WO2008052875A1 - Radlagerung für kraftfahrzeuge - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a wheel bearing for motor vehicles according to the preamble-forming features of claim 1, and it is particularly advantageously applicable to driven and non-driven or to steerable and non-steerable wheels of motor vehicles.
- Wheel bearings are highly stressed parts that have to withstand the various operating stresses that occur during driving in any case.
- motor vehicles one differentiates between driven and non-driven wheels, which in turn are subdivided into steerable or non-steerable wheels. Basically, it applies to all wheels that they have to be guided for technical reasons as accurate and backlash-free as possible and therefore require a high-carrying, rigid storage. This is achieved in passenger vehicles predominantly with O-arrangement against each other employed double-row angular contact ball bearings, while in commercial vehicles because of the higher load ratings especially two single-row, in O arrangement against each other employees or double-row tapered roller bearings are used.
- This wheel bearing is essentially formed by a four-row angular contact ball bearing which has a two-part inner bearing ring arranged on a hub of a wheel-side fastening flange and a coaxial with this arranged in a hub of a vehicle-side mounting flange or integrated in this one-piece outer bearing ring and is formed with a plurality in four rows next to each other between these bearing rings bearing balls, wherein the pitch diameter of the two axially inner rows smaller than the pitch circle diameter of the two axially outer Rows is.
- the bearing balls roll on obliquely set defined pressure angle axes in groove-shaped raceways in both bearing rings and are held by two bearing cages, each receiving an inner and an outer row of bearing balls in the circumferential direction at regular intervals to each other.
- the invention is therefore the object of a compact building
- this object is achieved in a wheel bearing according to the preamble of claim 1 such that all rolling elements of the angular contact bearing used as ball rollers with two symmetrically flattened from a spherical base and parallel side surfaces are formed, between which these compared to the diameter of their ball base have a reduced by 20% to 30% width.
- the invention is thus based on the finding that it is possible by the use of ball rollers as rolling elements for the multi-row angular contact bearings of the wheel bearing to use compared to conventional bearing balls in diameter significantly enlarged rolling elements to significantly increase the carrying capacity and rigidity of the angular rolling bearing, said laterally flattened and thus narrow design of the rolling elements no additional axial space for such a tapered roller bearing is necessary.
- the angular roller bearing preferably four rows of trained as ball rolling elements, of which the preferably identical pitch circle diameter of the two axially inner rows smaller than the likewise preferably identical pitch circle diameter two axially outer rows is formed.
- the diameter of the ball base of the rolling elements of the two axially outer rows opposite the diameter of the rolling elements of the two axially inner rows is larger, so that in each case an axially outer row and the adjacent axially inner row of rolling elements having a first and a second row pair each form different Wälz stresses- and pitch circle diameters.
- the ball rollers of all rows with the same diameter of the ball basic shape at different pitch diameters between the axially inner and the axially outer rows of rolling elements. It would also be conceivable additionally to form the ball rollers on the wheel sections of their running surfaces with an outgoing logarithmic profile in order to counteract edge stresses occurring between the ball rollers and their raceways in the bearing rings.
- the inventively designed Schrägnach according to claims 4 and 5 also characterized by the fact that the Druckwinkelachsen each pair of rolling elements either diverging or converging or parallel to each other to the longitudinal central axis of the angular contact bearing running arranged and both pairs of rows of rolling elements axially mirror images or in O-arrangement against each other are employed.
- each row of rolling elements in separate, preferably designed as a plastic window cages bearing cages, while in the arrangement of the two pairs of rows on each parallel Druckwinkelachsen each pair of rows in one common storage cage can be performed, which is also preferably designed as a plastic window cage.
- the arrangement of the rolling elements of the two pairs of rows on each diverging to the longitudinal central axis of the angular contact bearing extending pressure angle axes has the advantage that the inclined roller bearing by the large span of the two axially outer rows of rolling elements high tilting stiffness at the same time high Radialtraganteil by the relatively small span of the two receives axially inner rows of rolling elements.
- the arrangement of the rolling elements of the two pairs of rows on each converging to the longitudinal center axis of the angular contact bearing extending pressure angle axes has the advantage that the tilting stiffness of the angular contact bearing thus increases particularly strong can be while the radial load capacity of the angular contact for it slightly lower.
- the arrangement of the rolling elements of the two pairs of rows has proven parallel to the longitudinal central axis of the angular contact bearing pressure angle axes, as ensured by this arrangement that the individual pairs of ball rollers in both pairs of rows have no speed differences between them and roll synchronously with each other and with each other mutually support adjacent side surfaces.
- a high packing density or a close arrangement of the ball rollers in the angular roller bearing is possible through which a harnesstrag- enabled and extremely low-friction storage, and on the other hand, both pairs of rows can each be performed in a common storage cage, which in addition a gain in volume for defined by the space between the bearing rings fat depot of the angular contact bearing is achieved.
- the outer bearing ring of the angular contact bearing is preferably fully integrated gungsflansches in the hub of the vehicle side mounting flange by the outer raceways of the individual rows of rolling elements directly into the inside of the hub of the vehicle side Mounting flange are incorporated.
