CN106029398B - 带有阶梯式的内圈的经滚动铆接的车轮轴承装置 - Google Patents

带有阶梯式的内圈的经滚动铆接的车轮轴承装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及车桥的一种车轮轴承装置(21a)，其带有包含至少两个滚动体列的、用于支承能被驱动元件驱动的轮毂(30)的车轮轴承(22)。车轮轴承(22)的滚动体(23)在位置固定的外圈(25)的滚道(24、26)和旋转的轮毂(30)以及配属于轮毂(30)的单独的内圈(27a)中导引。在装配状态下，车轮轴承装置(21a)的轮毂(30)和驱动元件经由齿部处于作用连接。内圈(27a)以在径向呈阶梯式的、具有两个彼此不同的内直径(D1、D2)的内轮廓(28)装配到轮毂(30)的互补构造的容纳部(29)中。在此，内圈(27a)在端侧通过轮毂(30)的滚压铆接卷边(31)被位置固定。

Description

带有阶梯式的内圈的经滚动铆接的车轮轴承装置
技术领域
本发明涉及车桥的车轮轴承装置，其带有包含至少两个滚动体列的、用于支承能由驱动元件驱动的或不被驱动的轮毂的车轮轴承。
背景技术
用于车辆车轮的车轮轴承装置包括旋转的轮毂，该轮毂将车轮轴承与车辆车轮以及制动盘连接，并且在车轮被驱动时额外与例如实施为铰链罩的驱动元件连接。车轮轴承还通过位置固定地定位的外圈与行走机构的轮架连接。车轮轴承在轮毂上的固定尤其借助轮毂容纳部的在末端的滚压铆接卷边实现。
轮毂和其与轮架的联接结构在行驶运行中直接承受通过车辆车轮导入的负荷。因此需要可靠地设计且以高品质制造轮毂和其车轮轴承。
用于持久地固定车轮轴承内圈的滚压铆接卷边使得能够提供如下的车轮轴承装置，它们在制造厂中就已经被预紧并在车辆用户那里能直接安装在轮架上。因此避免了可能引起故障的对车轮轴承的安装，例如其中预紧力没有被正确地调整。因为车轮轴承的预紧力对使用寿命而言是决定性的，所以滚动轴承制造商可以通过滚压铆接卷边或铆接装置控制且最佳地调整预紧力以及因此为产品提供广泛的保障。
由DE 10 2005 019 731 A1公知一种车轮轴承装置，其被实施为斜球轴承且用滚压铆接卷边预紧，其中，在端侧，轴向的齿部被引入滚压铆接卷边。由DE 36 36 243 A1公知一种车轮轴承装置，在该车轮轴承装置中，轮毂与驱动元件的铰链罩借助一对彼此相对应的正齿部形状锁合地彼此啮合，以便传递驱动力矩。作为正齿部的备选已知如下的解决方案，在这些解决方案中，轮毂经由径向齿部或内齿部与驱动元件连接。US 2012/0076450 A1公开了一种用于未被驱动的车轮的车轮轴承装置，其带有被实施为两列式圆锥滚子轴承的车轮轴承。单独的内圈在此通过轮毂的滚压铆接卷边固定。
图5示出了由DE 10 2005 009 935 A1公知的车轮轴承装置1的结构，该车轮轴承装置包含带有两个滚动体列5、6的车轮轴承。滚动体在外侧在与轮架一体地连接的法兰2中被导引，法兰行使轴承圈的功能。在内侧，第一滚动体列5在轮毂3上导引，而另一个滚动体列6在内圈4上导引，内圈被装配在轮毂3中。内圈4的位置保证借助轮毂3的滚压铆接卷边9实现，滚压铆接卷边支撑在内圈4的端侧11上。在装配状态下，车轮轴承装置1与驱动元件(未示出)处于作用连接。为此，在轮毂3的滚压铆接卷边9中，在端侧引入齿部，齿部例如形状锁合地啮合在驱动元件的铰链罩的齿部中。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供用于能简单地制造的车轮轴承装置的一种灵活的、优化结构空间的设计的构思，用该构思还能实现更佳的构件刚性。
