CN102802965A - 车轮轴承单元及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于车轮的车轮轴承单元(1)，包括轮毂元件(2，3，2’)，其具有由轴承装置(5)支撑的轴向方向(a)延伸的圆柱部分(4)，并且具有径向方向(r)延伸的法兰部分(6)，用于在法兰部分(6)的正面侧(7)固定车轮和/或刹车盘，其中轴承装置(5)具有外环(8)。为了保证轮毂元件和外环之间确定的和低成本的轴向连接，本发明的特征在于，外环(8)具有在其外周围(10)的径向延伸切口切口(9)，其中轮毂元件(2，3，2’)的轴向(a)延伸的圆柱部分(4)的局部变形(11)，从而其一部分抵触切口(9)，以相对于外环(8)轴向固定轮毂元件(2，3，2’)。本发明还涉及生产车轮轴承单元的方法。
Description
技术领域
本发明涉及用于车轮的车轮轴承单元，包括轮毂元件，该轮毂元件具有由轴承装置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，以固定在法兰部分的正面侧的车轮和/或刹车盘，其中轴承装置具有外环。本发明还涉及生产车轮轴承单元的方法。
背景技术
这种类型的车轮轴承单元被示出，例如，在WO 2008/000283 A1中。这里，圆柱套筒元件形成车轮轴承单元的一部分，并且由双排角接触球轴承支撑。径向延伸法兰元件形成在圆柱套筒元件上，以支撑刹车盘，刹车盘因此可固定在轮毂元件上。车轮因此通过将其连接在刹车盘的正面侧而安装。
该车轮轴承单元的在先已知设计非常复杂，并且生产上昂贵。
发明内容
根据本发明，提出一种用于车轮轴承单元的设计，其适合于支撑刹车盘和/或车轮。该车轮轴承单元包括轮毂元件，该轮毂元件具有轴向延伸的圆柱部分，其设置为由轴承装置支撑。此外，轮毂元件具有径向延伸的法兰部分，用于在该法兰部分的正面侧固定车轮和/或刹车盘。
本发明的目标是提出这样的车轮轴承单元的设计，使其允许部件容易且成本效率地生产和装配。尤其是，所需部件应当以便宜的方式可生产。最后，应当保证轴向延伸的圆柱部分和轴承外环之间的轴向连接能够传输高的轴向力，即圆柱部分和外环之间的固定应当稳定且持久。
根据本发明的解决方案的特征在于，外环具有在其外圆周的径向延伸切口，其中轮毂元件的轴向延伸的圆柱部分局部变形，从而其一部分抵触(interfere)切口，以相对于外环轴向固定轮毂元件。
外环中的切口沿着外环的整个圆周延伸优选为凹槽状。
外环可制作为单件，并且可包括两个滚道用于两排滚动元件。在此情况下，切口可轴向地设置在两个滚道之间。
外环可具有在其一个轴向端部上的耦合元件。优选地，该耦合元件是在该外环的轴向端部中加工的花键。
轮毂元件可具有在径向延伸法兰部分中的多个连接装置，以固定车轮。这些连接装置可为通孔或螺纹孔。
根据本发明的一个实施例，轮毂元件可为单件部件。
轮毂元件包括由连接装置连接的至少两个部件也是可能的；这些连接装置可为螺栓或铆钉或焊缝。
轴承装置优选为具有一个外环和两个内环的双排环形接触球轴承。
轮毂元件及其部件和/或外环优选由片状金属组成。
轮毂元件可具有径向延伸部分，为外环形成轴向止挡部；作为选择，外环可具有径向延伸部分，为轮毂元件形成轴向止挡部。
轴承装置的外环可相对于至少一个内环旋转，于是，其中该至少一个内环设置为静止的。
一种生产用于车轮的车轮轴承单元的方法，其中，该车轮轴承单元包括轮毂元件，该轮毂元件具有轴向延伸的圆柱部分以由轴承装置支撑，并且具有径向延伸的法兰部分以固定在法兰部分的正面侧的车轮和/或刹车盘，其中轴承装置具有外环，其特征在于，外环具有在其外圆周上的径向延伸切口，其中轮毂元件的一部分轴向延伸的圆柱部分通过给圆柱部分施加径向力而变形，从而圆柱部分的一部分抵触切口。
通过所建议的解决方案，容易可能以低成本建立轴承外环和轮毂元件之间的确定的轴向固定。不需要附加的部件来确定地相对于轮毂元件设置轴承外环。
再者，非常有利的是，轴承外环的其中一个轴向端部处于“自由的”，即这里可加工正面花键，其允许接合具有对应于轴向花键的驱动元件。
本发明优选应用于车轮轴承单元，车轮轴承单元是非驱动的，但是也可以考虑驱动的形式。此外，优选为具有旋转轴承外环的轴承单元。
轮毂元件的所需部件优选由片状金属制造，其厚度为2mm和8mm之间。片状金属可为低碳含铁金属，例如，钢，或者非含铁金属，例如，铝。考虑到焊接性和冷成型性，低碳片状金属是有利的。片状金属也可包括含铁或不含铁金属的组合。
