CN101228037A - 具有端面齿部的车轮轴承装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车轮轴承装置，它具有至少两列用于支承通过车轮轴承装置经由驱动部件可驱动的轮毂的滚动体。该轮毂与驱动部件连接；轮毂与驱动部件通过一对相互对应的端面齿部形状锁合地相互啮合。在车轮轴承装置上使尤其是车轮轴承装置侧端面齿部的齿节圆直径(VTK)与所述至少两列滚动体的滚动体列间距(RA)的比例大于数值3。

Description

具有端面齿部的车轮轴承装置
技术领域
本发明涉及一种车轮轴承装置，它具有至少两列滚动体，用于支承通过车轮轴承装置经由驱动部件可驱动的轮毂，其中轮毂与驱动部件连接并且轮毂和驱动部件借助一对相互对应的端面齿部形状锁合地相互啮合。
背景技术
在DE3116720C1中详细描述了这种具有端面齿部的车轮轴承装置以及端面齿部的功能。如同还由DE3116720C1已知的那样，该端面齿部例如能够通过无切屑加工加到轮毂上。
在轮毂与驱动部件之间通过端面齿部的连接节省结构空间并且能够传递相对较大的转矩，但是由于车轮轴承装置的尺寸使其应用受到限制。
此外，已知的车轮轴承装置或单元具有相对较大的重量和相对较小的轴承刚性。
在此轴承刚性是抵抗力，(车轮轴承)单元施加该抵抗力而防止由于负荷引起的弹性偏转。由轴承刚性得到一个倾翻强度，它由负荷转矩与车轮轴承的倾翻角的比例、例如以Nm/°给出。这个值越小，则车轮轴承在承载时倾翻越多，即，在相同的负荷下倾翻角越大。
所述负荷是主要在车辆运行状态中作用于车辆车轮和从属的车轮悬架上的负荷。轴承刚性越低，负荷越容易促使轮系的倾翻，它们对车辆的行驶特性、尤其是在曲线行驶时产生不利影响，并且对制动器的磨损和制动器的功能产生不利影响。
发明内容
因此本发明的目的是，实现用于传递高转矩的刚性的车轮轴承装置。
这个目的通过具有独立权利要求特征的车轮轴承装置得以实现。
按照本发明的车轮轴承装置具有至少两列滚动体，用于支承通过车轮轴承装置经由驱动部件可驱动的轮毂。所述轮毂与驱动部件连接；该轮毂与驱动部件借助一对相互对应的端面齿部形状锁合地相互啮合。
在按照本发明的车轮轴承装置上，至少在所述一对端面齿部(10)之一、尤其是车轮轴承装置侧的端面齿部上，使尤其车轮轴承装置侧的端面齿部的齿节圆(Verzahnungsteilkreis)直径(VTK)与所述至少两列滚动体的滚动体列间距(RA)的比例大于3，即：
(VTK/RA)＞3。
在此，关于所述至少两列滚动体的滚动体列间距(RA)可以理解为，所述至少两列滚动体的滚动体中心之间的与车轮轴承装置的旋转轴线相同定向的轴向间距(RA)。
齿节圆直径(VTK)是轮轴承装置侧的端面齿部的径向外径(VDA)与车轮轴承装置侧的端面齿部的径向向外最远构成的各齿的齿宽(ZB)的差值，即
VTK＝VDA-ZB
所述外径(VDA)是假想的、围绕车轮轴承装置的旋转轴线的齿部的各齿在径向外部接触齿根的圆，或者换言之，齿部的外径(VDA)是一个假想圆的直径，最远的径向外部各齿通过该直径在径向外部啮合。
在圆周侧相互间隔的各齿从该圆开始相对于旋转轴线以齿宽(ZB)径向离开延伸或者也倾斜于该旋转轴线向内延伸。
因此本发明也可以使用于具有不同齿宽ZB的齿或者配有径向相互错开的相同齿宽ZB的齿的齿部。
所述齿宽ZB描述了相应齿的在齿根高度上在径向外部的边界面与径向内部的边界面之间的间距。该齿根通过边界/轮廓线描述，在该边界/轮廓线上齿从构成齿部的结构部件的材料突出来或者过渡部到该材料。
因此这些边界在圆周侧在齿隙径向最深点之间的相邻齿的齿隙中延伸到并且从径向外部和径向内部齿的齿隙延伸到下一齿隙。齿数Z是齿部的在圆周侧相互间隔的、通常以相同齿距相互间隔的齿的总数。
在从属权利要求中给出按照独立权利要求的本发明对象的优选的、有利的且重要的改进方案。
本发明在改进的实施例中通常涉及车轮轴承装置，在该车轮轴承装置中轮毂和驱动部件可以相互连接并且可以再相互脱开。
在这种“传统”的情况下两个结构部件通过端面齿部形状锁合地无间隙地相互啮合并且通过一个中心螺栓轴向相互夹紧。
也可以设想，使形状锁合的连接通过端面齿部材料锁合地或者以其它方式不可拆卸地固定。在此通常将齿部上的连接设计成自锁的。
此外本发明在改进方案中通常涉及这样的车轮轴承装置，其具有至少一个外部件、至少一个或多个内部件和至少两列滚动体，它们设置在外部件与所述至少一个或多个内部件之间。
