EP4669873A1 - Radlagereinheit für ein fahrzeug und verfahren zur herstellung einer radlagereinheit - Google Patents

Radlagereinheit für ein fahrzeug und verfahren zur herstellung einer radlagereinheit

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EP4669873A1
EP4669873A1 EP23818418.8A EP23818418A EP4669873A1 EP 4669873 A1 EP4669873 A1 EP 4669873A1 EP 23818418 A EP23818418 A EP 23818418A EP 4669873 A1 EP4669873 A1 EP 4669873A1
Authority
EP
European Patent Office
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inner ring
wheel
wheel bearing
vehicle
bearing unit
Prior art date
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Pending
Application number
EP23818418.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Johannes Albl
Michael Frisch
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Audi AG
Original Assignee
Audi AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Publication of EP4669873A1 publication Critical patent/EP4669873A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F16C43/00—Assembling bearings
    • F16C43/04—Assembling rolling-contact bearings

Definitions

  • the invention relates to a wheel bearing unit for a vehicle according to the preamble of claim 1 and to a method for producing such a wheel bearing unit according to claim 8.
  • the invention relates to a vehicle with such a wheel bearing unit.
  • a generic wheel bearing unit has a wheel bearing with at least one inner ring that sits firmly on a bearing seat of a hollow cylindrical hub section of a wheel hub.
  • the hub section of the wheel hub is connected to a joint bell of a constant velocity joint of a propeller shaft of the vehicle in a torque-transmitting manner.
  • the joint bell is extended in the transverse direction of the vehicle to the outside of the vehicle with an axle journal that has a spline with the inner circumference of the hollow cylindrical hub section of the wheel hub.
  • the inner ring or the inner rings of the wheel bearing are axially preloaded by means of the joint bell against an axial stop of the bearing seat of the hub section of the wheel hub.
  • the spline has a tooth play in the circumferential direction.
  • cracking noises occur when the direction of rotation of the universal joint shaft is reversed, as the joint bell of the constant velocity joint (i.e. the drive shaft outer joint) twists. This causes a relative movement between the axle journal and the hub section. Accordingly, there is also relative movement at the contact surfaces between the joint bell and the inner ring and between the inner ring and the hub, which creates the cracking noises.
  • the generation of such cracking noises can be reduced by providing various measures: For example, axial toothing can be provided between one end face of the hub section and the joint bell. Such axial toothing requires more axial installation space, which has a negative impact on the vehicle's turning circle.
  • the axial toothing is complex to manufacture because the axial toothing has to be sealed and is more difficult to install (for example in a tooth-on-tooth position).
  • a sliding disk can be used on the contact surfaces. The use of such a sliding disk requires additional installation space and reduces the transferable torque via the frictional connection, so that the joint bell has to be designed to be more robust and heavier.
  • the wheel bearing can be lubricated or glued in the area of the contact surfaces. Such lubrication/gluing causes additional effort and contamination in production.
  • a wheel bearing unit for a vehicle is known from JP 2005308151 A.
  • the wheel bearing unit is designed in such a way that impairment of durability due to corrosion and hydrogen embrittlement is prevented.
  • Another wheel bearing unit is known from US 2005/0254741 A1, in which an inner ring of the wheel bearing is coated with a thin layer. This has zinc flakes or a zinc-nickel or a ceramic-based coating. The coating is applied using a dipping process.
  • the object of the invention is to provide a wheel bearing unit for a vehicle in which, in comparison with the prior art, noise development when the direction of rotation of the propeller shaft is reversed can be avoided in a structurally simple manner, and in particular without having a negative influence on the vehicle's turning circle.
  • the object is solved by the features of claim 1 or claim 8. Preferred developments of the invention are disclosed in the subclaims.
  • the invention is based on a wheel bearing unit whose wheel bearing has an outer ring that can be connected to a wheel carrier in a rotationally fixed manner, for example, and at least one inner ring that is fixedly arranged on a bearing seat of a hollow cylindrical hub section of a wheel hub, with rolling elements rolling between the inner ring and the outer ring.
  • the hub section is connected to a joint bell of a constant velocity joint of a vehicle's propeller shaft in a torque-transmitting manner.
  • the joint bell axially preloads the inner ring against an axial stop of the bearing seat of the hub section of the wheel hub.
  • the contact surfaces between the inner ring and the bearing seat and/or between the inner ring and the joint bell are coated with a layer that reduces static friction.
  • the inner ring in particular is coated on its contact surfaces with the static friction-reducing layer.
  • the contact surfaces on the bearing seat of the wheel hub and on the joint bell can remain uncoated. The wheel hub and the joint bell therefore do not have to be subjected to an additional separate manufacturing step in order to be coated with the static friction-reducing layer.
  • the bearing seat consists of the axial stop against which the inner ring is preloaded and a radial seat area on the outer circumference of the hub section.
