DE3608346A1 - Verfahren zum verbinden der teile einer radlagerung - Google Patents
Verfahren zum verbinden der teile einer radlagerungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einer Lagerung nach dem Oberbegriff des An
spruchs 1 werden insbesondere bei Kurvenfahrten
große Axialkräfte und Momente auf die Innenringe
ausgeübt. Der zur offenen Nabenseite hin angeord
nete Innenring muß daher axial sehr gut abgestützt
werden, was wie in der DE-OS 28 48 169 angegeben
durch Anschweißen von Abstützteilen geschehen kann.
Bei dem hier bekannten Aufbau und der Anordnung der
im Schweißstellenbereich befindlichen Teile ergeben
sich aber einige wesentliche Nachteile. Die Schweiß
stelle liegt nämlich sehr nahe beim Innenring des
Wälzlagers. Da außerdem die Wärme auf kürzestem Wege
über große Querschnitte und gut leitendem Material
zum Innenring gelangen kann, ist die Gefahr einer
Überhitzung des Innenrings und damit eines Härte
fehlers sehr groß. Außerdem ist insbesondere bei
Verwendung des Reibschweißverfahrens die Möglichkeit
sehr wahrscheinlich, daß eine unzulässige axiale
Verspannung der Innenringe erfolgt, denn eine genaue
axiale Positionierung der Nabe und des Gleichlauf
drehgelenks zueinander ist bei der bekannten Anord
nung der Schweißflächen nicht möglich. Bei ungenauen
Abmessungen der Schweißflächen ist sogar eine axiale
Verschiebung der Innenringe möglich, was für die
Funktion der Wälzlager ebenfalls sehr ungünstig ist.
Deswegen ist auch die Position der der Innenring
stirnseite gegenüberliegenden Abstützfläche des
Gleichlaufdrehgelenks nicht mit ausreichender Genauigkeit
erreichbar.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Verfahren
zur Verbindung der Teile einer Radlagerung nach
dem Oberbegriff des ersten Anspruchs aufzuzeigen,
womit eine hochbelastbare Einheit mit einfachen
Mitteln herstellbar ist, wobei der Wärmeübergang
zum Innenring vermindert und die gewünschte
axiale Vorspannung des Lagers erreicht wird.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeich
nenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Die Ansprüche
2 bis 4 zeigen weitere Ausgestaltungen.
Durch die ringförmigen Vorsprünge an Radnabe und
z. B. Gleichlaufdrehgelenk ist die Verwendung z.
B. des einfachen Reibschweißverfahrens möglich.
Dabei werden nur die isoliert stehenden Vorsprünge
erhitzt, wobei ein direkter Übergang der Wärme
zum Innenring vermieden wird. Die erhitzten
Vorsprünge können dann durch axiale Bewegung der
Nabe zum Gleichlaufdrehgelenk hin so lange ver
formt werden, bis das Gleichlaufdrehgelenk mit
einer Stirnfläche an der Stirnfläche des Innen
rings zur Anlage kommt. Dieses kann genau mit dem
für die Vorspannung der Lager erforderlichen
Druck erfolgen. Beim Abkühlen der Vorsprünge im
Schweißstellenbereich ergibt sich außerdem eine
Längenänderung, wodurch, wegen der Anlage des
Gleichlaufgelenks an dem Innenring, eine gewünschte
Vorspannung der Laufringe erreicht wird. Die
Schweißverbindung tritt mit der erforderlichen
Sicherheit spätestens bei der Verformung der Vor
sprünge ein. Eventuell überschüssiges Material kann
wegen der isoliert stehenden Vorsprünge als Wülste
angeformt werden. Mit der so verbundenen Radlager
einheit können große Axial- und Kippkräfte übertra
gen werden, ohne daß der Innenring bzw. die Einheit
überbeansprucht wird.
Weiterhin ist die Schweißnaht von Umwelteinflüssen
abgeschirmt und somit die Rostgefahr reduziert.
Nach einer bevorzugten Ausführung stehen den axia
len, zu verschweißenden Vorsprüngen vor dem Verfor
men mantel- und bohrungseitig Freiräume gegenüber.
Dadurch wird der Wärmeübergang erschwert und es
können sich ungehindert Schweißwülste bilden, wo
durch die Schweißverbindung verbessert wird. Außer
dem kann sich bei der richtigen Position der
Schweißnaht der eine Wulst so zum Innenring hin
vorwölben, daß er dessen axiale Fixierung bewirkt.
Am zweckmäßigsten erstreckt sich dieser Schweiß
wulst in eine Eckaussparung des Innenrings. Dadurch
wird Gewicht und in axialer Richtung Platz gespart,
was bei Kraftfahrzeugen von großer Bedeutung ist.
Damit die zuletzt genannte Verbindung, die die Rad
lagerung zusammenhält, immer mit Sicherheit erhalten
bleibt, kann es zweckmäßig sein, den Vorsprung des
Gleichlaufdrehgelenks geringfügig zu schwächen,
damit bei Überbeanspruchungen an dieser Stelle ein
Bruch zustande kommt. In diesem Falle würde dann
nur der Antrieb des Rades defekt sein, das Rad
selbst aber mit dem Kraftfahrzeug verbunden blei
ben.
Die Erfindung wird anhand von vier Figuren näher
erläutert:
Fig. 1 zeigt einen Teilquerschnitt durch eine
erfindungungsgemäße Radlagerung vor dem
Verschweißen.
Fig. 2 zeigt eine Ausführung nach Fig. 1 nach dem
Schweißvorgang.
Fig. 3 zeigt eine Variante zu Fig. 2.
