DE10029100B4

DE10029100B4 - Lagerungsvorrichtung für ein Rad

Info

Publication number: DE10029100B4
Application number: DE10029100A
Authority: DE
Inventors: Koji Sahashi; Kzuhiko Hozumi; Keisuke Sone; Masahiro Ozawa; Hisashi Ohtsuki; Syougo Suzuki
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1999-06-18
Filing date: 2000-06-14
Publication date: 2012-10-18
Anticipated expiration: 2020-06-15
Also published as: US6682225B2; DE10029100B8; FR2795021A1; DE10029100A1; FR2795021B1; US6497515B1; US20030081872A1

Abstract

Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad, die folgendes aufweist: – eine Nabe (10), ein Gleichlaufgelenk (30) und ein zweireihiges Lager (20), eine Doppelreihe Innenlaufbahnen (12; 42) des Lagers (20), wobei eine Innenlaufbahn (42) auf dem Gelenkaußenteil (40) des Gleichlaufgelenks (30) ausgeformt ist, und – eine Passung, durch die die Nabe (10) und das Gelenkaußenteil (40) verbunden sind, wobei ein bearbeiteter Abschnitt (48) auf einer oder beiden Passungsflächen der Nabe (10) und/oder des Gelenkaußenteils (40) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, – dass der Abschnitt der Passung durch Verstemmen zumindest teilweise aufgeweitet oder verengt ist, um eine Lockerung der Passung zu verhindern.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 34 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 23 und 24. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Lagerungsvorrichtung für ein Rad gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 25 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Lagerungsvorrichtung für ein Rad gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 33.
Aus der gattungsbildenden DE 698 16 513 T2 ist einer Lagervorrichtung für ein Rad bekannt, bei der eine das Rad tragende Welle an ihrem stirnseitigen Ende durch Walzen und Stemmen außerhalb der das Rad tragenden Nabe aufgeweitet wird, um die Radnabe gegen unbeabsichtigtes Lösen zu sichern.
Die DE 697 11 569 T2 beschreibt eine Gelenkanordnung für ein Fahrzeugrad, bei dem die das Rad tragende Nabe als wellenartiger Vorsprung durch ein Kugellager hindurchragend ausgebildet und an ihrem Ende radial zu einer aufgestauchten Kante aufgebogen ist, um ungewolltes Lösen der Verbindung zu vermeiden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Lockern bzw. Lösen der Nabe und des Gleichlaufgelenks zu verhindern. Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung eine Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad mit den Merkmalen von Anspruch 1 und 34 bereit.
Weiterhin stellt die Erfindung Verfahren zur Herstellung einer Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad mit den Merkmalen von Anspruch 23 und 24 bereit.
Ausführungsformen für die Passung zwischen der Nabe und dem Gelenkaußenteil beinhalten einen Fall, in dem ein Zylinder der Nabe mit kleinem Durchmesser in eine Durchgangsbohrung des Gelenkaußenteils eingepasst wird (Anspruch 7), und einen Fall, in dem ein Schaft des Gelenkaußenteils, in dem ein Ende in Form eines Hohlzylinders ausgebildet ist, in eine Durchgangsbohrung der Nabe eingepasst wird (Anspruch 8).
Der Arbeitsgang des Verstemmens durch Aufweiten des inneren Passelements oder Einschnüren des äußeren Passelements kann mittels hydrostatischem Ziehen zusätzlich zu Pressen erfolgen. So erfolgt beispielsweise das Verstemmen, indem der Schaft des Gelenkaußenteils zur Seite des Außendurchmessers von der Seite des Innendurchmessers aus erweitert wird. Im anderen Fall kann das Verstemmen erfolgen, indem die Nabe zur Seite des Innendurchmessers von der Seite des Außendurchmessers aus eingeschnürt wird (Anspruch 23).
Die Erfindung gemäß Anspruch 2 stellt eine Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad nach Anspruch 1 bereit, bei der der bearbeitete Abschnitt einer Härtung mittels einer Oberflächenbehandlung unterzogen worden ist.
Als Ergebnis des Verstemmens aufgrund der Erweiterung des inneren Passelements oder der Zusammenschnürung des äußeren Passelements schmiegt sich der bearbeitete Abschnitt auf einer Passungsfläche in eine andere Passungsfläche, um eine plastische Verformung herbeizuführen, so dass eine feste Verbindung erzielt und eine Lockerung verhindert werden kann. Als konkrete Ausführungsform des bearbeiteten Abschnitts kann beispielsweise eine Spiralform wie eine Schnecke, eine kreuzweise Rändelung, eine Verzahnung oder Keilverzahnung (im Folgenden werden Verzahnung oder Keilverzahnung insgesamt als Verzahnung bezeichnet) oder dgl. genannt werden.
Der oben genannte bearbeitete Abschnitt bewirkt aufgrund der bearbeiteten Formung eine Kaltverfestigung, es ist jedoch möglich, den bearbeiteten Abschnitt außerdem einer Härtungsbehandlung mittels einer Wärmebehandlung zu unterziehen, beispielsweise gemäß Anspruch 2 der Erfindung. Demzufolge ist der bearbeitete Abschnitt schwer zu zertrümmern und presst sich fest in die Passungsfläche der gegenüberliegenden Seite, so dass eine feste plastische Verbindung erzielt werden kann.
Die Nabe und der Schaft können durch Verschweißen beider Elemente im Endabschnitt in axialer Richtung des zusammengepassten Abschnitts gemäß Anspruch 3 der Erfindung fest verbunden werden, so dass eine Lockerung noch zuverlässiger vermieden werden kann. Einer, zwei oder mehr Schweißpunkte können in Umfangsrichtung verteilt werden, zusätzlich zum Verschweißen um den gesamten Umfang.
Die Erfindung nach Anspruch 4 stellt eine Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 bereit, bei der die Passungsfläche der Nabe oder die Passungsfläche des Gelenkaußenteils mit einem Kegelwinkel versehen ist, so dass der Durchmesser auf der Seite des axialen Endes vergrößert wird. Da der Durchmesser der Seite des axialen Endes vergrößert wird, kann eine Funktion erzielt werden, mit der Lösen der Elemente verhindert wird.
Die Erfindung nach Anspruch 5 stellt eine Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 bereit, bei der ein Vorsprung auf der Passungsfläche der Nabe oder auf der Passungsfläche des Gelenkaußenteils vorgesehen ist. So kann beispielsweise ein ringförmiger Vorsprung kontinuierlich um den gesamten Umfang verlaufen, jedoch braucht der Vorsprung nicht immer kontinuierlich in Umfangsrichtung vorgesehen zu werden. Außerdem kann ein spiralförmig verlaufender Vorsprung verwendet werden.
Als eine Ausführungsform zur Bildung der Ungleichmäßigkeit auf beiden Passungsflächen kann ein Fall verwirklicht werden, in dem eine verzahnte Bohrung der Nabe und ein verzahnter Schaft des Schafts im Gelenkaußenteil zusammengepasst werden. Die Erfindung nach Anspruch 6 stellt eine Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 bereit, bei der die Querschnittsform der Passungsflächen der zusammengepassten Nabe und des Gelenkaußenteils die Form eines Vielecks oder einer Verzahnung hat.
In dem Fall, in dem der Schaft des Gelenkaußenteils in die Durchgangsbohrung der Nabe eingesetzt wird, kann die Konstruktion so ausgeführt werden, dass ein Sicherungsring, mit der ein Lösen verhindert wird, an einem Endabschnitt des Schafts, der aus der Nabe herausragt, gemäß Anspruch 9 der Erfindung angebracht wird. Des Weiteren kann die Konstruktion nach Anspruch 10 der Erfindung so ausgeführt werden, dass das Ende des Schafts mit der Stirnfläche der Nabe so verstemmt wird, dass ein Lösen verhindert wird.
Die Erfindung gemäß Anspruch 11 stellt eine Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10 bereit, bei der ein Verstärkungselement mit Presspassung in die Durchgangsbohrung des Schafts eingesetzt wird. Da die Steifigkeit des hohlen Schafts, insbesondere des verstemmten Abschnitts erhöht wird, kann ein Lösen verhindert werden. Das Verstärkungselement kann eine zylindrische Form, eine Ringform oder die Form eines massiven kurzen Schaftes haben. Im Falle eines zylindrischen Elements mit einem Boden oder eines massiven Elements ist vorzugsweise eine kleine Öffnung vorzusehen, um die Verbindung zum Boden des Öffnungsabschnitts herzustellen. Um andernfalls die Verringerung der Steifigkeit aufgrund einer hohlen Konstruktion auszugleichen, kann in einem Teil des Schafts ein massiver Abschnitt vorgesehen werden, z. B. in einem Bereich nahe des Öffnungsabschnitts. In diesem Fall ist es wünschenswert, eine kleine Entlüftungsbohrung, die mit dem Boden der Öffnung in Verbindung steht, vorzusehen.
Es ist möglich, eine Funktion zu schaffen, mittels derer die durch den Abschnitt des Innenlaufrings erzeugte Wärme und die im Öffnungsabschnitt des Gleichlaufgelenks erzeugte Wärme nach außen abgeführt werden kann, da die mit dem Boden des Öffnungsabschnitts in Verbindung stehende Durchgangsbohrung im Schaft vorgesehen wird, um diesen hohl zu gestalten, wie gemäß Anspruch 12 der Erfindung definiert. Um in diesem Fall ein in den Öffnungsabschnitt gefülltes Fett am Austreten zu hindern, wird am Boden des Öffnungsabschnitts eine Abschlussplatte vorgesehen. Es ist wünschenswert, in der Abschlussplatte eine kleine Entlüftungsbohrung vorzusehen.
Die Erfindung gemäß Anspruch 13 stellt eine Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad nach Anspruch 12 bereit, bei der eine Kühlrippe innerhalb des Schafts angeordnet ist. Da die Kühlwirkung weiter verbessert werden kann, indem die Kühlrippe am hohlen Abschnitt befestigt wird, ist es sehr nützlich zur Verbesserung der Dauerhaftigkeit der Lagerungsvorrichtung für das Rad.
Die Erfindung gemäß Anspruch 14 stellt eine Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad nach Anspruch 1 bereit, bei der die Nabe und das Gelenkaußenteil an einer axialen Stelle mittels einer Verzahnungspassung verbunden werden, die vom aufgeweiteten oder verengten Abschnitt verschieden ist. In diesem Fall erfolgt die Drehmomentübertragung zwischen der Nabe und dem Gelenkaußenteil durch den verzahnten Abschnitt, und im verzahnten Abschnitt wird ein Lösen verhindert.
