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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Radlagervorrichtung für
ein Fahrzeug zum Stützen von Antriebsrädern eines
Fahrzeugs, wie etwa eines Kraftwagens, und insbesondere eine Radlagervorrichtung zum
drehbaren Stützen von Antriebsrädern (Vorderräder
eines Fahrzeugs mit Frontmotor und Vorderradantrieb, Hinterräder
eines Fahrzeugs mit Frontmotor und Hinterradantrieb oder Heckmotor
und Hinterradantrieb und alle Räder eines Fahrzeugs mit
Allradantrieb), die an einer bezüglich der Aufhängung unabhängigen
Aufhängung angebracht sind.
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BESCHREIBUNG DES STANDS DER
TECHNIK
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Bei
einer Kraftübertragungsvorrichtung zum Übertragen
einer Motorkraft eines Fahrzeugs, wie etwa eines Kraftwagens, auf
die Räder, ist, da es notwendig ist, nicht nur die Kraft
von einem Motor auf Räder zu übertragen, sondern
außerdem radiale und axiale Verschiebungen und eine Momentverschiebung
von Rädern zuzulassen, die durch Sprünge oder
Drehungen eines Fahrzeugs beim Fahren auf einer unebenen Straße
bewirkt sind, ein Ende einer Antriebswelle, die zwischen einer Motorseite
und einer Antriebsseite angeordnet ist, über ein gleitendes Gleichlaufgelenk
an eine Differenzialgetriebeeinheit angeschlossen und das andere
Ende davon über eine Radlagervorrichtung mit einem befestigten Gleichlaufgelenk
an ein Antriebsrad angeschlossen.
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Es
wurden früher verschiedene Radlagervorrichtungsarten vorgeschlagen,
wie beispielsweise in 5 gezeigt. Die Radlagervorrichtung 50 umfasst eine
Radnabe 51, an der ein Rad W und ein Bremsrotor B angebracht
sind, ein zweireihiges Wälzlager 52, das die Radnabe 51 drehbar
stützt, ein befestigtes Gleichlaufgelenk 53 zum Übertragen
einer Kraft einer Antriebswelle (nicht gezeigt) auf die Radnabe 51.
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Die
Radnabe 51 ist an einem seiner Enden einstückig
mit einem Radanbringungsflansch 54 zur Anbringung des Rads
W und des Bremsrotors B und mit einem zylindrischen Abschnitt 51a ausgebildet, der
axial von dem Radanbringungsflansch 54 verläuft.
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Das
zweireihige Wälzlager 52 ist durch ein zweireihiges
Schrägkugellager ausgebildet, das einen Außenring 55,
der zwischen einem Kniestück N, das ein Teil der Aufhängungsvorrichtung
bildet, und dem zylindrischen Abschnitt 51a der Radnabe 51 angebracht
ist und an seinem Innenumfang mit äußeren Laufringflächen 55a, 55a ausgebildet
ist, ein Paar Innenringe 56, 56, die an ihren
Außenumfängen mit inneren Laufringflächen 56a, 56a ausgebildet
sind, welche den zweireihigen äußeren Laufringflächen 55a, 55a gegenüberliegend
angeordnet sind, und zweireihigen Kugeln 58, 58 umfasst,
die über Käfige 57 rollbar zwischen den
inneren und äußeren Laufringflächen 55a, 55a und 56a, 56a enthalten
sind.
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Das
Gleichlaufgelenk 53 umfasst ein äußeres
Gelenkglied 61 mit einem napfförmigen Mündungsabschnitt
(nicht gezeigt), eine Schulter 59, die eine Bodenseite
des Mündungsabschnitts ausbildet, und einen Wellenabschnitt 60,
der axial von der Schulter 59 verläuft. Das äußere
Gelenkglied 61 ist über eine Kerbung zur Drehmomentübertragung
in die Radnabe 51 eingefügt. Der Wellenabschnitt 60 wird
in die Radnabe 51 eingefügt, bis die Schulter 59 an
den Innenring 56 des zweireihigen Wälzlagers 52 anstößt.
Dann wird eine Befestigungsmutter 63 auf einem Außengewinde 62,
das an einem Ende des Wellenabschnitts 60 ausgebildet ist,
durch ein vorgegebenes Befestigungsdrehmoment angezogen, um die
Radnabe 51 und das äußere Gelenkglied 61 axial trennbar
miteinander zu verbinden.
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Es
ist bekannt, dass ein hohes Drehmoment von einem Motor über
ein gleitendes Gleichlaufgelenk (nicht gezeigt) auf das Rad W übertragen
ist, beispielsweise in einem niedrigen Drehzahlbereich, wie etwa
beim Anlassen eines Fahrzeugs, wodurch eine Torsion in der Antriebswelle
bewirkt ist. Infolgedessen ist die Torsion ebenfalls in dem Innenring 56 des
zweireihigen Wälzlagers 52 zum Stützen
der Antriebswelle bewirkt. Wenn eine hohe Torsion in der Antriebswelle
bewirkt ist, ist ein sogenanntes „Rattern” aufgrund
eines plötzlichen Rutschens erzeugt, das zwischen anstoßenden
Oberflächen des äußeren Gelenkglieds 61 und
des Innenrings 56 bewirkt ist.
