NL1023883C2

NL1023883C2 - Lagersamenstel omvattende een gesoldeerde verbinding.

Info

Publication number: NL1023883C2
Application number: NL1023883A
Authority: NL
Inventors: Jacobus Zwarts; Hendrikus Jan Kapaan; Cornelius Petrus Anton Vissers; Johannes Franciscus Van Sanden; Emmanuel Jacques Eyroud
Original assignee: Skf Ab
Priority date: 2003-07-10
Filing date: 2003-07-10
Publication date: 2005-01-11
Also published as: DE102004033669A1; CN1306178C; CN1836114A; CN1576622A; CN100494713C

Description

Lagersamenstel omvattende een gesoldeerde verbinding

De uitvinding betreft een lagersamenstel, omvattende een wentellager met een buitenringmiddel, een binnenringmiddel én ten minste reeks wentelelementen die in 5 contact zijn met een loopbaan van die ringmiddelen, alsmede een hulpelement bevestigd aan een van de ringmiddelen door een verbindingsmiddel.

Een dergelijk lagersamenstel is op verschillende gebieden algemeen bekend. Als voorbeeld wordt verwezen naar naaflagereenheden voor trucks die een dergelijk lagersamenstel omvatten. Een van de ringmiddelen van het lager daarvan is gewoonlijk ver-10 bonden aan een stalen naaf die is bevestigd aan de as van de truck of trailer. Door middel van een moer die is geschroefd op de buitenste draden van de stalen naaf, wordt het lager op zijn plaats gehouden.

De schroefverbinding tussen het lager en de stalen naaf staat bloot aan variërende belastingen, en is daardoor vatbaar voor vermoeiing. Derhalve is het noodzakelijk om 15 op dit terrein hoogwaarde materialen, zoals hoogwaardige staalsoorten toe te passen teneinde een aanvaardbare vermoeiingslevensduur te verzekeren. Dit vereiste echter legt ernstige beperkingen op aan de keuze van de materialen. Zo zouden bijvoorbeeld gietijzeren componenten niet worden gebruikt in verband met hun minder gunstige vermoeiingsgedrag. Materialen zoals gietijzer echter bezitten ook voordelen, zoals een 20 betere vormbaarheid en verhoudingsgewijze lage kosten. Deze voordelep kunnen echter in de hiervoor genoemde specifieke toepassingen waarbij vermoeiing een belangrijke rol speelt, niet worden benut.

Een verder belangrijk aspect van lagersamenstellen betreft de inwendige voorbelasting daarvan. Een correcte vooibelasting is van uiterst groot belang voor de presta-25 ties van de lagereenheid. Derhalve is het wenselijk om de voorbelasting tijdens de ver-vaardigingsfase van de lagereenheid in te stellen. Daardoor worden fouten bij het monteren van de lagereenheid vermeden. Bovendien wordt daardoor het aantal stukken waaruit het lager bestaat verkleind, hetgeen bevorderlijk is voor een directe toepassing van de lagereenheid in bijvoorbeeld het geval van het in de lijn samenstellen in een 30 fabriek voor het vervaardigen van een truck of auto.

Een dergelijk vooraf samengestelde lagereenheid wordt vaak verkregen door de binnenringen van dubbelrijige wentellagereenheid samen te lassen. Dit wordt uitgevoerd door de binnenringen bijvoorbeeld door een gat in de buitenring door middel van 1023883· Η I 2 I een laser aan elkaar te lassen. Dit leidt echter tot het mogelijk binnendringen van las- I spetters in de lagerruimte, en verder heeft het lassen van staalsoorten met een hoog

I koolstofgehalte tot ernstige scheurvorming geleid. I

I Het doel van de uitvinding is derhalve een lagersamenstel te verschaffen dat de

I 5 beperking met betrekking tot de toepassing van specifieke materialen daarin niet bezit, I

I en dat toch nog voldoet aan de vereisten met betrekking tot sterkte, betrouwbaarheid en I

I veiligheid. Dit doel wordt bereikt doordat het verbindingsmiddel een gesoldeerde ver-

I binding omvat. I

I De technologie van solderen is op zich bekend, en betreft het toepassen van een I

I 10 zogenaamd soldeermateriaal dat een smelttemperatuur bezit die lager is dan de smelt-