Die Erfindung gemäß Anspruch 15 stellt eine Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad nach Anspruch 14 bereit, bei der ein Bereich, der der Stirnseite näher liegt als der verzahnte Abschnitt des Schafts im Gelenkaußenteil, durch Verstemmen aufgeweitet wird. Die Nabe und der äußere Gelenkabschnitt sind in axialer Richtung durch Verstemmen fixiert, und ein Lösen wird verhindert.
Die Erfindung gemäß Anspruch 16 stellt eine Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad nach Anspruch 15 bereit, bei der der verstemmte Abschnitt teilweise bis zum verzahnten Abschnitt verlängert ist. Der verzahnte Abschnitt kann anstelle der Verzahnung eine Buchse mit Spiel verwenden, so dass der verstemmte Abschnitt zum verzahnten Endabschnitt in der Nabenseite verlängert wird.
Die Erfindung gemäß Anspruch 17 stellt eine Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad nach Anspruch 15 oder 16 bereit, bei der der verzahnte Abschnitt des Schafts von der Seite des Innendurchmessers aus durch Verstemmen erweitert wird. Demzufolge geht jegliches Spiel im verzahnten Abschnitt verloren, und die Wirkung, mit der ein Lösen verhindert wird, kann weiter verstärkt werden.
Die Erfindung gemäß Anspruch 18 stellt eine Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad nach Anspruch 15 bereit, bei der ein Übergangsabschnitt vom verzahnten Abschnitt des Schafts zum verstemmten Abschnitt allmählich aufweitet wird.
Die Erfindung gemäß Anspruch 19 stellt eine Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad nach Anspruch 15 bereit, bei der ein Abstandsring zwischen den Passungsflächen des Schafts und der Nabe angeordnet ist. Es ist möglich, die Außenumfangsfläche des Schafts, die Innenumfangsfläche des Abstandsrings oder diese beiden Oberflächen bearbeitet auszubilden wie in Anspruch 20 der Erfindung definiert ist. Des Weiteren können die Außenumfangsfläche des Abstandsrings, die Innenumfangsfläche der Nabe oder diese beiden Oberflächen bearbeitet ausgebildet werden wie in Anspruch 21 der Erfindung definiert ist.
Die Erfindung gemäß Anspruch 22 stellt eine Lagerungsvorrichtung für ein Rad nach Anspruch 15 bereit, bei der eine Ringnut in der Innenumfangsfläche der Nabe vorgesehen wird, und sich der bauchige Abschnitt des Schafts des Gelenkaußenteils in die Ringnut schmiegt. Da der bauchige Abschnitt und die Ringnut in Eingriff stehen und die Steifigkeit des verstemmten Abschnitts aufgrund des bauchigen Abschnitts höher wird als die der einfachen zylindrischen Form, kann ein Lösen zuverlässiger verhindert werden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Lockern der Nabe und des Innenrings zu verhindern. Zur Lösung der obigen Aufgabe stellt die Erfindung eine Lagerungsvorrichtung für ein Rad mit den Merkmalen von Anspruch 25 bereit. Da die Festigkeit der Verbindung aufgrund der plastischen Verbindung im Vergleich zum herkömmlichen Verstemmen erhöht werden kann, kann das Problem des Lockerns bzw. Lösens der Nabe und des Innenrings gelöst und ein Verlust der Vorspannung verhindert werden.
Weiterhin stellt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Lagerungsvorrichtung für ein Rad mit den Merkmalen von Anspruch 33 bereit.
Ausführungsformen der Passung zwischen der Nabe und dem Innenring beinhalten den Fall, in dem die Nabe einem inneren Passelement und der Innenring einem äußeren Passelement entspricht und den Fall, in dem der Innenring dem inneren Passelement und die Nabe dem äußeren Passelement entspricht.
In dem Fall, in dem ein Zylinder mit kleinem Durchmesser in einem Ende der Nabe ausgeformt ist und der Innenring auf der Außenumfangsfläche des Zylinders mit kleinem Durchmesser sitzt, wird der bearbeitete Abschnitt auf der Passungsfläche des inneren Passelements, d. h. auf der Außenumfangsfläche des Zylinders mit kleinem Durchmesser der Nabe, der Passungsfläche des äußeren Passelements, d. h. der Innenumfangsfläche des Innenring, oder auf beiden ausgeformt.
In dem Fall, in dem ein Zylinder mit kleinem Durchmesser in einem Ende des Innenrings ausgeformt ist und die Nabe auf der Außenumfangsfläche des Zylinders mit kleinem Durchmesser sitzt, wird der bearbeitete Abschnitt auf der Passungsfläche des inneren Passelements, d. h. auf der Außenumfangsfläche des Zylinders mit kleinem Durchmesser des Innenrings, der Passungsfläche des äußeren Passelements, d. h. der Innenumfangsfläche der Nabe, oder auf beiden ausgeformt.
Als Ausführungsformen des auf der Passungsfläche ausgeformten bearbeiteten Abschnitts kann eine Spiralform, z. B. eine Schnecke, eine kreuzweise Rändelung, eine Verzahnung oder dgl. verwirklicht werden. Der auf einer Passungsfläche ausgeformte bearbeitete Abschnitt schmiegt sich dann an einen anderen Passungsabschnitt, indem der Passungsabschnitt aufgeweitet oder eingeschnürt wird, wodurch die Nabe und der Innenring plastisch miteinander verbunden werden. Nach dem Zusammenpassen der Nabe und des Innenrings wird der Passungsabschnitt des inneren Passelements aufgeweitet, oder der Passungsabschnitt des äußeren Passelements wird eingeschnürt.
In dem Fall, in dem der Innenring auf der Außenumfangsfläche des Zylinders mit kleinem Durchmesser der Nabe sitzt, wird der Passungsabschnitt des Zylinders mit kleinein Durchmesser der Nabe aufgeweitet oder der Passungsabschnitt des Innenrings eingeschnürt. In dem Fall, in dem die Nabe auf der Außenumfangsfläche des Zylinders mit kleinem Durchmesser des Innenrings sitzt, wird der Passungsabschnitt des Abschnitts mit kleinem Durchmesser des Innenrings aufgeweitet oder der Passungsabschnitt der Nabe eingeschnürt.
Die Erfindung gemäß Anspruch 28 stellt eine Lagerungsvorrichtung für ein Rad nach einem der Ansprüche 25 bis 27 bereit, bei der das innere Passelement eine axiale Durchgangsbohrung aufweist. Eine sich über die gesamte axiale Länge erstreckende Durchgangsbohrung ist in der Nabe vorgesehen, wenn die Nabe das innere Passelement ist, und eine sich über die gesamte axiale Länge erstreckende Durchgangsbohrung ist im Innenring vorgesehen, wenn der Innenring das innere Passelement ist. Da gemäß der oben genannten Konstruktion die Gesamtheit der Lagerungsvorrichtung hohl ist, kann die Wirkung der Wärmeabführung verstärkt und das Ausmaß der Temperaturerhöhung im Lagerabschnitt eingeschränkt werden.
Die Erfindung gemäß Anspruch 29 stellt eine Lagerungsvorrichtung für ein Rad nach einem der Ansprüche 25 bis 28 bereit, bei der der verstemmte Abschnitt zwischen der Nabe und dem Innenring einer Härtung mittels einer Wärmebehandlung unterzogen wird. Der bearbeitete Abschnitt hat aufgrund der Kaltverfestigung, die durch die bearbeitete Ausformung verursacht wird, eine höhere Härte als die anderen Abschnitte, da jedoch eine elastische Verformung nach dem Verstemmen durch Aufweiten oder Einschnüren durch die mittels der Wärmebehandlung vorgenommene Härtung vermindert wird, ist es möglich, die Wirkung, mit der ein Lösen verhindert wird, zu verstärken.
Die Erfindung gemäß Anspruch 30 stellt eine Lagerungsvorrichtung für ein Rad nach einem der Ansprüche 25 bis 29 bereit, bei der die Endabschnitte der Passungsabschnitte der Nabe und des Innenrings verschweißt werden. Demzufolge ist es möglich, die Nabe mit dem Innenring noch sicherer zu verbinden. Die Konstruktion kann so ausgeführt werden, dass die Schweißoperation um den gesamten Umfang ausgeführt wird, oder dass einer, zwei oder mehr Schweißpunkte in Umfangsrichtung verteilt angeordnet werden.
Die Erfindung gemäß Anspruch 31 stellt eine Lagerungsvorrichtung für ein Rad nach einem der Ansprüche 25 bis 29 bereit, bei der ein Sicherungsring am Ende des inneren Passelements befestigt wird, um die Nabe in axialer Richtung am Innenring zu fixieren. Ist die Nabe das innere Passelement, so ist der Sicherungsring an einer Ringnut, die in der Außenumfangsfläche des Zylinders mit kleinem Durchmesser in der Nabe ausgeformt ist, befestigt, um in die Stirnfläche des Innenrings einzugreifen, und ist der Innenring das innere Passelement, so ist der Sicherungsring an einer Ringnut, die in der Außenumfangsfläche des Zylinders mit kleinem Durchmesser im Innenring ausgeformt ist, befestigt, um in die Stirnfläche der Nabe einzugreifen. Demzufolge ist es möglich, die Nabe mit dem Innenring noch sicherer zu verbinden.
Die Erfindung gemäß Anspruch 32 stellt eine Lagerungsvorrichtung für ein Rad nach einem der Ansprüche 25 bis 31 bereit, bei der ein Verstärkungselement mit Presspassung in den verstemmten Abschnitt zwischen der Nabe und dem Innenring eingesetzt wird. Aufgrund des Verstärkungselements ist es möglich, die Steifigkeit des durch Aufweiten oder Einschnüren verstemmten Abschnitts zu erhöhen und eine Lockerung des verstemmten Abschnitts aufgrund eines Rückfederns des verstemmten Abschnitts oder aus anderen Gründen zu verhindern.
