CN113370711A - 单元化的轮端总成 - Google Patents

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森吉兹·R·舍甫克特
法布里西奥·特谢拉
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Abstract

一种轮端总成，包括轮毂，所述轮毂能够与车轮相连，具有用于容纳车轴的轮毂孔。位于轮毂孔内的舱内侧轴承包括与轮毂相连的外圈、位于外圈内部的内圈、以及滚动体。密封单元与轴承内圈相连，在轮端总成与车轴分离的情况下保持内圈位于外圈之中。位于轮毂孔中的舱外侧轴承包括与轮毂相连的外圈、位于外圈内部的内圈、以及滚动体。螺母单元被设置为位置邻近舱外侧轴承，包括能够通过螺纹与车轴接合的螺母。保持件保持螺母单元位于舱外侧轴承附近，用以限制舱外侧轴承内圈的轴向移位，以在轮端与车轴分离的情况下保持内圈位于外圈之中。

Description

单元化的轮端总成
技术领域
本发明涉及轴承，尤其涉及包括有轴承的轮端总成(/轮端组件)(wheel endassemblies)。
背景技术
轮端总成，尤其是用于卡车车轴(/卡车轮轴)(truck axles)的轮端总成，在典型情况下包括能够与车轮相连的轮毂和布置在轮毂中的用于装配在诸如为轴管(/主轴管)(spindle tube)之类的静态车轴上的两副轴承。密封件通常设置在油润滑的卡车车轴和轮端内部，主要作用是保持车轴内的润滑油，避免润滑油泄漏。这种密封件通常与装配在静态车轴上的套筒(sleeve)接合，具有防止污染物进入轴承的辅助功能。
此外，在这类轮端中，舱外侧轴承通过螺母单元(nut assembly)被紧固在主轴管上，从而将轮端紧固在主轴管上。在典型情况下，轮毂、两副轴承、密封件以及螺母单元是以独立部件的形式提供的，其中两副轴承是以四个分离部件(discrete parts)的形式被提供的：一个舱内侧轴承杯、一个舱内侧轴承锥、一个舱外侧轴承杯和一个舱外侧轴承锥。这些独立部件必须由客户，比如整车制造商，来逐一装配。
发明内容
一方面，本发明是一种用于以可转动的方式连接车轮与车轴的轮端总成。所述轮端总成包括大致为圆筒形的能够与车轮相连的轮毂，所述轮毂具有舱内侧轴向端部(/车内侧轴向端部)(inboard axial end)、舱外侧轴向端部(/车外侧轴向端部)(outboard axialend)和限定轮毂孔的内圆周表面。舱内侧轴承设置在轮毂孔中，包括与轮毂联接的外圈、位于外圈内部并且能够围绕车轴设置的内圈、以及设置在内、外圈之间的多个滚动体(/滚动元件)(rolling elements)。密封单元(seal assembly)与舱内侧轴承的内圈联接，被构造为在轮端总成与车轴分离的情况下保持内圈至少部分位于外圈之中。通过设置密封件与轴承联接，密封件在轴承上的精确布置防止密封件像现有技术轮端总成那样在轮毂的装配过程中被“盲装”到车轴上所经常引发的损伤。此外，舱外侧轴承被设置在轮毂孔中，在轴向上从轮毂的舱外侧端部一侧与舱内侧轴承形成间距。所述舱外侧轴承包括与轮毂相连的外圈、位于外圈内部并且能够围绕车轴设置的内圈、以及设置在内、外圈之间的多个滚动体。此外，螺母单元被设置为位置靠近舱外侧轴承，包括被构造为能够螺纹接合(/通过螺纹来接合/螺丝接合)(threadably engage)车轴外表面部分的螺母，使得联接轮端总成与车轴。保持件(retainer)被构造成保持螺母单元在轴向上位于舱外侧轴承附近，使得螺母单元限制舱外侧轴承的内圈在轴向上移位，以在轮端总成与车轴分离的情况下保持舱外侧轴承的内圈至少部分位于其外圈之中。
