CN102105313B - 轮轴承单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于车轮的轮轴承单元(1)，包括轮毂元件(2、3)，其具有轴向(a)延伸的圆柱部分(4)由轴承装配(5)支撑，并且具有径向(r)延伸的法兰部分(6)，用于固定车轮和/或在法兰部分(6)侧面的刹车片。为了保证设计简单而有高稳定性，本发明的特征在于，轮毂元件(2、3)由第一部件(2)和第二部件(3)组成，其中该第一部件(2)包括圆柱部分(4)和法兰部分(6)，该第二部件(3)具有装置(8)以使车轮的轮缘和/或刹车片居中设置，并且其中该第一部件(2)和该第二部件(3)由连接装置(9)连接。

Description

轮轴承单元
技术领域
本发明涉及用于车轮的轮轴承单元，其包括轮毂元件，所述轮毂元件具有由轴承装配支撑的轴向延伸的圆柱部分并且具有径向延伸的法兰部分，用于在法兰部分的侧面固定车轮和/或刹车片。
背景技术
这种轮轴承单元例如示于WO 2008/000283A1中。这里，圆筒元件形成轮轴承单元的一部分，并且由双排有角接触的球轴承支撑。径向延伸的法兰元件形成在圆筒元件上以支撑刹车片，因此刹车片可以固定在轮毂元件上。于是，车轮通过将其连接在刹车片的侧面之一上而得到安装。
该先前已知设计的轮轴承单元是相当复杂的，并且生产成本昂贵。
发明内容
根据本发明，提出了一种轮轴承单元的设计，其适合于支撑刹车片和/或车轮。该轮轴承单元包括轮毂元件，其具有轴向延伸的圆柱部分，设置为由轴承装配支撑。此外，轮毂元件具有径向延伸的法兰部分，用于在法兰部分的侧面固定车轮和/或刹车片。
本发明的目标是提出这样的轮轴承单元的设计，其由可易于制造且因此可以便宜方式生产的部件组成。另外，该轮轴承单元应当易于且快速装配，以进一步加强成本节约。最后，该轮轴承单元应当具有紧凑且坚固的结构，从而所述轮轴承单元可以承受来自轮子的力而不会有过多的变形。
根据本发明的解决方案的特征在于，所述轮毂元件包括第一部件和第二部件，其中该第一部件包括圆柱部分和法兰部分，该第二部件具有将车轮的轮缘和/或刹车片居中设置的装置，并且其中该第一部件和该第二部件由连接装置连接。
用于居中设置的装置优选由外侧轴向方向上延伸的多个唇件(flap)形成。第二部件可以具有径向方向上延伸的多个连接部分，其中连接装置将第二部件的连接部分连接到第一部件的径向延伸法兰上的相应的容放部分。本发明的优选实施例具有这样的设计，其中轴向方向上延伸的唇件和径向方向上延伸的连接部分交替地设置在第二部件的圆周方向上。
第一部件以及第二部件包括片状金属件。在此情况下，唇件和/或连接部分可通过弯曲片状金属件基础部分形成。
为了增强轮毂元件的硬度，法兰部分的侧面可以具有轴向凸起肋，它也用作车轮/轮缘和/或刹车片的接触表面。在肋之间，轴向凹陷区域设置在圆周方向上，并且第一部件的连接部分设置在凹陷区域中。在该设计中，肋的侧面和连接部分的侧面可以是在公用面中。适宜地，肋的数量至少等于法兰和轮缘和/或制动转子之间的连接点的数量。
为了将轮缘和/或刹车片固定到法兰部分，连接点可以是压入柱头螺栓通过的安装孔。如果采用普通的螺栓，则连接点可以是螺纹孔或者提供有螺纹插件的孔。
所提出轮轴承单元的优选实施例具有这样的设计，其中轮毂元件的第一部件的轴向延伸的圆柱部分具有径向延伸的端部，其在轴承的内侧端部形成用于轴承装配的转动轴承环的轴向止档。第二部件可以具有轴向延伸的圆柱部分，其在轴承的外侧端部形成用于轴承装配的转动轴承环的轴向止档。通过这样的设计，在连接轮毂元件的第一和第二部件时，轴承装配的转动轴承环可相对于轮毂元件易于轴向固定。
用于连接第一和第二部件的连接装置可以是机械紧固件；此外，该连接可通过能量焊接进行，例如，激光焊接、锡焊或者铜焊，从而连接装置可以是焊缝。
关于轴承外环转动的应用，轴承装配具有至少一个外环，其可相对于至少一个内环旋转，其中该至少一个内环设置为固定的。适用于内环旋转的轴承装配也是可能的。
轴承装配优选为双排有角度接触轴承。两排滚动元件可以是球、扁平球或者滚珠，或者可以采用滚动元件的组合，例如，第一排球和第二排锥形滚珠。此外，两排的层心直径(pitch diameter)的大小可以相等或者不同。
本发明优选应用于非驱动的轮轴承单元，但是驱动的轮轴承单元也是可以考虑的。此外，优选为具有旋转轴承外环的轴承单元。
