DE3242473C1

DE3242473C1 - Verfahren zur Herstellung von Radlageranordnungen von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE3242473C1
Application number: DE19823242473
Authority: DE
Inventors: Egusa Iwata Shizuoka Tomoyoshi
Original assignee: NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1982-01-19
Filing date: 1982-01-19
Publication date: 1985-01-03

Description

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Kraftfahrzeugradlageranordnungen zu schaffen, das die Einflüsse der Außenumfangsspurflächen des Wellenteils und des inneren Ringsteils auf das Lagerspiel ausräumen soll Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Verfahrensschritte gelöst.
Solange die Wellenteile und inneren Ringteile innerhalb vorbestimmter Toleranzen bearbeitet werden, können diese Teile, welche Umfangsspurflächen definieren, willkürlich miteinander kombiniert werden, wodurch die Einflüsse der Spurflächen des Außenumfanges auf das Lagerspiel des zusammengesetzten Lagers vermieden werden können, die Effektivität der Lageranordnung erhöht wird.
Da ferner die zylindrische Fläche des gestuften Bereiches des Wellenteils zur Aufnahme des inneren Ringteils gleichzeitig mit der Spurfläche geschliffen wird, besteht keine Gefahr schlechter Ausrichtung zwischen den beiden Spurflächen des Außenumfanges.
Gegenüber dem herkömmlichen Verfahren, bei welchem die Flächen einzeln geschliffen werden, können mehrere Flächen gleichzeitig geschliffen werden, wodurch die Schleifzeit verkürzt, die Schleifwirkung erhöht und die Massenherstellung sowie eine Verringerung der Herstellungskosten ermöglicht wird.
Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden beim gleichzeitigen Schleifen der Tragfläche des inneren Ringteils und seiner gegen die Schulterfläche des gestuften Bereiches stoßenden Endfläche der Bohrungsdurchmesser und der Durchmesser der Spurfläche des inneren Ringteils durch eine Lehre gemessen und auf der Grundlage dieser Messung die Tragfläche des inneren Ringteils und seine gegen die Schulterfläche des gestuften Bereiches stoßende Endfläche geschliffen.
Bei diesem gleichzeitigen Schleifen der Flächen werden die Soll-Endmaße auf der Grundlage der Abweichungen vom endgültigen Bohrungsdurchmesser und dem Durchmesser der Spurfläche des inneren Ringteils bestimmt, so daß Abweichungen des Spurflächendurchmessers aufgrund von Störungen zum Zeitpunkt der Anpassung mittels Kraft auf die zylindrische Fläche des gestuften Bereiches des Wellenteils (Durchmesservariationen aufgrund von Variationen der Ausdehnung) vermieden werden können. Diese Tatsache dient der willkürlichen Anpassung.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 eine Ansicht eines Kraftfahrzeug-Radlagers nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren; F i g. 2 und 3 schematische Darstellungen des Schleifens eines Wellenteils nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren; Fig. 4 eine schematische Darstellung eines konkreten Beispiels, bei welchem ein inneres Ringteil nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren geschliffen worden ist; und Fig. 5 eine schematische Darstellung eines konkreten Beispiels, bei welchem die Tragfläche eines inneren Ringteils und dessen gegen eine Schulterfläche stoßende Endfläche auf der Grundlage der Endmaße der Bohrung und der Spurfläche nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren geschliffen wird.
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren ist auf Lageranordnungen für antreibende und nichtantreibende Räder von Kraftfahrzeugen anwendbar, wie ein Beispiel nach F i g. 1 zeigt, wobei ein äußeres Teil A, ein Wellenteil B, ein inneres Ringteil Cin zwei Reihen angeordnete Rollkörper D, eine Nabe E und eine Mutter F vorgesehen sind.
