WO2017076401A1 - Radlagereinheit - Google Patents

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WO2017076401A1
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outer ring
projection
ring element
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PCT/DE2016/200410
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Frank Eichelmann
Matthias Stahl
Natalie Treubert
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Definitions

  • the invention relates to a wheel bearing unit, in particular for motor vehicles.
  • Wheel bearings consist of an outer ring and a Radlagernabe and arranged therebetween rolling elements.
  • the Radlagernabe know a radially outwardly directed wheel flange on which, for example, a wheel can be attached.
  • axial or radial shocks act on the wheel flange or the wheel bearing hub. These shocks cause the wheel flange / wheel hub to move towards and strike an outer race of the wheel bearing unit. The resulting forces are then introduced into the rolling bearing.
  • a wheel bearing unit which has a wheel hub with a wheel flange. Between an outer ring and the wheel hub, a rolling bearing is arranged. In the described wheel bearing unit damage to the bearing due to a lateral impact is avoided by a certain gap width.
  • the object of the invention is to provide a wheel bearing unit which reduces the damage to the rolling bearing when a thrust bearing impacts the wheel bearing unit and furthermore ensures reliable sealing of the bearing.
  • a wheel bearing unit having an outer ring element and an inner ring element, between which at least two rows of rolling elements are arranged, wherein the inner ring element has a radial flange which can be fastened to an axle body or to a wheel, wherein an end face of the outer ring element which faces the radial flange, has at least one projection.
  • the invention is based on the finding that in certain driving situations, for example driving through a pothole or against a curb, axial and / or radial impacts act on the wheel bearing unit. These shocks cause the inner ring element or the radial flange to contact the outer ring element.
  • an end face of the outer ring element, which faces the radial flange has at least one projection. This projection is designed such that it absorbs in an axial or radial impact of the inner ring element or radial flange, which absorbs the force acting therefrom and in such a way as to prevent damage to the rolling bearing and / or the raceways.
  • the end face of the outer ring element may have one or more projections which are distributed over the circumference. If the outer ring element also has a radial flange with bores, the projection or the several projections can be arranged oriented in accordance with the bores. Furthermore, the invention may relate to wheel bearing unit with a row or more rows of rolling elements in X or O arrangement.
  • the rolling elements can be formed the same or different diameter and / or a different rolling bearing type.
  • the at least one projection on the end face is formed as a ring segment.
  • the at least one projection does not extend over the entire annular surface of the end face in the circumferential direction, but extends in the circumferential direction only over a partial section of the end face. If a plurality of projections are provided, these are provided distributed in the circumferential direction on the end face. This has the advantage that depending on the embodiment of the wheel bearing unit, existing space and requirements, the one or more projections may be provided
  • the at least one projection forms a labyrinth seal.
  • a separate seal is provided between the outer ring member and the inner ring member.
  • an upstream labyrinth seal is formed. This has the effect that the ingress of contaminants, such as rainwater or dust, can be reduced or prevented from the outside into the bearing or to the further seal.
  • This construction leads overall to an improved sealing performance and thus to an increase in the service life of the wheel bearing unit.
  • the at least one projection is integrally formed on the outer ring member.
  • the outer ring element is formed integrally with the at least one projection. This makes it possible to produce the outer ring element together with projection in a manufacturing step. A further connection with the projection and the outer ring element can be omitted according to this embodiment.
  • the at least one projection is formed as a separate element.
  • the separate element can be attached directly or indirectly to the end face.
  • the separate element may for example be formed from a metal sheet.
  • the separate element may also be formed from another metallic or non-metallic material.
  • the separate element has a tab shape. Under tab shape, for example, seen in cross-section, an L-shape can be understood.
  • the separate element may be attached to the inner circumference or to the outer circumference of the outer ring element and then extends radially along the end face of the outer ring element.
  • the separate element may be formed as a ring, which is mounted on the inner circumference or on the outer circumference and wherein the at least one Vorspung extends by means of a tab from the ring on the end face.