轮毂元件的第二部件，也可称为套管(spigot)，具有基本上三个功能：用于居中的套管件，即轴向延伸唇件，从而在安装工艺中易于使刹车片以及轮缘居中设置。此外，连接部分形成为唇件，其径向向外弯曲，并且接触轮毂法兰的凹陷区域，从而提高了设计概念的硬度。最后，第二部件具有圆柱部分，其延伸在内侧的轴向方向上，用作在轴承外侧上轴向锁定轴承装配的旋转轴承环的止档。
轮毂元件的两个部分由片状金属制造，其厚度为2和8mm之间。该片状金属可以是诸如钢的低碳铁金属或者诸如铝的非含铁金属。考虑到焊接的可能性和冷形成的可能性，低碳的片状金属是优选的。片状金属也可以包括含铁和非含铁金属的组合。
所述部分可以根据已知的技术制造。例如，第一和第二部件可由盘形基础元件冲压成型。关于第二部件，径向延伸的连接部分然后通过弯折工艺到所希望的位置。轴向延伸唇件(用居中的装置)可以被加工到所希望的直径以完成使刹车片和轮缘居中设置的任务。
在某些实施例中，轮毂元件的第一和/或第二部件提供有涂层以保护该部件在操作使用条件下不受到腐蚀。涂层可以包括牺牲金属，例如，锌涂层，以为轮毂元件的所述部分提供阴极保护。惰性的防腐涂层也是可能的。
附图说明
附图示出了本发明实施例的轮轴承单元。
图1示出了没有刹车片也没有轮子的轮轴承单元的透视图，是局部切除视图，
图2示出了图1中的轮轴承单元的轮毂元件的第一部件的透视图，以及图3示出了图1中的轮轴承单元的轮毂元件的第二部件的透视图。
具体实施方式
图1示出了轮轴承单元1，其用于相对于轮轴(未示出)支撑车轮(也未示出)。车轮是在附图标记8所示的空间中。轮轴应在附图标记19所示的空间中。
轮轴承单元1基本上包括轮毂元件2、3和支撑轮毂元件2、3的轴承装配5，就是说，轮毂元件2、3可旋转但被支撑着，而没有在轴向(a)和径向(r)方向上运动的任何能力。在所述实施例中，轴承装配5是双排环形接触球轴承，具有带两个滚道的单个外环14和两个内环16和17，其中滚道的直径相等。这里，示出了非驱动的应用，其中轴承装配的外环旋转，而内环固定。
轮毂元件2、3包括两个部件，即第一部件2和第二部件3。两个件在图2和3中分别单独示出。第一部件2具有圆柱部分4，即套筒部分，延伸在轴向方向a上。此外，第一部件2具有径向延伸的法兰部分6。整个第一部件由片状金属制造，其通过例如冷压的塑性变型形成为如图所示。
法兰部分6具有侧面7，以已知方法抵靠着该侧面7安装刹车片和轮缘。
为了使刹车片和轮缘相对于轮毂元件2、3居中设置，并且为了使轴承环14在轴向方向(a)相对于轮毂元件2、3固定，进行如下准备：
轮毂元件2、3的第二部件3也是片状金属件，由冲压成型的片状金属圆板制造，从而保留了必要的形状。更具体地讲，第二部件3具有多个轴向延伸的唇件8，形成用居中的装置。此外，第二部件3具有多个连接部分10，其弯曲为延伸在径向方向r上。最后，在与设置居中装置8的那一侧相对的一侧上，第二部件3具有轴向延伸的圆柱部分15。
因此，如图所示，当第二部件3相对于第一部件2进入位置时，同时完成了不同的任务。当连接装置9用于连接第一部件2的法兰部分6与第二部件3的连接部分10时，径向延伸的连接部分10可以用于建立两个部件2和3之间的硬连接。
当建立了两个部件2和3之间的连接时，用于居中的装置8轴向延伸在正确位置上，以在刹车片和轮缘安装在轮毂元件2、3上时使它们居中设置。
此外，第一部件2的圆柱部分4具有径向延伸的端部13，其形成轴承外环14的固定止档。从而，在第二部件3与第一部件2连接后，外环14锁定在轴向位置中，这是因为第二部件3的轴向延伸的圆柱部分15以其端面压靠外环14的侧面。
为了增加轮毂元件的硬度并且获得可设置刹车片和轮缘的平表面，第一部件2的法兰部分6具有多个轴向凸起的肋11，刹车片和/或轮缘用螺栓固定其上。在肋11之间，轴向凹陷区域12设置在法兰部分6的侧面7上。凹陷区域12为第二部件3的连接部分10提供接触区域。
凹陷区域12相对于肋11的轴向凹入深度可以与连接部分10的厚度相同，从而，在连接第一部件2和第二部件3后，连接部分10的侧表面也为刹车片和/或轮缘形成接触区域。根据硬度需要，轴向凹陷的深度和肋的弯曲倾斜度(bending pitch)可以改变。
刹车片和/或轮缘通过柱头螺栓20固定到轮毂元件2、3，柱头螺栓20压入法兰部分6中，并且将刹车片和/或轮缘牢固地固定到法兰部分6。
