DE19602407C1 - Baueinheit zum Antrieb und zur Lagerung eines Rades eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Baueinheit zum Antrieb und zur Lage­ rung eines Rades eines Kraftfahrzeuges. Diese umfaßt eine Radna­ be, ein Gleichlaufgelenk sowie Mittel zur Lagerung derselben am Radträger des Kraftfahrzeuges. Der Radnabe ist ein Flansch zur Festlegung des Rades zugeordnet. Die Radnabe ist zusammen mit dem daran zur Drehmomentübertragung festgelegten Gleichlaufge­ lenk um eine gemeinsame Längsachse mittels eines zwei Wälzkör­ perreihen umfassenden Wälzlagers in den als äußerer Lagerring gestalteten Mitteln zur Lagerung am Radträger drehbar gelagert. Ferner sind die beiden Wälzkörperreihen in Richtung der Längs­ achse zueinander verspannt. Das Gleichlaufgelenk weist einen äußeren Gelenkkörper auf, mit dem es an der Radnabe in Drehrich­ tung um die Längsachse mittels zweier in Eingriff befindlicher Verzahnungen festgelegt ist. Ferner ist er entlang der Längs­ achse festgelegt. Ferner sind die Wälzkörper der Wälzkörperrei­ hen an einander abgewandten und zueinander axial beabstandeten Laufbahnen des äußeren Lagerringes und des weiteren an einander zugewandten inneren Laufbahnen abwälzend geführt. Es ist minde­ stens die dem Flansch entfernte innere Laufbahn einem separaten inneren Lagerring zugehörig, welcher auf einer Lagerfläche der Radnabe aufgenommen ist. Die erste der beiden Verzahnungen ist an dem dem Flansch entfernten Ende hinter der Lagerfläche angeordnet. Sie weist parallel zur Längsachse ver­ laufende Zähne auf.

Eine derartige Baueinheit ist in der EP 0 610 782 A1 beschrie­ ben. Dabei ist der separate innere Lagerring an der Radnabe formschlüssig festgelegt. Die Radnabe weist im Anschluß an die Sitzfläche für den inneren Lagerring eine Verzahnung auf. Der äußere Gelenkkörper des angeschlossenen Gleichlaufgelenkes be­ sitzt eine Bohrung, in der eine Verzahnung eingearbeitet ist. Der äußere Gelenkkörper wird mit seiner Verzahnung auf die Ver­ zahnung der Radnabe aufgesteckt und ist an dieser durch Fixier­ mittel, beispielsweise in Form eines Sicherungsringes, axial festgelegt.

Ferner ist in der US 49 86 607 eine Radlagerbaueinheit beschrie­ ben, bei der in die Radnabe nahe zum Flansch eine erste innere Laufbahn eingearbeitet ist. Der äußere Gelenkkörper des Gleich­ laufgelenkes weist die zweite innere Laufbahn auf. Er besitzt des weiteren einen in Richtung auf den Flansch der Radnabe vor­ stehenden Zapfen, der eine Bohrung in der Radnabe in Richtung auf den Flansch passiert. Die Radnabe besitzt etwa unterhalb des Flansches in ihrer Bohrung eine sich vom äußeren Lagerring und Gleichlaufgelenk weg kegelig vergrößernde Bohrung, in der eine sich ebenfalls kegelig erweiternde und gehärtete Verzahnung an­ gebracht ist. Nach Montage des äußeren Gelenkkörpers in der Radnabe erfolgt eine plastische Umformung des Zapfenendes der­ art, daß Materialanteile nach außen gedrängt werden und in die Freiräume zwischen den gehärteten Zähnen der Radnabe gelangen. Hierdurch wird sowohl eine axiale Festlegung des äußeren Gelenk­ körpers zur Radnabe als auch dessen Befestigung zur Radnabe in Drehrichtung um die Längsachse der beiden erzielt.

Von Nachteil bei einer derartigen Anordnung und Montageweise ist, daß relativ hohe Umformkräfte erforderlich sind, um ein Fließen des Materiales in die Zahnlücken zu erzielen. Weiterhin ist von Nachteil, daß auch hohe radiale Kräfte auf die Radnabe ausgeübt werden. Schließlich ist von Nachteil, daß eine relativ massive Baueinheit geschaffen wird, das heißt die Baueinheit ist relativ schwer, da sie einen massiven Zapfen am äußeren Gelenk­ körper des Gleichlaufgelenkes erfordert. Des weiteren ist es er­ forderlich, daß auch der äußere Gelenkkörper aus einem relativ teuren Material hergestellt werden muß, da er eine innere Lauf­ bahn aufweist. Hierzu kommt also nur ein Wälzlagerstahl in Fra­ ge. Üblicherweise ist jedoch für Gleichlaufgelenke nur ein rela­ tiv preiswerter induktiv härtbarer oder im Einsatz härtbarer Stahl erforderlich.