通常在外部件上分别构成至少一个用于至少一个滚动体列的滚动体的内滚道以及在一个内部件或者在多个内部件上分别构成一个用于至少一个滚动体列的滚动体的外滚道。
所述轮毂至少旋转固定地与所述至少一个外滚道耦联，即例如，或者轮毂是内部件本身并且然后至少所述轮毂具有至少一个外滚道或者至少一个内圈作为内部件配合在轮毂上。
本发明在改进实施例中通常也涉及这样的车轮轴承装置，其具有用于滚动体列之一的配合在轮毂上的内圈，它具有相应的内圈配合直径，其中该内圈至少通过由轮毂空心段径向向外成形的轴环轴向固定在轮毂上。
在优选的改进方案中，车轮轴承装置侧的端面齿部的齿节圆直径(VTK)与所述至少两列滚动体之一的滚动体直径(DW)的比例大于4，即：
(VKT/DW)＞4。
在此滚动体的直径(DW)优选可以采用轴向最靠近车轮轴承装置侧端面齿部的至少两列滚动体的直径。滚动体的直径(DW)也可以采用车轮轴承单元的具有最小承载滚动体的至少两列滚动体的直径。
此外优选规定，使内圈配合直径(DIR)与轴承横截面(QL)的比例大于2.2，即：
(DIR/QL)＞2.2。
所述轴承横截面(QL)通过内圈配合直径(DIR)即以内径dL(内部件的自由内径)描述的轴承孔之间的径向间距、和通过外部件的直径(DA)(轴承外径)、或者对于非旋转对称的外部件通过外部件外轮廓的两个在旋转轴线上相互对置的点P1和P2的最小径向间距DA确定并且由下式给出：
2QL＝DA-dL或者2QL＝DA-DIR
点P1和P2在此位于一个公共的通过其中一列滚动体的中心延伸的径向平面E中。该径向平面E通过沿其构成最小径向间距DA的列延伸。
此外可以规定，使轴承外径(DA)与车轮轴承装置侧端面齿部的齿节圆直径(VTK)的比例小于1.8，即：
(DA/VTK)＜1.8。
还可以优选地规定，使内圈配合直径(DIR)与(轴向)轴承宽度(LB)的比例大于1.15，即：
(DIR/LB)＞1.15。
所述轴向轴承宽度，在这里以外部件为基准，通过外部件的外轮廓的两个在相同方向上最远相互远离的点之间的最大的与旋转轴线相同定且平行于旋转轴线的距离构成，其中点优选在相互背离的且大多环形构成的外环端面上构成。
所述外部件的轴向轴承宽度可以大于或小于内部件的轴向轴承宽度。
在另一优选的扩展结构中，内圈配合直径(DIR)与至少两列滚动体之一的滚动体直径(DW)的比例大于4，即：
(DIR/DW)＞4。
在此滚动体(DW)的直径也可以优选采用轴向最靠近车轮轴承装置侧端面齿部的至少两列滚动体列的滚动体直径。滚动体(DW)的直径也可以采用车轮轴承单元的具有最小承载滚动体的至少两列滚动体的直径。
也可以规定，使内圈配合直径(DIR)与至少两列滚动体的滚动体列间距(RA)的比例大于2.7，即：
(DIR/RA)＞2.7。
此外可以规定，使端面齿部在驱动侧例如在联杆(Gelenk)-联杆钟罩(Gelenkglocke)-上或者在轴端上构成。在车轮轴承装置方面可以使端面齿部设置在轮毂上或者设置在一配合在轮毂上的内圈上。
也可以选择使端面齿部在也称为滚动铆接轴环的轮毂轴环上构成。这个轴环由轮毂预装配状态的空心的、最好旋转对称构成的部段通过塑性变形径向向外成形。通过该轴环使车轮轴承装置本身固定并且由于斜置球轴承结构通常也轴向夹紧。
所述部段在其翻折成轴环之前的初始状态中优选空心圆柱形或者外部圆柱形同时内部内锥形或任意其它形状地构成。
由上述特征以任意数量和布置的组合实现本发明的其它扩展结构。
在不考虑由加工引起的和其它的尺寸公差的条件下给出所有与本发明和/或其改进方案相关的尺寸、比例和计算值的名义值。
通过按照本发明的车轮轴承装置实现一个窄的车轮轴承装置，但是它由于大的齿节圆决定直径大且因此刚性地构成。由此也能够在圆周侧布置更多的齿部齿。所述啮部可以承受更高的驱动转矩。
附图说明
在图1中示出本发明的一个实施例，在下面详细描述该实施例。附图中：
图1示出按照本发明实施例的车轮轴承装置。
具体实施方式
图1示出本发明的一个实施例。
所述车轮轴承装置1由一个车辆侧的法兰2、一个具有车轮法兰8的轮毂3、一个内圈4和两列5、6滚动体构成。在这种情况下两列5和6的球体12以直径为TK的分度圆(Teilkreis)围绕车轮轴承单元1的旋转轴线设置。该分度圆穿过滚珠中心13延伸。
所述内圈4位于壁厚为SQ的空心部段7上。该部段7具有内径VDI。与轮毂3的部段7一体地构成一个轴环9。该轴环9径向离开部段7并且在外部具有外径VDA。
