CN108081868A - 车轮轴承结构 - Google Patents

Abstract

用于机动车尤其是商用车的车轮轴承结构，包含转向节、轴颈、肩部、倒圆部、孔、内螺纹、车轮轴承、拉紧螺柱，其中所述轴颈集成地成型在所述转向节上并且与所述转向节一体地构造，所述肩部形成在轴颈和转向节之间的交界处，所述倒圆部形成在轴颈和肩部之间的过渡部，所述车轮轴承布置在所述轴颈上并且所述拉紧螺柱布置在孔中，并且与所述孔中的内螺纹旋紧，并且所述拉紧螺柱的螺栓头贴靠在所述轴颈的端面上，其中所述车轮轴承结构具有弹性元件，并且所述车轮轴承内环或者仅仅所述车轮轴承内环被预紧。

Description

车轮轴承结构

技术领域

本发明涉及一种用于机动车尤其是商用车的车轮轴承结构，包含转向节、轴颈、肩部、倒圆部、孔、车轮轴承以及拉紧螺柱，其中轴颈集成地成型在转向节上并且与转向节一体地构造，其中肩部形成在轴颈和转向节之间的交界处，其中倒圆部形成在轴颈和肩部之间的过渡部，其中车轮轴承布置在轴颈上并且其中拉紧螺柱布置在孔中。

背景技术

现有技术公开了车轮轴承结构，所述车轮轴承结构具有轴颈，所述轴颈具有外螺纹，并且车轮轴承借助于螺母被预紧，DE2543210A1公开了这种实施方式。在这种情况下，不利的是，轴颈在旋拧螺母时以拉伸的方式被加载，由此相应地限制了对出现的运行力的吸收。

DE4006463A1公开了一种车轮轴承结构，其中具有拉紧螺柱和垫片的车轮支承结构紧固在支承颈上并，且在螺栓头或者垫片与支承颈的端面之间不存在直接接触。通过该结构，虽然未将有害的拉应力引入到轴颈中，但是也同样不会引入压应力，所述压应力会导致动态负载能力的提升。

发明内容

本发明的目的在于，介绍一种车轮轴承结构，所述车轮轴承结构能够有针对性地将压应力引入轴颈中，并且在此将压力根据必要的轴承预紧力（作用在车轮轴承内环以及轴颈上）进行划分。

根据本发明，该任务通过以下方式解决：车轮轴承结构具有弹性的元件，并且预紧车轮轴承内环以及轴颈，或者拉紧螺柱的螺栓头贴靠在转向节的内侧并且布置在交界处的一侧，并且拉紧螺柱的外螺纹布置在肩部或交界处的另一侧，并且车轮轴承内环以及轴颈被预紧。

根据本发明所述的、用于机动车尤其是商用车的车轮轴承结构包含转向节、轴颈，其中轴颈集成地布置在转向节上。轴颈和转向节一体地或一件式地构造，由此能够优化制造成本。

肩部形成在转向节和轴颈之间的交界处，使得根据本发明所述的车轮轴承结构能够沿着交界处或肩部被分为轴颈区域和转向节区域。

在轴颈和肩部之间的过渡区域中布置倒圆部，由此部分优化了应力曲线（Spannungsverlauf）。优选地，倒圆部设计为变化的弧形，所述弧形能够基于出现的负载个别地被定义到应力上。当然，恒定半径也能够作为倒圆部使用在轴颈和肩部之间。

所述孔用于容纳拉紧螺柱，其中拉紧螺柱用于将预紧力施加到车轮轴承内环和轴颈上，或仅仅施加到车轮轴承内环上或仅仅施加到轴颈上。为了紧固拉紧螺柱，在孔中优选布置内螺纹。

