CN101287919A - 轴承装置、优选用于汽车的车轮轴承装置及轴承装置的制造方法 - Google Patents

轴承装置、优选用于汽车的车轮轴承装置及轴承装置的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种轴承装置、优选一种用于汽车的车轮轴承装置(1)，具有一个包括一车轮侧的固定法兰(11)的轮毂(2)，在该轮毂上设置一个具有至少一个内圈(7)和一个外圈(8)的角接触滚动轴承(6)。为了可以低成本地制造和操作轴承装置(1)，并且例如为了避免如在已知的轧铆装置中那样的变形和应力，轮毂(2)的对置于固定法兰(3)的一端(10)与一凸缘环(11)材料锁合地相连接，其至少将内圈(7)与轮毂(2)夹紧。本发明还涉及一种用于制造轴承装置(1)、优选用于汽车的车轮轴承装置的方法，该轴承装置具有一个包括一车轮侧的固定法兰(3)的轮毂(2)，在轮毂上借助于一向轴承装置(1)施加一夹紧力(F)的装置(13)设置一个具有至少一个内圈(7)和一个外圈(8)的角接触滚动轴承(6)。

Description

轴承装置、优选用于汽车的车轮轴承装置及轴承装置的制造方法
技术领域
本发明涉及一种轴承装置、优选用于汽车的车轮轴承装置，具有一包括一车轮侧的轮毂法兰的轮毂，在该轮毂上设置一具有至少一个内圈和一个外圈的角接触滚动轴承。本发明还涉及一种用于借助于一向轴承装置施加一夹紧力的装置安装这样的轴承装置的方法。
背景技术
车轮轴承是特别用于在汽车底盘上的车轮悬挂装置的受高负荷的部件，其必须经得住极不同的运转负荷。
车轮轴承总装的一重要的部件是其轴承内圈，其在热处理和切削步骤以后利用一相应高的夹紧力被轴向固定，该夹紧力按照轴承尺寸为50kN至120kN。
用于设置一这样的轴向夹紧力的已知的装置和方法是利用活节钟形槽、一在车轮法兰上的螺母或一借助于一轧铆过程通过应用一轧铆装置产生的轧铆合。
通过借助于轧铆在车轮轴承的轮毂端上的冷变形产生一这样的轧铆合，同时在那里形成一向外弯曲的凸起用以将内圈固定在轮毂上。
DE 43 39 847 C2示出一同一种用于汽车的车轮轴承装置，包括一轮毂和一角接触滚动轴承，其中通过一个在一塑性冷变形的帮助下借助于在一轧铆机中的轧铆产生的在轮毂端上形成的凸起轴向固定至少一个内圈。
在此凸起朝横截面看去具有一弯曲，其向外圆周那边延伸并且倾斜于内圈。对于内圈夹紧力的产生具有决定性意义的是，最初未变形的凸起的超出尺寸、内圈棱边缩短几何形状、用于轴向凸起外形的模具外形和轧铆力。因此微小的公差和精确的尺寸是必需的。
为了一相应高的夹紧力轧铆合的产生必然产生轧铆侧的内圈边缘的附加的径向扩展的结果；在轧铆力在径向边缘扩展之间存在一直接的关系。
生产方面的措施如加强的内圈横截面和棱边缩短的成型或凸缘颈(凸起)只允许有限地减小径向内圈扩展。因此为了确保构件功能附加的措施如在轧铆的过程中的专门的热处理、加工步骤或压结合是必需的，其增加设计或过程的成本。
为了制造一这样的弯曲的(轧铆的)、用以轴向固定至少一个轴承内圈的凸起，由DE 196 13 441 A1已知一种用以制造一个由多个零件构成的滚动轴承组合部件、特别是汽车的车轮轴承的方法，其中将一轴承圈相对一轴肩或两并列设置的轴承圈相互相对夹紧并且通过一冷成型的凸起或凸缘连接在一起。
为此在轴承圈推到轮毂上时、在止挡在一轴向内圈定位面上时和在冷成型凸起时借助于一电子测量装置测定力-位移变化并与预定的值相比较。在偏离预定的力-位移变化时将偏差作为调节量导入一力受控的成型机、例如一摆动压力机中。
实现该方法的耗费是很大的，因为其需要一技术的监控周期以及所属的各电子部件。此外不利的是，通过冷变形发生凸起的变形并因此产生应力，其一般需要附加的制造技术工作，以便消除这些应力。由于大的成型偏差这样的轧铆装置还遭受关于需要的夹紧力的大的变动。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种开头所述型式的轴承装置、优选一种汽车的车轮轴承装置以及一种这样的轴承装置的制造方法，其产生一精确的和带有一点儿偏差的夹紧力，避免如在已知的轧铆装置中的扩展问题，例如变形和应力以及可低成本地制造和操作。
本发明基于这样的见解，即厚壁的横截面的冷变形在较小的直径时(壁厚与孔直径的比值为0.2至0.08)，特别借助于轧铆方法和轧铆装置大多导致在轧铆侧的内圈边缘上的不符合要求的附加的径向变形和应力，其可以不利地影响轴承装置的功能和可靠性。
本发明因此从一种轴承装置、优选一种汽车的车轮轴承装置出发，其具有一个包括一车轮侧的固定法兰的轮毂，在该轮毂上设置一个具有至少一个内圈和一个外圈的角接触滚动轴承。并且设定，轮毂的对置于固定法兰的一端与一凸缘环材料锁合地相连接，其至少将内圈与轮毂夹紧。