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Zum
Bewältigen des Problems bei der Radlagervorrichtung 50 des
Stands der Technik ist eine Oberflächenbehandlung zum Herabsetzen
des Reibungswiderstands an einem Teil durchgeführt, das an
die Schulter 59 des äußeren Gelenkglieds 61 anstößt.
Insbesondere sind, wie in 6(a) und 6(b) gezeigt, Rillen 64 für
Schmiere an den Endflächen 56b, 56c des
Innenrings 56 ihren Umfang entlang ausgebildet. Diese Rillen 64 helfen
beim Einführen von Schmiere in eine Grenzfläche
zwischen aneinander anstoßenden Oberflächen und
setzen dadurch den Reibungswiderstand herab. Dementsprechend kann
ein gleichmäßiges Rutschen dazwischen bewirkt
sein, wodurch die Erzeugung des Ratterns abgestellt sein kann.
- Bezugspatentschrift
1: Japanische Patent-Auslegeschrift
Nr. 110840/2000
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Durch die Erfindung zu lösende
Probleme
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Diese
an mehreren Teilen durchgeführten Oberflächenbehandlungen
vermehren jedoch die maschinellen Bearbeitungsschritte und komplizieren die
Prozessführung und verhindern dadurch eine Herabsetzung
der Fertigungskosten.
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Zudem
ist bei der Radlagervorrichtung des Stands der Technik die Befestigungsmutter 63 an dem
Außengewinde 62 des Wellenabschnitts 60 des äußeren
Gelenkglieds 61 befestigt, und es ist eine Befestigungskraft
(axiale Kraft), die eine vorgegebene Höhe übersteigt,
zum Anpassen und Steuern einer Vordruckmenge des zweireihigen Wälzlagers 52 erforderlich.
Obgleich es möglich ist, den Reibungswiderstand zunächst
durch zwischen den anstoßenden Grenzflächen aufgebrachte
Schmiere herabzusetzen, steht zu befürchten, dass die aufgebrachte Schmiere
durch die Befestigungskraft herausgedrückt würde,
wodurch es schwierig ist, die Reibungsreduzierungswirkung langfristig
aufrecht zu erhalten.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Radlagervorrichtung
für ein Fahrzeug bereitzustellen, die ein gleichmäßiges
Rutschen zwischen aneinander anstoßenden Gliedern erzielen und
dadurch die Erzeugung des Ratterns verhindern kann.
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Mittel zur Problemlösung
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Zum
Lösen der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Radlagervorrichtung
für ein Fahrzeug bereitgestellt, umfassend ein äußeres
Glied, das an seinem Innenumfang einstückig mit zweireihigen äußeren
Laufringflächen ausgebildet ist; ein inneres Glied mit
einer Radnabe, die einstückig an einem ihrer Enden mit
einem Radanbringungsflansch und an ihrem anderen Ende mit einem
zylindrischen Abschnitt ausgebildet ist, und zumindest einem Innenring,
der auf den zylindrischen Abschnitt der Radnabe aufgepresst ist,
wobei das innere Glied mit zweireihigen inneren Laufringflächen
ausgebildet ist, die den zweireihigen äußeren
Laufringflächen gegenüberliegend angeordnet sind;
zweireihige Rollelemente, die rollbar zwischen den zweireihigen äußeren und
inneren Laufringflächen enthalten sind; und ein Gleichlaufgelenk,
das zur Drehmomentübertragung fähig in die Radnabe
eingefügt ist und durch eine Befestigungsmutter axial trennbar
daran befestigt ist, wobei eine Schulter eines äußeren
Gelenkglieds des Gleichlaufgelenks an eine größere
Endfläche des Innenrings anstößt, dadurch
gekennzeichnet, dass die größere Endfläche
des Innenrings als geschliffene Oberfläche ausgebildet
ist und eine Endfläche der Schulter des äußeren
Gelenkglieds, die an die größere Endfläche
anstößt, als geschliffene Oberfläche oder
abgedrehte Oberfläche ausgebildet ist, und dass die Rauheit
(Ra) von zumindest der größeren Endfläche
des Innenrings auf einen Bereich zwischen 0,1 bis 0,3 begrenzt ist. – Anspruch
1
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung nach Anspruch 1 ist es bei einer Radlagervorrichtung
für ein Fahrzeug, die ein äußeres Glied,
ein inneres Glied mit einer Radnabe und zumindest einem Innenring, der
auf die Radnabe aufgepresst ist, zweireihige Rollelemente, die rollbar
zwischen den zweireihigen äußeren und inneren
Laufringflächen enthalten sind, und ein Gleichlaufgelenk
umfasst, das durch eine Befestigungsmutter axial trennbar daran
befestigt ist, wobei eine Schulter eines äußeren
Gelenkglieds des Gleichlaufgelenks an eine größere
Endfläche des Innenrings anstößt, dass
die größere Endfläche des Innenrings
als geschliffene Oberfläche ausgebildet ist und eine Endfläche
der Schulter des äußeren Gelenkglieds, die an
die größere Endfläche anstößt,
als geschliffene Oberfläche oder abgedrehte Oberfläche ausgebildet
ist, und dass die Rauheit (Ra) von zumindest der größeren
Endfläche des Innenrings auf einen Bereich zwischen 0,1
bis 0,3 begrenzt ist, möglich, eine Radlagervorrichtung
bereitzustellen, die den Reibungskoeffizienten reduzieren, ein gleichmäßiges
Rutschen zwischen aneinander anstoßenden Gliedern erzielen
und dadurch die Erzeugung von Rattern langfristig verhindern kann.
