälzlager angeordnet sind - , da eine geometrische Kantenverkürzung allein nach Festigkeitsbedürfnissen auf der Seite des Befestigungsflansches dimensioniert werden kann.The invention also allows the use of two symmetrical identical inner rings - in the event that two inner rings are arranged for the angular rolling bearing - because a geometric edge shortening can be dimensioned only for strength requirements on the side of the mounting flange.
Ebenso könnte die flanschringseitige Kantenverkürzung auch sehr klein ausgeführt werden zur Reduzierung eines Biegemomentes infolge der axialen Klemmkraft, im Gegensatz zu Wälznieteinheiten, bei denen die Ausbildung der Kantenverkürzung einen direkten Einfluss auf das Umformverhalten des am Nabenende Angeformten Wulstes hat.Likewise, the flanschrängseitige edge shortening could also be made very small to reduce a bending moment due to the axial clamping force, in contrast to Wälznieteinheiten where the formation of the edge shortening has a direct impact on the forming behavior of the hub end formed bead.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt ferner die Einstellung einer beliebigen definierten Klemmkraft an der Lagereinheit bzw. auf den mindestens einen Innenring ohne zusätzliche radiale Aufweitungsprobleme, wie sie in der Regel bei den bekannten Wälznieteinheiten vorkommen, beispielsweise das Auftreten von großen Streuungen auf Grund der großen Umformvarianz.The inventive method further allows the setting of any defined clamping force on the bearing unit or on the at least one inner ring without additional radial expansion problems, as they usually occur in the known Wälznieteinheiten, for example, the occurrence of large variations due to the large Umformvarianz.
Weiterhin wird eine präzise Einhaltung der Klemmkraft durch eine genau dosierbare Presskraft ermöglicht. Besonders vorteilhaft wirkt sich das Ausüben der Klemmkraft zuzüglich des Rückfederanteils, insbesondere des Rückfederanteils der Nabe (Flanschteilfederung) und/oder des Flanschringes, - wobei eine Federkennlinie bzw. Federkennlinien der Nabe und/oder des Flanschringes bekannt sind, woraus der Rückfederanteil bestimmbar ist, - auf die Lagereinheit aus, die nicht durch Verformungen der verwendeten Werkstoffe oder Spannungen in den Werkstoffen beeinträchtigt wird.Furthermore, a precise adherence to the clamping force is made possible by a precisely metered pressing force. Particularly advantageous is the exerting of the clamping force plus the Rückfederanteils, in particular the Rückfederanteils the hub (Flanschteilfederung) and / or the flange, - a spring characteristic and spring characteristics of the hub and / or the flange ring is known, from which the Rückfederanteil can be determined, on the bearing unit, which is not affected by deformations of the materials used or stresses in the materials.
Weiterhin ist vorgesehen, dass nach Beendigung des Verbindungsvorganges die von der Vorrichtung ausgeübte Klemmkraft zurückgenommen wird, wobei sich die Lagereinheit, insbesondere der Innenring, insbesondere um einen Betrag der Flanschteilfederung bzw. des Nabenrückfederkraftanteils und/oder des Flanschringrückfederkraftanteils in die gewünschte Lagerklemmkraft entspannt.Furthermore, it is provided that after completion of the connection process the clamping force exerted by the device is withdrawn, wherein the bearing unit, in particular the inner ring, in particular by an amount of Flanschteilfederung or the Nabenrückfederkraftanteils and / or the Flanschringrückfederkraftanteils relaxed in the desired bearing clamping force.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das dem Befestigungsflansch gegenüber liegende Ende der Nabe mit dem Flanschring verschweißt. Bevorzugt wird das dem Befestigungsflansch gegen über liegende Ende der Nabe mit dem Flanschring mittels Laserschweißen verbunden. Hierbei treten keine Verformungen und/oder Verspannungen bei der Anwendung des Laserschweißverfahrens auf.According to a further embodiment of the method according to the invention, the end of the hub opposite the fastening flange is welded to the flange ring. Preferably, the mounting flange is connected to opposite end of the hub with the flange by means of laser welding. In this case, no deformations and / or tensions occur in the application of the laser welding process.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an einer Ausführungsform näher erläutert. Darin zeigt die Zeichnungsfigur eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Radlagereinheit, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren montiert wurde.The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings of an embodiment. Therein, the drawing figure shows a sectional view of a wheel bearing unit according to the invention, which has been mounted by the method according to the invention.
Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
Die Radlagereinheit 1 weist eine Nabe 2 mit einem radseitigen Befestigungsflansch 3 auf, an dem mittels Verbindungselementen 4, beispielsweise Schrauben, ein nicht dargestellter Reibkörper, nämlich eine Bremsscheibe und eine Radfelge, befestigt werden.The wheel bearing unit 1 has a hub 2 with a wheel-side mounting flange 3, to which by means of connecting elements 4, for example screws, an unrepresented friction body, namely a brake disc and a wheel rim, are attached.
Die Nabe 2 ist, wie für angetriebene Achsen üblich, über eine InnenverzahnungThe hub 2 is, as usual for driven axles, via an internal toothing
5 in deren Inneren verdrehfest mit einer angetriebenen Gelenkwellenachse verbindbar.5 in the interior of a rotationally connected to a driven hinge shaft axis connectable.
Im Falle - nicht dargestellt - von Naben für nicht angetriebene Achsen ist die Nabe innen ohne Elemente für die Drehmomentübertragung und kann massiv voll oder mit Aussparungen ausgebildet sein.In the case - not shown - of hubs for non-driven axles is the Hub inside without elements for the torque transmission and can be solid or fully formed with recesses.
Auf der Nabe 2 ist ein in diesem Fall zweireihiges Schrägwälzlager 6 angeordnet, welches einen zweigeteilten Innenring 7 und einen Außenring 8 aufweist, zwischen denen zwei Kränze kugelförmiger Wälzkörper 9 angeordnet sind.On the hub 2 in this case a double-row oblique roller bearing 6 is arranged, which has a two-part inner ring 7 and an outer ring 8, between which two rings of spherical rolling elements 9 are arranged.
Das dem Befestigungsflansch 3 gegenüber liegende Ende 10 der Nabe 2 ist mit einem Flanschring 11 stoffschlüssig verbunden, nämlich mittels Schweißen und vorzugsweise mittels Laserschweißen an dem mit 12 bezeichneten inneren Umfang des Flanschringes 11 , so dass der angrenzende Innenring 7 mit der Nabe 2 durch eine Vorspannkraft verspannt ist.The attachment flange 3 opposite end 10 of the hub 2 is integrally connected to a flange 11, namely by means of welding and preferably by laser welding to the designated 12 inner circumference of the flange 11, so that the adjacent inner ring 7 with the hub 2 by a biasing force is tense.
Wie nachfolgend erläutert wird, erfolgt das Herstellen bzw. Montieren dieser Radlagereinheit 1 unter Anwendung einer auf die Radlagereinheit 1 wirkenden Klemmkraft F, die von der schematisch dargestellten Vorrichtung 13 aufgebracht wird.As will be explained below, the manufacturing or mounting of this wheel bearing unit 1 is carried out by applying a force acting on the wheel bearing unit 1 clamping force F, which is applied by the device 13 shown schematically.
Nach dem axialen Aufschieben des Schrägwälzlagers 6 auf die Nabe 2 wird der Flanschring 11 am dem Befestigungsflansch 3 gegenüber liegenden Ende 10 der Nabe 2 aufgesetzt. Anschließend wird durch die Vorrichtung 13 die Klemmkraft F zuzüglich eines Rückfederkraftanteils der Nabe 2 (Flanschteilfederung) und des Flanschringes 11 auf die Radlagerinnenringe 7 ausgeübt.After the axial sliding of the angular rolling bearing 6 on the hub 2 of the flange 11 is placed on the mounting flange 3 opposite end 10 of the hub 2. Subsequently, by the device 13, the clamping force F plus a Rückfederkraftanteils the hub 2 (Flanschteilfederung) and the flange 11 exerted on the wheel bearing inner rings 7.
