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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Nabeneinheit-Komplett-lager einer
Art, wie sie in einem Radlager mit relativ hoher Tragfähigkeit
benutzt wird, z. B. für
ein Radlager in einem LKW oder einem Eisenbahnwagen, sowie ein Verfahren
zum Herstellen eines solchen Nabeneinheit-Komplettlagers.
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Im
Stand der Technik sind Nabeneinheit-Komplettlager bekannt. So ist
beispielsweise aus der
US
5 037 214 A in entsprechendes Lager mit zwei Rollelementen,
welche zwischen einem ersten Körper
mit einem inneren Laufweg und einem zweiten Körper mit einem aussenliegenden
Laufweg angeordnet sind, bekannt. Darüber hinaus ist in der
US 5 159 754 A eine
Montagemaschine und eine Methode zum Zusammenbau einer Integrallagereinheit
bekannt. In der
US 43
33 695 A ist ferner ein Rollenlager bestehend aus inneren
und äußeren ringförmigen Verbindungen
mit gegenüberstehenden
inneren und äußeren in
regelmäßigen Abständen unterteilten Laufwegen
bekannt.
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Eine
Fahrzeug-Radlager-Baugruppe, die ein Schrägkugellager benutzt, hat sich
aus der ersten Generation, in der nur ein abgedichtetes Doppellager benutzt
wurde, zur zweiten Generation, in der ein Nabeneinheitslager mit
einem äußeren Laufring,
der gleichzeitig als Flanschnabe dient, und dann zur dritten Generation,
bei der Außen-
und Innenlaufringe die entsprechenden Flansche beinhalten, weiterentwickelt.
Derzeit ist die vierte Generation in Entwicklung, in der eine Gleichdrehzahlkopplung
in das Lager integriert ist.
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Im
Gegensatz dazu wird das Radlager, das ein Kegelrollenlager benutzt,
im allgemeinen in einem LKW benutzt und es gab wenig Nachfrage nach Verkleinerung
des Radlagers und es ist somit hinter der Zeit zurückgeblieben.
Unter diesen Umständen hat
sich das Radlager, das Kegelrollenlager benutzt, nur zu einem Nabeneinheit-Komplettlager
der zweiten Generation ent wickelt, bei dem der Außenlaufring gleichzeitig
als Flanschnabe dient.
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Mit
der seit kurzem ständig
steigenden Nachfrage nach Wagen eines Typs, der im allgemeinen als gedeckter
Güterwagen
bekannt ist, ist Vielseitigkeit erwünscht und dazu wird Integration
und Verkleinerung an erster Stelle gefordert. Auch ein Radlager
hoher Tragfähigkeit,
das ein Kegelrollenlager benutzt, ist davon nicht ausgenommen.
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Im
Hinblick darauf wurde versucht, ein Nabeneinheit-Komplettlager zu
entwickeln, das als Radlager der dritten Generation eines Typs dienen
kann, das ein Kegelrollenlager benutzt, aber weil der Unterschied
zwischen dem Kegelrollenlager und dem Kugellager eine unterschiedliche
Montage bedingt, wurde ein Nabeneinheit-Komplettlager der dritten
Generation noch nicht verwirklicht.
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Obwohl
beispielsweise im Nabeneinheit-Komplettlager der zweiten Generation,
bei dem das Kegelrollenlager benutzt wird, der Innenlaufring, der
Käfig,
d. i. der Rollenlagerkäfig,
und die Rollen als vorgefertigte Baugruppe in den Außenlaufring
eingesetzt werden können,
verlangt das Nabeneinheit-Komplettlager der dritten Generation,
daß die Nabe
und der auf die Nabe zu montierende Innenlaufring in einem späteren Montagegang
eingebaut werden. Aus diesem Grund entsteht beim automatischen Zusammenbau
des Nabeneinheit-Komplettlagers
ein Problem, falls der Käfig
nicht eine Form hat, die die Rollen in der eingesetzten Form festhalten kann.
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Dementsprechend
wurde die vorliegende Erfindung entworfen mit dem Ziel, die oben
besprochenen Probleme, die auf dem Stand der Technik inhärent auftreten,
im wesentlichen auszuschließen,
und es ist beabsichtigt, eine verbessertes Nabeneinheit-Komplettlager
vorzusehen, das strukturell kompakt ist und integrierte Bauteile
aufweist und in einer automatischen Zusammenbauvorrichtung zusammengebaut
werden kann.
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Eine
weitere wichtige Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Vorsehen
eines Nabeneinheit-Komplettlagers des oben besprochenen Typs, das
geringes Gewicht hat, eine minimale Materialmenge benötigt, leicht
zu bearbeiten ist und eine verhältnismäßig große Freiheit
bei der Konstruktion zuläßt.
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Eine
zugehörige
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines Verfahrens
zum Herstellen des Nabeneinheit-Komplettlagers des oben besprochenen
Typs.
