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DE4338646C1 - Two-row angular-contact rolling bearing for mounting a vehicle wheel - Google Patents

Two-row angular-contact rolling bearing for mounting a vehicle wheel

Info

Publication number
DE4338646C1
DE4338646C1 DE4338646A DE4338646A DE4338646C1 DE 4338646 C1 DE4338646 C1 DE 4338646C1 DE 4338646 A DE4338646 A DE 4338646A DE 4338646 A DE4338646 A DE 4338646A DE 4338646 C1 DE4338646 C1 DE 4338646C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bearing
outer ring
angular contact
wheel
contact roller
Prior art date
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DE4338646A
Other languages
German (de)
Inventor
Paolo Bertetti
Andreas Ruetter
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SKF GmbH
Original Assignee
SKF GmbH
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Publication date
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • 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
    • F16C35/067—Fixing them in a housing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B27/00—Hubs
    • B60B27/02—Hubs adapted to be rotatably arranged on axle
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    • 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
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

In a wheel hub (2), mounted in a wheel carrier (1) by means of an angular-contact rolling bearing, of a vehicle wheel, the two-component inner ring (7) of the bearing is arranged on a cylindrical extension (4) of the wheel hub (2) and the outer ring (12) of the bearing is arranged in a bearing hole (11) of the wheel carrier (1). Relatively thick-walled reinforcement rings (20, 21) are pressed into the thin-walled end areas (18, 19) of the outer ring (12) of the bearing. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Schrägwälzlager der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art für die Lagerung eines Fahrzeugrades.The invention relates to an angular contact bearing in the preamble of claim 1 specified type for the storage of a Vehicle wheel.

Für die Lagerung von Fahrzeugrädern werden vielfach zweireihige Schrägkugel- oder Schrägrollenlager verwendet, die als fertig­ montierte, mit Dichtungen versehene Baugruppen an den Fahrzeug­ hersteller geliefert und dort komplett eingebaut werden. Insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit Vorderradantrieb werden zur Lagerung der antreibbaren Räder die Lageraußenringe in am Fahrzeugaufbau angelenkten Lagergehäusen angeordnet, während die mit einem Befestigungsflansch versehenen und mit einem Achszapfen verbundenen Radnaben die Lagerinnenringe aufnehmen.For the storage of vehicle wheels, two rows are often used Angular contact ball or inclined roller bearings used as finished Assembled assemblies with seals on the vehicle supplied by the manufacturer and fully installed there. Especially in vehicles with front-wheel drive Storage of the drivable wheels in the bearing outer rings Vehicle body hinged bearing housings arranged during the with a mounting flange and with a Axle pins connected to the wheel hubs take up the bearing inner rings.

Eine solche Radlagerung ist beispielsweise aus der DE 25 05 081 A1 bekannt, bei der der Außenring eines Schrägkugellagers in die Gehäusebohrung eines Radträgers eingesetzt ist und in axialer Richtung durch Sicherungsringe gehalten wird. Der zweiteilige Innenring ist auf einer zylindrischen Verlängerung einer Radnabe angeordnet, die verdrehgesichert auf einem antreibbaren Achszapfen aufgeschoben und durch zentrale Verschraubung festgespannt ist. Der zweiteilige Innenring wird dadurch zwischen einer Schulter des Radzapfens und einer Schulter an der Radnabe eingespannt. Such a wheel bearing is for example from DE 25 05 081 A1 known in which the outer ring of an angular contact ball bearing in the Housing bore of a wheel carrier is used and in axial Direction is held by circlips. The two-part Inner ring is on a cylindrical extension of a wheel hub arranged that secured against rotation on a drivable Axle journal pushed on and through central screw connection is clamped. The two-part inner ring is thereby between a shoulder of the wheel journal and a shoulder on the Wheel hub clamped.  