  • the contact surface between the inner ring and the axial stop and/or the contact surface between the inner ring and the radial seat area of the bearing seat and/or the contact surface between the inner ring and the joint bell are coated with the static friction-reducing layer.
  • the joint bell can be extended in the transverse direction of the vehicle towards the outside with an axle journal. This can be fitted with a force-transmitting spline with the inner circumference of the hollow cylindrical hub section of the wheel hub.
  • a stick-slip effect can occur, which leads to cracking noises.
  • a stick-slip effect when a breakaway torque is reached, a relative movement occurs between the universal joint bell and the hub section, in particular due to torsion of the universal joint shaft and/or due to residual play between the axle journal of the universal joint shaft and the hub section.
  • a friction value on the contact surfaces can be set, in particular reduced, in order to prevent cracking noises.
  • the axial preload of the inner ring against the bearing seat of the wheel hub can be achieved by means of a central screw.
  • the central screw is inserted from the outside of the vehicle in the transverse direction of the vehicle into the hollow cylindrical hub section of the wheel hub in alignment with the axis of rotation of the wheel hub and can be screwed to an internal thread of the axle journal.
  • the screw head of the central screw can be supported on the wheel hub on the outside of the vehicle, so that an axial interference fit is created, consisting of the central screw, the wheel hub, the inner ring and the axle journal including the joint bell.
  • the axial preload of the inner ring against the bearing seat of the wheel hub can be achieved by means of a central nut, which is screwed to an external thread of the axle journal of the joint bell.
  • the static friction-reducing layer can be a thin layer with a layer thickness of less than 25 pm, which saves space.
  • the static friction-reducing layer can be a thin layer with a layer thickness of less than 25 pm, which saves space.
  • the inner ring is only coated on the contact surfaces with the hub-side bearing seat and the joint bell. In contrast, the rolling element running surfaces and the seal seat can remain uncoated.
  • pre-processing steps can first be carried out in a process sequence, by means of which an inner ring blank is produced.
  • Such pre-processing steps are, for example, forging, rolling, turning, heat treatment, fine turning and grinding of the inner ring face and/or the inner ring inner circumference.
  • the following process steps can be carried out, namely raceway grinding and honing of the rolling element raceways and the seal seat, and finally bearing assembly, in which, among other things, the finished inner ring is mounted on the bearing seat of the hollow cylindrical hub section.
  • the static friction-reducing layer is applied during a coating process, preferably before the raceway grinding and honing is carried out.
  • the entire outer surface of the inner ring blank can first be provided with the static friction-reducing layer in the coating process.
  • the static friction-reducing layer can then be removed from the rolling element raceway by the subsequent raceway grinding and honing, thereby preventing the wheel bearing from being impaired in its function due to the applied layer.
  • the coating process can be a dipping process.
  • the static friction-reducing layer can preferably be a zinc flake/zinc-nickel coating or a ceramic-based coating.
  • Fig. 1 shows a wheel bearing unit in a sectional view
  • FIG. 2 and 3 Detailed views of an inner ring of the wheel bearing
  • FIGS 4 and 5 show further embodiments of the invention.
  • Figure 1 shows a wheel bearing unit with a wheel bearing 1.
  • the wheel bearing 1 has an outer ring flange 3 which can be mounted in a rotationally fixed manner, for example, on a wheel carrier.
  • the wheel bearing 1 has an inner ring 5 which is fixedly arranged on a bearing seat 7 of a hollow cylindrical hub section 9 of a wheel hub 11.
  • the wheel bearing 1 is provided with two rows of balls 15 running in cages 13, each of which runs on an outer rolling track 17 directly on the outer circumference of the hollow cylindrical hub section 9 and on an inner rolling track 19 which is formed on the inner ring 5.
  • the hollow cylindrical hub section 9 merges in the vehicle transverse direction y towards the outside of the vehicle into an expanded wheel flange 20, on which a rim of the vehicle wheel and a brake disk can be mounted via wheel bolts.
  • a joint bell 21 of a universal joint shaft (not shown) is extended towards the outside of the vehicle with an axle pin 23 which projects into the hollow cylindrical hub section 9 and whose inner circumference is in spline 25.
  • the joint bell 21 is axially preloaded against a front side of the inner ring 5 by means of an indicated central screw 27.
  • the central screw 27 is inserted in the vehicle transverse direction y from the outside of the vehicle into the hollow cylindrical hub section 9 of the wheel hub 11 and is screwed to an internal thread 29 of the axle pin 23, while its screw head is supported on the outside of the wheel hub 11.
  • the bearing space between the outer ring flange 3 and the inner ring 5 or the outer circumference of the hollow cylindrical hub section 9 is sealed with an outer ring seal 16 and with an inner Ring seal 18 sealed.
  • the inner ring seal 18 is supported on a sealing seat 20 of the inner ring 5.