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Zur
Lösung
dieser Aufgaben sieht die vorliegende Erfindung gemäß einem
Aspekt vor ein Nabeneinheit-Komplettlager enthaltend ein Kegelrollenlager
einschließlich
eines Innenlaufrings, eines Außenlaufrings,
in dem eine Halterung vorgesehen ist, die sich von diesem aus nach
außen
erstreckt, und eine Vielzahl von Rollen in einer umlaufenden Reihe von
einem Käfig
festgehalten werden und rollend zwischen dem Innenlaufring und dem
Außenlaufring
positioniert sind. Eine Nabe beinhaltet den Innenlaufring auf einem
Teil eines Außenumfangs
der Nabe, wobei der Innenlaufring ein mit der Nabe einstückig ausgebildetes
Glied oder auch ein von der Nabe getrenntes Glied sein kann. Der
Käfig hat
Fenster in seinem Inneren definiert zur Aufnahme der entsprechenden
Rollen, so daß der
Halter die entsprechenden Rollen drehbar aufnehmen kann, der Halter
die Rollen in einer nichtlösbaren
Form festhält,
bevor er in die Lagerbaugruppe eingebaut wird. Der Käfig und die
Rollen sind dann nach dem Einsetzen der Rollen in die entsprechenden
zugehörigen
Fenster eingesetzt, so daß sie
zwischen dem Innenlaufring und dem Außenlaufring eingeschoben sind.
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Gemäß diesem
Aspekt der vorliegenden Erfindung läßt sich, da der Käfig die
Rollen in der von ihm festgehaltenen Form trägt, der Zusammenbau des Nabeneinheit-Komplettlagers
mit Hilfe einer automatischen Zusammenbauvorrichtung leicht bewerkstelligen.
Da auch die Nabe mit dem Innenlaufring und der Außenlaufring
mit dem Halter benutzt werden, ist es möglich, das kompakte Nabeneinheit-Komplettlager
aufzubauen, in dem einige Komponenten bereits integriert sind.
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Gemäß einem
anderen Aspekt sieht die vorliegende Erfindung vor ein Nabeneinheit-Komplettlager,
das eine Nabe aufweist, deren erstes Endteil mit einer Innenlaufringhalterung
zum Halten eines Innenlaufrings mit einer darin definierten ersten
inneren Laufbahn ausgebildet ist und die Nabe auch eine Innenlaufbahn
aufweist, die in einem Teil der Nabe auf einer Seite der Innenlaufringhalterung
gegenüber diesem
ersten Endteil ausgebildet ist, sowie ein duales Kegelrollenlager
einschließlich
eines ersten Innenlaufrings, der fest auf der Innenlaufringhalterung in
der Nabe befestigt ist, einen gemeinsamen Außenlaufring mit einer darin
definierten Halterung aufweist, so daß er sich radial nach außen erstreckt,
erste und zweite Käfige,
die jeweils mit einer Vielzahl von darin definierten Fenstern versehen
sind, und erste und zweite in Umfangsrichtung angeordnete Rollenreihen
enthält,
die in den Fenstern in den ersten bzw. zweiten Käfigen festgehalten sind. Die
erste in Umfangsrichtung verlaufende Rollenreihe ist zwischen dem
gemeinsamen Außenlaufring
und der ersten Innenlaufbahn rollend angeordnet, und die zweite in
Umfangsrichtung verlaufende Rollenreihe ist zwischen dem gemeinsamen
Außenlaufring
und der zweiten Innenlaufbahn rollend angeordnet. Der Innenlaufring
hat ein Ende mit verkürztem
Durchmesser und ein Ende mit einem großen Durchmesser, das dem Ende
mit dem verkürzten
Durchmesser gegenüberliegt,
und das Ende mit dem verkürzten Durchmesser
des Innenlaufrings liegt, wenn der Innenlaufring auf der Innenlaufringhalterung
in der Nabe befestigt ist, unmittelbar der zweiten Innenlaufbahn
benachbart. Nur das Ende mit dem großen Durchmesser des Innenlaufrings
ist mit einem Kragen ausgebildet, um die Rollen axial zu positionieren. Mit
anderen Worten, der Einsatz eines Kragens am kleinen Ende entfällt.
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Da
auch in diesem Nabeneinheit-Komplettlager die Nabe und der Außenlaufring
mit der Halterung benutzt werden, ist es möglich, das kompakte Nabeneinheit-Komplettlager
vorzusehen, in dem die Komponenten bereits integriert sind. Da auch
der erste Innenlaufring in der Form eines Glieds vorgesehen ist,
das von der Nabe getrennt ist, lassen sich Effekte erzielen, daß die Montage
der Lagerbestandteile leicht durchgeführt werden kann, daß Dichtungen leicht
eingesetzt werden können,
daß die
Freiheit bei der Lagerkonstruktion leicht erweitert werden kann, und
daß unterschiedliche
Käfige
für die
erste und die zweite in Umfangsrichtung verlaufende Rollenreihe verwendet
werden können.
