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Title:
WHEEL BEARING MODULE IN A WHEEL CARRIER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/058614
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a wheel bearing module (1) in a wheel carrier (7) comprising a wheel bearing (8) and a wheel flange (5d). Said wheel flange (5d) is mounted by means of the wheel bearing (8) whereby enabling it to rotate relative to the wheel carrier about a rotation axis (11). The wheel bearing (8) comprises at least one outer ring (2). The wheel bearing (8) is supported, at least in areas and via an outer ring (2), at least radial to the rotation axis (11) in the wheel carrier (7). The outer ring (2) has, at the axial end of the outer ring (2), a flange (2c) radially pointing away from the rotation axis (11).

Inventors:
NIEBLING PETER (DE)
HEIM JENS (DE)
HOFMANN HEINRICH (DE)
LANGER ROLAND (DE)
DLUGAI DARIUS (DE)
DOEPPLING HORST (DE)
STEINBERGER WOLFGANG (DE)
Application Number:
PCT/DE2004/002675
Publication Date:
June 30, 2005
Filing Date:
December 06, 2004
Export Citation:
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Assignee:
FAG KUGELFISCHER AG (DE)
NIEBLING PETER (DE)
HEIM JENS (DE)
HOFMANN HEINRICH (DE)
LANGER ROLAND (DE)
DLUGAI DARIUS (DE)
DOEPPLING HORST (DE)
STEINBERGER WOLFGANG (DE)
International Classes:
B60B27/00; F16C35/067; (IPC1-7): B60B27/00; F16C35/067
Foreign References:
US5494358A1996-02-27
FR2631402A11989-11-17
DE3940395A11990-06-13
DE3940395A11990-06-13
US5494358A1996-02-27
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Claims:
Patentansprüche
1. Radiagermodul (1) in einem Radträger (7), mit einem Radlager (8) und mit einem Radflansch (5d), wobei der Radflansch (5d) mittels des Rad lagers (8) um eine Rotationsachse (11) drehbar zu dem Radträger (7) gelagert ist, das Radlagermodul (1) mit den Merkmalen : das Radlager (8) weist zumindest einen Außenring (2) auf, das Radlager (8) ist zumindest abschnittsweise über den Außen ring (2) zumindest radial zur Rotationsachse (11) in dem Radträ ger (7) abgestützt, der Außenring (2) weist axial endseitig des Außenringes (2) einen radial von der Rotationsachse (11) wegweisenden Flansch (2c) auf, der Flansch (2c) ist axial mit Befestigungselementen (14) zu dem Radträger (7) fest, wobei das Befestigungselement (14) den Flansch (2c) an einer von dem Radträger (7) axial abgewandten Seite des Flansches (2c) wenigstens teilweise hintergreift und da bei das Befestigungselement (14) axial fest an dem Flansch (2c) anliegt der Radflansch (5d) liegt dem Außenring (2) axial gegenüber, wo bei der Radflansch (5d) von der Rotationsachse (11) weg zumin dest abschnittsweise weiter radial hervorsteht als der Flansch (2c), der Radflansch (5d) weist axial durch den Radflansch (5d) hin durchführende erste Ausnehmungen (5f) auf, wenigstens eine der ersten Ausnehmungen (5f) liegt dem Flansch (2c) zumindest einmal pro Umdrehung des Radflansches (5d) um die Rotationsachse (11) so axial gegenüber, das der Radflansch (5d) den Flansch (2c) wenigstens da, wo das Befestigungsele ment (14) an dem Flansch (2c) axial anliegt, axial nicht verdeckt.
2. Radlagermodul nach Anspruch 1, bei dem die ersten Ausnehmungen (5f) zumindest einmal pro Drehung des Radflansches (5d) um die Rota tionsachse (11), und dabei zeitgleich zueinander, jeweils dem Flansch (2c) axial so gegenüberliegen, dass der Radflansch (5d) den Flansch (2c) da, wo die Befestigungselemente (14) anliegen, in axiale Richtung nicht verdeckt.
3. Radlagermodul nach Anspruch 1, bei dem die ersten Ausnehmungen (5f) um die Rotationsachse (11) mit gleicher Teilung zueinander beabstandet sind.
4. Radlagermodul nach Anspruch 1, bei dem die ersten Ausnehmungen (5f) radial nach außen offen sind.
5. Radlagermodul nach Anspruch 1, bei dem die ersten Ausnehmungen (5f) axial durch den Radflansch (5d) hindurchführende Löcher sind.
6. Radlagermodul nach Anspruch 1, mit axialen zweiten Ausnehmungen (2f) an dem Flansch (2c), wobei das Befestigungselement (14) die zwei ten Ausnehmungen (2f) axial durchgreift.
7. Radlagermodul nach Anspruch 6, bei dem die zweiten Ausnehmungen (2f) radial nach außen offen sind.
8. Radiallager nach Anspruch 6, bei dem die zweiten Ausnehmungen (2) axiale Durchgangslöcher (16) sind.
9. Radlagermodul nach Anspruch 6, das mehr erste Ausnehmungen (5f) als zweite Ausnehmungen (2f) aufweist.
10. Radlagermodul nach Anspruch 6, bei dem an dem Radträger (7) Bolzen fest sind und dass an jedem der Bolzen mindestens eines der Befesti gungselemente (14) fest ist.
11. Radlagermodul nach Anspruch 1, bei dem die Befestigungsmittel Köpfe (14a) von Bolzen sind.
12. Radlagermodul nach Anspruch 1, bei dem der Flansch (2c) an dem Rad träger (7) zumindest abschnittweise axial anliegt.
13. Radlager nach Anspruch 1, bei der Radträger (7) wenigstens zwei Lauf bahnen (2a) des Außenringes (2) umgreift, wobei in dem Außenring (2) eine Nabe (5) über wenigstens zwei Reihen Wälzkörper (3) an den Lauf bahnen (2a) um die Rotationsachse (11) drehbar abgestützt ist und wo bei der Radflansch (5d) radial von der Nabe (5) abgeht.
14. Radlagermodul nach Anspruch 1, bei dem die Nabe (5) axial unlösbar zu dem Außenring (2) in dem Radlager (8) gelagert ist.
15. Radlagermodul nach Anspruch 1, bei dem der Außenring (2) einteilig kalt umgeformt ist.
16. Verfahren zur Montage des Radlagermoduls (1) nach Anspruch 1, bei dem das Radlager (8) mit einer Nabe (5) und dem Radflansch (5d) als Einheit in den Radträger (7) montiert und an dem Radträger (7) befestigt wird, das Verfahren mit den Verfahrensschritten : Ausrichten der ersten Ausnehmungen (5f) und der zweiten Aus nehmungen (2f) durch Verdrehen der Flansche (2c, 5d) gegen einander, so dass die ersten Ausnehmungen (5f) zeitgleich zuein ander, jeweils wenigstens einem der zweiten Ausnehmungen (2f) axial so gegenüberliegen, dass der Radflansch (5d) zweiten Aus nehmungen (2f) in axiale Richtung nicht verdeckt, Einführen von Zentrierbolzen (25) in die zweiten Ausnehmungen (2f), wobei die Zentrierbolzen (25) axial durch mindestens zwei der ersten Ausnehmungen (5f) hindurch greifen. axiales Abstützen des Flansches (2) an den Zentrierbolzen (25) gegen axiale Einpresskräfte, wobei die Zentrierbolzen (25) axial durch die ersten Ausnehmungen (2f) hindurch greifen bis der Flansch (2c) an den Zentrierbolzen (25) abgestützt ist Einführen der Zentrierbolzen in Befestigungslöcher (7b) des Rad trägers (7), Axiales Einpressen des Radlagers (8) mittels der Einpresskräfte Entfernen der Zentrierbolzen (25) aus den Befestigungslöchern (7b), aus den zweiten Ausnehmungen (2f) und aus den ersten Ausnehmungen (5f) Befestigung von Bolzen in den Befestigungslöchern (7b), wobei jeweils ein Befestigungselement 14 als Bolzen axial durch eine der ersten Ausnehmungen (5f) hindurch in die eine zweite Aus nehmung (2f) eingeführt und anschließend in den Befestigungslö chern (7b) so befestigt wird, dass ein Kopf (14a) des Bolzens axi al an zumindest einem der Ränder einer der zweiten Ausneh mungen (2f) axial anliegt.
17. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem der Flansch (2c) axial gegen die axialen Einpresskräfte zusätzlich auf Axialstützen (24) axial abgestützt wird, wobei jeder der Axialstützen (24) den Radflansch (5d) an einer wei teren der ersten Ausnehmungen (5f) axial durchgreift und zu den zwei ten Ausnehmungen (2f) beabstandet an dem Flansch (2c) axial anliegt.
Description:
Bezeichnung der Erfindung Radlagermodul in einem Radträger Beschreibung Gebiet der Erfindung Radlagermodul in einem Radträger, mit einem Radlager und mit einem Rad- flansch, wobei der Radflansch mittels des Radlagers um eine Rotationsachse drehbar zu dem Radträger gelagert ist, das Radlagermodul mit den Merkma- len : - das Radlager weist zumindest einen Außenring auf, -das Radlager ist zumindest abschnittsweise über den Außenring zumin- dest radial zur Rotationsachse in dem Radträger abgestützt, - der Außenring weist axial endseitig des Außenringes einen radial von der Rotationsachse wegweisenden Flansch auf, - der Flansch ist axial mit Befestigungselementen zu dem Radträger fest, wobei das Befestigungselement den Flansch an einer von dem Radträ- ger axial abgewandten Seite des Flansches wenigstens teilweise hinter-