另一方面，本发明还是一种用于以可转动的方式连接车轮与车轴的轮端总成。所述轮端总成包括大致为圆筒形的能够与车轮相连的轮毂，所述轮毂具有舱内侧轴向端部、舱外侧轴向端部和限定轮毂孔的内圆周表面。轴承被设置在轮毂孔中，包含与轮毂相连的外圈、位于外圈内部并且能够围绕车轴设置的内圈、以及设置在内、外圈之间的多个滚动体。密封单元被提供用于密封轴承内、外圈之间的环形空间，密封单元被构造为在轮端总成与车轴分离的情况下保持内圈至少部分位于外圈之中。
再一方面，本发明依然是一种用于以可转动的方式连接车轮与车轴的轮端总成。所述轮端总成包括大致为圆筒形的能够与车轮相连的轮毂，所述轮毂具有舱内侧轴向端部、舱外侧轴向端部以及限定轮毂孔的内圆周表面。轴承被设置在轮毂孔中，包含与轮毂相连的外圈、位于外圈内部并且能够围绕车轴设置的内圈、以及位于内、外圈之间的多个滚动体。螺母单元被设置为位置靠近所述轴承，包含有螺母和垫圈：所述螺母被构造为通过螺纹接合车轴的外表面部分使得联接轮端总成与车轴，所述垫圈被设置为至少局部位于螺母与轴承内圈之间，所述螺母以可移动的方式与垫圈相连。保持件与轮毂相连，能被垫圈触碰得到(contactable by the washer)，以保持螺母单元在轴向上位于轴承附近，使得螺母单元限制轴承内圈在轴向上的移位，以在轮端总成与车轴分离的情况下保持轴承内圈至少部分位于轴承外圈之中。
仍然再一方面，本发明还是一种将轮端总成装配在车轴上的方法，所述车轴具有中心轴线、自由端和形成有螺纹部的外圆周表面。所述方法包括以下步骤：提供包含有轮毂的轮端总成，所述轮毂具有舱内侧端部、舱外侧端部和轮毂孔；舱内侧轴承被设置在轮毂孔中，具有内圈和与轮毂相连的外圈；密封件被构造为保持舱内侧轴承的内圈位于舱内侧轴承的外圈之中；舱外侧轴承被设置在轮毂孔中，具有内圈和与轮毂相连的外圈；螺母单元被设置为位置靠近舱外侧轴承，具有能够与车轴螺纹接合(/以螺纹方式接合)的螺母；保持件被设置为能够保持螺母单元位于舱外侧轴承附近，使得保持舱外侧轴承的内圈位于舱外侧轴承的外圈之中；将车轴的自由端插入轮毂的舱内侧端部；沿轴向(/轴的中心轴线)移动轮端总成，直至车轴穿过(extends through)舱内侧轴承、舱外侧轴承和螺母单元；以及，围绕车轴外表面上的螺纹部旋转螺母，以将轮端总成连接在车轴上。
附图说明
通过结合附图进行阅读，本发明的上述概括以及优选实施方式的详细说明将能够更好地被理解。为说明本发明的目的，示意图中展示的是目前看来较为可取的示意性实施方式。然而，应当理解，本发明并不限于图中所示的具体结构和手段。在以下附图中：
图1是根据本发明的轮端总成的轴截面图；
图2是图1中上部区域的局部放大图；
图3是图1的一部分的更大程度的局部放大图，显示舱内侧轴承和密封单元；
图4是图3的局部放大图，显示密封单元；
图5是密封单元的放大图，显示无密封盖构件的候选结构；
图6是图1的一部分的更大程度的局部放大图，显示舱外侧轴承和保持件；
图7是图6的局部放大图，显示保持件和螺母单元；以及
图8A至图8D联合构成图8，描绘将轮端总成装配至车轴过程中的特定步骤。
具体实施方式