替代地，可能的方法是设置通孔并且借此将拉紧螺柱与螺母旋紧，所述螺母布置在轴颈的端面上。

车轮轴承结构的优选实施方式具有拉紧螺柱的螺栓头，所述螺栓头贴靠在轴颈的端面上。

在优选的实施方式中，根据本发明所述的车轮轴承结构具有弹性元件。

借助所述弹性元件，实现了车轮轴承的车轮轴承内环以及轴颈的预紧，或仅仅车轮轴承内环的预紧，其中车轮轴承预紧力通过弹性元件优选地被限制在最大200kN。

优选地，拉紧螺柱具有螺栓头以及外螺纹，其中拉紧螺柱这样布置在车轮轴承结构中，使得拉紧螺柱的外螺纹以及螺栓头分别布置在交界处或肩部的不同侧。这就是说，所述内螺纹并且因此拉紧螺柱的外螺纹也例如布置在转向节的区域中，由此螺栓头于是布置在轴承结构的轴颈区域中或交界处的另一侧。如果拉紧螺柱在这个方向上被安装（verbaut），则优选将弹性元件设置在螺栓头和车轮轴承内环之间。

替代的实施方式为，所述内螺纹并且因此拉紧螺柱的外螺纹布置在轴颈区域中，其中这不意味着，必须将内螺纹布置在轴颈本身中，而且借助附加的固定元件例如螺母，内螺纹能够接在轴颈之后，由此当螺栓头布置在转向节中或转向节上时，拉紧螺柱的、待应旋入到内螺纹中的外螺纹同样布置在轴颈区域中或在交界处的另一侧。

不具有通孔而是盲孔的实施方式是同样可能的，所述盲孔具有内螺纹，并且在这个实施方式中，拉紧螺柱的内螺纹或外螺纹以及螺栓头也分别布置在交界处的不同侧。

通过上述布置拉紧螺柱的可能性，能够在轴颈中实现预紧，由此轴颈以挤压的方式被预紧并且又允许更高的负载力。

作为另一有利的实施方式，可能的方法也包括直接在轴颈的一端设置外螺纹，能够将螺母旋拧到所述外螺纹上，以便在车轮轴承内环上进行预紧。

已被证实有利的是，将车轮轴承内环的端面上的弹性元件布置在背离转向节的一侧。这实现了将预紧力施加在轴承内环上，然而也实现了通过螺栓头将预紧力施加到轴颈上。所述预紧力通过弹性元件被相应地划分。当然，能够在车轮轴承内环和弹性元件之间再设置其他的启动盘（Anlaufscheiben），这对于弹性元件的功能以及所实现的预紧力以及力分配没有影响，更确切地说，其用于优化支承面（Auflagefläche）。

下述车轮轴承结构也被示出为有利的实施方式，在所述车轮轴承结构中，拉紧螺柱的螺栓头贴靠在转向节的内侧，并且布置在交界处的一侧上，并且拉紧螺柱的外螺纹布置在肩部或交界处的另一侧上，并且车轮轴承内环以及轴颈被预紧。

拉紧螺柱的外螺纹能够在轴颈中被旋紧或与螺母旋紧，正如前文已提及的那样。优选地，可将弹性元件应设置在螺母和车轮轴承内环之间，所述弹性元件又用于力分配。

有利的是，由于塑料具有一定的弹性并且借此实现了弹性作用，所述以塑料制成所述弹性元件。弹性元件也能够由不同的材料制成，所述材料具有不同弹性，所述弹性例如局部地被加以利用。

另一有利的实施方式是将弹性元件构造为压力弹簧。当然，塑料和压力弹簧在不同区域中的组合在这里也是可能的，正如也可以使用由金属材料制成的压力弹簧那样。

为了将轴颈中的拉应力转换为拉力负载和压力负载，以便轴颈能够吸收更高的、由于竖直的车轮负载以及侧向负载和制动负载而出现的运行力，将拉紧螺柱的外螺纹及其螺栓头分别布置在交界处或肩部的不同侧上，或者分别将二者中的一个布置在轴颈区域中并且将拉紧螺柱的另一个组成部分布置在转向节区域中。

该车轮轴承结构的另一个优点也在于，所述轴颈并非空心，并且由此来自车辆内侧的污物不能够穿过轴颈侵入到车轮轴承中。拉紧螺柱因此对于由车辆内侧出现的污物也具有密封功能。车轮轴承结构因而不具有由车辆内侧贯通到车辆外侧的空腔，或者通过对拉紧螺柱进行布置而将通孔密闭在其中。

作为根据本发明所述的车轮轴承结构的有利设计方案，拉紧螺柱优选在轴颈的端面上与螺母旋紧，这就是说，车轮轴承结构具有通孔，拉紧螺柱伸入穿过所述通孔，并且在轴颈的端面上与螺母旋紧。作为根据本发明所述的车轮轴承结构的另一设计方案，可能的是，在螺母和车轮轴承内环之间设置弹性元件，所述弹性元件实现了对作用到轴颈以及车轮轴承内环上的预紧力的优化分配。