  • the bearing seat 7 is formed from an axial stop 22, against which the inner ring 5 is axially preloaded, and from a radial seat region 32 on the outer circumference of the hub portion 9.
  • the cracking noises arise when a breakaway torque is exceeded on the contact surface between the joint bell 21 and the inner ring 5, or on the contact surface between the inner ring 5 and the radial seat area 32 of the bearing seat 7, or on the contact surface between the inner ring 5 and the axial stop 22 of the bearing seat 7.
  • the inner ring 5 has a static friction-reducing layer 35 on its contact surface 31 with the joint bell 21, on its contact surface 33 with the radial seat area 32 of the bearing seat 7 and on its contact surface with the axial stop 22.
  • a friction value on the contact surfaces can be adjusted in order to prevent the cracking noises.
  • the inner ring 5 is only coated with the static friction-reducing layer 35 on its contact surfaces, while the inner rolling track 19 and the sealing seat 20 of the inner ring 5 are free of coating.
  • the static friction-reducing layer 35 is preferably a thin layer with a layer thickness s of less than 25 pm.
  • the inner ring 5 according to the invention can preferably be produced according to the following process chain: First, pre-processing steps are carried out to produce an inner ring blank 37 (Figure 3), in particular forging, rolling, turning, heat treatment, fine turning and grinding of the inner ring face and/or the inner ring inner circumference.
  • the inner ring blank 37 produced in this way is then fed to a raceway grinding and honing process in order to produce the rolling element outer track 19 and the seal seat 20.
  • a coating process follows before the raceway grinding and honing, in which (for example in a dipping process) the inner ring blank 37 is completely provided with the static friction-reducing layer 35, as shown in Figure 3.
  • the raceway grinding and honing of the inner rolling track 19 of the inner ring 5 is carried out, whereby the layer 35 is removed from the inner rolling track 19 and also from the seal seat 20.
  • the inner ring 5 thus finished is finally mounted in a bearing assembly on the bearing seat 7 of the hollow cylindrical hub section 9 of the wheel hub 11.
  • Figure 4 shows a second embodiment of the invention, the structure and functioning of which are essentially identical to the embodiment shown in Figures 1 to 3, so that reference can be made to the previous description.
  • the outer rolling track 17 is not formed directly on the outer circumference of the hollow cylindrical hub section 9, but on an inner ring 6, which is arranged together with the inner ring 5 on the bearing seat 7.
  • the vehicle outer inner ring 6 forms the axial stop 22 for the vehicle inner inner ring 5.
  • Figure 5 shows a third embodiment of the invention, the structure and functioning of which are also largely identical to the embodiment shown in Figures 1 to 3, so that reference can again be made to its previous description.
  • the joint bell 21 not preloaded axially against a front side of the inner ring 5 by means of a central screw 27.
  • the axial preload of the inner ring 5 against the axial stop 22 of the bearing seat 7 takes place by means of a central nut 39 which is screwed to an external thread 41 of the axle journal 23 of the joint bell 21.

Landscapes

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Radlagereinheit für ein Fahrzeug, mit einem Radlager (1), das mindestens einen fest auf einem Lagersitz (7) eines hohlzylindrischen Nabenabschnitts (9) einer Radnabe (11) angeordneten Innenring (5) aufweist, wobei der Nabenabschnitt (9) drehmomentenübertragend mit einer Gelenkglocke (21) eines Gleichlaufgelenks einer Gelenkwelle des Fahrzeugs verbindbar ist, und wobei die Gelenkglocke (21) den Innenring (5) axial gegen den Lagersitz (7) des Nabenabschnittes (9) der Radnabe (11) vorspannt. Erfindungsgemäß sind Kontaktflächen (31, 33) zwischen dem Innenring (5) und dem Lagersitz (7) und/oder zwischen dem Innenring (5) und der Gelenkglocke (21) mit einer haftreibungsvermindernden Schicht (35) beschichtet.

Description

RADLAGEREINHEIT FÜR EIN FAHRZEUG UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG
EINER RADLAGEREINHEIT
BESCHREIBUNG:
Die Erfindung betrifft eine Radlagereinheit für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Radlagereinheit nach Anspruch 8. Zudem betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer solchen Radlagereinheit.
Eine gattungsgemäße Radlagereinheit weist ein Radlager mit mindestens einem Innenring auf, der fest auf einem Lagersitz eines hohlzylindrischen Nabenabschnittes einer Radnabe sitzt. Der Nabenabschnitt der Radnabe ist drehmomentübertragend mit einer Gelenkglocke eines Gleichlaufgelenks einer Gelenkwelle des Fahrzeugs verbunden. Zur drehmomentübertragenden Verbindung ist die Gelenkglocke in Fahrzeugquerrichtung nach fahrzeugau- ßen mit einem Achszapfen verlängert, der in Steckverzahnung mit dem Innenumfang des hohlzylindrischen Nabenabschnittes der Radnabe ist. Zudem ist der Innenring oder die Innenringe des Radlagers mittels der Gelenkglocke axial gegen einen Axialanschlag des Lagersitzes des Nabenabschnittes der Radnabe vorgespannt. Für eine Montagevereinfachung weist die Steckverzahnung ein Verzahnungsspiel in Umfangsrichtung auf.