通过该结构借助于两构件达到角接触滚动轴承与轴承装置的轮毂的材料锁合地连接，亦即轮毂的对置于固定法兰的一端与一凸缘环相连接。
借此将至少一个角接触滚动轴承内圈与轴承装置的轮毂相连接，而在凸缘环侧的内圈上没有附加的径向变形和/或应力。
按照本发明的方案可用于汽车的全部构造形式的车轮轴承中、特别用于这样的车轮轴承中，其应该具有一预调的内圈夹紧力，而不需要在车轮轴承上的其他的修改或附加耗费。
有利地还可以设定，轮毂的对置于固定法兰的一端与凸缘环焊接。优选轮毂的对置于固定法兰的一端与凸缘环借助于激光焊接相连接。
通过激光焊接方法使用一无接触的承受不多热负荷的和精确的焊接方法，其在高的放射能时具有微小的射线辐射和较好的可聚焦性并且作为工具不遭受磨损。
此外本发明从一种轴承装置、优选一种汽车的车轮轴承装置的制造方法出发，该轴承装置具有一个包括一车轮侧的固定法兰的轮毂，在轮毂上借助于一向轴承装置、特别向至少一个内圈和/或向轴承装置的轮毂施加一夹紧力的装置设置一个具有至少一个内圈和一个外圈的角接触滚动轴承。
在该方法中在角接触滚动轴承装到轮毂上以后在轮毂的对置于固定凸缘的一端上安装一凸缘环。紧接着通过装置向轴承装置、特别向至少一个内圈和/或轴承装置的轮毂施加一夹紧力加上一回弹力分量、特别是轮毂和/或凸缘环的回弹力分量，并在此期间将凸缘环与轮毂的对置于固定凸缘的一端材料锁合地相连接。利用该方法可以大量地保持一具有微小的夹紧力偏差的精确的和均匀的夹紧力。
本发明还允许采用两个对称的完全相同的内圈-对于为角接触滚动轴承设置两个内圈的情况，因为几何的棱边缩短可只按在固定法兰的一侧上的强度需要确定尺寸。
同样凸缘环侧的棱边缩短也设计成很小的，以便减小由于轴向夹紧力产生的弯矩，与轧铆装置不同，其中棱边缩短的结构对在轮毂端上形成的凸起的成型状态具有直接的影响。
本发明的方法还允许在轴承装置上或在至少一个内圈上设置一任意确定的夹紧力而没有附加的径向扩展问题，如其一般在已知的轧铆装置中产生的，例如由于大的成型偏差出现大的变动。
此外通过一可精确计量的压力能够精确地保持夹紧力。夹紧力加上回弹分量、特别是轮毂(法兰部分的弹性)和/或凸缘环的回弹分量的施加对轴承装置产生特别有利的作用，其不因采用的材料的变形或材料中的应力而有不利的影响，其中一弹簧特性曲线或轮毂和/或凸缘环的弹簧特性曲线是已知的，由此回弹分量是确定的。
此外设定，在连接过程结束以后取消由装置施加的夹紧力，此时轴承装置、特别是内圈特别卸去法兰部分弹性或轮毂回弹力分量和/或凸缘环回弹力分量的数值而处于要求的轴承夹紧力。
按照本发明的方法的另一实施形式，将轮毂的对置于固定法兰的一端与凸缘环焊接。优选将轮毂的对置于固定法兰的一端与凸缘环借助于激光焊接相连接。在这里在采用激光焊接方法时不产生变形和/或张力。
附图说明
以下借助附图对一个实施形式更详细地说明本发明。图中示出一本发明的车轮轴承装置的剖面图，其按照本发明的方法安装。
具体实施方式
车轮轴承装置1具有一包括一车轮侧的固定法兰3的轮毂2，在固定法兰3上借助于各连接元件4例如螺钉固定一未示出的摩擦体即一制动圆盘和一轮圈。
轮毂2，如对于驱动的轴通用的，经由一其内部中的内齿5可与一驱动的万向轴旋转固定地相连接。
在未示出的用于非驱动的轴的轮毂的情况下，轮毂在内部没有用于传递转矩的元件并且可以构成完全实心的或具有空隙。
在轮毂2上设置一在该情况下两列的角接触滚动轴承6，其具有一两件的内圈7和一外圈8，在它们之间设置两列球形的滚动体9。
轮毂2的对置于固定法兰3的一端10与一凸缘环11材料锁合地相连接，亦即借助于焊接和优选借助于激光焊接在用12标记的凸缘环11的内圆周上进行，从而邻接的内圈7与轮毂2通过一预应力夹紧。
如以下说明的，在应用一作用到车轮轴承装置1上的夹紧力F的情况下实现该车轮轴承装置1的制造或安装，由示意示出的装置13施加该夹紧力。
在角接触滚动轴承6轴向地推到轮毂2上以后，将凸缘环11安装在轮毂2的对置于固定法兰3的一端10上。紧接着通过装置13向车轮轴承内圈7施加夹紧力F加上一轮毂2(法兰部分的弹性)和凸缘环11的回弹力分量。
在这里由已知的轮毂2和凸缘环11的弹簧特性曲线确定回弹力分量，这些弹簧特性曲线可以例如在制造过程中确定。
同时将凸缘环11与轮毂2的对置于固定法兰3的一端10通过一焊接过程、优选通过激光焊接材料锁合以及在内圈7中无附加的径向扩展或应力地相连接。
在焊接过程结束以后取消由装置13施加到车轮轴承内圈7上的夹紧力F。同时车轮轴承内圈7卸去轮毂2和凸缘环11的回弹量而处于要求的车轮轴承夹紧力。
附图标记清单
1    车轮轴承装置
2    轮毂
3    固定法兰
4    连接元件
5    内齿
6    角接触滚动轴承
7    内圈
8    外圈
9    滚动体
10   轮毂端
11   凸缘环
12   焊接点
13   装置
F    夹紧力