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Es
ist bevorzugt, dass zumindest eine anstoßende Oberfläche
der größeren Endfläche des Innenrings
und der Endfläche der Schulter des äußeren
Gelenkglieds durch Läppen fertiggestellt ist. Dies ermöglicht,
Reibungskoeffizienten zu reduzieren, ein gleichmäßiges
Rutschen zwischen aneinander anstoßenden Gliedern zu erzielen
und dadurch die Erzeugung von Rattern langfristig zu verhindern. – Anspruch
2
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Es
ist bevorzugt, dass die größere Endfläche des
Innenrings geschliffen und nach dem Schleifen durch Läppen
fertiggestellt ist. Dies ermöglicht, einen spiegelartig
fertiggestellten Abschnitt, der durch Schleifen ausgebildet ist,
zu reduzieren und Mikrostreifenspuren zu steigern. Dadurch ist es
möglich, den Reibungskoeffizienten zu reduzieren und ein
gleichmäßiges Rutschen zwischen aneinander anstoßenden
Gliedern zu erzielen. – Anspruch 3
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Es
ist außerdem bevorzugt, dass die Rauheit (Ra) der größeren
Endfläche des Innenrings auf 0,7 oder weniger begrenzt
ist. Dies ermöglicht, das Ineinandergreifen von Oberflächen
zu verhindern, das durch Unregelmäßigkeiten bewirkt
ist, und dadurch die Erzeugung von Rattern sicher zu verhindern. – Anspruch
4
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Es
ist bevorzugt, dass die Endfläche der Schulter des äußeren
Gelenkglieds geschliffen oder abgedreht ist, und wobei die Endfläche
der Schulter des äußeren Gelenkglieds, die an
die größere Endfläche des Innenrings
anstößt, mit konzentrischen Schleifspuren oder
Drehspuren darauf ausgebildet ist. Dies ermöglicht ebenfalls,
das Ineinandergreifen von Oberflächen zu verhindern, das
durch Unregelmäßigkeiten bewirkt ist, und dadurch
die Erzeugung von Rattern sicher zu verhindern. – Anspruch
5
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Es
ist bevorzugt, dass ein Außenumfang eines Wellenabschnitts
des äußeren Gelenkglieds mit einer Kerbung mit
einem Schrägungswinkel ausgebildet ist, der in einem vorgegebenen
Winkel bezüglich einer Achse des Wellenabschnitts geneigt
ist. Dies ermöglicht, die Erzeugung eines plötzlichen Rutschens
zwischen anstoßenden Oberflächen des äußeren
Gelenkglieds und des Innenrings sowie die Erzeugung von Rattern
zu verhindern, selbst wenn eine hohe Torsion in der Antriebswelle
bewirkt würde. – Anspruch 6
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Die
Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung
ist auf eine sogenannte Art der „ersten Generation” anwendbar,
bei der das innere Glied ein Paar Innenringe umfasst, die auf den zylindrischen
Abschnitt der Radnabe aufgepresst sind. – Anspruch 7
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Die
Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung
ist auf eine sogenannte Art der „dritten Generation” anwendbar,
bei der das äußere Glied an seinem Außenumfang
einstückig mit einem Körperanbringungsflansch
ausgebildet ist, und wobei das innere Glied der Radnabe, die direkt an
ihrem Außenumfang mit einer inneren Laufringfläche
ausgebildet ist, welche einer der zweireihigen äußeren
Laufringflächen gegenüberliegend angeordnet ist,
und den Innenring beinhaltet, der an seinem Außenumfang
mit der inneren Laufringfläche ausgebildet ist, welche
der anderen der zweireihigen äußeren Laufringflächen
gegenüberliegend angeordnet ist. – Anspruch 8
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Es
ist bevorzugt, dass eine Befestigungsmutter an dem äußeren
Gelenkglied mit einem vorgegebenen Befestigungsdrehmoment zum Verbinden des äußeren
Gelenkglieds mit der Radnabe unter einer Bedingung befestigt ist,
unter der ein vorgegebener Vordruck auf ein Lager ausgeübt
ist. Dies ermöglicht, die Starrheit und Beständigkeit
des Radlagers zu verbessern. – Anspruch 9
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Auswirkungen der Erfindung
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Gemäß der
Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung
ist es, da sie ein äußeres Glied, das an seinem
Innenumfang einstückig mit zweireihigen äußeren
Laufringflächen ausgebildet ist; ein inneres Glied mit
einer Radnabe, die an einem ihrer Enden mit einem Radanbringungsflansch
und an ihrem anderen Ende mit einem zylindrischen Abschnitt ausgebildet
ist, und zumindest einem Innenring, der auf den zylindrischen Abschnitt der
Radnabe aufgepresst ist, wobei der Innenring mit zweireihigen inneren
