DE112009001354T5 - Antriebsrad-Lagervorrichtung - Google Patents

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Abstract

Antriebsrad-Lagervorrichtung mit einem doppelreihigen Kugellager und einem Gleichlaufgelenk, die lösbar integriert sind, wobei in dieser Vorrichtung das doppelreihige Kugellager Folgendes enthält:
ein äußeres Element, das einen an einer Fahrzeugkarosserie zu montierenden Karosseriemontageflansch aufweist, wobei der Karosseriemontageflansch integral am Außenumfang ausgebildet ist, und mit einer integral ausgebildeten doppelreihigen äußeren Lauffläche am Innenumfang versehen ist;
ein inneres Element, das aus einer Radnabe und einem inneren Ring gebildet ist, wobei die Radnabe einen Radmontageflansch zum Montieren eines Rades aufweist, wobei der Radmontageflansch an einem Ende integral ausgebildet ist und an seinem Außenumfang eine innere Lauffläche aufweist, die gegenüber der doppelreihigen äußeren Lauffläche angeordnet ist, sowie einen zylindrischen Abschnitt aufweist, der sich axial von der inneren Lauffläche erstreckt, wobei der innere Ring auf die Radnabe gepresst ist und an seinem Außenumfang die andere innere Lauffläche aufweist, die gegenüber der doppelreihigen äußeren Lauffläche angeordnet ist; und
ein doppelreihiges Rollenelement, das frei...

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsrad-Lagervorrichtung, die ein Antriebsrad eines Fahrzeugs, wie zum Beispiel eines Automobils, drehbar stützt, und insbesondere eine Antriebsrad-Lagervorrichtung mit einer Lagereinheit und einem Gleichlaufgelenk, die lösbar integriert sind.
  • STAND DER TECHNIK
  • Da eine Kraftübertragungsvorrichtung, welche die Motorleistung eines Fahrzeugs, wie zum Beispiel eines Automobils, zu einem Rad überträgt, die Kraft von dem Motor zu dem Rad übertragen sowie radiale oder axiale Versetzungen und einen Momentversatz von dem Rad (was durch Sprünge oder Wendungen während des Fahrens auf einer unebenen Straße verursacht wird) verarbeiten muss, ist ein Ende einer Antriebswelle, die zwischen der Motorseite und der Antriebsradseite angeordnet ist, über ein Gleichlaufgelenk vom Gleittyp mit einem Differenzial verbunden, und das andere Ende ist über eine Antriebsrad-Lagervorrichtung, die ein Gleichlaufgelenk vom festen Typ enthält, mit einem Rad verbunden.
  • In den letzten Jahren ist – vor dem Hintergrund des schonenden Umgangs mit Ressourcen, der Umweltproblematik usw. – der Wunsch nach höherer Kraftstoffeffizienz deutlich stärker geworden. Von allen Teilen, aus denen ein Automobil besteht, stehen insbesondere die Radlagervorrichtungen, genauer gesagt: die Senkung ihres Gewichts, schon lange im Blickpunkt des Interesses, weil eine solche Gewichtsreduzierung ein wesentlicher Faktor ist, der dem Wunsch nach höherer Kraftstoffeffizienz entgegen kommt. Es sind schon verschiedene Vorschläge für gewichtsreduzierte Radlagervorrichtungen unterbreitet worden. Genauso wichtig ist dabei auch die Kostensenkung durch eine Vereinfachung der Montage- und Demontagearbeiten an einem Produktionsstandort des Automobils oder dergleichen oder in einer Instandhaltungswerkstatt.
  • Eine in 29 gezeigte Antriebsrad-Lagervorrichtung ist ein typisches Beispiel, das diesem Wunsch entspricht. Diese Antriebsrad-Lagervorrichtung hat einen Aufbau, bei dem ein doppelreihiges Kugellager 101 und ein Gleichlaufgelenk 102 lösbar integriert sind. Das doppelreihige Kugellager 101 enthält: ein äußeres Element 103 mit einem an einer Fahrzeugkarosserie zu montierenden Karosseriemontageflansch 103b, wobei der Karosseriemontageflansch 103b integral ausgebildet ist und doppelreihige äußere Laufflächen 103a und 103a aufweist, die an seinem Innenumfang ausgebildet sind; ein inneres Element 106, das aus einer Radnabe 104 und einem inneren Ring 105 gebildet ist, wobei die Radnabe 104 einen Radmontageflansch 104b zum Montieren eines (nicht gezeigten) Rades aufweist, wobei der Radmontageflansch 104b an einem Ende integral ausgebildet ist und an seinem Außenumfang eine innere Lauffläche 104a aufweist, die gegenüber einer der doppelreihigen äußeren Laufflächen 103a und 103a angeordnet ist, sowie einen zylindrischen Abschnitt 104c aufweist, der sich axial von der inneren Lauffläche 104a erstreckt; einen inneren Ring 105, der auf den zylindrischen Abschnitt 104c der Radnabe 104 gepresst ist und an seinem Außenumfang eine innere Lauffläche 105a aufweist, wobei die innere Lauffläche 105a gegenüber der anderen der doppelreihigen äußeren Laufflächen 103a und 103a angeordnet ist; und doppelreihige Kugeln 108 und 108, die über einen dazwischen angeordneten Käfig 107 frei rollfähig zwischen den Laufflächen aufgenommen sind. Außerdem ist der innere Ring 105 axial an der Radnabe 104 mittels eines gestauchten Abschnitts 109 befestigt, der durch plastisches Verformen des Endes des zylindrischen Abschnitts 104c gebildet wird. Darüber hinaus ist an der Endfläche des gestauchten Abschnitts 109 eine Stirnverzahnung 109a ausgebildet. Hier wird die Stirnverzahnung 109a des gestauchten Abschnitts 109 während des Stauchvorgangs ausgebildet.
  • Des Weiteren sind Dichtungen 110 und 111 an der Öffnung eines Ringraums montiert, der zwischen dem äußeren Element 103 und dem inneren Element 106 gebildet wird. Dies verhindert das Austreten von in dem Lager enthaltenem Fett und das Eindringen von Regenwasser, Staub usw. in das Lager von außen her.
  • Das Gleichlaufgelenk 102 enthält ein äußeres Gelenkelement 112, einen Gelenk-Innenring 113, einen Käfig 114 und eine Drehmomentübertragungskugel 115. Das äußere Gelenkelement 112 hat einen napfförmigen Mündungsabschnitt 116, einen Schulterabschnitt 117, der den Boden des Mündungsabschnitts 116 bildet, und einen hohlen Wellenabschnitt 118, der sich axial von dem Schulterabschnitt 117 erstreckt; der Mündungsabschnitt 116, der Schulterabschnitt 117 und der Wellenabschnitt 118 sind integral in dem äußeren Gelenkelement ausgebildet. Am Innenumfang des Wellenabschnitts 118 ist ein Innengewinde 118a ausgebildet. Des Weiteren ist an der Endfläche des Schulterabschnitts 117 eine Stirnverzahnung 117a ausgebildet. Die Stirnverzahnung 117a greift in die Stirnverzahnung 109a ein, die an der Endfläche des gestauchten Abschnitts 109 ausgebildet ist, und ein Drehmoment von einer (nicht gezeigten) Antriebswelle wird über das Gleichlaufgelenk 102 und das innere Element 106 zu dem Radmontageflansch 104b übertragen.
  • Hier ist eine Befestigungsschraube 119 in das Innengewinde 118a des Wellenabschnitts 118 eingeschraubt, und die Stirnverzahnungen 117a und 109a des äußeren Gelenkelements 112 und des inneren Elements 106 (wobei die Stirnverzahnungen 117a und 109a einander gegenüber angeordnet sind) werden mittels Druck durch die Befestigungsschraube 119 gestützt, wodurch das doppelreihige Kugellager 101 und das Gleichlaufgelenk 102 lösbar integriert werden. Dadurch wird es möglich, eine Reduzierung von Gewicht und Größe zu realisieren und die Demontage- und Montageabläufe zu vereinfachen (siehe zum Beispiel Patentdokument 1).
    • Patentdokument 1: JP-A-63-184501
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • DURCH DIE VORLIEGENDE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
  • Eine solche Antriebsrad-Lagervorrichtung verbessert die Verarbeitungsfähigkeit, da die Stirnverzahnung 109a ausgebildet wird, während der gestauchte Abschnitt 109 zum Zeitpunkt des Oszillationsstauchens ausgebildet wird, und kann die Kosten senken, weil die Zahl der Verarbeitungsschritte verringert wird. Ein weiteres Merkmal dieser Antriebsrad-Lagervorrichtung ist, dass, da das Drehmoment durch die Stirnverzahnungen 109a und 117a übertragen wird, es möglich ist, eine Reduzierung von Gewicht und Größe zu realisieren und die Demontage- und Montageabläufe zu vereinfachen. Da jedoch die Stirnverzahnung 109a ausgebildet wird, während der gestauchte Abschnitt 109 zum Zeitpunkt des Oszillationsstauchens ausgebildet wird, behält ihre Zahnoberfläche die Oberflächenhärte bei, die nach der plastischen Kaltverformung entsteht, und die Oberflächenhärte weist nur einen geringfügigen Anstieg im Vergleich zu der Oberflächenhärte auf, die nach dem Schmieden der Radnabe 104 entsteht. Da die Ermüdungsfestigkeit allgemein proportional zur Oberflächenhärte zunimmt, kann eine signifikante Steigerung der Ermüdungsfestigkeit der Stirnverzahnung 109a nicht erwartet werden.
  • Hier kann das Hochfrequenzinduktionsabschrecken an den Stirnverzahnungen 109a und 117a ausgeführt werden, um die Oberflächenhärte zu erhöhen, wodurch Verschleißfestigkeit und Ermüdungsfestigkeit erhöht werden. Das ist jedoch nicht erwünscht, weil dies nicht nur den Eingriff zwischen den Stirnverzahnungen 109a und 117a aufgrund eines Verziehens infolge der Wärmebehandlung verschlechtert, sondern auch einen Reduzierung der Schlagzähigkeit aufgrund eines hohen Härtegrades hervorruft.
  • Die vorliegende Erfindung baut auf diesen Beobachtungen auf, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Antriebsrad-Lagervorrichtung, welche die Verarbeitungsfähigkeit zum Zeitpunkt der Demontage und Montage verbessert und die Langlebigkeit erhöht.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Erhöhung der Langlebigkeit, indem der Betrag garantiert wird, um den ein innerer Ring zusammengedrückt wird, und indem die Verformung des inneren Rings infolge des Oszillationsstauchens vermindert wird.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Steigerung der Dichtleistung eines Eingriffnahmeabschnitts von Stirnverzahnungen.
  • MITTEL ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS
  • Zur Erreichung der oben dargelegten Aufgaben betrifft die vorliegende Erfindung eine Antriebsrad-Lagervorrichtung mit einem doppelreihigen Kugellager und einem Gleichlaufgelenk, die lösbar integriert sind, wobei in dieser Vorrichtung das doppelreihige Kugellager Folgendes enthält: ein äußeres Element, das einen an einer Fahrzeugkarosserie zu montierenden Karosseriemontageflansch aufweist, wobei der Karosseriemontageflansch integral am Außenumfang ausgebildet ist, und mit einer integral ausgebildeten doppelreihigen äußeren Lauffläche am Innenumfang versehen ist; ein inneres Element, das aus einer Radnabe und einem inneren Ring gebildet ist, wobei die Radnabe einen Radmontageflansch zum Montieren eines Rades aufweist, wobei der Radmontageflansch an einem Ende integral ausgebildet ist und an seinem Außenumfang eine innere Lauffläche aufweist, die gegenüber der doppelreihigen äußeren Lauffläche angeordnet ist, sowie einen zylindrischen Abschnitt aufweist, der sich axial von der inneren Lauffläche erstreckt, wobei der innere Ring auf die Radnabe gepresst ist und an seinem Außenumfang die andere innere Lauffläche aufweist, die gegenüber der doppelreihigen äußeren Lauffläche angeordnet ist; und ein doppelreihiges Rollenelement, das frei rollfähig zwischen den Laufflächen des inneren Elements und des äußeren Elements aufgenommen ist, wobei der innere Ring an der Radnabe mittels eines gestauchten Abschnitts befestigt ist, der durch plastisches Verformen eines Endes des zylindrischen Abschnitts radial nach außen gebildet wird; und das Gleichlaufgelenk ein äußeres Gelenkelement mit einem napfförmigen Mündungsabschnitt, einem Schulterabschnitt, der den Boden des Mündungsabschnitts bildet, und einem zylindrischen Wellenabschnitt, der sich axial von dem Schulterabschnitt erstreckt, aufweist, wobei der Wellenabschnitt mit einem Innengewinde versehen ist, und wobei der Mündungsabschnitt, der Schulterabschnitt und der Wellenabschnitt integral in dem äußeren Gelenkelement ausgebildet sind, wobei an den jeweiligen Endflächen des Schulterabschnitts des äußeren Gelenkelements und des gestauchten Abschnitts Stirnverzahnungen ausgebildet sind, wobei die Stirnverzahnungen mittels Druck durch eine Befestigungsschraube gestützt werden, die an einer außenseitigen Endfläche der Radnabe anliegt und mit dem Innengewinde des Wellenabschnitts verschraubt ist, und wobei das doppelreihige Kugellager und das Gleichlaufgelenk in einer solchen Weise miteinander gekoppelt sind, dass das doppelreihige Kugellager und das Gleichlaufgelenk Drehmoment übertragen können und axial trennbar sind, wobei an den Oberflächen der Stirnverzahnungen infolge einer Oberflächenmodifizierung eine Restkompressionsspannung wirkt. Anspruch 1
  • Da, wie oben beschrieben, in der Antriebsrad-Lagervorrichtung der innere Ring mittels des gestauchten Abschnitts, der durch plastisches Verformen eines Endes des zylindrischen Abschnitts der Radnabe radial auswärts gebildet wird, an der Radnabe befestigt ist, die Stirnverzahnungen an den jeweiligen Endflächen des Schulterabschnitts des äußeren Gelenkelements und des gestauchten Abschnitts ausgebildet sind, die Stirnverzahnungen mittels Druck durch die Befestigungsschraube, die an einer außenseitigen Endfläche der Radnabe anliegt und mit dem Innengewinde des Wellenabschnitts verschraubt ist, gestützt werden und das doppelreihige Kugellager und das Gleichlaufgelenk in einer solchen Weise miteinander gekoppelt sind, dass das doppelreihige Kugellager und das Gleichlaufgelenk Drehmoment übertragen können und axial trennbar sind, und an den Oberflächen der Stirnverzahnungen infolge einer Oberflächenmodifizierung eine Restkompressionsspannung wirkt, ist es möglich, die Ermüdungsfestigkeit zu erhöhen, während eine beabsichtigte Form und Größe ohne eine durch Wärmebehandlung verursachte Verformung beibehalten wird, und durch Erhöhen der Verschleißfestigkeit eine hochwertige, überaus zuverlässige Antriebsrad-Lagervorrichtung bereitzustellen.
  • Wenn, wie in der vorliegenden Erfindung, die Stirnverzahnung des gestauchten Abschnitts bevorzugt durch plastische Verformung gebildet wird, während der gestauchte Abschnitt gebildet wird, so ist es möglich, die Zahl der Verarbeitungsschritte zu reduzieren und die Kosten zu senken. Anspruch 2
  • Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Antriebsrad-Lagervorrichtung mit einem doppelreihigen Kugellager und einem Gleichlaufgelenk, die lösbar integriert sind, wobei in der Vorrichtung das doppelreihige Kugellager Folgendes enthält: ein äußeres Element, das einen an einer Fahrzeugkarosserie zu montierenden Karosseriemontageflansch aufweist, wobei der Karosseriemontageflansch integral am Außenumfang ausgebildet ist, und mit einer integral ausgebildeten doppelreihigen äußeren Lauffläche am Innenumfang versehen ist; ein inneres Element, das aus einer Radnabe und einem zylindrischen inneren Ringelement gebildet wird, wobei die Radnabe einen Radmontageflansch zum Montieren eines Rades aufweist, wobei der Radmontageflansch an einem Ende integral ausgebildet ist und an seinem Außenumfang eine innere Lauffläche aufweist, die gegenüber der doppelreihigen äußeren Lauffläche angeordnet ist, sowie einen zylindrischen Abschnitt aufweist, der sich axial von der inneren Lauffläche erstreckt, wobei das innere Ringelement auf die Radnabe gepresst ist und an seinem Außenumfang die andere innere Lauffläche aufweist, die gegenüber der doppelreihigen äußeren Lauffläche angeordnet ist; und ein doppelreihiges Rollenelement, das frei rollfähig zwischen den Laufflächen des inneren Elements und des äußeren Elements aufgenommen ist; und das Gleichlaufgelenk ein äußeres Gelenkelement mit einem napfförmigen Mündungsabschnitt, einem Schulterabschnitt, der den Boden des Mündungsabschnitts bildet, und einem zylindrischen Wellenabschnitt, der sich axial von dem Schulterabschnitt erstreckt, aufweist, wobei der Wellenabschnitt mit einem Innengewinde versehen ist, und wobei der Mündungsabschnitt, der Schulterabschnitt und der Wellenabschnitt integral in dem äußeren Gelenkelement ausgebildet sind, wobei an den jeweiligen Endflächen des Schulterabschnitts des äußeren Gelenkelements und des inneren Ringelements Stirnverzahnungen ausgebildet sind, und wobei die Stirnverzahnungen mittels Druck durch eine Befestigungsschraube gestützt werden, die an einer außenseitigen Endfläche der Radnabe anliegt und mit dem Innengewinde des Wellenabschnitts verschraubt ist, und wobei das doppelreihige Kugellager und das Gleichlaufgelenk in einer solchen Weise miteinander gekoppelt sind, dass das doppelreihige Kugellager und das Gleichlaufgelenk Drehmoment übertragen können und axial trennbar sind, wobei die Radnabe und das innere Ringelement plastisch integral gekoppelt sind, und wobei an den Oberflächen der Stirnverzahnungen infolge einer Oberflächenmodifizierung eine Restkompressionsspannung wirkt. Anspruch 3
  • Da, wie oben beschrieben, in der Antriebsrad-Lagervorrichtung Stirnverzahnungen an den jeweiligen Endflächen des Schulterabschnitts des äußeren Gelenkelements und des inneren Ringelements ausgebildet sind, die Stirnverzahnungen mittels Druck durch die Befestigungsschraube, die an einer außenseitigen Endfläche der Radnabe anliegt und mit dem Innengewinde des Wellenabschnitts verschraubt ist, gestützt werden und das doppelreihige Kugellager und das Gleichlaufgelenk in einer solchen Weise miteinander gekoppelt sind, dass das doppelreihige Kugellager und das Gleichlaufgelenk Drehmoment übertragen können und axial trennbar sind, die Radnabe und das innere Ringelement plastisch integral gekoppelt sind und an den Oberflächen der Stirnverzahnungen infolge einer Oberflächenmodifizierung eine Restkompressionsspannung wirkt, ist es möglich, die Ermüdungsfestigkeit und die Verschleißfestigkeit zu erhöhen, während eine beabsichtigte Form und Größe beibehalten wird, und Schwankungen und dergleichen aufgrund eines Spaltes zwischen den Zähnen der Stirnverzahnung oder Nacharbeiten zu verhindern und dadurch die Zuverlässigkeit zu erhöhen.