各部件可根据已知的技术制造。
在某些实施例中，轮毂元件或其部件提供有涂层，以保护该部件在服务条件下耐腐蚀。涂层可由保护性金属组成，例如，锌涂层，以提供轮毂元件的部分具有阴极保护。被动的防腐涂层也是可能的。
优选地，过摸塑应用于轮毂元件或其部件。为此，可采用不含铁材料以及塑料材料或这些材料的组合。
附图说明
附图示出了根据本发明的车轮轴承单元的实施例。
图1示出了没有和刹车盘和车轮的车轮轴承单元的横截面图，其中轴承外环和轮毂元件的圆柱部分之间的轴向固定尚未建立，
图2示出了根据图1的车轮轴承单元的横截面图，其中现在轴承外环和轮毂元件的圆柱部分之间的轴向固定已经建立，
图3示出了根据图1的车轮轴承单元的选择性设计的横截面图，其中轴承外环和轮毂元件的圆柱部分之间的轴向固定被建立。
具体实施方式
图1和图2示出了车轮轴承单元1，其由轮毂元件2、3和轴承装置组成，图中仅示出了外环8(轴承装置5的其余部分示出在图3中)。轮毂元件2、3和外环8之间的轴向固定在根据图1的图示中尚未建立；这是图2中的情况。
轮毂元件2、3由两部分组成。第一部分2具有圆柱部分4，即套筒部分，以及径向延伸部分23。第二部分3具有有正面侧7的法兰部分6，在正面侧7上可安装轮子和/或刹车盘(未示出)。为此，设置连接装置17。在此情况下，连接装置17包括围绕在轮毂元件2、3周围的螺纹孔，其中可拧入螺栓以固定车轮和/或刹车盘。由图1和图2的上半部分可见，轮毂元件2、3的第一部分2的一部分材料变形为接合在第二部分3的孔中，更具体地在法兰部分6中。这允许拧入螺纹孔中的螺栓的足够的保持力。
轮毂元件的两部分2、3由连接装置18连接，图1和图2中仅示意性地示出。这里，螺栓或铆钉可用于牢固地连接两部分2、3。再者，该两部分可通过焊接连接。
轴承外环8制作为一个件，并且具有两个滚道12和13用于两排滚动元件，该两排滚动元件在示出的应用中为球。两个滚道12、13之间的轴向方向上，切口9加工进入外环8的外圆周10，其形成为环形的凹槽。切口9可通过转动操作或通过变形操作制作。
在装配过程中，首先，轮毂元件的两部分2、3由连接装置18连接。然后，外环8推入第一部分2的圆柱部分4中，直到到达轴向止挡部21(见图1)。这是最后的轴向端部位置，其中外环8保持在轮毂元件2、3内。该位置示出在图1中。
为了相对于轮毂元件2、3轴向固定外环8且更具体地讲固定到圆柱部分4，圆柱部分4的一部分变形。更具体地讲，变形工艺通过将圆柱部分4的材料变形进入外环8的切口9中而发生。因此，变形部分11被产生，如图2可见。
为此，采用如图2中的虚线所示的变形工具24。变形工具24围绕轴25旋转，并且在径向方向r上压，其中力26(见图2)作用在圆柱部分4的外圆周上设置切口9的轴向位置。从而，执行圆柱部分4的冷辊变形，这可快速进行且成本效率。
通过变形工艺，不仅圆柱部分4的材料至少部分地进入切口9；而且该操作使圆柱部分在轴向a上缩短。通过比较图1和图2可见，在执行变形前(见图1)，圆柱部分4比外环8在轴向上略长，而在变形后(图2)略短。因此，外环8的(右)轴向端在完成装配过程时是“自由的”。
这有利于在外环8的一个轴向端应用花键8(形成配合耦合元件)用于与具有对应的花键(未示出)的另一个部件接合，从而该花键可用于施加驱动扭矩到外环8，并且因此到轮毂元件2、3，从而到车轮，因为部分11的变形不仅保证了外环8和轮毂元件2、3之间的固定轴向连接，而且保证了圆周方向上的固定连接。
选择性设计如图3所示。这里，轮毂元件2’制作为单件元件。轴承装置5的外环8以根据图1和图2所述的相同方式固定。图3示出了轮毂元件2’的圆柱部分4已经变形的状态，即变形部分11已经产生，从而抵触外环8的切口9。
在根据图3的实施例的情况下，外环8形成在其左部区域中，以形成轴向止挡部22，用于轮毂元件2’径向延伸的法兰部分6。
轴承装置5由外环8和两个内环19和20组成，其中，两排滚动元件14和15设置在环8、14、15之间。
轴承装置5可以已知的方式密封，以获得具有长期服务寿命和最小维护要求的车轮轴承单元。轴承装置也可设置有再一个传感器，以检测运行参数，例如，速度、负荷和/或振动。
附图标记
1 车轮轴承单元
2、3，2’轮毂元件
2 轮毂元件的第一部分
3 轮毂元件的第二部分
4 圆柱部分(套筒部分)
5 轴承装置
6 法兰部分
7 正面侧
8 外环
9 切口
10 外圆周
11 变形部分
12 滚道
13 滚道
14 滚动元件(球)
15 滚动元件(球)
16 耦合元件(花键)