Diese Erfindung ist auf beide Lagerungsvorrichtungen für das angetriebene und das nicht angetriebene Rad anwendbar. Bei der Lagerungsvorrichtung für das nicht angetriebene Rad ist die Nabe nicht mit der Antriebswelle verbunden, wobei es unerheblich ist, ob die Nabe massiv oder hohl ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine senkrechte Schnittansicht einer Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad in einer Ausführungsform;
2 ist eine senkrechte Schnittansicht zur Erläuterung des Verstemmens;
3 ist eine Vorderansicht eines Gelenkaußenteils, die eine bestimmte Ausführungsform eines bearbeiteten Abschnitts zeigt;
4 ist eine senkrechte Schnittansicht einer Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad in einer Ausführungsform;
5A ist eine senkrechte Schnittansicht einer Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad, und 5B und 5C sind halbe Schnittansichten eines Schafts;
6A und 6C sind Vorderansichten eines axialen Endes eines Schafts in Form eines Teilschnitts, und 6B und 6D sind Ansichten der Stirnfläche;
7 bis 19 sind senkrechte Schnittansichten einer Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad in mehreren Ausführungsformen;
20 ist ein Balkendiagramm, das das Ergebnis eines Tests bei Temperaturerhöhung zeigt;
21 ist eine senkrechte Schnittansicht einer Lagerungsvorrichtung für ein Rad in einer Ausführungsform;
22 ist eine senkrechte Schnittansicht zur Erläuterung eines Aufweitungsprozesses;
23 ist eine Vorderansicht einer Nabe, die eine bestimmte Ausführungsform eines bearbeiteten Abschnitts zeigt;
24 bis 28 sind senkrechte Schnittansichten einer Lagerungsvorrichtung für ein Rad in mehreren Ausführungsformen;
29 ist eine senkrechte Schnittansicht zur Erläuterung eines Aufweitungsprozesses;
30 ist eine Vorderansicht eines Innenlaufrings, die eine bestimmte Ausführungsform eines bearbeiteten Abschnitts zeigt;
31 bis 35 sind senkrechte Schnittansichten einer Lagerungsvorrichtung für ein Rad in mehreren Ausführungsformen;
36A ist eine senkrechte Schnittansicht einer Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad und 36B ist eine senkrechte Schnittansicht einer Lagerungsvorrichtung für ein nicht angetriebenes Rad.
37 ist eine senkrechte Schnittansicht einer Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad.
Antriebsräder des Automobils wie die Hinterräder eines Fahrzeugs mit Hinterradantrieb (FR), die Vorderräder eines Fahrzeugs mit Vorderradantrieb (FF) und alle Räder eines Fahrzeugs mit Vierradantrieb (4WD) werden von einer Lagerungsvorrichtung für Räder an einer Aufhängungsvorrichtung gelagert. Die oben genannte Lagerungsvorrichtung ist wie in 37 dargestellt in der Weise aufgebaut, dass eine Nabe 10, ein Lager 20 und ein Gleichlaufgelenk 30 vereint sind, eine Innenlaufbahn 12 der Doppelreihen Innenlaufbahnen in der Nabe 10 und eine andere Innenlaufbahn 42 in einem Gelenkaußenteil 40 des Gleichlaufgelenks 30 ausgeformt sind.
Die Nabe 10 hat einen Flansch 14 zur Lagerung des Rades, und die Innenlaufbahn 12 ist an einer Außenumfangsfläche nahe des Flansches 14 ausgeformt. Das Gelenkaußenteil 40 des Gleichlaufgelenks 30 wird aus einem schüsselförmigen Öffnungsabschnitt 43 und einem massiven Schaft 45 gebildet, und sitzt über eine Verzahnungspassung am Schaft 45 auf der Nabe 10, und eine Schulterfläche desselben wird mit einer Stirnfläche der Nabe 10 in Berührung gebracht. Die Innenlaufbahn 42 ist auf einer Außenumfangsfläche in der Nähe des Schafts 45 im Öffnungsabschnitt 43 des Gelenkaußenteils 40 ausgeformt. Doppelreihen Außenlaufbahnen 22, die den Innenlaufbahnen 12, 42 gegenüber liegen, sind an einer Innenumfangsfläche eines äußeren Elements 21 (im Folgenden als Außenlaufring bezeichnet) des Lagers 20 ausgeformt. Wälzelemente 29 sind zwischen den Innenlaufbahnen 12, 42 und den Außenlaufbahnen 22 angeordnet.
Wie mit dem Bezugszeichen 45' dargestellt, ist ein axiales Ende des Schafts 45, das aus der Nabe 10 herausragt, verstemmt, wodurch die Verbindung zwischen der Nabe 10 und dem Schaft 45 hergestellt wird, und der Außenlaufring 21 ist an der Aufhängungsvorrichtung mittels eines Flansches 24, der an der Außenumfangsfläche des Außenlaufrings 21 ausgeformt wird, befestigt, wodurch das Rad am Flansch 14 der Nabe 10 befestigt wird.
In der oben genannten Lagerungsvorrichtung wird das Drehmoment eines Motors über das Gleichlaufgelenk 30 an die Nabe 10 übertragen, um das Rad zu drehen. Es ist deshalb erforderlich, dass das Gelenkaußenteil 40 und die Nabe 10 mit hoher Zuverlässigkeit miteinander verbunden werden. Da jedoch auf den Lagerabschnitt eine hohe Momentenlast einwirkt, insbesondere beim Kurvenfahren eines Automobils, besteht der Nachteil, dass sich der verstemmte Bereich im Falle des Verstemmens des axialen Endes des Schaftbereichs 45 des Gelenkaußenteils 40 lockert.
Bei der oben genannten Lagerungsvorrichtung handelt es sich um eine solche, bei der eine Innenlaufbahn 42 der Doppelreihen Innenlaufbahnen 12, 42 integral mit dem Gelenkaußenteil 40 ausgeformt ist; eine andere Lagerungsvorrichtung jedoch mit einem anderen Aufbau stellt auch eine Lagerungsvorrichtung bereit, die so konstruiert ist, dass eine Innenlaufbahn direkt in der Nabe ausgeformt und eine andere Innenlaufbahn auf einem Innenlaufring als auf der Nabe sitzendes und von dieser unabhängiges Element ausgeformt wird.
36A und 36B zeigen eine repräsentative Ausführungsform der Lagerungsvorrichtung, wobei 36A die Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad und 36B die Lagerungsvorrichtung für ein nicht angetriebenes Rad zeigt. Da die Grundkonstruktion der Lagerungsvorrichtung für das angetriebene Rad und der Lagerungsvorrichtung für das nicht angetriebene Rad gleich ist, wird der Aufbau der Lagerungsvorrichtung für das angetriebene Rad gemäß 36A kurz beschrieben. Die Lagerungsvorrichtung ist so aufgebaut, dass die Nabe 10, ein Innenring 80, der Außenlaufring 21, die Doppelreihen der Wälzelemente 29 und das Gleichlaufgelenk 30 vereint sind. Eine Innenlaufbahn 12 der Doppelreihen Innenlaufbahnen 12, 42 ist direkt in der Nabe 10 und eine andere Innenlaufbahn 42 ist im Innenlaufring 80 als ein auf der Nabe 10 sitzendes und von dieser unabhängiges Element ausgeformt.
Die Nabe 10 ist so konstruiert, dass die Innenlaufbahn 12 im Außenumfangsabschnitt und der Flansch 14 zur Lagerung des Rades im Endabschnitt in der Nähe der außen liegenden Seite ausgeformt sind. In diesem Fall wird eine der Außenseite des Fahrzeugs während des Einbaus in das Fahrzeug nahe liegende Seite als außen liegende Seite (linke Seite in der Zeichnung) und eine dem mittleren Abschnitt des Fahrzeugs nahe liegende Seite als innen liegende Seite (rechte Seite in der Zeichnung) bezeichnet. Ein gestufter Abschnitt 59 mit kleinem Durchmesser und einer verringerten äußeren Größe ist im innenseitigen Endabschnitt der Nabe 10 ausgeformt, und der Innenlaufring 80, der unabhängig von der Nabe 10 ist und dessen Innenlaufbahn 42 auf der Außenumfangsfläche ausgeformt wird, sitzt auf dem gestuften Abschnitt 59 mit kleinem Durchmesser. Doppelreihen Außenlaufbahnen 22 gegenüber den Innenlaufbahnen 12, 42 sind auf der Innenumfangsfläche des Außenlaufrings 21 ausgeformt. Die Wälzelemente 29 sind frei drehbar zwischen den Innenlaufbahnen 12, 42 und den Außenlaufbahnen 22 angeordnet.
Der Außenlaufring 21 ist an der Aufhangungsvorrichtung mittels eines Flansches 24 (von dem in 36 nur ein Teil sichtbar ist) befestigt, der an der Außenumfangsfläche des Außenlaufrings 21 angeformt ist, wodurch das Rad am Flansch 14 der Nabe 10 befestigt wird. Der Schaft 45 des Gelenkaußenteils 40 sitzt über eine Verzahnungspassung in einer Verzahnungsbohrung 63 der Nabe 10, wodurch eine Rotations-Antriebskraft auf das an der Nabe 10 befestigte Rad übertragen wird. Eine Mutter 69 wird auf einen Abschnitt 67 mit Außengewinde am vorderen Endabschnitt des Schaft 45 geschraubt, wodurch das Lager 20 und das Gleichlaufgelenk 30 verbunden werden.
Diese Art Lagerungsvorrichtung wird normalerweise verwendet, wobei das Lager 20 mit einer Vorspannung beaufschlagt wird und zum Zeitpunkt der Montage eine genaue Kontrolle der Vorspannung erfolgt. Da jedoch die Innenlaufbahnen 12, 42 auf die Nabe 10 und den Innenlaufring 80 verteilt sind, resultiert eine Änderung der relativen Lage zwischen der Nabe 10 und dem Innenlaufring 80 in axialer Richtung in einer Größenänderung zwischen der Innenlaufbahn 12 und der Innenlaufbahn 42, so dass sich das Lagerspiel ändert und die Aufhebung der Vorspannung bewirkt. Es ist deshalb erforderlich, dass die Nabe 10 und der Innenlaufring 80 mit hoher Zuverlässigkeit miteinander verbunden werden.
Da jedoch auf den Lagerabschnitt eine hohe Momentenlast einwirkt, insbesondere beim Kurvenfahren eines Automobils, besteht der Nachteil, dass sich der verstemmte Bereich aufgrund eines Rückfederns des verstemmten Bereichs oder aus anderen Gründen beim Verstemmen des axialen Endes des Stufenabschnitts 59 mit kleinem Durchmesser in der herkömmlichen Nabe 10 lockert. Des weiteren haben die Nabe 10 und der Innenlaufring 80 eine Presspassung mit Übermaß, jedoch wurde noch kein herkömmliches Bauteil bereitgestellt, mit dem eine relative Drehung verhindert wird. Im Falle einer relativen Drehung, d. h. bei Entstehen von Kriechen aus irgendwelchen Gründen, ergibt sich also das Problem, dass eine Passungsfläche zwischen der Nabe 10 und dem Innenlaufring 80 beschädigt wird, was Fressen hervorruft und das Übermaß erhöht, wodurch die Betriebslebensdauer verkürzt wird.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nunmehr wird eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Zunächst soll unter Bezugnahme auf 1 eine Grundkonstruktion beschrieben werden. Eine Lagerungsvorrichtung für ein Rad hat als Hauptbauelemente eine Nabe 10, ein Lager 20 und ein Gleichlaufgelenk 30. In diesem Fall wird eine der Außenseite des Fahrzeugs während des Einbaus in das Fahrzeug nahe liegende Seite als außen liegende Seite (linke Seite in der Zeichnung) und eine dem mittleren Abschnitt des Fahrzeugs nahe liegende Seite als innen liegende Seite (rechte Seite in der Zeichnung) bezeichnet.