  • Wenn, wie in der vorliegenden Erfindung, die Stirnverzahnung des inneren Ringelements bevorzugt ausgebildet wird, während das innere Ringelement durch Kaltschmieden gebildet wird, ist es möglich, die Materialausnutzung zu verbessern. Anspruch 4
  • Wenn des Weiteren, wie in der vorliegenden Erfindung, ein Stufenabschnitt an einem Ende des inneren Ringelements ausgebildet wird und die Stirnverzahnung an einer hervorstehenden Endfläche ausgebildet wird, so ist es möglich, die Größe eines zuvor festgelegten Teils zu messen, indem ein Taster eines Messinstruments mit dem Stufenabschnitt in Kontakt gebracht wird. Dadurch wird es möglich, den Betrag der Vorbelastung des Lagers mit Leichtigkeit einzustellen. Anspruch 5
  • Wenn des Weiteren, wie in der vorliegenden Erfindung, ein gehärteter unregelmäßiger Abschnitt am Innenumfang der Radnabe ausgebildet wird und die Radnabe und das innere Ringelement integral mit einer zuvor festgelegten Lagervorbelastung plastisch gekoppelt werden, die ausgeübt wird, indem ein zylindrischer Teil des inneren Ringelements in den unregelmäßigen Abschnitt eingeführt wird und der zylindrische Teil in den unregelmäßigen Abschnitt hineindrückt wird, indem der Durchmesser des zylindrischen Teils aufgeweitet wird, so ist es nicht notwendig, den Betrag der Vorbelastung einzustellen, indem diese Teile, wie im Stand der Technik, mit einer Mutter oder dergleichen festgezogen werden. Dadurch wird es möglich, eine Reduzierung von Gewicht und Größe zu realisieren, die Festigkeit und Langlebigkeit der Radnabe zu erhöhen und den Betrag der Vorbelastung für lange Zeit aufrecht zu erhalten. Anspruch 6
  • Des Weiteren kann, wie in der vorliegenden Erfindung, ein zylindrischer Teil des inneren Ringelements in die Radnabe eingeführt werden, und die Radnabe und das innere Ringelement können plastisch integral mit einer zuvor festgelegten Lagervorbelastung gekoppelt werden, die mittels eines gestauchten Abschnitts erzeugt wird, der durch plastisches Verformen eines Endes des zylindrischen Teils radial auswärts gebildet wird. Anspruch 7
  • Wenn darüber hinaus, wie in der vorliegenden Erfindung, die Befestigungsschraube mit dem Innengewinde des Wellenabschnitts mit einem dazwischen angeordneten Distanzstück verschraubt wird und das Distanzstück einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt hat und einen Flanschabschnitt, der an einer Endfläche der Radnabe anliegt, und einen zylindrischen Teil, der auf die Befestigungsschraube geschoben und geführt wird, aufweist, so ist es möglich, das äußere Gelenkelement und das innere Element auf einfache Weise mittels des Distanzstücks zu zentrieren. Dies vereinfacht die Demontage- und Montageabläufe der Vorrichtung. Außerdem können die Stirnverzahnungen ohne umfängliches und axiales Spiel eingreifen. Anspruch 8
  • Wenn darüber hinaus, wie in der vorliegenden Erfindung, am Innenumfang eines zylindrischen Teils des inneren Ringelements ein radial einwärts hervorstehender Führungsabschnitt ausgebildet wird und die Befestigungsschraube durch den Führungsabschnitt geschoben wird und mit dem Innengewinde des Wellenabschnitts verschraubt wird, so ist es möglich, das äußere Gelenkelement und das innere Element zu zentrieren. Dies vereinfacht die Demontage- und Montageabläufe der Vorrichtung. Anspruch 9
  • Wenn darüber hinaus, wie in der vorliegenden Erfindung, die Oberflächenhärte der Stirnverzahnung auf mindestens 300 Hv eingestellt wird, so ist es möglich, die mechanische Festigkeit und die Ermüdungsfestigkeit des Materials zu maximieren und die Verschleißfestigkeit zu erhöhen. Anspruch 10
  • Des Weiteren kann, wie in der vorliegenden Erfindung, die Oberfläche der Stirnverzahnung zum Zweck der Oberflächenmodifizierung kugelgestrahlt oder WPC-behandelt werden. Anspruch 11
  • Wenn darüber hinaus, wie in der vorliegenden Erfindung, die Oberfläche der Stirnverzahnung lasergehärtet wird, so ist es möglich, eine durch Wärmebehandlung hervorgerufene Verformung zu verhindern und die Festigkeit und Verschleißfestigkeit der Zahnoberfläche der Stirnverzahnung zu erhöhen. Dadurch wird es möglich, die Zuverlässigkeit über einen langen Zeitraum zu erhöhen. Anspruch 12
  • Wenn darüber hinaus, wie in der vorliegenden Erfindung, ein Ende des zylindrischen Abschnitts vor dem Stauchen als ein hohler zylindrischer Teil ausgebildet wird, so wird eine Ringnut mit einer zuvor festgelegten Tiefe an einer Außenumfangsfläche des zylindrischen Teils ausgebildet, die von einer Position, die einem Ende mit einem größeren Durchmesser der inneren Lauffläche des inneren Rings entspricht, bis zu einer Position über einer größeren Endfläche des inneren Rings reicht, und ein Ende des zylindrischen Teils wird plastisch so verformt, dass ein Teil der Ringnut in direkten Kontakt mit einem gefasten Abschnitt des inneren Rings gebracht wird und der übrige Teil keinen Kontakt mit dem inneren Ring hat und ein Spalt gelassen wird, und der zylindrische Teil ohne Weiteres zum Zeitpunkt des Stauchens verformt wird, eine beabsichtigte Form und Größe der Stirnverzahnung und der Betrag, um den der innere Ring zusammengedrückt wird, garantiert werden, und die Verformung des inneren Rings infolge des Oszillationsstauchens verhindert wird, wodurch es möglich wird, die Langlebigkeit zu erhöhen. Anspruch 13
  • Wenn darüber hinaus, wie in der vorliegenden Erfindung, die Ringnut in einem Bereich ausgebildet wird, der von einer Position, die dem Ende mit größerem Durchmesser der inneren Lauffläche des inneren Rings entspricht, bis zu dem gefasten Abschnitt auf der Seite der größeren Endfläche reicht, wobei sich der Bereich geringfügig über die größere Endfläche hinaus erstreckt, so ruft das Oszillationsstauchen einen Zustand hervor, in dem ein Teil der Ringnut in direkten Kontakt mit einem gefasten Abschnitt des inneren Rings gebracht wird und der übrige Teil keinen Kontakt mit dem inneren Ring hat und ein Spalt gelassen wird, wodurch es möglich wird, einen zuvor festgelegten Betrag zu garantieren, um den der innere Ring zusammengedrückt wird, und die Verformung des inneren Rings infolge des Oszillationsstauchens zu verhindern. Anspruch 14
  • Wenn darüber hinaus, wie in der vorliegenden Erfindung, der Boden der Ringnut als eine verjüngte Fläche mit einem Durchmesser ausgebildet wird, der allmählich in Richtung der Spitze des zylindrischen Teils kleiner wird, und der Neigungswinkel der verjüngten Fläche auf maximal 15° eingestellt wird, so ist es möglich, die Ringspannung weiter zu reduzieren, die in dem inneren Ring zum Zeitpunkt des Oszillationsstauchens hervorgerufen wird. Anspruch 15
  • Darüber hinaus können, wie in der vorliegenden Erfindung, Kreisbogenflächen mit Krümmungsradien Ri und Ro an den Seiten der Ringnut ausgebildet werden, und der Krümmungsradius Ri der innenseitigen Kreisbogenfläche der Kreisbogenflächen kann kleiner sein als der Krümmungsradius Ro der außenseitigen Kreisbogenfläche (Ri ≤ Ro) und kann auf einen Bereich von R1 bis 10 eingestellt werden. Anspruch 16
  • Wenn darüber hinaus, wie in der vorliegenden Erfindung, ein gefaster Abschnitt mit einer Kreisbogenfläche, die einen Krümmungsradius aufweist, an einem Innendurchmesser-Ende auf der Seite der größeren Endfläche des inneren Rings ausgebildet wird und der Krümmungsradius des gefasten Abschnitts auf einen Bereich von R1,0 zu 2,5 eingestellt wird, so ist es möglich, das Entstehen einer Spannungskonzentration an der Wurzel des gestauchten Abschnitts zu verhindern, wenn eine Biegemomentlast auf die Vorrichtung wirkt, während das Fahrzeug fährt, und das Entstehen einer übermäßigen Ringspannung in dem inneren Ring durch das Oszillationsstauchen zu verhindern. Anspruch 17
  • Wenn darüber hinaus, wie in der vorliegenden Erfindung, die Tiefe der Ringnut auf eine Tiefe von 0,5 bis 2,0 mm eingestellt wird, so ist es möglich, einen beabsichtigten Betrag zu garantieren, um den der innere Ring zusammengedrückt wird, während die Verformung des inneren Rings verhindert wird. Anspruch 18
  • Wenn darüber hinaus, wie in der vorliegenden Erfindung, in dem zylindrischen Abschnitt der Radnabe durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken eine gehärtete Schicht auf eine Oberflächenhärte von 50 bis 64 HRC ausgebildet wird und ein innenseitiger Rand der gehärteten Schicht innerhalb eines Bereichs von einem außenseitigen Ausgangspunkt in der Ringnut bis 0 bis 4,0 mm auf der Außenseite und auf der Innenseite bis 0 bis 3,0 mm in einem Bereich einer außenseitigen Kreisbogenfläche der Ringnut angeordnet wird, so ist es möglich, die Verarbeitungsfähigkeit des zylindrischen Teils in dem zylindrischen Abschnitt zu verbessern und Risse oder dergleichen infolge der plastischen Verformung zu verhindern. Anspruch 19
  • Wenn darüber hinaus, wie in der vorliegenden Erfindung, zwei innere Ringe auf den zylindrischen Abschnitt der Radnabe gepresst werden, die Positionen der inneren Laufflächen der zwei inneren Ringe die gleichen sind und die Länge von dem Ende mit größerem Durchmesser der inneren Lauffläche des inneren Rings auf der Stauchseite zu der größeren Endfläche größer ist als die Länge von dem Ende mit größerem Durchmesser der inneren Lauffläche des anderen inneren Rings zu der größeren Endfläche, so ist es möglich, die Verformung des inneren Rings auf der Stauchseite infolge des Oszillationsstauchens zu verhindern. Anspruch 20
  • Wenn darüber hinaus, wie in der vorliegenden Erfindung, eine Dichtung an dem Außendurchmesser des inneren Rings oder des inneren Ringelements montiert ist; die Dichtung einen Metallkern, der auf den Außendurchmesser des inneren Rings oder des inneren Ringelements gepresst ist, und ein Dichtungselement aus Synthesekautschuk enthält; das Dichtungselement an den Metallkern vulkanisiert oder mittels eines ähnlichen Verfahrens integral mit ihm verbunden ist und eine axiale Lippe aufweist; und die axiale Lippe den Schulterabschnitt des äußeren Gelenkelements elastisch berührt und dadurch einen Eingriffnahmeabschnitt der Stirnverzahnungen abdichtet, so ist es möglich, zu verhindern, dass Fremdstoffe wie zum Beispiel Regenwasser und Staub von außen her in den Eingriffnahmeabschnitt der Stirnverzahnungen eindringen, und selbst dann, wenn aufgrund von Produktions- oder Montagefehlern in dem inneren Element oder dem äußeren Gelenkelement Abmessungsschwankungen eintreten, eine hohe Dichtleistung über einen langen Zeitraum zu erreichen, weil die axiale Lippe über eine ausreichende Elastizität verfügt. Dadurch wird es möglich, die Verarbeitungsfähigkeit zum Zeitpunkt der Demontage und Montage zu verbessern. Anspruch 21
  • Wenn, wie in der vorliegenden Erfindung, das Dichtungselement eine seitliche Lippe aufweist, die sich seitlich radial auswärts erstreckt; ein gestufter Abschnitt in dem Schulterabschnitt des äußeren Gelenkelements ausgebildet ist; und die seitliche Lippe in einen elastischen Kontakt mit dem gestuften Abschnitt gebracht wird, selbst wenn aufgrund von Produktions- oder Montagefehlern in dem inneren Element oder dem äußeren Gelenkelement Abmessungsschwankungen eintreten, so ist es möglich, eine hohe Dichtleistung zu erhalten, indem sich die seitliche Lippe verformt und den Schwankungen folgt. Anspruch 22
  • Wenn darüber hinaus, wie in der vorliegenden Erfindung, die Spitze der axialen Lippe zur Form eines Kreisbogens gebildet wird, so ist es selbst dann, wenn die Radnabe oder das äußere Gelenkelement aufgrund einer starken einwirkenden Momentlast verformt wird, möglich, dieser Verformung genau zu folgen, wodurch es möglich wird, eine hohe Dichtleistung zu erhalten. Anspruch 23
  • Wenn darüber hinaus, wie in der vorliegenden Erfindung, das Dichtungselement eine Fettlippe aufweist und der Eingriffnahmeabschnitt der Stirnverzahnungen mit Fett gefüllt ist, so kann die Fettlippe das Austreten von Fett mit absoluter Sicherheit verhindern, wodurch es möglich wird, ein Verschleißen der Stirnverzahnungen zu verhindern. Anspruch 24
  • Wenn darüber hinaus, wie in der vorliegenden Erfindung, eine Außendichtung an dem Außendurchmesser des Schulterabschnitts des äußeren Gelenkelements montiert ist; die Außendichtung einen zylindrischen Metallkern, der auf den Außendurchmesser des Schulterabschnitts gepresst ist, und ein Dichtungselement, das an den Metallkern vulkanisiert oder mittels eines ähnlichen Verfahrens integral mit ihm verbunden ist, enthält; und eine Lippe des Dichtungselements in elastischen Kontakt mit dem inneren Element oder einer innenseitigen Dichtung der Dichtung gebracht wird und dadurch der Eingriffnahmeabschnitt der Stirnverzahnungen abgedichtet wird, so ist es möglich, zu verhindern, dass Fremdstoffe wie zum Beispiel Regenwasser und Staub von außen her in den Eingriffnahmeabschnitt der Stirnverzahnungen eindringen und selbst dann, wenn aufgrund von Produktions- oder Montagefehlern in dem inneren Element oder dem äußeren Gelenkelement Abmessungsschwankungen eintreten, eine hohe Dichtleistung über einen langen Zeitraum zu erreichen, weil die Dichtungslippe über eine ausreichende Elastizität verfügt. Dadurch wird es möglich, die Verarbeitungsfähigkeit zum Zeitpunkt der Demontage und Montage zu verbessern. Anspruch 25
  • Wenn, wie in der vorliegenden Erfindung, das Dichtungselement sich teilende seitliche Lippen aufweist, die sich radial seitlich erstrecken, und die seitlichen Lippen in elastischen Kontakt mit der größeren Endfläche des inneren Rings gebracht werden, so ist es selbst dann, wenn aufgrund von Produktions- oder Montagefehlern in dem inneren Element oder dem äußeren Gelenkelement Abmessungsschwankungen eintreten, möglich, eine hohe Dichtleistung zu erhalten, indem sich die seitliche Lippe verformt und den Schwankungen folgt. Anspruch 26
  • Wenn darüber hinaus, wie in der vorliegenden Erfindung, das Dichtungselement eine axiale Lippe mit einer kreisbogenförmigen Spitze aufweist und die axiale Lippe in elastischen Kontakt mit der größeren Endfläche des inneren Rings gebracht wird, so ist es selbst dann, wenn die Radnabe oder das äußere Gelenkelement aufgrund einer starken einwirkenden Momentlast verformt wird, möglich, dieser Verformung genau zu folgen, wodurch es möglich wird, eine hohe Dichtleistung zu erhalten. Anspruch 27
  • Wenn darüber hinaus, wie in der vorliegenden Erfindung, das Dichtungselement ein Paar sich teilender radialer Lippen aufweist und die radialen Lippen in elastischen Kontakt mit dem Außendurchmesser des inneren Rings gebracht werden, so ist es selbst dann, wenn die Radnabe oder das äußere Gelenkelement aufgrund einer starken einwirkenden Momentlast verformt wird, möglich, dieser Verformung genau zu folgen, wodurch es möglich wird, eine hohe Dichtleistung zu erhalten. Anspruch 28
  • Wenn darüber hinaus, wie in der vorliegenden Erfindung, die innenseitige Dichtung als eine Packungsdichtung ausgebildet wird, die mit einer ringförmigen Dichtungsplatte und einem Abstreifring mit einem im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt versehen ist; die Dichtungsplatte aus einem Metallkern, der in das Ende des äußeren Elements eingepasst ist, wobei der Metallkern einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweist, und einem Dichtungselement, das an den Metallkern vulkanisiert ist, gebildet ist, wobei der Abstreifring aus einem zylindrischen Teil, der auf den Außendurchmesser des inneren Rings gepresst ist, und einem aufrechten Abschnitt, der sich von dem zylindrischen Teil radial auswärts erstreckt, gebildet ist; das Dichtungselement der Außendichtung eine seitliche Lippe, die sich seitlich radial auswärts erstreckt, und eine radiale Lippe, die sich seitlich radial einwärts erstreckt, aufweist; die seitliche Lippe in elastischen Kontakt mit einer Seitenfläche des aufrechten Abschnitts des Abstreifrings gebracht wird, und die radiale Lippe in elastischen Kontakt mit dem Außendurchmesser des inneren Rings gebracht wird, so ist es möglich, zu verhindern, dass Fremdstoffe wie zum Beispiel Regenwasser und Staub von außen her in den Eingriffnahmeabschnitt der Stirnverzahnungen eindringen, und zu verhindern, dass Fremdstoffe wie zum Beispiel Regenwasser und Staub durch einen Passungsabschnitt zwischen dem Abstreifring und dem inneren Ring in das Lager eindringen, und dadurch die Langlebigkeit des Lagers zu erhöhen. Anspruch 29
  • WIRKUNGEN DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
  • Eine Antriebsrad-Lagervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Antriebsrad-Lagervorrichtung mit einem doppelreihigen Kugellager und einem Gleichlaufgelenk, die lösbar integriert sind; und da in der Vorrichtung das doppelreihige Kugellager Folgendes enthält: ein äußeres Element, das einen an einer Fahrzeugkarosserie zu montierenden Karosseriemontageflansch aufweist, wobei der Karosseriemontageflansch integral am Außenumfang ausgebildet ist, und mit einer integral ausgebildeten doppelreihigen äußeren Lauffläche am Innenumfang versehen ist; ein inneres Element, das aus einer Radnabe und einem inneren Ring gebildet ist, wobei die Radnabe einen Radmontageflansch zum Montieren eines Rades aufweist, wobei der Radmontageflansch an einem Ende integral ausgebildet ist und an seinem Außenumfang eine innere Lauffläche aufweist, die gegenüber der doppelreihigen äußeren Lauffläche angeordnet ist, sowie einen zylindrischen Abschnitt aufweist, der sich axial von der inneren Lauffläche erstreckt, wobei der innere Ring auf die Radnabe gepresst ist und an seinem Außenumfang die andere innere Lauffläche aufweist, die gegenüber der doppelreihigen äußeren Lauffläche angeordnet ist; und ein doppelreihiges Rollenelement, das frei rollfähig zwischen den Laufflächen des inneren Elements und des äußeren Elements aufgenommen ist, wobei der innere Ring an der Radnabe mittels eines gestauchten Abschnitts befestigt ist, der durch plastisches Verformen eines Endes des zylindrischen Abschnitts radial nach außen gebildet wird; und das Gleichlaufgelenk ein äußeres Gelenkelement mit einem napfförmigen Mündungsabschnitt, einem Schulterabschnitt, der den Boden des Mündungsabschnitts bildet, und einem zylindrischen Wellenabschnitt, der sich axial von dem Schulterabschnitt erstreckt, aufweist, wobei der Wellenabschnitt mit einem Innengewinde versehen ist, und wobei der Mündungsabschnitt, der Schulterabschnitt und der Wellenabschnitt integral in dem äußeren Gelenkelement ausgebildet sind, wobei an den jeweiligen Endflächen des Schulterabschnitts des äußeren Gelenkelements und des gestauchten Abschnitts Stirnverzahnungen ausgebildet sind, wobei die Stirnverzahnungen mittels Druck durch eine Befestigungsschraube gestützt werden, die an einer außenseitigen Endfläche der Radnabe anliegt und mit dem Innengewinde des Wellenabschnitts verschraubt ist, und das doppelreihige Kugellager und das Gleichlaufgelenk in einer solchen Weise miteinander gekoppelt sind, dass das doppelreihige Kugellager und das Gleichlaufgelenk Drehmoment übertragen können und axial trennbar sind, wobei an den Oberflächen der Stirnverzahnungen infolge einer Oberflächenmodifizierung eine Restkompressionsspannung wirkt, ist es möglich, die Ermüdungsfestigkeit zu erhöhen, während eine beabsichtigte Form und Größe ohne eine durch Wärmebehandlung verursachte Verformung beibehalten wird, und durch Erhöhen der Verschleißfestigkeit eine hochwertige, überaus zuverlässige Antriebsrad-Lagervorrichtung bereitzustellen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Längsschnittansicht, die eine erste Ausführungsform einer Antriebsrad-Lagervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ist eine Längsschnittansicht, die eine Lagereinheit von 1 zeigt;
  • 3 ist eine Längsschnittansicht, die ein Gleichlaufgelenk von 1 zeigt;
  • 4 ist eine Längsschnittansicht, die eine zweite Ausführungsform der Antriebsrad-Lagervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 5 ist eine Längsschnittansicht, die eine Lagereinheit von 4 zeigt;
  • 6 ist eine Längsschnittansicht, die eine dritte Ausführungsform der Antriebsrad-Lagervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 7 ist eine Längsschnittansicht, die eine Lagereinheit von 6 zeigt;
  • 8 ist eine Längsschnittansicht, die eine vierte Ausführungsform der Antriebsrad-Lagervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 9 ist eine Längsschnittansicht, die eine fünfte Ausführungsform der Antriebsrad-Lagervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 10 ist eine Längsschnittansicht, die eine Lagereinheit von 9 zeigt;
  • 11 ist eine Längsschnittansicht, die eine Lagereinheit von 10 zeigt, wobei die Lagereinheit im Zustand vor dem Oszillationsstauchen zu sehen ist;
  • 12 ist eine vergrößerte Ansicht des Hauptabschnitts von 11;
  • 13 ist eine vergrößerte Ansicht des Hauptabschnitts, die eine modifizierte Ausführungsform von 12 zeigt;
  • 14 ist eine Längsschnittansicht, die eine sechste Ausführungsform der Antriebsrad-Lagervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 15 ist eine Längsschnittansicht, die eine siebente Ausführungsform der Antriebsrad-Lagervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 16 ist eine Längsschnittansicht, die eine Lagereinheit von 15 zeigt;
  • 17 ist eine vergrößerte Ansicht des Hauptabschnitts, die einen Dichtungsabschnitt von 15 zeigt;
  • 18 ist eine vergrößerte Ansicht des Hauptabschnitts, die ein modifiziertes Beispiel einer Dichtung von 17 zeigt;
  • 19 ist eine Längsschnittansicht, die eine achte Ausführungsform der Antriebsrad-Lagervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 20 ist eine Längsschnittansicht, die eine neunte Ausführungsform der Antriebsrad-Lagervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 21 ist eine Längsschnittansicht, die eine zehnte Ausführungsform der Antriebsrad-Lagervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 22 ist eine Längsschnittansicht, die ein Gleichlaufgelenk von 21 zeigt;
  • 23 ist eine vergrößerte Ansicht des Hauptabschnitts, die einen Außendichtungsabschnitt von 21 zeigt;
  • 24 ist eine vergrößerte Ansicht des Hauptabschnitts, die ein modifiziertes Beispiel einer Außendichtung von 23 zeigt;
  • 25 ist eine vergrößerte Ansicht des Hauptabschnitts, die ein weiteres modifiziertes Beispiel der Außendichtung von 23 zeigt;
  • 26 ist eine vergrößerte Ansicht des Hauptabschnitts, die ein weiteres modifiziertes Beispiel der Außendichtung von 23 zeigt;
  • 27 ist eine Längsschnittansicht, die eine elfte Ausführungsform der Antriebsrad-Lagervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 28 ist eine Längsschnittansicht, die eine zwölfte Ausführungsform der Antriebsrad-Lagervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
  • 29 ist eine Längsschnittansicht, die eine Antriebsrad-Lagervorrichtung des Standes der Technik zeigt.