Das äußere Teil A ist um den Außenumfang des Wellenteils B angeordnet und weist an seinem Innenumfang Spurflächen 1 zur Unterstützung der in zwei Reihen angeordneten Rollkörper D und außen einen Flansch 2 für die Montage in ein Kraftfahrzeug auf.
Das Wellenteil B ist bei dieser Ausführungsform das äußere Gelenkteil eines Universal-Doppelgelenks und weist einen sich axial erstreckenden Wellenbereich 4 auf, welcher integral auf dem geschlossenen Ende eines kugelförmigen Bereichs 3 ausgebildet ist, dessen Außenumfangsfläche eine Spurfläche 5 zur Unterstützung einer der beiden Rollkörperreihen D sowie eine Tragfläche 21 zur Unterstützung der Flächen am größeren Ende der konischen Rollen 12 aufweist, was nachstehend noch genauer beschrieben wird. Die Außenumfangsfläche des Wellenteils 4 weist eine zylindrische Fläche 6 im gestuften Bereich auf, an welche das innere Ringteil C festgepreßt wird sowie Einschnitte bzw. Längsnuten 7 zur Aufnahme der Nabe E, so daß eine Kraftübertragung in Drehrichtung geschaffen wird.
Die Außenumfangsfläche des vorderen Endbereiches ist mit einem Gewindebereich 8 für die Aufschraubung einer Mutter F versehen. Eine Schulterfläche 9 im gestuften Bereich zwischen dem schalenförmigen Bereich 3 und dem Wellenteil 4 dient als Anlagefläche und stößt gegen die Endfläche 10 des inneren Ringteils C zur Schaffung der axialen Positionierung des inneren Ringteils Can. Die Schulterfläche 9 weist reduziert#e diametrale Maße und einen Reliefbereich 9' zur Verbesserung der Genauigkeit bzw. der Rechtwinkligkeit gegenüber dem Wellenteil 4 auf.
Das innere Ringteil Cweist an seinem Außenumfang eine Spurfläche 11 zur Unterstützung der anderen Rollkörperreihe D sowie eine Tragfläche 21 zur Unterstützung der Flächen am größeren Ende der konischen Rollen 12 auf, welche nachstehend noch genauer beschrieben werden und an die Fläche 6 des gestuften Bereiches des Wellenteils B solange angepreßt werden, bis die angrenzende Endfläche 10 gegen die Schulterfläche 9 des gestuften Bereiches des Wellenteils B stößt. So bleibt die Endfläche in konstantem Positionsverhältnis zur Spurfläche 5 des Außenumfanges des Wellenteils B und seiner Tragfläche 21, welche die Flächen mit größerem Ende der konischen Rollen 12 unterstützen. Ferner weist die anstoßende Endfläche 10 einen Reliefbereich 10' wie den Reliefbereich 9' in der Schulterfläche 9 des Wellenteils Bauf.
Die beiden Rollkörperreihen Dsind in Form von zwei Reihen konischer Rollen 12 ausgebildet, welche in Halterungen 13 zwischen den Spurflächen 1 des Innenumfanges des äußeren Teils A und den Spurflächen 5 und 11 des Außenumfanges des Wellenteils B und des inneren Ringteils Cgehalten werden, wodurch ein zweireihiges konisches Rollenlager G gegeben ist.
Dichtungselemente 14 sind zwischen den Dichtungsflächen 15 am Innenumfang des äußeren Teils A und den Dichtungsflächen 16 am Außenumfang des Wellenteils Bund des inneren Ringteils Czur Abdichtung zwischen dem äußeren Teil A und dem Wellenteil B und dem inneren Ringteil Cvorgesehen.
Die Nabe E ist auf den Wellenbereich 4 des Wellenteils B aufgesetzt und weist an ihrem Innenumfang Einschnitte bzw. Längsnuten 17 auf zum Eingriff mit den Einschnitten bzw. Längsnuten 7 an ihrem Außenumfang mit einem Flansch 18 zur Anbringung an ein Rad.
Die Mutter F weist an ihrer Innenumfangsfläche einen mit Gewinde versehenen Paßbereich 19 auf zum Aufschrauben auf den Gewindebereich 8 am vorderen Ende des Wellenteils B. Durch dieses Aufschrauben werden die Nabe E und das Lager G integral mit dem Wellenteil B verbunden und das Lagerspiel und das negative Lagerspiel bestimmt.