Von weiterem Nachteil ist bei dieser Ausführung, daß bei der Festlegung des äußeren Gelenkkörpers im Verhältnis zur Radnabe relativ hohe axiale Umformkräfte erzielt werden, so daß aufgrund der hohen Verformungskräfte die Gefahr besteht, die erforderli­ che Vorspannung des Wälzlagers nicht mit der gewünschten Genau­ igkeit einhalten zu können.

In der DE 36 36 243 A1 ist eine drehfeste Verbindung zwischen dem Lagerinnenring und der Radnabe einer Radlager-Gleichlaufge­ lenk-Einheit beschrieben, wobei der Lagerinnenring schon vor der Montage mit einer Verzahnung versehen ist, in welche ein Ab­ schnitt der Radnabe in Form eines Bundes durch Prägen hinein­ verformt worden ist, um zwischen beiden eine formschlüssige Verbindung herzustellen. Der Innenring ist ferner mit einer weiteren Verzahnung versehen, welche zur Verbindung mit einer Verzahnung am Gelenkaußenteil des Gleichlaufgelenkes bestimmt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Baueinheit der vorbeschriebenen Art vorzuschlagen, bei der die Montage verein­ facht, eine Kostenreduzierung erzielt und die gewünschte Vor­ spannung des Wälzlagers mit der angestrebten Genauigkeit in ein­ facher Weise eingehalten werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zwei­ te Verzahnung in eine Bohrung des äußeren Gelenkkörpers bei der Montage durch axiale Relativbewegung der ersten Verzahnung zum äußeren Gelenkkörper eingeformt ist.

Von Vorteil bei dieser Ausführung ist, daß durch die Befesti­ gungsart durch Nutzung der ersten Verzahnung bei dem Fügeprozeß von Radnabe und äußerem Gelenkkörper nur geringe Kräfte erfor­ derlich sind, denn die Radnabe mit ihrer Verzahnung wirkt wie ein Stanzwerkzeug. Ferner ist von Vorteil, daß das Fließen des Materiales beim Fügeprozeß vom Wälzlager weg erfolgt, so daß keine Beeinträchtigung der Lagerfunktion gegeben ist. Die par­ allel zur Längsachse verlaufenden Zähne bewirken keine Radial­ kräfte, so daß auch die Lagerfunktion hierdurch nicht beeinflußt ist. Ferner wird durch die Zuordnung mindestens einer der inne­ ren Laufbahnen zu einem separaten Lagerring erreicht, daß der äußere Gelenkkörper des angeschlossenen Gleichlaufgelenkes nicht aus einem Wälzlagerstahl hergestellt werden muß. Er kann also weiterhin preisgünstig aus einem üblichen Induktions- oder Ein­ satzstahl hergestellt sein.

Es ist alternativ möglich, die erste Verzahnung als Bestandteil der Radnabe auszubilden. Dabei ist von Vorteil, daß der äußere Gelenkkörper genutzt werden kann, um das Wälzlager durch Abstüt­ zung gegen eine Stirnfläche des inneren Lagerringes vorgespannt zu halten. Es ist jedoch auch möglich, die erste Verzahnung als Bestandteil eines separaten Ringes auszuführen. Dieser ist dann dazu vorgesehen, das Wälzlager durch Abstützung gegen eine Stirnfläche des inneren Lagerringes vorgespannt zu halten.

Ein wesentlicher Vorteil bei der ersten Ausführungsform besteht darin, daß die vom Wälzlager weg gerichtete Fließrichtung des Materiales eine bessere Vorherbestimmbarkeit bzw. ein sichereres Erreichen der axialen Vorspannkraft für das Lager gegeben ist, da keine Beeinflussung durch den Materialfluß gegeben ist, der beispielsweise eintreten könnte, wenn die Verzahnung dem äußeren Gelenkkörper zugeordnet wäre und die Radnabe entsprechend umzu­ formen wäre. Schließlich ergibt sich insofern ein Vorteil, daß das Material, das für die Radnabe zu wählen ist, da sie vorzugs­ weise eine innere Laufbahn enthält, sowieso eine höhere Qualität aufweisen muß als dies üblicherweise bei einem äußeren Gelenk­ körper der Fall ist. In vielen Fällen ist es auch durchaus aus­ reichend, daß aufgrund des verdrängten Materiales das sich im äußeren Gelenkkörper aufbaut, automatisch eine Axialsicherung gegeben ist.