  • BESTE ARTEN DER AUSFÜHRUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
  • In einer Antriebsrad-Lagervorrichtung mit einem doppelreihigen Kugellager und einem Gleichlaufgelenk, die lösbar integriert sind, enthält in der Antriebsrad-Lagervorrichtung das doppelreihige Kugellager Folgendes: ein äußeres Element, das einen an einer Fahrzeugkarosserie zu montierenden Karosseriemontageflansch aufweist, wobei der Karosseriemontageflansch integral am Außenumfang ausgebildet ist, und mit einer integral ausgebildeten doppelreihigen äußeren Lauffläche am Innenumfang versehen ist; ein inneres Element, das aus einer Radnabe und einem inneren Ring gebildet ist, wobei die Radnabe einen Radmontageflansch zum Montieren eines Rades aufweist, wobei der Radmontageflansch an einem Ende integral ausgebildet ist und an seinem Außenumfang eine innere Lauffläche aufweist, die gegenüber der doppelreihigen äußeren Lauffläche angeordnet ist, sowie einen zylindrischen Abschnitt aufweist, der sich axial von der inneren Lauffläche erstreckt, wobei der innere Ring auf die Radnabe gepresst ist und an seinem Außenumfang die andere innere Lauffläche aufweist, die gegenüber der doppelreihigen äußeren Lauffläche angeordnet ist; und ein doppelreihiges Rollenelement, das frei rollfähig zwischen den Laufflächen des inneren Elements und des äußeren Elements aufgenommen ist, wobei der innere Ring an der Radnabe mittels eines gestauchten Abschnitts befestigt ist, der durch plastisches Verformen des Endes des zylindrischen Abschnitts radial auswärts gebildet wird; und das Gleichlaufgelenk ein äußeres Gelenkelement mit einem napfförmigen Mündungsabschnitt, einem Schulterabschnitt, der den Boden des Mündungsabschnitts bildet, und einem zylindrischen Wellenabschnitt, der sich axial von dem Schulterabschnitt erstreckt, aufweist, wobei der Wellenabschnitt mit einem Innengewinde versehen ist, und wobei der Mündungsabschnitt, der Schulterabschnitt und der Wellenabschnitt integral in dem äußeren Gelenkelement ausgebildet sind, wobei an den jeweiligen Endflächen des Schulterabschnitts des äußeren Gelenkelements und des gestauchten Abschnitts Stirnverzahnungen ausgebildet sind, wobei die Stirnverzahnungen mittels Druck durch eine Befestigungsschraube gestützt werden, die an einer außenseitigen Endfläche der Radnabe anliegt und mit dem Innengewinde des Wellenabschnitts verschraubt ist, und wobei das doppelreihige Kugellager und das Gleichlaufgelenk in einer solchen Weise miteinander gekoppelt sind, dass sie Drehmoment übertragen können und axial trennbar sind, wobei die Stirnverzahnung des gestauchten Abschnitts durch plastische Verformung gebildet wird, während der gestauchte Abschnitt gebildet wird, wobei an den Oberflächen der Stirnverzahnungen infolge einer Oberflächenmodifizierung durch Kugelstrahlen eine Restkompressionsspannung wirkt und ihre Oberflächenhärte auf mindestens 300 Hv eingestellt wird.
  • Erste Ausführungsform
  • Im Weiteren werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich anhand der Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist eine Längsschnittansicht, die eine erste Ausführungsform einer Antriebsrad-Lagervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; 2 ist eine Längsschnittansicht, die eine Lagereinheit von 1 zeigt; und 3 ist eine Längsschnittansicht, die ein Gleichlaufgelenk von 1 zeigt. In der folgenden Beschreibung wird eine Seite, die zur Außenseite eines Fahrzeugs hin tendiert, als eine Außenseite bezeichnet (die linke Seite in 1), und eine Seite, die zur Mitte des Fahrzeugs hin tendiert, wird als eine Innenseite bezeichnet (die rechte Seite in 1), wenn die Vorrichtung an einem Fahrzeug montiert ist.
  • Diese Antriebsrad-Lagervorrichtung hat einen Aufbau, der als die „dritte Generation” bezeichnet wird. Darin sind eine Radnabe 1, ein doppelreihiges Kugellager 2 und ein Gleichlaufgelenk 3 lösbar integriert. Das doppelreihige Kugellager 2 enthält ein äußeres Element 7, ein inneres Element 8 und doppelreihige Rollelemente (Kugeln) 9 und 9.
  • Das äußere Element 7 besteht aus Stahl mit mittlerem bis hohem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gewichts-% Kohlenstoff enthält, wobei es sich bei dem Stahl mit mittlerem bis hohem Kohlenstoffgehalt zum Beispiel um S53C handelt; hat einen an einer (nicht gezeigten) Fahrzeugkarosserie zu montierenden Karosseriemontageflansch 7b, wobei der Karosseriemontageflansch 7b integral am Außenumfang ausgebildet ist; und weist integral ausgebildete doppelreihige äußere Laufflächen 7a und 7a am Innenumfang auf. Außerdem sind mindestens die doppelreihigen äußeren Laufflächen 7a und 7a durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken auf eine Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC gehärtet.
  • Andererseits sind an dem inneren Element 8 doppelreihige innere Laufflächen 1a und 5a ausgebildet, wobei die doppelreihigen inneren Laufflächen 1a und 5a gegenüber den äußeren Laufflächen 7a und 7a des äußeren Elements 7 angeordnet sind. Von den doppelreihigen inneren Laufflächen 1a und 5a ist die innere Lauffläche 1a (außenseitig) integral mit dem Außenumfang der Radnabe 1 ausgebildet, und die innere Lauffläche 5a (innenseitig) ist integral mit dem Außenumfang des inneren Rings 5 ausgebildet. In diesem Fall meint das innere Element 8 die Radnabe 1 und den inneren Ring 5. Außerdem sind die doppelreihigen Rollelemente 9 und 9 zwischen den Laufflächen aufgenommen und werden rollfähig durch Käfige 10 und 10 gehalten. Des Weiteren sind Dichtungen 11 und 12 an der Öffnung eines Ringraums montiert, der zwischen dem äußeren Element 7 und dem inneren Element 8 gebildet wird, und verhindern das Austreten von Fett, das in dem Lager enthalten ist, und das Eindringen von Regenwasser, Staub usw. in das Lager von außen her.
  • Wie in einer vergrößerten Ansicht von 2 gezeigt, hat die Radnabe 1 einen Radmontageflansch 4 zum Montieren eines (nicht gezeigten) Rades, wobei der Radmontageflansch 4 integral an einem außenseitigen Ende ausgebildet ist, und am Außenumfang mit einem zylindrischen Abschnitt 1b versehen ist, wobei sich der zylindrische Abschnitt 1b axial von der inneren Lauffläche 1a erstreckt. Die Radnabe 1 besteht aus Stahl mit mittlerem bis hohem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gewichts Kohlenstoff enthält, wobei es sich bei dem Stahl mit mittlerem bis hohem Kohlenstoffgehalt zum Beispiel um S53C handelt; und eine Außenumfangsfläche, welche die innere Lauffläche 1a enthält, ist von einer innenseitigen Basis 4a des Radmontageflansches 4, wobei die Basis 4a als ein Dichtungsanliegeabschnitt der außenseitigen Dichtung 11 dient bis zu dem zylindrischen Abschnitt 1b durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken auf eine Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC gehärtet. Dies erhöht nicht nur die Verschleißfestigkeit des Dichtungsanliegeabschnitts, sondern erhöht auch zusätzlich die Langlebigkeit der Radnabe 1, weil die Radnabe 1 eine ausreichende mechanische Festigkeit für eine Rotationsbiegebelastung aufweist, die auf den Radmontageflansch 4 wirkt. Der innere Ring 5 und das Rollelement 9 bestehen aus kohlenstoffreichem Chromstahl, wie zum Beispiel SUJ2, und sind durch Abschrecken auf eine Härte von 58 bis 64 HRC durchgehärtet.
  • Der innere Ring 5 ist über eine vorgegebene Presspassung auf den zylindrischen Abschnitt 1b der Radnabe 1 gepresst und ist axial mit einer beabsichtigten Lagervorbelastung befestigt, die durch einen gestauchten Abschnitt 13 erzeugt wird, der durch plastisches Verformen des Endes des zylindrischen Abschnitts 1b gebildet wird. Eine Stirnverzahnung 13a wird durch plastische Verformung an der Endfläche des gestauchten Abschnitts 13 gebildet, wenn das Oszillationsstauchen ausgeführt wird. In diesem Fall ist beispielhaft ein doppelreihiges Schrägkugellager mit einer Kugel als Rollelement 9 gezeigt; jedoch ist die Ausführungsform nicht darauf beschränkt. Ein doppelreihiges Kegelrollenlager mit einer Kegelrolle als Rollelement 9 kann ebenfalls verwendet werden.
  • Wie in einer vergrößerten Ansicht von 3 gezeigt, besteht das Gleichlaufgelenk 3 aus einem äußeren Gelenkelement 14, einem Gelenk-Innenring 15, einem Käfig 16 und einer Drehmomentübertragungskugel 17. Das äußere Gelenkelement 14 hat einen napfförmigen Mündungsabschnitt 18, einen Schulterabschnitt 19, der den Boden des Mündungsabschnitts 18 bildet, und einen zylindrischen Wellenabschnitt 20, der sich axial von dem Schulterabschnitt 19 erstreckt. Gekrümmte, axial verlaufende Spurrinnen 18a und 15a sind am Innenumfang des Mündungsabschnitts 18 bzw. am Außenumfang des Gelenk-Innenrings 15 ausgebildet. Des Weiteren ist an der Endfläche des Schulterabschnitts 19 eine Stirnverzahnung 19a ausgebildet, die in die Stirnverzahnung 13a des gestauchten Abschnitts 13 eingreift, und in dem Wellenabschnitt 20 ist ein Innengewinde 20a ausgebildet. Das äußere Gelenkelement 14 besteht aus Stahl mit mittlerem bis hohem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gewichts-% Kohlenstoff enthält, wobei es sich bei dem Stahl mit mittlerem bis hohem Kohlenstoffgehalt zum Beispiel um S53C handelt; und die Spurrinne 18a ist durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken auf eine Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC gehärtet.
  • Des Weiteren ist, wie in 1 gezeigt, eine Befestigungsschraube 21 in das Innengewinde 20a des Wellenabschnitts 20 eingeschraubt, und die Stirnverzahnungen 19a und 13a des Schulterabschnitts 19 des äußeren Gelenkelements 14 bzw. des gestauchten Abschnitts 13 der Radnabe 1 (wobei die Stirnverzahnungen 19a und 13a einander gegenüber angeordnet sind) werden mittels Druck durch die Befestigungsschraube 21 gestützt, wodurch das doppelreihige Kugellager 2 und das Gleichlaufgelenk 3 lösbar integriert werden. Da in dieser Ausführungsform ein Abschnitt mit kleinerem Durchmesser 1c, in den die Befestigungsschraube 21 über ein vorgegebenes Führungsspiel eingeführt ist, im Innendurchmesser der Radnabe 1 angeordnet ist, ist es möglich, das äußere Gelenkelement 14 und das innere Element 8 auf einfache Weise zu zentrieren. Dies vereinfacht die Demontage- und Montageabläufe der Vorrichtung und erlaubt eine Eingriffnahme der Stirnverzahnungen 19a und 13a ohne umfängliches und axiales Spiel.
  • Infolge einer Oberflächenmodifizierung durch Kugelstrahlen wirkt hier eine Restkompressionsspannung an der Stirnverzahnung 13a des gestauchten Abschnitts 13 und der Stirnverzahnung 19a des Schulterabschnitts 19 des äußeren Gelenkelements 14. Dadurch wird es möglich, die Ermüdungsfestigkeit zu erhöhen, während eine beabsichtigte Form und Größe ohne eine durch Wärmebehandlung verursachte Verformung beibehalten wird. Als Kugelstrahlkorn wird eine Stahlkugel mit einer Korngröße im mittleren bis höheren zweistelligen Mikrometerbereich bis 0,1 mm verwendet. Neben Stahlkugeln können auch Nichteisenkugeln, wie zum Beispiel Keramik, verwendet werden. Das Kugelstrahlen wird unter folgenden Bedingungen ausgeführt: der Druck beträgt 0,4 MPa, die Bearbeitungsdauer beträgt 20 Sekunden, und die Auswurfentfernung beträgt 100 mm.
  • In dem Versuch, den der Anmelder mittels Probestücken aus S53C bis S55C durchgeführt hat, wurde festgestellt, dass, obgleich je nach Kugelstrahlkorn oder Auftragsbedingungen geringfügige Unterschiede bei der Restkompressionsspannung bestehen, es möglich ist, eine Restkompressionsspannung von 500 MPa an der Oberfläche zu erreichen, indem man die Oberflächenhärte einer Oberfläche, an der Spannung hervorgerufen wird, auf mindestens etwa 300 HV einstellt, und es möglich ist, eine Restkompressionsspannung von etwa 1000 MPa an der obersten Oberflächenschicht hervorzurufen, indem man die Oberflächenhärte auf mindestens 520 HV einstellt. Dadurch wird es möglich, die Stirnverzahnung 13a ebenfalls durch plastische Verformung des gestauchten Abschnitts 13 auszubilden, und selbst dann, wenn eine Restzugspannung an der Oberfläche hervorgerufen wird, entsteht noch eine ausreichende Restkompressionsspannung auf jener Oberfläche. Infolge dessen ist es möglich, die mechanische Festigkeit und die Ermüdungsfestigkeit des Materials zu maximieren.