- This training is known per se from conventional wheel bearings of the 2nd and 3rd integration stage and has proved to be the most advantageous from a production point of view and in view of low production costs even with the wheel bearing according to the invention. It is of course also possible, and wheel bearings of the 1st Integration stage, which have a separate, in the hub, a vehicle-side mounting flange arranged outer bearing ring, form in accordance with the invention with ball rollers as rolling elements.
- 100Cr6mod or C80M has proven to be the most suitable material, so that even an inner bearing ring produced in this way fulfills the necessary requirements for dimensional stability and wear resistance. Regardless of their production, the partial rings of the inner bearing ring are then fixed in position on the one hand on a shoulder on the hub of the wheel-side mounting flange and on the other hand clamped by a flange on this hub against each other.
- the wheel bearing according to the invention thus has the advantage over the wheel bearings known from the prior art, that by using ball rollers as rolling elements designed as a multi-row angular contact ball bearing without changes the surrounding construction has a substantial increase in load capacity and rigidity and thus a longer service life.
- Figure 1 shows a cross section through a first embodiment of the inventively designed wheel bearing
- Figure 2 shows a cross section through a variant of the first embodiment of the inventively designed wheel bearing
- Figure 3 shows a cross section through a second embodiment of the inventively designed wheel bearing
- FIG. 4 shows a cross section through a third embodiment of the inventively designed wheel bearing.
- a wheel bearing for motor vehicles which consists essentially of a four-row angular contact bearing 1, which is arranged on a hub 2 of a wheel-side mounting flange 3 or at least partially integrated in this inner bearing ring 4, 4a and a coaxial with this integrated into a hub 5 of a vehicle-side mounting flange 6 outer bearing ring 7 and with a plurality in four rows 8, 9, 10, 1 1 side by side between these bearing rings 4, 4a, 5 arranged rolling elements 12 is formed.
- all rolling elements 12 of the individual rows 8, 9, 10, 1 1 of the angular rolling bearing 1 are designed according to the invention as ball rollers, each having two symmetrically flattened from a spherical base and arranged parallel to each other side surfaces. Between these side surfaces, the ball rollers have a width reduced by 20% to 30% relative to the diameter of their ball base shape, so that the rolling elements 12 used to increase the bearing capacity and rigidity of the angular rolling bearing 1 with considerably larger diameters than conventional bearing balls no additional axial space need.
- the four embodiments of the wheel bearing according to the invention shown in the drawings have in common that the identical pitch diameter T K i of the two axially inner rows 9, 10 smaller than the also identical pitch circle diameter J K2 of the two axially outer rows 8, 1 1 is formed while at the same time the diameter of the ball basic shape of the rolling elements 12 of the two axially outer rows 8, 1 1 relative to the diameter of the ball basic shape of the rolling elements 12 of the two axially inner rows 9, 10 is formed larger.
- an axially outer row 8, 1 1 and arranged next to the axially inner row 9, 10 of the rolling elements 12 a first and a second row pair 29, 30, in which the pressure angle axes 13, 14, 15, 16 of the rolling elements 12 either in FIGS.
- FIGS. 1 and 3 diverging or, as in FIG. 3, converging or, as in FIG. 4, arranged mutually parallel to the longitudinal central axis 31 and which are each set up axially mirror-inverted or in an O-arrangement against one another. Furthermore, it is shown in FIGS. 1 to 3 that, when the two pairs of rows 29, 30 are arranged on respectively diverging or converging pressure-angle axes 13, 14, 15, 16, each row 8, 9, 10, 11 of the rolling elements 12 is separated into plastic strips. Window cages trained bearing cages 25, 26, 27, 28 out is, while in arrangement of the two pairs of rows 29, 30 on each parallel Druckwinkelachsen 13, 14, 15, 16, as shown in Figure 4, each pair of rows 29, 30 in a common also formed as a plastic window cage bearing cage 25, 26 is performed.
- first embodiment of the angular contact roller bearing 1 consists of two separate solid part rings of a rolling bearing steel
- inner bearing ring 4, 4a of the variant of the first embodiment shown in Figure 2 formed of two separate cold-formed partial rings of a thermoformable roller bearing steel.
- the second embodiment of the angular rolling bearing 1 shown in FIG. 3 differs from the first embodiment in that the inner bearing ring 4, 4a of the angular rolling bearing 1 is separated by a raceway 19, 20 of one row pair 30 of the rolling elements 12 Partial ring 4a is formed and on the other hand is integrated into the hub 2 of the wheel-side mounting flange 3 by the inner raceways 17, 18 of the other row pair 29 of the rolling elements 12 are incorporated directly into the outside of this hub 2.
- the design of the inner bearing ring 4, 4a is again essentially the first embodiment, but different from the other embodiments by the arrangement of the two pairs of rows 29, 30 of the rolling elements 12 on each parallel Druckwinkelachsen 13, 14, 15, 16, different.