greift und dabei das Befestigungselement axial fest an dem Flansch an- liegt -der Radflansch liegt dem Außenring axial gegenüber, wobei der Rad- flansch von der Rotationsachse weg zumindest abschnittsweise weiter radial hervorsteht als der Flansch.

Hintergrund der Erfindung DE 39 40 395 A1 beschreibt eine Radlagerung mit einem Außenring, Wälzkör- pern und zwei Innenringen, bei der der Außenring axial zwischen den Stirnsei- ten und von den Stirnseiten weg einen radialen Flansch aufweist, mit dem die Radlagerung aufgehängt ist. Das Radlager ist über den Flansch axial und radial am Radträger fest. Ein sich dem Flansch axial anschließender hohlzylindrischer Abschnitt des Außenringes sitzt in einem Loch des Trägers, so dass der Au- ßenring mittels des Flansches axial und zumindest mit dem Abschnitt zumin- dest teilweise radial an dem Träger anliegt.

Die Montage des Radlagers in den Träger ist insbesondere dann kompliziert, wenn das Radlager zusammen mit einer Nabe, an der der Radflansch fest vormontiert ist, an den Träger montiert werden soll. Das axiale Zuführen der Befestigungselemente, wie Schraubbolzen oder ähnliches, ist ohne weiteres nicht möglich, da der Radflansch axial im Wege ist.

Zusammenfassung der Erfindung Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Radlagermodul zu schaffen, des- sen Befestigung an dem Radträger vereinfacht ist.

Diese Aufgabe ist nach dem Gegenstand des Anspruches 1 gelöst.

Der Radflansch weist axial durch den Radflansch hindurchführende erste Aus- nehmungen auf, durch die die Befestigungselemente axial auf den Flansch des Außenringes zugeführt werden können. Der Flansch liegt da, wo das Befesti- gungselement anliegt, zumindest einmal pro Umdrehung des Radflansches um die Rotationsachse wenigstens einer der ersten Ausnehmungen axial so ge- genüber, dass der Radflansch den Flansch wenigstens da, wo das Befesti- gungselement anliegt, axial in Richtung des Radträgers nicht verdeckt. Das heißt, der Flansch ist zumindest da, wo das Befestigungselement anliegt, we- nigstens einmal pro Umdrehung des Radflansches um die Rotationsachse durch den Radflansch axial nicht verdeckt, da wenigstens eine der ersten Aus- nehmungen dem Flansch da, wo das Befestigungselement anliegt, zumindest einmal pro Umdrehung axial gegenüber liegt. Die axiale Projektion des Umris- ses des Befestigungselements auf den Flansch liegt innerhalb der axialen Pro- jektion der Ausnehmung, wobei die auf den Flansch axial gerichtete Projektion der Kontur der Ausnehmung den Umriss axial nicht verdeckt. In den Radflansch ist wenigstens eine dieser Ausnehmungen eingebracht.