I temperatuur van de aan elkaar te verbinden materialen. Zo kan bijvoorbeeld voor het I

verbinden van een gietijzeren naaf aan het staalelement, een op nikkel gebaseerd sol- I

I deermateriaal worden toegepast. Andere combinaties van aan elkaar te verbinden meta- len en soldeermaterialen zijn eveneens bekend. Het toepassen van een dergelijke sol- I 15 deerverbinding op het gebied van lagersamenstellen bezit vele voordelen. Zoals hier- I voor al genoemd, kan de soldeerverbinding bijvoorbeeld worden toegepast voor het I verbinden van hoogwaardige inzetstukken en dergelijke aan laagwaardiger materiaal- I componenten in die gebieden waar bijvoorbeeld vermoeiing naar voren treedt. Met I andere specifieke eisen kan op deze manier ook rekening worden gehouden, zoals ma-

I 20 teriaaldichtheid, corrosieweerstand, bewerkbaarheid en dergelijke. I

I De soldeerverbinding kan op verschillende manieren zijn uitgevoerd. Volgens I

I een voorkeursuitvoeringsvoorbeeld bezitten het veibindingsmiddel en het daaraan ver- I bonden hulpelement concentrisch naar elkaar gekeerde oppervlakken die een laag sol- I deermateriaal insluiten. Na het smelten kan het soldeermateriaal zich dan verspreiden I 25 door de spleet tussen die naar elkaar gekeerde oppervlakken onder invloed van de ca- I pillaire werking, waarbij een volledige verbinding kan worden verzekerd.

I Het verbindingsmiddel kan verder zijn uitgerust met een mechanische blokkeer- I inrichting, bijvoorbeeld een van schroefdraad voorzien deel waarop een moer of bout is I geschroefd, voor het verbinden van het hulpelement aan dat ene ringmiddel. In het bij- I 30 zonder in een dergelijk geval speelt de vermoeiingsweerstand van het verbindingsmid- I del een belangrijke rol. Als alternatief of aanvullend kan het verbindingsmiddel een I plastisch gedeformeerd deel bezitten waarmee het hulpelement aan dat ene ringmiddel I 1023883· 3 is bevestigd. In een dergelijk geval omvat het verbindingsmiddel een materiaal met een specifiek plastisch gedrag, bijvoorbeeld staalsoorten met een laag koolstofgehalte.

Zoals reeds genoemd kan het verbindingsmiddel een relatief hoogwaardig materiaal omvatten, bijvoorbeeld een staalelement en dergelijke, in het bijzonder ingeval het 5 verbindingselement een voor de veiligheid kritisch element betreft. In combinatie daarmee kan het hulpelement een verhoudingsgewijze laagwaardig materiaal omvatten, bijvoorbeeld een gietijzerelement. Ook kan het verbindingsmiddel lichtgewicht materialen omvatten, zoals aluminium en titanium.

De uitvinding betreft verder een naaflagereenheid, omvattende een lagersamen-10 stel volgens een van de voorgaande conclusies, welk lagersamenstel een wentellager omvat met een buitenringmiddel, een binnenringmiddel en ten minste een reeks wen-telelementen die in contact zijn met een loopbaan van die ringmiddelen, alsmede een bevestigingsflens verbonden aan een van de ringmiddelen door een verbindingsmiddel. Volgens de uitvinding omvatten de verbindingsmiddelen een gesoldeerde verbinding. 15 Die bevestigingsflens kan bijvoorbeeld een wielbevestigingsflens omvatten, en/of een bevestigingsflens voor een remschijf of een remtrommel. Ook kan het verbindingsmiddel zijn voorzien van koppeloverbrengende kenmerken, zoals spieën of groeven, ter verbinding aan een aandrijforgaan, bijvoorbeeld een cardankoppeling.

Volgens een verdere mogelijke uitvoeringsvorm is het binnenringmiddel draai-20 baar en bezit het buitenringmiddel hulpbevestigingsorganen ter bevestiging van het buitenringmiddel aan een wielophanging. Als alternatief is het buitenringmiddel draaibaar en bezit het binnenringmiddel hulpbevestigingsorganen ter bevestiging van dat binnenringmiddel aan een wielophanging.