  • the separate element is positively, positively or materially connected to the outer ring member. This will ensure that the separate element remains in a fixed position over the service life.
  • the type of connection depends on the design of the separate element, ie, for example, material, shape, etc., from.
  • the at least one projection on a coating can serve to reduce the noise generated.
  • FIG. 2 shows a representation of an outer ring element of the wheel bearing unit shown in FIG. 1 according to a first embodiment
  • FIG. 3 shows a representation of an outer ring element of the wheel bearing unit shown in FIG. 1 according to a second embodiment
  • FIG. 4 shows a longitudinal section through a wheel bearing unit according to the invention according to a third embodiment
  • FIG. 5 shows a representation of an outer ring element of the wheel bearing unit shown in FIG. 4 according to a third embodiment
  • FIG. 6 shows a representation of an outer ring element of the wheel bearing unit shown in FIG. 4 according to a fourth embodiment.
  • Figure 1 shows a wheel bearing unit 1 according to an embodiment which is associated with a vehicle wheel, not shown.
  • the wheel bearing unit 1 comprises an outer ring element 2 and an inner ring element 3.
  • the inner ring element has a radial flange 4, which can be fastened to a wheel or axle body (not shown).
  • the wheel bearing assembly comprises two axially spaced WälzSystem-2n 5, 6, the rolling elements are guided on the outside in the outer ring member 2. On the inside, the rolling elements of the rolling element row 5 are guided directly in a raceway of the inner Ringelmentes 3 and the rolling elements of the rolling element 6 in a fixed to the inner Ringelment 3 inner ring 7.
  • An end face 8 of the outer ring element 2, which faces the radial flange 4, has at least one projection 9.
  • the end face 8 has a projection 9 which is formed as a ring segment.
  • the projection 9 is integral, i. in one piece, formed on the outer ring element 2.
  • FIGS. 3 to 6 show further embodiments of the invention. To simplify the description, the same parts will be denoted by the same reference numerals as in the preceding Figures 1 and 2. The description is limited only to the distinguishing features of Figure 1 and Figure 2.
  • FIG. 3 shows a representation of an outer ring element 2 of the wheel bearing unit 1 shown in FIG. 1 according to a second embodiment.
  • this embodiment in contrast to FIG. 2, three projections 9 distributed over the circumference of the end face 8 are provided on the end face 8. These projections 9 are integrally formed on the outer ring member 2.
  • the outer ring element 2 also has a radial flange 10 with holes 11.
  • the projections 9 are arranged correspondingly between the holes 1 1 oriented.
  • FIG. 4 shows a wheel bearing unit 1 according to a third embodiment.
  • the projection 12 is formed as a separate element 13.
  • the separate element 13 is formed of a metallic or non-metallic material, which has a tab shape, ie in cross-section an L-shape.
  • the separate element 13 has a first section 14 and a second section 15.
  • the first section is arranged on an outer periphery 16 of the outer element 2 and connected thereto.
  • the second section 15 is associated with the end face 8.
  • the separate element 13 extends in the circumferential direction as a segment-shaped section and not over the entire circumference of the end face.
  • FIG. 6 shows a representation of an outer ring element 2 of the wheel bearing unit 1 shown in FIG. 4 according to a fourth embodiment.
  • three projections 12 arranged distributed over the circumference of the end face 8 are provided on the end face 8. These projections 9 are, as already described in FIG. 5, designed as a separate element 13.
  • the outer ring element 2 also has a radial flange 10 with holes 11.
  • the projections 9 are arranged between the holes 1 1 oriented.