Landscapes
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
- Mounting Of Bearings Or Others (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Radlagerung für Kraftfahrzeuge, im Wesentlichen bestehend aus einem mehrreihigen Schrägwälzlager (1), das einen auf einer 5 Nabe (2) eines radseitigen Befestigungsflansches (3) angeordneten oder zumindest teilweise in diesen integrierten inneren Lagerring (4, 4a) und einen koaxial zu diesem in einer Nabe (5) eines fahrzeugseitigen Befestigungsflansches (6) angeordneten oder zumindest teilweise in diesen integrierten äusseren Lagerring (7) aufweist und mit einer Vielzahl in mehreren Reihen (8, 9, 10, 11) 10 nebeneinander zwischen diesen Lagerringen (4, 4a, 5) angeordneter Wälzkörper (12) ausgebildet ist, die auf schräg angestellten definierten Druckwinkelachsen (13, 14, 15, 16) in rillenförmigen Laufbahnen (17, 18, 19, 20 und 21, 22, 23, 24) in beiden Lagerringen (4, 4a, 5) abrollen durch mehrere Lagerkäfige (25, 26, 27, 28) in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen zueinander gehalten werden. Erfindungsgemäss sind sämtliche Wälzkörper (12) des Schrägwälzlagers (1) als Kugelrollen mit jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachten sowie parallel zueinander angeordneten Seitenflächen ausgebildet, zwischen denen diese gegenüber dem Durchmesser ihrer Kugelgrundform eine um 20% bis 30% reduzierte Breite aufweisen.
Description
Bezeichnung der Erfindung
Radlagerung für Kraftfahrzeuge
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Radlagerung für Kraftfahrzeuge nach den oberbe- griffsbildenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 , und sie ist insbesondere vorteilhaft an angetriebenen und nicht angetriebenen bzw. an lenkbaren und nicht lenkbaren Rädern von Kraftfahrzeugen anwendbar.
Hintergrund der Erfindung
Radlager sind hochbeanspruchte Teile, die den im Fahrbetrieb auftretenden unterschiedlichsten Betriebsbeanspruchungen in jedem Fall standhalten müssen. Bei Kraftfahrzeugen unterscheidet man dabei angetriebene und nicht angetriebene Räder, die sich wiederum in lenkbare oder nicht lenkbare Räder unterteilen. Grundsätzlich gilt für alle Räder, dass diese aus fahrtechnischen Gründen so exakt und spielfrei wie möglich geführt werden müssen und daher eine hochtragfähige, steife Lagerung benötigen. Dies wird bei Personenkraftfahrzeugen überwiegend mit in O-Anordnung gegeneinander angestellten zweireihigen Schrägkugellagern erreicht, während bei Nutzkraftfahrzeugen wegen der höheren Tragzahlen vor allem zwei einreihige, in O-Anordnung gegeneinander angestellte oder auch zweireihige Kegelrollenlager eingesetzt werden. Darüber hinaus ist es jedoch auch bekannt, angetriebene oder nicht angetriebene Räder von Personenkraftfahrzeugen zur Erhöhung der Tragfähigkeit und der Kippsteifigkeit der Radlagerung auf mehrreihigen Schrägwälzlagern zu Ia- gern, wie sie gattungsbildend beispielsweise aus der DE 103 31 936 A1 vorbekannt sind. Diese Radlagerung wird dabei im Wesentlichen durch ein vierreihi- ges Schrägkugellager gebildet, das einen auf einer Nabe eines radseitigen Befestigungsflansches angeordneten zweiteiligen inneren Lagerring und einen
koaxial zu diesem in einer Nabe eines fahrzeugseitigen Befestigungsflansches angeordneten oder in diesen integrierten einteiligen äußeren Lagerring aufweist und mit einer Vielzahl in vier Reihen nebeneinander zwischen diesen Lagerringen angeordneter Lagerkugeln ausgebildet ist, wobei der Teilkreisdurchmesser der beiden axial inneren Reihen kleiner als der Teilkreisdurchmesser der beiden axial äußeren Reihen ist. Die Lagerkugeln rollen dabei auf schräg angestellten definierten Druckwinkelachsen in rillenförmigen Laufbahnen in beiden Lagerringen ab und werden durch zwei Lagerkäfige, die jeweils eine innere und eine äußere Reihe der Lagerkugeln aufnehmen, in Umfangsrichtung in gleichmäßi- gen Abständen zueinander gehalten.
Als nachteilig hat es sich jedoch bei diesen durch vierreihige Schrägkugellager gebildeten Radlagerungen erwiesen, dass diese ebenfalls schnell an ihre Leistungsgrenzen hinsichtlich der Tragfähigkeit und Steifigkeit des Lagers stoßen und somit die angestrebte Lebensdauerverlängerung in vielen Anwendungsfällen noch nicht ausreicht. Dies ist darin begründet, dass zwar bei den meisten Radlagerungen genügend radialer Bauraum vorhanden ist, um durch den Einsatz von Lagerkugeln mit größeren Durchmessern die Tragfähigkeit und Steifigkeit eines solchen Schrägkugellagers zu erhöhen, jedoch der damit aber gleich- zeitig verbundenen Erhöhung des axialen Bauraum des Schrägkugellagers in den vielen Fällen durch die Umgebungskonstruktion der Radlagerung unveränderbare Grenzen gesetzt sind. Trotz des somit im Wesentlichen gleich bleibenden Bauraums für die Radlagerung werden von den Automobilherstellern jedoch immer höhere Anforderungen an die verwendeten Radlager hinsichtlich deren Tragfähigkeit, Steifigkeit und Lebensdauer gestellt.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von den dargelegten Nachteilen des bekannten Standes der Tech- nik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine kompakt bauende
Radlagerung für Kraftfahrzeuge zu konzipieren, deren als mehrreihiges
Schrägwälzlager ausgebildetes Radlager sich ohne Veränderungen der Umge-
bungskonstruktion durch eine wesentliche Erhöhung der Tragfähigkeit und Steifigkeit auszeichnet und damit eine höhere Lebensdauer aufweist.
Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Radlagerung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart gelöst, dass sämtliche Wälzkörper des verwendeten Schrägwälzlagers als Kugelrollen mit jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachten sowie parallel zueinander angeordneten Seiten- flächen ausgebildet sind, zwischen denen diese gegenüber dem Durchmesser ihrer Kugelgrundform eine um 20% bis 30% reduzierte Breite aufweisen.
Der Erfindung liegt somit die Erkenntnis zugrunde, dass es durch die Verwendung von Kugelrollen als Wälzkörper für das mehrreihige Schrägwälzlager der Radlagerung möglich ist, gegenüber herkömmlichen Lagerkugeln im Durchmesser wesentlich vergrößerte Wälzkörper einzusetzen, um die Tragfähigkeit und Steifigkeit des Schrägwälzlagers erheblich zu steigern, wobei durch die seitlich abgeflachte und damit schmale Ausbildung der Wälzkörper kein zusätzlicher axialer Bauraum für ein derartiges Schrägwälzlager notwendig ist.
Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäß ausgebildeten Radlagerung werden in den Unteransprüchen beschrieben.
Danach ist es gemäß den Ansprüchen 2 und 3 bei der erfindungsgemäß aus- gebildeten Radlagerung vorgesehen, dass das Schrägwälzlager bevorzugt vier Reihen der als Kugelrollen ausgebildeten Wälzkörper aufweist, von denen der bevorzugt identische Teilkreisdurchmesser der beiden axial inneren Reihen kleiner als der ebenfalls bevorzugt identische Teilkreisdurchmesser der beiden axial äußeren Reihen ausgebildet ist. Zusätzlich ist dabei der Durchmesser der Kugelgrundform der Wälzkörper der beiden axial äußeren Reihen gegenüber dem Durchmesser der Wälzkörper der beiden axial inneren Reihen größer ausgebildet, so dass jeweils eine axial äußere Reihe und die daneben angeordnete axial innere Reihe der Wälzkörper ein erstes und ein zweites Reihenpaar mit
jeweils unterschiedlichen Wälzkörper- und Teilkreisdurchmessern bilden. Möglich wäre es jedoch auch, bei unterschiedlichen Teilkreisdurchmessern zwischen den axial inneren und den axial äußeren Wälzkörperreihen die Kugelrollen aller Reihen mit dem gleichen Durchmesser der Kugelgrundform auszubilden. Eben- so wäre es denkbar, die Kugelrollen an den Radpartien ihrer Laufflächen zusätzlich mit einem auslaufenden logarithmischen Profil auszubilden, um damit auftretenden Kantenspannungen zwischen den Kugelrollen und ihren Laufbahnen in den Lagerringen entgegen zu wirken.
Ausgehend von der zuvor beschriebenen Ausbildung zeichnet sich das erfindungsgemäß ausgebildete Schrägwälzlager nach den Ansprüchen 4 und 5 darüber hinaus noch dadurch aus, dass die Druckwinkelachsen jedes Reihenpaares der Wälzkörper entweder divergierend oder konvergierend oder parallel zueinander zur Längsmittelachse des Schrägwälzlagers verlaufend angeordnet und beide Reihenpaare der Wälzkörper axial spiegelbildlich bzw. in O-Anord- nung gegeneinander angestellt sind. Bei Anordnung der beiden Reihenpaare auf jeweils divergierenden oder konvergierenden Druckwinkelachsen hat es sich dabei als vorteilhaft erwiesen, jede Reihe der Wälzkörper in gesonderten, bevorzugt als Kunststoff-Fensterkäfige ausgebildeten Lagerkäfigen zu führen, während bei Anordnung der beiden Reihenpaare auf jeweils parallelen Druckwinkelachsen jedes Reihenpaar in einem gemeinsamen Lagerkäfig geführt werden kann, der ebenfalls bevorzugt als Kunststoff- Fensterkäfig ausgebildet ist.
Die Anordnung der Wälzkörper der beiden Reihenpaare auf jeweils divergierend zur Längsmittelachse des Schrägwälzlagers verlaufenden Druckwinkelachsen hat im Übrigen den Vorteil, dass das Schrägwälzlager durch die große Stützweite der beiden axial äußeren Reihen der Wälzkörper eine hohe Kippsteifigkeit bei gleichzeitig hohem Radialtraganteil durch die relativ kleine Stützweite der beiden axial inneren Reihen der Wälzkörper erhält. Dagegen hat die Anordnung der Wälzkörper der beiden Reihenpaare auf jeweils konvergierend zur Längsmittelachse des Schrägwälzlagers verlaufenden Druckwinkelachsen den Vorteil, dass die Kippsteifigkeit des Schrägwälzlagers damit besonders stark erhöht
werden kann, während die Radialtragfähigkeit des Schrägwälzlagers dafür etwas geringer ausfällt.