  • Des Weiteren kann neben dem Kugelstrahlen als Mittel zum Erzeugen einer Restkompressionsspannung zum Beispiel auch WPC (Wide Peening Cleaning) verwendet werden. Bei diesem Prozess ist das Kugelstrahlkorn feiner als beim Kugelstrahlen und trifft auf der Oberfläche, auf der eine Spannung erzeugt werden soll, mit höherer Geschwindigkeit auf. WPC ermöglicht es, Ermüdungsfestigkeit und Verschleißfestigkeit noch weiter zu erhöhen und eine hochwertige, überaus zuverlässige Antriebsrad-Lagervorrichtung zu erhalten.
  • Darüber hinaus können die Oberflächen der Stirnverzahnungen 13a und 19a durch Laserhärtung gehärtet werden. Dadurch ist es möglich, eine durch Wärmebehandlung hervorgerufene Verformung zu verhindern und die Festigkeit und Verschleißfestigkeit der Zahnoberflächen der Stirnverzahnungen 13a und 19a zu erhöhen. Dadurch wird es möglich, die Zuverlässigkeit über einen langen Zeitraum zu erhöhen.
  • Wie bereits angesprochen, können beide Stirnverzahnungen 13a und 19a durch Kugelstrahlen, WPC oder Laserhärtung gehärtet werden; jedoch sind die Ausführungsform nicht darauf beschränkt. Kugelstrahlen, WPC und Laserhärtung können auf zweckmäßige Weise kombiniert werden. Zum Beispiel kann die Oberfläche der Stirnverzahnung 13a des gestauchten Abschnitts 13 durch Laserhärtung gehärtet werden, und an der Stirnverzahnung 19a des Schulterabschnitts 19 kann Kugelstrahlen ausgeführt werden.
  • Zweite Ausführungsform
  • 4 ist eine Längsschnittansicht, die eine zweite Ausführungsform der Antriebsrad-Lagervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, und 5 ist eine Längsschnittansicht, die eine Lagereinheit von 4 zeigt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der oben beschriebenen ersten Ausführungsform im Grunde nur im Aufbau des doppelreihigen Kugellagers, und darum werden Komponenten und Teile, die mit denen in der ersten Ausführungsform identisch oder funktional gleichwertig sind, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet; und auf ihre ausführliche Beschreibung wird verzichtet.
  • Diese Antriebsrad-Lagervorrichtung hat einen Aufbau, der als die „dritte Generation” bezeichnet wird. Dabei sind eine Radnabe 22, ein doppelreihiges Kugellager 23 und ein Gleichlaufgelenk 3 lösbar integriert. Das doppelreihige Kugellager 23 enthält ein äußeres Element 7, ein inneres Element 24 und doppelreihige Rollelemente 9 und 9.
  • Wie in einer vergrößerten Ansicht von 5 gezeigt, sind an dem inneren Element 24 doppelreihige innere Laufflächen 1a und 5a ausgebildet, die gegenüber äußeren Laufflächen 7a und 7a des äußeren Elements 7 angeordnet sind. Von den doppelreihigen inneren Laufflächen 1a und 5a ist die innere Lauffläche 1a (außenseitig) integral am Außenumfang der Radnabe 22 ausgebildet, und die innere Lauffläche 5a (innenseitig) ist integral am Außenumfang eines inneren Ringelements 25 ausgebildet. In diesem Fall meint das innere Element 24 die Radnabe 22 und das innere Ringelement 25.
  • Die Radnabe 22 hat einen Radmontageflansch 4, der integral an ihrem außenseitigen Ende ausgebildet ist; einen zylindrischen Abschnitt 22a, der an ihrem Außenumfang ausgebildet ist, wobei sich der zylindrische Abschnitt 22a axial von der inneren Lauffläche 1a erstreckt; und an ihrem Innenumfang einen unregelmäßigen Abschnitt 26 (in der Zeichnung schraffiert dargestellt), der durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken auf eine Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC gehärtet ist. Der unregelmäßige Abschnitt 26 hat die Form kreuzgemusterter Rändelungen und besteht aus sich überkreuzenden Rillen, die durch mehrere Ringnuten (die unabhängig voneinander durch Drehen oder dergleichen eingearbeitet werden) und mehrere axiale Rillen (die durch Räumen oder dergleichen hergestellt werden), die sich in nahezu rechten Winkeln schneiden, gebildet werden, oder besteht aus sich überkreuzenden Rillen, die durch schräg verlaufende spiralförmige Rillen gebildet werden. Des Weiteren ist die Spitze des konvexen Abschnitts des unregelmäßigen Abschnitts 26 pyramidenförmig, zum Beispiel dreieckig, ausgebildet, um einen festen Sitz zu gewährleisten.
  • Die Radnabe 22 besteht aus Stahl mit mittlerem bis hohem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gewichts-% Kohlenstoff enthält, wobei es sich bei dem Stahl mit mittlerem bis hohem Kohlenstoffgehalt zum Beispiel um S53C handelt; und eine Außenumfangsfläche, welche die innere Lauffläche 1a enthält, ist von einer innenseitigen Basis 4a des Radmontageflansches 4 bis zu dem zylindrischen Abschnitt 22a durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken auf eine Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC gehärtet (in der Zeichnung schraffiert dargestellt). Dies erhöht nicht nur die Verschleißfestigkeit der Basis 4a, das heißt eines Dichtungsanliegeabschnitts, des Radmontageflansches 4, sondern erhöht zusätzlich die Langlebigkeit der Radnabe 22, weil die Radnabe 22 eine ausreichende mechanische Festigkeit für eine auf den Radmontageflansch 4 wirkende Rotationsbiegebelastung besitzt.
  • Das innere Ringelement 25 ist integral mit einem zylindrischen Teil 27 ausgebildet, der sich axial von der inneren Lauffläche 5a erstreckt. Der zylindrische Teil 27 besteht aus einem Zapfenabschnitt 27a, der über eine vorgegebene Presspassung in den zylindrischen Abschnitt 22a der Radnabe 22 eingepasst ist, und einem Passungsabschnitt 27b, der am Ende des Zapfenabschnitts 27a ausgebildet ist und gegenüber dem unregelmäßigen Abschnitt 26 der Radnabe 22 angeordnet ist. Des Weiteren ist an der innenseitigen Endfläche des inneren Ringelements 25 ein Stufenabschnitt 28 ausgebildet, und an der Endfläche des Stufenabschnitts 28 ist eine Stirnverzahnung 25a ausgebildet. Das innere Ringelement 25 besteht aus Stahl mit mittlerem bis hohem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gewichts Kohlenstoff enthält, wobei es sich bei dem Stahl mit mittlerem bis hohem Kohlenstoffgehalt zum Beispiel um S53C handelt; und eine Region von der inneren Lauffläche 5a bis zu dem Zapfenabschnitt 27a ist durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken auf eine Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC gehärtet (in der Zeichnung schraffiert dargestellt). Die Härte des Passungsabschnitts 27b bleibt die gleiche wie eine Materialhärte, die nach dem Schmieden erhalten wird.
  • Hier werden die Radnabe 22 und das innere Ringelement 25 mit einer durch Stauchen hervorgerufenen beabsichtigten Lagervorbelastung plastisch integral gekoppelt, wobei der Passungsabschnitt 27b in den unregelmäßigen Abschnitt 26 der Radnabe 22 hineingedrückt und verstemmt wird, indem der zylindrische Teil 27 des inneren Ringelements 25 in die Radnabe 22 eingepasst wird und gleichzeitig der Durchmesser des Passungsabschnitts 27b aufgeweitet wird, indem ein durchmesservergrößerndes Werkzeug, wie zum Beispiel ein Dorn, in den Passungsabschnitt 27b gedrückt wird. Dadurch braucht der Betrag der Vorbelastung nicht mehr durch Festziehen mit einer Mutter oder dergleichen eingestellt zu werden, wie es im Stand der Technik der Fall ist. Darum ist es möglich, eine Reduzierung von Gewicht und Größe zu realisieren, die Festigkeit und Langlebigkeit der Radnabe 22 zu erhöhen und den Betrag der Vorbelastung für lange Zeit aufrecht zu erhalten.
  • Des Weiteren wird in dieser Ausführungsform das innere Ringelement 25, das die Stirnverzahnung 25a enthält, durch Kaltschmieden gebildet. Dann wird das Element durch Drehen auf eine zuvor festgelegte Form und Größe gebracht, und nachdem ein zuvor festgelegter Teil einer Wärmebehandlung unterzogen wurde, wird mittels einer Oberflächenmodifizierung durch Kugelstrahlen eine Restkompressionsspannung an der Stirnverzahnung 25a hervorgerufen. Danach wird mindestens die innere Lauffläche 5a geschliffen. Dadurch können Probleme vermieden werden, die durch das Ausbilden der Stirnverzahnung 13a in fertigen Produkten bei gleichzeitiger Ausbildung des gestauchten Abschnitts 13 verursacht werden, wie im Fall der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, das heißt Schwankungen aufgrund eines Spaltes zwischen den Zähnen der Stirnverzahnung 13a oder wiederholte Bearbeitung oder eine Reduzierung der Langlebigkeit infolge einer in dem inneren Ring 5 hervorgerufenen Ringspannung. Dadurch wird es möglich, eine höhere Zuverlässigkeit zu erreichen und eine Kostenerhöhung zu vermeiden, die daraus entsteht, dass fertige Produkte wegen der oben beschriebenen Probleme verschrottet werden müssen.
  • Hier wird, wie in 4 gezeigt, eine Befestigungsschraube 21 in ein Innengewinde 20a eines Wellenabschnitts 20 geschraubt, und die Stirnverzahnungen 19a und 25a des äußeren Gelenkelements 14 und des inneren Elements 24 (wobei die Stirnverzahnungen 19a und 25a einander gegenüber angeordnet sind) werden mittels Druck durch die Befestigungsschraube 21 – mit einem dazwischen angeordneten Distanzstück 29 – gestützt, wodurch das doppelreihige Kugellager 23 und das Gleichlaufgelenk 3 lösbar integriert werden. Das Distanzstück 29 ist mit einem im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt ausgebildet und hat einen Flanschabschnitt 29a, der an der außenseitigen Endfläche der Radnabe 22 anliegt, und einen zylindrischen Teil 29b, der auf die Befestigungsschraube 21 geschoben wird. Infolge dessen ist es möglich, das äußere Gelenkelement 14 und das innere Element 24 auf einfache Weise durch das Distanzstück 29 zu zentrieren. Dies vereinfacht die Demontage- und Montageabläufe der Vorrichtung. Außerdem können die Stirnverzahnungen 19a und 25a ohne umfängliches und axiales Spiel eingreifen.
  • Da, wie oben beschrieben, die Stirnverzahnung 25a dank dem Distanzstück 29 kein Spiel aufweist und infolge einer Oberflächenmodifizierung durch Kugelstrahlen eine Restkompressionsspannung auf sie wirkt, verschleißt die Stirnverzahnung 25a durch wiederholten Kontakt kaum. Darüber hinaus wird hier die Stirnverzahnung 25a durch Kaltschmieden gebildet, um die Materialausnutzung zu verbessern; jedoch ist die Ausführungsform nicht darauf beschränkt. Die Stirnverzahnung 25a kann auch durch Drehen hergestellt werden, nachdem das innere Ringelement 25 durch Warmschmieden hergestellt wurde, oder die Stirnverzahnung 25a kann nach dem Drehen durch plastische Verformung, wie zum Beispiel Orbitalschmieden, hergestellt werden.
  • Dritte Ausführungsform
  • 6 ist eine Längsschnittansicht, die eine dritte Ausführungsform der Antriebsrad-Lagervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, und 7 ist eine Längsschnittansicht, die eine Lagereinheit von 6 zeigt. Es ist zu beachten, dass Komponenten und Teile, die mit denen in den oben beschriebenen Ausführungsformen identisch oder funktional gleichwertig sind, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet werden; und auf ihre ausführliche Beschreibung wird verzichtet.
  • Wie in 6 gezeigt, hat diese Antriebsrad-Lagervorrichtung einen Aufbau, der als die „dritte Generation” bezeichnet wird. Darin sind eine Radnabe 30, ein doppelreihiges Kugellager 31 und ein Gleichlaufgelenk 3 lösbar integriert. Wie in einer vergrößerten Ansicht von 7 gezeigt, enthält das doppelreihige Kugellager 31 ein äußeres Element 7, ein inneres Element 32 und doppelreihige Rollelemente 9 und 9. Das innere Element 32 besteht aus der Radnabe 30 und einem inneren Ringelement 33, das in die Radnabe 30 eingepasst ist, und ist mit doppelreihigen inneren Laufflächen 1a und 5a versehen, die gegenüber äußeren Laufflächen 7a und 7a des äußeren Elements 7 angeordnet sind.
  • Die Radnabe 30 hat einen Radmontageflansch 4, der integral an ihrem außenseitigen Ende ausgebildet ist, und hat an ihrem Außenumfang einen zylindrischen Abschnitt 22a, der sich axial von der inneren Lauffläche 1a erstreckt. Die Radnabe 30 besteht aus Stahl mit mittlerem bis hohem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gewichts Kohlenstoff enthält, wobei es sich bei dem Stahl mit mittlerem bis hohem Kohlenstoffgehalt zum Beispiel um S53C handelt; und eine Außenumfangsfläche, welche die innere Lauffläche 1a enthält, ist von einer innenseitigen Basis 4a des Radmontageflansches 4 bis zu dem zylindrischen Abschnitt 22a – zusammen mit einer Innenumfangsfläche – durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken auf eine Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC gehärtet (nur ein gehärteter Abschnitt der Innenumfangsfläche ist in der Zeichnung schraffiert dargestellt).
  • Das innere Ringelement 33 ist integral mit einem zylindrischen Teil 34 ausgebildet, der sich axial von der inneren Lauffläche 5a erstreckt. Außerdem sind das innere Ringelement 33 und die Radnabe 30 plastisch integral mit einer zuvor festgelegten Lagervorbelastung gekoppelt, die mittels eines gestauchten Abschnitts 34a erzeugt wird, der durch plastisches Verformen des Endes des zylindrischen Teils 34 radial auswärts gebildet wird. Das innere Ringelement 33 besteht aus Stahl mit mittlerem bis hohem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gewichts Kohlenstoff enthält, wobei es sich bei dem Stahl mit mittlerem bis hohem Kohlenstoffgehalt zum Beispiel um S53C handelt; und eine Außendurchmesserfläche ist von der inneren Lauffläche 5a bis zu dem zylindrischen Teil 34 durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken auf eine Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC gehärtet (in der Zeichnung schraffiert dargestellt). Die Härte des Endes des zylindrischen Teils 34, das plastisch verformt wird, bleibt die gleiche wie die Materialhärte, die nach dem Schmieden erhalten wird, und die Härte des gestauchten Abschnitts 34a wird auf 15 bis 35 HRC, einschließlich eines plastischen Härtens, eingestellt. Dadurch wird es möglich, eine plastische Verformung auf einfache Weise auszuführen und dadurch die Entstehung von Mikrorissen infolge der plastischen Verformung zu vermeiden. Gleichzeitig ist es möglich, die Festigkeit des gestauchten Abschnitts 34a zu garantieren und dadurch eine feste Verbindung für lange Zeit aufrecht zu erhalten.
  • In dieser Ausführungsform wird das innere Ringelement 33, das die Stirnverzahnung 25a enthält, durch Kaltschmieden gebildet. Dann wird das Element durch Drehen auf eine zuvor festgelegte Form und Größe gebracht, und nachdem ein zuvor festgelegter Teil einer Wärmebehandlung unterzogen wurde, wird die Stirnverzahnung 25a kugelgestrahlt. Dann wird mindestens die innere Lauffläche 5a geschliffen.
  • Hier wird, wie in 6 gezeigt, eine Befestigungsschraube 21 in ein Innengewinde 20a eines Wellenabschnitts 20 geschraubt, und die Stirnverzahnungen 19a und 25a des äußeren Gelenkelements 14 und des inneren Elements 32 (wobei die Stirnverzahnungen 19a und 25a einander gegenüber angeordnet sind) werden mittels Druck durch die Befestigungsschraube 21 – mit einem dazwischen angeordneten Distanzstück 35 – gestützt, wodurch das doppelreihige Kugellager 31 und das Gleichlaufgelenk 3 lösbar integriert werden. Das Distanzstück 35 hat einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt sowie einen Flanschabschnitt 35a, der an der Endfläche des gestauchten Abschnitts 34a anliegt, und einen zylindrischen Teil 35b, der auf die Befestigungsschraube 21 geschoben wird. Infolge dessen ist es möglich, das äußere Gelenkelement 14 und das innere Element 32 auf einfache Weise durch das Distanzstück 35 zu zentrieren. Dies vereinfacht die Demontage- und Montageabläufe der Vorrichtung. Außerdem ist es möglich, das doppelreihige Kugellager und das Gleichlaufgelenk separat gegen ein neues auszutauschen, ohne sie als Einheit auswechseln zu müssen (wie bei einem Aufbau der „vierten Generation”), und dadurch zu einer Kostenreduzierung beizutragen.
  • Vierte Ausführungsform
  • 8 ist eine Längsschnittansicht, die eine vierte Ausführungsform der Antriebsrad-Lagervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der oben beschriebenen dritten Ausführungsform (6) im Grunde nur in einem Teil des Aufbaus des inneren Ringelements, und darum werden Komponenten und Teile, die mit denen in der dritten Ausführungsform identisch oder funktional gleichwertig sind, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet werden; und auf ihre ausführliche Beschreibung wird verzichtet.
  • Diese Antriebsrad-Lagervorrichtung hat einen Aufbau, der als die „dritte Generation” bezeichnet wird. Darin sind eine Radnabe 30, ein doppelreihiges Kugellager 36 und ein Gleichlaufgelenk 3 lösbar integriert. Das doppelreihige Kugellager 36 enthält ein äußeres Element 7, ein inneres Element 37 und doppelreihige Rollelemente 9 und 9. Das innere Element 37 besteht aus der Radnabe 30 und einem inneren Ringelement 38, das in die Radnabe 30 eingepasst ist, und ist an seinem Außenumfang mit doppelreihigen inneren Laufflächen 1a und 5a versehen, die gegenüber äußeren Laufflächen 7a und 7a des äußeren Elements 7 angeordnet sind.
  • Das innere Ringelement 38 ist integral mit einem zylindrischen Teil 39 ausgebildet, der sich axial von der inneren Lauffläche 5a erstreckt. Außerdem sind das innere Ringelement 38 und die Radnabe 30 plastisch integral mit einer zuvor festgelegten Lagervorbelastung gekoppelt, die mittels eines gestauchten Abschnitts 34a erzeugt wird, der durch plastisches Verformen des Endes des zylindrischen Teils 39 radial auswärts gebildet wird. Das innere Ringelement 38 besteht aus Stahl mit mittlerem bis hohem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gewichts Kohlenstoff enthält, wobei es sich bei dem Stahl mit mittlerem bis hohem Kohlenstoffgehalt zum Beispiel um S53C handelt; und eine Außendurchmesserfläche ist von der inneren Lauffläche 5a bis zu dem zylindrischen Teil 39 durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken auf eine Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC gehärtet (in der Zeichnung schraffiert dargestellt).
