DE69305782T2

DE69305782T2 - Wälzlager für eine Fahrzeugradaufhängung

Info

Publication number: DE69305782T2
Application number: DE1993605782
Authority: DE
Inventors: Stefano Bertalmio; Paolo Bertetti
Original assignee: SKF Industrie SpA
Current assignee: SKF Industrie SpA
Priority date: 1992-05-05
Filing date: 1993-05-03
Publication date: 1997-03-27
Anticipated expiration: 2013-05-04
Also published as: EP0568958A1; ITTO920120V0; EP0568958B1; ITTO920120U1; IT227543Y1; DE69305782D1

Description

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem Wälzlager, das in einer Radaufhängung für ein Fahrzeugrad, insbesondere zum drehbaren Abstützen eines nicht angetriebenen oder freien Rades eines Kraftfahrzeugs, einsetzbar ist.
Die normalerweise bei Aufhängungen freier Räder eingesetzten Wälzlager sind von der sogenannten zweiten Generation und sind dadurch gekennzeichnet, daß ihr äußerer Ring einen Befestigungsflansch aufweist, an welchem das Fahrzeugrad unmittelbar befestigbar ist. Bei dieser Art von Lager dient der äußere Ring somit unmittelbar als Radnabe. Zu diesem Ende hin besitzt der äußere Ring am Befestigungsflansch auch eine integrierte Zentriervorrichtung für das Rad selbst und für ein zugehöriges Bremsenelement des Rades, z.B. eine Bremsscheibe oder -trommel. Der innere Ring des Lagers, der gewöhnlich in zwei Ringhälften unterteilt ist, ist in herkömmlicher Weise auf einem Achsschenkel der Radvorrichtung befestigt (beispielsweise ist er mittels einer Gewindemütter gegen einen axialen Absatz verspannt), die ihrerseits an der Fahrzeugaufhängung befestigt ist.
Die beschriebenen Lager besitzen bestimmte Nachteile. Zunächst erschwert die Anwesenheit des Zentrierkragens die Herstellung des äußeren Rings und verteuert sie schon von der Schmiedebearbeitung an. Zudem verdeckt er die Wälzkörperbahn, die im wesentlichen dem Flansch entsprechend ausgeformt ist (diese Lager sind gewöhnlich Schräglauflager mit zwei Kränzen von Wälzkörpern, Kugeln oder Kegelrollen). Dies bringt einen erheblichen Nachteil während der Herstellung beim Schleifen dieser Bahn mit sich, und vor allem verhindert es, daß die Bahn beim Zusammenbau optimal mit Wälzkörpern gefüllt wird, wodurch sich die Tragfähigkeit des Lagers im Vergleich zu ähnlichen Lagern gleicher Größe reduziert. Schließlich muß jede durchzuführende Bearbeitung des Zentrierkrages, beispielsweise die notwendigen Behandlungen für den Korrosionsschutz (Zinkbeschichtung, Dacromet, etc.) an dem gesamten äußeren Ring durchgeführt werden oder zieht, falls dies unerwünscht ist, wegen des Erfordernisses, die Bahnen und andere Bereiche, die nicht behandelt werden dürfen, zu schützen, größere Kosten nach sich.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß es die Anwesenheit des Kragens nahezu unmöglich macht, eine normale Dichtvorrichtung zum Schutz der Wälzkörper auf der Seite des Radbefestigungsflanschs anzubringen, die gerade in dem Bereich liegt, der am stärksten Verschmutzungen von außen ausgesetzt ist. Die Abdichtung muß deshalb mit einer Blechabdekkung versehen sein, die am äußersten Ende des Kragens angebracht wird, notwendigerweise nachdem die Radvorrichtung montiert wurde und folglich unter der Verantwortung des Verwenders des Lagers. Neben dem Erschweren und Verteuern der Montage der