Insbesondere bei Elektrofahrzeugen mit hohen Drehmomenten bei Antrieb und Rekuperation kommt es bei einer Drehrichtungsumkehr der Gelenkwelle zu Knackgeräuschen, da sich die Gelenkglocke des Gleichlaufgelenkes (d.h. Antriebswellenaußengelenk) tordiert. Dadurch kommt es zu einer Relativbewegung zwischen dem Achszapfen und dem Nabenabschnitt. Entsprechend kommt es auch an den Kontaktflächen zwischen der Gelenkglocke und dem Innenring sowie zwischen dem Innenring und der Nabe zur Relativbewegung, wodurch die Knackgeräusche erzeugt werden. Im Stand der Technik kann die Erzeugung solcher Knackgeräusche durch Bereitstellung unterschiedlicher Maßnahmen reduziert werden: So kann eine Axialverzahnung zwischen einer Stirnseite des Nabenabschnittes und der Gelenkglocke bereitgestellt werden. Ein solche Axialverzahnung benötigt mehr axialen Bauraum, was einen negativen Einfluss auf den Fahrzeug- Wendekreis mit sich bringt. Zudem ist die Axialverzahnung aufwendig zu fertigen, da die Axialverzahnung abgedichtet werden muss und schwieriger montierbar ist (zum Beispiel bei einer Zahn-auf-Zahn-Stellung). Alternativ dazu kann eine Gleitscheibe an den Kontaktflächen eingesetzt werden. Der Einsatz einer solchen Gleitscheibe benötigt zusätzlichen Bauraum und reduziert das übertragbare Moment über den Reibschluss, so dass die Gelenkglocke robuster und schwerer ausgelegt werden muss. Als weitere Alternative kann das Radlager im Bereich der Kontaktflächen geschmiert oder geklebt werden. Ein solches Schmieren/Kleben verursacht zusätzlichen Aufwand sowie eine Verschmutzung in der Produktion.
Aus der JP 2005308151 A ist eine Radlagereinheit für ein Fahrzeug bekannt. Die Radlagereinheit ist so gestaltet, dass eine Beeinträchtigung der Haltbarkeit aufgrund von Korrosion und Wasserstoffversprödung verhindert wird. Aus der US 2005/0254741 A1 ist eine weitere Radlagereinheit bekannt, in der ein Innenring des Radlagers mit einer Dünnschicht beschichtet ist. Diese weist Zinklamellen oder eine Zink-Nickel- oder eine keramikbasierte Beschichtung auf. Die Beschichtung wird durch ein Tauchverfahren aufgebracht.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Radlagereinheit für ein Fahrzeug bereitzustellen, in dem im Vergleich zum Stand der Technik in konstruktiv einfacher Weise eine Geräuschentwicklung bei einer Drehrichtungsumkehr der Gelenkwelle vermeidbar ist, und zwar insbesondere ohne negativen Einfluss auf den Fahrzeug-Wendekreis. Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 oder des Anspruches 8 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Die Erfindung geht von einer Radlagereinheit aus, deren Radlager einen zum Beispiel drehfest mit einem Radträger verbindbaren Außenring sowie zumindest einen fest auf einem Lagersitz eines hohlzylindrischen Nabenabschnitts einer Radnabe angeordneten Innenring aufweist, wobei zwischen Innenring und Außenring Wälzkörper abrollen. Der Nabenabschnitt ist drehmomentübertragend mit einer Gelenkglocke eines Gleichlaufgelenks einer Gelenkwelle des Fahrzeugs verbunden. Zudem spannt die Gelenkglocke den Innenring axial gegen einen Axialanschlag des Lagersitzes des Nabenabschnittes der Radnabe vor. Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 sind die Kontaktflächen zwischen dem Innenring und dem Lagersitz und/oder zwischen dem Innenring und der Gelenkglocke mit einer haftreibungsvermin- dernden Schicht beschichtet. Auf diese Weise können bei einer Drehrichtungsumkehr an der Gelenkwelle Knackgeräusche insbesondere aufgrund eines an den Kontaktflächen auftretenden Stick-Slip-Effekts unterbunden werden. Bevorzugt ist speziell der Innenring an seinen Kontaktflächen mit der haftreibungsvermindernden Schicht beschichtet. Demgegenüber können die Kontaktflächen am Lagersitz der Radnabe sowie an der Gelenkglocke beschichtungsfrei bleiben. Die Radnabe sowie die Gelenkglocke müssen daher keinem zusätzlichen separaten Fertigungsschritt unterworfen sein, um mit der haftreibungsvermindernden Schicht beschichtet zu werden.