  • Hier ist am Innenumfang des zylindrischen Teils 39 des inneren Ringelements 38 ein radial einwärts hervorstehender Führungsabschnitt 39a ausgebildet. Außerdem wird eine Befestigungsschraube 40 durch den Führungsabschnitt 39a geschoben und in ein Innengewinde 20a des Wellenabschnitts 20 geschraubt, und die Stirnverzahnungen 19a und 25a des äußeren Gelenkelements 14 und des inneren Elements 37 werden mittels Druck durch die Befestigungsschraube 40 gestützt, wodurch das doppelreihige Kugellager 36 und das Gleichlaufgelenk 3 lösbar integriert sind. Infolge dessen ist es, im Gegensatz zu den oben beschriebenen Ausführungsformen, möglich, das äußere Gelenkelement 14 und das innere Element 37 ohne Montage des Distanzstücks 29 und 35 zu zentrieren und dadurch die Demontage- und Montageabläufe der Vorrichtung zu vereinfachen.
  • Fünfte Ausführungsform
  • 9 ist eine Längsschnittansicht, die eine fünfte Ausführungsform der Antriebsrad-Lagervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; 10 ist eine Längsschnittansicht, die eine Lagereinheit von 9 zeigt; 11 ist eine Längsschnittansicht, die eine Lagereinheit von 10 zeigt, wobei die Lagereinheit im Zustand vor dem Oszillationsstauchen zu sehen ist; 12 ist eine vergrößerte Ansicht des Hauptabschnitts von 11; und 13 ist eine vergrößerte Ansicht des Hauptabschnitts, die ein modifiziertes Beispiel von 12 zeigt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform (1) im Grunde nur in einem Teil des Aufbaus des inneren Elements, und darum werden Komponenten und Teile, die mit denen in der ersten Ausführungsform identisch oder funktional gleichwertig sind, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet und auf ihre ausführliche Beschreibung wird verzichtet.
  • Diese Antriebsrad-Lagervorrichtung hat einen Aufbau, der als die „dritte Generation” bezeichnet wird. Dabei sind eine Radnabe 41 und ein doppelreihiges Kugellager 42 integriert, und ein Gleichlaufgelenk 3 ist axial lösbar damit verbunden. Das doppelreihige Kugellager 42 enthält ein äußeres Element 7, ein inneres Element 43 und doppelreihige Rollelemente 9 und 9.
  • Das äußere Element 7 besteht aus Stahl mit mittlerem bis hohem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gewichts-% Kohlenstoff enthält, wobei es sich bei dem Stahl mit mittlerem bis hohem Kohlenstoffgehalt zum Beispiel um S53C handelt, und hat einen an einer (nicht gezeigten) Fahrzeugkarosserie zu montierenden Karosseriemontageflansch 7b, wobei der Karosseriemontageflansch 7b integral am Außenumfang ausgebildet ist, und weist am Innenumfang integral ausgebildete doppelreihige äußere Laufflächen 7a und 7a auf. Außerdem ist mindestens in den doppelreihigen äußeren Laufflächen 7a und 7a eine zuvor festgelegte gehärtete Schicht ausgebildet, die durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken auf eine Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC gehärtet ist (in 11 schraffiert).
  • Andererseits sind an dem inneren Element 43 doppelreihige innere Laufflächen 1a und 5a ausgebildet, die gegenüber den äußeren Laufflächen 7a und 7a des äußeren Elements 7 angeordnet sind. Von den doppelreihigen inneren Laufflächen 1a und 5a ist die innere Lauffläche 1a (außenseitig) direkt am Außenumfang der Radnabe 41 ausgebildet, und die innere Lauffläche 5a (innenseitig) ist am Außenumfang des inneren Rings 5 ausgebildet. In diesem Fall meint das innere Element 43 die Radnabe 41 und den inneren Ring 5. Außerdem sind die doppelreihigen Rollelemente 9 und 9 zwischen den Laufflächen aufgenommen und werden rollfähig durch Käfige 10 und 10 gehalten.
  • Wie in einer vergrößerten Ansicht von 10 gezeigt, hat die Radnabe 41 einen Radmontageflansch 4, der integral am außenseitigen Ende ausgebildet ist, hat an ihrem Außenumfang eine innere Lauffläche 1a und hat einen zylindrischen Abschnitt 1b, der sich axial von der inneren Lauffläche 1a erstreckt. Die Radnabe 41 besteht aus Stahl mit mittlerem bis hohem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gewichts-% Kohlenstoff enthält, wobei es sich bei dem Stahl mit mittlerem bis hohem Kohlenstoffgehalt zum Beispiel um S53C handelt; und an einer Außenumfangsfläche – von einer innenseitigen Basis 4a des Radmontageflansches 4 (wobei die Basis 4a als ein Dichtungsanliegeabschnitt einer außenseitigen Dichtung 11 dient) bis zu dem zylindrischen Abschnitt 1b – ist eine gehärtete Schicht 46 ausgebildet, die durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken auf eine Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC gehärtet ist (schraffiert in 11). Der Oberflächenhärte der inneren Lauffläche 1a wird auf 58 bis 64 HRC eingestellt, und die Härte eines gestauchten Abschnitts 13, wie später noch beschrieben wird, bleibt die gleiche wie eine Härte (13 bis 30 HRC), die nach dem Schmieden erhalten wird. Dies erhöht nicht nur die Verschleißfestigkeit des Dichtungsanliegeabschnitts, sondern erhöht zusätzlich die Langlebigkeit der Radnabe 41, weil die Radnabe 41 eine ausreichende mechanische Festigkeit für eine auf den Radmontageflansch 4 wirkende Rotationsbiegebelastung besitzt.
  • Stirnverzahnungen 19a und 13a eines Schulterabschnitts 19 eines äußere Gelenkelement 14 und des gestauchten Abschnitts 13 der Radnabe 41 (wobei die Stirnverzahnungen 19a und 13a einander gegenüber angeordnet sind) werden mittels Druck gestützt, indem eine Befestigungsschraube 21 in ein Innengewinde 20a eines Wellenabschnitts 20 geschraubt wird, wie in 9 gezeigt, wodurch das doppelreihige Kugellager 42 und das Gleichlaufgelenk 3 lösbar integriert werden.
  • Hier ist, wie in 11 gezeigt, der zylindrische Abschnitt 1b der Radnabe 41 als ein zylindrischer Teil 44 mit einer nahezu gleichförmigen Dicke vor der plastischen Verformung ausgebildet. Am Ende des zylindrischen Teils 44 sind kreisbogenförmige gefaste Abschnitte 44a und 44b ausgebildet. Außerdem ist, wie in einer vergrößerten Ansicht von 12 gezeigt, ein gefaster Abschnitt 5c mit einer Kreisbogenfläche, die einen Krümmungsradius ri von R1,0 bis 2,5 aufweist, am Innendurchmesser-Ende auf der Seite der größeren Endfläche 5b (der Seite des gestauchten Abschnitts) des inneren Rings 5 ausgebildet. Wenn der Krümmungsradius ri des gefasten Abschnitts 5c auf einen Wert kleiner als 1,0 mm eingestellt wird, so besteht die Möglichkeit, dass es an der Wurzel des gestauchten Abschnitts 13 zu einer Spannungskonzentration kommt, wenn eine Biegemomentlast auf die Vorrichtung wirkt, während das Fahrzeug fährt, wodurch Schäden wie zum Beispiel Mikrorisse entstehen. Aber auch ein Krümmungsradius ri von mehr 2,5 mm ist unerwünscht, weil der innere Ring 5 radial auswärts aufgeweitet wird, wenn der zylindrische Teil 44 plastisch verformt wird, wodurch eine übermäßige Ringspannung am Außendurchmesser des inneren Rings 5 entsteht.
  • Des Weiteren ist eine Ringnut (Unterschneidung) 45 mit einer Tiefe t an der Außenumfangsfläche des zylindrischen Teils 44 ausgebildet. Die Ringnut 45 ist in einem Bereich ausgebildet, der von einer Position, die dem Ende mit größerem Durchmesser der inneren Lauffläche 5a in dem inneren Ring 5 entspricht, bis zu dem gefasten Abschnitt 5c des inneren Rings 5 reicht, wobei sich der Bereich geringfügig über die größere Endfläche 5b hinaus erstreckt. Außerdem sind eine Kreisbogenfläche 45a mit einem Krümmungsradius Ri und eine Kreisbogenfläche 45b mit einem Krümmungsradius Ro an den Seiten der Ringnut 45 ausgebildet.
  • In dieser Ausführungsform ist die Tiefe t der Ringnut 45 auf 0,5 bis 2,0 mm eingestellt; der Krümmungsradius Ri der innenseitigen Kreisbogenfläche 45a ist so eingestellt, dass er größer als der Krümmungsradius ri des gefasten Abschnitts 5c des inneren Rings 5 und kleiner als der Krümmungsradius Ro der außenseitigen Kreisbogenfläche 45b ist (ri ≤ Ri ≤ Ro); und Ri = R1 bis 10. Wie oben beschrieben, wird der zylindrische Teil 44 durch Ausbilden der Ringnut 45 an der Außenumfangsfläche des zylindrischen Teils 44 auf einfache Weise verformt, wenn das Stauchen ausgeführt wird, wodurch es möglich wird, die Verformung des inneren Rings 5 zu verhindern. Jedoch wird die Effektivität gemindert, wenn die Tiefe t der Ringnut 45 kleiner als 0,5 mm ist; und wenn die Tiefe t 2,0 mm übersteigt, so wird der innere Ring um einen unzureichenden Betrag zusammengedrückt, wodurch es unmöglich wird, die beabsichtigte Kraft zu erhalten, mit der der innere Ring 5 fixiert wird. Das heißt, auch wenn ein Teil der Ringnut 45 in direkten Kontakt mit dem gefasten Abschnitt 5c des inneren Rings 5 gebracht wird, bleibt nach dem Stauchen der Raum der Ringnut 45.
  • Des Weiteren wird der innenseitige Rand der gehärteten Schicht 46, die am Außenumfang der Radnabe 41 gebildet ist, innerhalb eines Bereichs von dem Ausgangspunkt der außenseitigen Kreisbogenfläche 45b in der Ringnut 45 bis 4,0 mm auf der Außenseite und auf der Innenseite bis 3,0 mm in einem Bereich der Kreisbogenfläche 45b (dem Bereich in der Ringnut 45) angeordnet. Durch Anordnen der Position des innenseitigen Randes der gehärteten Schicht 46 in dem oben beschriebenen Bereich wird der Betrag verringert, um den der Durchmesser des Passungsabschnitts des inneren Rings des zylindrischen Abschnitts 1b durch Stauchen aufgeweitet wird, wodurch es möglich wird, die Ringspannung des inneren Rings 5 zu verringern. Darüber hinaus kann die Anfangsposition des Teils mit aufgeweitetem Durchmesser näher an den gestauchten Abschnitt 13 gebracht werden, wodurch es möglich wird, die Stauchbarkeit des zylindrischen Teils 44 in dem zylindrischen Abschnitt 1b zu verbessern. Des Weiteren ist es durch Anordnen des innenseitigen Randes der gehärteten Schicht 46 innerhalb eines Bereichs der Kreisbogenfläche 45b möglich zu verhindern, dass Risse oder dergleichen infolge der plastischen Verformung der gehärteten Schicht 46 entstehen.
  • Da, wie oben beschrieben, in dieser Ausführungsform das Ende des zylindrischen Abschnitts 1b in der Radnabe 41 vor dem Stauchen als der hohle zylindrische Teil 44 ausgebildet wird; die Ringnut 45 mit einer zuvor festgelegten Tiefe t an der Außenumfangsfläche des zylindrischen Teils 44 ausgebildet wird; die Kreisbogenfläche 45a mit einem zuvor festgelegten Krümmungsradius Ri und die Kreisbogenfläche 45b mit einem zuvor festgelegten Krümmungsradius Ro an den Seiten der Ringnut 45 ausgebildet werden; und die Breite der Ringnut 45 innerhalb eines zuvor festgelegten Bereichs eingestellt wird, ist es möglich, eine Antriebsrad-Lagervorrichtung bereitzustellen, bei der der zylindrische Teil 44 zum Zeitpunkt des Stauchens auf einfache Weise verformt wird, eine beabsichtigte Form und Größe der Stirnverzahnung 13a erhalten wird und der innere Ring 5 um einen beabsichtigten Betrag zusammengedrückt wird, so dass die Langlebigkeit der Vorrichtung erhöht wird, indem eine Verformung des inneren Rings 5 infolge des Oszillationsstauchens verhindert wird.
  • 13 ist ein modifiziertes Beispiel des in 12 gezeigten zylindrischen Teils 44. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der oben beschriebenen Ausführungsform im Grunde nur in der Form der Ringnut, und darum werden Komponenten und Teile, die mit denen der oben beschriebenen Ausführungsform identisch sind, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet, und auf eine doppelte Beschreibung wird verzichtet.
  • Der zylindrische Abschnitt 1b der Radnabe 41 ist als ein zylindrischer Teil 44 mit einer nahezu gleichförmigen Dicke vor der plastischen Verformung ausgebildet. Eine Ringnut 45' mit einer Tiefe t ist an der Außenumfangsfläche des zylindrischen Teils 44 ausgebildet. Die Ringnut 45' ist in einem Bereich ausgebildet, der von einer Position, die dem Ende mit größerem Durchmesser der inneren Lauffläche 5a in dem inneren Ring 5 entspricht, bis zu dem gefasten Abschnitt Sc des inneren Rings 5 reicht, wobei sich der Bereich geringfügig über die größere Endfläche 5b hinaus erstreckt. Außerdem sind eine Kreisbogenfläche 45a mit einem Krümmungsradius Ri und eine Kreisbogenfläche mit einem Krümmungsradius Ro an den Seiten der Ringnut 45' ausgebildet.
  • Hier ist der Boden der Ringnut 45' als eine verjüngte Fläche mit einem Durchmesser ausgebildet, der allmählich in Richtung der Spitze des zylindrischen Teils 44 kleiner wird, und der Neigungswinkel θ der verjüngten Fläche ist auf maximal 15°, besonders bevorzugt auf maximal 10°, eingestellt. Infolge dessen ist es möglich, die Ringspannung, die in dem inneren Ring 5 zum Zeitpunkt des Oszillationsstauchens hervorgerufen wird, weiter zu reduzieren. Ein Neigungswinkel θ von mehr als 15° ist unerwünscht, weil dadurch der zylindrische Teil 44 dünner wird, was zu einer Reduzierung der Festigkeit führt.
  • Sechste Ausführungsform
  • 14 ist eine Längsschnittansicht, die eine sechste Ausführungsform der Antriebsrad-Lagervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der oben beschriebenen fünften Ausführungsform im Grunde nur im Aufbau des doppelreihigen Kugellagers, und darum werden Komponenten und Teile, die mit denen in der fünften Ausführungsform identisch oder funktional gleichwertig sind, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet; und auf ihre ausführliche Beschreibung wird verzichtet.
  • Diese Antriebsrad-Lagervorrichtung hat einen Aufbau, der als die „zweite Generation” gezeichnet wird. Sie besteht aus einer Radnabe 47 und einem Radlager 48, das aus einem doppelreihigen Kugellager gebildet ist, das auf der Radnabe 47 befestigt ist. Das Radlager 48 hat einen Karosseriemontageflansch 7b, der integral am Außenumfang ausgebildet ist, und enthält: ein äußeres Element 7, an dessen Innenumfang doppelreihige äußere Laufflächen 7a und 7a integral ausgebildet sind; zwei innere Ringe 49 und 5, an deren Außenumfang innere Laufflächen 5a und 5a ausgebildet sind, wobei die inneren Laufflächen 5a und 5a gegenüber den doppelreihigen äußeren Laufflächen 7a und 7a angeordnet sind; und doppelreihige Rollelemente 9 und 9, die rollfähig zwischen den Laufflächen, mit dazwischen angeordneten Käfigen 10 und 10, aufgenommen. Dichtungen 50 und 12 sind an der Öffnung eines Ringraums montiert, der zwischen dem äußeren Element 7 und den zwei inneren Ringen 49 und 5 gebildet wird. Dies verhindert das Austreten von Fett, das in dem Lager enthalten ist, und das Eindringen von Regenwasser, Staub usw. in das Lager von außen her.
  • Die Radnabe 47 hat einen Radmontageflansch 4, der integral an dem außenseitigen Ende ausgebildet ist, und ist mit einem zylindrischen Abschnitt 47b versehen, der sich axial von dem Radmontageflansch 4 über den Schulterabschnitt 47a erstreckt. Außerdem wird das Radlager 48 über eine vorgegebene Presspassung auf den zylindrischen Abschnitt 47b der Radnabe 47 gepresst, bis das Radlager 48 an dem Schulterabschnitt 47a anliegt, und wird axial in einem Zustand gesichert, in dem eine beabsichtigte Lagervorbelastung mittels eines gestauchten Abschnitts 51 erzeugt wird, der durch plastisches Verformen des Endes des zylindrischen Abschnitts 47b gebildet wird. Außerdem wird an der Endfläche des gestauchten Abschnitts 51 nach dem Oszillationsstauchen eine Stirnverzahnung 51a eingefräst.
  • Die Radnabe 47 besteht aus Stahl mit mittlerem bis hohem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gewichts-% Kohlenstoff enthält, wobei es sich bei dem Stahl mit mittlerem bis hohem Kohlenstoffgehalt zum Beispiel um S53C handelt; und an einer Außenumfangsfläche ist von dem Schulterabschnitt 47a des Radmontageflansches 4 bis zu dem zylindrischen Abschnitt 47b eine gehärtete Schicht 52 ausgebildet, die durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken auf eine Oberflächenhärte von 50 bis 64 HRC gehärtet wird (in der Zeichnung schraffiert dargestellt). Die Härte des gestauchten Abschnitts 51 bleibt die gleiche wie eine Härte, die nach dem Schmieden erhalten wird. Dies erhöht die Langlebigkeit der Radnabe 47, weil die Radnabe 47 eine ausreichende mechanische Festigkeit für eine auf den Radmontageflansch 4 wirkende Rotationsbiegebelastung besitzt, und macht es möglich, eine plastische Verformung des gestauchten Abschnitts 51 und das Fräsen der Stirnverzahnung 51a auf einfache Weise auszuführen.
  • Da hier in dieser Ausführungsform, wie schon bei der oben beschriebenen Ausführungsform, das Ende des zylindrischen Abschnitts 47b in der Radnabe 47 vor dem Stauchen als ein hohler zylindrischer Teil ausgebildet wird, die Ringnut 45 an einer Außenumfangsfläche des zylindrischen Teils ausgebildet wird und die Breite der Ringnut 45 innerhalb eines zuvor festgelegten Bereichs eingestellt wird, kann der zylindrische Teil zum Zeitpunkt des Stauchens ohne Weiteres verformt werden, kann der Betrag, um den der innere Ring 5 zusammengedrückt wird, garantiert werden, und kann eine Verformung des inneren Rings 5 infolge des Oszillationsstauchens verhindert werden.
  • Darüber hinaus wird die Breitenabmessung des inneren Rings 5 auf der Stauchseite (Innenseite), d. h. des inneren Rings 5 der zwei inneren Ringe 49 und 5, größer gewählt als die Breitenabmessung des außenseitigen inneren Rings 49. Genauer gesagt, sind die Positionen der inneren Laufflächen 5a die gleichen, und die Abmessung Wi von dem Ende mit größerem Durchmesser der inneren Lauffläche 5a bis zu der größeren Endfläche 5b wird länger gewählt als die Abmessung Wo von dem Ende mit größerem Durchmesser der inneren Lauffläche 5a des inneren Rings 49 bis zu der größeren Endfläche 5b. Dadurch wird es möglich, die Verformung des inneren Rings 5 auf der Stauchseite zu verhindern, d. h. die Verformung, die zum Zeitpunkt des Oszillationsstauchens auftreten würde.