17 连接装置(螺栓)
18 连接装置(螺栓、铆钉)
19 内环
20 内环
21 轴向止挡部
22 轴向止挡部
23 径向延伸部分
24 变形工具
25 轴
26 力
a 轴向
r 径向
Claims (16)
1.一种用于车轮的车轮轴承单元(1)，包括轮毂元件(2，3，2’)，其具有由轴承装置(5)支撑的轴向(a)延伸的圆柱部分(4)，并且具有径向(r)延伸的法兰部分(6)，所述法兰部分(6)用于在所述法兰部分(6)的正面侧(7)固定所述车轮和/或刹车盘，其中所述轴承装置(5)具有外环(8)，
其特征在于，所述外环(8)具有在其外圆周(10)径向延伸的切口(9)，其中所述轮毂元件(2，3，2’)的所述轴向(a)延伸的圆柱部分(4)局部变形(11)，从而它的一部分抵触所述切口(9)以相对于所述外环(8)轴向固定所述轮毂元件(2，3，2’)。
2.根据权利要求1所述的车轮轴承单元，其特征在于，所述外环(8)中的所述切口(9)沿着所述外环(8)的整个圆周延伸成凹槽状。
3.根据权利要求1或2所述的车轮轴承单元，其特征在于，所述外环(8)制作为单件，并且包括两个滚道(12，13)用于两排滚动元件(14，15)。
4.根据权利要求3所述的车轮轴承单元，其特征在于，所述切口(9)轴向设置在所述两个滚道(12，13)之间。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的车轮轴承单元，其特征在于，所述外环(8)在它的其中一个轴向端具有耦合元件(16)。
6.根据权利要求5所述的车轮轴承单元，其特征在于，所述耦合元件(16)是在所述外环(8)的所述轴向端中加工的花键。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的车轮轴承单元，其特征在于，所述轮毂元件(2，3，2’)具有在所述径向延伸的法兰部分(6)中的多个连接装置(17)以固定所述车轮。
8.根据权利要求7所述的车轮轴承单元，其特征在于，所述连接装置(17)是通孔或螺纹孔。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的车轮轴承单元，其特征在于，所述轮毂元件(2’)是单件部件。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的车轮轴承单元，其特征在于，所述轮毂元件(2，3，2’)包括由连接装置(18)连接的至少两个部件。
11.根据权利要求10所述的车轮轴承单元，其特征在于，所述连接装置(18)是螺栓或铆钉或焊缝。
12.根据权利要求1至11中至少任一项所述的车轮轴承单元，其特征在于，所述轴承装置(5)是两排环形接触球轴承，其具有一个外环(8)和两个内环(19，20)。
13.根据权利要求1至12中至少任一项所述的车轮轴承单元，其特征在于，所述轮毂元件(2，3，2’)及其部件和/或该外环(8)由片状金属组成。
14.根据权利要求1至13中至少任一项所述的车轮轴承单元，其特征在于，所述轮毂元件(2，3，2’)具有径向延伸部分，为所述外环(8)形成轴向止挡部(21)，或者所述外环(8)具有径向延伸部分，为所述轮毂元件(2，3，2’)形成轴向止挡部(22)。
15.根据权利要求1至14中至少任一项所述的车轮轴承单元，其特征在于，所述轴承装置(5)的所述外环(8)能相对于至少一个内环(19，20)旋转，其中所述至少一个内环(19，20)设置为静止的。
16.一种生产用于车轮的车轮轴承单元(1)的方法，其中所述车轮轴承单元包括轮毂元件(2，3，2’)，其具有由轴承装置(5)支撑的轴向(a)延伸的圆柱部分(4)，并且具有径向(r)延伸的法兰部分(6)，以在所述法兰部分(6)的正面侧(7)固定所述车轮和/或刹车盘，其中所述轴承装置(5)具有外环(8)，
其特征在于，所述外环(8)具有在其外圆周(10)径向延伸的切口(9)，其中所述轮毂元件(2，3，2’)的所述轴向(a)延伸的圆柱部分(4)的一部分通过给所述圆柱部分(4)施加径向力而变形(11)，从而所述圆柱部分(4)的一部分(11)抵触所述切口(9)。
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| 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 |
Application publication date: 20121128 |