由图1和3可见，用于居中设置的轴向延伸唇件8和径向延伸的连接部分10交替地围绕在套管件3的圆周。四个唇件8和四个连接部分10设置在所示的实施例中，但是该数量可以根据应用中所采用的柱头螺栓的数量以及所需的弯曲硬度变化。
对于轮毂元件的第一和第二部件2、3之间的连接，可以采用任何合适的装置。所示的实施例采用了螺钉，但是也可以采用铆钉。作为选择，两个部件2、3之间的连接可以通过能量焊接工艺建立，例如，激光焊接。
轴承装配5可以用已知的方法密封，以使轮轴承单元具有长期的服务寿命以及最小的维护需求。所述轴承装配还可以提供有一个或多个传感器，以检测运行参数，例如，速度、负荷和/或振动。
附图标记说明
1.轮轴承单元
2、3轮毂元件
2.轮毂元件的第一部件
3.轮毂元件的第二部件(套管)
4.圆柱部分(套筒部分)
5.轴承装配
6.法兰部分
7.侧面
8.用于居中的装置
9.连接装置
10.连接部分
11.肋
12.轴向凹陷区域
13.径向延伸的端部
14.轴承外环
15.轴向延伸的圆柱部分
16.轴承内环
17.轴承内环
18.轮子
19.轮轴
20.柱头螺栓
a.轴向方向
r.径向方向

Claims (13)

1.一种用于车轮的轮轴承单元（1），包括轮毂元件（2、3），其具有轴向（a）延伸的圆柱部分（4）以由轴承装配（5）支撑，并且具有径向（r）延伸的法兰部分（6），用于固定该车轮和/或刹车片在该法兰部分（6）侧面（7），该轮毂元件（2、3）包括第一部件（2）和第二部件（3），其中该第一部件（2）包括该圆柱部分（4）和该法兰部分（6），其中第二部件（3）具有装置（8），用于使该车轮的轮缘和/或该刹车片居中设置，并且其中该第一部件（2）和该第二部件（3）由连接装置（9）连接，
其特征在于，
居中设置该车轮的轮缘和/或该刹车片的该装置（8）由所述轴向方向（a）上延伸的多个唇件形成，
该第二部件（3）具有在径向方向（r）上延伸的多个连接部分（10），其中该连接装置（9）将该第二部件（3）的该连接部分（10）连接到该第一部件（2）的该径向（r）延伸的法兰部分（6）。
2.根据权利要求1所述的轮轴承单元，其特征在于，该轴向方向（a）上延伸的该唇件（8）和径向方向（r）上延伸的该连接部分（10）交替地设置在该第二部件（3）的圆周方向上。
3.根据权利要求1所述的轮轴承单元，其特征在于，该第一部件（2）和该第二部件（3）包括片状金属。
4.根据权利要求3所述的轮轴承单元，其特征在于，该片状金属是含铁材料或者是非含铁材料或者是含铁材料和非含铁材料的组合。
5.根据权利要求2所述的轮轴承单元，其特征在于，该唇件（8）和/或该连接部分（10）通过弯曲片状金属基础部件而冷成形。
6.根据权利要求1所述的轮轴承单元，其特征在于，该法兰部分（6）的该侧面（7）具有轴向的凸起肋（11）以接触该车轮的轮缘和/或该刹车片，其中轴向凹陷区域（12）设置在该肋（11）之间的圆周方向上，并且其中该连接部分（10）设置在该凹陷区域（12）中。
7.根据权利要求6所述的轮轴承单元，其特征在于，该肋（11）的数量等于用于将该轮缘和/或该刹车片固定到该法兰部分（6）的连接点的数量。
8.根据权利要求1所述的轮轴承单元，其特征在于，第一部件（2）的轴向（a）延伸的圆柱部分（4）具有径向延伸的端部（13），其为该轴承装配（5）的轴承环（14）形成轴向止档。
9.根据权利要求1所述的轮轴承单元，其特征在于，该第二部件（3）具有轴向（a）延伸的圆柱部分（15），其为该轴承装配（5）的轴承环（14）形成轴向止档。
10.根据权利要求1所述的轮轴承单元，其特征在于，用于连接该第一部件（2）和该第二部件（3）的连接装置（9）是机械紧固件。
11.根据权利要求1所述的轮轴承单元，其特征在于，用于连接该第一部件（2）和该第二部件（3）的连接装置（9）是通过能量焊接工艺产生的焊缝。
12.根据权利要求1所述的轮轴承单元，其特征在于，该轴承装配（5）具有至少一个外环（14），其能够相对于至少一个内环（16、17）旋转，其中该至少一个内环（16、17）是静止设置的。
13.根据权利要求1所述的轮轴承单元，其特征在于，该轴承装配（5）是双排有角度接触轴承。
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