Als besonders vorteilhaft hat sich jedoch die Anordnung der Wälzkörper der beiden Reihenpaare auf parallel zur Längsmittelachse des Schrägwälzlagers verlaufenden Druckwinkelachsen erwiesen, da durch diese Anordnung gewährleistet ist, dass die einzelnen Kugelrollenpaare in beiden Reihenpaaren keine Drehzahlunterschiede untereinander aufweisen und synchron zueinander abrollen sowie sich mit ihren aneinander anliegenden Seitenflächen gegenseitig ab- stützen. Dadurch ist zum einen eine hohe Packungsdichte bzw. eine enge Anordnung der Kugelrollen im Schrägwälzlager möglich, durch die eine hochtrag- fähige und extrem reibungsarme Lagerung entsteht, und zum anderen können beide Reihenpaare jeweils in einem gemeinsamen Lagerkäfig geführt werden, wodurch zusätzlich ein Volumengewinn für das durch den Freiraum zwischen den Lagerringen definierte Fettdepot des Schrägwälzlagers erzielt wird.
Eine zweckmäßige Weiterbildung der erfindungsgemäß ausgebildeten Radlagerung ist es nach Anspruch 6 desweiteren, dass der äußere Lagerring des Schrägwälzlagers bevorzugt komplett in die Nabe des fahrzeugseitigen Befesti- gungsflansches integriert ist, indem die äußeren Laufbahnen der einzelnen Reihen der Wälzkörper direkt in die Innenseite der Nabe des fahrzeugseitigen Befestigungsflansches eingearbeitet sind. Diese Ausbildung ist an sich von herkömmlichen Radlagern der 2. und 3. Integrationsstufe bekannt und hat sich aus fertigungstechnischer Sicht und im Hinblick auf niedrige Herstellungskosten auch bei der erfindungsgemäßen Radlagerung als am vorteilhaftesten erwiesen. Dabei ist es natürlich ebenfalls möglich, auch Radlager der 1 . Integrationsstufe, die einen separaten, in der Nabe eine fahrzeugseitigen Befestigungsflansches angeordneten äußeren Lagerring aufweisen, in erfindungsgemäßer Weise mit Kugelrollen als Wälzkörper auszubilden.
Ebenso hat es sich für den die inneren Laufbahnen der einzelnen Reihen der Wälzkörper aufweisenden inneren Lagerring des erfindungsgemäß ausgebildeten Schrägwälzlagers als vorteilhaft erwiesen, diesen, wie von herkömmlichen
Radlagern der 1 . und 2. Integrationsstufe bekannt, in einer ersten Ausführungsform gemäß Anspruch 7 aus zwei separaten Massivteilringen aus einem Wälzlagerstahl zu bilden. Ein derart gebildeter innerer Lagerring zeichnet sich durch eine hohe Formstabilität und Verschleißfestigkeit aus und hat sich in der Praxis bestens bewährt. Eine besonders kostengünstige Alternative stellt dagegen die darüber hinaus durch Anspruch 8 vorgeschlagene Variante der ersten Ausführungsform dar, bei der der innere Lagerring aus zwei separaten kalt umgeformten Teilringen aus einem tiefziehfähigen Wälzlagerstahl gebildet wird. Als Werkstoff hat sich dabei 100Cr6mod oder C80M am geeignetsten erwiesen, so dass auch ein derart hergestellter innerer Lagerring die notwendigen Anforderungen an Formstabilität und Verschleißfestigkeit erfüllt. Unabhängig von ihrer Herstellung werden die Teilringe des inneren Lagerrings dann einerseits an einem Absatz auf der Nabe des radseitigen Befestigungsflansches lagefixiert und andererseits durch einen Bördelbord an dieser Nabe gegeneinander verspannt.