De uitvinding betreft verder een rondsellagereenheid omvattende een lagersa-25 menstel zoals hiervoor beschreven, welk lagersamenstel een wentellager omvat met een buitenringmiddel, een binnenringmiddel en ten minste een reeks wentelelementen die in contact zijn met een loopbaan van die ringmiddelen, alsmede een rondselas verbonden aan het binnenringmiddel door een verbindingsmiddel, welke rondselas een rond-selwiel ondersteunt. Volgens de uitvinding omvat het verbindingsmiddel een gesol-30 deerde verbinding.

In verband met een grotere veiligheid tot axiale afschuiving, kunnen de verbindingsmiddelen een vormverbinding omvatten, bijvoorbeeld een klemring die is opgenomen in overeenkomstige groeven van het verbindingsmiddel en het respectievelijke 1023883·

I 4 I

I ringmiddel. Het wentellager kan een dubbelrijig taps rollager zijn, of een dubbelrijig I

I hoekcontact rollager, of een combinatie van een rollager en een kogellager. Tevens kan I

I ook ten minste een sensor zijn voorzien voor het bewaken van een lagertoestand, bij- I

I voorbeeld temperatuur, snelheid, belasting en dergelijke. I

5 De uitvinding zal nu verder worden beschreven onder verwijzing naar verschil- I

I lende in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen. I

I Figuur 1 toont een niet-aangedreven trucknaafeenheid, omvattende een lagersa- I

menstel volgens de uitvinding. I

I Figuur 2 toont een aangedreven trucknaafeenheid. I

I 10 Figuur 3 toont een verdere niet-aangedreven trucknaafeenheid. I

Figuur 4 toont een verdere uitvoeringsvorm van een aangedreven trucknaafeen- I

I heid. I

I De in figuur 1 weergegeven trucknaafheid omvat een lagersamenstel volgens de I

I uitvinding, verbonden aan het stalen naaforgaan 2 dat moet worden bevestigd aan de I

I 15 (niet getoonde) wielophanging. Op het lagersamenstel 1 zijn een wielflens 3 alsmede I

een remschij f4 gemonteerd. I

I Het lagersamenstel 1 is van het type met een dubbele rij tapse rollen, voorzien I

I van twee buitenringen 5, 6 en binnenringen 7, 8. Tussen de ringen 5, 7 respectievelijk I

I 6, 8 zijn reeksen tapsvormige rollen 9 respectievelijk 10 opgenomen die op een op zich I

I 20 bekende wijze op afstand van elkaar worden gehouden door middel van de kooien 11 I

I respectievelijk 12. I

I Voor een juiste werking van het lagersamenstel 1, moet een bepaalde axiale voor- I

I belasting worden uitgeoefend op de tapse rollagers. Deze axiale voorbelasting wordt I

I door middel van de moer 13 aangebracht op de binnenringen 7, 8, welke moer is I

25 geschroefd op de schroefdraad 14 van het hulpelement 15. Dit hulpelement 15 is opge- I

I nomen in een overeenkomstig gevoimd gat 16 in de stalen naaf 2. Door middel van de I

I gesoldeerde verbinding 17 is dit hulpelement 15 verbonden aan de stalen naaf 2. Tus- I

I sen de naar elkaar gekeerde wanden van het hulpelement 15 en het gat 16 in de stalen I

naaf 2 is een soldeermateriaal zoals een nikkelsamenstelling vloeibaar gemaakt, zoda- I

I 30 nig dat door capillaire werking een sterke, stijve, gesoldeerde verbinding is verkregen. I

I Er wordt op gewezen dat de smelttemperatuur van het soldeermateriaal zoals de nikkel- I

I samenstelling, lager is dan de smelttemperatuur van het materiaal waaruit het hulpele- I

I ment 15 en de stalen naaf 2 bestaan. I

I 1023883· 5

Voor een verdere vergroting van de veiligheid is een klemring 18 aangebracht die is opgenomen in tegenover elkaar liggende groeven in het gat 16 van de stalen naaf 2 en in het hulpelement 15. Die klemring 18 is aan de verbinding vastgemaakt tijdens het soldeerproces.