  • Siebte Ausführungsform
  • 15 ist eine Längsschnittansicht, die eine siebente Ausführungsform der Antriebsrad-Lagervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; 16 ist eine Längsschnittansicht, die eine Lagereinheit von 15 zeigt; 17 ist eine vergrößerte Ansicht des Hauptabschnitts, die einen Dichtungsabschnitt von 15 zeigt; und 18 ist eine vergrößerte Ansicht des Hauptabschnitts, die ein modifiziertes Beispiel einer Dichtung von 17 zeigt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform (1) im Grunde nur im Vorhandensein oder Fehlen der Außendichtung, und darum werden Komponenten und Teile, die mit denen in der ersten Ausführungsform identisch oder funktional gleichwertig sind, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet, und auf ihre ausführliche Beschreibung wird verzichtet.
  • Diese Antriebsrad-Lagervorrichtung hat einen Aufbau, der als die „dritte Generation” bezeichnet wird. Dabei sind eine Radnabe 1, ein doppelreihiges Kugellager 2 und ein Gleichlaufgelenk 3 lösbar integriert.
  • Wie in einer vergrößerten Ansicht von 16 gezeigt, enthält das doppelreihige Kugellager 2 ein äußeres Element 7, ein inneres Element 8 und doppelreihige Rollelemente 9 und 9. Andererseits sind in dem inneren Element 8 doppelreihige innere Laufflächen 1a und 5a ausgebildet, die gegenüber den äußeren Laufflächen 7a und 7a des äußeren Elements 7 angeordnet sind. Von den doppelreihigen inneren Laufflächen 1a und 5a ist die innere Lauffläche 1a (außenseitig) integral mit dem Außenumfang der Radnabe 1 ausgebildet, und die innere Lauffläche 5a (innenseitig) ist integral mit dem Außenumfang des inneren Rings 5 ausgebildet. In diesem Fall meint das innere Element 8 die Radnabe 1 und den inneren Ring 5.
  • Hier in dieser Ausführungsform, wie in 15 gezeigt, ist ein gestufter Abschnitt 53 in einem Schulterabschnitt 19 eines äußeren Gelenkelements 14 ausgebildet. Des Weiteren ist am Außendurchmesser des inneren Rings 5 eine Außendichtung 54 zum Abdichten eines Eingriffnahmeabschnitts der oben beschriebenen Stirnverzahnungen 19a und 13a montiert. Wie in einer vergrößerten Ansicht von 17 gezeigt, enthält die Außendichtung 54 einen Metallkern 55, der aus einem zylindrischen Teil 55a, der auf den Außendurchmesser des inneren Rings 5 gepresst ist, und einem Innendurchmesser-Abschnitt 55b, der sich von dem zylindrischen Teil 55a radial einwärts erstreckt, besteht, und ein Dichtungselement 56, das an den Metallkern 55 vulkanisiert oder mittels eines ähnlichen Bondungsverfahrens integral mit ihm verbunden ist.
  • Der Metallkern 55 besteht aus einem korrosionsfreien Stahlblech, wie zum Beispiel einem austenitischen Edelstahlblech (wie zum Beispiel SUS304 im JIS), einem ferritischen Edelstahlblech (wie zum Beispiel SUS430 im JIS) und einem korrosionsfreien kaltgewalzten Stahlblech (wie zum Beispiel SPCC im JIS), das zu einem im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt gepresst wird. Andererseits besteht das Dichtungselement 56 aus Synthesekautschuk, wie zum Beispiel Nitrilkautschuk, und hat ein Paar seitlicher Lippen (axialer Lippen) 56a und 56b, die sich seitlich radial auswärts erstrecken, und eine Fettlippe 56c. Außerdem stellen die Dichtungslippen 56a, 56b und 56c einen elastischen Kontakt mit dem gestuften Abschnitt 53 des Schulterabschnitts 19 her. Dadurch wird es möglich zu verhindern, dass Fremdstoffe, wie zum Beispiel Regenwasser und Staub, in den Eingriffnahmeabschnitt der Stirnverzahnungen 19a und 13a von außen her eindringen, und mit absoluter Sicherheit zu verhindern, dass Fett, mit dem der Eingriffnahmeabschnitt gefüllt ist, austreten kann, und somit zu verhindern, dass die Stirnverzahnungen 19a und 13a korrodieren oder verschleißen. Darüber hinaus ist es selbst dann, wenn aufgrund von Produktions- oder Montagefehlern in dem inneren Element 8 oder dem äußeren Gelenkelement 14 Abmessungsschwankungen auftreten, möglich, eine hohe Dichtleistung über einen langen Zeitraum zu erreichen, weil die seitlichen Lippen 56a und 56b und die Fettlippe 56c eine ausreichende Elastizität aufweisen.
  • 18 ist eine vergrößerte Ansicht des Hauptabschnitts, die ein modifiziertes Beispiel der oben beschriebenen Außendichtung 54 zeigt. Komponenten und Teile, die mit denen in den oben beschriebenen Ausführungsform identisch oder funktional gleichwertig sind, werden mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet; und auf ihre ausführliche Beschreibung wird verzichtet.
  • Diese Außendichtung 57 enthält einen Metallkern 55, der aus einem zylindrischen Teil 55a, der auf den Außendurchmesser des inneren Rings 5 gepresst ist, und einem Innendurchmesser-Abschnitt 55b, der sich von dem zylindrischen Teil 55a radial einwärts erstreckt, besteht, und ein Dichtungselement 58, das an den Metallkern 55 vulkanisiert oder mittels eines ähnlichen Bondungsverfahrens integral mit ihm verbunden ist. Das Dichtungselement 58 besteht aus Synthesekautschuk, wie zum Beispiel Nitrilkautschuk, und hat eine axiale Lippe 58a mit einer kreisbogenförmigen Spitze. Infolge dessen ist es möglich zu verhindern, dass Fremdstoffe, wie zum Beispiel Regenwasser und Staub, in den Eingriffnahmeabschnitt der Stirnverzahnungen 19a und 13a von außen her eindringen, und mit absoluter Sicherheit zu verhindern, dass Fett, mit dem der Eingriffnahmeabschnitt gefüllt ist, austreten kann. Darüber hinaus kann die Außendichtung 57 vereinfacht und kompakt gestaltet werden, und da der anliegende Abschnitt der axialen Lippe 58a kreisbogenförmig ausgebildet ist, kann die Außendichtung 57 selbst dann, wenn die Radnabe 1 oder das äußere Gelenkelement 14 aufgrund einer starken einwirkenden Momentlast verformt wird, dieser Verformung genau folgen, wodurch es möglich wird, eine hohe Dichtleistung zu erhalten.
  • Achte Ausführungsform
  • 19 ist eine Längsschnittansicht, die eine achte Ausführungsform der Antriebsrad-Lagervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Diese Ausführungsform hat den gleichen Grundaufbau wie die zuvor beschriebene zweite Ausführungsform (4) und unterscheidet sich von der siebenten Ausführungsform (15) im Grunde nur im Aufbau des doppelreihigen Kugellagers, und darum werden Komponenten und Teile, die mit denen in den oben beschriebenen Ausführungsformen identisch oder funktional gleichwertig sind, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet, und auf ihre ausführliche Beschreibung wird verzichtet.
  • Ein doppelreihiges Kugellager 23 enthält ein äußeres Element 7, ein inneres Element 24 und doppelreihige Rollelemente 9 und 9. Das innere Element 24 besteht aus einer Radnabe 22 und einem inneren Ringelement 25, das in die Radnabe 22 eingepasst ist.
  • Das innere Ringelement 25 ist integral mit einem zylindrischen Teil 27 ausgebildet, der sich axial von einer inneren Lauffläche 5a erstreckt. Dieser zylindrische Teil 27 besteht aus einem Zapfenabschnitt 27a, der über eine vorgegebene Presspassung in einen zylindrischen Abschnitt 22a der Radnabe 22 eingepasst ist, und einem Passungsabschnitt 27b, der am Ende des Zapfenabschnitts 27a ausgebildet ist und gegenüber einem unregelmäßigen Abschnitt 26 der Radnabe 22 angeordnet ist. Des Weiteren ist an einer innenseitigen Endfläche des inneren Ringelements 25 eine Stirnverzahnung 25a ausgebildet. Das innere Ringelement 25 besteht aus Stahl mit mittlerem bis hohem Kohlenstoffgehalt, der 0,40 bis 0,80 Gewichts Kohlenstoff enthält, wobei es sich bei dem Stahl mit mittlerem bis hohem Kohlenstoffgehalt zum Beispiel um S53C handelt, und wird durch Kaltschmieden oder Warmschmieden gebildet.
  • Wenn Kaltschmieden ausgeführt wird, so wird die Stirnverzahnung 25a ausgebildet, während das Schmieden ausgeführt wird, oder die Stirnverzahnung 25a wird nach dem Kaltschmieden durch plastische Kaltverformung, wie zum Beispiel Orbitalbearbeitung, oder durch maschinelle Bearbeitung, wie zum Beispiel Fräsen, ausgebildet. Wenn Warmschmieden ausgeführt wird, so wird die Stirnverzahnung 25a nach dem Drehen durch plastische Kaltverformung, wie zum Beispiel Orbitalbearbeitung, oder durch maschinelle Bearbeitung, wie zum Beispiel Fräsen, ausgebildet. Das innere Ringelement 25 wird in einer Region von der inneren Lauffläche 5a bis zu dem Zapfenabschnitt 27a durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken auf eine Oberflächenhärte von 58 bis 64 HRC gehärtet. Der Passungsabschnitt 27b behält die gleiche Härte wie eine Materialhärte, die nach dem Schmieden erhalten wird. Des Weiteren kann die Stirnverzahnung 25a nach dem Hochfrequenzinduktionsabschrecken ausgebildet werden.
  • Hier werden die Radnabe 22 und das innere Ringelement 25 mit einer durch Stauchen hervorgerufenen beabsichtigten Lagervorbelastung plastisch integral gekoppelt, wobei der Passungsabschnitt 27b in den unregelmäßigen Abschnitt 26 der Radnabe 22 hineingedrückt und verstemmt wird, indem der zylindrische Teil 27 des inneren Ringelements 25 in die Radnabe 22 eingepasst wird und gleichzeitig der Durchmesser des Passungsabschnitts 27b aufgeweitet wird, indem ein durchmesservergrößerndes Werkzeug, wie zum Beispiel ein Dorn, in den Passungsabschnitt 27b gedrückt wird. Dadurch braucht der Betrag der Vorbelastung nicht mehr durch Festziehen mit einer Mutter oder dergleichen eingestellt zu werden, wie es im Stand der Technik der Fall ist. Darum ist es möglich, eine Reduzierung von Gewicht und Größe zu realisieren, die Festigkeit und Langlebigkeit der Radnabe 22 zu erhöhen und den Betrag der Vorbelastung für lange Zeit aufrecht zu erhalten.
  • Des Weiteren ist eine Befestigungsschraube 21 in ein Innengewinde 20a eines Wellenabschnitts 20 geschraubt, und Stirnverzahnungen 19a und 25a eines Schulterabschnitts 19 eines äußeren Gelenkelements 14 und einer innenseitigen Endfläche des inneren Ringelements 25 (wobei die Stirnverzahnungen 19a und 25a einander gegenüber angeordnet sind) werden mittels Druck durch die Befestigungsschraube 21 – mit einem dazwischen angeordneten Distanzstück 29 – gestützt, wodurch das doppelreihige Kugellager 23 und das Gleichlaufgelenk 3 lösbar integriert werden. Das Distanzstück 29 hat einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt und hat einen Flanschabschnitt 29a, der an der außenseitigen Endfläche der Radnabe 22 anliegt, und einen zylindrischen Teil 29b, der auf die Befestigungsschraube 21 geschoben wird. Infolge dessen ist es möglich, das äußere Gelenkelement 14 und das innere Element 24 auf einfache Weise durch das Distanzstück 29 zu zentrieren. Dies vereinfacht die Demontage- und Montageabläufe der Vorrichtung. Außerdem können die Stirnverzahnungen 19a und 25a ohne umfängliches und axiales Spiel eingreifen.
  • Außerdem ist, wie im Fall der oben beschriebenen Ausführungsform, an dem Außendurchmesser des inneren Rings 5 eine Außendichtung 54 zum Abdichten eines Eingriffnahmeabschnitts der oben beschriebenen Stirnverzahnungen 19a und 25a montiert, und Dichtungslippen 56a, 56b und 56c stellen einen elastischen Kontakt mit dem gestuften Abschnitt 53 des Schulterabschnitts 19 her. Dadurch wird es möglich zu verhindern, dass Fremdstoffe, wie zum Beispiel Regenwasser und Staub, in den Eingriffnahmeabschnitt der Stirnverzahnungen 19a und 25a von außen her eindringen, und mit absoluter Sicherheit zu verhindern, dass Fett, mit dem der Eingriffnahmeabschnitt gefüllt ist, austreten kann, und somit zu verhindern, dass die Stirnverzahnungen 19a und 25a korrodieren oder verschleißen. Darüber hinaus ist es selbst dann, wenn aufgrund von Produktions- oder Montagefehlern in dem inneren Element 24 oder dem äußeren Gelenkelement 14 Abmessungsschwankungen auftreten, möglich, eine hohe Dichtleistung über einen langen Zeitraum zu erreichen, weil die seitlichen Lippen 56a und 56b und die Fettlippe 56c eine ausreichende Elastizität aufweisen.
  • Neunte Ausführungsform
  • 20 ist eine Längsschnittansicht, die eine neunte Ausführungsform der Antriebsrad-Lagervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Diese Ausführungsform hat den gleichen Grundaufbau wie die zuvor beschriebene dritte Ausführungsform (6) und unterscheidet sich von der siebenten Ausführungsform (15) im Grunde nur im Aufbau des doppelreihigen Kugellagers, und darum werden Komponenten und Teile, die mit denen in den oben beschriebenen Ausführungsformen identisch oder funktional gleichwertig sind, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet; und auf ihre ausführliche Beschreibung wird verzichtet.
  • Ein doppelreihiges Kugellager 31 hat ein äußeres Element 7, ein inneres Element 32 und doppelreihige Rollelemente 9 und 9. Das innere Element 32 besteht aus einer Radnabe 30 und einem inneren Ringelement 33, das in die Radnabe 30 hineingepresst und über eine vorgegebene Presspassung daran befestigt ist. In dem inneren Ringelement 33 sind das innere Ringelement 33 und die Radnabe 30 plastisch integral mit einer zuvor festgelegten Lagervorbelastung gekoppelt, die mittels eines gestauchten Abschnitts 34a erzeugt wird, der durch plastisches Verformen des Endes des zylindrischen Teils 34 radial auswärts gebildet wird.
  • Des Weiteren wird, wie im Fall der zuvor beschriebenen Ausführungsformen, das innere Ringelement 33, das die Stirnverzahnung 25a enthält, durch Kaltschmieden oder Warmschmieden gebildet; jedoch kann auch eine thermische Vergütung (Hochtemperaturtempern nach dem Abschrecken) an dem inneren Ringelement 33 ausgeführt werden, nachdem es geschmiedet wurde. Durch die thermische Vergütung ist es möglich, geringe Härte und hohe Schlagzähigkeit zu garantieren.
  • Hier wird eine Befestigungsschraube 21 in ein Innengewinde 20a des Wellenabschnitts 20 geschraubt, und Stirnverzahnungen 19a und 25a eines äußeren Gelenkelements 14 und des inneren Ringelement 33 (wobei die Stirnverzahnungen 19a und 25a einander gegenüber angeordnet sind) werden mittels Druck durch die Befestigungsschraube 21 – mit einem dazwischen angeordneten Distanzstück 35 – gestützt, wodurch das doppelreihige Kugellager 31 und das Gleichlaufgelenk 3 lösbar integriert werden.
  • In dieser Ausführungsform wird der Aufbau, bei dem das innere Ringelement 33 in den zylindrischen Abschnitt 22a der Radnabe 30 hineingepresst und daran befestigt wird, als ein Beispiel genommen; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Obgleich in der Zeichnung nicht gezeigt, können die beiden oben genannten Elemente mittels einer Sägezahnung, die am Innenumfang der Radnabe ausgebildet ist, und einer Sägezahnung, die in die erstgenannte Sägezahnung eingreift und in dem zylindrischen Teil des inneren Ringelements ausgebildet ist, aneinander befestigt werden.
  • Des Weiteren kann, obgleich in der Zeichnung nicht gezeigt, das in der achten und neunten Ausführungsform beschriebene Distanzstück, das einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweist und mit der Befestigungsschraube verwendet wird, auch in der siebenten Ausführungsform verwendet werden. Das heißt, indem man den Abschnitt mit kleinerem Durchmesser am Innendurchmesser der Radnabe, durch den die Befestigungsschraube geschoben wird, weglässt, den Innendurchmesser-Abschnitt der Radnabe mit einer zylindrischen Form versieht, den Flanschabschnitt des Distanzstücks an der außenseitigen Endfläche der Radnabe anliegen lässt und den zylindrischen Innendurchmesser-Abschnitt der Radnabe zum Führen des zylindrischen Teils des Distanzstücks, das auf die Befestigungsschraube geschoben wird, verwendet, ist es möglich, das äußere Gelenkelement und das innere Element auf einfache Weise zu zentrieren. Dies vereinfacht die Demontage- und Montageabläufe der Vorrichtung. Außerdem können die Stirnverzahnungen ohne umfängliches und axiales Spiel eingreifen. Des Weiteren ist es durch den Verzicht auf den Abschnitt mit kleinerem Durchmesser möglich, das Gewicht des Produkts zu senken.
  • Außerdem ist, wie im Fall der oben beschriebenen Ausführungsform, an dem Außendurchmesser des inneren Rings 33 eine Außendichtung 54 zum Abdichten eines Eingriffnahmeabschnitt der oben beschriebenen Stirnverzahnungen 19a und 25a montiert, und Dichtungslippen 56a, 56b und 56c stellen einen elastischen Kontakt mit einem gestuften Abschnitt 53 eines Schulterabschnitts 19 her. Dadurch wird es möglich zu verhindern, dass Fremdstoffe, wie zum Beispiel Regenwasser und Staub, in den Eingriffnahmeabschnitt der Stirnverzahnungen 19a und 25a von außen her eindringen, und mit absoluter Sicherheit zu verhindern, dass Fett, mit dem der Eingriffnahmeabschnitt gefüllt ist, austreten kann, und somit zu verhindern, dass die Stirnverzahnungen 19a und 25a korrodieren oder verschleißen. Darüber hinaus ist es selbst dann, wenn aufgrund von Produktions- oder Montagefehlern in dem inneren Element 32 oder dem äußeren Gelenkelement 14 Abmessungsschwankungen auftreten, möglich, eine hohe Dichtleistung über einen langen Zeitraum zu erreichen, weil die seitlichen Lippen 56a und 56b und die Fettlippe 56c eine ausreichende Elastizität aufweisen.