Bei der Lageranordnung nach der vorstehend beschriebenen Konstruktion für die Antriebsräder eines Kraftfahrzeuges ist, da der Außenumfang des schalenförmigen Bereiches 3 des Wellenteils B als eines der Innenteile des Lagers G dient, die Konstruktion des Lager G und der damit verbundenen Teile vereinfacht worden, so daß das gesamte Lager klein und leicht ist, und somit die Anzahl der für die Montage notwendigen Arbeitsstufen verringert werden kann.
Die F i g. 2 und 3 stellen ein konkretes Beispiel des Schleifens des Wellenteils B dar, wobei zunächst jeweils die erste und zweite Stufe gezeigt wird.
Beim Schleifen des Wellenteils B nach dem Schmieden in der ersten Stufe nach F i g. 2 wird das geschmiedete Wellenteil B durch ein herkömmliches Trägersystem z. B. mit zwei Mittelpunkten das Magnetspannfutter getragen. Die Spurfläche 5, die zylindrische Fläche 6-und die Dichtungsfläche 16 werden gleichzeitig durch eine Schleifscheibe 22 geschliffen und zwar nach dem herkömmlichen Winkelschleifsystem, wodurch die Ausrichtung der zylindrischen Fläche 6 des gestuften Bereiches und der Dichtungsfläche 18 gegenüber der Spurfläche 5 sichergestellt und diese Spurfläche 5 des Wellenteils B innerhalb des Sollmaßes geschliffen wird.
Daraus folgt, daß in der zweiten Stufe nach F i g. 3 eine erste Lehre 23 für die Überprüfung des Schleifvorganges an die Schulterfläche 9 des gestuften Bereiches des Wellenteils B und daß eine zweite Lehre 24 an die Spurfläche 5 angelegt wird, so daß die Breite des Wellenteils B (das Axialmaß zwischen der Fläche einer Druckplatte 28 und der Schulterfläche 9 des gestuften Bereiches) und der Durchmesser der Spurfläche 5 gemessen werden können.
Ferner kann die erste Lehre 23 mit der Tragfläche 21 in Berührung gebracht werden. Die Abweichung des Durchmessers der Spurfläche 5 (Bearbeitungsfehler), wie sie von der zweiten Lehre gemessen worden ist (das tatsächliche Endmaß nach der ersten Bearbeitungsstufe), vom Bezugsdurchmesser der Spurfläche 5 (der Konstruktions-Solldurchmesser der Spurfläche) wird gefunden und dann in eine Abweichung in axialer Richtung des Wellenteils umgewandelt (Einfluß auf die Variationen des Spurflächendurchmessers auf das Längsspiel).
Der umgewandelte Wert wird dabei zur ersten Lehre 23 zurückgeführt und danach werden die die Flächen mit größerem Ende der konischen Rollen 12 tragende Tragfläche 21 und die Schulterfläche 9 des gestuften Bereiches des Wellenteils B gleichzeitig durch eine Schleifscheibe 25 für die Tragfläche und eine Schleifscheibe 26 für die Schulterfläche geschliffen, bis der durch die erste, auf Null geeichte Lehre 23, welche durch die Einflußgröße eingestellt worden ist, gemessene Wert den vorbestimmten Wert für die Breite des Wellenteils erreicht.
Darüber hinaus sind die Schleifscheiben 25 und 26 koaxial und integral an einer gemeinsamen Spindel angeordnet, so daß die entsprechenden Arbeitsflächen 25a und 26a durch die Entfernung zwischen der Tragfläche 21 und der Schulterfläche 9 im Abstand voneinander angeordnet sind.
Die derart geschliffene Spurfläche 5, die Tragfläche 21, Schulterfläche 9 und zylindrische Fläche 6 des Wellenteils b führen dazu, daß die Längsentfernung zwischen der Schulterfläche 9 und der Spurfläche 5 und zwischen der Schulterfläche 9 und der Tragfläche 21 und das diametrale Maß der zylindrischen Fläche 6 zusammen mit dem diametralen Maß der Spurfläche eingestellt worden ist (d. h. die Maße der Spurfläche 5, der Tragfläche 21 und der zylindrischen Fläche 6 basierend auf der Schulterfläche 9 werden konstant ge#halten).