示出为有利的是，具有成型的轴颈的转向节由铸铁制成，并且因此形成一体的铸件。

附图说明

根据附图对本发明的实施例进行说明，其中本发明不仅仅限于实施例。附图示出

图1 通过根据本发明所述的车轮轴承结构的实施方式的纵剖面图，其中螺栓头布置在轴颈的端面上，

图2 根据本发明所述的车轮轴承结构的实施方式，其中螺栓头布置在转向节的内侧，

图3 根据本发明所述的车轮轴承结构的另一个实施方式，其中螺栓头布置在转向节的内侧，

图4 根据本发明所述的车轮轴承结构的另一个实施方式，其中螺栓头布置在转向节的内侧。

附图标记列表

1 车轮轴承结构

2 转向节

3 轴颈

4 倒圆部

5 内螺纹

6 车轮轴承

7 拉紧螺柱

8 弹性元件

9 车轮轴承内环

10 转向节和轴颈之间的肩部/交界处

11 孔

12 拉紧螺柱的螺栓头

13 拉紧螺柱的外螺纹

14 转向节内侧

15 轴颈的端面

16 螺母。

具体实施方式

在图1中以纵剖面图示出了根据本发明所述的车轮轴承结构1。所述车轮轴承结构1具有转向节2，其中在转向节2上集成地布置有轴颈3。所述转向节2以及所述轴颈3一起一体地构造，有利的是，转向节2以及轴颈3由铸铁作为一体的部件构造，其中也可以考虑其他材料和制造方法。

为了在轴颈3和转向节2之间的过渡区域中获得尽可能优化的应力曲线，在那里存在倒圆部4。所述倒圆部4能够构造为变化的弧形曲线（Bogenverlauf）也能够构造为恒定半径。分别根据车轮轴承结构的负载来定义所述倒圆部4的准确轮廓或准确曲线。

在轴颈3的外周上布置有车轮轴承6。所述车轮轴承6通过拉紧螺柱7轴向地通过车轮轴承内环9被固定。拉紧螺柱7伸入穿过孔11，所述孔穿过轴颈3延伸到转向节2中。优选地，所述孔11构造为通孔，其中也能够使用盲孔。

在孔5的端部上或者在转向节区域中布置有用于紧固拉紧螺柱7的内螺纹5，或者布置在转向节2中。在图1中示出了根据本发明所述的车轮轴承结构1的实施方式，所述实施方式示出了将内螺纹5布置在转向节2中或由肩部10形成的交界处10的另一侧上，正如布置拉紧螺柱的螺栓头那样，所述螺栓头布置在轴颈区域中。这实现了轴颈3中的拉应力通过对车轮轴承内环9进行预紧或对车轮轴承内环9和轴颈3进行预紧被划分为拉力负载和压力负载。因此，所述内螺纹5在轴向方向上看布置在车轮轴承6旁边或后方。拉紧螺柱7的螺栓头12贴靠在轴颈3的端面上。此外，根据本发明所述的车轮轴承结构1的这种实施方式具有弹性元件8，所述弹性元件在螺栓头12和车轮轴承内环9之间用于优化的预紧力分配。

所述弹性元件8被拉紧螺柱7或螺栓头12挤压到车轮轴承内环9上并且由此将其预紧。也能够如此构造所述弹性元件8，使得不仅对车轮轴承内环9而且对轴颈3进行预紧，由此，负载在两种情况下被划分为拉力和压力。

通过所述弹性元件8的弹性，所述拉力负载和压力负载同样相应优化地分配。

所述弹性元件8例如能够由塑料制成，并且能够通过材料的弹性特性具有弹性功能，或者也可以为这种应用提供压力弹簧。

图2示出了根据本发明所述的车轮轴承结构1的另一个实施方式，在所述实施方式中，拉紧螺柱7的螺栓头12布置在转向节2的内侧14上。所述拉紧螺柱7伸入到孔11中并且在那里与其外螺纹13旋紧，所述孔在这里构造为盲孔，其中也能够考虑通孔。由图2可以清晰地识别出，螺栓头12布置在肩部或交界处10的一侧并且外螺纹13布置在另一侧，这又实现了在轴颈中的预紧。为了对车轮轴承6或其车轮轴承内环9也进行预紧，在轴颈3的外端上布置外螺纹，螺母16旋紧到所述外螺纹上。该螺母用于对车轮轴承内环9进行预紧。