Der Lagersitz setzt sich aus dem Axialanschlag, gegen den der Innenring vorgespannt ist, und aus einem radialen Sitzbereich am Außenumfang des Nabenabschnitts zusammen. Zur Vermeidung von Knackgeräuschen ist es von Vorteil, wenn speziell die Kontaktfläche zwischen dem Innenring und dem Axialanschlag und/oder die Kontaktfläche zwischen dem Innenring und dem radialen Sitzbereich des Lagersitzes und/oder die Kontaktfläche zwischen dem Innenring und der Gelenkglocke mit der haftreibungsvermindern- den Schicht beschichtet sind. Im Hinblick auf eine einfache Drehmomentübertragung zwischen der gelenkwellenseitigen Gelenkglocke und der Radnabe kann die Gelenkglocke in der Fahrzeugquerrichtung nach fahrzeugaußen mit einem Achszapfen verlängert sein. Dieser kann in kraftübertragende Steckverzahnung mit dem Innenumfang des hohlzylindrischen Nabenabschnitts der Radnabe gebracht sein.
Bei einer Drehrichtungsumkehr der Gelenkwelle kann ein Stick-Slip-Effekt eintreten, der zu den Knackgeräuschen führt. Bei einem solchen Stick-Slip- Effekt kommt es - mit Erreichen eines Losbrechmoments - zu einer Relativbewegung zwischen der Gelenkglocke und dem Nabenabschnitt, und zwar insbesondere aufgrund von Torsion der Gelenkwelle und/oder aufgrund eines Restspiels zwischen dem Achszapfen der Gelenkwelle und dem Nabenabschnitt. Mit der erfindungsgemäßen haftreibungsvermindernden Schicht kann ein Reibwert an den Kontaktflächen eingestellt werden, insbesondere vermindert werden, um die Knackgeräusche zu unterbinden.
Die axiale Vorspannung des Innenrings gegen den Lagersitz der Radnabe kann mittels einer Zentralschraube erfolgen. Die Zentralschraube ist in Flucht zur Drehachse der Radnabe von fahrzeugaußen in Fahrzeugquerrichtung in den hohlzylindrischen Nabenabschnitt der Radnabe eingeführt und mit einem Innengewinde des Achszapfens verschraubbar. Der Schraubkopf der Zentralschraube ist fahrzeugaußen auf der Radnabe abstützbar, so dass ein Axialpressverband, bestehend aus der Zentralschraube, der Radnabe, dem Innenring sowie dem Achszapfen mitsamt Gelenkglocke realisiert ist. Alternativ dazu kann die axiale Vorspannung des Innenrings gegen den Lagersitz der Radnabe mittels einer Zentralmutter erfolgen, die mit einem Außengewinde des Achszapfens der Gelenkglocke verschraubt ist.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante kann die haftreibungsvermin- dernde Schicht bauraumgünstig eine Dünnschicht mit insbesondere einer Schichtdicke von kleiner als 25 pm sein. Bei Anwendung einer solchen Dünnschicht sind im Gegensatz zum Stand der Technik (bei Verwendung einer Gleitscheibe), keine baulichen Maßnahmen an einer herkömmlichen Radlagereinheit zu treffen, um die haftreibungsvermindernde Schicht anzuwenden. Um die Funktionsfähigkeit des Radlagers nicht zu beeinträchtigen, ist es bevorzugt, wenn der Innenring lediglich an den Kontaktflächen zum nabenseitigen Lagersitz sowie zur Gelenkglocke beschichtet ist. Demgegenüber können die Wälzkörper-Laufflächen und der Dichtungssitz beschichtungsfrei verbleiben.
In einem gattungsgemäßen Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Radlageranordnung können zunächst in einer Prozessabfolge Vorbearbeitungsschritte durchgeführt werden, mittels deren Hilfe ein Innenring-Roh- ling erzeugt wird. Derartige Vorbearbeitungsschritte sind beispielhaft ein Schmieden, ein Walzen, ein Drehen, eine Wärmebehandlung, ein Feindrehen sowie ein Schleifen der Innenring-Stirnseite und/oder des Innenring-In- nenumfangs. Im weiteren Prozessverlauf können die folgenden Prozessschritte durchgeführt werden, nämlich ein Laufbahnschleifen und -honen der Wälzkörper-Laufbahnen und des Dichtungssitzes, sowie abschließend eine Lagermontage, in der unter anderem der fertiggestellte Innenring auf dem Lagersitz des hohlzylindrischen Nabenabschnittes montiert wird.