Radvorrichtung stellt dies nicht immer eine optimale Abdichtung bzw. als Folge daraus einen optimalen Schutz der Wälzkörper sicher. Die oben beschriebenen Nachteile wurden nur teilweise beseitigt, indem der Kragen als separates Bauteil ausgebildet wurde, wie dies z.B. in der EP-A-0371836, die ein Wälzlager gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 beschreibt, und in der FR-A-2514301 gezeigt ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die oben beschriebenen Nachteile zu beseitigen und insbesondere ein Wälzlager zu schaffen, welches anstelle der Lager der genannten Art verwendet werden kann, jedoch billiger und leichter herzustellen und zusammenzubauen ist und eine höhere Tragfähigkeit besitzt, sowie das Lager selbst mit einem wirksamen Schutz für seine Wälzkörper zu versehen.
Erfindungsgemäß ist ein Wälzlager für eine Fahrzeugradaufhängung mit einem inneren Ring, einem äußeren Ring, einer Anzahl von Wälzkörpern, die in einer ringförmigen Kammer aufgenommen sind, welche zwischen dem inneren und dem äußeren Ring ausgebildet ist, und mit zugehörigen ringförmigen Laufbahnen zusammenwirken, die in den Ringen ausgeformt sind, so daß diese mit geringer Reibung relativ zueinander drehbar sind, sowie mit Zentrierungsmitteln für ein Rad und ein zugehöriges Bremselement, die zur gemeinsamen Drehung mit dem äußeren Ring befestigbar sind, vorgesehen, wie es in Anspruch 1 beansprucht wird.
Zum besseren Verständnis der Erfindung folgt mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen eine nicht einschränkende Beschreibung einer Ausführungform. Es zeigen:
Fig. 1 eine Fahrzeugradaufhängung mit einem erfindungsgemäßen Lager;
Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt des in der Radaufhängung nach Fig. 1 verwendeten Lagers;
Fig. 3 den gleichen Schnitt wie Fig. 2, in dessen beiden Hälften ein Detail des Lagers nach Fig. 2 durch eine mögliche Abwandlung ersetzt wurde.
In Fig. 1 und 2 ist ein Wälzlager dargestellt, das in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnet ist, welches in einer Radvorrichtung 2 verwendet werden kann, insbesondere bei einem nicht angetriebenen Rad (freien Rad) eines Fahrzeuges, das aus Gründen der Vereinfachung nicht dargestellt ist.
Das Lager 1 besitzt einen inneren Ring 4, einen äußeren Ring 5, eine Anzahl von Wälzkörpern 6, die in einer ringförmigen Kammer 7 aufgenommen sind, welche zwischen den Ringen 4, 5 ausgebildet ist, und mit zugehörigen ringförmigen Laufbahnen 8, 9, 10 zusammenwirken, die in den Ringen 4, 5 ausgeformt sind, so daß diese mit geringer Reibung relativ zueinander drehbar sind, sowie Zentrierungsmittel für das Rad 3 und ein zugehöriges Bremselement 13, die zusammen mit dem Rad 3 zur gemeinsamen Drehung an dem äußeren Ring 5 befestigt werden können.
Im einzelnen besitzt der äußere Ring 5 ein Ende 15 mit einem äußeren radialen Flansch 16 zur Befestigung des Rades 3 und seines zugehörigen Bremselements 13, das in diesem Fall eine bekannte Bremsscheibe oder -trommel ist, und gemeinsam mit dem Rad 3 mittels Schrauben 17 fest gegen den Flansch 13 verspannt wird. Der Flansch 16, der auch einen Zentrierungsstift zur Montage des Rades 3 aufweist, ist mit dem Ende 15 des äußeren Rings 5 fluchtend und einstückig mit letzterem ausgebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die