DE112008001239T5

DE112008001239T5 - Radlagervorrichtung

Info

Publication number: DE112008001239T5
Application number: DE112008001239T
Authority: DE
Inventors: Kiyotake Iwata-shi Shibata; Masahiro Osaka-shi Kiuchi; Yoshiaki Iwata-shi Kuchiki
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2007-05-11
Filing date: 2008-05-09
Publication date: 2010-04-01
Also published as: WO2008142844A1; CN101678710A; CN101678710B; US20100054647A1; US8002474B2

Abstract

Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug, umfassend:
ein äußeres Glied (5), das an seinem Innenumfang einstückig mit zweireihigen äußeren Laufringflächen (5a, 5a) ausgebildet ist;
ein inneres Glied mit einer Radnabe (1), die einstückig an einem ihrer Enden mit einem Radanbringungsflansch (4) und an ihrem anderen Ende mit einem zylindrischen Abschnitt (1b) ausgebildet ist, und zumindest einem Innenring (6), der auf den zylindrischen Abschnitt (1b) der Radnabe (1) aufgepresst ist, wobei das innere Glied mit zweireihigen inneren Laufringflächen (6a, 6a) ausgebildet ist, die den zweireihigen äußeren Laufringflächen (5a, 5a) gegenüberliegend angeordnet sind;
zweireihige Rollelemente (8), die rollbar zwischen den zweireihigen äußeren und inneren Laufringflächen (5a, 5a und 6a, 6a) enthalten sind; und
ein Gleichlaufgelenk (3), das zur Drehmomentübertragung fähig in die Radnabe (1) eingefügt ist und durch eine Befestigungsmutter (13) axial trennbar daran befestigt ist, wobei eine Schulter (9) eines äußeren Gelenkglieds (11) des Gleichlaufgelenks (3) an eine...

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
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.
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Diese an mehreren Teilen durchgeführten Oberflächenbehandlungen vermehren jedoch die maschinellen Bearbeitungsschritte und komplizieren die Prozessführung und verhindern dadurch eine Herabsetzung der Fertigungskosten.
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.
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.
Mittel zur Problemlösung
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
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
Auswirkungen der Erfindung
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.
Beste Ausführungsweise der Erfindung
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.
Bevorzugte Ausführungsform
Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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.
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).
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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
[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
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.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 110840/2000 [0008]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- JIS B0601-1994 [0032]

Claims

Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug, umfassend: ein äußeres Glied (5), das an seinem Innenumfang einstückig mit zweireihigen äußeren Laufringflächen (5a, 5a) ausgebildet ist; ein inneres Glied mit einer Radnabe (1), die einstückig an einem ihrer Enden mit einem Radanbringungsflansch (4) und an ihrem anderen Ende mit einem zylindrischen Abschnitt (1b) ausgebildet ist, und zumindest einem Innenring (6), der auf den zylindrischen Abschnitt (1b) der Radnabe (1) aufgepresst ist, wobei das innere Glied mit zweireihigen inneren Laufringflächen (6a, 6a) ausgebildet ist, die den zweireihigen äußeren Laufringflächen (5a, 5a) gegenüberliegend angeordnet sind; zweireihige Rollelemente (8), die rollbar zwischen den zweireihigen äußeren und inneren Laufringflächen (5a, 5a und 6a, 6a) enthalten sind; und ein Gleichlaufgelenk (3), das zur Drehmomentübertragung fähig in die Radnabe (1) eingefügt ist und durch eine Befestigungsmutter (13) axial trennbar daran befestigt ist, wobei eine Schulter (9) eines äußeren Gelenkglieds (11) des Gleichlaufgelenks (3) an eine größere Endfläche (6b) des Innenrings (6) anstößt, dadurch gekennzeichnet, dass: die größere Endfläche (6b) des Innenrings (6) als geschliffene Oberfläche ausgebildet ist und eine Endfläche der Schulter (9) des äußeren Gelenkglieds (11), die an die größere Endfläche (6b) anstößt, als geschliffene Oberfläche oder abgedrehte Oberfläche ausgebildet ist, und dass die Rauheit (Ra) von zumindest der größeren Endfläche (6b) des Innenrings (6) auf einen Bereich zwischen 0,1 bis 0,3 begrenzt ist.
Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei zumindest eine anstoßende Oberfläche der größeren Endfläche (6b) des Innenrings (6) und der Endfläche der Schulter (9) des äußeren Gelenkglieds (11) durch Läppen fertiggestellt ist.
Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die größere Endfläche (6b) des Innenrings (6) geschliffen und nach dem Schleifen durch Läppen fertiggestellt ist.
Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die Rauheit (Ra) der größeren Endfläche (6b) des Innenrings (6) auf 0,7 oder weniger begrenzt ist.
Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Endfläche der Schulter (9) des äußeren Gelenkglieds (11) geschliffen oder abgedreht ist, und wobei die Endfläche der Schulter (9) des äußeren Gelenkglieds (11), die an die größere Endfläche (6b) des Innenrings (6) anstößt, mit konzentrischen Schleifspuren oder Drehspuren darauf ausgebildet ist.
Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Außenumfang eines Wellenabschnitts (10) des äußeren Gelenkglieds (11) mit einer Kerbung (10a) mit einem Schrägungswinkel ausgebildet ist, der in einem vorgegebenen Winkel bezüglich einer Achse des Wellenabschnitts (10) geneigt ist.
Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das innere Glied ein Paar Innenringe (6, 6) umfasst, die auf den zylindrischen Abschnitt (1b) der Radnabe (1) aufgepresst sind.
Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das äußere Glied (2) an seinem Außenumfang einstückig mit einem Körperanbringungsflansch ausgebildet ist, und wobei das innere Glied die Radnabe (1), die direkt an ihrem Außenumfang mit einer inneren Laufringfläche ausgebildet ist, welche einer der zweireihigen äußeren Laufringflächen (5a, 5a) gegenüberliegend angeordnet ist, und den Innenring (6) beinhaltet, der an seinem Außenumfang mit der inneren Laufringfläche (6a) ausgebildet ist, welche der anderen der zweireihigen äußeren Laufringflächen (5a, 5a) gegenüberliegend angeordnet ist.
Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei eine Befestigungsmutter (13) an dem äußeren Gelenkglied (11) mit einem vorgegebenen Befestigungsdrehmoment zum Verbinden des äußeren Gelenkglieds (11) mit der Radnabe (1) unter einer Bedingung befestigt ist, unter der ein vorgegebener Vordruck auf ein Lager (2) ausgeübt ist.