Da in diesem Fall beim Innenlaufring kein Kragen vorgesehen ist,
reduziert sich die Materialmenge zusammen mit einer entsprechenden
Reduktion an Gewicht und Fertigungskosten. Außerdem, da die spanende Bearbeitung
eines Kragens am kleinen Ende entfällt, verringert sich vorteilhafterweise
auch die Anzahl der Teile des Nabeneinheit-Komplettlagers, die spanend bearbeitet
werden müssen.
Da ferner kein Kragen am kleinen Ende erforderlich ist, ist es möglich das
Nabeneinheit-Komplettlager mit z. B. verkürzter axialer Länge zu konstruieren,
was die Freiheit der Konstruktion noch weiter erhöht.
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Die
vorliegende Erfindung gemäß einem
dritten Aspekt sieht vor ein Nabeneinheit-Komplettlager unter Verwendung
einer Kombination der Struktur gemäß dem ersten Aspekt, in dem
jeder der ersten und der zweiten Käfige so konstruiert ist, daß sie die entsprechenden
Rollenreihen vor dem Einbau in die Lagerbaugruppe festhalten, mit
der Struktur gemäß dem zweiten
Aspekt, in dem der Innenlaufring von der Nabe getrennt auf der Nabe
montiert wird und die Benutzung eines Kragens am kleinen Ende des
Innenlaufrings entfällt.
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Da
gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung jeder der ersten und der
zweiten Käfige
die Rollen in der entsprechenden Form festhält, ist die Montage mit Hilfe
einer automatischen Zusammenbaumaschine möglich, und es wird somit leicht,
die Nabe und den Innenlaufring zusammenzubauen. In diesem Fall ist
es möglich
ein Montageverfahren für
den Innenlaufring auf der Nabe nach dem Einbau jedes der ersten und
der zweiten Käfige
mit den von jeweiligen Käfig
gehaltenen Rollen der entsprechenden Form zwischen den gemeinsamen
Außenlaufring
und die Nabe einzusetzen, der Innenlaufring selbst muß dabei
die zugeordnete Rollenreihe nicht halten und ein Kragen am kleinen
Ende ist nicht erforderlich. Das so erreichte Ausschalten der Verwendung
des Kragens am kleinen Ende trägt
wirksam zur Verringerung des Gewichts des sich ergebenden Nabeneinheit-Komplettlagers
bei.
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Im
Nabeneinheit-Komplettlager der Struktur gemäß einem der obigen Aspekte
der vorliegenden Erfindung kann der Käfig eine zwischen den benachbarten
Fenstern eingesetzte Rippe aufweisen. Diese Rippe ist so ausgelegt,
daß sie
radial ein inneres und ein äußeres Ende
aufweist, die einander gegenüberliegen.
Die entsprechenden Zwischenräume
zwischen dem radial inneren Ende einer Rippe und dem radial inneren
Ende der benachbarten Rippe, sowie zwischen dem radial äußeren Ende
einer Rippe und dem radial äußeren Ende
der benachbarten Rippe sind hinreichend groß, damit vermieden wird, daß die im
zugeordneten Fenster aufgenommene Rolle aus dem zugeordneten Fenster
herausfällt.
Das radial innere Ende der einzelnen Rippen ist elastisch nachgebend,
so daß die
entsprechenden Rollen in das zugehörige Fenster eingeschnappt
werden können.
Diese Konstruktion ist besonderes vorteilhaft, weil die Möglichkeit,
daß sich
die Rollen radial nach innen oder außen aus dem entsprechenden
Käfig vor
dem Einbau in die Lagerbaugruppe trennen, ausgeschlossen werden
kann.
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Auch
kann jeder Käfig
eine entsprechende Anzahl Rippen aufweisen, die durch Ausbilden
der benachbarten Fenster geformt werden und zwischen zwei einander
gegenüberliegenden
Ringkörpern
unterschiedlicher Durchmesser begrenzt werden, die die zugehörigen einander
axial gegenüberliegenden Enden
des entsprechenden Käfigs
besetzen. In diesem Fall ist jede der Rippen zwischen den benachbarten
Fenstern so ausgebildet und positioniert, daß sie sich von einer gedachten
konischen Fläche
aus, die die radial inneren Enden der entsprechenden einander gegenüberliegenden
Ringkörper
verbindet, nach innen vorsteht. Mit anderen Worten, jede Rippe zwischen
den benachbarten Fenstern kann in einer radial nach innen verlaufenden
Richtung eine große Dicke
aufweisen. Diese Konstruktion macht es leicht, daß jede Rippe
eine Querschnittsform aufweist, so daß nicht nur die Möglichkeit,
daß sich
die Rollen radial nach innen oder außen vom entsprechenden Käfig vor
dem Einbau in die Lagerbaugruppe trennen, ausgeschlossen ist, sondern
auch die radial inneren Enden jeder Rippe elastisch nachgebend sind,
so daß die
entsprechende Rolle in das zugehörige Fenster
eingeschnappt werden kann.