Bei der zweiten Ausführungsform ist von Vorteil, daß die Radnabe mit den beiden Wälzlagerreihen und dem Ring als fertige Bauein­ heit vormontiert worden sein kann und danach erst die Verbindung mit dem äußeren Gelenkkörper des Gleichlaufgelenkes hergestellt wird.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Radnabe in Richtung der Längsachse zu ihrem dem Flansch entfernten Ende hin im Anschluß an die erste Verzahnung einen Bund aufweist. Dieser Bund wird dazu genutzt, die Baueinheit zusammenzuhalten, indem er nach außen verformt ist und sich gegen eine im Anschluß an die Bohrung angeordnete Haltefläche im Inneren des äußeren Gelenkkörpers anlegt. Die Bohrung des äußeren Gelenkkörpers ist vor dessen Montage zylindrisch ausgebildet. Bei der zweiten Aus­ führungsform mit einem Ring ist dieser in Richtung der Längs­ achse vom Flansch weg im Anschluß an die erste Verzahnung mit einem Bund versehen. Dieser wird ebenfalls dazu benutzt, den äußeren Gelenkkörper an der Radnabe festzulegen. Der Bund wird nach außen verformt und legt sich gegen eine im Anschluß an die Bohrung angeordnete Haltefläche im Inneren des äußeren Gelenk­ körpers an.

Die dem Flansch nahe angeordnete innere Laufbahn ist vorzugs­ weise Bestandteil der Radnabe. Für den Lagerring mit der zweiten inneren Laufbahn, die dem Flansch entfernt ist, ist die Radnabe mit einer Anlageschulter für die Begrenzung der Bewegung bei der Montage versehen.

Um eine einwandfreie Funktion zu gewährleisten, ist die Radnabe aus Wälzlagerstahl hergestellt. Deren Lagerfläche, die zur Auf­ nahme des separaten inneren Lagerringes dient, die Verzahnung und, soweit vorhanden, die dem Flansch benachbarte innere Lauf­ bahn sind gehärtet. In dem Falle, daß ein separater Ring vor­ gesehen ist, ist die diesem zugeordnete erste Verzahnung gehär­ tet.

Der äußere Gelenkkörper besteht vorzugsweise aus einem induktiv oder im Einsatz härtbaren Stahl. Die Bohrung des äußeren Gelenk­ körpers ist ungehärtet, d. h. das Material befindet sich im wei­ chen Zustand.

Für den Fall, daß ein Ring vorgesehen ist, der die erste Ver­ zahnung aufweist, ist dieser mit der Radnabe form- oder stoff­ schlüssig verbunden. Vorzugsweise kommt eine Verschweißung mit­ tels eines wärmearmen und verzugsfreien Schweißverfahrens in Frage.

Vorzugsweise ist der Flansch einteilig mit der Nabe ausgeführt.

Das Wälzlager ist bevorzugt als Schrägschulterkugellager gestal­ tet.

Als erste Verzahnung kommt vorzugsweise eine Spitzverzahnung mit steil verlaufenden Flanken und Spitzen am Kopf-Kreis in Frage.

Eine besonders günstige Möglichkeit der Herstellung der Bauein­ heit wird nach einem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch er­ zielt, daß zunächst das Wälzlager mit den beiden Wälzkörper­ reihen, dem äußeren Lagerring und dem dem Flansch entfernten inneren Lagerring auf die Radnabe aufgeschoben werden und daß danach die Radnabe und der äußere Gelenkkörper entlang der Läng­ sachse mit steigender Krafteinwirkung aufeinander zubewegt wer­ den, bis die gewünschte Vorspannung des Wälzlagers erreicht ist. In Ausgestaltung hierzu ist für eine Radnabe, die zusätzlich mit einem der Verzahnung vorgeschalteten Bund versehen ist, vor­ geschlagen, daß die Krafteinwirkung auch nach Erreichen der Vorspannung aufrechterhalten wird und davon unabhängig der Bund bis zur Anlage an die Haltefläche des äußeren Gelenkkörpers durch Krafteinwirkung umgeformt wird. Die Umformung des Bundes erfolgt dabei vorzugsweise durch Taumelpressen. Hierdurch erge­ ben sich niedrige Umformkräfte. Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin begründet, daß die Um­ formung nicht zu einer Beeinflussung der Funktion des Wälzlagers führt. Beim Stand der Technik nach der US 49 86 607 ist die auf­ zubringende Umformkraft der gewünschten Vorspannkraft des Wälz­ lagers entgegengerichtet. Bei der Lösung nach der Erfindung verläuft beides in der gleichen Richtung.