als nicht beschränkendes Beispiel dargestellt ist, ist der innere Ring 4 in zwei Ringhälften unterteilt. Wenn das Lager 1 nicht auf der Radvorrichtung 2 (siehe Fig. 2) montiert ist, werden diese von einem bekannten, entfembaren Stützring 21 zusammengehalten. Wenn das Lager 1 an der Radvorrichtung 2 (siehe Fig. 1) befestigt ist, werden die Ringhälften von einem Wellenzapfen 22 der Aufhängung 23 des Fahrzeuges, die bekannt und aus Gründen der Einfachheit nur teilweise dargestellt ist, abgestützt und zwischen einem axialen Absatz 24 des Wellenzapfens 22 und einer Spannmutter 25 in herkömmlicher Weise auf dem Wellenzapfen 22 axial gegeneinander verspannt.
Das Lager 1 ist ein Schräglauflager, und die Wälzkörper 6, in diesem Fall Kugeln, die jedoch auch Kegelrollen sein könnten, sind in zwei Ringkanälen aufgenommen, die zwischen einem ersten Paar sich gegenüberliegender Bahnen 8 bzw. 10 und einem zweiten Paar sich gegenüberliegender Bahnen 9 bzw. 10 ausgebildet sind. Die Bahnen jedes Paares sind am äußeren Ring 5 (8 und 9) bzw. am inneren Ring 4 (10) ausgebildet. Die Bahn 8 ist am Ring 5 in der Nähe seines Endes 15 im wesentlichen im Anschluß an den Flansch 16 ausgebildet, während die Bahn 9 in der Nähe des gegenüberliegenden Endes ausgebildet ist.
Erfindungsgemäß werden die Zentrierungsmittel 12 von zwei jeweils zylindrischen Kontaktflächen 27, 28 (siehe Fig. 2) verschiedenen Durchmessers gebildet, die koaxial zueinander auf dem äußeren Umfang einer Hülse 29 ausgeformt sind. Letztere ist ihrerseits als von dem Ring 5 getrenntes Bauteil ausgebildet, sitzt jedoch, von diesem vorzustehend, in axialem Preßsitz in einem frontalen Sitz 30 des Rings 5 selbst, so daß sie koaxial zu dem Ring 5 liegt und drehstarr mit diesem verbunden ist. Der frontale Sitz 30, in welchen die Hülse 29 eingepreßt wird, wird durch eine zylindrische Ausnehmung (mit dem gleichen Bezugszeichen versehen) gebildet, die an der inneren Umfangsfläche des äußeren Rings 5 längs zu den Bahnen 8, 9 ausgeformt ist und sich von einem mit dem Flansch 16 fluchtenden Punkt bis zu einer Stelle unmittelbar neben der Bahn 8 erstreckt. Die zylindrische Ausnehmung 30 hat einen größeren Durchmesser als die Bahn 8 und endet in der Nähe der Bahn 8 an einem axialen, ringförmigen Absatz 31, gegen welchen die Hülse 29 stößt.
Entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung besitzt die hinzugefügte Hülse 29 des Lagers 1 zum Verbinden mit der zylindrischen Ausnehmung 30 an ihrem Ende 32 ein Dichtelement 33, das mit dem inneren Ring 4 zusammenwirkt, um eine flüssigkeitsundurchlässige Abdichtung zu bilden, wodurch sichergestellt ist, daß die ringförmige Kammer 71 welche die Wälzkörper 6 aufnimmt, an ihrer Flanschseite flüssigkeitsdicht ist. Gemäß der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform besteht das Dichtelement 33 aus einem elastomeren Ringelement, das innerhalb des Verbindungsendes 32 der Hülse 29 koaxial ausgebildet und unmittelbar an dieser befestigt ist. Beispielsweise kann das elastomere Element 33 auf die Hülse 29 aufgeformt und während des Vulkanisiervorgangs nach einem bekannten Verfahren mit einem Klebemittel an dieser sicher befestigt werden.