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Ein
Verfahren zur Herstellung des Nabeneinheit-Komplettlagers des oben
besprochenen Typs gemäß dem dritten
Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt die Schritte der Herstellung
erster und zweiter Rollenkäfig-Bauteilkomponenten,
die jeweils den entsprechenden Käfig
mit den in den entsprechenden Fenstern in nichtablösbarer Form
eingesetzten Rollen enthält;
Einsetzen der ersten und zweiten Rollenkäfig-Baugruppenkomponenten in
den gemeinsamen äußeren Laufring,
so daß sie
die entsprechenden Positionen einnehmen unter Besetzen der ersten
und der zweiten Laufbahnen, die im gemeinsamen äußeren Laufring definiert sind;
Einschieben der Nabe in eine Baugruppe aus ersten und zweiten Rollenkäfig-Zusammenbaukomponenten, mit
dem gemeinsamen Außenlaufring,
bis die radiale Innenlaufbahn und die Innenlaufringhalterung in
der Nabe mit den entsprechenden ersten und zweiten Rollenkäfig-Montagekomponenten
ausgerichtet sind, und der Innenlaufring auf die Innenlaufringhalterung montiert
ist.
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Gemäß der oben
besprochenen Methode wird unter Anwendung des Verfahrens, in dem
nach dem Einsetzen der Käfige
mit den entsprechenden umfangsmäßigen Rollenreihen
in der vom Käfig
festgehaltenen Form zwischen Nabe und Außenlaufring eingesetzt sind,
der Innenlaufring, der ein von der Nabe getrenntes Glied ist, auf
die Nabe montiert, der Innenlaufring muß die Rollen nicht festhalten
und daher ist kein kleiner Kragen erforderlich. Das Ausschließen des
kleinen Kragens bewirkt, daß das
Gewicht des Nabeneinheit-Komplettlagers als ganzes vorteilhaft verringert
werden kann.
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Jedenfalls
wird die vorliegende Erfindung leichter verständlich aus der nachfolgenden
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der begleitenden
Zeichnungen. Die Ausführungsformen
und die Zeichnungen dienen ausschließlich der Darstellung und Erklärung und
gelten auf keine Weise als Begrenzung des Umfangs der vorliegenden
Erfindung; dieser Umfang wird nur durch die anhängigen Ansprüche bestimmt.
In den begleitenden Zeichnungen bedeuten gleiche Bezugszahlen jeweils
die gleichen Bezugsteile durch die verschiedenen Ansichten.
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1 ist
eine Längsschnittansicht
eines Nabeneinheit-Komplettlagers
gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2A bis 2E illustrieren
die Montagefolge des Nabeneinheit-Komplettlagers gemäß 1;
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3A ist
eine fragmentarische Längsschnittansicht,
im vergrößerten Maßstab, eines
Käfigs,
wie er im Nabeneinheit-Komplettlager
der 1 benutzt wird;
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3B ist
eine fragmentarische Seitenansicht in einem noch stärker vergrößerten Maßstab, die
einen Teil des Käfigs
der 3A zeigt, gesehen in Pfeilrichtung X in 3A;
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4A ist
eine fragmentarische Querschnittansicht entlang der Linie A-A in 3A,
die einen Teil des Käfigs
in vergrößertem Maßstab zeigt;
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4B ist
eine fragmentarische Querschnittansicht entlang der Linie B-B in 3A,
die einen Teil des Käfigs
in vergrößertem Maßstab zeigt;
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4C ist
eine fragmentarische Querschnittansicht eines Teils des Käfigs, der
in 3A in Kreis C eingeschlossen ist;
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5A ist
eine fragmentarische perspektivische Ansicht eines Teils des Käfigs, gesehen
von innen in einer Richtung radial nach innen im Käfig;
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5B ist
eine fragmentarische perspektivische Ansicht dieses Teils des Käfigs, gesehen
von außen
in einer Richtung radial nach außen im Käfig;
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6A ist
eine Längsschnittansicht
im vergrößerten Maßstab, die
die obere Hälfte
eines Innenlaufrings zeigt, der in dem Nabeneinheit-Komplettlager
eingesetzt ist;
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6B ist
eine Längsschnittansicht,
die einen ähnlichen
Teil eines Innenlaufrings für
Vergleichszwecke zeigt;
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7 ist
eine ähnliche
Ansicht wie 4A, die eine modifizierte Form
des Käfigs
zeigt; und
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8 ist
eine ähnliche
Ansicht wie 4A, die eine weitere modifizierte
Form des Käfigs
zeigt.