Laufringflächen ausgebildet ist, die den zweireihigen äußeren
Laufringflächen gegenüberliegend angeordnet sind;
zweireihige Rollelemente, die rollbar zwischen den zweireihigen äußeren
und inneren Laufringflächen enthalten sind; und ein Gleichlaufgelenk
umfasst, das zur Drehmomentübertragung fähig in
die Radnabe eingefügt ist und durch eine Befestigungsmutter
axial trennbar daran befestigt ist, wobei eine Schulter eines äußeren
Gelenkglieds des Gleichlaufgelenks an eine größere Endfläche
des Innenrings anstößt, und dadurch gekennzeichnet
ist, dass die größere Endfläche des Innenrings
als geschliffene Oberfläche ausgebildet ist und eine Endfläche
der Schulter des äußeren Gelenkglieds, die an
die größere Endfläche anstößt,
als geschliffene Oberfläche oder gedrehte Oberfläche ausgebildet
ist, und dass die Rauheit (Ra) von zumindest der größeren
Endfläche des Innenrings auf einen Bereich zwischen 0,1
bis 0,3 begrenzt ist, möglich, eine Radlagervorrichtung
bereitzustellen, die den Reibungskoeffizienten reduzieren, ein gleichmäßiges
Rutschen zwischen aneinander anstoßenden Gliedern erzielen
und dadurch die Erzeugung von Rattern langfristig verhindern kann.
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Beste Ausführungsweise
der Erfindung
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Die
beste Ausführungsweise der vorliegenden Erfindung ist eine
Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug, umfassend eine Radnabe,
die an einem ihrer Enden mit einem Radanbringungsflansch und an
ihrem anderen Ende mit einem zylindrischen Abschnitt ausgebildet
ist; ein Radlager, das über einen vorgegebenen Unterschnitt
auf den zylindrischen Abschnitt der Radnabe aufgepresst ist; und
ein Gleichlaufgelenk, das zur Drehmomentübertragung fähig
in die Radnabe eingefügt ist und durch eine Befestigungsmutter
axial trennbar daran befestigt ist; wobei das Radlager ein äußeres
Glied, das an seinem Innenumfang einstückig mit zweireihigen äußeren Laufringflächen
ausgebildet ist, ein Paar Innenringe, die an ihren Außenumfängen
mit inneren Laufringflächen ausgebildet sind, welche den
zweireihigen äußeren Laufringflächen
gegenüberliegend angeordnet sind, und zweireihige Rollelemente
beinhaltet, die rollbar zwischen den zweireihigen inneren und äußeren
Laufringflächen enthalten sind; und wobei eine Schulter
eines äußeren Gelenkglieds des Gleichlaufgelenks
an eine größere Endfläche des Innenrings anstößt,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Außenumfang eines Wellenabschnitts
des äußeren Gelenkglieds mit einer Kerbung mit
einem Schrägungswinkel ausgebildet ist, der in einem vorgegebenen
Winkel bezüglich einer Achse des Wellenabschnitts geneigt
ist; dass die größere Endfläche des Innenrings als
geschliffene Oberfläche ausgebildet ist und eine Endfläche
der Schulter des äußeren Gelenkglieds, die an die
größere Endfläche anstößt,
als geschliffene Oberfläche oder gedrehte Oberfläche
ausgebildet ist, und dass die Rauheit (Ra) von zumindest der größeren
Endfläche des Innenrings auf einen Bereich zwischen 0,1
bis 0,3 begrenzt ist.
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Bevorzugte Ausführungsform
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Im
Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
eine Längsschnittansicht, die eine bevorzugte Ausführungsform
der Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden
Erfindung zeigt, 2 ist eine teilweise vergrößerte
Ansicht von 1, 3 ist ein
Schaubild, das eine Beziehung zwischen der Rauheit und dem Reibungskoeffizienten
einer größeren Endfläche eines Innenrings
zeigt, und 4 ist ein Schaubild, das eine
Beziehung zwischen dem Bereich des spiegelartig fertiggestellten Abschnitts
und dem Reibungskoeffizienten einer größeren Endfläche
eines Innenrings zeigt. In der folgenden Beschreibung bezeichnet
ein Begriff „Außenseite” der Vorrichtung
eine Seite, die außerhalb des Fahrzeugkörpers
angeordnet ist, und ein Begriff „Innenseite” der
Vorrichtung eine Seite, die innerhalb des Fahrzeugkörpers
angeordnet ist, wenn die Radlagervorrichtung an dem Fahrzeugkörper
angebracht ist.
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Die
Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung
umfasst eine Radnabe 1, an der an einem ihrer Enden ein
Rad W und ein Bremsrotor B angebracht sind, ein Radlager 2 zum drehbaren
Stützen der Radnabe 1 und ein befestigtes Gleichlaufgelenk 3 zum Übertragen
einer Kraft einer Antriebswelle (nicht gezeigt).