Aufgrund der Anordnung der beiden Wälzkörperreihen mit zur Lagerachse divergierenden Kraftwirkungslinien können die beiden Wälzkörperreihen eng zusammengelegt werden, wodurch sich ein schmales Lager ergibt, und die Druckmittelpunkte weisen dennoch einen zur Aufnahme von Kippmomenten ausreichend großen Abstand auf. Allerdings ergeben sich dadurch und durch das Erfordernis einer wirtschaftlichen Herstellung relativ dünnwandige Enden der Lageraußenringe. Sie müssen darüber hinaus auch noch axial verlängert sein, damit Dichtungsanordnungen untergebracht werden können. Diese Formgebung der Außenringe hat den Nachteil, daß es bei bestimmten Momentenbelastungen zu Kippbewegungen und Axialbewegungen des Außenringes im Lagergehäuse kommt. Die Folge davon sind Knackgeräusche und ein erhöhter Verschleiß des Lagersitzes und/oder des Lagers.Due to the arrangement of the two rows of rolling elements with Bearing axis divergent force lines of action can use the two Rolling element rows are closely merged, resulting in a narrow bearing results, and the pressure centers point nevertheless a sufficient distance to accommodate tilting moments on. However, this results from and through the requirement an economical manufacture of relatively thin-walled ends of the Bearing outer rings. You also have to be axial be extended to accommodate seal assemblies can. This shape of the outer rings has the disadvantage that it at certain moment loads to tilting movements and Axial movements of the outer ring in the bearing housing comes. The consequence of which are crackling noises and increased wear of the Bearing seat and / or the bearing.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schrägwälzlager der Eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß keine wesentlichen Kipp- und Axialbewegungen des Außenringes im Lagergehäuse mehr auftreten.The invention is based, an angular contact bearing to improve the type mentioned in that no essential tilting and axial movements of the outer ring in the Bearing housing occur more.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved in the characterizing part of the claim 1 specified features solved.

Untersuchungen haben ergeben, daß die Kipp- und Axialbewegungen hauptsächlich durch die effektive Überdeckung zwischen Außenring und Lagergehäuse beeinflußt werden, also durch die Breite des zwischen den beiden Wälzkörperreihen liegenden Bereiches des Außenringes, weil nur er aufgrund der Abstützung durch die Wälzkörper und der größeren Wanddicke eine ausreichende Steifigkeit aufweist. Bei einem schmalbauenden Wälzlager, wie es für die Lagerung von Kraftfahrzeugenrädern vielfach gefordert wird, ist diese Breite aber zu gering.Studies have shown that the tilting and axial movements mainly due to the effective overlap between the outer ring and bearing housing are influenced, that is, by the width of the between the two rows of rolling elements Outer ring, because only it is supported by the Rolling elements and the larger wall thickness are sufficient Has rigidity. With a narrow rolling bearing, such as it is often required for the storage of motor vehicle wheels this width is too small.

Der Vorteil der Erfindung liegt nun insbesondere darin, daß durch das Einpressen der Verstärkungsringe der Außenring nahezu über seine gesamte Breite eine ausreichende Steifigkeit erlangt, wodurch die effektive Überdeckung erheblich vergrößert wird. The advantage of the invention is in particular that by pressing in the reinforcement rings the outer ring almost has sufficient rigidity over its entire width, which significantly increases the effective coverage.  

Die bei bestimmten Momentenbelastungen auftretenden Kipp- und Axialbewegungen - und damit die Knackgeräusche und der erhöhte Verschleiß - werden durch diese Maßnahme vermieden.The tilting and occurring at certain moment loads Axial movements - and thus the crackling noises and the increased Wear - are avoided by this measure.

Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die beschriebene effektive Überdeckung zwischen Lageraußenring und Lagergehäuse sowohl durch den Abstand der Verstärkungsringe von den Wälzkörpern als auch durch die Wanddicke der Verstärkungsringe eingestellt werden kann.Another advantage is that the described effective overlap between the bearing outer ring and bearing housing both by the distance of the reinforcement rings from the Rolling bodies as well as the wall thickness of the reinforcement rings can be adjusted.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Verstärkungsringe winkelförmig ausgeführt. Dadurch kann bei hoher Versteifungswirkung die Wanddicke des Ringes geringer gehalten werden als bei einer scheibenförmigen Gestaltung. Wird darüber hinaus der winkelförmige Verstärkungsring mit nach innen weisendem axialen Schenkel in den Lageraußenring eines Schrägkugellagers eingesetzt, so kann die Baubreite des Lagers besonders klein gehalten werden.In a further advantageous embodiment, the Reinforcement rings made angular. This can help high stiffening effect the wall thickness of the ring less be held as in a disc-shaped design. Becomes in addition, the angular reinforcement ring with inside pointing axial leg in the bearing outer ring Angular contact ball bearings used, so the width of the bearing be kept particularly small.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:The invention will now be described with reference to the figures explained. Show it:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und Fig. 1 shows an embodiment of the invention and

Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise. Fig. 2 is a diagram for explaining the operation.