按照本发明，车轮轴承装置的内圈在径向呈阶梯式地实施，该内圈在此具有两个彼此不同的内直径。在装配的状态下，内圈与轮毂的和内圈的内轮廓互补地构造的容纳部装配，并且在端侧被轮毂的滚压铆接卷边位置固定。
内圈的按本发明的带有局部在内侧加厚的设计方案促成了对内圈的有利的明显的加固，其因此有效地提供了防止在滚动铆接时不利的扩开。
通过缩短的内圈同时也减小了沿轮毂轴向方向的所需的结构空间。因此按本发明的构思实现了车轮轴承装置自身在预定滚动铆接直径或轮毂的端侧的齿部的齿部直径情况下的一种灵活的、优化结构空间的设计方案。通过内圈在最小的钻孔直径范围内的径向的加固，可以在内圈的外径的区域中取消材料。因此带来的额外的结构空间可以被用于优化周边结构，例如优化车轮轴承的密封件。
按照本发明的缩短的内直径此外还有利地改善了轮毂的构件刚性，构件刚性同时造成了车轮轴承的更好的轴承刚性。轴承刚性是抗性，车轮轴承应用该抗性来对抗由负荷引起的弹性的偏转。负荷在车辆运行期间是作用到车轮以及配属于该车轮的车轮悬架上的负荷。轴承刚性越小，那么负荷就越会导致车轮系统的倾斜，这种倾斜不利于特别是在弯道行驶时车辆的行驶特性。按本发明的构思此外还能将期望的夹紧力引入由内圈与轮毂的滚压铆接卷边形成的复合结构中。内圈的沿着车轮轴承内部区域的方向指向的纤细的和/或逐渐变细的尖端此外还促成了内圈的期望的更好的弹性性能。按本发明的紧凑的内圈有利地能被简单地制造且借助成本低廉的措施既与被驱动的也与未被驱动的或被拖曳的轮毂结合。
按照本发明的一种优选的设计方案规定，内圈在装配状态下以最小的内直径或钻孔直径朝着滚压铆接卷边取向地安放。在这个装配位置中，内圈可以有利地借助滚动铆接被保护，滚动铆接的滚动铆接头大小和滚动铆接直径相比迄今为止的解决方案明显被减小到能简单地制造的尺寸。通过在滚压铆接卷边的方向上实心地以及因此更为刚性地构造的内圈，在借助摆动的运动执行的滚动铆接的情况下有利地减小了内圈的不利的扩开。此外，本发明还提供了这样的可能性，即，通过滚压铆接卷边侧的内圈直径的匹配改变滚动铆接直径或正齿部的直径，或使滚动铆接直径或正齿部的直径与额定尺寸相匹配。
进一步建议，内圈形成了搭接(übergreifenden)滚压铆接卷边的、在径向呈阶梯式的以及在轴向突出的凸缘，凸缘能按本发明被缩短的以及因此对于外围结构而言被扩大地创建的结构空间内部实现。沿轴向突出的、形成了圆柱形的周侧面的凸缘或卷边可以与车轮轴承的密封件配合作用。凸缘优选适用于支撑位置固定在车轮轴承的外圈中的密封装置的弹性的密封唇。作为对此的备选提供的是，借助盒式密封装置密封车轮轴承，其中例如将盒式密封装置的离心盘定位在内圈的凸缘上。
作为对轴向突出的凸缘或卷边的备选或补充，按本发明构造的内圈包含沿径向取向的壁，壁向外圈的内轮廓引导直至环形间隙。
在另一种有利的实施方式中，本发明为了密封车轮轴承而包含紧固在外圈上的盘式设计的遮盖元件。优选紧密地在车轮轴承上延伸的遮盖元件优选在内侧延伸至轮毂以及在此同时搭接轮毂的规定用于固定内圈的滚压铆接卷边。