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Nehmen
wir zunächst
Bezug auf die 1 bis 6A, die
eine erste bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt; ein Nabeneinheit-Komplettlager,
gezeigt unter 1, verwendet ein Dual-Kegelrollenlager zum
Lagern einer Kfz-Radachse durch eine Nabeneinheit. Dieses Nabeneinheit-Komplettlager 1 beinhaltet,
wie in 1 gezeigt ist, erste und zweite in Umfangsrichtung
angeordnete Rollenreihen 5, die entsprechend durch erste
und zweite Käfige
gehalten werden, einen gemeinsamen Außenlaufring 4 und
einen Innenlaufring 3, die mit Preßsitz um eine röhrenförmige Nabe 2 angeordnet sind
und eine axiale Länge,
im allgemeinen die halbe axiale Länge des gemeinsamen Außenlaufrings 4, hat.
Jede der Rollen 5 der ersten und der zweiten in Umfangsrichtung
angeordneten Rollenreihen ist in der Form einer Kegelrolle ausgeführt mit
einem großen
Durchmesser-Ende und einem reduzierten Durchmesser-Ende gegenüber dem
reduzierten Durchmesser-Ende. Die erste Umfangsreihe der Kegelrollen 5 wird,
vom ersten Käfig 6 gehalten,
zwischen den gemeinsamen Außenlaufring 4 und
den Innenlaufring 3 positioniert, während die zweite Umfangsreihe
der Kegelrollen 5, vom zweiten Käfig 6 gehalten, zwischen
den gemeinsamen Außenlaufring 4 und
einen äußeren peripheren
Wandteil der röhrenförmigen Nabe 2 positioniert
wird, wie später
noch in Einzelheiten beschrieben wird. Hier muß darauf hingewiesen werden,
daß in
der dualen Kegelrollenlagerbaugruppe, wie hier gezeigt wird, die
erste und die zweite in Umfangsrichtung verlaufende Reihe Kegelrollen 5 so
positioniert wird, daß die
entsprechenden Enden der Kegelrollen 5 mit dem kleinen
Durchmesser einander gegenüberstehen.
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Die
illustrierte Dual-Kegelrollenlagerbaugruppe beinhaltet auch ringförmige Dichtungen 7a und 7b,
die innerhalb und neben den entsprechenden einander gegenüberliegenden
Enden des gemeinsamen Außenlaufrings 4 positioniert
sind, damit verhindert wird, daß aus
einem Lagerspalt zwischen dem gemeinsamen Außenlaufring 4 und
der röhrenförmigen Nabe 2 und
dem Innenlaufring Schmieröl ausleckt.
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Die
röhrenförmige Nabe 2 hat
einen Endteil mit reduziertem Durchmesser um eine inneren Laufringhalterung 2a zu
definieren, und der andere, gegenüberliegende Endteil ist mit
einem sich radial nach außen
erstreckenden Flansch 2c versehen, der so ausgelegt ist,
daß er
an einem (nicht dargestellten) Fahrzeugrad mittels einer Vielzahl
Schrauben 8, die sich durch die Dicke des radialen Flansches 2c erstrecken,
befestigt werden kann. Ein allgemeiner Zwischenteil der röhrenförmigen Nabe 2 hat
eine äußere periphere
Fläche,
die als zweite radiale Innenlaufbahn 2b zum Haltern der
zweiten umfangsmäßig angeordneten
Kegelrollen 5 dient, und zu diesem Zweck geht die zweite
radiale Innenlaufbahn 2b glatt in eine erste Innenlaufbahn über, die
durch eine periphere Fläche
des Innenlaufrings 3 definiert ist. Somit wird leicht verständ lich,
daß der
Innenlaufring 3, der ein von der röhrenförmigen Nabe 2 getrenntes
Glied ist, dazu benutzt wird, die erste umlaufende Reihe Kegelrollen 5 zu
halten und der Zwischenteil der röhrenförmigen Nabe 2 gleichzeitig
als weiterer Innenlaufring zum Halten der zweiten umlaufenden Reihe Kegelrollen 5 dient.
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Der
gemeinsame Außenlaufring 4 ist
so ausgelegt, daß die
periphere Innenfläche
mit ersten und zweiten radialen Außenlaufbahnen entsprechend den
zugeordneten ersten und zweiten umlaufenden Reihen von Kegelrollen 5 ausgebildet
ist und auch eine periphere Außenfläche aufweist,
die mit einem sich radial nach außen erstreckenden Flansch 4a ausgebildet
ist, der als Befestigung dient, mit der das Nabeneinheit-Komplettlager 1 mittels
einer Vielzahl von Befestigungsmitteln, z. B. Schrauben, an einem (nicht
dargestellten) Fahrzeugchassis befestigt ist.