F i g. 4 zeigt ein konkretes Beispiel des Schleifvorganges am inneren Ringteil C Dabei wird die Spurfläche 11 auf das Soll-Endmaß, basierend auf der Endfläche 27 gegenüber der angrenzenden Endfläche 10 des inneren Ringteils C, ungeachtet der Breite- des Werkstückes (Längsentfernung von der Endfläche der Druckplatte 28 zur angrenzenden Endfläche 10) geschliffen. Ferner wird die der angrenzenden Endfläche 10 des inneren Ringteils C gegenüberliegende Endfläche 27 durch die Druckplatte 28 angezogen, eine erste Lehre 29 zur Überprüfung des Schleifvorganges -und eine zweite Lehre 30 für die# Spurfläche 11 angewendet und die Breite des inneren Ringteils C-(Längsentfernung zwischen der Druckplatte 28 und der angrenzenden Endfläche 10) und das diametrale Maß der Spurfläche 5 gemessen.
Darüber hinaus kann die erste Lehre 29 an die Tragfläche 21 angelegt werden.
Danach wird die Abweichung des diametralen Maßes der Spurfläche 11 (Bearbeitungsfehler), wie sie durch die zweite Lehre 30 gemessen worden ist (das tatsächliche, vorher bearbeitete Endmaß), vom diametralen Bezugsmaß der Spurfläche 11 (das diametrale Konstruktions-Sollmaß) gefunden und dann in eine Abweichung in Längsrichtung des inneren Ringteils C umgewandelt (ein Einflußwert der Variationen des Spurflächendurchmessers auf das Längsspiel), wobei der umgewandelte Wert zur ersten Lehre 29 zurückgeführt wird. Danach werden die Tragflächen 21 und die angrenzende Endfläche 10 des inneren Ringteils C gleichzeitig durch eine Schleifscheibe 31 für die Tragfläche und eine Schleifscheibe 32 für die Endfläche geschliffen, bis der durch die erste, auf Null geeichte Lehre 29, welche durch die Einflußgröße eingestellt worden ist, gemessene Wert den vorbestimmten Wert des Breitendurchmessers des inneren Ringteiles erreicht.
Ferner sind die Schleifscheiben 31 und 32 koaxial und integral an einer gemeinsamen Spindel angeordnet, so daß sie, wie die Schleifscheiben 25 und 26, in einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet sind.
Die derart zugeschliffene Spurfläche 11, die Tragfläche 21 und die angrenzende Endfläche 10 des inneren Ringteils C führen dazu, daß die Längsentfernungen zwischen der Endfläche 10 und der Spurfläche 11 und zwischen der Endfläche 10 und der Tragfläche 21 gemeinsam mit dem Durchmesser der Spurfläche 11 eingestellt worden sind (d. h. die Maße der Spurfläche 11 und der Tragfläche 21 basierend auf der angrenzenden Endfläche 10 werden konstant gehalten).
Das so geschliffene innere Ringteil Cwird dann an die zylindrische Fläche 6 des gestuften Bereiches des Wellenteils B gepreßt, bis die angrenzende Endfläche 10 gegen die Schulterfläche 9 des gestuften Bereiches des Wellenteils B stößt, welche in vorstehend beschriebener Weise geschliffen worden ist, so daß die Längsentfernung zwischen den Spurflächen 5 und 11 des Außenumfanges und der Tragflächen 21 immer konstant bleibt.
Dies bedeutet, daß willkürliche# Kombinationen von Wellenteilen Bund inneren Ringteilen Cmöglich sind.
Da darüber hinaus die Schulterfläche 9, die Endfläche 10 und die Tragfläche 21 so geschliffen worden sind, daß sie die Einflüsse auf die Variationen der Endmaße der Spurflächen 5, 11 des Außenumfangs auf das Lagerspiel ausräumen, können- diese Einflüsse verhindert werden.
Fig. 5 ist ein konkretes Beispiel des Schleifvorganges des inneren Ringteils C; wobei eine dritte Lehre 33 zum Messen der Bohrung des Ringteils C vorgesehen ist.