5 De draaibare buitenringen 5, 6 van de tapse rollagers zijn opgenomen in een bui- tenringorgaan 19, dat een inwendige richel 20 bezit waartegen de buitenringen 5, 6 zijn ondersteund. Door middel van de boutverbinding 21 zijn de wielflenzen 3 en de rem-schijf 5 verbonden aan dat buitenringorgaan 19. De naaf 2 uit laagwaardig materiaal ---kan gaten 22 omvatten teropname-van draden voor regel/bewakingsdoeleinden en ter 10 opname van slangen voor het regelen van de handdruk. Die naaf 2 kan een integraal deel vormen van de voertuigas. Als alternatief kan die naaf 2 een cilindrische en/of taps gat bezitten of een neus ter bevestiging en centrering met betrekking tot de voertuigas.

De uitvoeringsvorm van figuur 2 is tot op zekere hoogte identiek aan de uitvoeringsvorm van figuur 1. De wielflens 3 en de remschijf 4 zijn nu echter geïntegreerd 15 met een draaibaar binnenringmiddel 2. Op dit binnenringmiddel 2 zijn de binnenringen 7, 8 opgenomen en voorbelast door middel van moer 14 die is geschroefd op de schroefdraad van het hulpelement 15. Dat hulpelement 15 omvat inwendige spieën 23, die samenwerken met de uitwendige spieën 24 van het aandryfmiddel 25.

Door de van schroefdraad voorziene gaten 25 kan nu het stationaire buitenringor-20 gaan 20 worden verbonden aan een (niet getoonde) voertuigwielophanging.

Figuur 3 toont een verdere niet-aangedreven naaflagereenheid omvattende een stationair buitenringorgaan 19 dat weer door middel van van schroefdraad voorziene gaten 25 kan worden verbonden aan een (niet getoonde) voertuigophanging. Het bin-nenringorgaan 15 is geïntegreerd met de wielflens 3, terwijl de remschijf 4 is verbon-25 den aan de naar buiten wijzende flens 27 van het binnenringorgaan 15 door middel van een boutverbinding 28. Aan het binnenringorgaan 29 is het hulpelement 15 verbonden door middel van een soldeerverbinding 17. Het inwendige eind 30 van het hulpelement 50 is naar buiten gedrongen ter verkrijging van de gewenste voorbelasting op de binnenringen 7,8 van de tapse rollagers.

30 De uitvoeringsvorm van figuur 4 toont een aangedreven trucknaafeenheid. Het hulpelement 2 bezit een doorgaand gat 30 waardoorheen zich het asdeel 31 uitstrekt. Dit asdeel is aan de ene kant verbonden aan de aandrijfas 32 door middel van de homo- 1023883· I 6 I kinetische koppeling 34, en aan de andere kant aan de wielbevestgingsflens 3 door I middel van de aandrijfïlens 35.

I De draaibare buitenringen 5 en 6 ondersteunen de wielbevestigingsflens 3, terwijl I de vaste binnenringen 7, 8 zijn ondersteund op de asstomp 20. Die asstomp 20 is stuur- I 5 baar is opgehangen met betrekking tot de voertuigas 36 via het scharnier 37.

I 1023883·

Claims

1. Lagersamenstel (1) omvattende een wentellager (5-12) met een buitenringmid-del (5,6), een binnenringmiddel (7, 8) en ten minste reeks wentelelementen (10,11) die 5 in contact zijn met een loopbaan van die ringmiddelen (5-8), alsmede een hulpelement (2) bevestigd aan een van de ringmiddelen (5-8) door een verbindingsmiddel (13-15; 30), met het kenmerk, dat dat verbindingsmiddel (13-15; 30) een gesoldeerde verbinding (17) omvat.

2. Samenstel volgens conclusie 1, waarbij het verbindingsmiddel (13-15; 30) en 10 het hulpelement (2) dat daaraan is bevestigd concentrisch naar elkaar gekeerde oppervlakken bezitten die een laag soldeermateriaal (17) insluiten.

3. Samenstel volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het verbindingsmiddel (13-15) een mechanische blokkeerinrichting, van bijvoorbeeld een schroefdraad voorzien deel (14) omvat waarop een moer (13) of bout is geschroefd, 15 waarmee het hulpelement (2) aan dat ten minste ene ringmiddel (5-8) is verbonden.

4. Samenstel volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het verbindingsmiddel (13, 14, 30) een plastisch vervormd deel (30) omvat waarmee het hulpelement (2) is verbonden aan dat ten minste ene ringmiddel (5-8).