Die Nabe 10 ist mit einem Flansch 14 zur Lagerung eines Rades (nicht dargestellt) an einem Endabschnitt der außen liegenden Seite versehen, und ein Nabenbolzen 15 dient zur Befestigung einer Radscheibe an jeder der in gleichmäßigen Abständen in Umfangsrichtung am Flansch 14 vorgesehenen Positionen. Eine Innenlaufbahn 12 in der außen liegenden Seite ist in einer Außenumfangsfläche nahe dem Flansch 14 der Nabe 10 ausgeformt. Die Nabe 10 hat eine axiale Durchgangsbohrung 16 in einem axialen Kernabschnitt.
Das Gleichlaufgelenk 30 besteht aus einem inneren Gelenkelement 32 mit eine Spurrinne 31 in einer Außenumfangsabschnitt und einem Gelenkaußenteil 40 mit einer Sparrinne 41 in einem Innenumfangsabschnitt, einer Kugel 34, die zwischen der Spurrinne 31 des inneren Gelenkelements 32 und der Spurrinne 41 des Gelenkaußenteils 40 angeordnet ist, und einem Käfig 36, um sämtliche der Kugeln 34 innerhalb der selben Ebene zu hatten.
Das innere Gelenkelement 32 hat eine axiale Durchgangsbohrung 33 und ist so aufgebaut, dass es mit einer Antriebswelle, die mit einem Gleichlaufgelenk (nicht dargestellt), das an der Motorseite angeordnet ist, verbunden ist, über eine Verzahnung verbunden ist. Das Gelenkaußenteil 40 besteht aus einem Öffnungsabschnitt 43 und einem Schaft 45 und ist in die Durchgangsbohrung 16 der Nabe 10 im Schaft 45 einsetzt. Eine Innenlaufbahn 42 an der innen liegenden Seite ist in einer Außenumfangsfläche nahe einer Schulterfläche 44 des Öffnungsabschnitts 43 ausgeformt. Die Schulterfläche 44 des Öffnungsabschnitts 43 wird in Berührung mit der Stirnfläche der Nabe 10 gebracht, wodurch die Nabe 10 und das Gelenkaußenteil 40 in axialer Richtung positioniert werden und ein Maß zwischen den Innenlaufbahnen 12, 42 definiert wird.
Der Schaft 45 wird mittels einer Durchgangsbohrung 46, die mit dem Boden des schüsselförmigen Öffnungsabschnitts 43 in Verbindung steht, ausgehöhlt.
Das Lager 20 enthält einen Außenlaufring 21 und Doppelreihen Wälzelemente 29. Der Außenlaufring 21 ist mit einem Flansch 24 zur Montage an einer Fahrzeugkarosserie (nicht dargestellt) versehen, und Doppelreihen Außenlaufbahnen 22 sind in seiner Innenumfangsfläche ausgeformt. Die Doppelreihen Wälzelemente 29 sind zwischen der Innenlaufbahn 12 der Nabe 10, der Innenlaufbahn 42 des Gelenkaußenteils 40 und den Doppelreihen äußerer Laufbahnen 22 des Außenlaufrings 21 angeordnet.
Für diesen Fall sind die Doppelreihen Schrägkugellager mit Kugeln als Wälzelemente dargestellt, jedoch im Falle einer Lagerungsvorrichtung für ein Rad eines schweren Automobils werden Doppelreihen Kegellager, die konische Wälzelemente 29 verwenden, bereitgestellt. An beiden stirnseitigen Öffnungsabschnitten des Außenlaufrings 21 sind Dichtungen 26 und 28 angebracht, um ein Austreten des in das Lager gefüllten Schmierfetts und ein Eindringen von Wasser oder Fremdstoffen von außen zu verhindern.
Da außerdem die Durchgangsbohrung 46 des Schafts 45 mit dem Öffnungsabschnitt 43 in Verbindung steht wie oben erwähnt, ist ein Verschlussblech 38 an einem Endabschnitt an der Seite des Öffnungsabschnitts 43 der Durchgangsbohrung 46 angebracht, um ein Austreten des in den Öffnungsabschnitt 43 gefüllten Schmierfetts zu verhindern. Das Verschlussblech 38 besteht vorzugsweise aus einem Material mit geringem Gewicht und guter Wärmeleitfähigkeit, z. B. Aluminium. Des weiteren kann ein Temperaturanstieg des Öffnungsabschnitt 43 begrenzt werden, indem eine kleine Entlüftungsbohrung 39 im Verschlussblech 38 vorgesehen wird.
1 zeigt eine Ausführungsform, die so aufgebaut ist, dass der Schaft 45 des Gelenkaußenteils 40 mit einem an der Außenumfangsfläche des axialen Endabschnitts ausgeformten bearbeiteten Abschnitt 48 durch die Durchgangsbohrung 16 der Nabe 10 eingepasst wird. Durch Aufweiten eines Abschnitts des Schafts 45, an dem der bearbeitete Abschnitt 48 ausgeformt ist, von der Seite des Innendurchmessers zur Seite des Außendurchmesser wie mit dem Bezugszeichen 47 gekennzeichnet, schmiegt sich dann der bearbeitete Abschnitt 48 an die Innenumfangsfläche der Durchgangsbohrung 16 in der Nabe 10, wodurch die Nabe 10 und das Gelenkaußenteil 40 plastisch miteinander verbunden werden.
In dem Fall, in dem die oben erwähnte Erweiterung durch Pressen z. B. nach dem Einpassen des Schafts 45 des Gelenkaußenteils 40 mit Presssitz in die Durchgangsbohrung 16 der Nabe 10, wie in 2 dargestellt, wird der Schaft 45 von der Seite des Innendurchmessers zur Seite des Außendurchmessers aufgeweitet, indem der Schaft 45 des Gelenkaußenteils 40 mit Presssitz in die Durchgangsbohrung 16 eingepasst wird, wobei eine Verstemmvorrichtung 54 mit einem Durchmesser größer als der Innendurchmesser der Durchgangsbohrung 46 in Pfeilrichtung so eingeführt wird, dass er den Boden des Öffnungsabschnitts 43 des Gelenkaußenteils 40 mittels einer Gegenvorrichtung 52 abstützt. Ein Abschnitt des Schafts 45, der durch die Aufweitung verstemmt wurde, d. h. ein verstemmter Abschnitt, ist mit dem Bezugszeichen 47 gekennzeichnet. Der bearbeitete Abschnitt 48 des Schafts 45 schmiegt sich also an die Innenumfangsfläche der Durchgangsbohrung 16 in der Nabe 10, wodurch die Nabe 10 und das Gelenkaußenteil 40 plastisch miteinander verbunden werden.
In diesem Fall wird auf eine Darstellung verzichtet, es ist jedoch möglich, ein präzises Verstemmen vorzunehmen, indem eine Vorrichtung zum Einschnüren des Außendurchmessers der Nabe verwendet wird, wenn der bearbeitete Abschnitt 48 von der Seite des Innendurchmessers aus durch Verstemmen aufgeweitet wird, indem im Gegensatz dazu eine Vorrichtung zum Einschnüren des Innendurchmessers der Durchgangsbohrung 46 des Schafts 45 verwendet wird, wenn die Nabe 10 durch Verstemmen von der Seite des Außendurchmessers aus eingeschnürt wird.
Besondere Ausführungsformen des bearbeiteten Abschnitts 48 können wie in 3 dargestellt beispielhaft verwirklicht werden. 3A zeigt eine Schnecke 48A, 3B eine Verzahnung 48B und 3C eine kreuzweise Rändelung 48C. Die Bearbeitungsbedingungen wie Form, Größe oder dgl. der Schnecke, der Verzahnung, der kreuzweisen Rändelung und dgl. können entsprechend dem erforderlichen Bauteil oder Grad der Verankerung verschieden konzipiert werden.
Eine in 4 dargestellte Ausführungsform ist so aufgebaut, dass die Nabe 10 und der Schaft 45 durch Verschweißen beider Elemente an einem Endabschnitt des verstemmten Abschnitts 47 sicher miteinander verbunden werden, wie durch das Bezugszeichen 56 gekennzeichnet. In diesem Fall wird beispielhaft der Passungsabschnitt zwischen der Nabe 10 und dem Schaft 45 um den gesamten Umfang verschweißt.
Wie in 5 dargestellt ist, kann der bearbeitete Abschnitt 48 des Schafts 45 zusätzlich unabhängig mit einer Einrichtung zur Verhinderung von Lockern bzw. Lösen versehen werden. Wie beispielsweise in 5B dargestellt, ist ein ringartiger Vorsprung 49 in einem Bereich des bearbeiteten Abschnitts 48 des Schafts 45 vorgesehen. Der ringartige Vorsprung 49 schmiegt sich also an die Innenumfangsfläche der Nabe 10, wenn der Schaft 45 von der Seite des Innendurchmessers zur Seite des Außendurchmesser (5A) aufgeweitet wird; da jedoch das Eindringen des ringartigen Vorsprungs 49 stärker ausgeprägt ist als das des bearbeiteten Abschnitts 48 wird die Wirkung, mit der ein Lösen verhindert wird, verstärkt. Es kann nur ein ringartiger Vorsprung 49 vorgesehen werden, jedoch können auch zwei oder mehr ringartige Vorsprünge in regelmäßigen Abständen oder in beliebiger Teilung angeordnet werden. Des weiteren lässt sich der gleiche Effekt erzielen, indem ein Kegelwinkel θ im verstemmten Abschnitt des Schafts 45 wie in 5C dargestellt vorgesehen wird, durch den die axiale Stirnseite größer wird. In diesem Fall zeigt 5C sowohl den ringartigen Vorsprung 49 und den Kegelwinkel θ, es ist jedoch auch möglich, einfach nur den Kegelwinkel θ vorzusehen.
Eine in 6 dargestellte Ausführungsform ist so konstruiert, dass die Querschnittsform der Passungsflächen zwischen der Nabe 10 und dem Schaft 45 im zusammengebauten Zustand eine in 6A und 6B dargestellte Vieleckform, eine in 6C und 6D dargestellte Verzahnungsform oder dgl. ist, und eine bearbeitete Ausbildung wie eine Rändelung oder dgl. auf der Umfangsfläche vorgesehen wird, wodurch die Fähigkeit der Drehmomentübertragung verbessert werden kann.