Der Radflansch wird zum Anbringen/Einbringen der Befestigungselemente zu- nächst um die Rotationsachse soweit gedreht, dass die Ausnehmung z. B. ei- nem der Befestigungslöcher an dem Flansch des Außenringes und somit auch einem Befestigungsloch in dem Radträger gegenüberliegt. Das Befestigungs- mittel wird dann mittels einer Vorrichtung oder eines Werkzeuges durch die Ausnehmung an dem Radflansch hindurch geführt und an dem Radträger be- festigt. Danach wird der Radflansch wieder solange gedreht, bis die Ausneh- mung einem weiteren Befestigungsloch axial gegenüberliegt. Der Vorgang wie- derholt sich dann wie zuvor beschrieben solange, bis der Flansch des Außen- ringes an dem Träger fest ist.

Die Erfindung ist für die Montage von Radlagereinheiten in einen Radträger von Vorteil, bei denen in dem Außenring eine Nabe über wenigstens zwei Reihen Wälzkörper an den Laufbahnen um die Rotationsachse drehbar abgestützt ist

und dabei der Radflansch radial von der Nabe abgeht, und an denen die Nabe axial unlösbar zu dem Außenring in dem Radlager gelagert ist.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass jede dieser Ausnehmungen an dem Radflansch, und zwar zeitgleich, zumindest einmal pro Drehung des Radflansches um die Rotationsachse, jeweils dem Flansch axial so gegenüber- liegt, dass der Radflansch den Flansch da, wo die Befestigungselemente anlie- gen, in axiale Richtung nicht verdeckt. So können alle Befestigungselemente mit einer Vorrichtung gleichzeitig durch den Radflansch hindurchgeführt wer- den. Der Flansch ist somit zeitsparend an dem Träger befestigt.

Mehrere der Ausnehmungen sind beispielsweise um die Rotationsachse mit gleicher Teilung zueinander angeordnet. Die Ausnehmungen sind entweder radial nach außen offen oder die Ausnehmungen sind axial durch den Rad- flansch hindurchführende Löcher.

In den Löchern sind zum Beispiel nach der Befestigung des Außenringes an dem Radträger Radbolzen zur Befestigung eines Fahrzeugrades an dem Rad- flansch aufgenommen. In diesem Fall sind die Befestigungslöcher beispiels- weise mit einer Teilung umfangsseitig verteilt, die der Teilung entspricht, mit der die Löcher zur Aufnahme des Radbolzens umfangsseitig verteilt sind.

Das Radlager wird zum Beispiel in eine Bohrung des Radträgers eingepresst.

Hierzu wird die Einpresskraft auf den Flansch des Außenringes und nicht auf den Radflansch ausgeübt. Dadurch sind die Wälzkörper und die Laufbahnen des Radlagers von axialen Einpresskräften frei. Eine Ausgestaltung der Erfin- dung sieht deshalb vor, dass der Radflansch eine größere Anzahl der Ausneh- mungen aufweist als zum Beispiel Befestigungselemente zur Befestigung des Radflansch vorgesehen sind. Das ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Radlagereinheit mit dem Radflansch in das Loch eines Radträgers eingepresst werden soll und vorher Zentrierdorne durch die Ausnehmungen hindurchgeführt werden sollen. Mit diesen Zentrierdornen werden die Durchgangslöcher in dem

Flansch des Außenringes zu den Befestigungslöchern zentriert. In diesem Falle greifen Axialstützen axial durch die überzähligen Löcher und stützen sich an dem Flansch des Außenringes ab, so dass die Einpresskräfte nach dem Zent- riervorgang auf den Flansch aufgebracht werden können.

Mit der Erfindung ist ein Verfahren zur Montage des Radlagermoduls vorgese- hen, bei dem das Radlager mit einer Nabe und dem Radflansch als Einheit in den Radträger montiert und an dem Radträger befestigt wird. Die Verfahrens- schritte sind nachfolgend in dem Kapitel detaillierte Beschreibung der Erfindung näher beschrieben.

Die Erfindung ist bevorzugt für Anwendungen vorgesehen, bei denen der Flansch axial endseitig des Außenringes ausgebildet ist. Der Flansch liegt ent- weder direkt axial an dem Radträger an oder stützt sich über Distanzmittel axial an dem Radträger ab. Über den Flansch ist das Radlager axial in dem Loch zum Träger gesichert, da der Flansch mit geeigneten Mitteln an dem Flansch befestigt ist. Das axiale Wandern des Außenringes im Fahrbetrieb ist vermie- den. Außerdem ist die Kehle an dem Übergang vom Flansch zu dem Außenring von vorneherein entlastet, da der Außenring sich unter Last radial in dem Trä- ger abstützt.

Unter Radträger sind in diesem Sinne alle Anschlusskonstruktionen für Radla- germodule und Radlagereinheiten angetriebener und nicht angetriebener Räder zu verstehen, an/in denen die Radlagermodule bzw. Radlagereinheiten befes- tigt sind. Die gegossenen oder geschmiedeten bzw. auf andere geeignete Art hergestellten Radträger sind aus allen denkbaren Materialien, also aus Stahl und/oder zumindest um das Loch zur Aufnahme der Radlagerung aus Alumini- umlegierungen hergestellt. Ein gemäß Erfindung mittels des Flansches des Außenringes am Radträger axial festes Radlager ist axial auch fest, wenn sich der Radialsitz des Radlagers z. B. in einem Träger aus einer Aluminiumlegie- rung radial aufgrund verschiedener Einflussfaktoren gelockert hat.