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Wie
man am besten aus 6A ersieht, weist der von der
röhrenförmigen Nabe 2 getrennte Innenlaufring 3 ein
inneres und ein gegenüberliegendes äußeres Ende
auf, wobei das innere Ende einen kleineren Außendurchmesser hat als das äußere Ende.
Dieser Innenlaufring 3 wird auf der röhrenförmigen Nabe 2 so montiert,
daß das
innere Ende in Richtung zum radialen Flansch 2c weist und
in der Nähe der
ersten radialen Innenlaufbahn 2b positioniert wird. Während das
innere Ende des Innenlaufrings 3 ohne Kragen ausgebildet
ist, ist das äußere Ende desselben
mit einem Kragen 3a geformt, der sich davon radial nach
außen
erstreckt, um die erste umlaufende Reihe von Kegelrollen 5 axial
zu positionieren.
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Die
Käfige 6 für die entsprechenden
ersten und zweiten umfangsmäßig verlaufenden
Reihen Kegelrollen 5 sind so konstruiert, daß sie, wie
am besten aus 3A und 3B ersichtlich
ist, ein ringförmiges
Band von im wesentlichen Kegelstumpfform, vorzugsweise aus einem
Kunstharz gefertigt, mit einer Vielzahl axial ausgerichteter, im
allgemeinen rechteckiger Fenster 9, die darin in Umfangsrichtung
definiert sind, zwecks Aufnahme der entsprechenden Kegelrollen 5.
Jeder Käfig 6 hat
eine entsprechende Anzahl Rippen 10, die durch Stehenlassen
beim Ausbilden der benachbarten Fenster 9 geformt wurden, und
zwischen einander gegenüberliegenden
Ringkörpern 11 und 12 abgegrenzt
sind, die die zugehörigen
gegenüberliegenden
Enden des ringförmigen Bands
besetzen, das den entsprechenden Käfig 6 bildet. Jede
Rippe 10 zwischen den benachbarten Fenstern 9 ist
so geformt und positioniert, daß sie
von einer gedachten konischen Fläche
F aus, die die radial inneren Enden der Ringkörper 11 und 12 verbindet,
radial nach innen vorsteht.
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Mehr
spezifisch, wie in den 4A und 4B gezeigt
wird, die die entsprechende Querschnitte der Endteile mit reduziertem
Durchmesser bzw. mit großem
Durchmesser der Rippe 10 illustrieren, hat jeder Käfig 6 einen
radial äußeren Endteil 10a einer
Form ähnlich
der eines umgekehrten Trapezes und einen radial inneren Teil 10b,
der sich vom radial äußeren Teil 10a vom
entsprechenden Käfig 6 aus
radial nach innen erstreckt. Der Querschnitt des radial äußeren Teils 10a jedes
Käfigs 6 ist
so, daß er sich
vom Käfig 6 aus
radial nach innen zu fortschreitend verjüngt, während der radial innere Teil 10b eine gleichmäßige Breite
aufweist und radial innerhalb der gedachten konischen Fläche F liegt,
wie in 3A gezeigt wird. Hier wird darauf
hingewiesen, daß die Querschnittsdarstellung
des Endteils mit dem großen Durchmesser
jedes Käfigs 6,
das innerhalb des gestrichelt dargestellten Kreises C in 3A liegt,
in 4C detailliert dargestellt ist.
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Die
Breite jedes Fensters 9 in Umfangsrichtung, wie sie im
allgemeinen zwischen den radial äußeren Teilen 10a und 10a der
benachbarten Rippen 10 auf entsprechenden Seiten dieses
Fensters 9 in Umfangsrichtung des entsprechenden Käfigs 6 gemessen
werden, wird so gewählt,
daß, wie
mit durchgezogener Linie in den 4A und 4B gezeigt wird,
die entsprechende Kegelrolle 5, die in dem Fenster 9 aufgenommen
ist, die wechselseitig einander gegenüberliegenden kegelförmigen Seitenflächen der
benachbarten Rippen 10 rollend berühren können, ohne daß sie davon
in radialer Richtung nach außen
zu getrennt sind.
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Andererseits
ist der umfangsmäßige Abstand
zwischen den radial inneren Teilen 10b und 10b dieser
benachbarten Rippen 10 so gewählt, daß er etwas kleiner ist als
der Durchmesser eines Teils der zugehörigen Kegelrolle 5,
die innerhalb eines solchen Fensters 9 aufgenommen ist.
Die radialen Innenteile 10b und 10b der benachbarten
Rippen 10 sind jedoch elastisch nachgebend, um den umfangsmäßigen Abstand
zwischen ihnen zu vergrößern, damit
die entsprechende Kegelrolle 5 glatt in das entsprechende
Fenster 9 eingepaßt
wird, wenn die Kegelrolle 5 während der Montage die Kegelrollen 5 in das
entsprechende Fenster 9 von der Innenseite des Käfigs 6 eingedrückt wird.