Eine in 7 dargestellte Ausführungsform ist so konstruiert, dass das axiale Ende des Schafts 45 aus der Nabe 10 herausragt, und den Sicherungsring 58 an einer in seinem Außenumfangsabschnitt ausgeformten Ringnut befestigt wird, so dass die Nabe 10 und das Gelenkaußenteil 40 in axialer Richtung zusammengespannt werden, um ein Lösen zu verhindern.
Eine in 8 dargestellte Ausführungsform ist so konstruiert, dass der Schaft 45 aus der Nabe 10 herausragt, der bearbeitete Abschnitt 48 durch Verstemmen aufgeweitet wird, wie mit dem Bezugszeichen 47 gekennzeichnet, und danach das axiale Ende des Schafts 45 an der Stirnfläche der Nabe 10 verstemmt wird, wie mit dem Bezugszeichen 60 gekennzeichnet, um ein Lösen zu verhindern. Es ist außerdem möglich, anstelle des Verstemmens in zwei Stufen wie oben erwähnt, beide verstemmten Abschnitte 47 und 60 gleichzeitig auszuführen.
Eine in 9 dargestellte Ausführungsform ist so konstruiert, dass ein Kühlrippenelement 62 zum Abstrahlen der Wärme in die Durchgangsbohrung 46 des Gelenkaußenteils 40 eingesetzt ist. Die Oberfläche wird durch viele Rippen in Form der Rippenelemente 62 stark vergrößert und die Kühlwirkung erhöht. Vorzugsweise wird ein Material mit geringem Gewicht und guter Wärmeleitfähigkeit wie Aluminium für das Rippenelement 62 verwendet.
Eine in 10 dargestellte Ausführungsform ist so konstruiert, dass ein Verstärkungselement 64 zur Verstärkung und Stabilisierung des verstemmten Bereichs 47 mit Presspassung in die Durchgangsbohrung 46 des Schafts 45 eingesetzt wird. Das Verstärkungselement 64 dient als Ausgleich für die Verringerung der Steifigkeit des verstemmten Abschnitts 47 nach dem Aufweiten und kann in Form eines kurzen massiven Schafts sowie in zylindrischer Form mit einem Boden wie dargestellt ausgebildet sein. In dem Fall, in dem die Durchgangsbohrung 46 des Schafts 45 mit dem Öffnungsabschnitt 43 in Verbindung steht, ist es auf jeden Fall wünschenswert, eine kleine Entlüftungsbohrung 65, die in axialer Richtung einmündet, vorzusehen, um einen Temperaturanstieg zu verhindern.
Die in 11 bis 18 dargestellten Ausführungsformen sind so konstruiert, dass eine Drehmomentübertragung zwischen der Nabe 10 und dem Schaft 45 des Gelenkaußenteils 40 mittels der Verzahnung erfolgt.
Eine in 11 dargestellte Ausführungsform ist so konstruiert, dass ein Verzahnungsabschnitt 66 in der Nabe 10 vorgesehen wird, und der Schaft 45 sowie das axiale Ende des Schafts 45 aus der Nabe 10 herausragt, um den Endabschnitt von der Seite des Innendurchmessers zur Seite des Außendurchmessers durch Verstemmen aufzuweiten. Wie dargestellt, ist es im Falle des Verstemmens, bei dem der verstemmte Abschnitt 47 teilweise bis zum verzahnten Endabschnitt an der Seite der Nabe 10 verläuft, möglich, auch eine Buchse mit Spiel statt der Verzahnung vorzusehen.
Eine in 12 dargestellte Ausführungsform ist so konstruiert, dass der Verzahnungsabschnitt 66 in der Nabe 10 vorgesehen ist, und der Schaft 45 sowie der axiale Endabschnitt des Schafts 45 durch Verstemmen über einen Abstandsring 68 aufgeweitet werden. In diesem Fall wird eine bearbeitete Ausbildung (siehe 3) z. B. eine kreuzweise Rändelung oder dgl. an der Außenumfangsfläche des Schafts 45 oder an der Innenumfangsfläche des Abstandsrings 68 vorgesehen. Ist die bearbeitete Ausbildung an der Außenumfangsfläche der Nabe 10 vorgesehen, ist eine festere Verbindung durch Verstemmen möglich. Wie dargestellt, ist es im Falle des Verstemmens, bei dem der verstemmte Abschnitt 47 teilweise bis zum verzahnten Endabschnitt an der Seite der Nabe 10 verläuft, möglich, auch eine Buchse mit Spiel statt der Verzahnung vorzusehen.
Eine in 13 dargestellte Ausführungsform ist so konstruiert, dass die Verbindung mittels Verzahnung und das Verstemmen kombiniert werden, wobei in diesem Fall ein Abschnitt 47', der vom Verzahnungsabschnitt 66 in den verstemmten Abschnitt 47 übergeht, entsprechend eines Kegelmantels aufgeweitet wird. In diesem Fall erfolgt die Drehmomentübertragung durch den Verzahnungsabschnitt 66, und die Nabe 10 und das Gelenkaußenteil 40 werden durch den verstemmten Abschnitt 47 am Lösen gehindert. Im verstemmten Abschnitt 47 wird die bearbeitete Ausbildung (siehe 3) z. B. eine kreuzweise Rändelung oder dgl. zumindest entweder an der Außenumfangsfläche des Schafts 45 oder an der Innenumfangsfläche der Nabe 10 vorgesehen. Wie des weiteren durch das Bezugszeichen 47'' in 14 dargestellt ist, kann der Innendurchmesser des Verzahnungsabschnitts 66 durch Verstemmen aufgeweitet werden, wodurch es möglich ist, Spiel in der Verzahnung zu verhindern, was den Effekt, mit dem ein Lösen verhindert wird, weiter verstärkt.
Eine in 15 dargestellte Ausführungsform ist so konstruiert, dass der vordere Endabschnitt des Schafts 45 des Gelenkaußenteils 40 so aufgeweitet wird, dass er sich plastisch mit der Innenumfangsfläche der Nabe 10 verbindet, und die Stirnfläche wird verstemmt, so dass die Nabe 10 in axialer Richtung fixiert wird. In diesem Fall erfolgt die Drehmomentübertragung über den Verzahnungsabschnitt 66, und die Fixierung der Nabe 10 in axialer Richtung erfolgt durch eine Presspassung a der Zylinderfläche, eine plastische Verbindung b des verstemmten Abschnitts 47 und einen verstemmten Abschnitt a der Stirnfläche. Zum Zeitpunkt des Verstemmens der Stirnfläche des Schafts 45 wird eine Stufe im Öffnungsabschnitt 43 des Gelenkaußenteils 40 abgestützt (siehe 2), und die Stirnfläche wird plastisch durch Pressen verformt, um die Nabe 10 zu fixieren. Gemäß der oben genannten Konstruktion ist es möglich, Kriechen der Nabe 10 zuverlässig zu verhindern, wodurch eine Konstruktion bereitgestellt wird, die aufgrund der Presspassung der Zylinderfläche der Momentenlast standhalten kann. Die Konstruktion kann so ausgeführt werden, dass der verstemmte Abschnitt 47 (15) entfällt, wie in 16 dargestellt, der Verzahnungsabschnitt 66 statt dessen leicht aufgeweitet wird und die unzureichende Festigkeit der Verbindung durch den verstemmten Abschnitt c des Endabschnitts ausgeglichen wird.
Eine in 17 dargestellte Ausführungsform ist so konstruiert, dass eine Ringnut 19 im Innenumfangsabschnitt der Nabe 10 ausgeformt wird, und der Schaft 45 teilweise gebaucht ist, wie mit dem Bezugszeichen 70 gekennzeichnet, so dass er sich in die Ringnut 19 zum Zeitpunkt des Aufweitens des Schafts 45 von der Seite des Innendurchmessers zur Seite des Außendurchmessers durch Verstemmen schmiegt. Da also der bauchige Abschnitt 70 und die Ringnut 19 miteinander in Eingriff stehen und die Steifigkeit des verstemmten Abschnitts 47 aufgrund des bauchigen Abschnitts 70 erhöht wird, kann ein Lösen zuverlässiger verhindert werden.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist der Schaft 45 über seine gesamte Länge hohl, es ist jedoch auch möglich, die Steifigkeit zu erhöhen, indem ein Teil des Schafts 45 in axialer Richtung massiv ausgeführt wird, die durch das Bezugszeichen 72 in 18 gekennzeichnet. Des weiteren wird in der Ausführungsform gemäß 18 eine kleine Entlüftungsbohrung 74 vorgesehen, die die Verbindung zwischen dem Öffnungsabschnitt 43 und einem hohlen Abschnitt 46' mit dem massiven Abschnitt 72 herstellt.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist die Passung von Nabe 10 und äußerem Gelenkelement 40 so konzipiert, dass die Nabe 10 als ein äußeres Passelement und das Gelenkaußenteil 40 als ein inneres Passelement eingerichtet ist, jedoch kann diese Konstruktion auch umgekehrt werden, so dass die Nabe 10 als ein inneres Passelement und das Gelenkaußenteil 40 als ein äußeres Passelement eingerichtet ist. Wie beispielsweise in 19 dargestellt ist, ist der Zylinder 11 mit kleinem Durchmesser an der innen liegenden Seite der Nabe 10 ausgeformt und wird in die Durchgangsbohrung 46 des Schaft-abschnitts 45 des Gelenkaußenteils 40 eingepasst. Danach wird eine bearbeitete Ausbildung (siehe 3) der Außenumfangsfläche des Zylinders 11 mit kleinem Durchmesser der Nabe hergestellt, wie mit dem Bezugszeichen 18 gekennzeichnet, und die Nabe 10 und das Gelenkaußenteil 40 werden plastisch miteinander verbunden, indem der Zylinder 11 mit kleinem Durchmesser von der Seite des Innendurchmessers zur Seite des Außendurchmessers durch Verstemmen aufgeweitet wird.