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Die
Radnabe 1 weist einen Radanbringungsflansch 4,
der am Außenseitenende einstückig damit ausgebildet
ist, an dem das Rad W und der Bremsrotor B angebracht sind, und
einen zylindrischen Abschnitt 1b auf, der axial von dem
Radanbringungsflansch 4 über die Schulter 1a verläuft.
Die Radnabe 1 ist an seinem Innenumfang mit einer Kerbung
(oder Keil) 1c zur Drehmomentübertragung ausgebildet und
weist Nabenbolzen 4a auf, die abstandsgetreu ihrem Außenumfang
entlang zum Befestigen des Rads W und des Bremsrotors B angeordnet
sind.
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Das
Radlager 2 umfasst ein äußeres Glied (Außenring) 5,
das an seinem Innenumfang mit zweireihigen äußeren
Laufringflächen 5a, 5a ausgebildet und
zwischen einem Kniestück N, das einen Teil der Aufhängungsvorrichtung
bildet, und dem zylindrischen Abschnitt 1b angebracht ist,
ein Paar Innenringe 6, 6, die an ihren Innenumfängen
mit inneren Laufringflächen 6a, 6a ausgebildet
sind, welche den zweireihigen äußeren Laufringflächen 5a, 5a gegenüberliegend
angeordnet sind, und zweireihige Rollelemente (Kugeln) 8, 8,
die über Käfige 7 rollbar zwischen den äußeren
und inneren Laufringflächen 5a, 5a und 6a, 6a enthalten
sind. Das Radlager 2 ist ein zweireihiges Schrägkugellager
einer sogenannten „Rücken-an-Rücken-Duplexart”,
bei dem eine größere Endfläche des Außenseiteninnenrings 6 an
die Schulter 1a der Radnabe 1 anstößt
und kleinere Endflächen des Paars Innenringe 6, 6 aneinander
anstoßen. Dichtungen 14, 15 sind an beiden
Enden des äußeren Glieds 5 angebracht,
um das Ausdringen von Schmierfett, das in dem Radlager enthalten
ist, sowie das Eindringen von Regenwasser oder Staub von außerhalb
zu verhindern.
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Das
Gleichlaufgelenk 3 umfasst ein äußeres Gelenkglied 11 mit
einer Schulter 9, die eine Bodenseite eines napfförmigen
Mündungsabschnitts (nicht gezeigt) ausbildet, und einen
Wellenabschnitt 10, der axial von der Schulter 9 verläuft.
Der Wellenabschnitt 10 ist an seinem Außenumfang
mit einer Kerbung (oder Keil) 10a ausgebildet, die die
Kerbung 1c der Radnabe 1 in Eingriff nimmt. Die
Kerbung 10a weist einen Schrägungswinkel auf,
der in einem vorgegebenen Winkel bezüglich einer Achse
des Wellenabschnitts geneigt ist. Der Wellenabschnitt 10 wird
in die Radnabe 1 eingefügt, bis die Schulter 9 des äußeren
Gelenkglieds 11 an den Innenseiteninnenring 6 anstößt,
wodurch der Wellenabschnitt 10 in die Kerbung 1c der
Radnabe 1 eingepresst ist. Eine Befestigungsmutter 13 wird
an einem Außengewinde 12, das an dem Ende des
Wellenabschnitts 10 des äußeren Gelenkglieds 11 ausgebildet
ist, mit einem vorgegebenen Befestigungsdrehmoment befestigt, um
das äußere Gelenkglied 11 unter einer
Bedingung mit der Radnabe 1 zu verbinden, unter der ein
vorgegebener Vordruck auf das Lager 2 ausgeübt
ist. Dadurch ist es, da der Vordruck auf den Passabschnitt zwischen den
Kerbungen 1c, 10a ausgeübt ist und ein
Spiel in einer Umfangsrichtung dazwischen beseitigt ist, möglich,
die Erzeugung eines plötzlichen Rutschens zwischen anstoßenden
Oberflächen des äußeren Gelenkglieds
und des Innenrings sowie die Erzeugung von Rattern zu verhindern,
selbst wenn eine hohe Torsion in der Antriebswelle bewirkt würde,
und die Starrheit und Beständigkeit des Radlagers zu verbessern.
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Die
Radnabe 1 ist aus Stahl mit mittlerem/hohem Kohlenstoffgehalt,
der 0,40 bis 0,80 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthält,
wie etwa S53C, hergestellt und in einem Bereich von der Schulter 1a zum zylindrischen
Abschnitt 1b derart durch Hochfrequenzinduktionshärten
gehärtet, dass er eine Oberflächenhärte
von 58 bis 64 HRC aufweist. Derartiges Hochfrequenzhärten
ermöglicht, die mechanische Festigkeit bezüglich
der Drehbiegebelastung, die auf den Radanbringungsflansch 4 ausgeübt
ist, zu steigern und die Reibverschleißwiderstandseigenschaft des
zylindrischen Abschnitts 1b der Radnabe 1 zu verbessern.