在以下描述中，某些术语的使用仅系出于便捷而非限制之目的。词语“内”、“向内”和“外”、“向外”分别指代指向或者远离被描述部件的指定中心线或几何中心的方向，其特定含义从上下文的描述中显而易见。此外，如文中所述，词语“相连”和“连接”的各自含义既包含两个部件之间再无任何其它部件介入的直接连接，也包含两个部件之间有一个或者一个以上其他部件介入的间接连接。所述术语包含上述具体词语、它们的衍生词以及具有相似含义的词语。
现在详见附图，其中相似的附图标记自始至终被用于表示相似的部件。图1～8中显示轮端总成10，用于可旋转地联接车轮(未显示)与车辆(优选是中型载重卡车，未显示)的车轴(/轴)1(参见图8)。车轴1的外表面2具有螺纹部2a，车轴1优选是不可旋转的或称“固定”的车辆轴管(spindle tube)，车轮能够围绕穿过车轴或者轴管1延伸的中心轴线AC旋转。轮端总成10基本包括能够与车轮相连的轮毂12、舱内侧轴承(/车内侧轴承)(inboardbearing)14、用于密封舱内侧轴承14的密封单元16、舱外侧轴承(/车外侧轴承)(outboardbearing)18、用于将舱外侧轴承18保持在车轴1上的锁紧(/锁定)螺母单元20、以及用于保持螺母单元20的保持件22。更具体而言，轮毂12大致呈圆筒形或者管状，具有舱内侧轴向端部12a、舱外侧轴向端部12b、限定出(轮毂)孔15的内圆周表面13A、以及与所述内圆周表面13A反向的外圆周表面13B。此外，舱内侧轴承14设置在轮毂孔15中，包括与轮毂12联接的外圈30、位于外圈30内部并且能够围绕车轴1设置的内圈32、以及设置在内圈32和外圈30之间的多个滚动体34。密封单元16被设置用于密封轴承外圈30与内圈32之间的环形空间SA(参见图1)，并被构造为在轮端总成10与车轴1分离的情况下保持内圈32至少部分位于外圈30之中。具体而言，密封单元16与轴承内圈32联接，被构造为在径向上向外密封轮毂的内表面13A，抑或(在优选情况下)密封与轮毂15联接的一密封构件64的内圆周表面65B，如后文描述，用以避免出于后文论述的原因对车轴1进行密封的必要性。
此外，舱外侧轴承18也被设置在轮毂孔15中，并且在轴向上从轮毂的舱外侧端部12b一侧与舱内侧轴承14间隔开。舱外侧轴承18包括与轮毂12相连的外圈40、位于外圈40内部并且能够围绕车轴1设置的内圈42、以及设置在外圈40和内圈42之间的多个滚动体44。此外，螺母单元20被设置为位置靠近舱外侧轴承18，包括锁紧螺母21，所述锁定螺母21被构造为能够通过螺纹接合车轴1的外表面部分2a(见图8)，使得将轮端总成10与车轴1联接起来。保持件22被构造为能够保持螺母单元20位于舱外侧轴承18的轴向附近，使得螺母单元20限制舱外侧轴承的内圈42的轴向移位。采用上述方式，在轮端总成10与车轴1分离的情况下，保持件22保持内圈42至少部分位于舱外侧轴承的外圈40之中。
因此，通过提供用于将舱内侧轴承的内圈32保持在外圈30之中的密封单元16，以及用于保持螺母单元20从而将舱外侧轴承的内圈42保持在外圈40内部的保持件22，本发明的轮端总成10提供了一种“单元式(unitary)”轮端。即是说，轮端10所需的全部组件可被预装在轮毂12内，并被运输至客户(例如，原始设备制造商OEM)处，处于一种随时可被直接装配到车轴1上的状态，如后文详细论述。此外，由于轴承14和18优选为角接触轴承，被设置为杯口朝外(outwardly facing cups)，如后文论述，其在运输途中保持内圈32和42“就位”的能力尤其具有益处。