Da das Gelenkaußenteil hohl ist, um den Boden des Öffnungsabschnitts mit der Umgebung zu verbinden, kann eine Lagerungsvorrichtung mit niedrigem Gewicht verwirklicht werden, und es ist möglich, den Temperaturanstieg zu begrenzen, indem die Bedingungen für die Wärmeabfuhr verbessert werden. 20 zeigt das Ergebnis eines Tests bei Temperaturerhöhung. 20 zeigt anhand eines Balkendiagramms eine ansteigende Oberflächentemperatur des Gelenkaußenteils unter drei Arten Testbedingungen bezüglich einer Konstruktion, bei der der Schaft des Gelenkaußenteils massiv ist (Vergleichsausführungsform) und einer Konstruktion, bei der der Schaft hohl ist (eine Ausführungsform). Die schwarzen Balken repräsentieren die Vergleichsausführungsform, und die weißen Balken entsprechen der Ausführungsform; es ist jedoch bekannt, dass der Temperaturanstieg bei der Ausführungsform unter beliebigen Testbedingungen ca. 10 bis 15°C niedriger ist.
Die in 21 bis 27 dargestellten Ausführungsformen sind so konstruiert, dass die Nabe 10 als ein inneres Passelement und der Innenlaufring 80 als ein äußeres Passelement eingerichtet ist. Eine Grundkonstruktion davon wird in der Weise dargestellt, dass identische Bezugszeichen für im wesentlichen identische Teile wie bei der Ausführungsform von 1 verwendet werden und auf eine überlappende Beschreibung verzichtet wird.
Die Hauptelemente der Lagerungsvorrichtung für das Rad sind die Nabe 10, der Innenlaufring 80, der Außenlaufring 21 und die Wälzelemente 29. Die Nabe 10 hat eine axiale Durchgangsbohrung 16 in einem axialen Kernabschnitt, und der Endabschnitt an der innen liegenden Seite bildet den Zylinder 11 mit kleinem Durchmesser. Der Innenlaufring 80 ist ein von der Nabe 10 unabhängiges ringartiges Element und sitzt auf der Außenumfangsfläche des Zylinders 11 mit kleinem Durchmesser der Nabe 10. Die Innenlaufbahn 42 der innen liegenden Seite ist im Außenumfangsabschnitt des Innenlaufrings 80 ausgeformt, und die Stirnfläche 23 der außen liegenden Seite des Innenlaufrings 80 wird in Berührung mit der Schulterfläche 13 des Zylinders 11 mit kleinem Durchmesser der Nabe 10 gebracht, wodurch das Maß zwischen den Innenlaufbahnen 12, 42 definiert wird.
Eine in 21 dargestellte Ausführungsform ist so konstruiert, dass der Innenlaufring 80 auf dem Zylinder 11 mit kleinem Durchmesser der Nabe 10 sitzt, wobei ein bearbeiteter Abschnitt 18 auf der Außenumfangsfläche des Endabschnitts ausgebildet ist. Durch Aufweiten eines Abschnitts des Zylinders 11 mit kleinem Durchmesser, in dem der bearbeitete Abschnitt 18 ausgebildet ist, Von der Seite des Innendurchmessers zur Seite des Außendurchmessers, wie durch das Bezugszeichen 17 gekennzeichnet, schmiegt sich dann der bearbeitete Abschnitt 18 an die Innenumfangsfläche des Innenlaufrings 80, wodurch die Nabe 10 und der Innenlaufring 80 plastisch verbunden werden.
In dem Fall, in dem die oben genannte Aufweitung durch Pressen erfolgt wie z. B. in 22 dargestellt, wird der Abschnitt mit der bearbeiteten Ausbildung 18 des Zylinders 11 mit kleinem Durchmesser von der Seite des Innendurchmessers zur Seite des Außendurchmesser aufgeweitet, indem eine Verstemmvorrichtung 51 mit einem Außendurchmesser größer als der Innendurchmesser der Durchgangsbohrung 16 der Nabe 10 in Pfeilrichtung so eingeführt wird, dass sie mit Presssitz in der Durchgangsbohrung 16 der Nabe 10 sitzt, wobei der innen liegende Endabschnitt der Nabe 10 mittels einer Gegenvorrichtung 50 abgestützt wird. Ein Abschnitt des Zylinders 11 mit kleinem Durchmesser, der durch die Aufweitung verstemmt wurde, d. h. ein verstemmter Abschnitt, ist mit dem Bezugszeichen 17 gekennzeichnet. Der bearbeitete Abschnitt 18 des Zylinders 11 mit kleinem Durchmesser schmiegt sich also an die Innenumfangsfläche des Innenlaufrings 80, wodurch die Nabe 10 und der Innenlaufring 80 plastisch miteinander verbunden werden.
In diesem Fall wird auf eine Darstellung verzichtet, es ist jedoch möglich, ein präzises Verstemmen vorzunehmen, indem eine Vorrichtung zum Einschnüren des Außendurchmessers des Innenlaufrings 80 verwendet wird, wenn der bearbeitete Abschnitt 18 von der Seite des Innendurchmessers aus durch Verstemmen aufgeweitet wird, indem im Gegensatz dazu eine Vorrichtung zum Einschnüren des Innendurchmessers des Zylinders 11 mit kleinem Durchmesser verwendet wird, wenn der Innenlaufring 80 durch Verstemmen von der Seite des Außendurchmessers aus eingeschnürt wird.
Besondere Ausführungsformen des bearbeiteten Abschnitts 18 können wie in 23 dargestellt beispielhaft verwirklicht werden. 23A zeigt eine Schnecke 18A, 23B eine Verzahnung 18B und 23C eine kreuzweise Rändelung 18C. Die Bearbeitungsbedingungen wie Form, Größe oder dgl. der Schnecke, der Verzahnung, der kreuzweisen Rändelung und dgl. können entsprechend dem erforderlichen Bauteil oder Grad der Verankerung verschieden konzipiert werden. Das weiteren kann die Dicke des Zylinders 11 mit kleinem Durchmesser der Nabe 10 und des Innenlaufrings 80 entsprechend dem erforderlichen Bauteil oder Grad der Verankerung verschieden konzipiert werden.
Die Härte des bearbeiteten Abschnitts 18 wird aufgrund der Kaltverfestigung, die durch die bearbeitete Ausformung verursacht wird, höher als die anderen Abschnitte, es ist jedoch möglich, eine Härtung mittels einer Wärmebehandlung vorzunehmen. Durch diese Behandlung ist es möglich, die Wirkung, mit der ein Lösen verhindert wird, zu verstärken, da die elastische Verformung nach dem Verstemmen durch Aufweiten oder Einschnüren verringert wird.
Eine in 24 dargestellte Ausführungsform ist so konstruiert, dass die Nabe 10 und der Innenlaufring 80 fest miteinander durch Verschweißen beider Elemente an einem Endabschnitt des verstemmten Abschnitts 17, wie mit dem Bezugszeichen 56 gekennzeichnet, verbunden werden. In diesem Fall erfolgt das Verschweißen des Passungsabschnitts zwischen der Nabe 10 und dem Innenlaufring 80 um den gesamten Umfang.
Eine in 25 dargestellte Ausführungsform ist so konstruiert, dass das axiale Ende der Nabe 10 aus dem Innenlaufring 80 herausragt, und den Sicherungsring 58 an einer in seinem Außenumfangsabschnitt ausgeformten Ringnut befestigt wird, wodurch die Nabe 10 und der Innenlaufring 80 in axialer Richtung zusammengespannt werden, um ein Lösen des Innenlaufrings 80 zu verhindern.
Eine in 26 dargestellte Ausführungsform ist so konstruiert, dass ein Verstärkungselement 64 zur Verstärkung und Stabilisierung des verstemmten Abschnitts 17 mit Presspassung in den verstemmten Abschnitt 17 der Nabe 10 eingesetzt wird. Das Verstärkungselement 64 dient als Ausgleich für die Verringerung der Steifigkeit des verstemmten Abschnitts 17 nach dem Aufweiten und kann in Form eines kurzen massiven Schafts sowie in zylindrischer Form mit einem Boden wie dargestellt ausgebildet sein. In dem Fall, in dem sich die Durchgangsbohrung 16 über die gesamte Länge der Nabe 10 erstreckt, ist es auf jeden Fall wünschenswert, eine kleine Bohrung 65, die sich in axialer Richtung durch das Verstärkungselement 64 erstreckt, vorzusehen, um die Entlüftung zu verbessern, wodurch es möglich ist, den Temperaturanstieg der Nabe 10 zu verringern.
Eine in 27 dargestellte Ausführungsform ist so konstruiert, dass die Nabe 10 zur Erhöhung der Steifigkeit massiv ist. in diesem Fall ist wie mit dem Bezugszeichen 16' gekennzeichnet ein dem bearbeiteten Abschnitt 18 entsprechender Abschnitt der Nabe 10 hohl ausgeführt, damit er von der Seite des Innendurchmessers aus aufgeweitet werden kann.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 28 bis 34 eine Ausführungsform beschrieben, bei der die Nabe 10 als das äußere Passelement und der Innenlaufring 80 als das innere Passelement eingerichtet ist.
Eine in 28 dargestellte Ausführungsform ist so konstruiert, dass ein Zylinder 25 mit kleinem Durchmesser durch Verlängern der außen liegenden Seite des Innenlaufrings 80 gebildet wird, und der Zylinder 25 wird mit Presssitz in die Durchgangsbohrung 16 der Nabe 10 eingesetzt, so dass beide Elemente zusammengepasst werden. In diesem Fall ist der bearbeitete Abschnitt 48 auf der Außenumfangsfläche des außen liegenden Endabschnitts des Zylinders 25 mit kleinem Durchmesser ausgebildet. Danach werden die Nabe 10 und der Innenlaufring 80 durch Aufweiten des Zylinders 25 mit kleinem Durchmesser von der Innenseite aus zur Seite des Außendurchmessers, wie mit dem Bezugszeichen 47 gekennzeichnet, plastisch miteinander verbunden.
In dem Fall, in dem die oben genannten Aufweitung durch Pressen erfolgt wie z. B. in 29 dargestellt, wird der Abschnitt mit der bearbeiteten Ausbildung 48 des Zylinders 25 mit kleinem Durchmesser von der Seite des Innendurchmessers zur Seite des Außendurchmesser aufgeweitet, indem eine Verstemmvorrichtung 55 mit einem Außendurchmesser größer als der Innendurchmesser der Durchgangsbohrung 27 des Innenlaufrings 80 in Pfeilrichtung so eingeführt wird, dass sie mit Presssitz in der Durchgangsbohrung 27 sitzt, wobei der innen liegende Endabschnitt des Innenlaufrings 80 mittels einer Gegenvorrichtung 53 abgestützt wird. Ein Abschnitt des Zylinders 25 mit kleinem Durchmesser, der durch die Aufweitung verstemmt wurde, d. h. ein verstemmter Abschnitt, ist mit dem Bezugszeichen 47 gekennzeichnet. Der bearbeitete Abschnitt 48 des Zylinders 25 mit kleinem Durchmesser schmiegt sich also an die Innenumfangsfläche der Durchgangsbohrung 16 der Nabe 10, wodurch die Nabe 10 und der Innenlaufring 80 plastisch miteinander verbunden werden.