Unter Radlager sind in diesem Sinne alle ein-, zwei-und mehrreihigen Radlager mit Rollen und/oder Kugeln als Wälzkörper, mit einem oder mehr ein-bzw. mehrteiligen Innenringen zu verstehen, die in den unterschiedlichsten Anord- nungen, wie in Radial-oder Schrägkugellageranordnung bzw. wie in Radial- oder Schrägrollenlageranordnung ausgeführt sind. Alternativ ist eine oder sind alle der Innenlaufbahnen nicht an einem/mehreren Innenringen sondern direkt an einer in dem Radlager angeordneten Nabe ausgebildet.

Die Nabe eines Radlagermoduls für ein getriebenes oder nicht getriebenes Rad ist vor dem Einbau der Radlagerung in den Radträger in dem Radlager zum Beispiel vorzugsweise durch einen Bördelbord an der Nabe fest. Der Bördel- bord hintergreift dabei die Lageranordnung so, dass die Nabe untrennbar von dem Radlager an dem Radlager fest ist. Alternativ sind auch Radlagereinheiten vorgesehen, bei denen die Nabe als Einzelteil lösbar von dem Radlager mit dem Radlager als Einheit montiert werden soll.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Außenring relativ dünn- wandig und somit im Vergleich zu dem steifen, das Loch umgebende Gehäuse elastisch ist. Die Wand des Außenringes weist dünne Querschnitte auf. So ist der Außenring, insbesondere ein durch Kaltumformen gefertigter, partiell gehär- teter oder insgesamt gehärteter Ring oder ein beliebig gefertigter Außenring ohne spanabhebende Nacharbeit nach dem Härten, als Einzelteil außen und insbesondere innen an den Laufbahnen so in sich instabil oder unrund, dass die für den Wälzkontakt notwendige optimale Geometrie zunächst nicht verwirk- licht ist. Das betrifft insbesondere den Durchmesser und die Rundheit des quer zur Rotationsachse betrachteten Abschnittes, mit dem der Außenring in das Loch eingepresst ist, vor der Montage in den Radträger. Unter optimaler Geo- metrie ist in diesem Falle die Rundheit der Laufbahnen im Wälzkontakt zu ver- stehen, die optimale Wälzverhältnisse im Lager absichert. Derartige Formge- nauigkeiten werden üblicherweise an massiven spanabhebend bearbeiteten Lagerringen und den Gehäusebohrungen zur Aufnahme der Lagerringe durch Drehen und Schleifen erzeugt. Die Herstellung derartiger Geometrie ist zeit-

aufwändig und teuer.

Die fertige Kontur des Außenringes weist in einer Ausgestaltung der Erfindung, zumindest an dem Abschnitt, die genannten Abweichungen von der optimalen Geometrie auf. Das Loch des Trägers entspricht aufgrund seiner durch Span- abheben erzeugten Geometrie den optimalen Anforderungen.

Die Abweichungen der Außenkontur des Außenringes von der optimalen Geo- metrie werden durch das elastische-teils plastische Verhalten des Außenrin- ges ausgeglichen, wenn der Außenring in das Loch eingepresst ist. Dazu weist der Außenring zunächst wenigsten an dem Abschnitt einen Außendurchmesser auf, der größer ist als der Innendurchmesser des Loches. Das Übermaß ist auch für den Presssitz erforderlich, mit dem der Außenring im Träger sitzt.

Durch das Einpressen das Loch schnürt sich der Außenring radial nach innen ein und passt sich den Rundheiten des Loches an. Die Formgenauigkeiten des Loches und auch das Übermaß übertragen sich nahezu vollständig auf die Ge- ometrie der Laufbahnen. da das Gehäuse des Trägers im Vergleich zum Au- ßenring starr ist.

Das Loch in dem vergleichsweise zu dem Außenring starren Radträger weist, wenn das Radlager in dem Loch sitzt, im Wesentlichen die Ausgangsgeometrie vor dem Einpressen des Radlagers auf. Die funktionsbedingten Rundheiten an der Laufbahn sind an dem Außenring somit erst dann hergestellt, wenn der Außenring in das Loch eingepresst ist. Außerdem ist die elastische Formände- rung u. a. auch für die notwendige Spielfreiheit der Radlagerung vorteilhaft, wenn das Radlager komplett als Einheit montiert wird.

Der Außenring ist mit dem Flansch vorzugsweise einteilig ausgebildet, der Flansch kann aber auch an dem Außenring durch Schweißen oder durch einen kraftschlüssigen und/oder formschlüssigen Sitz befestigt sein. Eine Ausgestal- tung der Erfindung sieht vor, dass der Außenring aus umgeformten Material gebildet ist. Die Gestalt des Außenringes mit allen seinen Formelementen ist

demnach auch durch Umformen hergestellt. Trennende oder spanabhebende Bearbeitung ist nur auf einen sehr geringen Umfang der Bearbeitung im Ver- gleich zum Umfang der spanlosen Bearbeitung begrenzt. So sind durch Tren- nen bzw. Lochen nur überschüssiges Material, Ränder, Grate oder weiter Ähn- liches vom Formteil entfernt. Spanabhebend sind gegebenenfalls nur die Lauf- bahnen durch Feinbearbeitung wie Schleifen, Läppen oder Polieren nachgear- beitet. Unter dem Begriff Kaltumformen sind alle die Umformverfahren zu ver- stehen, bei denen die Kontur des hohlen Außenringes durch Dehnen oder Stauchen, Aufweiten bzw. Einschnüren und dabei plastische Formänderung des Ausgangsmateriales ohne Werkstofftrennung herstellbar sind. Derartige Verfahren sind z. B. Ziehen, Tiefziehen, Rollieren, Pressen und Kombinationen der vorgenannten Verfahren.

Als Rohlinge für die Herstellung der Außenringe sind z. B. Rohre und Bleche vorgesehen. Ein Rohling aus einem Rohr ist durch Aufweiten, Rollieren, Ein- schnüren, Stauchen und Umlegen von Rändern zu dem fertigen Außenring bearbeitet. Aus Blech hergestellte Außenringe sind durch Ziehen und weitere einzelne bzw. Kombinationen der vorgenannten Verfahren hergestellt. In die- sem Fall sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass der Flansch axial von der Stirnseite des Außenringes bis an den Radträger, an dem der Flansch an- liegt, genauso breit ist wie das Ausgangsmaterial des Bleches vor dem Herstel- len des Außenringes dick war. Bevorzugte Werkstoffe sind kaltformbare Lager- werkstoffe wie z. B. 100Cr6 oder auch alle geeigneten Tiefziehstähle.

