CN104696366A - 用于车辆的车轮轮毂轴承单元和相关方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车轮轮毂轴承单元(1)，包括一对环形构件(2，4)，多个滚动元件(6)插入到二者之间；使用中用作滚动构件(4)的其中一个环形构件，包括心轴(7)，心轴(7)具有在使用中面向车辆外置侧的一侧的允许接收车辆车轮的安装凸缘(8)；安装凸缘的至少一个前表面(11)全部涂覆具有预设厚度的，且在非聚合状态通过混合空气喷嘴(14)以相对预设厚度不超过5微米的公差沉积在凸缘的前表面(11)的紫外光固化合成塑料材料层(13)，通过相对对称轴(A)转动车轮轮毂轴承单元(1)。

Description

用于车辆的车轮轮毂轴承单元和相关方法

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的车轮轮毂轴承单元。本发明同时涉及一种制造用于车辆的车轮轮毂轴承单元的方法，在其中所谓的外置侧、也就是在使用中将要面对的车辆外侧的那一侧的防腐蚀，同时具有高尺寸精度，该精度允许保持在允许的跳动公差内。这里和下面，“跳动”表示使用中用来接收车辆车轮的该单元的外置凸缘的允许旋转振动。

背景技术

正如从专利US2010/0301666A1得知的，例如，车轮轮毂轴承单元包括具有在径向内侧的第一滚道的径向外圈构件或元件，具有在径向外侧的与第一滚道面对并相反的第二滚道的径向内圈构件或元件，和多个插入到径向内圈和外圈构件之间并与滚道啮合的滚动体。在使用中用作滚动构件的其中一个环形构件，一般由径向内部元件组成，包括心轴，在单元外置侧，具有用于车辆车轮的安装凸缘和可能的圆柱形导向环，该导向环在背向轴的一侧与其同轴地轴向地从安装凸缘凸出。

使用中，环(当存在时)和安装凸缘二者均易遭受数种污染物(水，泥，灰尘，沙子)的接触，并且在车轮安装与拆卸的操作中，例如当更换轮胎时，易遭受磨损。车轮轮毂轴承单元的这些部件可能因此易遭受腐蚀，形成铁锈。

本领域已知的一个解决方法是至少在安装凸缘的前表面涂覆保护金属层，例如用作牺牲阳极的电镀锌层。然而，此方法存在需要在具有凸缘的环形构件被安装到车轮轮毂轴承单元之前对其进行电镀的缺点。一旦安装，车轮轮毂轴承单元必须被测试以校验配合至在其中的需要的跳动公差，这是操作经常需要的，从而在凸缘上执行机械加工以去除表面部分，从而减少振动至可接受的限度(必要的，一种平衡操作被执行，正像轮胎上执行的一样，但是去除材料代替添加配重)；接下来部分保护层被去除，具有随即开始生锈的可能性。

从专利US2010/0301666A1得知的方法，替代地，在安装车轮轮毂轴承单元之后，通过应用光聚合(在本例中是紫外光聚合的)合成材料层，仅为确定无疑是最露出的部件之一的导向环涂覆保护层。通过此方法，鉴于已知的应用光聚合产品的方法没有保证得到均匀厚度的涂覆层，仅有该环被涂覆。因此，如果这些也应用于凸缘，鉴于非均匀涂覆层的存在可产生触发振动和摆动，导致产生不需要的噪音，它仍易于超过允许的跳动公差。