Fertigungstechnisch günstig ist es, wenn die haftreibungsvermindernde Schicht während eines Beschichtungsprozesses appliziert wird, und zwar bevorzugt noch vor der Durchführung des Laufbahnschleifens und -honens. In diesem Fall kann im Beschichtungsprozess zunächst die gesamte Außenfläche des Innenring-Rohlings mit der haftreibungsvermindernden Schicht versehen werden. Anschließend kann durch das nachfolgende Laufbahnschleifen und-honen die haftreibungsvermindernde Schicht von der Wälzkörper- Laufbahn abgetragen werden, wodurch eine Funktionsbeeinträchtigung des Radlagers aufgrund der applizierten Schicht vermieden wird. Fertigungstechnisch günstig kann der Beschichtungsprozess ein Tauchprozess sein. Die haftreibungsvermindernde Schicht kann bevorzugt eine Zinklamellen/Zink-Ni- ckelbeschichtung oder eine keramikbasierte Beschichtung sein.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 in einer Schnittdarstellung eine Radlagereinheit;
Fig. 2 und 3 Detailansichten eines Innenrings des Radlagers; sowie
Figuren 4 und 5 weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung.
In der Figur 1 ist eine Radlagereinheit mit einem Radlager 1 gezeigt. Das Radlager 1 weist einen Außenringflansch 3 auf, der drehfest zum Beispiel an einem Radträger montierbar ist. Zudem weist das Radlager 1 einen Innenring 5 auf, der fest auf einem Lagersitz 7 eines hohlzylindrischen Nabenabschnitts 9 einer Radnabe 11 angeordnet ist. Das Radlager 1 ist mit zwei Reihen von in Käfigen 13 verlaufenden Kugeln 15 versehen, die jeweils auf einer Außenwälzbahn 17 unmittelbar auf dem Außenumfang des hohlzylindrischen Nabenabschnitts 9 sowie auf einer Innenwälzbahn 19 verlaufen, die am Innenring 5 ausgebildet ist. Der hohlzylindrische Nabenabschnitt 9 geht in der Fahrzeugquerrichtung y nach fahrzeugaußen in einen ausgeweiteten Radflansch 20 über, an dem über Radschrauben eine Felge des Fahrzeug- rads sowie eine Bremsscheibe montierbar sind.
Gemäß der Figur 1 ist eine Gelenkglocke 21 einer nicht gezeigten Gelenkwelle nach fahrzeugaußen mit einem Achszapfen 23 verlängert, der in den hohlzylindrischen Nabenabschnitt 9 einragt und mit dessen Innenumfang in Steckverzahnung 25 ist. Die Gelenkglocke 21 ist mit Hilfe einer angedeuteten Zentralschraube 27 gegen eine Stirnseite des Innenrings 5 axial vorgespannt. Die Zentralschraube 27 ist in der Fahrzeugquerrichtung y von fahrzeugaußen in den hohlzylindrischen Nabenabschnitt 9 der Radnabe 11 eingeführt und in Schraubverbindung mit einem Innengewinde 29 des Achszapfens 23, während ihr Schraubkopf außenseitig auf der Radnabe 11 abgestützt ist. Der Lagerzwischenraum zwischen dem Außenringflansch 3 und dem Innenring 5 bzw. dem Außenumfang des hohlzylindrischen Nabenabschnittes 9 ist mit einer äußeren Ringdichtung 16 und mit einer inneren Ringdichtung 18 abgedichtet. Die innere Ringdichtung 18 ist auf einem Dichtungssitz 20 des Innenrings 5 abgestützt.
Wie aus der Figur 1 weiter hervorgeht, ist der Lagersitz 7 aus einem Axialanschlag 22, gegen den der Innenring 5 axial vorgespannt ist, und aus einem radialen Sitzbereich 32 am Außenumfang des Nabenabschnitts 9 ausgebildet.
Bei einem Elektrofahrzeug mit hohen Drehmomenten bei Antrieb sowie bei Rekuperation kommt es im Falle einer Drehrichtungsumkehr an der Gelenkwelle zu einer Torsion der Gelenkglocke 21 . Die Drehrichtungsumkehr der Gelenkwelle führt im Stand der Technik zu einem Stick-Slip-Effekt, der Knackgeräusche erzeugt. Bei dem Stick-Slip-Effekt kommt es aufgrund der Torsion der Gelenkglocke 21 und/oder aufgrund eines Restspiels zu einer Relativbewegung zwischen der Gelenkglocke 21 und dem Nabenabschnitt 9. Die Knackgeräusche entstehen im Stand der Technik mit Überschreiten eines Losbrechmoments an der Kontaktfläche zwischen der Gelenkglocke 21 und dem Innenring 5, oder an der Kontaktfläche zwischen dem Innenring 5 und dem radialen Sitzbereich 32 des Lagersitzes 7, oder an der Kontaktfläche zwischen dem Innenring 5 und dem Axialanschlag 22 des Lagersitzes 7.