Der Außenring ist aufgrund einer als Entlastungskehle wirkenden Ringnut in Lastrichtung der Wälzkörper elastisch und hoch belastbar. Jeweils eine Schul- ter ist dazu wahlweise radial in Stützrichtung mit einer derartigen Ringnut ver- sehen. Weiterhin zeichnet sich der Außenring durch ein geringes Gewicht aus, da Ausgangsmaterial geringer Wandstärke bzw. geringer Blechdicke eingesetzt ist. Die Stärke bzw. Dicke des Ausgangsmateriales liegt vorzugsweise im Be- reich von 2,4 bis 5 mm. Mit dem dünnwandigen Außenring aus spanabheben- der oder spanloser Herstellung ist der Gesamtanteil der Radlagereinheit an

dem Gewicht der ungefederten Massen reduziert.

Der Flansch ist vorzugsweise mit Bolzen, die zum Beispiel in den Radträger eingeschraubt oder eingepresst werden, an dem Radträger befestigt. Denkbar sind auch anderer Befestigungselemente, wie Klammern oder ähnliches die den Flansch an einer von dem Radträger axial abgewandten Seite des Flan- sches an wenigstens einem Befestigungsrand axial hintergreifen. Alternativ dazu, sind an dem Radträger durch Schweißen oder Einschrauben befestigte Bolzen vorgesehen, auf die jeweils eine Mutter aufgeschraubt und gegen den Flansch axial vorgespannt ist. Die Bolzen durchgreifen axiale Ausnehmungen an dem Flansch.

Es sind mit der Erfindung verschiedene Ausgestaltungen des Flansches vorge- sehen. Es ist vorgesehen, dass Flansch außen durch eine zylindrische Mantel- fläche begrenzt ist. Ein andere Ausgestaltung sieht einen Flansch mit radial hervorstehenden sowie umfangsseitig zueinander benachbarten Abschnitten vor. In wenigstens zwei der Abschnitte erstreckt sich jeweils eine der Ausneh- mungen radial zumindest teilweise. Alternativ dazu sind die Ausnehmungen umfangsseitig zwischen den Abschnitten ausgebildet.

Der Flansch weist die Ausnehmungen in Form von axialen Löchern, alternativ, anstelle von Durchgangslöchern, axial durch den Flansch hindurchgehende sowie radial nach außen offene Ausnehmungen für die Befestigung des Flan- sches an einem Radträger auf. Die Befestigungselemente durchgreifen jeweils eine der Ausnehmungen axial von dem Radträger aus und hintergreifen dann den Flansch am Rand der Ausnehmungen. Der Gewichtsanteil am Gesamtge- wicht des Flansches ist somit erheblich reduziert, da das Material eines die Ausnehmungen üblicherweise außen umschließenden Ringabschnittes des Flansches entfällt. Die Ausnehmungen sind, aber auch radial nach außen offe- ne Ausnehmungen.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Kontur der nach außen

offenen Ausnehmungen kreisbogenförmig verläuft. Es ist sind aber alternativ auch sich radial von außen schlitzartig in Richtung der Rotationsachse des Radlagers erstreckende Ausnehmungen vorgesehen.

Bei der Herstellung eines derartigen Flansches wird zum Beispiel der zunächst mit Durchgangslöchern versehene Flansch von außen solange spanabhebend bearbeitet, bis der überflüssige, die Löcher radial außen begrenzende Anteil an Material von dem Flansch entfernt ist. Alternativ dazu, wird die erfindungsge- mäße Kontur des Flansches durch Stanzen erzeugt. Das ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Außenring kalt geformt ist. Eine spanabhebende Entfer- nen des Randes ist somit überflüssig. Die Ausnehmungen und auch die übri- gen radial von außen zugänglichen Abschnitte des Flansches weisen in diesem Fall einen Stanzrand aus einem Stanzvorgang zum Schneiden wenigstens der Ausnehmungen aufweisen.

Der Flansch liegt an dem Radträger vorzugsweise nur abschnittweise axial an.

Dabei liegt der Außenring mit einem hohlzylindrischen Abschnitt radial und mit dem Flansch axial so an, dass der Radträger die konkaven Kehle, an der der Flansch in den Abschnitt übergeht, nicht anliegt. Die konkave Kontur der Kehle geht dabei, in einem Längsschnitt durch den Außenring entlang der Rotations- achse des Außenringes betrachtet, an einem ersten Übergang beispielsweise in eine Kreisringfläche des Flansches und an einem zweiten Übergang z. B. in eine zylindrische Mantelfläche des Abschnittes über. Der erste und der zweite Übergang enden alternativ dazu zum Beispiel jeweils in einer freistichartig ge- formten Ringnut in dem Flansch bzw. in dem Abschnitt. Dabei ist von besonde- rer Bedeutung, das ein senkrechte Abstand zwischen einer gedachten axialen Verlängerung der Mantelfläche des Flansches und dem ersten Übergang klei- ner ist als ein zur Rotationsachse paralleler Abstand zwischen einer gedachten radialen Verlängerung der Mantelfläche und dem zweiten Übergang.

Anhand von Versuchen wurde nachgewiesen, dass sich durch diese Gestal- tung der Kontur die maximale Kerbspannung in der Kehle durch um ca. 30%

reduzieren lässt. Die Kehle ist dabei vorteilhaft durch wenigstens zwei aufein- ander folgende Radien zwischen den Übergängen beschrieben. wobei wenigs- tens ein erster Radius radial an dem Übergang in den Flansch und wenigsten ein zweiter Radius axial an dem Übergang in den ersten Abschnitt übergeht.

Die Radien sind in dem Längsschnitt in Richtung der Übergänge entweder durch eine Gerade voneinander getrennt, oder gehen vorzugsweise zwischen dem Flansch und dem Abschnitt ineinander übergehen.