Das äußere Glied 5, Innenring 6 und
Rollelemente 8 sind aus Chromstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt,
wie etwa SUJ2, hergestellt und bis zu ihren Kernabschnitten derart
durch Tauchabschrecken gehärtet, dass sie 58 bis 64 HRC
aufweisen. Zudem ist das äußere Gelenkglied 11 aus
Stahl mit mittlerem/hohem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gewichtsprozent
Kohlenstoff enthält, wie etwa S53C, hergestellt und in
einem Bereich von der Schulter 9 zum Wellenabschnitt 10 derart
durch Hochfrequenzinduktionshärten gehärtet, dass
er eine Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC aufweist.
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Die
Schulter 9 des äußeren Gelenkglieds 11 ist
durch Schleifen oder Drehen ausgebildet, und die größere
Endfläche 6b des Innenseiteninnenrings 6 ist
durch Schleifen ausgebildet. Da man davon ausgeht, dass das Rattern
durch diskontinuierliches Rutschen zwischen der Schulter 9 und
der größeren Endfläche 6b erzeugt
ist, könnte die Erzeugung des Ratterns abgestellt werden,
indem ermöglicht wird, dass ihre anstoßenden Oberflächen
gleichmäßig rutschen. Der Anmelder hat die fertiggestellten
Zustände der größeren Endfläche 6b des
Innenseiteninnenrings 6 beachtet und eine Beziehung zwischen
der Rauheit und dem Reibungskoeffizienten der größeren
Endfläche 6b des Innenseiteninnenrings 6 demonstriert.
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3 ist
ein Schaubild, das eine Beziehung zwischen der Rauheit und dem Reibungskoeffizienten
der größeren Endfläche 6b des
Innenseiteninnenrings 6 zeigt. Wie in diesem Schaubild
deutlich gezeigt, stellte sich aus einem Torsionstest auf dem Prüfstand,
der vom Anmelder durchgeführt wurde, heraus, dass die Neigung
zum Rattern leicht erzeugt ist, wenn die Rauheit Ra der größeren
Endfläche 6b des Innenseiteninnenrings 6 kleiner
als 0,1 ist, d. h. wenn die größere Endfläche 6b zu
fein fertiggestellt ist. Dies ist so, weil die zu fein fertiggestellte
größere Endfläche 6b die Neigung
aufweist, an der anstoßenden Oberfläche der Schulter 9 anzuhaften
und es daher schwierig ist, sie davon zu trennen, wenn das Torsionsdrehmoment
darauf ausgeübt ist, und dementsprechend ist das Rattern
augenblicklich erzeugt, wenn die anhaftenden Oberflächen
gelöst werden. Es stellte sich außerdem heraus,
dass das Rattern durch Ineinandergreifen von Oberflächen
erzeugt ist, das durch ihre Unregelmäßigkeiten
bewirkt ist, wenn die Rauheit mit dem Überschreiten von
0,3 verschlechtert wird. Die Bezeichnung „Ra” ist
einer der geometrischen Rauheitsparameter von JIS (JIS B0601-1994)
und bezeichnet die arithmetische mittlere Rauheit, d. h. einen Mittelwert
von Absolutwertabweichungen von der Mittellinie.
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Wie
aus der obigen Beschreibung ersichtlich, ist es, wenn die Endfläche
der Schulter 9 des äußeren Gelenkglieds 11 als
geschliffene Oberfläche oder abgedrehte Oberfläche
ausgebildet ist, besonders wenn sie als geschliffene Oberfläche
ausgebildet ist, möglich, das gleichmäßige Rutschen
zwischen der größeren Endfläche 6b des
Innenseiteninnenrings 6 und der Schulter 9 des äußeren
Gelenkglieds 11 durch Herabsetzen des Reibungskoeffizienten
unter Begrenzung der Rauheit Ra der größeren Endfläche 6b auf
einen Bereich von 0,1 bis 0,3 zu verwirklichen. Dadurch ist es möglich,
eine Radlagervorrichtung bereitzustellen, die die Erzeugung des Ratterns
wirksam langfristig verhindern kann.
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Zudem
beachtete der Anmelder insbesondere den fertiggestellten Oberflächenzustand
der größeren Endfläche 6b des
Innenseiteninnenrings 6 zum Erzielen des gleichmäßigen
Rutschens zwischen den anstoßenden Oberflächen
und fand heraus, dass die Erzeugung des Ratterns mit einem spiegelartig
fertiggestellten Abschnitt der größeren Endfläche 6b in
Beziehung steht. D. h., es stellte sich bei Betrachtung unter Mikroskop
heraus, dass die geschliffene Oberfläche der größeren
Endfläche 6b aus einer großen Anzahl
unregelmäßig verlaufender Mikrostreifenspuren
und glatten, spiegelartig fertiggestellten Abschnitten ausgebildet
ist. Es stellte sich ferner heraus, dass die Oberfläche
der größeren Endfläche 6b, die
durch Breitenschleifen versehen ist, ein hohes Verhältnis
des spiegelartig fertiggestellten Abschnitts aufweist und der spiegelartig
fertiggestellte Abschnitt durch Verbessern der Rauheit weiter gesteigert
ist. Aus Ergebnissen des Torsionstests auf dem Prüfstand,
der vom Anmelder durchgeführt wurde, stellte sich heraus,
dass der spiegelartig fertiggestellte Abschnitt dazu neigt, an der
geschliffenen Gegenfläche der Schulter 9 des äußeren
Gelenkglieds 11 anzuhaften und das Rattern augenblicklich
erzeugt ist, wenn die anstoßenden Oberflächen
aus dem Haftzustand gelöst werden.