Die radialen Innenteile 10b und 10b stellen sich
unter der Wirkung ihrer eigenen Elastizität wieder in die ursprüngliche
Ausgangsposition ein, damit die Kegelrollen 5 gegenüberliegende Seitenflächen dieser
radialen Innenteile 10b und 10b der benachbarten
Rippen 10 leicht berühren,
wie in den 4A und 4B durch
gestrichelte Linien dargestellt ist, nach Abschluß der Montage
der Kegelrollen 5 in die entsprechenden Fenster 9,
um auf diese Weise zu verhindern, daß sich die Kegelrollen 5 aus
den Fenstern lösen.
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Im
zusammengebauten Zustand des Nabeneinheit-Komplettlagers 1 gemäß vorliegender
Erfindung wird jede Kegelrolle 5 im zugeordneten Fenster 9 in
ihrer Position gehalten und geführt,
während
sie die entsprechenden radialen Außenteile 10a der benachbarten
Rippen 10 berührt,
wie mit durchgezogenen Linien in den 4A und 4B dargestellt wird,
ohne die radial inneren Teile 10b der benachbarten Rippen 10 zu
berühren.
Somit kann durch Konstruieren jeder Rippe 10 mit einer
in radialer Richtung zunehmender Dicke leicht eine Querschnittsform
für jede
Rippe 10 konstruiert werden, die wirksam jede etwaige Trennung
einer oder mehrerer der entsprechenden Kegelrollen 5 vor
Abschluß der Montage
des Nabeneinheit-Komplettlagers 1 verhindert,
weil jede Kegelrolle 5 wahrscheinlich aus dem zugehörigen Fenster 9 in
radial nach innen gerichteter Richtung in jedem Käfig 6 wahrscheinlich
herausfallen wird.
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Wie
am besten in 3B gezeigt wird, hat der Ringkörper des
ersten und zweiten Käfigs 6,
der einen kleineren Durchmesser aufweist als der Ringkörper 12,
Aussparungen 13, die jeweils in einem Bereich anliegend
an einen Eckenbereich definiert sind, der durch die Rippe 10 und
den Ringkörper 11 abgegrenzt
wird, in Verbindung mit dem zugeordneten Fenster 9. Auch
wird, wie am besten aus 5A ersichtlich
ist, ein Bereich jeder Rippe 10 in jedem der ersten und
der zweiten Käfige 6 anliegend
an den Ringkörper 12 mit
dem größeren Durchmesser,
mit einem im allgemeinen trapezförmigen
Segment 10c versehen, das fortgesetzt wird von dem entsprechenden,
radial äußeren Teil 10a desselben,
und das sich fortschreitend in Richtung zum Ringkörper 11 mit dem
reduzierten Durchmesser verjüngt,
gesehen in radialer Richtung, wobei dieses trapezförmige Segment 10c vorgesehen
ist zur Erleichterung einer Gießarbeit,
die bei der Bildung des entsprechenden Käfigs 6 angewandt wird.
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Die 2A bis 2E illustrieren
die Zusammenbaufolge des Nabeneinheit-Komplettlagers 1 der
vorliegenden Erfindung. Zunächst
wird der gemeinsame Außenlaufring 4 gemäß 2A mit
den ersten und den zweiten Rollenkäfig-Zusammenbaukomponenten 15 zusammengebaut,
wie in 2B gezeigt wird, gefolgt vom
Einschieben der ersten Abdichtung 7a in den gemeinsamen
Außenlaufring 4, wie
in 2C gezeigt wird. Die Baugruppe einschließlich des
Außenlaufrings 4 und
der ersten und der zweiten Rollenkäfig-Zusammenbaukomponenten 15 innerhalb
des gemeinsamen Außenlaufrings 4 wird
anschließend
auf der röhrenförmigen Nabe 2 montiert,
wie in Fig. D2 gezeigt wird, bis der Innenlaufring 2b und
die Innenlaufringhalterung 2a in der Nabe 2 mit
den Zusammenbaukomponenten 15 ausgerichtet sind, gefolgt
von der Montage des Innenlaufrings 3 auf der röhrenförmigen Nabe 2,
wie in 2E gezeigt wird, und auch Montage
der zweiten Abdichtung 7b zwischen dem Innenlaufring 3 und dem
Außenlaufring 4,
um damit den Zusammenbau des Nabeneinheit-Komplettlagers 1 abzuschließen.