Der Außenring ist zumindest abschnittsweise wenigstens radial zur Rotations- achse in dem Radträger so abgestützt, dass der axial endseitig des Außenrin- ges ausgebildete Flansch axial an dem Radträger und radial an dem Außenring anliegt, ohne dass der Träger Kontakt zur Kehle hat. Zusätzliche Spannungen in der Kehle durch den Einfluss von scharfen Kanten des Trägers ist auch durch eine ausreichend dimensionierte Fase an dem Loch vermieden.

Weitere Ausgestaltungen sowie Ausführungsform der Erfindung der Erfindung in den Figuren 1 bis 14 näher beschrieben.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen Figur 1 zeigt ein Radlagermodul 1 in einem Längsschnitt entlang einer Rotati- onsachse 11. Das Radlagermodul ist mit einem Außenring 2, mit zwei Reihen Wälzkörper 3, mit einem Innenring 4, mit einer Nabe 5 und mit einer Gelenk- glocke 6 versehen. Die aus den Einzelteilen 2,3, 4,5, 6 vormontierte Bauein- heit des Radlagermoduls sitzt in einem Radträger 7.

Das Radlager 8 aus dem Außenring 2, den Wälzkörpern 3, in diesem Beispiel in Form von Kugeln, aus Käfigen 9, Dichtungen 10, dem Innenring 4 und aus der Nabe 5 ist in sich selbst haltend vormontiert. Dazu sind die Wälzkörper 3 und der Innenring 4 mittels der Nabe 5 in dem Außenring 2 gehalten. Eine Rei-

he der Wälzkörper 3 stützt sich dabei an einer Laufbahn 2a des Außenringes 2 und an einer direkt an der Nabe 5 ausgebildeten Laufbahn 5a ab. Die andere Reihe der Wälzkörper 3 ist zwischen einer weiteren Laufbahn 2a und einer Laufbahn 4a des Innenringes 4 angeordnet. Das Radlager 8 ist mittels eines Bördelbordes 5b an der Nabe 5 über den Innenring 4 und den Außenring 2 spielfrei vorgespannt-zumindest dann, wenn das Radlager 8 in dem Radträ- ger 7 montiert ist. Die Nabe 5 ist über den Bördelbord 5b unlösbar zum Radla- ger 8 fest.

Die Nabe 5 ist um eine Rotationsachse 11 im wesentlichen rotationssymmet- risch ausgebildet und weist ein axiales Durchgangsloch 5c auf. Ein Stummel 6a an der Gelenkglocke 6 durchgreift das Durchgangsloch 5c axial. Die Gelenk- glocke 6 ist über eine Mutter 12 axial an der Nabe 5 gesichert. An der Nabe 5 ist ein radial nach außen weisender Radflansch 5d ausgebildet. Über Zahnpro- file 13 an dem Stummel 6a sowie an der Nabe 5 ist eine um die Rotationsachse 11 drehfeste Verbindung zwischen der Gelenkglocke 6 und dem Radflansch 5d hergestellt.

An dem Radflansch 5d sind axiale Löcher 5e ausgebildet, in die nicht darge- stellte Radbolzen zur Befestigung eines Fahrzeugesrades eingreifen. Weiterhin weist der Radflansch 5d axiale Ausnehmungen 5f auf, die zumindest einmal pro Umdrehung des Radflansches 5d um die Rotationsachse 11, einem Flansch 2c axial so gegenüber liegen, dass der Radflansch 5d aufgrund der Ausnehmungen 5f das Befestigungselement 14 axial nicht verdeckt. Der Durchmesser D der als axiales Durchgangsloch 15 ausgeführten Ausnehmung 5f ist größer als die größte radiale Abmessung At des Kopfes 14a.

Der Außenring 2 ist aus zwei hohlzylindrischen Abschnitten 2b und aus dem radialen Flansch 2c gebildet. Das Radlager 8 ist über die Abschnitte 2b in ei- nem Loch 7a des Radträgers 7 radial abgestützt. Der Außenring 2 geht an ei- nem der Abschnitte 2b über eine Kehle 2d radial in den Flansch 2c über. Der Flansch 2c liegt axial außen an dem Radträger 7 an und ist an der von dem

Radträger 7 axial abgewandten Seite 2e von den Befestigungselementen 14 in Form von Bolzen hintergriffen. Das Befestigungselement 14 ist mit dem Kopf 14a axial fest gegen den Flansch 2c vorgespannt, da ein an dem Bolzen fester Schaft 14b axial in einem Befestigungsloch 7b des Radträgers 7 fest ist. Die Befestigungselemente 14 sind in die Befestigungslöcher 7b wahlweise einge- presst bzw. eingeschraubt.

Figur 2 zeigt den Außenring 2 in einer Vollansicht. Der Außenring 2 ist ein durch Kaltumformen hergestelltes Bauteil, dessen Flansch 2c radial hervorste- hende Abschnitte 2g aufweist. In drei der Abschnitte 2g sind die Außenneh- mungen 2f als axiale Durchgangslöcher 16 eingebracht.

In Figur 2a zeigt die Formabweichungen des Außenringes 2 als Einzelteil im Vergleich zu der Innengeometrie 2r des Loches 7a. Der Außenring 2 weist auf- grund seiner dünnen Wand nach dem Kaltumformen eine Außengeometrie 2r auf, deren Durchmesser DA zunächst um das Übermaß 2 x U größer ist als der Innendurchmesser D, des Loches 7a. Zusätzlich weicht die Außengeometrie 2s um das Maß 2 x V von der Innengeometrie 2r des Befestigungsloches 7b ab.