Als alternative zweite Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten Radlagerung wird es durch die Ansprüche 9 und 10 schließlich noch vorgeschlagen, den inneren Lagerring des Schrägwälzlagers zum einen durch einen die inneren Laufbahnen des einen Reihenpaares der Wälzkörper aufweisenden separaten Teilring zu bilden und zum anderen in die Nabe des radseitigen Befestigungsflansches zu integrieren, indem die inneren Laufbahnen des anderen Reihenpaares der Wälzkörper direkt in die Außenseite dieser Nabe eingearbeitet werden. Der separate Teilring des inneren Lagerrings kann dann ebenfalls wahlweise aus einem Tiefzieh- oder Wälzlagerstahl hergestellt sein sowie ei- nerseits an einem neben den in die Nabe eingearbeiteten inneren Laufbahnen des anderen Reihenpaares angeordneten Absatz auf der Nabe des radseitigen Befestigungsflansches lagefixiert und andererseits durch einen Bördelbord an dieser Nabe gegen den Absatz verspannt werden. Zusammenfassend weist die erfindungsgemäß ausgebildete Radlagerung somit gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Radlagerungen den Vorteil auf, dass durch die Verwendung von Kugelrollen als Wälzkörper das als mehrreihiges Schrägwälzlager ausgebildetes Radlager ohne Veränderungen
der Umgebungskonstruktion eine wesentliche Erhöhung der Tragfähigkeit und Steifigkeit und damit eine höhere Lebensdauer aufweist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die erfindungsgemäß ausgebildete Radlagerung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen in mehreren bevorzugten Ausführungsformen näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten Radlagerung;
Figur 2 einen Querschnitt durch eine Variante der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten Radlagerung;
Figur 3 einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten Radlagerung;
Figur 4 einen Querschnitt durch eine dritte Ausführungsform der erfin- dungsgemäß ausgebildeten Radlagerung.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Aus den Figuren 1 bis 4 gehen deutlich vier unterschiedliche Ausführungen einer Radlagerung für Kraftfahrzeuge hervor, die im Wesentlichen aus einem vierreihigen Schrägwälzlager 1 besteht, das einen auf einer Nabe 2 eines rad- seitigen Befestigungsflansches 3 angeordneten oder zumindest teilweise in diesen integrierten inneren Lagerring 4, 4a und einen koaxial zu diesem in eine Nabe 5 eines fahrzeugseitigen Befestigungsflansches 6 integrierten äußeren Lagerring 7 aufweist und mit einer Vielzahl in vier Reihen 8, 9, 10, 1 1 nebeneinander zwischen diesen Lagerringen 4, 4a, 5 angeordneter Wälzkörper 12 ausgebildet ist. Ebenso ist den Zeichnungen entnehmbar, dass die Wälzkörper 12 des Schrägwälzlagers 1 auf schräg angestellten Druckwinkelachsen 13, 14,
15, 16 in rillenförmigen Laufbahnen 17, 18, 19, 20 und 21 , 22, 23, 24 in beiden Lagerringen 4, 4a, 5 abrollen und durch mehrere Lagerkäfige 25, 26, 27, 28 in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen zueinander gehalten werden.
Darüber hinaus ist in allen Figuren auch deutlich erkennbar, dass sämtliche Wälzkörper 12 der einzelnen Reihen 8, 9, 10, 1 1 des Schrägwälzlagers 1 erfindungsgemäß als Kugelrollen ausgebildet sind, die jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachte sowie parallel zueinander angeordnete Seitenflächen aufweisen. Zwischen diesen Seitenflächen weisen die Kugelrollen eine gegenüber dem Durchmesser ihrer Kugelgrundform um 20% bis 30% reduzierte Breite auf, so dass die zur Steigerung der Tragfähigkeit und Steifigkeit des Schrägwälzlagers 1 verwendeten Wälzkörper 12 mit erheblich größeren Durchmessern als die von herkömmlichen Lagerkugeln keinen zusätzlichen axialen Bauraum benötigen.
Desweiteren haben die vier in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Radlagerung gemeinsam, dass der identische Teilkreisdurchmesser TKi der beiden axial inneren Reihen 9, 10 kleiner als der ebenfalls identische Teilkreisdurchmesser JK2 der beiden axial äußeren Reihen 8, 1 1 ausgebildet ist, während gleichzeitig der Durchmesser der Kugelgrundform der Wälzkörper 12 der beiden axial äußeren Reihen 8, 1 1 gegenüber dem Durchmesser der Kugelgrundform der Wälzkörper 12 der beiden axial inneren Reihen 9, 10 größer ausgebildet ist. Dabei bilden jeweils eine axial äußere Reihe 8, 1 1 und die daneben angeordnete axial innere Reihe 9, 10 der Wälzkörper 12 ein erstes und ein zweites Reihenpaar 29, 30, bei denen die Druckwinkelachsen 13, 14, 15, 16 der Wälzkörper 12 entweder wie in den Figuren 1 und 2 divergierend oder wie in Figur 3 konvergierend oder wie in Figur 4 parallel zur Längsmittelachse 31 zueinander verlaufend angeordnet und die jeweils axial spiegelbildlich bzw. in O-Anordnung gegeneinander angestellt sind. Außerdem ist in den Figuren 1 bis 3 dargestellt, dass bei Anordnung der beiden Reihenpaare 29, 30 auf jeweils divergierenden oder konvergierenden Druckwinkelachsen 13, 14, 15, 16 jede Reihe 8, 9, 10, 1 1 der Wälzkörper 12 in gesonderten als Kunststoff-Fensterkäfige ausgebildeten Lagerkäfigen 25, 26, 27, 28 geführt
wird, während bei Anordnung der beiden Reihenpaare 29, 30 auf jeweils parallelen Druckwinkelachsen 13, 14, 15, 16, wie in Figur 4, jedes Reihenpaar 29, 30 in einem gemeinsamen ebenfalls als Kunststoff- Fensterkäfig ausgebildeten Lagerkäfig 25, 26 geführt wird.