此外，与现有装置在径向上向内密封车轴外表面2的情形相反，通过将舱内侧密封单元16装配在轴承14上并且在径向上向外密封，密封件16在轮端总成10被装配至车轴1上之前即获得完全支撑并且被精确装配。采用这种方式，冲撞车轴1引起的潜在危害，就像车轴1穿过“未被支撑”的向内密封的现有密封单元的内圆周时所可能发生的那种情形，将得以被消除。通过讨论上述基本构件和结构，本发明的这些和其它方面将在下文更为详细地描述。
参见图1和2，轮毂12优选具有位于中部的环形法兰24，所述法兰24自外表面13B在径向上向外延伸，并且能够通过多个螺栓25与车轮相连(图1)。采用这种方式，轮毂12以及与轮毂12相接的轴承外圈30、40能够围绕中心轴线AC旋转。在优选情况下，轮毂12包含两处环形挡肩26和27，各自从轮毂的内表面13A在径向上向内延伸，并且在轴向上间隔分开。各挡肩26、27分别定位并在轴向上保持一个独立的轴承外圈30、40。此外，环形槽28从轮毂的内表面13A在径向上向外延伸，被设置为容纳作为优选的保持件22，如后文描述。此外，轮毂12的舱外侧端部12b优选具有多处安装孔29，用于将驱动轴5的法兰6连接至轮毂12上(见图8D)，如后文描述。
现在参见图1～3，舱内侧轴承14优选形成为圆锥滚子轴承(tapered rollerbearing)，其中外圈30形成为“杯(cup)”，用以提供圆锥形的外圈滚道(/外滚道)33，内圈32形成为“锥(cone)”，用以提供圆锥形的内圈滾道(/内滚道)36，滚动体34为圆锥滚子，每一个都能同时在滾道33和36上滚动。具体而言，外圈30具有圆柱形的外圆周表面31B和用于提供轴承外圈滚道33的具有角度的内圆周表面部分31A。外圈的外表面31B优选借助摩擦与轮毂12的内表面13A接合(例如，通过压力装配/压配)，使外圈30位置抵靠舱内侧的轮毂挡肩(/肩部)26，以将外圈30装配在轮毂12上。在优选情况下，外圈30相对于轮毂12的设置方式(/被设置成使得)使其具有角度的内圆周表面31A以及由此也具有角度的外圈滚道33大致朝向轮毂的舱内侧轴向端部12a一侧。
此外，轴承内圈32具有呈角度的外圆周表面部分35A和圆柱形的内圆周表面35B。所述外圆周表面35A提供轴承的内圈滚道36，所述内圆周表面35B的尺寸被调整为适宜以摩擦接合的方式与车轴的外表面2结合，用以将内圈32装配在车轴1上。在优选情况下，内圈32具有环形槽37(见图3)，从内圈位于其舱内侧端部32a附近的内表面35B处在径向上向表面35B内延伸，槽37中设置有环形密封部件66(例如，O型圈)。当轮端总成10被装配在车轴1上时，环形密封部件66密封车轴1的外表面2，使得防止流体(例如，油)从内圈32和车轴1之间泄漏。此外，内圈32还优选具有环形的肩部39，从提供内圈滾道36的具有角度的(/成角度的)主体部38沿轴向延伸。所述肩部39具有圆柱形的外表面39a。内圈32设置在轮毂12内，使得其具有角度的外表面部分35A(以及内圈滾道36)大致朝向轮毂的舱内侧轴向端12a的相反方向。
采用这种类型和布置的舱内侧轴承14，任何时候当轮毂的舱内侧端部12a相对于舱外侧端部12b向下倾斜时，在没有当前密封单元16阻挡的情况下，轴承内圈32都会沿轴向向轮毂的舱内侧端部12a移位。内圈32的这种移位会导致内圈32与滚动体34之间彼此脱离以及外圈30随后从轮毂的舱内侧端部12a向外掉落的潜在风险。然而，由于密封单元16(在密封功能之外)提供了将轴承内圈32保持在外圈30内的辅助功能，如后文详述，这些潜在的不利后果得以被消除。