Für den Fall, daß die erste Verzahnung einem Ring zugeordnet ist, ist das Verfahren zur Herstellung der Baueinheit dadurch gekennzeichnet, daß zunächst das Wälzlager mit den beiden Wälz­ körperreihen, dem äußeren Lagerring und dem dem Flansch entfernten inneren Lagerring auf die Radnabe aufgescho­ ben werden, daß danach der Ring auf die Radnabe bis zur Errei­ chung der gewünschten Vorspannung des Wälzlagers aufgeschoben und unter Aufrechterhaltung dieser festgelegt wird und daß da­ nach die erste Verzahnung relativ zur Bohrung des äußeren Ge­ lenkkörpers bewegt wird. Zur Festlegung des äußeren Gelenkkör­ pers ist dann, wenn der Ring einen Bund aufweist, der der ersten Verzahnung vorgeschaltet ist, dieser bis zur Anlagen an die Haltefläche des äußeren Gelenkkörpers durch Krafteinwirkung umgeformt. Die Umformung kann dabei ebenfalls durch Taumelpres­ sen erfolgen.

Zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung und deren Anwendung bezogen auf ein Kraftfahrzeug sind in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Es zeigt

Fig. 1 das Antriebsschema für ein frontgetriebenes Kraftfahrzeug,

Fig. 2 einen Teillängsschnitt durch eine erfindungsgemäße Baueinheit in Anwendung auf einen Radträger,

Fig. 3 einen Halblängsschnitt durch eine Radnabe als Einzelteil,

Fig. 4 einen Halblängsschnitt durch den äußeren Gelenk­ körper eines Gleichlaufgelenkes und dessen Zuordnung zur Radnabe vor der Montage,

Fig. 5 Radnabe und äußerer Gelenkkörper in ihrer gegen­ seitigen Zuordnung bei der Montage und

Fig. 6 eine Ausführungsform, bei der die erste Verzah­ nung einem separaten Ring zugeordnet ist, im Längsschnitt.

Das Kraftfahrzeug 1 gemäß Fig. 1 ist als Frontantriebskraft­ fahrzeug gestaltet. Der vorne quer angeordnete Motor 2 treibt über das Schalt- oder Automatikgetriebe 3 das Vorderachsdiffe­ rential 4. Von dessen beiden Ausgängen gehen Seitenwellen 6 zu den Vorderrädern 5, so daß diese antriebsmäßig über die Seiten­ wellen 6 mit dem Achsdifferential 4 verbunden sind. Die Hinter­ räder 7 werden nur mitgeschleppt, d. h. über die Fahrbahn ange­ trieben, auf der sich das Kraftfahrzeug 1 bewegt.

Fig. 2 zeigt die Anordnung bzw. Zuordnung der erfindungsgemäßen Baueinheit beispielsweise zum linken Vorderrad 5 des Kraftfahr­ zeuges 1 nach Fig. 1. Die Baueinheit 9 ist an dem Radträger 8 des Kraftfahrzeuges 1 befestigt. Hierzu besitzt der Radträger 8 eine Bohrung 12, in welcher der äußere Lagerring 10 der Bauein­ heit 9 mit einer Zentrierfläche 11 aufgenommen ist. Der äußere Lagerring 10 weist Flanschform auf, so daß er an dem Radträger 8 mittels Schrauben 13 festgelegt ist.

Der äußere Lagerring 10 besitzt zwei, im Abstand auf der Längs­ achse X zueinander beabstandet angeordnete äußere Laufbahnen 15, 16. Diese gehören zu dem Wälzlager 14, welches als Schrägschul­ terkugellager gestaltet ist, so daß die beiden äußeren Laufbah­ nen 15, 16 voneinander weggerichtet sind. Die beiden äußeren Laufbahnen 15, 16 nehmen jeweils eine Wälzkörperreihe 17 bzw. 18 auf, deren Wälzkörper in einem Käfig 19 gehalten sind. Der äuße­ re Lagerring 10 wird von einer Radnabe 20 durchdrungen, die an ihrem dem Radträger 8 abgewandten Ende mit einem Flansch 21 ver­ sehen ist, der zum Anschluß beispielsweise einer Bremsscheibe 22 und zur Festlegung beispielsweise des linken Vorderrades 5 des Kraftfahrzeuges 1 gemäß Fig. 1 bestimmt ist. Die Radnabe 20 besitzt in ihrer Außenfläche nahe zum Flansch 21 eine erste innere Laufbahn 23, die der ersten äußeren Laufbahn 15 des äuße­ ren Lagerringes 10 gegenüberliegt und zur Führung der Wälz­ körper der ersten Wälzkörperreihe 17 dient. An diese erste inne­ re Laufbahn 23 schließt sich ein zylindrisch verlaufender Ab­ schnitt der Außenfläche der Radnabe 20 an. Anschließend ist eine im Durchmesser bezüglich der Längsachse X, welche auch die Dreh­ achse der Baueinheit 9 darstellt, abgesetzte zylindrische Lager­ fläche 26 angebracht. Im Übergangsbereich ergibt sich eine An­ lageschulter 27. Gegen diese sitzt ein separater innerer Lager­ ring 24 mit seiner Stirnfläche an. Der innere Lagerring 24 be­ sitzt eine der zweiten äußeren Laufbahn 16 des äußeren La­ gerringes 10 gegenüber liegende zweite innere Laufbahn 25. Beide zusammen dienen als Abwälzbahnen für die Wälzkörper der zweiten Wälzkörperreihe 18. Vom Flansch 21 weg schließt sich an die zylindrische Lagerfläche 26 eine Verzahnung 29 an, die als Spit­ zverzahnung gestaltet ist. Vorzugsweise kommt als erste Verzah­ nung eine Spitzverzahnung in Frage, das heißt die Zähne weisen steil verlaufende Flanken und Spitzen am Kopfkreis auf.