发明内容

本发明的目标是提供一种在整个安装凸缘上抗腐蚀且具有需要的跳动公差的车轮轮毂轴承单元。本发明的另一目标是提供一种该车轮轮毂轴承单元的制造方法。

根据本发明，一种车轮轮毂轴承单元和该车轮轮毂单元的制造方法从而被提供，具有在所附权利要求中列出的特征。

附图说明

现在将参考附图描述本发明，其中示出了非限制性的实施例，其中：

-图1图解的表示根据本发明制造的车轮轮毂轴承单元的径向截面正视图；且

-图2图解的表示根据本发明的图1中的车轮轮毂轴承单元的制造方法的一个步骤的部分截面俯视图。

具体实施方式

参考图1，数字1表示作为整体的用于车辆的车轮轮毂轴承单元。该车轮轮毂轴承单元1包括，如非限制性实施例中所示，具有在径向内侧的第一滚道3的径向外圈构件或元件或环2，具有在径向外侧的与第一滚道3面对并相反的第二滚道5的径向内圈构件或元件或环，和多个插入到径向外部2和内部3构件之间并与滚道3和5啮合的滚动体，在本实施例中形成球的两排球。

使用中用作旋转构件的环形构件2，4中的一个，一般包括径向内部元件，且在非限制实施例中，准确地包括内圈4，包括提供的心轴7，在单元1外置侧上，也就是朝向心轴7和单元1在使用中将要面向车辆外置侧的部件，具有用于车辆车轮的安装凸缘8(已知但为简便未展示)。

环4也优选具有圆柱形引导或导向环或环形套筒状部分9，其在背向心轴7的一侧与其同轴轴向地从安装凸缘8伸出。该环或套筒状部分9具有以下作用，使用中，接收制动盘或鼓以及车轮，后者随后固定到凸缘8，其为此目的具有数个圆周布置的通孔10。

朝向外置侧，凸缘8被扁平前表面11分隔，扁平前表面11仅由孔10中断并在该位置穿透。从该表面11，被侧面的边缘表面12径向的在外侧分隔的环或导向部分9，悬垂地垂直延伸。

圈2和4与心轴7同轴，并且环或导向部分9以及所有这些构件与单元1的对称轴A同轴。

根据本发明，至少安装凸缘8的前表面11全部涂覆紫外光聚合合成塑料材料层13，图解地非按比例以虚线在图1中表示。层13具有预设厚度，并且根据本发明，在非聚合状态下通过混合空气喷嘴14(图2)以相对预设厚度的不超过5微米的公差沉积在凸缘8的前表面11上。

环或套筒状部分9的至少侧面边缘表面12也全部涂覆与安装凸缘8的前表面11涂覆的紫外光聚合合成塑料材料相同的层13，并且该层通过混合空气喷嘴14(图2)已经在凸缘8和环9上均以相对预设厚度不超过5微米的公差在安装凸缘8和环9同步形成。

紫外光聚合合成塑料材料层13的预设厚度是30-40微米。

因此，车轮轮毂轴承单元1具有低于或等于15微米的跳动公差。

由于通孔10未受喷涂步骤的影响，通孔10穿透紫外光聚合合成塑料材料层13。

车轮轮毂轴承单元1通过包含多个步骤的方法制造，其中的主要步骤如图2所示。

首先，车轮轮毂轴承单元1完全装配，并且可选择地，当需要时，包括排屑的机械加工在凸缘8的前表面11执行，从而使单元1落入允许的跳动公差内。该机械加工通常以等于或低于10微米的公差执行。

装配完全的并已在表面11机械加工后的车轮轮毂轴承单元1，因而落入允许的跳动公差内，随后被移至并安装到一设备(图解地如图2所示并整体标示为15)。

设备15包括喷嘴14，支撑16和发动机17，图解地以模块表示。车轮轮毂轴承单元1安装在支撑16上，从而在使用中用作单元1的旋转构件的环形构件4空转地被具有高硬度的支撑16支持，从而避免可能的振动。例如，环形构件2以一定角度固定从而与静止的支撑16结合。在所示的非限制实施例中，环形构件2也具有用于在使用中固定单元1至车辆悬架压杆上的凸缘18，因此凸缘18可用作整体地固定单元1到支撑16。如果凸缘18不存在，将使用不同的固定系统，这对本领域的技术人员是显而易见的，因此未被描述。