Hinsichtlich der Ausbildung des äußeren Lagerrings 7 des Schrägwälzlagers 1 ist es noch ein weiteres gemeinsames Merkmal der gezeigten erfindungsgemäßen Radlagerungen, dass dieser komplett in die Nabe 5 des fahrzeugseitigen Befestigungsflansches 6 integriert ist, indem die äußeren Laufbahnen 21 , 22, 23, 24 der einzelnen Reihen 8, 9, 10, 1 1 der Wälzkörper 12 direkt in die Innenseite der Nabe 5 des fahrzeugseitigen Befestigungsflansches 6 eingearbeitet sind. Als Unterschied zwischen den einzelnen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Radlagerungen ist jedoch deutlich sichtbar festzustellen, dass der mit den inneren Laufbahnen 17, 18, 19, 20 der einzelnen Reihen 8, 9, 10, 1 1 der Wälzkörper 12 ausgebildete innere Lagerring 4, 4a der in Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsform des Schrägwälzlagers 1 aus zwei separaten Massivteilringen aus einem Wälzlagerstahl besteht, während der innere Lagerring 4, 4a der in Figur 2 dargestellten Variante der ersten Ausführungsform aus zwei separaten kalt umgeformten Teilringen aus einem tiefziehfähigen Wälzlager- stahl gebildet.
Die in Figur 3 abgebildete zweite Ausführungsform des Schrägwälzlagers 1 unterscheidet sich dagegen von der ersten Ausführungsform dadurch, dass der innere Lagerring 4, 4a des Schrägwälzlagers 1 zum einen durch einen die inne- ren Laufbahnen 19, 20 des einen Reihenpaares 30 der Wälzkörper 12 aufweisenden separaten Teilring 4a gebildet wird und zum anderen in die Nabe 2 des radseitigen Befestigungsflansches 3 integriert ist, indem die inneren Laufbahnen 17, 18 des anderen Reihenpaares 29 der Wälzkörper 12 direkt in die Außenseite dieser Nabe 2 eingearbeitet sind. Bei der in Figur 4 gezeigten dritten Ausführungsform des Schrägwälzlagers 1 handelt es sich hinsichtlich der Ausbildung des inneren Lagerrings 4, 4a dagegen im Wesentlichen wieder um die erste Ausführungsform, die sich jedoch von den übrigen Ausführungsformen
durch die Anordnung der beiden Reihenpaare 29, 30 der Wälzkörper 12 auf jeweils parallelen Druckwinkelachsen 13, 14, 15, 16, unterscheidet.
Als letztes gemeinsames Merkmal aller vier Ausführungsformen der erfindungs- gemäßen Radlagerung geht es schließlich aus den Figuren 1 bis 4 noch hervor, dass die Teilringe des inneren Lagerrings 4, 4a fest auf der Nabe 2 des Befestigungsflansches 3 sitzen und unabhängig von der Art ihrer Herstellung mit einer Außenseite eines Teilrings an einem Absatz 32 auf der Nabe 2 des radseitigen Befestigungsflansches 3 lagefixiert werden. Auf der anderen Seite weist die Nabe 2 des Befestigungsflansches 3 dann einen radial nach außen geformten Bördelbord 33 auf, der gegen die andere Außenseite des anderen Teilrings des inneren Lagerrings 4a gepresst wird und somit beide Teilringe des inneren Lagerrings 4, 4a gegeneinander verspannt.
Bezugszahlenliste
Schrägwälzlager
Nabe von 3
Befestigungsflansch innerer Lagerring
Teilring von 4
Nabe von 6
Befestigungsflansch äußerer Lagerring
Wälzkörperreihe
Wälzkörperreihe
Wälzkörperreihe
Wälzkörperreihe
Wälzkörper
Druckwinkelachse
Druckwinkelachse
Druckwinkelachse
Druckwinkelachse innere Laufbahn innere Laufbahn innere Laufbahn innere Laufbahn äußere Laufbahn äußere Laufbahn äußere Laufbahn äußere Laufbahn
Lagerkäfig
Lagerkäfig
Lagerkäfig
Lagerkäfig
Reihenpaar
Reihenpaar
31 Längsmittelachse
32 Absatz
33 Bördelbord
Tκi Teilkreisdurchmesser von 9, 10
TK2 Teilkreisdurchmesser von 8, 1 1
Claims
1. Radlagerung für Kraftfahrzeuge, im Wesentlichen bestehend aus einem mehrreihigen Schrägwälzlager (1 ), das einen auf einer Nabe (2) eines rad- seitigen Befestigungsflansches (3) angeordneten oder zumindest teilweise in diesen integrierten inneren Lagerring (4, 4a) und einen koaxial zu diesem in einer Nabe (5) eines fahrzeugseitigen Befestigungsflansches (6) angeordneten oder zumindest teilweise in diesen integrierten äußeren Lagerring (7) aufweist und mit einer Vielzahl in mehreren Reihen (8, 9, 10, 1 1 ) neben- einander zwischen diesen Lagerringen (4, 4a, 5) angeordneter Wälzkörper
(12) ausgebildet ist, die auf schräg angestellten definierten Druckwinkelachsen (13, 14, 15, 16) in rillenförmigen Laufbahnen (17, 18, 19, 20 und 21 , 22, 23, 24) in beiden Lagerringen (4, 4a, 5) abrollen durch mehrere Lagerkäfige (25, 26, 27, 28) in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen zu- einander gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche
Wälzkörper (12) des Schrägwälzlagers (1 ) als Kugelrollen mit jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachten sowie parallel zueinander angeordneten Seitenflächen ausgebildet sind, zwischen denen diese gegenüber dem Durchmesser ihrer Kugelgrundform eine um 20% bis 30% reduzierte Breite aufweisen.