通过轴环9使车轮轴承装置1、在此为斜置球轴承装置夹紧。为此轴环9轴向顶靠在内圈4的朝向端面齿部10方向的端面11上。所述内圈4轴肩的宽度IRB通过端面11与向内滚道的过渡部12之间的轴向距离描述。
在轴环上构成一个端面齿部10，它在外部通过齿部10的外径VDA限制。该端面齿部规定用于啮合在未示出的驱动部件的相应对应的端面齿部上。
因此在这个实施例中，端面齿部10的外径大于等于轴环9的外径。也可以设想其它实施例，其中轴环的外径大于端面齿部的外径。
该端面齿部的几何形状通过外径VDA、齿宽ZB以及端面齿部10的节圆直径VTK确定。轴向定向的齿深ZT也通过轴环9的轴向宽度NB确定。
轴承装置的几何形状通过轴承外径DA、内圈配合直径DIR、滚动体直径DW、轴承宽度LB、轴承横截面QL以及列间距RA确定。
附图标记清单
1   车轮轴承装置           ZB  齿宽
1a  旋转轴线               TK  分度圆
2   法兰                   DA  轴承外径
3   轮毂                   VTK 齿节圆
4   内圈                   DW  滚动体直径
5   列                     DIR 内圈配合直径
6   列                     QL  轴承横截面
7   部段                   RA  滚动体列间距
8   车轮法兰               LB  轴承宽度，轴向距离
9   轴环                   VDA 外径
10  端面齿部               VDI 内径
11  端面                   SQ  壁厚
12  过渡部                 IRB 轴肩宽度
13  中心                   NB  轴向的轴环宽度
ZT  齿深

Claims (7)

1.一种车轮轴承装置(1)，具有至少两列(5，6)滚动体，用于支承通过车轮轴承装置(1)经由驱动部件可驱动的轮毂(3)，其中轮毂(3)与驱动部件连接并且轮毂(3)与驱动部件通过一对相互对应的端面齿部(10)形状锁合地相互啮合，其特征在于，至少在所述一对端面齿部(10)之一、尤其是车轮轴承装置侧的端面齿部上，使尤其是车轮轴承装置侧端面齿部的齿节圆直径(VTK)与所述至少两列滚动体的滚动体列间距(RA)的比例大于数值3。
2.如权利要求1所述的车轮轴承装置，其特征在于，使车轮轴承装置侧端面齿部的齿节圆直径(VTK)与所述至少两列滚动体之一的滚动体直径(DW)的比例大于4。
3.如权利要求1或2所述的车轮轴承装置，具有一个配合在轮毂(3)上的用于所述列(5，6)之一的内圈，其中该内圈通过一个由轮毂(3)的空心段径向向外成形的轴环(9)至少轴向固定在轮毂(3)上，其特征在于，使内圈配合直径(DIR)与轴承横截面(QL)的比例大于2.2。
4.如上述权利要求中至少一项所述的车轮轴承装置，其特征在于，使轴承外径(DA)与车轮轴承装置侧端面齿部的齿节圆直径(VTK)的比例小于1.8。
5.如上述权利要求中至少一项所述的车轮轴承装置，具有一个配合在轮毂(3)上的用于所述列(5，6)之一的内圈，其中该内圈通过一个由轮毂(3)的空心段径向向外成形的轴环(9)至少轴向固定在轮毂(3)上，其特征在于，使内圈配合直径(DIR)与(轴向的)轴承宽度(LB)的比例大于1.15。
6.如上述权利要求中至少一项所述的车轮轴承装置，具有一个配合在轮毂(3)上的用于所述列(5，6)之一的内圈，其中该内圈通过一个由轮毂(3)的空心段径向向外成形的轴环(9)至少轴向固定在轮毂(3)上，其特征在于，使内圈配合直径(DIR)与所述至少两列滚动体之一的滚动体直径(DW)的比例大于4。
7.如上述权利要求中至少一项所述的车轮轴承装置，具有一个配合在轮毂(3)上的用于所述列(5，6)之一的内圈，其中该内圈通过一个由轮毂(3)的空心段径向向外成形的轴环(9)至少轴向固定在轮毂(3)上，其特征在于，使内圈配合直径(DIR)与所述至少两列滚动体的滚动体列间距(RA)的比例大于2.7。
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