形成承载元件的、也被称为盖的遮盖元件还可以用来容纳位置固定地被定位的传感器，传感器与编码器处于作用连接。编码器优选被位置固定在旋转的内圈的竖直或径向取向的壁上。作为备选，传感器可以与遮盖元件分开布置。适用于此的是与轮架的如下联接，其中，传感器和遮盖元件相间隔地与编码器处于作用连接。传感器和编码器是用于测量车轮轴承的转动运动的装置的一部分，该装置例如适用于商用汽车的或私人轿车的车桥。装置通过静态布置的传感器检测或监控例如车轮转速、编码器在车轮轴承以及因此车轮的运动的部分上的角速度或行程。获取的数据可以被传递给上级的车辆安全系统和调节系统，例如防抱死系统(ABS)或电子的防滑转调节系统(ESR)。
按本发明车削地制造或借助改型工艺制造的内圈可以有利地与轮毂相结合，轮毂经由正齿部、径向的外齿部或内齿部与驱动元件形状锁合地连接。
附图说明
本发明的其它的特征由接下来对示出了本发明的实施例的附图的说明得出。所示的实施方式示出了按本发明的解决方案的示例，但这些示例并不是对本发明的最终限定。附图中：
图1示出车轮轴承装置的截面，该车轮轴承装置的车轮轴承具有内圈，内圈带有两种彼此不同的内直径；
图2示出了带有内圈的车轮轴承装置，与图1不同的是内圈包含沿径向取向的、延长的壁；
图3示出了另一个车轮轴承装置，其包括在端侧的遮盖元件；
图4示出了车轮轴承装置，在该车轮轴承装置中，在车轮轴承的内圈和外圈之间安放有密封装置；以及
图5示出了按公知的现有技术的车轮轴承装置。
具体实施方式
图1至图4示出了车桥的车轮轴承装置21a至21d的相比按图5的公知的以及本文开头所说明的车轮轴承装置1而言备选的实施方式，这些车轮轴承装置带有结合了按本发明设计的内圈27a至27d的、包含至少两个滚动体列的车轮轴承。
在图1中，由车轮轴承装置21a的车轮轴承22仅示出了两个在轴向相间隔的滚动体列中的一个，滚动体列的滚动体23在外侧在外圈25的滚道24中被导引，外圈优选转动刚性地与轮架(未示出)连接。在内侧，滚动体23在按本发明构造的内圈27a的滚道26中被导引。内圈27a以在径向呈阶梯式的、具有两个彼此不同的内直径D1、D2的内轮廓28形状锁合地装配在轮毂30的容纳部29中，其中，通过轮毂30的在端侧支撑在内圈27a上的滚压铆接卷边31实现了位置保证。在装配状态中，车轮轴承装置21a借助正齿部32形状锁合地与驱动元件(未示出)连接。按本发明构造的内圈27a以最小的内直径D2朝着滚压铆接卷边31取向地被装配。在内轮廓28上在内侧的局部的加厚部促成了加固以及在构成滚压铆接卷边31的滚动铆接时防止内圈27a扩开。另一方面，通过内圈27a的薄壁的或纤细的或逐渐变细的轮廓在背对滚压铆接卷边31的一侧上产生内圈27a的所期望的更好的弹性性能。
在图2至图4中示出了车轮轴承装置21b至21d，它们尽可能与按图2的车轮轴承装置21a类似。在此，用于相同的或功能相同的部件或构件的附图标记与图1的附图标记一致。接下来的说明因此尽可能局限于对本发明至关重要的不同的设计方案。
图2示出了车轮轴承装置21b，它的内圈27b形成了在径向延长的壁33，该壁向外圈25的内壁35导引直至环形间隙34。壁33保护车轮轴承22例如不被粗大的污物侵入或者可以结合其它的密封装置(未示出)被用于形成迷宫密封。此外，壁33提供了紧固编码器36的可能性，编码器和在图3中绘出的传感器37一起是被规定用于测量车轮轴承22的转动运动的装置的一部分。
按图3的车轮轴承装置21c包含特别是材料锁合地或借助压配合紧固在外圈25上的遮盖元件，遮盖元件在内侧延伸直至轮毂30并且在此覆盖滚压铆接卷边31。仅用于未被驱动的车轮轴承的或结合后置的密封装置用于被驱动的车轮轴承的优选由金属的材料，例如由不锈钢制成的遮盖元件38尤其被设置用于构建车轮轴承22的有效的密封。此外，通过使遮盖元件形成用于传感器37的容纳部39，可以将遮盖元件38用作承载元件，该传感器与布置在内圈27c上的编码器36在轴向间隔得很近地定位。