Nach der Montage des Außenringes 2 in das Loch 7a ist der Außenring 2 so- weit eingeschnürt, dass die Außengeometrie 2s dem Durchmesser D, und der Innengeometrie 2r im wesentlichen entspricht. 1 Der Außenring 2 weist eine Radialschulter 2h auf. Die Radialschulter 2h ist zwi- schen den Laufbahnen 2a angeordnet, wobei die Laufbahnen 2a zumindest teilweise an der Radialschulter 2h ausgebildet sind. In den Außenring 2 ist radi- al von außen eine Ringnut 2k eingebracht. Die Ringnut 2k ist zum einen durch das Verdrängen von Material aus dem Außenring 2 zum Formen der Radial- schulter 2h entstanden und verleiht zum anderen dem Außenring 2 im Bereich der Laufbahnen 2a eine gewisse Elastizität. Die Schulter ist, alternativ zu einer Ringnut in der Schulter, vollständig durch das Material des Außenringes unter- stützt.

In Figur 2b, einer vergrößerten Darstellung des Details Z aus Figur 1, ist die Kehle 2d stark vergrößert und nicht maßstäblich dargestellt. Die Kehle 2d ist konkav ausgebildet und geht an einem ersten Übergang 21 in eine kreiszylindri- sche Mantelfläche 2m des Abschnittes 2b über. An dem Flansch 2c geht die Kehle 2d an dem Übergang 2n in eine kreisringförmige Fläche 2p über. Der senkrechte Abstand S zwischen der gedachten axialen Verlängerung der Man- telfläche 2m und dem Übergang 2n ist kleiner als ein zur Rotationsachse 11 paralleler Abstand X zwischen einer gedachten radialen Verlängerung der Kreisringfläche 2p und dem Übergang 21.

Figur 2b zeigt auch, dass die Kontur der Kehle 2d in einem Längsschnitt durch den Außenring 2 von einer mit Strichpunktlinien dargestellten und durch einen Radius r beschriebenen Kontur 2q abweicht. Die Kehle 2d ist in dem Längs- schnitt die Radien ri und r2 beschrieben. Der Radius r1 geht an dem Übergang 2n in den Flansch 2 und der Radius r2 geht axial an dem Übergang 21 in den Abschnitt 2b über. Die Radien r1 sowie r2 gehen zwischen dem Flansch 2c und dem Abschnitt 2b ineinander über.

Der Radträger 7 liegt axial so an dem Flansch 2c und radial an dem Abschnitt 2b so an, dass der Radträger 7 und die Kehle 2d mindestens bis zu den Über- gängen 21 und 2n zueinander beabstandet sind. Die Maximalspannungen radial unterhalb der Ausnehmungen 2f sind an der durch den Radius r beschriebenen Kontur 2q etwas um ein Drittel höher als die Spannungen in einer Kehle 2c, die durch die Radien r1 und r2 beschrieben ist.

Der Radflansch 5d liegt dem Flansch 2c axial gegenüber und steht radial weiter hervor als der Flansch 2c (Figur 1), so dass der Flansch 2c zunächst von dem Radflansch 5d zunächst axial in Richtung des Radträgers 7 verdeckt ist.

Figur 3 und Figur 4 zeigen das Radlagermodul 1 in verschiedenen Frontalan- sichten. In Figur 3 ist das Radlagermodul 1, ohne Gelenkglocke und ohne Rad- träger, entlang der Linie 111-111 in die mit den Pfeilen markierte Richtung nach

Figur 1 abgebildet. In Figur 4 ist das Radlagermodul 1 in einer zu Figur 3 ent- gegengesetzten Ansicht mit Sicht auf den Radflansch 5d in Richtung des Rad- trägers 7 dargestellt. Insbesondere aus Figur 4 ist ersichtlich, dass der Rad- flansch 5d axial in Richtung des Radträgers den Flansch 2c am Außenring 2 vollständig verdeckt-jedoch liegt jeweils eine der Außennehmungen 5f, zeit- gleich zu den anderen Ausnehmungen 5f, an dem Radflansch 5d einmal pro Umdrehung des Radflansches 5d um die Rotationsachse 11 so axial gegen- über, dass der Radflansch 5d den Flansch 2c an den Ausnehmungen 2f und an den Rändern der Ausnehmungen 2f axial nicht verdeckt.

Unter den Rändern de Ausnehmung ist der sich den Ausnehmungen anschlie- ßende Bereich zu verstehen, an dem die Befestigungselemente an dem Flansch anliegen. Die Ausnehmungen 5f sind deshalb mindestens so groß ges- taltet, dass das Befestigungsmittel 14 mit Kopf und auch ein die Befestigungs- mittel 14 am Kopf 14a umgreifendes Werkzeug axial durch die Ausnehmungen 5f geführt werden kann.

Die Ausnehmungen 5f sind mit gleicher Teilung T, um die Rotationsachse 11 zueinander verteilt, wobei die Teilung Ti durch den Winkel ß in diesem Falle ß = 72°, vorgegeben ist.

Die Löcher 5e in dem Radflansch 5d sind jeweils mit einem Innengewinde 5g versehen (Fig. 1), in das die Radbolzen eingeschraubt werden. Es ist denkbar, Löcher 5e ohne Innengewinde gleichzeitig für den axialen Zugriff auf die Löcher 16 zu nutzen. Dies ist deshalb möglich, da ein alle Löcher 15 außen umfassen- der Außenhüllkreis größer ist als ein alle Löcher 16 außen umgreifender Au- ßenhüllkreis und ein an allen Löchern 15 innen anliegender Hüllkreis kleiner ist als ein an allen Löchern 16 anliegender Innenhüllkreis.

Die Anzahl der Ausnehmungen 5f am Radflansch 5 (in diesem Fall 5 Stück) ist größer als die Anzahl der Ausnehmungen (in diesem Falle 3 Stück) 2f an dem Flansch 2c. Die Anzahl der Ausnehmungen kann aber auch übereinstimmen.

Wie aus Figur 4 ersichtlich ist, liegt jede der überzähligen Ausnehmungen 5f in einem der Abschnitte 2g ohne Löcher 16 zeitgleich zu den anderen Ausneh- mungen 5f axial gegenüber. Diese beiden Abschnitte 2g, die ohne die Aus- nehmung 2f sind, wie insbesondere aus Figur 3 ersichtlich ist, sind für die Anla- ge von Axialstützen für den Flansch 2 beim Erpressen in das Loch 7a des Rad- trägers vorgesehen. Dabei durchgreifen die Axialstützen axial zwei der Aus- nehmungen 5f.