Derartige Knackgeräusche können erfindungsgemäß durch die folgende Maßnahme unterbunden werden: So weist der Innenring 5 gemäß der Figur 2 an seiner Kontaktfläche 31 zur Gelenkglocke 21 , an seiner Kontaktfläche 33 zum radialen Sitzbereich 32 des Lagersitzes 7 sowie an seiner Kontaktfläche zum Axialanschlag 22jeweils eine haftreibungsvermindernde Schicht 35 auf. Mittels der haftreibungsvermindernde Schicht 35 ist ein Reibwert an den Kontaktflächen einstellbar, um die Knackgeräusche zu unterbinden. Wie aus der Figur 2 weiter hervorgeht, ist der Innenring 5 lediglich an seinen Kontaktflächen mit der haftreibungsvermindernden 35 beschichtet, während die Innenwälzbahn 19 sowie der Dichtungssitz 20 des Innenrings 5 beschichtungsfrei ist. Die haftreibungsvermindernde Schicht 35 ist bevorzugt eine Dünnschicht mit einer Schichtdicke s von kleiner als 25 pm. Bevorzugt kann der erfindungsgemäße Innenring 5 gemäß folgender Prozesskette hergestellt werden: Zunächst werden Vorbearbeitungsschritte zur Erzeugung eines Innenring-Rohlings 37 (Figur 3) durchgeführt, insbesondere ein Schmieden, Walzen, Drehen, Wärmebehandeln, Feindrehen sowie ein Schleifen der Innenring-Stirnseite und/oder des Innenring-Innenumfangs. Der so hergestellte Innenring-Rohling 37 wird anschließend einem Laufbahnschleifen und -honen zugeführt, um die Wälzkörperaußenbahn 19 und den Dichtungssitz 20 herzustellen. Erfindungsgemäß folgt vor dem Laufbahnschleifen und -honen ein Beschichtungsprozess, in dem (zum Beispiel in einem Tauchprozess) der Innenring-Rohling 37 komplett mit der haftreibungsvermindernden Schicht 35 versehen wird, wie es in der Figur 3 gezeigt ist.
Nach dem Beschichtungsprozess wird das Laufbahnschleifen und -honen der Innenwälzbahn 19 des Innenrings 5 durchgeführt, wodurch die Schicht 35 an der Innenwälzbahn 19 und auch am Dichtungssitz 20 abgetragen wird. Der so fertiggestellte Innenring 5 wird abschließend in einer Lagermontage auf den Lagersitz 7 des hohlzylindrischen Nabenabschnittes 9 der Radnabe 11 montiert.
In der Figur 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, dessen Aufbau und Funktionsweise im Wesentlichen identisch mit dem in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind, so dass auf die Vorbeschreibung Bezug genommen werden kann. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist in der Figur 4 die Außenwälzbahn 17 nicht unmittelbar auf dem Außenumfang des hohlzylindrischen Nabenabschnitts 9 ausgebildet, sondern an einem Innenring 6, der zusammen mit dem Innenring 5 auf dem Lagersitz 7 angeordnet ist. In diesem Fall bildet also der fahrzeugäußere Innenring 6 den Axialanschlag 22 für den fahrzeuginneren Innenring 5.
In der Figur 5 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, dessen Aufbau und Funktionsweise ebenfalls weitgehend identisch mit dem in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind, so dass wiederum auf dessen Vorbeschreibung Bezug genommen werden kann. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist in der Figur 5 die Gelenkglocke 21 nicht mittels einer Zentralschraube 27 axial gegen eine Stirnseite des Innenrings 5 vorgespannt. Vielmehr erfolgt in der Figur 5 die axiale Vorspannung des Innenrings 5 gegen den Axialanschlag 22 des Lagersitzes 7 mittels einer Zentralmutter 39, die mit einem Außengewinde 41 des Achszapfens 23 der Gelenkglocke 21 verschraubt ist.