Die Außenfläche der Radnabe 20 ist im Bereich der ersten inneren Laufbahn 23, der Lagerfläche 26 und der Verzahnung 29 gehärtet. Auf der Verzahnung 29 ist der äußere Gelenkkörper 31 eines Gleichlaufgelenkes, das zur Seitenwelle 6 gemäß Fig. 1 gehört, aufgepreßt. Hierzu weist der äußere Gelenkkörper 31 eine vor dem Aufpressen zylindrische Bohrung 33 auf. Der äußere Gelenkkörper 31 ist hohl gestaltet und besitzt eine im wesentlichen radial zur Längsachse x verlaufende Haltefläche 32 in seinem Innenraum, gegen welche ein Bund 30 der Radnabe 20, der der Verzahnung 29 vorgeschaltet ist, zur Anlage umgeformt ist. Es ist ferner er­ kennbar, daß die Radnabe 20 zur Verzahnung 29 hin massiv ausge­ bildet ist, während zum Flansch 21 und zum Bund 30 hin jeweils eine Ausnehmung vorgesehen ist. Zum Bund 30 hin ist die Ausneh­ mung mit 35 bezeichnet. Diese dient dazu, daß ein Werkzeug ein­ tauchen kann, das zur Umformung des Bundes 30 dient. Ein ent­ sprechender Gegenstempel kann von der anderen Seite her in die Radnabe eingeführt werden. Die Baueinheit ist durch eine Dich­ tung 34, welche zwischen dem äußeren Gelenkkörper 31 und dem inneren Lagerring 24 sowie dem äußeren Lagerring 10 abdichtet und eine weitere, zwischen dem äußeren Lagerring 10 und der Außenfläche der Radnabe 20 im Bereich deren Flansch 21 wirksamen Dichtung abgeschlossen.

Das Gleichlaufgelenk umfaßt neben dem äußeren Gelenkkörper 31 einen in diesem allseits schwenkbar aufgenommenen inneren Ge­ lenkkörper 36, wobei im äußeren Gelenkkörper 31 und inneren Ge­ lenkkörper 36 sich gegenüberliegende Kugelbahnen 37, 38 umfangs­ verteilt um die Längsachse X angeordnet sind, welche jeweils zusammen zur Drehmomentübertragung einen Wälzkörper in Form einer Kugel 40 aufnehmen. Der Käfig 39 dient zur Zentrierung von innerem Gelenkkörper 36 und äußerem Gelenkkörper 31 zueinander bezüglich der Schwenkbewegung des inneren Gelenkkörpers 36 zum äußeren Gelenkkörper 31 um das Beugezentrum 41 und zur Führung der Kugeln 40. Der innere Gelenkkörper 36 besitzt eine verzahnte Bohrung 42 zur Aufnahme einer zur Seitenwelle 6 gemäß Fig. 1 gehörenden Zwischenwelle, die der Antriebsweiterleitung dient. Der äußere Gelenkkörper 31 stützt sich mit seiner Stirnfläche 43 gegen die Stirnfläche 28 des inneren Lagerringes 24 ab und fixiert diesen.