  • Zehnte Ausführungsform
  • 21 ist eine Längsschnittansicht, die eine zehnte Ausführungsform der Antriebsrad-Lagervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; 22 ist eine Längsschnittansicht, die ein Gleichlaufgelenk von 21 zeigt; 23 ist eine vergrößerte Ansicht des Hauptabschnitts, die einen Außendichtungsabschnitt von 21 zeigt; 24 ist eine vergrößerte Ansicht des Hauptabschnitts, die ein modifiziertes Beispiel einer Außendichtung von 23 zeigt; 25 ist eine vergrößerte Ansicht des Hauptabschnitts, die ein weiteres modifiziertes Beispiel der Außendichtung von 23 zeigt; und 26 ist eine vergrößerte Ansicht des Hauptabschnitts, die ein weiteres modifiziertes Beispiel zeigt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen siebten Ausführungsform (15) im Grunde nur im Aufbau der Außendichtung, und darum werden Komponenten und Teile, die mit denen in den oben beschriebenen Ausführungsformen identisch oder funktional gleichwertig sind, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet, und auf ihre ausführliche Beschreibung wird verzichtet.
  • Diese Antriebsrad-Lagervorrichtung hat einen Aufbau, der als die „dritte Generation” bezeichnet wird. Dabei sind eine Radnabe 1, ein doppelreihiges Kugellager 2 und ein Gleichlaufgelenk 3 lösbar integriert. Das doppelreihige Kugellager 2 enthält ein äußeres Element 7, ein inneres Element 8 und doppelreihige Rollelemente 9 und 9.
  • Hier in dieser Ausführungsform ist eine Außendichtung 59 zum Abdichten eines Eingriffnahmeabschnitts der oben beschriebenen Stirnverzahnungen 19a und 13a an einem Schulterabschnitt 19 eines äußeren Gelenkelements 14 montiert. Wie in 22 gezeigt, besteht die Außendichtung 59 aus einem zylindrischen Metallkern 60, der auf den Außendurchmesser des Schulterabschnitts 19 gepresst ist, und einem Dichtungselement 61, das an den Metallkern 60 vulkanisiert oder mittels eines ähnlichen Bondungsverfahrens integral mit ihm verbunden ist.
  • Der Metallkern 60 besteht aus einem korrosionsfreien Stahlblech, wie zum Beispiel einem austenitischen Edelstahlblech (wie zum Beispiel SUS304 im JIS), einem ferritischen Edelstahlblech (wie zum Beispiel SUS430 im JIS) und einem korrosionsfreien kaltgewalzten Stahlblech (wie zum Beispiel SPCC im JIS), das zu einem im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt gepresst ist. Andererseits besteht das Dichtungselement 61 aus Synthesekautschuk, wie zum Beispiel ACM und NBR, und hat ein Paar seitlicher Lippen (axialer Lippen) 61a und 61b, die sich seitlich radial gabeln. Außerdem, wie in einer vergrößerten Ansicht von 23 gezeigt, stellen die Dichtungslippen 61a und 61b einen elastischen Kontakt mit einer größeren Endfläche 5b eines inneren Ring 5 her.
  • Dadurch wird es möglich zu verhindern, dass Fremdstoffe, wie zum Beispiel Regenwasser und Staub, in den Eingriffnahmeabschnitt der Stirnverzahnungen 19a und 13a von außen her eindringen, und mit absoluter Sicherheit zu verhindern, dass Fett, mit dem der Eingriffnahmeabschnitt gefüllt ist, austreten kann, und somit zu verhindern, dass die Stirnverzahnungen 19a und 13a korrodieren oder verschleißen. Darüber hinaus ist es selbst dann, wenn aufgrund von Produktions- oder Montagefehlern in dem inneren Element 8 oder dem äußeren Gelenkelement 14 Abmessungsschwankungen auftreten, möglich, eine hohe Dichtleistung über einen langen Zeitraum zu erreichen, weil die seitlichen Lippen 61a und 61b eine ausreichende Elastizität aufweisen und einen elastischen Kontakt mit der größeren Endfläche 5b des inneren Rings 5 herstellen, wobei auf der größeren Endfläche 5b durch Schleifen eine zuvor festgelegte Oberflächenrauigkeit ausgebildet wird. Neben den oben beschriebenen Kautschukarten können auch Kautschukarten mit ausgezeichneter Hitzebeständigkeit, wie zum Beispiel HNBR (hydrierter Acrylnitrilbutadien-Kautschuk), EPDM (Ethylenpropylen-Kautschuk) und FKM (Fluorkarbon-Kautschuk), EPM (Ethylenpropylen-Kautschuk) und Silikonkautschuk, als das Dichtungselement 61 verwendet werden.
  • 24 ist eine vergrößerte Ansicht des Hauptabschnitts, die ein modifiziertes Beispiel der oben beschriebenen Außendichtung 59 zeigt. Es ist zu beachten, dass Komponenten und Teile, die mit denen in den oben beschriebenen Ausführungsformen identisch oder funktional gleichwertig sind, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet werden; und auf ihre ausführliche Beschreibung wird verzichtet.
  • Diese Außendichtung 62 enthält einen Metallkern 63, der durch einen ersten zylindrischen Teil 63a, der auf den Außendurchmesser des Schulterabschnitts 19 des äußeren Gelenkelements 14 gepresst ist, einen schrägen Abschnitt 63b, der sich seitlich von dem ersten zylindrischen Teil 63a radial auswärts erstreckt, und einen zweiten zylindrischen Teil 63c, der sich axial von dem schrägen Abschnitt 63b erstreckt, gebildet wird, sowie ein Dichtungselement 64, das an den Metallkern 63 vulkanisiert oder mittels eines ähnlichen Bondungsverfahrens integral mit ihm verbunden ist. Das Dichtungselement 64 besteht aus Synthesekautschuk, wie zum Beispiel ACM oder NBR, und weist ein Paar sich gabelnder radialer Lippen 64a und 64b auf. Das Paar radialer Lippen 64a und 64b stellt einen elastischen Kontakt mit dem Außendurchmesser des inneren Rings 5 her. Dadurch wird es möglich zu verhindern, dass Fremdstoffe, wie zum Beispiel Regenwasser und Staub, in den Eingriffnahmeabschnitt der Stirnverzahnungen 19a und 13a von außen her eindringen, und mit absoluter Sicherheit zu verhindern, dass Fett, mit dem der Eingriffnahmeabschnitt gefüllt ist, austreten kann. Darüber hinaus kann die Außendichtung 62 selbst dann, wenn die Radnabe 1 oder das äußere Gelenkelement 14 aufgrund einer starken einwirkenden Momentlast verformt wird, dieser Verformung genau folgen, da die Außendichtung 62 das Paar radialer Lippen 64a und 64b aufweist, wodurch es möglich wird, eine hohe Dichtleistung zu erhalten.
  • 25 ist eine vergrößerte Ansicht des Hauptabschnitts, die ein weiteres modifiziertes Beispiel der oben beschriebenen Außendichtung zeigt. Es ist zu beachten, dass Komponenten und Teile, die mit denen in der oben beschriebenen Ausführungsform identisch oder funktional gleichwertig sind, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet werden; und auf ihre ausführliche Beschreibung wird verzichtet.
  • Diese Außendichtung 65 besteht aus einem zylindrischen Metallkern 66, der auf den Außendurchmesser des Schulterabschnitts 19 des äußeren Gelenkelements 14 gepresst ist, und einem Dichtungselement 67, das an den Metallkern 66 vulkanisiert oder mittels eines ähnlichen Bondungsverfahrens integral mit ihm verbunden ist. Das Dichtungselement 67 besteht aus Synthesekautschuk, wie zum Beispiel ACM oder NBR, und hat eine axiale Lippe 67a mit einer kreisbogenförmigen Spitze. Die axiale Lippe 67a stellt einen elastischen Kontakt mit der größeren Endfläche 5b des inneren Rings 5 her. Dadurch wird es möglich zu verhindern, dass Fremdstoffe, wie zum Beispiel Regenwasser und Staub, in den Eingriffnahmeabschnitt der Stirnverzahnungen 19a und 13a von außen her eindringen, und mit absoluter Sicherheit zu verhindern, dass Fett, mit dem der Eingriffnahmeabschnitt gefüllt ist, austreten kann. Darüber hinaus kann die Außendichtung 65 selbst dann, wenn die Radnabe 1 oder das äußere Gelenkelement 14 aufgrund einer starken einwirkenden Momentlast verformt wird, dieser Verformung genau folgen, da die Außendichtung 65 vereinfacht ist und der anliegende Abschnitt der axialen Lippe 67a kreisbogenförmig ausgebildet ist, wodurch es möglich wird, eine hohe Dichtleistung zu erhalten.
  • 26 ist eine vergrößerte Ansicht des Hauptabschnitts, die ein weiteres modifiziertes Beispiel der oben beschriebenen Außendichtung zeigt. Es ist zu beachten, dass Komponenten und Teile, die mit denen in der oben beschriebenen Ausführungsform identisch oder funktional gleichwertig sind, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet werden; und auf ihre ausführliche Beschreibung wird verzichtet.
  • Diese Außendichtung 68 besteht aus einem zylindrischen Metallkern 69, der auf den Außendurchmesser des Schulterabschnitts 19 des äußeren Gelenkelements 14 gepresst ist, und einem Dichtungselement 70, das an den Metallkern 69 vulkanisiert oder mittels eines ähnlichen Bondungsverfahrens integral mit ihm verbunden ist. Das Dichtungselement 70 besteht aus Synthesekautschuk, wie zum Beispiel ACM oder NBR, und hat eine seitliche Lippe 70a, die sich seitlich radial auswärts erstreckt, und eine radiale Lippe 70b, die sich seitlich radial einwärts erstreckt. Die seitliche Lippe 70a stellt einen elastischen Kontakt mit der Seitenfläche eines aufrechten Abschnitts 74b eines Abstreifrings 74, der eine innenseitige Dichtung 12 bildet, her, und die radiale Lippe 70b stellt einen elastischen Kontakt mit dem Außendurchmesser des inneren Rings 5 her.
  • Hier ist die innenseitige Dichtung 12 als eine sogenannte Packungsdichtung ausgebildet, die mit einer ringförmigen Dichtungsplatte 73 und einem Abstreifring 74 mit einem im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt versehen ist, wobei die Dichtungsplatte 73 aus einem Metallkern 71, der in das Ende des äußeren Elements 7 eingepasst ist, wobei der Metallkern 71 einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweist, und einem Dichtungselement 72, das an den Metallkern 71 vulkanisiert ist, gebildet wird, wobei der Abstreifring 74 aus einem zylindrischen Teil 74a, der auf den Außendurchmesser des inneren Rings 5 gepresst ist, und einem aufrechten Abschnitt 74b, der sich von dem zylindrischen Teil 74a radial auswärts erstreckt, gebildet wird.
  • Das Dichtungselement 72 besteht aus Synthesekautschuk, wie zum Beispiel NBR, und hat eine seitliche Lippe 72a, die einen Gleitkontakt mit dem aufrechten Abschnitt 74b des Abstreifrings 74 herstellt, wobei ein zuvor festgelegter axialer Presssitz zwischen ihnen und einer Fettlippe 72b und einer Zwischenlippe 72c, die in Gabelform ausgebildet sind, verbleibt, wobei die Fettlippe 72b und die Zwischenlippe 72c einen Gleitkontakt mit dem zylindrischen Teil 74a herstellen, wobei ein zuvor festgelegter axialer Presssitz zwischen ihnen verbleibt.
  • Durch einen solchen Aufbau ist es möglich zu verhindern, dass Fremdstoffe, wie zum Beispiel Regenwasser und Staub, in den Eingriffnahmeabschnitt der Stirnverzahnungen 19a und 13a von außen her eindringen, und mit absoluter Sicherheit zu verhindern, dass Fett, mit dem der Eingriffnahmeabschnitt gefüllt ist, austreten kann. Weil darüber hinaus die Außendichtung 68 die seitliche Lippe 70a hat, die einen Kontakt mit dem Abstreifring 74 herstellt, ist es möglich zu verhindern, dass Fremdstoffe, wie zum Beispiel Regenwasser und Staub, durch einen Passungsabschnitt zwischen dem Abstreifring 74 und dem inneren Ring 5 in das Lager eindringen, wodurch die Langlebigkeit des Lagers erhöht werden kann.
  • Elfte Ausführungsform
  • 27 ist eine Längsschnittansicht, die eine elfte Ausführungsform der Antriebsrad-Lagervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Diese Ausführungsform hat den gleichen Grundaufbau wie die zuvor beschriebene zweite Ausführungsform (4) und unterscheidet sich von der zehnten Ausführungsform (21) im Grunde nur im Aufbau des doppelreihigen Kugellagers, und darum werden Komponenten und Teile, die mit denen in den oben beschriebenen Ausführungsformen identisch oder funktional gleichwertig sind, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet; und auf ihre ausführliche Beschreibung wird verzichtet.
  • Ein doppelreihiges Kugellager 23 enthält ein äußeres Element 7, ein inneres Element 24 und doppelreihige Rollelemente 9 und 9. Das innere Element 24 besteht aus einer Radnabe 22 und einem inneren Ringelement 25, das in die Radnabe 22 eingepasst ist.
  • In dieser Ausführungsform ist eine Außendichtung 59 an einem Schulterabschnitt 19 eines äußeren Gelenkelements 14 montiert, und seitliche Lippen 61a und 61b der Außendichtung 59 stellen einen elastischen Kontakt mit einem Stufenabschnitt 28 des inneren Ringelements 25 her, wodurch ein Eingriffnahmeabschnitt von Stirnverzahnungen 19a und 25a abgedichtet wird.
  • Dadurch wird es möglich zu verhindern, dass Fremdstoffe, wie zum Beispiel Regenwasser und Staub, in den Eingriffnahmeabschnitt der Stirnverzahnungen 19a und 25a von außen her eindringen, und mit absoluter Sicherheit zu verhindern, dass Fett, mit dem der Eingriffnahmeabschnitt gefüllt ist, austreten kann, und somit zu verhindern, dass die Stirnverzahnungen 19a und 25a korrodieren oder verschleißen.
  • Zwölfte Ausführungsform
  • 28 ist eine Längsschnittansicht, die eine zwölfte Ausführungsform der Antriebsrad-Lagervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Diese Ausführungsform hat den gleichen Grundaufbau wie die zuvor beschriebene dritte Ausführungsform (6) und unterscheidet sich von der zehnten Ausführungsform (21) im Grunde nur im Aufbau des doppelreihigen Kugellagers, und darum werden Komponenten und Teile, die mit denen in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen identisch oder funktional gleichwertig sind, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet; und auf ihre ausführliche Beschreibung wird verzichtet.
  • Ein doppelreihiges Kugellager 31 enthält ein äußeres Element 7, ein inneres Element 32 und doppelreihige Rollelemente 9 und 9. Das innere Element 32 besteht aus einer Radnabe 30 und einem inneren Ringelement 33, das in die Radnabe 30 eingepasst und über eine vorgegebene Presspassung daran befestigt ist.
  • Des Weiteren wird, wie im Fall der zuvor beschriebenen Ausführungsformen, das innere Ringelement 33, das die Stirnverzahnung 25a enthält, durch Kaltschmieden oder Warmschmieden gebildet; jedoch kann auch eine thermische Vergütung (Hochtemperaturtempern nach dem Abschrecken) an dem inneren Ringelement 33 ausgeführt werden, nachdem es geschmiedet wurde. Durch die thermische Vergütung ist es möglich, geringe Härte und hohe Schlagzähigkeit zu garantieren.
  • In dieser Ausführungsform ist eine Außendichtung 59 an einem Schulterabschnitt 19 eines äußeren Gelenkelements 14 montiert, und seitliche Lippen 61a und 61b der Außendichtung 59 stellen einen elastischen Kontakt mit einem Stufenabschnitt 28 des inneren Ringelements 33 her, wodurch ein Eingriffnahmeabschnitt der Stirnverzahnungen 19a und 25a abgedichtet wird.
  • Dadurch wird es möglich zu verhindern, dass Fremdstoffe, wie zum Beispiel Regenwasser und Staub, in den Eingriffnahmeabschnitt der Stirnverzahnungen 19a und 25a von außen her eindringen, und mit absoluter Sicherheit zu verhindern, dass Fett, mit dem der Eingriffnahmeabschnitt gefüllt ist, austreten kann, und somit zu verhindern, dass die Stirnverzahnungen 19a und 25a korrodieren oder verschleißen.
  • Obgleich die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, versteht es sich, dass die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung lediglich veranschaulichend und beispielhaft sind und nicht in einem einschränkenden Sinne verstanden werden dürfen, und dass die vorliegende Erfindung auch auf eine andere Weise praktiziert werden kann, als oben ausdrücklich beschrieben ist, solange die Modifikationen oder Änderungen unter den Geist der vorliegenden Erfindung fallen. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird in den beiliegenden Ansprüchen dargelegt und enthält alle Modifikationen oder Änderungen, die in dem Sinne und innerhalb des Geltungsbereichs vorgenommen werden, der dem Wortlaut der Ansprüche entspricht.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Eine Antriebsrad-Lagervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann auf eine Antriebsrad-Lagervorrichtung angewendet werden, in der ein doppelreihiges Kugellager mit einer Radnabe und einem Gleichlaufgelenk lösbar integriert sind.
  • Bezugszeichenliste
    • 1, 22, 30, 41, 47
    Radnabe
    1a, 5a
    innere Lauffläche
    1b, 22a, 47b
    zylindrischer Abschnitt
    1c
    Abschnitt mit kleinerem Durchmesser
    2, 23, 31, 36, 42, 48
    doppelreihiges Kugellager
    3
    Gleichlaufgelenk
    4
    Radmontageflansch
    4a
    innenseitige Basis des Radmontageflansches
    5, 49
    innerer Ring
    5b
    größere Endfläche des inneren Rings
    5c
    gefaster Abschnitt des inneren Rings
    7
    äußeres Element
    7a
    äußere Lauffläche
    7b
    Karosseriemontageflansch
    8, 24, 32, 37, 43
    inneres Element
    9
    Rollelement
    10
    Käfig
    11, 50
    außenseitige Dichtung
    12
    innenseitige Dichtung
    13, 34a, 51
    gestauchter Abschnitt
    13a, 19a, 25a, 51a
    Stirnverzahnung
    14
    äußeres Gelenkelement
    15
    Gelenk-Innenring
    15a, 18a
    Spurrinne
    16
    Käfig
    17
    Drehmomentübertragungskugel
    18
    Mündungsabschnitt
    19, 47a
    Schulterabschnitt
    20
    Wellenabschnitt
    20a
    Innengewinde
    21, 40
    Befestigungsschraube
    25, 33, 38
    inneres Ringelement
    26
    unregelmäßiger Abschnitt
    27, 29b, 34, 35b, 39, 44, 55a, 74a
    zylindrischer Teil
    27a
    Zapfenabschnitt
    27b
    Passungsabschnitt
    28
    Stufenabschnitt
    29, 35
    Distanzstück
    29a, 35a
    Flanschabschnitt
    39a
    Führungsabschnitt
    44a, 44b
    gefaster Abschnitt des zylindrischen Teils
    45, 45'
    Ringnut
    45a, 45b
    Kreisbogenfläche
    46, 52
    gehärtete Schicht
    53
    gestufter Abschnitt
    54, 57, 59, 62, 65, 68
    Außendichtung
    55, 60, 63, 66, 69, 71
    Metallkern
    55b
    Innendurchmesser-Abschnitt
    56, 58, 61, 64, 67, 70, 72
    Dichtungselement
    56a, 56b, 61a, 61b, 70a, 72°
    seitliche Lippe
    56c, 72b
    Fettlippe
    58a, 67a
    axiale Lippe
    63a
    erster zylindrischer Teil
    63b
    schräger Abschnitt
    63c
    zweiter zylindrischer Teil
    64a, 64b, 70b
    radiale Lippe
    72c
    Zwischenlippe
    73
    Dichtungsplatte
    74
    Abstreifring
    74b
    aufrechter Abschnitt
    101
    doppelreihiges Kugellager
    102
    Gleichlaufgelenk
    103
    äußeres Element
    103a
    äußere Lauffläche
    103b
    Karosseriemontageflansch
    104
    Radnabe
    104a, 105a
    innere Lauffläche
    104b
    Radmontageflansch
    104c
    zylindrischer Abschnitt
    105
    innerer Ring
    106
    inneres Element
    107
    Käfig
    108
    Kugel
    109
    gestauchter Abschnitt
    109a, 117a
    Stirnverzahnung
    110, 111
    Dichtung
    112
    äußeres Gelenkelement
    113
    Gelenk-Innenring
    114
    Käfig
    115
    Drehmomentübertragungskugel
    116
    Mündungsabschnitt
    117
    Schulterabschnitt
    118
    Wellenabschnitt
    118a
    Innengewinde
    119
    Befestigungsschraube
  • Zusammenfassung
  • Es wird eine Antriebsrad-Lagervorrichtung bereitgestellt, welche die Verarbeitungsfähigkeit zum Zeitpunkt der Demontage und Montage verbessert und die Langlebigkeit erhöht.