BEZUNGSZEICHENLISTE:
I Radlager
3 Außenring
5 Innenring
7 Lagersitz
9 hohlzylindrischer Nabenabschnitt
I I Radnabe
13 Käfig
15 Kugel
16 äußere Ringdichtung
17 Außenwälzbahn
18 innere Ringdichtung
19 Innenwälzbahn
20 Dichtungssitz
21 Gelenkglocke
22 Axialanschlag
23 Achszapfen
25 Steckverzahnung
27 Zentralschraube
29 Innengewinde
31 , Kontaktfläche
32 radialer Sitzbereich des Lagersitzes 7
33 Kontaktfläche
35 haftreibungsvermindernde Schicht
37 Innenring-Rohling
39 Zentralmutter
41 Außengewinde s Schichtdicke

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
1 . Radlagereinheit für ein Fahrzeug, mit einem Radlager (1 ), das mindestens einen fest auf einem Lagersitz (7) eines hohlzylindrischen Nabenabschnitts (9) einer Radnabe (11 ) angeordneten Innenring (5) aufweist, wobei der Nabenabschnitt (9) drehmomentenübertragend mit einer Gelenkglocke (21 ) eines Gleichlaufgelenks einer Gelenkwelle des Fahrzeugs verbindbar ist, und wobei die Gelenkglocke (21 ) den Innenring (5) axial gegen den Lagersitz (7) des Nabenabschnittes (9) der Radnabe (11 ) vorspannt, dadurch gekennzeichnet, dass Kontaktflächen (31 , 33) zwischen dem Innenring (5) und dem Lagersitz (7) und/oder zwischen dem Innenring (5) und der Gelenkglocke (21 ) mit einer haftreibungsvermindernden Schicht (35) beschichtet sind, wodurch bei einer Drehrichtungsumkehr an der Gelenkwelle Knackgeräusche insbesondere aufgrund eines an den Kontaktflächen (31 , 33) auftretenden Stick-Slip-Effekts unterbindbar sind, und/oder dass insbesondere mittels der haftreibungsvermindernden Schicht (35) ein Reibwert an den Kontaktflächen (31 , 33) einstellbar ist, um die Knackgeräusche zu unterbinden.
2. Radlagereinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (5) an seinen Kontaktflächen (31 , 33) mit der haftreibungsvermindernden Schicht (35) beschichtet ist, während der Lagersitz (7) der Radnabe (11 ) und die Gelenkglocke (21 ) beschichtungsfrei bleiben.
3. Radlagereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur drehmomentübertragenden Verbindung die Gelenkglocke (21 ) in Fahrzeugquerrichtung (y) nach fahrzeugaußen mit einem Achszapfen (23) verlängert ist, der in Steckverzahnung (25) mit dem Innenumfang des hohlzylindrischen Nabenabschnitts (9) der Radnabe (11 ) ist.
4. Radlagereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es bei der Drehrichtungsumkehr zu einer Relativbewegung zwischen der Gelenkglocke (21 ) und dem Nabenabschnitt (9) kommt, und zwar insbesondere aufgrund von Torsion der Gelenkwelle und/oder aufgrund eines Restspiels zwischen dem Achszapfen (23) der Gelenkglocke (24) und dem Nabenabschnitt (9).
5. Radlagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkglocke (21 ) mittels einer Zentralschraube (27) gegen den Innenring (5) axial vorspannbar ist, und dass die Zentralschraube (27) in Fahrzeugquerrichtung (y) von fahrzeugaußen mit einem Innengewinde (29) des Achszapfens (23) verschraubbar ist und mit seinem Schraubkopf auf der Radnabe (11 ) abstützbar ist, oder dass alternativ die axiale Vorspannung des Innenrings (5) gegen den Lagersitz (7) der Radnabe mittels einer Zentralmutter (39) erfolgt, die mit einem Außengewinde (41 ) des Achszapfens (23) der Gelenkglocke (24) verschraubbar ist.
6. Radlagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die haftreibungsvermindernde Schicht (35) eine Dünnschicht mit insbesondere einer Schichtdicke (s) von kleiner als 25 pm ist.
7. Radlagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (5) lediglich an den Kontaktflächen (31 , 33) beschichtet ist, während Wälzkörper-Laufflächen (19) des Innenrings (5) beschichtungsfrei sind.
8. Verfahren zur Herstellung einer Radlageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem in einer Prozessabfolge Vorbearbeitungsschritte zur Erzeugung eines Innenring-Rohlings (37) erfolgen, insbesondere Schmieden, Walzen, Drehen, Wärmebehandeln, Feindrehen sowie ein Schleifen der Innenring-Stirnseite und/oder des Innen- ring-lnnenumfangs, und dass im weiteren Prozessverlauf folgende Prozessschritte durchgeführt werden:
- Laufbahnschleifen und -honen der Wälzkörper-Laufbahn (19), sowie abschließend
- Lagermontage, in der unter anderem der Innenring (5) auf dem Lagersitz (7) des hohlzylindrischen Nabenabschnitts (9) montiert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Durchführung des Laufbahnschleifens und -honens ein Beschichtungsprozess erfolgt, in dem der Innenring-Rohling (37) mit der haftreibungsvermindernden Schicht (35) versehen wird, und dass insbesondere während des Laufbahnschleifens und -honens die Schicht (35) von der Wälzkörper-Laufbahn (19) und insbesondere vom Dichtungssitz (20) abgetragen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschichtungsprozess ein Tauchprozess ist, und/oder dass die haftreibungsvermindernde Schicht (35) eine Zinklamellen/Zink-Nickel- beschichtung oder eine keramikbasierte Beschichtung ist.
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