Figur 5 zeigt ein Radlager 17 mit einem Radflansch 18. Radial hervorstehende Abschnitte 18a des Flansches weisen axiale Löcher 18b auf, in die nicht darge- stellte Radbolzen zur Befestigung eines Fahrzeugrades eingreifen. Zwischen jeweils zwei umfangsseitig zueinander benachbarten der Abschnitte 18a ist jeweils eine der erfindungsgemäßen Ausnehmungen 18c nach außen offen an dem Radflansch ausgebildet. Der Flansch 19a weist anstelle von axialen Durchgangslöchern radial nach außen offene kreisbogenförmige Ausnehmun- gen 2f auf. Der Radflansch 18 ist gegenüber dem Flansch 19a so in Position um die Rotationsachse 11 gedreht, dass die Ausnehmungen 2f in axiale mit der Rotationsachse 11 gleich gerichtete Richtung nicht von dem Radflansch 18 verdeckt sind.

Figur 6 zeigt ein Radlager 20 für ein nicht angetriebenes Fahrzeugrad, in dem wahlweise verschiedene Radflansche gelagert sein können, mit einem Außen- ring 19 aus spanloser Herstellung. Der Außenring 19 ist in Figur 8 als Einzelteil in einer Gesamtansicht dargestellt und weist den radialen Flansch 19a mit den kreisbogenförmig ausgebildeten Ausnehmungen 2f auf. Das Radlager 20 weist zwei der Innenringe 4 auf, an denen jeweils eine der Laufbahnen 4a ausgebil- det ist.

Figur 7 zeigt einen Radflansch, bei dem die als Löcher 15 ausgebildeten Aus- nehmungen 5f radial näher zur Rotationsachse 11 liegen als die Löcher 5e zur Aufnahme der Radbolzen. Sowohl die Löcher 15 als auch die Löcher 5e sind mit der gleichen Teilung umfangsseitig zur Rotationsachse 11 verteilt.

Die Figur 9 zeigt einen durch Umformen hergestellten Außenring 22 mit einem Flansch 22a. In dem Flansch 22a sind die axialen Ausnehmungen 2f wieder als axiale Löcher 16 ausgebildet. Der Flansch 22a ist außen durch eine Kreisring- fläche 22b begrenzt. Die zuvor beschriebenen Flansche an den Außenringen weisen einen Stanzrand auf, der beim Beschneiden der Flansche nach dem Kaltumformen der Außenringe entsteht.

Die Figuren 10 bis 14 beschreiben die einzelnen Schritte des erfindungsgemä- ßen Verfahrens zur Montage des Radlagermoduls 1 in den Träger 7. Figur 10 zeigt eine Vorrichtung 23 mit Axialstützen 24 und Zentrierbolzen 25. Das Rad- lagermodul 1 wird zu der Vorrichtung 1 ausgerichtet, so dass die Ausnehmun- gen 2f und 5f gemäß der Darstellung nach Figur 3 und Figur 5 axial einander gegenüber liegen. In den Löchern 5e sind Radbolzen 26 aufgenommen. Die Axialstützen 24 liegen dabei den Abschnitten 2g ohne Löcher axial gegenüber.

In der Darstellung nach Figur 11 ist der zweite Verfahrensschritt beendet, bei dem die Axialstützen 24 und die Zentrierbolzen 25 in die jeweiligen Ausneh- mungen 5f axial eingeführt sind und so schließlich durch die ersten Ausneh- mungen 5f axial hindurch greifen. Die Axialstützen 24 durchgreifen dabei die überzähligen der Ausnehmungen 5f axial und liegen an den Abschnitten 2g ohne Ausnehmungen 2f des Flansches 2c an. Außerdem liegt der Flansch 2c auch noch axial an den Zentrierbolzen an. Der Radträger 7 wird zum Radla- germodul 1 ausgerichtet und in Pfeilrichtung axial auf das Radlagermodul 1 zugeführt.

In Figur 12 ist der Schritt-axiales Einpressen-des Radlagermoduls 1 mittels der Einpresskräfte FA beendet. Dabei stützt sich der Flansch 2c an den Axial- stützen 24 ab. Die Enden der Zentrierbolzen tauchen in die Befestigungslöcher des Radflansches 7 ein.

Figur 13 zeigt das über den Außenring 2 in dem Radträger 7 sitzende Radla-

germodul 1 und die Befestigungselemente 14 in Form von Bolzen. Die Befesti- gungselemente 14 sind auf die axial vor den Ausnehmungen 2f liegenden Aus- nehmungen 5f ausgerichtet, werden durch diese in Pfeilrichtung axial hindurch geführt und schließlich durch die Löcher 16 hindurch an dem Radträger 7 be- festigt.

Figur 14 zeigt die fertig montierte Einheit in einer Gesamtansicht. Der Außen- ring 2 ist mit den Befestigungselementen 14 axial am Radträger gesichert.

Bezugszeichen 1 Radlagermodul 2 Außenring 2a Laufbahn 2b Abschnitt 2c Flansch 2d Kehle 2e Seite 2f Ausnehmung 2g Abschnitt 2h Radialschulter 2k Ringnut 21 Übergang 2m Mantelfläche 2n Übergang 2p Fläche 2q Kontur 2r Innengeometrie 2s Aussengeometrie 3 Wälzkörper 4 Innenring 4a Laufbahn 5 Nabe 5a Laufbahn 5b Bördelbord 5c Durchgangsloch 5d Radflansch 5e Löcher 5f Ausnehmung 6 Gelenkglocke 6a Stummel 7 Radträger 7a Loch 8 Radlager 9 Käfige 10 Dichtung 11 Rotationsachse 12 Mutter 13 Zahnprofil 14 Befestigungselement 14a Kopf 14b Schaft 15 Loch 16 Loch 17 Radlager 18 Radflansch 18a Abschnitt 18b Loch 19 Außenring 19a Flansch 20 Radlager 21 Radflansch 22 Außenring 22a Flansch 22b Kreisringfläche 23 Vorrichtung 24 Axialstützen 25 Zentrierbolzen 26 Radbolzen