2. Radlagerung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Schrägwälzlager (1 ) bevorzugt vier Reihen (8, 9, 10, 1 1 ) der als Kugelrollen ausgebildeten Wälzkörper (12) aufweist, von denen der bevorzugt identi- sehe Teilkreisdurchmesser (TKi) der beiden axial inneren Reihen (9, 10) kleiner als der ebenfalls bevorzugt identische Teilkreisdurchmesser (Tκ2) der beiden axial äußeren Reihen (8, 1 1 ) ausgebildet ist.
3. Radlagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Kugelgrundform der Wälzkörper (12) der beiden axial äußeren Reihen (8, 1 1 ) gegenüber dem der Wälzkörper (12) der beiden axial inneren Reihen (9, 10) größer ausgebildet ist und jeweils eine axial äußere Rei- he (8, 1 1 ) und die daneben angeordnete axial innere Reihe (9, 10) der Wälzkörper (12) ein erstes und ein zweites Reihenpaar (29, 30) bilden.
4. Radlagerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druck- Winkelachsen (13, 14, 15, 16) jedes Reihenpaares (29, 30) der Wälzkörper
(12) zur Längsmittelachse (31 ) des Schrägwälzlagers (1 ) entweder divergierend oder konvergierend oder parallel zueinander verlaufend angeordnet und beide Reihenpaare (29, 30) der Wälzkörper (12) axial spiegelbildlich in O-Anordnung gegeneinander angestellt sind.
5. Radlagerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Anordnung der beiden Reihenpaare (29, 30) auf jeweils divergierenden oder konvergierenden Druckwinkelachsen (13, 14, 15, 16) jede Reihe (8, 9, 10, 1 1 ) der Wälzkörper (12) in gesonderten Lagerkäfigen (25, 26, 27, 28) geführt wird, während bei Anordnung der beiden Reihenpaare (29, 30) auf jeweils parallelen Druckwinkelachsen (13, 14, 15, 16) jedes Reihenpaar (29, 30) in einem gemeinsamen Lagerkäfig (25, 26) geführt wird.
6. Radlagerung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Lagerring (7) des Schrägwälzlagers (1 ) bevorzugt komplett in die Nabe (5) des fahrzeugseitigen Befestigungsflansches (6) integriert ist, indem die äußeren Laufbahnen (21 , 22, 23, 24) der einzelnen Reihen (8, 9, 10, 1 1 ) der Wälzkörper (12) direkt in die Innenseite der Nabe (5) des fahrzeugseitigen Befestigungsflansches (6) eingearbeitet sind.
7. Radlagerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mit den inneren Laufbahnen (17, 18, 19, 20) der einzelnen Reihen (8, 9, 10, 1 1 ) der Wälzkörper (12) ausgebildete innere Lagerring (4, 4a) des Schrägwälzlagers (1 ) bevorzugt aus zwei separaten Massivteilringen aus einem Wälzla- gerstahl besteht, die einerseits an einem Absatz (32) auf der Nabe (2) des radseitigen Befestigungsflansches (3) lagefixiert und andererseits durch einen Bördelbord (33) an dieser Nabe (2) gegeneinander verspannt sind.
8. Radlagerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mit den inneren Laufbahnen (17, 18, 19, 20) der einzelnen Reihen (8, 9, 10, 1 1 ) der Wälzkörper (12) ausgebildete innere Lagerring (4, 4a) des Schrägwälzlagers (1 ) bevorzugt aus zwei separaten kalt umgeformten Teilringen aus einem
Tiefziehstahl besteht, die einerseits an einem Absatz (32) auf der Nabe (2) des radseitigen Befestigungsflansches (3) lagefixiert und andererseits durch einen Bördelbord (33) an dieser Nabe (2) gegeneinander verspannt sind.
9. Radlagerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Lagerring (4, 4a) des Schrägwälzlagers (1 ) zum einen durch einen die inneren Laufbahnen (19, 20) des einen Reihenpaares (30) der Wälzkörper (12) aufweisenden separaten Teilring (4a) gebildet wird und zum anderen in die Nabe (2) des radseitigen Befestigungsflansches (3) integriert ist, indem die inneren Laufbahnen (17, 18) des anderen Reihenpaares (29) der Wälzkörper (12) direkt in die Außenseite dieser Nabe (2) eingearbeitet sind.
10. Radlagerung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der separate Teilring (4a) des inneren Lagerrings (4, 4a) wahlweise aus einem Tief- zieh- oder Wälzlagerstahl besteht sowie einerseits an einem neben den in die Nabe (2) eingearbeiteten inneren Laufbahnen (17, 18) des anderen Reihenpaares (29) angeordneten Absatz (32) auf der Nabe (2) des radseitigen Befestigungsflansches (3) lagefixiert und andererseits durch einen Bördelbord (33) an dieser Nabe (2) gegen den Absatz (32) verspannt ist.
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