Fig. 4 zeigt eine weitere Variante.
Gemäß Fig. 1 besteht die Radlagerung aus der Nabe
1, dem Wälzlager 2 mit den Außenringen 3, den Wälz
körpern 4 und dem von der Nabe 1 getrennten Innen
ring 5 sowie dem Gleichlaufdrehgelenk 6. Vor dem
Verschweißen steht dabei der Vorsprung 1′ der Nabe
1 dem Vorsprung 6′ des Gleichlaufdrehgelenks 6
gegenüber, wobei mantel- und bohrungsseitig Frei
räume 7 und 8 vorgesehen sind, die den Wärmeüber
gang zum Lagerinnenring 5 in sehr erwünschter Weise
reduzieren. Die Verbindung dieser beiden Teile
erfolgt dann z. B. in der Weise, daß die Vorsprünge
1′ und 6′ rotativ gegeneinander bewegt und dabei
mit ihrer Stirnseite aufeinander gepreßt werden,
bis die Schweißtemperatur erreicht ist. Dabei oder
danach werden sie unter Verformung der Vorsprünge
1′ und 6′ axial so weit zueinander hin bewegt, bis
der Vorsprung 9 mit seiner Stirnfläche 9′ an der
Stirnfläche 5′ des Innenrings 5 zur Anlage kommt.
Dieser Sachverhalt ist aus Fig. 2 ersichtlich. Es
entstehen die Schweißwülste 1′′ und 6′′. Ersterer
erstreckt sich bis in eine Eckaussparung 10 des
Innenrings 5 und trägt so zu dessen axialer Fixie
rung bei. Dadurch ergeben sich geringere vom Vor
sprung 9 zu übertragende axiale Kräfte.
Um den Wärmeübergang beim Schweißen zum Lager 2
weiter zu reduzieren, ist der Nabenvorsprung 1′ mit
einer umlaufenden Nut 11 versehen. Zweckmäßigerwei
se besitzt der Vorsprung 6′ (siehe Fig. 2) einen
geringeren Querschnitt als der Vorsprung 1′. Durch
die damit erzeugte Sollbruchstelle erfolgt im Über
lastungsfalle ein Bruch an dieser Stelle und es
wird lediglich das Gleichlaufdrehgelenk abgetrennt,
während die Radbefestigung nicht beeinflußt wird.
Die Fig. 3 zeigt eine Variante zu Fig. 2. Hier
sitzen auf der Nabe 1 zwei getrennte Innenringe 5
des Wälzlagers 2. Um hier die Entfernung der
Schweißstelle zum Innenring 5 hin zu vergrößern,
war hier der Vorsprung 1′ der Nabe 1 länger als der
des Gleichlaufdrehgelenks 6. Es ergeben sich daher
zum letzteren hin verschobene Schweißwülste 1′′ und
6′′. Die dazwischen liegende Schweißnaht kann dabei
in einfacher Weise mit Hilfe von Sichtgeräten durch
die Öffnung 13 kontrolliert werden.
In Fig. 4 wird eine Radlagerung gezeigt, die der
nach Fig. 2 bzw. 3 in etwa entspricht mit der
Ausnahme, daß das Gleichlaufdrehgelenk durch ein
Halteteil 12 mit dem weiteren axialen Vorsprung 12′
ersetzt ist. Es handelt sich hier um eine Ausfüh
rung, die bei nicht angetriebenen Rädern Verwendung
finden kann. Im übrigen wird das gleiche Verfahren
angewendet, so daß sich auch die gleichen Vorteile
ergeben.
Claims (4)
1. Verfahren zum Verbinden der Teile einer Rad
lagerung eines Motorfahrzeugs, bei der die mit
mindestens einem getrennten Innenring eines
Wälzlagers versehene Nabe mit einem Gleichlauf
drehgelenk bzw. einem Halteteil verschweißt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die an der Nabe (1)
und am Gleichlaufdrehgelenk (6) bzw. am Halteteil
(12) angebrachten, einander gegenüberstehenden,
ringförmigen Vorsprünge (1′, 6′), von denen
zumindest der Vorsprung (1′) axial über die
Stirnfläche (5′) des Innenrings (5) hinausragt,
bis zur Erreichung der Schweißtemperatur erhitzt
werden und dann die Nabe (1) und das Gleichlauf
drehgelenk (6) bzw. das Halteteil (12) axial
unter Verformung der Vorsprünge (1′, 6′) so weit
aufeinander zubewegt werden, bis das Gleichlauf
drehgelenk (6) oder ein weiterer axialer Vor
sprung (9) des Gleichlaufdrehgelenks (6) bzw. ein
Vorsprung (12′) des Halteteils (12) an der Stirn
seite (5′) des Wälzlagerinnenrings (5) flächen
haft zur Anlage kommt, sodann kühlt die Schweiß
stelle ab.
2. Radlagerung, hergestellt mit dem Verfahren nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den
axialen Vorsprüngen (1′, 6′) mantel- und bohrungs
seitig Freiräume (7, 8) gegenüberstehen.
3. Radlagerung, hergestellt mit dem Verfahren nach
Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Innenring (5) des Wälzlagers (2) im Bereich
des Nabenvorsprungs (1′) eine vorzugsweise unter
brochene Eckaussparung (10) besitzt, in die sich
ein Wulst (1′′) der Schweißnaht erstreckt.
4. Radlagerung nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Vorsprung (6′) des Gleichlauf
drehgelenks (6) geringfügig schwächer ausgebildet
ist als der andere Vorsprung (1′) oder mit einer
nicht im Verformungsbereich angeordneten, um
laufenden Nut versehen ist.
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