Gemäß Fig. 3 (in welcher den bereits beschriebenen ähnliche oder gleiche Einzelheiten aus Gründen der Vereinfachung mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind) kann die Hülse 29 in solcher Weise ausgebildet sein, daß sie ein als getrenntes Bauteil hergestelltes Dichtelement aufnimmt und verwendet. Beispielsweise zeigt der obere Teil von Fig. 3 (bezogen auf die Symmetrieachse A) eine Hülse 29 mit einem Dichtelement 40, das wenigstens eine Lippe 41 aus elastomerem Material, die vorne mit dem inneren Ring 4 zusammenwirkt, und ein Verbindungselement 42 aufweist, das mit der elastomeren Lippe 41 fest verbunden und in einen ringförmigen Sitz 43 eingeschnappt ist, der im Inneren des Verbindungsendes 32 der Hülse 29 ausgebildet ist.
Gemäß dem unteren Teil von Fig. 3 (ebenfalls auf die Achse A bezogen) besitzt die Hülse 29 ein Dichtelement 50, das wenigstens eine Lippe 51 aus elastomerem Material, die mit dem inneren Ring 4 zusammenwirkt, und eine ringförmige Verstärkung aufweist, die im Querschnitt eine umgekehrte L- Form besitzt und einen ringförmigen Teil 52, der die elastomere Lippe 51 an seiner radial inneren Seite trägt und mit seiner radial äußeren Seite in das Verbindungsende 32 der Hülse 29 eingesetzt ist, sowie einen Flanschteil 53 aufweist, der zwischen einer vorderen Kante 54 des Verbindungsendes 32 und dem endseitigen, ringförmigen Absatz der Ausnehmung 30 festgeklemmt ist.
Die von dem erfindungsgemäßen Lager gebotenen Vorteile werden aus der vorstehenden Beschreibung klar. Der einstückig mit dem äußeren Ring des Lagers ausgebildete herkömmliche Zentrierkragen wird durch ein im Preßsitz eingepaßtes Bauteil ersetzt. Auf der einen Seite vereinfacht dies die Herstellung des äußeren Rings, während es auf der anderen Seite für einen Zentrierkragen sorgt, der als unabhängige Hülse ausgebildet ist, die leicht und sehr billig durch Abdrehen einer Metallröhre oder Pressen eines Metallbleches hergestellt wird. Eine derartige Hülse kann auch einer Oberflächenpassivierung oder einem Beschichtungsvorgang unterzogen werden, ohne den Rest des äußeren Rings zu beeinflussen, wodurch die Kosten weiter reduziert werden und die Herstellung weiter vereinfacht wird (es ist nicht länger notwendig, die Bahnen 8, 9 vor der Galvaniklösung zu schützen). Zudem erlaubt es das System der Verbindung mit dem äußeren Ring mittels einer zylindrischen Preßsitz-Ausnehmung, die gegenüber der Bahn 8 ausgebildet ist und einen größeren Durchmesser als die Bahn selbst besitzt, jegliche mechanische Bearbeitung der Bahn 8 leicht und wirtschaftlich durch die Ausnehmung 30 hindurch vorzunehmen. Unter Verwendung der letztgenannten Ausnehmung als Öffnung zur Bahn 8 hin ist es zudem möglich, während des Zusammenbaus des Lagers eine größere Anzahl von Wälzkörpern 6 zwischen den Bahnen 8, 9 aufzunehmen, wodurch man eine optimale Füllung erhält und die Tragfähigkeit des Lagers in Vergleich zu einem anderen Lager gleicher Größe verbessert. Der größte Vorzug des erfindungsgemäßen Lagers mit einem als unabhängige Hülse ausgebildeten, hinzugefügten Zentrierkragen besteht in der Verwendung der Hülse 29 als Halterung für ein Dichtelement. Dies vereinfacht die Montage der Radvorrichtung 2 erheblich und sichert vor allem einen zuverlässigeren und wirksameren Schutz der Wälzkörper, als ihn herkömmliche, eine Blechabdeckung benutzende Anordnungen geben können.