图3同样示出了根据本发明所述的车轮轴承结构1的另一个实施方式。在这里螺栓头12也布置在转向节2的内侧14上，其中在这里所述孔11是贯通的并且拉紧螺柱7的外螺纹13与螺母16旋紧。在根据本发明所述的车轮轴承结构1的这个设计方案中，螺栓头12也布置在肩部或交界处10的一侧并且拉紧螺柱7的外螺纹13布置在另一侧。

图4示出了与图3相同的实施方式，其中还有一个弹性元件8布置在车轮轴承结构1上。所述弹性元件8优选布置在螺母16和车轮轴承内环9之间，以便在这里也对所施加的预紧力优化地进行分配。

Claims (9)

1.用于机动车、尤其是商用车的车轮轴承结构（1），包含转向节（2）、轴颈（3）、肩部（10）、倒圆部（4）、孔（11）、内螺纹（5）、车轮轴承（6）以及拉紧螺柱（7），其中所述轴颈（2）集成地成型在所述转向节（2）上并且与所述转向节（2）一体地构造，其中所述肩部（10）形成在轴颈（3）和转向节（2）之间的交界处，其中所述倒圆部（4）形成在轴颈（3）和肩部（10）之间的过渡部，其中所述车轮轴承（6）布置在所述轴颈（3）上，其中所述拉紧螺柱（7）布置在孔（11）中并且与所述孔（11）中的内螺纹（5）旋紧并且所述拉紧螺柱（7）的螺栓头（12）贴靠在所述轴颈（3）的端面（15）上，其特征在于，所述车轮轴承结构（1）具有弹性元件（8），并且车轮轴承内环（9）以及所述轴颈（3）被预紧。

2.用于机动车、尤其是商用车的车轮轴承结构（1），包含转向节（2）、轴颈（3）、肩部（10）、倒圆部（4）、孔（11）、车轮轴承（6）以及拉紧螺柱（7），其中所述轴颈（2）集成地成型在所述转向节（2）上并且与所述转向节（2）一体地构造，其中所述肩部（10）形成在轴颈（3）和转向节（2）之间的交界处，其中所述倒圆部（4）形成在轴颈（3）和肩部（10）之间的过渡部，其中所述车轮轴承（6）布置在所述轴颈（3）上，其中所述拉紧螺柱（7）布置在孔（11）中，其特征在于，所述拉紧螺柱（7）的螺栓头（12）贴靠在转向节的内侧（14）上并且布置在交界处（10）的一侧，并且所述拉紧螺柱（7）的外螺纹（13）布置在肩部或交界处（10）的另一侧，并且所述车轮轴承内环（9）以及所述轴颈（3）被预紧。

3.根据权利要求1所述的车轮轴承结构（1），其特征在于，所述弹性元件（8）由塑料制成。

4.根据权利要求1或3中任一项所述的车轮轴承结构（1），其特征在于，所述弹性元件（8）构造为压力弹簧（14）。

5.根据权利要求1、3或4中任一项所述的车轮轴承结构（1），其特征在于，所述弹性元件（8）将车轮轴承预紧力或作用到车轮轴承内环（9）上的预紧力限制在最大200kN。

6.根据前述权利要求中任一项所述的车轮轴承结构（1），其特征在于，所述弹性元件（8）布置在所述螺栓头（12）和所述车轮轴承内环（9）之间。

7.根据前述权利要求中任一项所述的车轮轴承结构（1），其特征在于，所述拉紧螺柱（7）与布置在轴颈（3）的端面（15）上的螺母（16）旋紧。

8.根据权利要求7所述的车轮轴承结构（1），其特征在于，在螺母（16）和车轮轴承内环（9）之间布置弹性元件（8）。

9.根据前述权利要求中任一项所述的车轮轴承结构（1），其特征在于，所述具有被浇注的轴颈（3）的转向节（2）由铸铁制成。