In Fig. 1 ist eine Radlagerung dargestellt, die einen als Schwenklager ausgebildeten Radträger 1 und eine Radnabe 2 mit einem Befestigungsflansch 3 und einer zylindrischen Verlängerung 4 aufweist. Die Verlängerung 4 ist mit einer kerbverzahnten Bohrung 5 versehen, mit der sie auf einen entsprechend gestalteten Achszapfen 6 aufgeschoben ist. In Fig. 1 a wheel bearing is shown having a pivot bearing designed as a wheel 1, and a wheel hub 2 with a fastening flange 3 and a cylindrical extension 4. The extension 4 is provided with a serrated bore 5 , with which it is pushed onto a correspondingly designed journal 6 .

Auf der Mantelfläche der Radnaben-Verlängerung 4 ist der zweiteilige Innenring 7 eines Schrägkugellagers angeordnet, der sich einerseits an einer Schulter 8 der Radnabe 2 und andererseits an einer Schulter 9 des Achszapfens 6 abstützt. Die Radnabe 2 und der Achszapfen 6 werden von einer Schraube 10 zusammengehalten, wodurch die beiden Innenring-Hälften 7 zwischen den Schultern 8, 9 eingespannt sind.On the lateral surface of the wheel hub extension 4 , the two-part inner ring 7 of an angular contact ball bearing is arranged, which is supported on the one hand on a shoulder 8 of the wheel hub 2 and on the other hand on a shoulder 9 of the axle pin 6 . The wheel hub 2 and the axle journal 6 are held together by a screw 10 , whereby the two inner ring halves 7 are clamped between the shoulders 8 , 9 .

Der Radträger 1 bildet ein Lagergehäuse mit einer Lagerbohrung 11 für den Außenring 12 des Schrägkugellagers, der durch Sicherungsringe 13 in der Lagerbohrung 11 fixiert ist. Zwischen dem Lageraußenring 12 und dem Lagerinnenring 7 sind zwei Kugelreihen mit zur Lagerachse divergierenden Kraftwirkungslinien 14, 15 angeordnet und in Käfigen 16, 17 geführt.The wheel carrier 1 forms a bearing housing with a bearing bore 11 for the outer ring 12 of the angular contact ball bearing, which is fixed in the bearing bore 11 by retaining rings 13 . Between the bearing outer ring 12 and the bearing inner ring 7 , two rows of balls with lines of force 14 , 15 diverging from the bearing axis are arranged and guided in cages 16 , 17 .

In die relativ dünnwandigen Endbereiche 18, 19 des Lageraußenringes 12 sind winkelförmige Verstärkungsringe 20, 21 eingepreßt, von denen die Endbereiche 18, 19 radial versteift werden. Außerhalb der Verstärkungsringe sind den Lagerinnenraum abdichtende Dichtungselemente 22, 23 angeordnet. Zusätzlich sind die Verstärkungsringe 20, 21 mit Dichtlippen 24, 25 versehen, die am Innenring 7 anliegen.Angular reinforcement rings 20 , 21 are pressed into the relatively thin-walled end regions 18 , 19 of the bearing outer ring 12 , by which the end regions 18 , 19 are radially stiffened. Sealing elements 22 , 23 sealing the bearing interior are arranged outside the reinforcing rings. In addition, the reinforcement rings 20 , 21 are provided with sealing lips 24 , 25 which bear against the inner ring 7 .