发动机17通过传动系统连接到环形构件2，这对本领域的技术人员是显而易见的，因此为简便未展示，从而当发动机17启动时，使构件2、凸缘8和圈9于是绕对称轴A转动。

喷嘴14是混合空气喷嘴，型号是所谓的它通过已知的动力供应系统19服务，该系统19图解的在图2中以模块表示，包括压缩空气输入线20和用于供应通过喷嘴14喷涂的产品的加压线21，继而线21装配有泵22，泵22从罐23中汲取。

根据本发明，获得车轮轮毂轴承单元的方法因而包括，暂时地按顺序在通过对表面11部分排屑的加工步骤后，对凸缘8的前表面11的涂覆标示为26并存储在罐23中的紫外光聚合合成塑料材料层13的步骤，在非聚合状态下通过混合空气喷嘴14沉积到凸缘8的前表面11上(和圈9的表面12上)。

根据本发明的主要特征，如果没有严格的公差为获得均匀厚度的层13，在非聚合状态下的光聚合材料的喷涂沉积步骤是通过相对对称轴A在其中以预设速度旋转轮毂轴承单元1执行的，同时保持凸缘8的前表面11朝向喷嘴14露出；并且，组合地，通过距离安装凸缘的边缘地外侧边缘24的预设径向距离“a”设置混合空气喷嘴14，和通过设置具有喷涂轴B的喷嘴14在其中形成，相对车轮轮毂轴承单元1的对称轴A的角度α，在包含轴A和B的平面内该角度不同于零和90°，并且包括20-80°的范围。

这里和下面，“喷涂轴”表示光聚合材料的喷嘴25的对称轴，并沿此轴光聚合材料本身，在液态与空气混合，向凸缘8射出并且，在示出的示例中，也向环或导向套筒状部分9射出，以在表面11和12形成层13。

进一步地，紫外光聚合合成塑料材料26在液态被喷嘴14喷涂，但是在高于室温的温度下，特别是从40℃至60℃，从而调整粘度到其中需要的水平。

通过所述方法的结合，在厚度上绝对均匀(但以前完全不可想象)的紫外光聚合合成塑料材料26构成的层13惊人地得到。

为此目的，此外，预设的径向距离“a”被挑选从而在15至30mm，同时预设的车轮轮毂轴承单元1的旋转速度保持在45-75RPM；紫外光聚合合成塑料材料26随后被喷嘴14向凸缘8(和环9)在6-12s的时间范围内喷涂。

根据本发明使用的光聚合材料26由非溶剂的水基的含有取代三丙烯酸酯的涂料组成，例如它可以是来自Lankwitzer的产品EU-17-7001/0，该产品市场上可得到。

在图2所示的喷涂步骤后，通过已知技术操作，紫外光聚合合成塑料材料26构成的层13被紫外光照射10-15s范围的时间，因此这对本领域的技术人员是显而易见地，为简便未做描述。

为实现需要的结果，喷嘴14含有通道截面宽度为0.4-1.4mm的出口开口“b”；而且，紫外光聚合合成塑料材料26在喷嘴14中通过如箭头所示的压力为2-10bar的空气流F(图2)雾化，从而在线20中以2-10bar的压力供应压缩空气。材料26自身也以2-10bar的压力被泵22供应。

因此，厚度为30-40微米的层13被沉积，具有低于5微米的公差(例如允许的厚度波动)，当累加到允许的工具加工步骤的公差(等于或低于10微米)，最后提供在所有的表面11和12抗腐蚀的单元1，表面11和12通过光聚合材料16构成的层13，落入最严格的跳动公差，因此保持低于15微米。

Claims (9)