按照图4，车轮轴承装置21d的内圈27d在指向滚压铆接卷边31的一侧上形成了轴向突出的凸缘40。在径向相间隔地包围滚压铆接卷边31的、也被称为挡边的凸缘40在外侧具有圆柱形的周侧面41，在周侧面上例如支撑有布置在外圈25的内壁35上的密封装置的弹性的密封唇。作为对此的备选提供的是，在径向由凸缘40和内壁35限定边界的区域中引入盒式密封装置42，其中，例如盒式密封装置42的离心盘在凸缘40上位置固定。作为盒式密封装置42的备选或补充，在凸缘40上也可以固定有与驱动元件处于连接的密封元件(未示出)。这些例如也被设计成皮碗密封装置的另外的密封装置在此将轮毂3与驱动元件的铰链罩连接起来。
附图标记列表
1 车轮轴承装置
2 法兰
3 轮毂
4 内圈
5 滚动体列
6 滚动体列
9 滚压铆接卷边
11 端侧
21a至21d 车轮轴承装置
22 车轮轴承
23 滚动体
24 滚道
25 外圈
26 滚道
27a至27d 内圈
28 内轮廓
29 容纳部
30 轮毂
31 滚压铆接卷边
32 正齿部
33 壁
34 环形间隙
35 内壁
36 编码器
37 传感器
38 遮盖元件
39 容纳部
40 凸缘
41 周侧面
42 盒式密封装置

Claims (7)

1.车桥的车轮轴承装置，所述车轮轴承装置带有包含至少两个滚动体列的、用于支承能通过驱动元件驱动的或未被驱动的轮毂(30)的车轮轴承(22)，其中，车轮轴承(22)的滚动体(23)在位置固定的外圈(25)的滚道(24、26)和旋转的轮毂(30)以及配属于所述轮毂(30)的单独的内圈(27a至27d)中受导引，且所述驱动元件经由齿部与所述轮毂(30)处于作用连接，其特征在于，所述内圈(27a至27d)带有在径向呈阶梯式的、具有两个彼此不同的内直径(D1、D2)的内轮廓(28)，所述内轮廓装配到轮毂(30)的互补地设计的容纳部(29)中并且还在端侧由所述轮毂(30)的滚压铆接卷边(31)位置固定，所述内圈(27a至27d)在装配状态下以最小的内直径(D2)朝着所述滚压铆接卷边(31)取向地装配。
2.按权利要求1所述的车轮轴承装置，其特征在于，内圈(27d)形成搭接所述滚压铆接卷边(31)的且在轴向突出的、与密封件配合作用的凸缘(40)。
3.按权利要求2所述的车轮轴承装置，其特征在于，在外圈(25)与内圈(27d)的轴向突出的凸缘(40)之间设有盒式密封装置(42)作为密封件。
4.按权利要求1所述的车轮轴承装置，其特征在于，内圈(27b)的沿径向取向的壁(33)向外圈(25)的内壁(35)导引直至环形间隙(34)。
5.按权利要求1所述的车轮轴承装置，其特征在于，在外圈(25)上固定有盘形设计的遮盖元件(38)，所述遮盖元件搭接或遮盖所述轮毂(30)的滚压铆接卷边(31)。
6.按权利要求5所述的车轮轴承装置，其特征在于，遮盖元件(38)具有用于传感器(37)的容纳部(39)，所述传感器与布置在内圈(27b、27c)上的编码器(36)配合作用，所述传感器和编码器共同地为用于测量车轮轴承(22)的转动运动的装置的一部分。
7.按权利要求1所述的车轮轴承装置，其特征在于，所述轮毂(30)经由形状锁合的正齿部(32)或内齿部与所述驱动元件连接。
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