Dadurch wird die Abweichung des Bohrungsdurchmessers des inneren Ringteils C vom Soll-Endmaß gefunden. Die Größe der Variation des diamcll~alen Maßes der Spurfläche 11, welche durch die Abweichung während des Anpressens gegen die zylindrische Fläche des gestuften Bereiches entstanden ist, wird unter Berücksichtigung der Abweichung der Spurfläche 11, die durch die zweite Lehre 30 gemessen worden ist, zu der ersten Lehre 29 zurückgeführt, wodurch eine Korrektur des Soll-Endmaßes der Tragfläche 21 und der angrenzenden Endfläche 10 des inneren Ringteils Cerfolgt.
Während die vorstehende Ausführungsform unter Bezug auf einen Fall beschrieben worden ist, wo die Bohrung des inneren Ringteils vorab geschliffen worden ist, kann die Bohrung auch durch eine einzelne Schleifscheibe gleichzeitig mit der Spurfläche 11 des inneren Ringteils Cgeschliffen werden.
Die Schleifscheiben 22, 25 und 26, 31 und 32 für das Schleifen des Wellenteils B und des inneren Ringteils C können jeweils einstückig oder aus mehreren, koaxial auf einer einzigen Spindel zusammengesetzter Schleifscheiben bestehen.
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Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von Radlageranordnungen für Kraftfahrzeuge, mit einem äußeren Teil mit zwei an dessen innerem Umfang ausgebildeten Laufflächen, einem Wellenteil mit einer an dessen Außenumfang ausgebildeter Lauffläche und einer rippenartigen hinteren Lauffläche zur Unterstützung der großen Endflächen kegelförmiger Rollkörper, einem inneren Ringteil mit einer weiteren, an dessen Außenumfang ausgebildeten Lauffläche und einer rippenartigen hinteren Lauffläche zur Unterstützung der großen Endflächen kegelförmiger Rollkörper und mit in zwei Reihen angeordneten kegelförmigen Rollkörpern zwischen den Laufflächen des äußeren Teiles, des Wellenteiles und des inneren Ringteils, wobei das Wellenteil einen zylindrischen Sitz aufweist, auf welchen das innere Ringteil zusammen mit einer Schulter am einen Ende des zylindrischen Sitzes aufgesetzt ist, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die folgenden Schritte: - gleichzeitiges Schleifen der Lauffläche (5) und des zylindrischen Sitzes (6) des Wellenteils (B) durch eine Schleifscheibe (22), - Rückleitung jeglicher Abweichung des bearbeiteten Laufflächendurchmessers des Wellenteils (B) von seiner vorbestimmten Größe zu einer Lehre (23), welche den Schleifvorgang für die rippenartige hintere Lauffläche (21) und die Schulter (9) überprüft, die gleichzeitig durch eine Schleifscheibe geschliffen werden, während die Lauffläche des inneren Ringteils (C) geschliffen wird; - Rückleitung jeglicher Abweichung des bearbeiteten Laufflächendurchmessers des inneren Ringteils (C) von seiner vorbestimmten Größe zu einer Lehre (29), welche den Schleifvorgang für die hintere rippenförmige Lauffläche und eine vordere Lauffläche (10) überprüft, an wel- -cher das innere Ringteil (C) gegen die Schulter (9) stößt, wodurch die hintere rippenförmige Lauffläche und die vordere Lauffläche gleichzeitig durch eine Schleifscheibe (25) geschliffen werden; - und durch das Aufsetzen des inneren Ringteils -(C) auf den zylindrischen Sitz (6) des Wellenteils (B), bis es gegen die Schulter (9) stößt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim gleichzeitigen Schleifen der vorderen und der hinteren Laufflächen des inneren Ringsteil (C) die Materialabnahme auf der Grundlage der Ergebnisse der bearbeiteten Durchmesser der Bohrung und der Lauffläche des inneren Ringteils bestimmt wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Radlageranordnungen von Kraftfahrzeugen, wie es im Oberbegriff des Anspruches 1 beschrieben ist.