Aus Fig. 3 ist die Radnabe 20 vor der Montage der Baueinheit ersichtlich. Es ist die Radnabe 20 mit dem Flansch 21, der er­ sten inneren Laufbahn 23, den daran anschließenden zylindrischen Abschnitt der Radnabe 20, der dazu im Durchmesser abgesetzten zylindrischen Lagerfläche 26, der im Übergangsbereich zwischen dem zylindrischen Abschnitt und der Lagerfläche 26 sich ergeben­ den Anlageschulter 27 für den inneren Lagerring 24 und der vom Flansch 21 weg sich etwa mit gleichem Durchmesser wie die Lager­ fläche 26 erstreckenden Verzahnung 29 und dem dieser vorgeordne­ ten Bund 30 erkennbar. Es ist ferner erkennbar, daß der Bund 30 noch unverformt ist, d. h. außen eine zylindrische Fläche be­ sitzt. Die Verzahnung 29 ist so gestaltet, daß ihre Zähne zum Bund 30 hin sich dessen Außenfläche annähern. Die Radnabe 20 ist aus einem Wälzlagerstahl hergestellt, und zumindest die erste innere Laufbahn 23, die zylindrische Lagerfläche 26 mit der Anlageschulter 27 und die Verzahnung 29 sind gehärtet. Es kann jedoch aber auch noch der zylindrische Abschnitt zwischen der ersten inneren Laufbahn 23 und der Anlageschulter 27 gehärtet sein.

Fig. 4 zeigt in Zuordnung bezüglich der Längsachse X, den äuße­ ren Gelenkkörper 31 des Gleichlaufgelenkes mit einer äußeren Ku­ gelbahn 37 zur Aufnahme einer Kugel zur Drehmomentübertragung und in seinem zur Verzahnung 29 hin weisenden Abschnitt mit einer zylindrischen Bohrung 33, die größer ist als der Außen­ durchmesser des unverformten Bundes 30 und zur äußeren Kugelbahn 37 hin die Haltefläche 32, welche rechtwinklig, d. h. radial zur Längsachse x, verläuft.

Die Montage der Baueinheit 9 erfolgt derart, daß beispielsweise der äußere Lagerring 10 mit den bereits vormontierten Wälzkörperreihen 17, 18 und der flanschseitigen Dichtung auf die Radnabe 20 aufgeschoben wird, und daß danach der innere Lager­ ring 24 auf die Lagerfläche 26 aufgeschoben wird. Anschließend wird der äußere Gelenkkörper 31 zusammen mit der ihm zugeordne­ ten Dichtung 34 zur Abdichtung der Baueinheit in Pfeilrichtung gemäß Fig. 5 auf die Radnabe 20 aufgeschoben, so daß die zylin­ drische Bohrung 33 in Kontakt zu den Zähnen der Verzahnung 29 kommt und diese in den Wandungsbereich der Bohrung 33 einschnei­ den. Aus Fig. 5 ist erkennbar, daß schon ein Einschneiden er­ folgt ist. Dabei wird das Material des äußeren Gelenkkörpers 31 entgegen der Pfeilrichtung zum Innenraum des äußeren Gelenkkör­ pers 31 hin verdrängt. Das Aufpressen erfolgt bis die erforder­ liche Vorspannkraft für das Wälzlager 14 erzielt wird. Die Schneidkräfte, die zur Montage erforderlich sind, sind geringer als die für die Vorspannung des Wälzlagers gewünschte Kraft. Entsprechend erfolgt die Bewegung der Teile der Radnabe 20 und des äußeren Gelenkkörpers 31 solange gegeneinander, bis die Vorspannkraft erreicht ist. Anschließend wird der Bund 30 unter Aufrechterhaltung der Vorspannkraft durch Krafteinwirkung auf den Bund 30 nach außen von der Längsachse X weg bis zur Anlage an der Haltefläche 32 umgeformt. Vor der Umformung liegt der Bund 30 noch in Zylinderform innerhalb des Innenraumes des äuße­ ren Gelenkkörpers 31. Die Ausnehmung 35 dient zum Eintauchen des Umformwerkzeuges. Die Umformung des Bundes 30 in Anlage zur Haltefläche 32 kann mittels Taumelpressen oder mittels eines Preßdornes erfolgen. Bei dem Umformvorgang wirken die Umform­ kräfte ausschließlich auf die Radnabe 20 ein. Dabei erfolgt die Messung der Vorspannkraft unter Aufrechterhaltung der Vorspann­ kraft, die zwischen Radnabe 20 und äußerem Gelenkkörper 31 wirk­ sam ist, so daß auch bei der Verformung des Bundes 30 beim Fü­ geprozeß keine Überschreitung dieser Vorspannkraft beispiels­ weise durch übermäßiges Verformen des Bundes 30 entstehen kann.