Der Rückfederkraftanteil bestimmt sich dabei aus den bekannten Federkennlinien der Nabe 2 und des Flanschringes 11 , welche beispielsweise im Vorgang zum Herstellprozesses bestimmt sein können.The Rückfederkraftanteil determined from the known spring characteristics of the hub 2 and the flange 11, which may be determined, for example, in the process for the production process.
Gleichzeitig wird der Flanschring 11 mit dem dem Befestigungsflansch 3 gegenüber liegenden Ende 10 der Nabe 2 durch einen Schweißvorgang, vorzugsweise durch Laserschweißen, stoffschlüssig sowie frei von zusätzlichen radialen Aufweitungen bzw. Spannungen in den Innenringen 7 verbunden. Nach Beendigung des Schweißvorganges wird die von der Vorrichtung 13 auf die Radlagerinnenringe 7 ausgeübte Klemmkraft F zurückgenommen. Dabei entspannen sich die Radlagerinnenringe 7 um den Betrag der Rückfederung der Nabe 2 und des Flanschringes 11 in die gewünschte Radlagerklemmkraft. At the same time, the flange ring 11 is connected to the end 10 of the hub 2 opposite the fastening flange 3 by a welding operation, preferably by laser welding, in a material-locking manner and free of additional radial widenings or stresses in the inner rings 7. After completion of the welding operation, the force exerted by the device 13 on the wheel bearing inner rings 7 clamping force F is withdrawn. Here, the wheel bearing inner rings 7 relax by the amount of springback of the hub 2 and the flange 11 in the desired Radlagerklemmkraft.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
Radlagereinheitwheel bearing unit
Nabehub
Befestigungsflanschmounting flange
Verbindungselementconnecting element
Innenverzahnunginternal gearing
SchrägwälzlagerAngular bearings
Innenringinner ring
Außenringouter ring
Wälzkörperrolling elements
Nabenendehub end
Flanschringflange
Schweißstelleweld
Vorrichtungcontraption
Klemmkraft clamping force

Claims

Schaeffler KG Industriestraße 1 - 3, 91074 HerzogenaurachPatentansprüche Schaeffler KG Industriestraße 1 - 3, 91074 HerzogenaurachPatent claims
1. Lagereinheit, vorzugsweise Radlagereinheit (1) für ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine Nabe (2) mit einem radseitigen Befestigungsflansch1. bearing unit, preferably wheel bearing unit (1) for a motor vehicle, comprising a hub (2) with a wheel-side mounting flange
(11), an der ein Schrägwälzlager (6) mit zumindest einem Innenring (7) und einem Außenring (8) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Befestigungsflansch (3) gegenüber liegende Ende (10) der Nabe (2) mit einem Flanschring (11) stoffschlüssig ver- bunden ist, der zumindest den Innenring (7) mit der Nabe (2) verspannt.(11), on which a skewed roller bearing (6) with at least one inner ring (7) and an outer ring (8) are arranged, characterized in that the mounting flange (3) opposite the end (10) of the hub (2) with a Flange ring (11) is connected cohesively, which braces at least the inner ring (7) with the hub (2).
2. Lagereinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das dem Befestigungsflansch (3) gegenüberliegende Ende (10) der Nabe (2) mit dem Flanschring (11 ) verschweißt ist.2. Bearing unit according to claim 1, characterized in that the mounting flange (3) opposite end (10) of the hub (2) with the flange ring (11) is welded.
3. Lagereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Befestigungsflansch (3) gegenüber liegende Ende (10) der Nabe (2) mit dem Flanschring (11) mittels Laserschweißen ver- bunden ist.3. Bearing unit according to claim 1 or 2, characterized in that the fastening flange (3) opposite the end (10) of the hub (2) with the flange ring (11) is connected by means of laser welding.
4. Verfahren zur Herstellung einer Lagereinheit (1), vorzugsweise einer Radlagereinheit für ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine Nabe (2) mit einem radseitigen Befestigungsflansch (3), an der ein Schrägwälzla- ger (6) mit zumindest einem Innenring (7) und einem Außenring (8) angeordnet sind, mittels einer eine Klemmkraft auf die Lagereinheit (1), insbesondere auf den Innenring (7) und/oder auf die Nabe (2) der Lagereinheit (1), ausübenden Vorrichtung (13), dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufbringen des Schrägwälzlagers (6) auf die Nabe (2) ein Flanschring (11) an dem dem Befestigungsflansch (3) gegenüberliegenden Ende (10) der Nabe (2) aufgesetzt wird, und dass anschließend durch die Vorrichtung (13) eine Klemmkraft (F) zuzüglich eines Rückfederkraftanteils, insbesondere eines Rückfederkraftanteils der Nabe (2) und/oder des Flanschringes (11), auf die Lagereinheit (1), insbesondere auf den Innenring (7) und/oder auf die Nabe (2) der Lagereinheit (1), ausgeübt sowie währenddessen der Flanschring (11) mit dem dem Befestigungsflansch (3) gegenüberliegenden Ende (10) der Nabe (2) stoffschlüssig verbunden wird.4. A method for producing a bearing unit (1), preferably a wheel bearing unit for a motor vehicle, comprising a hub (2) with a wheel-side mounting flange (3) on which a Schrägwälzla- ger (6) with at least one inner ring (7) and a Outer ring (8) are arranged by means of a clamping force on the bearing unit (1), in particular on the inner ring (7) and / or on the hub (2) of the Bearing unit (1), performing device (13), characterized in that after the application of the Schrägwälzlagers (6) on the hub (2) a flange (11) at the mounting flange (3) opposite the end (10) of the hub (2 ), and that subsequently by the device (13) a clamping force (F) plus a Rückfederkraftanteils, in particular a Rückfederkraftanteils the hub (2) and / or the flange ring (11) on the bearing unit (1), in particular on the inner ring (7) and / or on the hub (2) of the bearing unit (1), exercised while the flange (11) with the mounting flange (3) opposite end (10) of the hub (2) is integrally connected.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach Beendigung des Verbindungsvorganges die von der Vorrichtung (13) ausgeübte Klemmkraft (F) zurückgenommen wird, wobei sich die Lagereinheit (1), insbesondere der Innenring (7), insbesondere um einen Betrag einer Flanschteilfederung bzw. des Nabenrückfederkraftanteils und/oder des Flanschringrückfederkraftanteils in die gewünschte Lagerklemmkraft entspannt.5. The method according to claim 4, characterized in that after completion of the connecting operation, the force exerted by the device (13) clamping force (F) is withdrawn, wherein the bearing unit (1), in particular the inner ring (7), in particular by an amount of Flanschteilfederung or the Nabenrückfederkraftanteils and / or the Flanschringrückfederkraftanteils relaxed in the desired bearing clamping force.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Befestigungsflansch (3) gegenüberliegende Ende (10) der Nabe (2) mit dem Flanschring (11) verschweißt wird.6. The method according to claim 4 or 5, characterized in that the mounting flange (3) opposite the end (10) of the hub (2) with the flange ring (11) is welded.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Befestigungsflansch (3) gegenüberliegende Ende (10) der Nabe (2) mit dem Flanschring (11) mittels Laserschweißen verbunden. 7. The method according to any one of claims 4 to 6, characterized in that the mounting flange (3) opposite end (10) of the hub (2) with the flange ring (11) connected by means of laser welding.
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