  • the separate element 13 is formed as a ring and this is attached to the outer circumference or inner circumference of the outer ring member 2. From the ring then extend to the end face 8 according to the requirements, a corresponding number formed as tabs projections 12 or a projection 12th

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Abstract

Radlagereinheit mit einem äußeren Ringelement (2) und einem inneren Ringelement (3), zwischen denen mindestens zwei Wälzkörperreihen (5, 6) angeordnet sind, wobei das innere Ringelement (3) einen Radialflansch (4) aufweist, welcher an einem Achskörper oder an einem Rad befestigbar ist, wobei eine Stirnfläche (8) des äußeren Ringelementes (2), welche dem Radialflansch (4) zugewandt ist, mindestens einen Vorsprung (9, 12) aufweist.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Radlagereinheit
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Radlagereinheit, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
Hintergrund der Erfindung
Radlager bestehen aus einem Außenring und einer Radlagernabe und dazwischen angeordneten Wälzkörpern. Die Radlagernabe weißt einen radial nach außen gerichteten Radflansch auf, an welchem beispielsweise ein Rad befestigt werden kann. Bei bestimmten Fahrsituationen, beispielsweise beim Fahren durch ein Schlagloch oder gegen einen Bordstein, wirken axiale bzw. radiale Stöße auf den Radflansch bzw. die Radlagernabe ein. Diese Stöße verursachen, dass sich der Radflansch/ Radlagernabe in Richtung eines Außenrings der Radlagereinheit bewegt und gegen diesen stößt. Die dabei entstandenen Kräfte werden dann in das Wälzlager eingeleitet.
Aus der EP 2 184 181 B1 ist eine Radlagereinheit bekannt, welche eine Radnabe mit einem Radflansch aufweist. Zwischen einem Außenring und der Radnabe ist ein Wälzlager angeordnet. Bei der beschriebenen Radlagereinheit wird durch eine bestimmte Spaltbreite die Beschädigung des Wälzlagers aufgrund eines seitlichen Stoßes vermieden. Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radlagereinheit zur Verfügung zustellen, welche die Beschädigung des Wälzlagers bei Einwirkung eines Sto- ßes auf die Radlagereinheit vermindert und weiterhin eine sichere Abdichtung des Lagers gewährleitstet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Radlagereinheit mit einem äußeren Ringelement und einem inneren Ringelement, zwischen denen mindestens zwei Wälzkörperreihen angeordnet sind, wobei das innere Ringelement einen Radialflansch aufweist, welcher an einem Achskörper oder an einem Rad befestigbar ist, wobei eine Stirnfläche des äußeren Ringelementes, welche dem Radialflansch zugewandt ist, mindestens einen Vorsprung aufweist.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei bestimmten Fahrsituationen, beispielsweise das Fahren durch ein Schlagloch oder gegen einen Bordstein, axiale und oder radiale Stöße auf die Radlagereinheit einwirken. Diese Stöße verursachen, dass das innere Ringelement bzw. der Radialflansch das äußere Ringelement kontaktiert. Bei der erfindungsgemäßen Radlagereinheit weißt eine Stirnfläche des äußeren Ringelementes, welche dem Radialflansch zugewandt ist, mindestens einen Vorsprung auf. Dieser Vorsprung ist derart ausgebildet, dass dieser bei einem axialen oder radialen Stoß des inneren Ringelementes bzw. Radialflansches, die dadurch einwirkende Kraft aufnimmt und derart ableitet, um eine Beschädigung des Wälzlagers und/ oder der Laufbahnen zu verhindern. Im Gegensatz zum Stand der Technik bedeutet ein derartiger Aufbau höhere Fertigungskosten, jedoch führt dieser Aufbau insgesamt zu einer Erhöhung der Lebensdauer der Radlagereinheit. Die Stirnfläche des äußeren Ringelementes kann einen oder mehrere Vorsprünge aufweisen, welche über den Umfang verteilt angeordnet sind. Weißt das äußerer Ringelement ebenso einen Radialflansch mit Bohrungen auf, kann der Vorsprung oder die mehreren Vorsprünge entsprechend den Bohrungen orientiert angeord- net sein. Weiterhin kann sich die Erfindung auf Radlagereinheit mit einer Reihe oder mehreren Reihen von Wälzkörpern in X- oder O- Anordung beziehen. Die Wälzkörper können dabei gleiche oder unterschiedliche Durchmesser und/ oder eines unterschiedlichen Wälzlagertyps ausgebildet sein.