Fig. 6 zeigt eine Baueinheit, bei der der innere Lagerring 24 des Wälzlagers 14 an der Radnabe 20 durch einen separaten Ring 44 festgelegt ist, der auf einer Sitzfläche 45, die im Anschluß an die Lagerfläche 26 angeordnet ist, aufgenommen ist. Der sepa­ rate Ring 44 ist an der Radnabe 20 durch eine Schweißnaht 46 stoffschlüssig festgelegt. Er hält das Wälzlager 14 auf Vorspan­ nung. Der Ring 44 trägt auf seiner Außenfläche die erste Verzah­ nung 29, die gehärtet ist. Durch diese wurde in die zylindrische Bohrung 33 des äußeren Gelenkkörpers 31 die zweite Verzahnung 29′ eingeformt. Da die Verzahnung 29′ axial kürzer ist als die zylindrische Bohrung im äußeren Gelenkkörper 31 vor dem Fügen, ergibt sich beim Einpressen ein Materialaufwurf in der Bohrung in Form 33 eines Wulstes 47, der eine Haltefläche 32 bildet. Beim Fügen kann die Bewegung so gesteuert werden, daß diese be­ endet wird, wenn der Wulst 47 den Einstich in dem Ring 44 für die Aufnahme des Sicherungsringes 48 erreicht hat. Danach er­ folgt die Montage des Sicherungsringes 48 durch die Freidrehung im äußeren Gelenkkörper 31. Der äußere Gelenkkörper 31 ist über den in den Ring 44 eingesetzten Sicherungsring 48, der sich ge­ gen den Wulst 47 im äußeren Gelenkkörper 31 anlegt, auf der Ver­ zahnung gesichert.

Bezugszeichenliste

1 Kraftfahrzeug
2 Motor
3 Getriebe
4 Achsdifferential
5 Vorderräder
6 Seitenwelle
7 Hinterräder
8 Radträger
9 Baueinheit
10 äußerer Lagerring
11 Zentrierfläche
12 Bohrung
13 Schraube
14 Wälzlager
15 erste äußere Laufbahn
16 zweite äußere Laufbahn
17 erste Wälzkörperreihe
18 zweite Wälzkörperreihe
19 Käfig
20 Radnabe
21 Flansch
22 Bremsscheibe
23 erste innere Laufbahn
24 innerer Lagerring
25 zweite innere Laufbahn
26 Lagerfläche
27 Anlageschulter
28 Stirnfläche des inneren Lagerringes
29, 29′ Verzahnung
30 Bund
31 äußerer Gelenkkörper
32 Haltefläche
33 Bohrung
34 Dichtung
35 Ausnehmung
36 innerer Gelenkkörper
37 äußere Kugelbahn
38 innere Kugelbahn
39 Käfig
40 Kugel
41 Beugezentrum
42 Bohrung
43 Stirnfläche des äußeren Gelenkkörpers
44 Ring
45 Sitzfläche
46 Schweißnaht
47 Wulst
48 Sicherungsring
X Längsachse

Claims (22)

1. Baueinheit zum Antrieb und zur Lagerung eines Rades (5) eines Kraftfahrzeuges (1), umfassend eine Radnabe (20), ein Gleichlaufgelenk sowie Mittel zur Lagerung derselben am Radträger (8) des Kraftfahrzeuges (1), wobei der Radnabe (20) ein Flansch (21) zur Festlegung des Rades (5) zugeord­ net ist und die Radnabe (20) zusammen mit dem daran zur Drehmomentübertragung festgelegten Gleichlaufgelenk um eine gemeinsame Längsachse (X) mittels eines zwei Wälzkörperrei­ hen (17, 18) umfassenden Wälzlagers (14) in den als äußerer Lagerring (10) gestalteten Mitteln zur Lagerung am Radträ­ ger (8) drehbar gelagert ist, ferner die beiden Wälzkör­ perreihen (17, 18) in Richtung der Längsachse (X) zuein­ ander verspannt sind und wobei das Gleichlaufgelenk einen äußeren Gelenkkörper (31) aufweist, mit dem es an der Rad­ nabe (20) in Drehrichtung um die Längsachse (X) mittels zweier in Eingriff befindlicher Verzahnungen (29, 29′) und der äußere Gelenkkörper (31) zusätzlich dazu in Richtung der Längsachse (X) festgelegt ist, und wobei ferner die Wälzkörper der Wälzkörperreihen (17, 18) an einander abge­ wandten und axial zueinander beabstandeten äußeren Laufbah­ nen (15, 16) des äußeren Lagerringes (10) und an einander zugewandten inneren Laufbahnen (23, 25) abwälzend geführt sind und mindestens die dem Flansch (21) entfernte innere Laufbahn (25) einem separaten inneren Lagerring (24) zu gehörig ist, welcher auf einer Lagerfläche (26) der Radnabe (20) aufgenommen ist, wobei die erste (29) der beiden Ver­ zahnungen (29, 29′) an dem dem Flansch (21) entfernten Ende hinter der Lagerfläche (26) angeordnet ist und parallel zur Längsachse (X) verlaufende Zähne aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Verzahnung (29′) in eine Bohrung (33) des äußeren Gelenkkörpers (31) bei der Montage durch axiale Re­ lativbewegung der ersten Verzahnung (29) zum äußeren Ge­ lenkkörper (31) eingeformt ist.

2. Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verzahnung (29) Bestandteil der Radnabe (20) ist und der äußere Gelenkkörper (31) das Wälzlager (14) durch Abstützung gegen eine Stirnfläche (28) des inneren Lagerringes (24) vorgespannt hält.

3. Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verzahnung (29) Bestandteil eines separaten Ringes (44) ist und dieser das Wälzlager (14) durch Abstüt­ zung gegen eine Stirnfläche (28) des inneren Lagerringes (24) vorgespannt hält.

4. Baueinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Radnabe (20) in Richtung der Längsachse (X) zu ihrem dem Flansch (21) entfernten Ende hin im Anschluß an die erste Verzahnung (29) einen Bund (30) aufweist.

5. Baueinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (44) in Richtung der Längsachse (X) vom Flansch (21) weg im Anschluß an die erste Verzahnung (29) einen Bund (30) aufweist.

6. Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (33) des äußeren Gelenkkörpers (31) vor dessen Montage zylindrisch ausgebildet ist.

7. Baueinheit nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund (30) von der Längsachse (X) weg nach außen zur Anlage an eine im Anschluß an die Bohrung (33) angeordnete Haltefläche (32) des äußeren Gelenkkörpers (31) verformt ist.

8. Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Flansch (21) nahe angeordnete innere Laufbahn (23) Bestandteil der Radnabe (20) ist.

9. Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Radnabe (20) eine Anlageschulter (27) für den inne­ ren Lagerring (24) aufweist.

10. Baueinheit nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Radnabe (20) aus Wälzlagerstahl hergestellt ist und die Lagerfläche (26), die erste Verzahnung (29) und, soweit vorhanden, die dem Flansch (21) benachbarte innere Laufbahn (23) gehärtet sind.

11. Baueinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verzahnung (29) des Ringes (44) gehärtet ist.

12. Baueinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (44) form- oder stoffschlüssig mit der Radnabe (20) verbunden ist.

13. Baueinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Gelenkkörper (31) aus einem induktiv oder im Einsatz härtbaren Stahl besteht.

14. Baueinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Material des äußeren Gelenkkörpers (31) im Be­ reich der Bohrung (33) im weichen Zustand befindet (unge­ härtet ist).

15. Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (21) einteilig mit der Radnabe (20) ausge­ führt ist.

16. Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wälzlager (14) als zweireihiges Schrägschulterku­ gellager gestaltet ist.

17. Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verzahnung (29) als Spitzverzahnung gestaltet ist.

18. Verfahren zur Herstellung einer Baueinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst das Wälzlager (14) mit den beiden Wälzkörper­ reihen (17, 18), dem äußeren Lagerring (10) und dem dem Flansch (21) entfernten inneren Lagerring (24) auf die Radnabe (20) aufgeschoben werden und daß danach die Radnabe (20) und der äußere Gelenkkörper (31) entlang der Längs­ achse (X) mit steigender Krafteinwirkung aufeinander zu bewegt werden, bis die gewünschte Vorspannung des Wälzla­ gers (14) erreicht ist.

19. Verfahren zur Herstellung einer Baueinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst das Wälzlager (14) mit den beiden Wälzkörper­ reihen (17, 18), dem äußeren Lagerring (10) und dem dem Flansch (21) entfernten inneren Lagerring (24) auf die Radnabe (20) aufgeschoben werden, daß danach der Ring (44) auf die Radnabe (20) bis zur Erreichung der gewünschten Vorspannung des Wälzlagers (14) aufgeschoben und unter Aufrechterhaltung dieser festgelegt wird und daß danach die erste Verzahnung (29) relativ zur Bohrung (33) des äußeren Gelenkkörpers (31) bewegt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 18 mit einer Radnabe (30), die zusätzlich mit einem der Verzahnung (29) vorgeschalteten Bund (30) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Krafteinwirkung auch nach Erreichen der Vorspannung aufrechterhalten wird und davon unabhängig der Bund (30) bis zur Anlage an die Haltefläche (32) des äußeren Gelenk­ körpers (31) durch Krafteinwirkung umgeformt wird.

21. Verfahren nach Anspruch 19, mit einem Ring (44), der zu­ sätzlich mit einem der Verzahnung (29) vorgeschalteten Bund (30) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund (30) bis zur Anlage an die Haltefläche (32) des äußeren Gelenkkörpers (31) durch Krafteinwirkung umge­ formt wird.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund (30) durch Taumelpressen umgeformt wird.