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4 ist
ein Schaubild, das eine Beziehung zwischen dem Bereich des spiegelartig
fertiggestellten Abschnitts und dem Reibungskoeffizienten der größeren
Endfläche 6b des Innenseiteninnenrings 6 zeigt.
Wie aus diesem Schaubild ersichtlich, bewirkt die Zunahme des Bereichs
des spiegelartig fertiggestellten Abschnitts eine plötzliche
Zunahme des Reibungskoeffizienten der größeren
Endfläche 6b, die durch die Mikrostreifenspuren
und glatten, spiegelartig fertiggestellten Abschnitte ausgebildet
ist. Dementsprechend ist bevorzugt, nach dem Durchführen eines
Schleifvorgangs an der größeren Endfläche 6b des
Innenseiteninnenrings 6 einen Läppvorgang daran
durchzuführen. Der an der größeren Endfläche 6b durchgeführte
Läppvorgang ermöglicht, ein Verhältnis
der spiegelartig fertiggestellten Abschnitte in der größeren
Endfläche und im Gegensatz dazu ein Verhältnis
der Mikrostreifenspuren zu verringern, wodurch der Reibungskoeffizient
herabgesetzt ist. Dementsprechend ist es möglich, gleichmäßiges
Rutschen zwischen den anstoßenden Oberflächen
zu erzielen und dadurch das Erzeugen des Ratterns zu verhindern.
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Obgleich
beschrieben ist, nach dem Schleifen das Läppen durchzuführen,
könnte das Läppen nach einer Wärmebehandlung
des Innenrings 6 durchgeführt werden. Es ist jedoch
bevorzugt, die Rauheit Ra bei 0,7 zu unterdrücken, um die
Erzeugung des Ratterns durch Ineinandergreifen der anstoßenden
Oberflächen, das durch Unregelmäßigkeiten
daran bewirkt ist, zu verhindern.
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Wie
obenstehend beschrieben, sind, wenn die Schulter 9 des äußeren
Gelenkglieds 11 eine geschliffene Oberfläche aufweist,
da zumindest die größere Endfläche 6b des Innenseiteninnenrings 6 feingeschliffen
ist, die spiegelartig fertiggestellten Abschnitte reduziert und
im Gegensatz die Mikrostreifenspuren vermehrt. Dadurch ist der Reibungskoeffizient
herabgesetzt, um den anstoßenden Oberflächen zu
ermöglichen, gleichmäßig zu rutschen
und dadurch die Erzeugung des Ratterns zu verhindern. Wenn die Schulter 9 des äußeren
Gelenkglieds 11 geschliffen ist, ist bevorzugt, die Oberfläche
des äußeren Gelenkglieds 11, die an die
größere Endfläche 6b anstößt,
wie auch eine Außenumfangsfläche des äußeren
Gelenkglieds 11 gleichzeitig zu schleifen. Dies ermöglicht,
konzentrische Schleifspuren an der Endfläche der Schulter 9 des äußeren
Gelenkglieds 11, die an die größere Endfläche 6a des
Innenseiteninnenrings 6 anstößt, auszubilden
und dementsprechend das Ineinandergreifen von Oberflächen
zu verhindern, das durch Unregelmäßigkeiten bewirkt
ist, und dadurch die Erzeugung von Rattern sicher zu verhindern.
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Obgleich
das dargestellte und beschriebene Radlager ein zweireihiges Schrägkugellager
ist, das Kugeln als Rollelemente nutzt, ist es möglich,
die vorliegende Erfindung auf ein zweireihiges Kegelrollenlager
anzuwenden, das Kegelrollen als Rollelemente nutzt. Obgleich die
dargestellte Radlagervorrichtung von der Art der ersten Generation
ist, ist es zudem möglich, die vorliegende Erfindung auf
alle die Arten der ersten bis dritten Generation anzuwenden, bei denen
ein äußeres Gelenkglied eines Gleichlaufgelenks
an eine Radlagervorrichtung angeschlossen ist und ein Vordruck durch
Befestigen einer Befestigungsmutter an dem äußeren
Glied auf das Lager ausgeübt ist.
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Die
vorliegende Erfindung wurde unter Bezugnahme auf die bevorzugten
Ausführungsformen beschrieben. Offensichtlich werden dem
Durchschnittsfachmann nach dem Lesen und Verstehen der vorstehenden
detaillierten Beschreibung Modifikationen und Veränderungen
in den Sinn kommen. Es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung
insofern als alle derartigen Veränderungen und Modifikationen
beinhaltend ausgelegt wird, als sie unter den Schutzumfang der beiliegenden
Ansprüche oder deren Äquivalente fallen.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
-
Die
vorliegende Erfindung ist auf eine Radlagervorrichtung anwendbar,
die eine Radnabe, einen Innenring oder -ringe, der (die) darauf
aufgepresst ist (sind), und ein äußeres Gelenkglied
aufweist, das in die Radnabe eingefügt ist, wobei es an
den Innenring anstößt und der (die) Innenring(e)
durch eine Befestigungsmutter zum Befestigen an dem äußeren
Gelenkglied befestigt ist (sind).