1.一种用于车辆的车轮轮毂轴承单元(1)，包括具有在径向内侧的第一滚道(3)的径向外圈构件(2)、具有在径向外侧的与第一滚道(3)面对并相反的第二滚道(5)的径向内圈构件(4)、插设在该径向内部和径向外部构件之间的并与该滚道啮合的多个滚动元件(6)；其中，使用中用作旋转构件(4)的其中一个环形构件，包括心轴(7)，轴(7)具有在使用中面向车辆外置侧的一侧的安装凸缘(8)，该安装凸缘(8)适于在使用中接收车辆车轮；其特征在于，以下结合：

i)-该安装凸缘的至少前表面(11)全部涂覆具有30-40微米厚度的紫外光固化合成塑料材料层(13)，层(13)在非聚合状态已经以相对厚度不超过5微米的公差沉积在凸缘的前表面(11)；

ii)-该车轮轮毂轴承单元(1)具有低于或等于15微米的“跳动”公差。

2.根据权利要求1所述的车轮轮毂轴承单元，其特征在于，使用中用作旋转构件(4)的环形构件还包括背向轴的一侧轴向地从安装凸缘(8)凸出的圆柱形导向环(9)，该环与轴同轴；该环的至少一侧面的边缘表面(12)全部涂覆与安装凸缘的前表面涂覆的紫外光聚合合成塑料材料相同的层(13)，该层通过混合空气喷嘴(14)在凸缘和环上以相对预设厚度的预设公差不超过5微米地在安装凸缘和环上同步形成。

3.根据前述的任一权利要求所述的车轮轮毂轴承单元，其特征在于，安装凸缘(8)在其前表面(11)上且穿过具有数个通孔的紫外光聚合合成塑料材料层(13)。

4.一种制造权利要求1所述的用于车辆的车轮轮毂单元(1)的方法，包括步骤：

-完全装配该车轮轮毂轴承单元(1)，以及，

-促使车轮轮毂轴承单元(1)落入允许的跳动公差；其特征在于，它包括在车轮轮毂轴承单元的使用中旋转的环形构件(4)的安装凸缘(8)的前表面(11)涂覆层(13)的步骤，车轮轮毂轴承单元由在使用中面对车辆外置侧的一侧的使用中旋转的环形构件的心轴(7)负载，层(13)是在非聚合状态沉积到凸缘(8)的前表面(11)的紫外光聚合合成塑料材料；其中，结合：

i)-通过混合空气喷嘴(14)沉积的紫外光聚合合成塑料材料层(13)；

ii)-车轮轮毂轴承单元(1)在其中以预设速度相对对称轴(A)旋转，同时保持安装凸缘的前表面(11)向喷嘴(14)露出；

iii)-从安装凸缘(8)的边缘的外侧边缘(24)以预设径向距离(a)设置混合空气喷嘴(14)，混合空气喷嘴(14)具有喷涂轴(B)从而在包含两轴的平面内相对车轮轮毂轴承单元的对称轴(A)形成20-80°的角度；

iv)-紫外光聚合合成塑料材料(26)在高于室温的温度下被喷嘴(14)喷涂。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该预设的径向距离(a)为15-30mm。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，该车轮轮毂轴承单元(1)的预设转动速度为45-75RPM，该喷嘴(14)向该凸缘(8)喷涂该紫外光聚合合成塑料材料(26)的时间在6-12秒的范围内。

7.根据权利要求4-6中任一所述的方法，其特征在于，被喷涂的该紫外光聚合合成塑料材料(26)的温度是40℃-60℃，所述材料(26)由水基非溶剂的含有取代三丙烯酸酯的涂料组成。

8.根据权利要求4-7中任一所述的方法，其特征在于，喷涂步骤后，该紫外光聚合合成塑料材料(26)构成的层被紫外光照射10-15秒的时间范围。

9.根据权利要求4-8中任一所述的方法，其特征在于，该喷嘴(14)具有通道截面宽度(b)在0.4-1.4mm范围的出口开口；而且其中，该紫外光聚合合成塑料材料(26)在喷嘴(14)中通过压力为2-10巴的空气流雾化。