In Fig. 2 ist über dem Lageraußenring 12 der prinzipielle Kraft/Spannungsverlauf bei einer Momentenbelastung der Radlagerung eingezeichnet, wie sie z. B. beim Kurvenfahren auftritt. Dabei zeigt die strichpunktierte Linie 26 den Kraft/ Spannungsverlauf bei einer Lagerausführung ohne Verstärkungsringe 20, 21 und die Vollinie 27 den Kraft/ Spannungsverlauf, wenn die Verstärkungsringe 20, 21 eingepreßt sind. Im ersteren Falle ist erkennbar, daß die effektive Überdeckung, in der die Kraft/Spannungskurve 26 ihr Maximum erreicht, ungefähr zwischen den Mitten der beiden den Ring 12 abstützenden Kugeln liegt, wo zudem der Ring 12 die größte Wanddicke aufweist. Die relativ dünnwandigen Endbereiche 18, 19 sind dagegen nicht abgestützt, weshalb die Kraft/Spannungskurve 26 hier stark abfällt, der Lageraußenring 12 also mit geringer effektiver Überdeckung in der Lagerbohrung 11 sitzt.In Fig. 2, the basic force / voltage curve at a moment load of the wheel bearing is shown above the bearing outer ring 12 , as z. B. occurs when cornering. The dash-dotted line 26 shows the force / stress curve in a bearing design without reinforcement rings 20 , 21 and the solid line 27 shows the force / stress curve when the reinforcement rings 20 , 21 are pressed in. In the former case it can be seen that the effective coverage, in which the force / tension curve 26 reaches its maximum, lies approximately between the centers of the two balls supporting the ring 12 , where the ring 12 also has the greatest wall thickness. The relatively thin-walled end regions 18 , 19 , on the other hand, are not supported, which is why the force / tension curve 26 drops sharply here, that is to say the bearing outer ring 12 is seated in the bearing bore 11 with little effective coverage.

Ist dagegen der Lageraußenring 12 mit Verstärkungsringen 20, 21 versehen, so wird er in den Endbereichen 18, 19 wirkungsvoll abgestützt, und die (in Vollinie gezeichnete) Kraft/ Spannungskurve 27 weist nahezu über die ganze Breite des Außenringes 12 einen hohen Wert auf. Die effektive Überdeckung zwischen Lagergehäuse 1 und Lageraußenring 12 reicht über dessen volle Breite, und der Sitz des Lageraußenringes 12 ist auch in den Endbereichen 18, 19 nicht beeinträchtigt.If, on the other hand, the bearing outer ring 12 is provided with reinforcing rings 20 , 21 , it is effectively supported in the end regions 18 , 19 , and the force / tension curve 27 (drawn in full line) has a high value almost over the entire width of the outer ring 12 . The effective overlap between the bearing housing 1 and the bearing outer ring 12 extends over its full width, and the seat of the bearing outer ring 12 is not impaired in the end regions 18 , 19 either.

Claims (5)

1. Zweireihiges Schrägwälzlager für die Lagerung eines Fahrzeugrades, dessen Wälzkörperreihen mit zur Lagerachse divergierenden Kraftwirkungslinien angeordnet sind, dessen Innenring für eine Montage auf einer Radnabe vorgesehen und dessen Außenring für einen Einbau in einem Lagergehäuse bestimmt ist und bei dem die Enden des Außenringes relativ dünnwandige Verlängerungen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß Verstärkungsringe (20, 21) in die Verlängerungen (18, 19) des Außenringes (12) eingepreßt sind.1.Two-row angular contact roller bearing for the bearing of a vehicle wheel, the rows of rolling elements of which are arranged with lines of force diverging from the bearing axis, the inner ring of which is intended for mounting on a wheel hub and the outer ring of which is intended for installation in a bearing housing and in which the ends of the outer ring are relatively thin-walled extensions characterized in that reinforcing rings ( 20 , 21 ) are pressed into the extensions ( 18 , 19 ) of the outer ring ( 12 ). 2. Schrägwälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsringe (20, 21) einen winkelförmigen Querschnitt aufweisen, dessen axialer Schenkel am Außenumfang angeordnet ist.2. Angular contact roller bearing according to claim 1, characterized in that the reinforcing rings ( 20 , 21 ) have an angular cross-section, the axial leg of which is arranged on the outer circumference. 3. Schrägwälzlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Schenkel der Verstärkungsringe (20, 21) zur Lagerinnenseite gerichtet sind.3. Angular contact roller bearing according to claim 2, characterized in that the axial legs of the reinforcing rings ( 20 , 21 ) are directed towards the inside of the bearing. 4. Schrägwälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsringe (20, 21) mit am Innenring (7) anliegenden Dichtlippen (24, 25) versehen sind. 4. Angular contact roller bearing according to one of the preceding claims, characterized in that the reinforcing rings ( 20 , 21 ) with the inner ring ( 7 ) abutting sealing lips ( 24 , 25 ) are provided. 5. Schrägwälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schrägkugellager vorgesehen ist.5. angular contact roller bearing according to one of the preceding claims, characterized in that an angular contact ball bearing is provided is.
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