In diesem Fall wird auf eine Darstellung verzichtet, es ist jedoch möglich, ein präzises Verstemmen vorzunehmen, indem eine Vorrichtung zum Einschnüren des Außendurchmessers der Nabe 10 verwendet wird, wenn der bearbeitete Abschnitt 48 von der Seite des Innendurchmessers aus durch Verstemmen aufgeweitet wird, indem im Gegensatz dazu eine Vorrichtung zum Einschnüren des Innendurchmessers des Zylinders 25 mit kleinem Durchmesser verwendet wird, wenn die Nabe 10 durch Verstemmen von der Seite des Außendurchmessers aus eingeschnürt wird.
Besondere Ausführungsformen des bearbeiteten Abschnitts 48 können wie in 30 dargestellt beispielhaft verwirklicht werden. 30A zeigt eine Schnecke 48A, 30B eine Verzahnung 488 und 30C eine kreuzweise Rändelung 48C. Die Bearbeitungsbedingungen wie Form, Größe oder dgl. der Schnecke, der Verzahnung, der kreuzweisen Rändelung und dgl. können entsprechend dem erforderlichen Bauteil oder Grad der Verankerung verschieden konzipiert werden. Das weiteren kann die Dicke des Zylinders 25 mit kleinem Durchmesser des Innenlaufrings 80 und der Nabe 10 entsprechend dem erforderlichen Bauteil oder Grad der Verankerung verschieden konzipiert werden.
Eine in 31 dargestellte Ausführungsform ist so konstruiert, dass die Nabe 10 und der Zylinder mit kleinem Durchmesser des Innenlaufrings 80 fest miteinander durch Verschweißen beider Elemente an einem Endabschnitt des verstemmten Abschnitt 47 verbunden werden, wie mit dem Bezugszeichen 56 gekennzeichnet. In diesem Fall wird der verstemmte Abschnitt 47 zwischen der Nabe 10 und dem Zylinder 25 mit keinein Durchmesser des Innenlaufrings 80 um den gesamten Umfang verschweißt.
Eine in 32 dargestellte Ausführungsform ist so konstruiert, dass das axiale Ende des Zylinders 25 mit kleinem Innendurchmesser des Innenlaufrings 80 aus der Nabe 10 herausragt, und den Sicherungsring 58 an einer in seinem Außenumfangsabschnitt ausgeformten Ringnut befestigt wird, wodurch die Nabe 10 und der Innenlaufring 80 in axialer Richtung fixiert werden, um ein Lösen des Innenlaufrings 80 zu verhindern.
Eine in 33 dargestellte Ausführungsform ist so konstruiert, dass ein Verstärkungselement 64 zur Verstärkung und Stabilisierung des verstemmten Abschnitts 47 mit Presspassung in den verstemmten Abschnitt 47 des Zylinders 25 mit kleinem Durchmesser des Innenlaufrings 80 eingesetzt wird. Das Verstärkungselement 64 dient als Ausgleich für die Verringerung der Steifigkeit des verstemmten Abschnitts 47 nach dem Aufweiten und kann in Form eines kurzen massiven Schafts sowie in zylindrischer Form mit einem Boden wie dargestellt ausgebildet sein. In dem Fall, in dem sich die Durchgangsbohrung 27 über die gesamte Länge Innenlaufrings 80 erstreckt, ist es auf jeden Fall wünschenswert, eine kleine Bohrung 65 vorzusehen, die sich in axialer Richtung erstreckt, um die Entlüftung zu verbessern, wodurch es möglich ist, den Temperaturanstieg des Innenlaufrings 80 zu begrenzen.
Eine in 34 dargestellte Ausführungsform ist so konstruiert, dass der Innenlaufring 80 massiv ausgeführt wird, um die Steifigkeit zu erhöhen. In diesem Fall wird ein Vertiefungsabschnitt 27' in einem dem bearbeiteten Abschnitt 48 des Innenlaufrings 80 entsprechenden Abschnitt ausgeformt, damit ein Aufweiten von der Seite des Innendurchmessers aus möglich ist.
35 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung für ein Antriebsrad, bei der die Nabe 10 und der Innenlaufring 80 auf dem Gelenkaußenteil 40 des Gleichlaufgelenks 30 sitzen. Bei dieser Ausführungsform entspricht also das Gelenkaußenteil 40 einem inneren Passelement, und die Nabe 10 sowie der Innenlaufring 80 entsprechen einem äußeren Passelement. In diesem Fall werden in 35 die gleichen Bezugszeichen den im wesentlichen mit der Ausführungsform in 1 identischen Elementen oder Abschnitten zugeordnet, und auf eine überlappende Beschreibung wird verzichtet.
Das Gelenkaußenteil 40 wird aus dem Öffnungsabschnitt 43 und dem Schaft 45 gebildet, und die senkrecht zur Achse verlaufende Schulterfläche 35 bildet die Grenzfläche zwischen den beiden Elementen. Die Nabe 10 und der Innenlaufring 80 sitzen auf der zylindrischen Außenumfangsfläche des Schafts 45 des Gelenkaußenteils 40. Der bearbeitete Abschnitt 48, z. B. eine Schnecke, eine Verzahnung, eine kreuzweise Rändelung oder dgl., wie bereits in Zusammenhang mit 23 und 30 erwähnt, ist in einem Teil des mit der Nabe 10 in der axialen Stirnseite des Schafts 45 zusammengepassten Bereichs ausgebildet. Danach werden der Schaft 45 und die Nabe 10 plastisch verbunden, indem der Schaft 45, wie mit dem Bezugszeichen 47 gekennzeichnet, im Zustand der Presspassung des Schafts 45 in die Durchgangsbohrung 27 des Innenlaufrings 80 und die Durchgangsbohrung 16 der Nabe 10 aufgeweitet und der Innenlaufring 80 zwischen der Stirnfläche der Nabe und der Schulterfläche 35 des Gelenkaußenteils 40 eingespannt wird.
Die Lagerungsvorrichtung für das in 36 dargestellte Rad ist so konstruiert, dass der Innenlaufring 80 auf der Nabe 10 fixiert wird, indem ein Stufenabschnitt 59 mit kleinem Durchmesser in einer Außenumfangsfläche des Endabschnitt der Nabe 10 an der innen liegenden Seite ausgeformt, der unabhängige Innenlaufring 80 mit geeignetem Übermaß eingepasst wird und der Endabschnitt 61 der Nabe 10 an der innen liegenden Seite verstemmt wird, wie in der Zeichnung dargestellt.
In diesem Fall ist für die in 36B dargestellte Lagerungsvorrichtung vorgesehen, dass ein dünner Zylinder 61' zum Verstemmen ausgeformt wird, indem ein Vertiefungsabschnitt mit einer Tiefe h in der massiven Nabe 10 ausgeformt wird, es ist jedoch auch möglich, die Nabe 10 selbst hohl auszuführen, sogar dann, wenn die Vorrichtung für das angetriebene Rad vorgesehen ist. Im Fall der Vorrichtung für das Antriebsrad sind das Lager 20 und das Gleichlaufgelenk 30 vereint, indem der Schaft 45 des Gelenkaußenteils 40 des Gleichlaufgelenks 30 in die verzahnte Bohrung 63 der Nabe 10 in einer Verzahnungspassung eingesetzt wird, wie in 36A dargestellt, und eine Mutter 69 auf den Abschnitt 67 mit Außengewinde am vorderen Endabschnitt aufgeschraubt wird.
Die Schulterfläche 35 des Gelenkaußenteils 40 wird in Berührung mit dem verstemmten Endabschnitt 61 gebracht, wobei jedoch diese Konstruktion mit folgendem Problem behaftet ist. Der Endabschnitt 61 ist nämlich zum Verstemmen nicht hart genug, da im Gegenteil die Schulterfläche 35 des Gelenkaußenteils 40 einer Oberflächenhärtung unterzogen wird. Da bei einem Kontakt zwischen Elementen unterschiedlicher Härte leicht Reibkorrosion entsteht, wird demnach die Klemmkraft des Gleichlaufgelenks verringert, und im Verzahnungsabschnitt entsteht Spiel.
Zur Lösung des oben genannten Problems wird der Innenlaufring 80 vorzugsweise zwischen der Schulterfläche 35 und der Schulterfläche 71 des Stufenabschnitts 59 mit kleinem Durchmesser der Nabe 10 gehalten, um eine Fixierung in axialer Richtung zu erzielen. Die Schulterfläche 35 des Gelenkaußenteils 40 verläuft senkrecht zur Achse, jedoch ist ein ringförmiger Vertiefungsabschnitt 73 im Innendurchmesser der Schulterfläche 53 vorgesehen, und der verstemmte Endabschnitt 61 der Nabe 10 wird in diesem ringförmigen Vertiefungsabschnitt 73 aufgenommen. Da die Schulterfläche 35 des Gelenkaußenteils 40 in Kontakt mit der Stirnfläche des Innenlaufrings 80 mit einer Härte von HRC 58 bis 64 und nicht mit dem Endabschnitt 61 der Nabe 10 gebracht wird, kann die Klemmkraft des Gleichlaufgelenks 30 konstant gehalten werden.
An den Öffnungsabschnitten beider Enden der Lagerungsvorrichtung für das Rad sind die Dichtungen 26 und 28 angebracht, um ein Austreten des in das Lager gefüllten Schmierfetts und ein Eindringen von Wasser oder Fremdstoffen von außen zu verhindern. In diesem Fall wird bei der Vorrichtung für das angetriebene Rad der Öffnungsabschnitt an der innen liegenden Seite durch Anbringen einer Verschlusskappe 75 anstelle der Dichtung 28 verschlossen.

Claims

Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad, die folgendes aufweist: – eine Nabe (10), ein Gleichlaufgelenk (30) und ein zweireihiges Lager (20), eine Doppelreihe Innenlaufbahnen (12; 42) des Lagers (20), wobei eine Innenlaufbahn (42) auf dem Gelenkaußenteil (40) des Gleichlaufgelenks (30) ausgeformt ist, und – eine Passung, durch die die Nabe (10) und das Gelenkaußenteil (40) verbunden sind, wobei ein bearbeiteter Abschnitt (48) auf einer oder beiden Passungsflächen der Nabe (10) und/oder des Gelenkaußenteils (40) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, – dass der Abschnitt der Passung durch Verstemmen zumindest teilweise aufgeweitet oder verengt ist, um eine Lockerung der Passung zu verhindern.
Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der bearbeitete Abschnitt (48) einer Härtung mittels einer Oberflächenbehandlung unterzogen worden ist.
Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende des Passungsabschnitts verschweißt ist.
Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kegelwinkel (θ), durch den der Durchmesser der Stirnseite vergrößert ist, an der Passungsfläche der Nabe (10) und der Passungsfläche des Gelenkaußenteils (40) entsteht.
Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Passungsfläche der Nabe (10) oder der Passungsfläche des Gelenkaußenteils (40) ein Vorsprung (49) vorgesehen ist.
Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform der Passungsfläche der Nabe (10) und des Gelenkaußenteils (40) eine Vieleck- oder Verzahnungsform aufweist.
Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zylinder (11) der Nabe (10) in eine Durchgangsbohrung (46) des Gelenkaußenteils (40) eingepasst ist.
Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaft (45) des Gelenkaußenteils (40), bei dem ein Ende in Form eines Hohlzylinders ausgebildet ist, in eine Durchgangsbohrung (16) der Nabe eingepasst ist.
Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sicherungsring (58) an einem aus der Nabe (10) herausragenden Ende des Schafts (45) befestigt ist.
Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende des Schafts (45) im Gelenkaußenteil mit der Stirnfläche der Nabe (10) verstemmt ist.
Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verstärkungselement (64) mit Presssitz in eine Durchgangsbohrung (46) des Schafts (45) eingesetzt ist.
Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem Boden der Gelenkglocke (43) in Verbindung stehende Durchgangsbohrung (46) im Schaft (45) des Gelenkaußenteils vorgesehen ist.
Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühlrippe (62) innerhalb des Schafts (45) angeordnet ist.
Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform der Passungsflächen der Nabe (10) und des Gelenkaußenteils (40) eine Vieleck- oder Verzahnungsform aufweisen, die verschieden vom aufgeweiteten oder verengten Passungsabschnitt ist.
Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt, der der Stirnseite näher liegt als der Verzahnungsabschnitt (66) des Schafts (45) des Gelenkaußenteils (40) durch Verstemmen aufgeweitet ist.
Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sich der verstemmte Abschnitt bis zum Verzahnungsabschnitt (66) erstreckt.
Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Verzahnungsabschnitt (66) des Schafts (45) durch Verstemmen aufgeweitet ist.
Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein vom Verzahnungsabschnitt (66) des Schafts (45) in den verstemmten Abschnitt übergehender Abschnitt allmählich aufgeweitet ist.
Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstandsring (68) zwischen den Passungsflächen des Schafts (45) und der Nabe (10) angeordnet ist.
Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bearbeitung der Außenumfangsfläche des Schafts (45), der Innenumfangsfläche des Abstandsrings (68) oder beider Flächen vorgesehen ist.
Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bearbeitung der Außenumfangsfläche des Abstandsrings (68), der Innenumfangsfläche der Nabe (10) oder beider Flächen vorgesehen ist.
Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ringnut (19) in der Innenumfangsfläche der Nabe (10) vorgesehen ist, in die sich ein bauchiger Abschnitt des Schafts (45) des Gelenkaußenteils (40) schmiegt.
Verfahren zur Herstellung einer Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad, die eine Nabe (10), ein Gleichlaufgelenk (30) und ein zweireihiges Lager (20) aufweist, sowie eine Doppelreihe Innenlaufbahnen (12; 42) des Lagers (20), wobei eine Innenlaufbahn (42) auf dem Gelenkaußenteil (40) des Gleichlaufgelenks (30) ausgeformt ist, ein Schaft (45) des Gelenkaußenteils (40) in eine Durchgangsbohrung (16) der Nabe (10) eingepasst wird und ein bearbeiteter Abschnitt (48) auf einer oder beiden Passungsflächen der Nabe (10) und/oder des Gelenkaußenteils (40) ausgebildet ist. dadurch gekennzeichnet, dass ein Passungsabschnitt des Schafts (45) durch Verstemmen aufgeweitet oder ein Passungsabschnitt der Nabe (10) durch Verstemmen verengt wird, um eine Lockerung der Passung zu verhindern.
Verfahren zur Herstellung einer Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad, die eine Nabe (10), ein Gleichlaufgelenk (30) und ein zweireihiges Lager (20) aufweist, sowie eine Doppelreihe Innenlaufbahnen (12; 42) des Lagers (20), wobei eine Innenlaufbahn (42) auf dem Gelenkaußenteil (40) des Gleichlaufgelenks (30) ausgeformt ist, ein Zylinder (11) der Nabe (10) in eine Durchgangsbohrung (46) des Gelenkaußenteils (40) eingepasst wird und ein bearbeiteter Abschnitt (48) auf einer oder beiden Passungsflächen der Nabe (10) und/oder des Gelenkaußenteils (40) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Passungsabschnitt der Nabe (10) durch Verstemmen aufgeweitet oder ein Passungsabschnitt des Gelenkaußenteils (40) durch Verstemmen verengt wird, um eine Lockerung der Passungsverbindung zu verhindern.
Lagerungsvorrichtung für ein Rad, die folgendes aufweist: Einen Außenring (21) mit einem Flansch (24) zur Lagerung einer Fahrzeugkarosserie und einer Doppelreihe Außenlaufbahnen (22), eine Nabe (10) mit einer Innenlaufbahn (12) gegenüber einer der Doppelreihen der Außenlaufbahnen (22) des Außenrings (21) und einem Aufnahmeflansch (14) für das Rad; einen Innenring (80) mit einer Innenlaufbahn (42) gegenüber einer anderen der Doppelreihe der Außenlaufbahnen (22) des Außenrings (21), der an der Nabe (10) angeordnet ist; und einer Doppelreihe Kugeln (29), die zwischen den Außenlaufbahnen (22) des Außenrings (21) sowie der Innenlaufbahn (12) der Nabe (10) und der Innenlaufbahn (42) des Innenrings (80) angeordnet sind; wobei die Nabe (10) und der Innenring (80) durch eine Passung verbunden sind und ein bearbeiteter Abschnitt (48) entweder auf der Passungsfläche der Nabe (10) oder des Innenrings (80) oder auf beiden ausgebildet ist dadurch gekennzeichnet, dass die Passungsabschnitte durch Verstemmen zumindest teilweise aufgeweitet oder verengt sind, um eine Lockerung der Passungsverbindung zu verhindern.
Lagerungsvorrichtung für ein Rad nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zylinder (11) an einem Ende der Nabe (10) ausgeformt ist und der Innenring (80) auf einer Außenumfangsfläche des Zylinders (11) sitzt.
Lagerungsvorrichtung für ein Rad nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zylinder (25) an einem Ende des Innenrings (80) ausgeformt ist und die Nabe (10) auf einer Außenumfangsfläche des Zylinders (25) sitzt.
Lagerungsvorrichtung für ein Rad nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (10) oder der Innenring (80) eine axiale Durchgangsbohrung (16; 27) aufweist.
Lagerungsvorrichtung für ein Rad nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass der bearbeitete Abschnitt (18) zwischen der Nabe (10) und dem Innenring (80) einer Härtung mittels einer Oberflächenbehandlung unterzogen worden ist.
Lagerungsvorrichtung für ein Rad nach einem der Ansprüche 25 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden (17; 47) der Passungsabschnitte der Nabe (10) und des Innenrings (80) verschweißt sind.
Lagerungsvorrichtung für ein Rad nach einem der Ansprüche 25 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sicherungsring am Ende des Innenrings (80) befestigt ist, um die Nabe (10) in axialer Richtung am Innenring (80) zu fixieren,
Lagerungsvorrichtung für ein Rad nach einem der Ansprüche 25 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verstärkungselement (64) mit Presssitz in den bearbeiteten Abschnitt zwischen der Nabe (10) und dem Innenring (80) eingesetzt ist.
Verfahren zur Herstellung einer Lagerungsvorrichtung für ein Rad, wobei die Lagerungsvorrichtung aufweist: Einen Außenring (21) mit einem Flansch (24) zur Lagerung einer Fahrzeugkarosserie und einer Doppelreihe Außenlaufbahnen (22), eine Nabe (10) mit einer Innenlaufbahn (12) gegenüber einer der Doppelreihen der Außenlaufbahnen (22) des Außenrings (21) und einem Aufnahmeflansch (14) für das Rad; einen Innenring (80) mit einer Innenlaufbahn (42) gegenüber einer anderen der Doppelreihe der Außenlaufbahnen (22) des Außenrings (21), der an der Nabe (10) angeordnet ist; und einer Doppelreihe Kugeln (29), die zwischen den Außenlaufbahnen (22) des Außenrings (21) sowie der Innenlaufbahn (12) der Nabe (10) und der Innenlaufbahn (42) des Innenrings (80) angeordnet sind, wobei sowohl die Nabe (10) als auch der Innenring (80) durch eine Passung verbunden werden und ein bearbeiteter Abschnitt (48) entweder auf der Passungsfläche der Nabe (10) oder des Innenrings (80) oder auf beiden ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Passungsabschnitte durch Verstemmen zumindest teilweise aufgeweitet oder verengt werden, um eine Lockerung der Passungsverbindung zu verhindern.
Lagerungsvorrichtung für ein angetriebenes Rad, die folgendes aufweist: – eine Nabe (10), ein Gleichlaufgelenk (30) und ein zweireihiges Lager (20), – eine Doppelreihe Innenlaufbahnen (12; 42) des Lagers (20), – einen Außenring (21) mit einem Flansch (24) zur Lagerung einer Fahrzeugkarosserie und einer Doppelreihe Außenlaufbahnen (22), – eine Innenlaufbahn (12) auf der Nabe (10) und gegenüber einer der Doppelreihen der Außenlaufbahnen (22) des Außenrings (21), – einen Aufnahmeflansch (14) für das Rad – einen Innenring (80) mit einer Innenlaufbahn (42) gegenüber einer anderen der Doppelreihe der Außenlaufbahnen (22) des Außenrings (21), – ein Gelenkaußenteil (40) des Gleichlaufgelenks (30), auf dem die Nabe (10) und der Innenring (80) sitzen, und – einer Doppelreihe Kugeln (29), die zwischen den Außenlaufbahnen (22) des Außenrings (21) sowie der Innenlaufbahn (12) der Nabe (10) und der Innenlaufbahn (42) des Innenrings (80) angeordnet sind, wobei, die Nabe (10) und das Gelenkaußenteil (40) durch eine Passung verbunden sind und ein bearbeiteter Abschnitt (48) auf einer oder beiden Passungsflächen der Nabe (10) und/oder des Gelenkaußenteils (40) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt der Passung durch Verstemmen zumindest teilweise aufgeweitet oder verengt ist, um eine Lockerung der Passung zu verhindern.