5. Samenstel volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het verbin-20 dingsmiddel (13-15; 30) een verhoudingsgewijze hoogwaardig materiaal omvat, bijvoorbeeld een staalmateriaal met een laag koolstofgehalte en hoge sterkte.

6. Samenstel volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het verbindingsmiddel (13-15; 30) een veiligheidskritisch element (15) omvat.

7. Samenstel volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het verbin-25 dingsmiddel (13-15; 30) een lichtgewicht materiaal omvat, bijvoorbeeld aluminium of titanium.

8. Samenstel volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het hulpelement (2) een verhoudingsgewijze laagwaardig element omvat met een materiaal met een hoog koolstofgehalte, bijvoorbeeld een gietijzerelement.

9. Naaflagereenheid, omvattende een lagersamenstel (1) volgens een van de voorgaande conclusies, welk lagersamenstel (1) een wentellager omvat met een buiten-ringmiddel (5,6), een binnenringmiddel (7, 8) en ten minste een reeks wentelelementen (9, 10) die in contact zijn met een loopbaan van die ringmiddelen (5-8), alsmede een 1023888· I 8 I I bevestigingsflens (3, 14, 27) verbonden aan een van de ringmiddelen (5-8) door een I I verbindingsmiddel (13-15; 30), met het kenmerk, dat het verbindingsmiddel (13-15; I I 30) een gesoldeerde verbinding (17) omvat. I

10. Eenheid volgens conclusie 9, waarbij de bevestigingsflens een wielbevesti- I I 5 gingsflens (3) omvat. I

11. Eenheid volgens conclusie 9 of 10, waarbij de bevestigingsflens een bevesti- I I gingsflens (27) omvat voor een remschijf of remtrommel. I

12. Eenheid volgens een van de conclusies 9-11, waarbij het hulpelement (2) is I I voorzien van koppejoverbrengende eigenschappen, zoals spieën of groeven (23,24), ter I I 10 verbinding aan een aandrijforgaan, bijvoorbeeld een cardankoppeling (26). I

13. Eenheid volgens een van de conclusies 9-12, waarbij het binnenringmiddel (7, I I 8) draaibaar is en het buitenringmiddel (5, 6) bevestigingshulpmiddelen (25) bezit ter I bevestiging van dat buitenringmiddel aan een wielophanging. I

14. Eenheid volgens een van de conclusies 9-12, waarbij het buitenringmiddel (5, I I 15 6) draaibaar is en het binnenringmiddel (7, 8) bevestigmgshulpmiddelen (2) heeft voor I I het bevestigen van dat binnenringmiddel (7, 8) aan een wielophanging. I

15. Eenheid volgens een van de conclusies 9-14, waarbij het hulpelement (15) I I een vormverbinding omvat, bijvoorbeeld een klemring (18) die is opgenomen in over- I eenkomstige groeven van het hulpelement (15) en het respectievelijke ringmiddel (7, I I 20 8). I

16. Eenheid volgens een van de conclusies 9-15, waarbij het wentellager (5-12) I I een dubbelrijig taps rollager omvat. I

17. Eenheid volgens een van de conclusies 9-16, waarbij het wentellager een I I dubbelrijig hoekcontactkogellager omvat. I I 25

18. Eenheid volgens een van de conclusies 9-17, waarbij het wentellager een I I combinatie van een rollager en een kogellager omvat. I

19. Eenheid volgens een van de conclusies 9-18, waarbij ten minste een sensor is I I voorzien voor het bewaken van een lagertoestand, bijvoorbeeld temperatuur, snelheid, I I belasting en dergelijke. I I 30

20. Rondsellagereenheid, omvattende een lagersamenstel volgens een van de con- I I clusies 1-18, welk lagersamenstel een wentellager omvat met een buitenringmiddel, een I I binnenringmiddel en ten minste een reeks wentelelementen die in contact zijn met een I I loopbaan van die ringmiddelen, alsmede een rondselas verbonden aan het binnen- I I 1023883· ringmiddel door een verbindingsmiddel, welke rondselas een rondselwiel ondersteunt, met het kenmerk, dat het verbindingsmiddel een gesoldeerde verbinding omvat. 1023883*