Claims

1. Wälzlager (1) für eine Fahrzeugradaufhängung mit einem inneren Ring (4), einem äußeren Ring (5), einer Anzahl von Wälzkörpern (6), die in einer ringförmigen Kammer aufgenommen sind, welche zwischen dem inneren und dem äußeren Ring (4, 5) ausgebildet ist, und mit zugehörigen ringförmigen Laufbahnen zusammenwirken, die in den Ringen ausgeformt sind, so daß diese mit geringer Reibung relativ zueinander drehbar sind, sowie mit Zentrierungsmitteln (12) für ein Rad und ein zugehöriges Bremselement, die zur gemeinsamen Drehung mit dem äußeren Ring (5) befestigbar sind, wobei die Zentrierungsmittel (12) aus zwei zylindrischen Kontaktflächen (27, 28) mit unterschiedlichem Durchmesser gebildet sind, von denen wenigstens eine auf dem äußeren Umfang einer Hülse (29) ausgeformt ist, die als separates Teil hergestellt und im Preßsitz in einen frontalen Sitz (30) des äußeren Rings (5), von diesem hervorstehend, derart eingefügt ist, daß sie mit dem äußeren Ring (5) drehstarr und axial fest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß auch die zweite Kontaktfläche (27 bzw. 28) auf der Hülse (29) ausgeformt ist und daß diese an ihrem mit dem frontalen Sitz (30) des äußeren Rings (5) zu verbindenden Ende (32) ein Dichtelement (33, 40, 50) aufweist, das mit dem inneren Ring (4) des Lagers gleitend zusammenwirkt, um eine flüssigkeitsundurchlässige Abdichtung an der Flanschseite der ringförmigen, die Wälzkörper (6) aufnehmenden Kammer zu schaffen.

2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Ring (5) an einem Ende am äußeren Umfang einen Befestigungsflansch (16) für das Rad und das zugehörige Bremselement aufweist, der fluchtend mit dem Ende und einstückig mit dem äußeren Ring (5) selbst ausgebildet ist, und daß der frontale Sitz (30) zum Einpressen der Hülse durch eine zylindrische Ausnehmung gebildet ist, die im Innenumfang des äußeren Rings (5) so ausgeformt ist, daß sie sich von der Flucht mit dem Flansch (16) bis in die Nähe der Laufbahn (8) des äußeren Rings (5) erstreckt, die nahe diesem Ende in ihm ausgebildet ist, wobei die zylindrische Ausnehmung (30) einen größeren inneren Durchmesser als die Laufbahn (8) besitzt und in Richtung der Laufbahn an einem axialen, ringförmigen Absatz (31) endet, an welchem die Hülse (29) anliegt.

3. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (33) aus einem elastomeren Ringelement besteht, das innerhalb des Verbindungsendes (32) der Hülse (29) koaxial ausgebildet und unmittelbar an dieser befestigt ist, wobei das elastomere Element (33) auf die Hülse (29) aufgeformt und während des Vulkanisierungsvorgangs mit einem Klebemittel an dieser sicher befestigt ist.

4. Wälzlager nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (40) wenigstens eine Lippe (41) aus elastomerem Material, die vorne mit dem inneren Ring (4) zusammenwirkt, und ein Verbindungselement (42) aufweist, das mit der elastomeren Lippe (41) fest verbunden und in einen ringförmigen Sitz (43) eingeschnappt ist, der im Inneren des Verbindungsendes (32) der Hülse (29) ausgebildet ist.

5. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (50) wenigstens eine Lippe (51) aus elastomerem Material, die mit dem inneren Ring (4) zusammenwirkt, und eine ringförmige Verstärkung (52) aufweist, die im Querschnitt eine umgekehrte L-Form besitzt und einen rohrförmigen Teil, der die elastomere Lippe (51) an seiner radial inneren Seite trägt und mit seiner radial äußeren Seite in das Verbindungsende (32) der Hülse (29) eingesetzt ist, sowie einen Flanschteil (53) aufweist, der zwischen einer vorderen Kante (54) des Verbindungsendes (32) der Hülse (29) und dem endseitigen axialen, ringförmigen Absatz (31) der zylindrischen Ausnehmung (30) des äußeren Rings (5) festgeklemmt ist.