  • In einer Antriebsrad-Lagervorrichtung ist ein innerer Ring 5 an einer Radnabe 1 mittels eines gestauchten Abschnitts 13 befestigt, der durch plastisches Verformen des Endes eines zylindrischen Abschnitt 1b radial auswärts gebildet wird; ein äußeres Gelenkelement 14 eines Gleichlaufgelenks 3 hat einen Schulterabschnitt 19 und einen zylindrischen Wellenabschnitt 20, der sich axial von dem Schulterabschnitt 19 erstreckt und ein Innengewinde 20a enthält; der Schulterabschnitt 19 und der zylindrische Wellenabschnitt 20 sind integral in dem äußeren Gelenkelement ausgebildet; Stirnverzahnungen 19a und 13a sind an den Endflächen des Schulterabschnitts 19 und des gestauchten Abschnitts 13 ausgebildet; die Stirnverzahnungen 19a und 13a werden mittels Druck durch eine Befestigungsschraube 21 gestützt, die an der außenseitigen Endfläche der Radnabe 1 anliegt und in das Innengewinde 20a des Wellenabschnitts 20 eingeschraubt ist; eine Restkompressionsspannung wirkt an den Oberflächen der Stirnverzahnungen 19a und 13a infolge einer Oberflächenmodifizierung durch Kugelstrahlen, und ihre Oberflächenhärte ist auf mindestens 300 Hv eingestellt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 63-184501 A [0007]

Claims (29)

  1. Antriebsrad-Lagervorrichtung mit einem doppelreihigen Kugellager und einem Gleichlaufgelenk, die lösbar integriert sind, wobei in dieser Vorrichtung das doppelreihige Kugellager Folgendes enthält: ein äußeres Element, das einen an einer Fahrzeugkarosserie zu montierenden Karosseriemontageflansch aufweist, wobei der Karosseriemontageflansch integral am Außenumfang ausgebildet ist, und mit einer integral ausgebildeten doppelreihigen äußeren Lauffläche am Innenumfang versehen ist; ein inneres Element, das aus einer Radnabe und einem inneren Ring gebildet ist, wobei die Radnabe einen Radmontageflansch zum Montieren eines Rades aufweist, wobei der Radmontageflansch an einem Ende integral ausgebildet ist und an seinem Außenumfang eine innere Lauffläche aufweist, die gegenüber der doppelreihigen äußeren Lauffläche angeordnet ist, sowie einen zylindrischen Abschnitt aufweist, der sich axial von der inneren Lauffläche erstreckt, wobei der innere Ring auf die Radnabe gepresst ist und an seinem Außenumfang die andere innere Lauffläche aufweist, die gegenüber der doppelreihigen äußeren Lauffläche angeordnet ist; und ein doppelreihiges Rollenelement, das frei rollfähig zwischen den Laufflächen des inneren Elements und des äußeren Elements aufgenommen ist, wobei der innere Ring an der Radnabe mittels eines gestauchten Abschnitts befestigt ist, der durch plastisches Verformen eines Endes des zylindrischen Abschnitts radial nach außen gebildet wird; und das Gleichlaufgelenk ein äußeres Gelenkelement mit einem napfförmigen Mündungsabschnitt, einem Schulterabschnitt, der den Boden des Mündungsabschnitts bildet, und einem zylindrischen Wellenabschnitt, der sich axial von dem Schulterabschnitt erstreckt, aufweist, wobei der Wellenabschnitt mit einem Innengewinde versehen ist, und wobei der Mündungsabschnitt, der Schulterabschnitt und der Wellenabschnitt integral in dem äußeren Gelenkelement ausgebildet sind, wobei an den jeweiligen Endflächen des Schulterabschnitts des äußeren Gelenkelements und des gestauchten Abschnitts Stirnverzahnungen ausgebildet sind, wobei die Stirnverzahnungen mittels Druck durch eine Befestigungsschraube gestützt werden, die an einer außenseitigen Endfläche der Radnabe anliegt und mit dem Innengewinde des Wellenabschnitts verschraubt ist, und wobei das doppelreihige Kugellager und das Gleichlaufgelenk in einer solchen Weise miteinander gekoppelt sind, dass das doppelreihige Kugellager und das Gleichlaufgelenk Drehmoment übertragen können und axial trennbar sind, wobei an den Oberflächen der Stirnverzahnungen infolge einer Oberflächenmodifizierung eine Restkompressionsspannung wirkt.
  2. Antriebsrad-Lagervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Stirnverzahnung des gestauchten Abschnitts durch plastische Verformung gebildet wird, während der gestauchte Abschnitt gebildet wird.
  3. Antriebsrad-Lagervorrichtung mit einem doppelreihigen Kugellager und einem Gleichlaufgelenk, die lösbar integriert sind, wobei in dieser Vorrichtung das doppelreihige Kugellager Folgendes enthält: ein äußeres Element, das einen an einer Fahrzeugkarosserie zu montierenden Karosseriemontageflansch aufweist, wobei der Karosseriemontageflansch integral am Außenumfang ausgebildet ist, und mit einer integral ausgebildeten doppelreihigen äußeren Lauffläche am Innenumfang versehen ist; ein inneres Element, das aus einer Radnabe und einem zylindrischen inneren Ringelement gebildet wird, wobei die Radnabe einen Radmontageflansch zum Montieren eines Rades aufweist, wobei der Radmontageflansch an einem Ende integral ausgebildet ist und an seinem Außenumfang eine innere Lauffläche aufweist, die gegenüber der doppelreihigen äußeren Lauffläche angeordnet ist, sowie einen zylindrischen Abschnitt aufweist, der sich axial von der inneren Lauffläche erstreckt, wobei das innere Ringelement auf die Radnabe gepresst ist und an seinem Außenumfang die andere innere Lauffläche aufweist, die gegenüber der doppelreihigen äußeren Lauffläche angeordnet ist; und ein doppelreihiges Rollenelement, das frei rollfähig zwischen den Laufflächen des inneren Elements und des äußeren Elements aufgenommen ist; und das Gleichlaufgelenk ein äußeres Gelenkelement mit einem napfförmigen Mündungsabschnitt, einem Schulterabschnitt, der den Boden des Mündungsabschnitts bildet, und einem zylindrischen Wellenabschnitt, der sich axial von dem Schulterabschnitt erstreckt, aufweist, wobei der Wellenabschnitt mit einem Innengewinde versehen ist, und wobei der Mündungsabschnitt, der Schulterabschnitt und der Wellenabschnitt integral in dem äußeren Gelenkelement ausgebildet sind, wobei an den jeweiligen Endflächen des Schulterabschnitts des äußeren Gelenkelements und des inneren Ringelements Stirnverzahnungen ausgebildet sind, und wobei die Stirnverzahnungen mittels Druck durch eine Befestigungsschraube gestützt werden, die an einer außenseitigen Endfläche der Radnabe anliegt und mit dem Innengewinde des Wellenabschnitts verschraubt ist, und wobei das doppelreihige Kugellager und das Gleichlaufgelenk in einer solchen Weise miteinander gekoppelt sind, dass das doppelreihige Kugellager und das Gleichlaufgelenk Drehmoment übertragen können und axial trennbar sind, wobei die Radnabe und das innere Ringelement plastisch integral gekoppelt sind, und wobei an den Oberflächen der Stirnverzahnungen infolge einer Oberflächenmodifizierung eine Restkompressionsspannung wirkt.
  4. Antriebsrad-Lagervorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Stirnverzahnung des inneren Ringelements ausgebildet wird, während das innere Ringelement durch Kaltschmieden gebildet wird.
  5. Antriebsrad-Lagervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei ein Stufenabschnitt an einem Ende des inneren Ringelements ausgebildet ist, und die Stirnverzahnung an einer hervorstehenden Endfläche ausgebildet ist.
  6. Antriebsrad-Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei ein gehärteter unregelmäßiger Abschnitt am Innenumfang der Radnabe ausgebildet ist, und die Radnabe und das innere Ringelement plastisch integral mit einer zuvor festgelegten Lagervorbelastung gekoppelt sind, die ausgeübt wird, indem ein zylindrischer Teil des inneren Ringelements in den unregelmäßigen Abschnitt eingeführt wird und der zylindrische Teil in den unregelmäßigen Abschnitt hineindrückt wird, indem der Durchmesser des zylindrischen Teils aufgeweitet wird.
  7. Antriebsrad-Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei ein zylindrischer Teil des inneren Ringelements in die Radnabe eingepasst ist, und die Radnabe und das innere Ringelement plastisch integral mit einer zuvor festgelegten Lagervorbelastung gekoppelt sind, die mittels eines gestauchten Abschnitts erzeugt wird, der durch plastisches Verformen eines Endes des zylindrischen Teils radial auswärts gebildet wird.
  8. Antriebsrad-Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei die Befestigungsschraube mit dem Innengewinde des Wellenabschnitts mit einem dazwischen angeordneten Distanzstück verschraubt ist, und das Distanzstück einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt hat und einen Flanschabschnitt, der an einer Endfläche der Radnabe anliegt, und einen zylindrischen Teil, der auf die Befestigungsschraube geschoben und geführt wird, aufweist.
  9. Antriebsrad-Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5 und 7, wobei am Innenumfang eines zylindrischen Teils des inneren Ringelements ein radial einwärts hervorstehender Führungsabschnitt ausgebildet ist, und die Befestigungsschraube durch den Führungsabschnitt geschoben und mit dem Innengewinde des Wellenabschnitts verschraubt ist.
  10. Antriebsrad-Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Oberflächenhärte der Stirnverzahnung auf mindestens 300 Hv eingestellt ist.
  11. Antriebsrad-Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Oberfläche der Stirnverzahnung einem Kugelstrahlen oder WPC als Oberflächenmodifizierung unterzogen wird.
  12. Antriebsrad-Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei eine Härtung durch Laserhärtung an der Oberfläche der Stirnverzahnung ausgeführt wird.
  13. Antriebsrad-Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 und 10 bis 12, wobei ein Ende des zylindrischen Abschnitts vor dem Stauchen als ein hohler zylindrischer Teil ausgebildet wird, eine Ringnut mit einer zuvor festgelegten Tiefe an einer Außenumfangsfläche des zylindrischen Teils ausgebildet wird, die sich von einer Position, die einem Ende mit einem größeren Durchmesser der inneren Lauffläche des inneren Rings entspricht, bis zu einer Position, die über eine größere Endfläche des inneren Rings hinaus reicht, erstreckt, und ein Ende des zylindrischen Teils plastisch so verformt wird, dass ein Teil der Ringnut in direkten Kontakt mit einem gefasten Abschnitt des inneren Rings gebracht wird und der übrige Teil keinen Kontakt mit dem inneren Ring hat und ein Spalt gelassen wird.
  14. Antriebsrad-Lagervorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Ringnut in einem Bereich ausgebildet ist, der von einer Position, die dem Ende mit größerem Durchmesser der inneren Lauffläche des inneren Rings entspricht, bis zu dem gefasten Abschnitt auf der Seite der größeren Endfläche reicht, wobei sich der Bereich geringfügig über die größere Endfläche hinaus erstreckt.
  15. Antriebsrad-Lagervorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, wobei der Boden der Ringnut als eine verjüngte Fläche mit einem Durchmesser ausgebildet ist, der allmählich in Richtung der Spitze des zylindrischen Teils kleiner wird, und der Neigungswinkel der verjüngten Fläche auf maximal 15° eingestellt ist.
  16. Antriebsrad-Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei Kreisbogenflächen mit Krümmungsradien Ri und Ro an den Seiten der Ringnut ausgebildet sind, und der Krümmungsradius Ri der innenseitigen Kreisbogenfläche der Kreisbogenflächen kleiner ist als der Krümmungsradius Ro der außenseitigen Kreisbogenfläche (Ri ≤ Ro) und innerhalb eines Bereichs von R1 bis 10 eingestellt ist.
  17. Antriebsrad-Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei ein gefaster Abschnitt mit einer Kreisbogenfläche, die einen Krümmungsradius aufweist, an einem Innendurchmesser-Ende auf der Seite der größeren Endfläche des inneren Rings ausgebildet ist, und der Krümmungsradius des gefasten Abschnitts auf einen Bereich von R1,0 bis 2,5 eingestellt ist.
  18. Antriebsrad-Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei die Tiefe der Ringnut auf eine Tiefe von 0,5 bis 2,0 mm eingestellt ist.
  19. Antriebsrad-Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei eine gehärtete Schicht in dem zylindrischen Abschnitt der Radnabe durch Hochfrequenzinduktionsabschrecken auf eine Oberflächenhärte von 50 bis 64 HRC ausgebildet ist, und ein innenseitiger Rand der gehärteten Schicht innerhalb eines Bereichs von einem außenseitigen Ausgangspunkt in der Ringnut bis 0 bis 4,0 mm auf der Außenseite und auf der Innenseite bis 0 bis 3,0 mm in einem Bereich einer außenseitigen Kreisbogenfläche der Ringnut angeordnet ist.
  20. Antriebsrad-Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, wobei zwei innere Ringe auf den zylindrischen Abschnitt der Radnabe gepresst sind, die Positionen der inneren Laufflächen der zwei inneren Ringe die gleichen sind, und die Länge von dem Ende mit größerem Durchmesser der inneren Lauffläche des inneren Rings auf der Stauchseite bis zu der größeren Endfläche größer ist als die Länge von dem Ende mit größerem Durchmesser der inneren Lauffläche des anderen inneren Rings bis zu der größeren Endfläche.
  21. Antriebsrad-Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei eine Dichtung an dem Außendurchmesser des inneren Rings oder des inneren Ringelements montiert ist, die Dichtung einen Metallkern, der auf den Außendurchmesser des inneren Rings oder des inneren Ringelements gepresst ist, und ein Dichtungselement aus Synthesekautschuk enthält, das Dichtungselement an den Metallkern vulkanisiert oder mittels eines ähnlichen Bondungsverfahrens integral mit ihm verbunden ist und eine axiale Lippe aufweist, und die axiale Lippe den Schulterabschnitt des äußeren Gelenkelements elastisch berührt und dadurch einen Eingriffnahmeabschnitt der Stirnverzahnungen abdichtet.
  22. Antriebsrad-Lagervorrichtung nach Anspruch 21, wobei das Dichtungselement eine seitliche Lippe aufweist, die sich seitlich radial auswärts erstreckt, ein gestufter Abschnitt in dem Schulterabschnitt des äußeren Gelenkelements ausgebildet ist, und die seitliche Lippe in einen elastischen Kontakt mit dem gestuften Abschnitt gebracht wird.
  23. Antriebsrad-Lagervorrichtung nach Anspruch 21, wobei die Spitze der axialen Lippe zur Form eines Kreisbogens gebildet ist.
  24. Antriebsrad-Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, wobei das Dichtungselement eine Fettlippe aufweist und der Eingriffnahmeabschnitt der Stirnverzahnungen mit Fett gefüllt ist.
  25. Antriebsrad-Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei eine Außendichtung an dem Außendurchmesser des Schulterabschnitts des äußeren Gelenkelements montiert ist, die Außendichtung einen zylindrischen Metallkern, der auf den Außendurchmesser des Schulterabschnitts gepresst ist, und ein Dichtungselement, das an den Metallkern vulkanisiert oder mittels eines ähnlichen Bondungsverfahrens integral mit ihm verbunden ist, enthält, und eine Lippe des Dichtungselements in elastischen Kontakt mit dem inneren Element oder einer innenseitigen Dichtung der Dichtung gebracht wird und dadurch der Eingriffnahmeabschnitt der Stirnverzahnungen abgedichtet wird.
  26. Antriebsrad-Lagervorrichtung nach Anspruch 25, wobei das Dichtungselement sich teilende seitliche Lippen aufweist, die sich radial seitlich erstrecken, und die seitlichen Lippen in elastischen Kontakt mit der größeren Endfläche des inneren Rings gebracht werden.
  27. Antriebsrad-Lagervorrichtung nach Anspruch 25, wobei das Dichtungselement eine axiale Lippe mit einer kreisbogenförmigen Spitze aufweist, und die axiale Lippe in elastischen Kontakt mit der größeren Endfläche des inneren Rings gebracht wird.
  28. Antriebsrad-Lagervorrichtung nach Anspruch 25, wobei das Dichtungselement ein Paar sich teilender radialer Lippen aufweist und die radialen Lippen in elastischen Kontakt mit dem Außendurchmesser des inneren Rings gebracht werden.
  29. Antriebsrad-Lagervorrichtung nach Anspruch 25, wobei die innenseitige Dichtung als eine Packungsdichtung ausgebildet ist, die mit einer ringförmigen Dichtungsplatte und einem Abstreifring mit einem im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt versehen ist, die Dichtungsplatte aus einem Metallkern, der in das Ende des äußeren Elements eingepasst ist, wobei der Metallkern einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweist, und einem Dichtungselement, das an den Metallkern vulkanisiert ist, gebildet ist, wobei der Abstreifring aus einem zylindrischen Teil, der auf den Außendurchmesser des inneren Rings gepresst ist, und einem aufrechten Abschnitt, der sich von dem zylindrischen Teil radial auswärts erstreckt, gebildet ist, das Dichtungselement der Außendichtung eine seitliche Lippe, die sich seitlich radial auswärts erstreckt, und eine radiale Lippe, die sich seitlich radial einwärts erstreckt, aufweist, die seitliche Lippe in elastischen Kontakt mit einer Seitenfläche des aufrechten Abschnitts des Abstreifrings gebracht wird, und die radiale Lippe in elastischen Kontakt mit dem Außendurchmesser des inneren Rings gebracht wird.
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