Bevorzugterweise ist der mindestens eine Vorsprung an der Stirnfläche als Ringsegment ausgebildet. Das bedeutet, dass der mindestens eine Vorsprung sich nicht über die gesamte Ringfläche der Stirnfläche in Umfangsrichtung erstreckt, sondern in Umfangsrichtung sich nur über einen Teilabschnitt der Stirnfläche erstreckt. Sind mehrere Vorsprünge vorgesehen, sind diese in Umfangsrichtung ver- teilt an der Stirnfläche vorgesehen. Dies hat den Vorteil, dass je nach Ausführungsform der Radlagereinheit, vorhandenen Bauraum und Anforderungen, der oder die Vorsprünge vorgesehen sein können
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung bildet der mindestens eine Vor- sprung eine Labyrinthdichtung aus. Zwischen dem äußeren Ringelement und dem innerem Ringelement ist meist eine separate Dichtung vorgesehen. Durch das Vorsehen mindestens eines Vorsprunges an der Stirnfläche des äußeren Ringelementes, wird dadurch eine vorgeschaltete Labyrinthdichtung ausgebildet. Dies bewirkt, dass das Eindringen von Verunreinigungen, wie beispielsweise Regenwasser oder Staub, von außen in das Lager bzw. zu der weiteren Dichtung reduziert oder verhindert werden kann. Dieser Aufbau führt insgesamt zu einer Verbesserten Dichtleistung und somit zu einer Erhöhung der Lebensdauer der Radlagereinheit.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist der mindestens eine Vorsprung integral an dem äußeren Ringelement ausgebildet. Das äußere Ringelement ist mit dem mindestens einen Vorsprung einstückig ausgebildet. Dadurch ist es möglich das äußere Ringelement samt Vorsprung in einem Fertigungsschritt herzustellen. Eine weitere Verbindung mit des Vorsprungs und dem äußeren Ringelement kann gemäß dieser Ausgestaltung entfallen.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist der mindestens eine Vorsprung als separates Element ausgebildet. Das separate Element kann dabei direkt oder indirekt an der Stirnfläche angebracht sein. Das separate Element kann beispielsweise aus einem Blech ausgebildet sein. Das separate Element kann auch aus einem anderen metallischen oder nichtmetallischen Material ausgebildet sein.
Bevorzugterweise weist das separate Element eine Laschenform auf. Unter Laschenform kann beispielsweise im Querschnitt gesehen eine L-Form ver- standen werden. Je nach Anforderung oder vorhandenen Bauraum wird kann dass separate Element an dem Innenumfang oder an dem Außenumfang des äußeren Ringelementes angebracht werden und erstreckt sich dann radial entlang der Stirnfläche des äußeren Ringelementes. Vorteilhafterweise kann das separate Element als Ring ausgebildet sein, welcher am Innenumfang oder am Außenumfang angebracht ist und wobei der mindestens eine Vorspung mittels in Form einer Lasche sich von dem Ring aus auf die Stirnfläche erstreckt.