Claims (7)

1.轴承装置、优选用于汽车的车轮轴承装置(1)，具有一个包括一车轮侧的固定法兰(3)的轮毂(2)，在该轮毂上设置一个具有至少一个内圈(7)和一个外圈(8)的角接触滚动轴承(6)；其特征在于，轮毂(2)的对置于固定法兰(3)的一端(10)与一凸缘环(11)材料锁合地相连接，该凸缘环至少将所述内圈(7)与轮毂(2)夹紧。
2.按照权利要求1所述的轴承装置，其特征在于，轮毂(2)的对置于固定法兰(3)的一端(10)与凸缘环(11)焊接。
3.按照权利要求1或2所述的轴承装置，其特征在于，轮毂(2)的对置于固定法兰(3)的一端(10)与凸缘环(11)借助于激光焊接相连接。
4.一种用于制造轴承装置(1)、优选用于汽车的车轮轴承装置的方法，该轴承装置具有一个包括一个车轮侧的固定法兰(3)的轮毂(2)，在该轮毂上借助于向轴承装置(1)、特别向内圈(7)和/或向轴承装置(1)的轮毂(2)施加一夹紧力的装置(13)设置一个具有至少一个内圈(7)和一个外圈(8)的角接触滚动轴承(6)；其特征在于，在将角接触滚动轴承(6)装到轮毂(2)上以后，在轮毂(2)的对置于固定法兰(3)的一端(10)上安装一凸缘环(11)，并且紧接着通过所述装置(13)将一夹紧力(F)加上一回弹力分量、特别是轮毂(2)和/或凸缘环(11)的回弹力分量施加到轴承装置(1)、特别是内圈(7)和/或轴承装置(1)的轮毂(2)上并在此期间将凸缘环(11)与轮毂(2)的对置于固定法兰(3)的一端(10)材料锁合地相连接。
5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，在连接过程结束以后取消由装置(13)施加的夹紧力(F)，其中轴承装置(1)、特别是内圈(7)特别卸去法兰部分弹性或轮毂回弹力分量和/或凸缘环回弹力分量的数值而处于要求的轴承夹紧力。
6.按照权利要求4或5所述的方法，其特征在于，轮毂(2)的对置于固定法兰(3)的一端(10)与凸缘环(11)焊接。
7.按照权利要求4至6之一项所述的方法，其特征在于，轮毂(2)的对置于固定法兰(3)的一端(10)与凸缘环(11)借助于激光焊接相连接。
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Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20081015