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Weil
das Nabeneinheit-Komplettlager 1 wie oben beschrieben hergestellt
wird durch Einbauen der ersten und der zweiten Rollenkäfig-Zusammenbaukomponenten 15,
in dem die erste und die zweite sich in Umlaufrichtung erstreckende
Reihe der Kegelrollen 5 durch die entsprechenden Käfige 6 in nicht-lösbarer Weise festgehalten wurden,
läßt sich das
Zusammenbauen des erfindungsgemäßen Nabeneinheit-Komplettlagers 1 leicht
durch eine automatische Maschine bewerkstelligen, mit der der Einbau
des Innenlaufrings 3 auf der röhrenförmigen Nabe 2 erleichtert
werden kann. Da in diesem Fall der Prozeßschritt des Einbaus des Innenlagers 3 angewandt
wird, nachdem die ersten und zweiten Rollenkäfig-Zusammenbauteile 15 zwischen
den gemeinsamen Außenlaufring 4 und
die röhrenförmige Nabe 2 eingesetzt
sind, braucht die erste umfangsmäßige Reihe
der Kegelrollen 5 nicht mehr vom Innenlaufring 3 selbst
durch den zugeordneten Käfig 6 gehalten
zu werden, und die Notwendigkeit des Verwendens eines Kragens m
am kleinen Ende des Innenlaufrings 3 entfällt. Aus
diesem Grund hat der Innenlaufring 3 eine Form, aus der
der Kragen am kleinen Ende eliminiert ist, und aus diesen Gründen kann im
Vergleich zum Innenlaufring mit dem Kragen 3b am kleinen
Ende, wie in 6B gezeigt wird, das Material
vorteilhafterweise reduziert werden, begleitet von einer Reduktion
nicht nur im Gewicht sonder auch bei den Fertigungskosten. Da in
der vorliegenden Erfindung eindeutig kein spanendes Bearbeiten des
Kragens am kleinen Ende erforderlich ist, kann in der vorliegenden
Ausführungsform
ein Teil, der spanende Bearbeitung oder Schleifen voraussetzt, ausgeschlossen
werden. Ferner ist es möglich,
weil kein Kragen am kleinen Ende benötigt wird, eine Konstruktion
zu entwerfen, in der die axiale Länge des Nabeneinheit-Komplettlagers 1 reduziert
wird, was eine weitgehende Konstruktionsfreiheit ermöglicht.
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Auch
ist die vorliegende Erfindung wirksam, weil das Nabeneinheit-Komplettlager 1 der
in 1 gezeigten Struktur die röhrenförmige Nabe 2 mit dem Radialflansch 2c und
den Außenlaufring 4 mit
dem Radialflansch oder der Halterung 4a benutzt, das Nabeneinheit-Komplettlager 1 mit
einer kompakten Struktur zu versehen, in der die Integration einiger der
Komponententeile erreicht wurde. Da in diesem Fall der Innenlaufring 3 als
ein von der röhrenförmigen Nabe 2 getrennter
Teil ausgewählt
wurde, ist es möglich,
die Struktur, in der die Integration verschiedener Komponententeile
weit fortgeschritten ist, an das Kegelrollenlager anzupassen. Auch
kann, da der getrennte erste und zweite Käfig 6 zusammen mit
der ersten und zweiten sich umfangsmäßig erstreckenden Kegelrollenreihe 5 benutzt
wird, die Stärke
des ersten und des zweiten Käfigs 6 gesteigert
werden.
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Hier
wird darauf hingewiesen, daß der
radial innere Teil 10b jeder Rippe 10 in jedem
der ersten und zweiten Käfige 6 generell
eine Trapez-Querschnittsform aufweisen kann, die sich radial nach
innen mit einem vorgegebenen Winkel erweitert, z. B. etwa 20°, wie in 7 gezeigt
wird. Als Alternative kann, wie in 8 gezeigt
wird, jede der Rippen 10 in einem der ersten und zweiten
Käfige 6 allgemein eine
Y-förmige Konfiguration
annehmen, deren einander gegenüberliegende
Flächen
nach innen gekrümmt
sind. Auf jeden Fall ist, obwohl eine radial nach innen liegende
Fläche,
die jeweils jeder der Rippen 10 gegenüberliegt, wie in 10 gezeigt wird, eine Aussparung 16 definiert,
die zur Erleichterung der Formgießarbeit zum Ausbilden des entsprechenden
Käfigs 6 und/oder
zum Zwecke des Reduzierens des Gewichtes eingesetzt wird, die Anwendung
einer solchen Aussparung 16 in jeder Rippe nicht unbedingt
nötig und
kann dementsprechend weggelassen werden.
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Zwar
wurde die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit den bevorzugten
Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, die nur zu illustrativen
Zwecken benutzt werden, voll beschrieben, jedoch sind dem Fachmann ohne
weiteres zahlreiche Änderungen
und Modifikationen durch Lesen der hier angegebenen Beschreibung
der vorliegenden Erfindung ohne weiteres klar. Dementsprechend fallen
solche Änderungen
und Modifikationen unter den Schutzumfang der vorliegenden Anmeldung,
falls sie nicht über
den Umfang der vorliegenden Erfindung gemäß Bestimmung in den anliegenden
Ansprüchen
hinausgehen.