Bevorzugterweise ist das separate Element kraft-, form- oder stoffschlüssig mit dem äußeren Ringelement verbunden. Dadurch wird sichergestellt, dass das separate Element in einer festgelegten Position über die Gebrauchsdauer verbleibt. Die Verbindungsart hängt von der Ausgestaltung des separaten Elementes, d.h. beispielsweise Material, Form etc., ab. In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung weist der mindestens eine Vorsprung eine Beschichtung auf. Die Beschichtung kann dazu dienen, entstehende Geräusche zu vermindern.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Nachfolgend werden vier Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von sechs Figuren dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Radlagereinheit,
Fig. 2 eine Darstellung eines äußeren Ringelementes der in Figur 1 gezeigten Radlagereinheit gemäß einer ersten Ausführungsform,
Fig. 3 eine Darstellung eines äußeren Ringelementes der in Figur 1 gezeigten Radlagereinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Radlagereinheit gemäß einer dritten Ausführungsform,
Fig. 5 eine Darstellung eines äußeren Ringelementes der in Figur 4 gezeigten Radlagereinheit gemäß einer dritten Ausführungsform, und Fig. 6 eine Darstellung eines äußeren Ringelementes der in Figur 4 gezeigten Radlagereinheit gemäß einer vierten Ausführungsform. Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeig eine Radlagereinheit 1 gemäß einer Ausführungsform, welche einem nicht dargestellten Fahrzeugrad zugeordnet ist. Die Radlagereinheit 1 um- fasst ein äußeres Ringelement 2 und ein inneres Ringelement 3. Das innere Ringelement weist einen Radialflansch 4 auf, welcher an einem nicht näher dargestellten Rad oder Achskörper befestigbar ist. Ferner weist die Radlageranordnung zwei axial beabstandeten Wälzkörperreihen 5, 6auf, deren Wälzkörper außenseitig in äußeren Ringelement 2 geführt sind. Innenseitig sind die Wälzkörper der Wälzkörperreihe 5 unmittelbar in einer Laufbahn des inneren Ringelmentes 3 und die Wälzkörper der Wälzkörperreihe 6 in einem an dem inneren Ringelment 3 fixierten Innenring 7 geführt.
Zur nähren Erläuterung einer ersten Ausführungsform wird nachfolgend Bezug auf Figur 2 genommen. Eine Stirnfläche 8 des äußeren Ringelementes 2, welche dem Radialflansch 4 zugewandt ist, weist mindestens einen Vorsprung 9 auf. Wie in Figur 2 ersichtlich ist, weist die Stirnfläche 8 einen Vorsprung 9 auf, welcher als Ringssegment ausgebildet ist. Der Vorsprung 9 ist dabei integral, d.h. einstückig, an dem äußeren Ringelement 2 ausgebildet.
Bei bestimmten Fahrsituationen, beispielsweise das Fahren durch ein Schlagloch oder gegen einen Bordstein, können axiale und/ oder radiale Stöße auf die Radlagereinheit einwirken. Diese Stöße verursachen, dass das innere Ringelement 3 bzw. der Radialflansch 4 das äußere Ringelement 2 kontaktiert. Der bei der erfindungsgemäßen Radlagereinheit 1 vorgesehene Vorsprung 9 ist derart ausgebildet, dass dieser bei einem axialen oder radialen Stoß des inneren Ringelementes 3 bzw. Radialflansches 4, die dadurch einwirkende Kraft aufnimmt und derart ableitet, um eine Beschädigung des Wälzlagers und/ oder der Laufbahnen zu verhindern. Bei einem axialen oder radialen Stoß wird dabei nur der Vorsprung 9 kontaktiert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf einen einzigen Vorsprung 9 beschränkt. Die Figuren 3 bis 6 zeigen weitere Ausführungsformen der Erfindung. Zur Vereinfachung der Beschreibung werden gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, wie in den vorangegangenen Figuren 1 und 2. Die Beschreibung beschränkt sich lediglich auf die Unterscheidungsmerkmale zu der Figur 1 und Figur 2.
Figur 3 zeigt eine Darstellung eines äußeren Ringelementes 2 der in Figur 1 gezeigten Radlagereinheit 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform sind im Gegensatz zu der Figur 2 an der Stirnfläche 8 drei über den Umfang der Stirnfläche 8 verteilt angeordnete Vorsprünge 9 vorgesehen. Diese Vorsprünge 9 sind integral am äußeren Ringelement 2 ausgebildet.
Wie aus Figur 3 zu erkennen ist, weißt das äußere Ringelement 2 ebenso einen Radialflansch 10 mit Bohrungen 1 1 auf. Die Vorsprünge 9 sind dabei entspre- chend zwischen den Bohrungen 1 1 orientiert angeordnet.