Bei Kraftfahrzeug-Radlagern der betreffenden Art dient der äußere Umfang des äußeren Gelenkteils bzw.

Wellenteils mit einem Flansch (welcher nachstehend als Wellenteil bezeichnet wird) eines Doppelgelenks als eines der Innenteile des Lagers. Bei einer derartigen Lagervorrichtung üben die Werte des Lage#rspiels starke Einflüsse auf die Lebensdauer-des Lagers und auf die bequeme Antriebsweise eines Kraftfahrzeuges aus, so daß diese Lagerspielwerte sehr ernst genommen werden müssen.

Nach den herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von Kraftfahrzeugradlagern werden das Wellenteil und das innere #Ringteil so geschliffen, daß Flächen, wie z. B.

die Spurfläche, die Tragfläche, die Schulterfläche des gestuften Bereichs, die zylindrische Fläche des gestuften Bereichs und die die Schulterfläche des gestuften Bereichs berührende Endfläche einzeln von einzelnen Schleifscheiben innerhalb entsprechender, vorbestimmter Soll-Toleranzen geschliffen werden.

Trotz der Tatsache, daß jede Fläche innerhalb ihrer vorbestimmten Toleranz fertig geschliffen wird, folgt daraus, daß die Anhäufung von unterschiedlichen Resul taten zu einem großen Spielbereich der zusammenget setzten Lager führt, wobei einige der Lager für deü gedachten Verwendungszweck einen kleineren Spielraum und einige einen größeren Spielraum aufweisen.

Werden daher Lager mit kleinerem Spielraum in ein Kraftfahrzeug eingebaut, führt dies zu- Lagerfressen und vorzeitiger Abnutzung, wodurch die Lebensdauer des Lagers verringert wird.

Ist andererseits der Wert des Lagerspiels zu groß, führt dies zu unerwünschten Klappergeräuschen oder Schwingungen. Da darüber hinaus beim Schleifvorgang die Wechselbeziehung zwischen den Abweichgrößen vom Endmaß der entsprechenden Flächen nicht konstant ist, werden Variationen im Lagerspiel hervorgerufen, wodurch die Steuerung der Spielräume in einem bestimmten Bereich unmöglich wird.

Zur Vermeidung der Einflüsse der Spurflächen am Außenumfang des Wellenteils und des inneren Ringteils auf das Lagerspiel kann durch das herkömmliche Herstellungsverfahren die Menge der Variationen durch Minderung der Toleranz unterdrückt werden, was jedoch eine hohe Bearbeitung verlangt, wodurch die Produktivität verringert wird und die Herstellungskosten erhöht werden.

Aus diesem Grund ist es bei herkömmlichen Montagevorgängen notwendig, mehrere Wellenteile und innere Ringteile vorab vorzubereiten und ein Wellenteil und ein inneres Ringteil als Paar auszuwählen, welches ein gegebenes Lagerspiel bzw. ein negatives Lagerspiel bei jeder Lagermontage schafft, wodurch die Wirksamkeit der Lagermontage und die Austauschbarkeit erheblich vermindert wurde.

Als Stand der# Technik ist weiterhin ein Verfahren bekannt, welches zur Bearbeitung zweier ineinanderpassender, rotationssymmetrischer Werkstücke dient (US-PS 41 77 407). Hierbei werden einzelne Teile der beiden Werkstücke über Fühler abgetastet, wobei diese Werte umgewandelt und an die Vorschubeinrichtungen einer Schleifscheibe weitergegeben werden. Diese bekannte Konstruktion ist sehr speziell aufgebaut und nur zur Bearbeitung zweier, ineinanderpassender Werkstücke gedacht.