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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[1]
Eine Längsschnittansicht, die eine bevorzugte Ausführungsform
der Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden
Erfindung zeigt;
-
[2]
Eine teilweise vergrößerte Ansicht von 1;
-
[3]
Ein Schaubild, das eine Beziehung zwischen der Rauheit und dem Reibungskoeffizienten
einer größeren Endfläche eines Innenrings
zeigt;
-
[4]
Ein Schaubild, das eine Beziehung zwischen dem Bereich des spiegelartig
fertiggestellten Abschnitts und dem Reibungskoeffizienten einer größeren
Endfläche eines Innenrings zeigt;
-
[5]
Eine Längsschnittansicht, die eine Radlagervorrichtung
für ein Fahrzeug des Stands der Technik zeigt; und
-
[6]
Eine teilweise vergrößerte Perspektivansicht von 5,
die eine Schmierrille zeigt, welche in einer kleineren Endfläche
des Innenrings ausgebildet ist (6(a)),
und eine teilweise vergrößerte Perspektivansicht,
die eine Schmierrille zeigt, welche in einer größeren
Endfläche des Innenrings ausgebildet ist (6(b)).
-
- 1
- Radnabe
- 1a,
9
- Schulter
- 1b
- zylindrischer
Abschnitt
- 1c,
10a
- Kerbung
- 2
- Radlager
- 3
- Gleichlaufgelenk
- 4
- Radanbringungsflansch
- 4a
- Nabenbolzen
- 5
- äußeres
Glied
- 5a
- äußere
Laufringfläche
- 6
- Innenring
- 6a
- innere
Laufringfläche
- 6b
- größere
Endfläche
- 7
- Käfig
- 8
- Rollelemente
- 10
- Wellenabschnitt
- 11
- äußeres
Gelenkglied
- 12
- Außengewinde
- 13
- Befestigungsmutter
- 14,
15
- Dichtung
- 50
- Radlagervorrichtung
- 51
- Radnabe
- 51a
- zylindrischer
Abschnitt
- 52
- zweireihiges
Wälzlager
- 53
- Gleichlaufgelenk
- 54
- Radanbringungsflansch
- 55
- äußeres
Glied
- 55a
- äußere
Laufringfläche
- 56
- Innenring
- 56
- innere
Laufringfläche
- 56b,
56c
- Endfläche
- 57
- Käfig
- 58
- Kugel
- 59
- Schulter
- 60
- Wellenabschnitt
- 61
- äußeres
Gelenkglied
- 62
- Außengewinde
- 63
- Befestigungsmutter
- 64
- Schmierrille
- B
- Bremsrotor
- N
- Kniestück
- W
- Rad
-
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Radlagervorrichtung
für ein Fahrzeug bereitzustellen, die ein gleichmäßiges
Rutschen zwischen aneinander anstoßenden Gliedern erzielen und
dadurch die Erzeugung von Rattern verhindern kann. Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist eine Radlagervorrichtung für
ein Fahrzeug bereitgestellt, umfassend ein äußeres
Glied, das an seinem Innenumfang einstückig mit zweireihigen äußeren
Laufringflächen ausgebildet ist; ein inneres Glied mit
einer Radnabe, die einstückig an einem ihrer Enden mit
einem Radanbringungsflansch und an ihrem anderen Ende mit einem
zylindrischen Abschnitt ausgebildet ist, und zumindest einem Innenring,
der auf den zylindrischen Abschnitt der Radnabe aufgepresst ist,
wobei das innere Glied mit zweireihigen inneren Laufringflächen
ausgebildet ist, die den zweireihigen äußeren
Laufringflächen gegenüberliegend angeordnet sind;
zweireihige Rollelemente, die rollbar zwischen den zweireihigen äußeren
und inneren Laufringflächen enthalten sind; und ein Gleichlaufgelenk,
das zur Drehmomentübertragung fähig in die Radnabe eingefügt
ist und durch eine Befestigungsmutter axial trennbar daran befestigt
ist, wobei eine Schulter eines äußeren Gelenkglieds
des Gleichlaufgelenks an eine größere Endfläche
des Innenrings anstößt, dadurch gekennzeichnet,
dass die größere Endfläche des Innenrings
als geschliffene Oberfläche ausgebildet ist und eine Endfläche
der Schulter des äußeren Gelenkglieds, die an
die größere Endfläche anstößt, als
geschliffene Oberfläche oder abgedrehte Oberfläche
ausgebildet ist, und dass die Rauheit (Ra) von zumindest der größeren
Endfläche des Innenrings auf einen Bereich zwischen 0,1
bis 0,3 begrenzt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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