Figur 4 zeig eine Radlagereinheit 1 gemäß einer dritten Ausführungsform. Im unterschied zu den vorangegangenen Ausführungsformen ist der Vorsprung 12 als separates Element 13 ausgebildet. Zur nähren Erläuterung der Ausfüh- rungsform wird nachfolgend Bezug auf Figur 5 genommen. Das separate Element 13 ist dabei aus einem metallischen oder nichtmetallischen Werkstoff ausgebildet, welches eine Laschenform, d.h. im Querschnitt eine L-Form, aufweist. Wie zu erkennen ist, weißt das separate Element 13 einen ersten Abschnitt 14 und einen zweiten Abschnitt 15 auf. Der erste Abschnitt ist dabei an einem Außenumfang 16 des äußeren Elementes 2 angeordnet und mit diesem verbunden. Der zweite Abschnitt 15 ist der Stirnfläche 8 zugeordnet. Wie aus Figur 5 zu erkennen ist, erstreckt sich das separate Element 13 in Umfangsrich- tung als segmentförmiger Abschnitt und nicht über den gesamten Umfang der Stirnfläche. Ferner ist in diesem Ausführungsbeispiel ein einziger Vorsprung 12 vorgesehen. Das separate Element 13 ist form-, kraft- oder stoffschlüssig mit dem äußeren Ringelement 2 verbunden. Figur 6 zeigt eine Darstellung eines äußeren Ringelementes 2 der in Figur 4 gezeigten Radlagereinheit 1 gemäß einer vierten Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform sind im Gegensatz zu der Figur 5 an der Stirnfläche 8 drei über den Umfang der Stirnfläche 8 verteilt angeordnete Vorsprünge 12 vorgesehen. Diese Vorsprünge 9 sind wie bereits in Figur 5 beschrieben, als separa- tes Element 13 ausgebildet.
Wie aus Figur 6 zu erkennen ist, weißt das äußere Ringelement 2 ebenso einen Radialflansch 10 mit Bohrungen 1 1 auf. Die Vorsprünge 9 sind dabei zwischen den Bohrungen 1 1 orientiert angeordnet. Es ist auch möglich, dass das separate Element 13 als Ring ausgebildet ist und dieser am Außenumfang oder Innenumfang des äußeren Ringelementes 2 befestigt ist. Von dem Ring aus erstrecken sich dann an der Stirnfläche 8 den Anforderungen entsprechend, eine entsprechende Anzahl als Laschen ausgebildeter Vorsprünge 12 oder ein Vorsprung 12.
Bezugszeichenliste
1 . Radlagereinheit
2. äußeres Ringelement
3. inneres Ringelement
4. Radialflansch
5. Wälzkörperreihe
6. Wälzkörperreihe
7. Innenring
8. Stirnfläche
9. Vorsprung
10. Radialflansch
1 1 .Bohrung
12. Vorsprung
13. separates Element
14. erster Abschnitt
15. zweiter Abschnitt
16. Außenumfang

Claims

Patentansprüche
1 . Radlagereinheit mit einem äußeren Ringelement (2) und einem inneren Ringelement (3), zwischen denen mindestens zwei Wälzkörperreihen (5, 6) angeordnet sind, wobei das innere Ringelement (3) einen Radialflansch (4) aufweist, welcher an einem Achskörper oder an einem Rad befestigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stirnfläche (8) des äußeren Ringelementes (2), welche dem Radialflansch (4) zugewandt ist, mindestens einen Vorsprung (9, 12) aufweist.
2. Radlagereinheit nach Anspruch 1 , wobei der mindestens eine Vorsprung (9, 12) an der Stirnfläche (8) als Ringsegment ausgebildet ist.
3. Radlagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Vorsprung (9, 12) eine Labyrinthdichtung ausbildet.
4. Radlagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Vorsprung (9, 12) integral an dem äußeren Ringelement (2) ausgebildet ist.
5. Radlagereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der mindestens eine Vorsprung (9, 12) als separates Element (13) ausgebildet ist.
6. Radlagereinheit nach Anspruch 5, wobei das separate Element (13) eine Laschenform aufweist.
7. Radlagereinheit nach Anspruch 5, wobei das separate Element (13) kraft-, form- oder stoffschlüssig mit dem äußeren Ringelement (2) verbunden ist.
8. Radlagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Vorsprung (9, 12) eine Beschichtung aufweist.
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