参见图1～5，密封单元16在轴向上位于轴承外圈30与轮毂的舱内侧端部12a之间，优选与轴承内圈32相连，并且与轮毂12(见图5)或与轮毂12相连的密封构件64(见图1～4)密封接合(sealingly engageable)。这种密封接合足以防止内圈32在轮端总成10与车轴1分离的情况下发生轴向移位。作为另外一种选择，密封单元16也可以与轮毂12相连，从而与内圈32密封接合，以防止内圈发生任何移位(该结构未显示)。无论在哪一种情况下，密封单元16都拥有密封件50充分的摩擦接合，如后文描述，用于保持轴承内圈32位于特定的轴向位置处(即外圈30的内部)。
参见图3～5，密封单元16优选包括环形密封件50，该密封件50环绕内圈肩部39的外表面39a设置，具有外圆周密封唇52。采用这种方式，密封件50相对于中心轴线AC不可转动或被固定设置，在径向上向外密封密封构件64转动的内圆周表面65B，如后文描述。密封件50优选包含与内圈32相连的环形刚性基部组件(base component)54和与所述基部组件54相连的用以提供密封唇52的环形的弹性体密封组件56。更具体而言，基部组件54具有轴向部58和径向部59，所述轴向部58围绕轴承内圈32的肩部39设置，所述径向部59从轴向部58向外延伸，从而使基部组件54大致具有L型轴截面。基部组件54的轴向部58具有内圆周表面58a，该内圆周表面58a上优选设置有弹性体层61，用于在密封件50与内圈肩部39之间进行密封。
此外，密封组件56还包含从基部组件54的径向部59大致沿轴向延伸的主悬臂部60，并且具有用以提供密封唇52的外圆周楔形部62。密封组件56还优选包含与第一密封唇52具有轴向间隔的外圆周第二密封唇53。在优选情况下，密封单元16进一步包含环形的偏置构件(/偏压构件/施压构件)(biasing member)63，优选是卡箍弹簧(garter spring)，被设置为在径向上向外压迫(/偏压)弹性体密封组件56的悬臂部60，用以保持在主要密封界面SI处具有足够的密封压力(见图4)。
现在参见图3和4，密封单元16优选进一步包含至少部分环绕和封闭密封件50的环形盖构件(annular cover member)64。所述盖构件64具有外圆周表面65A和与所述外圆周表面65A反向的内圆周表面65B，其中，所述外圆周表面65A摩擦接合轮毂的内表面13A，使得将盖构件64装配在轮毂12上。密封唇52以密封的方式与盖构件的内表面65B接合，因此具有盖构件64的密封单元16消除了为密封接合提供机加工表面的必要性。此外，盖构件64优选大致具有L型轴截面，包含用以提供内、外圆周表面65A和65B的轴向部65和从轴向部65向内延伸的径向部67。盖构件的径向部67在轴向上与舱内侧轴承的外圈30间隔开，使得密封件50在轴向上被设置在轴承外圈30与盖构件的径向部67之间。不仅如此，密封件50的弹性体组件56还优选进一步包含大致沿轴向延伸的密封唇68，能够以密封的方式与盖构件的径向部67接合，从而减少到达主密封界面SI处的污染物(尤其是固体颗粒物)的数量。
因此，以上描述的密封单元16优选形成为其所有的组件均被封闭在内、外构件之内(在本例中指轴承圈的肩部39和轮毂12之间)从而能被一体化安装的“盒式”密封件。这消除了终端用户为给舱内侧密封件提供光滑连续的运行表面而对车轴的外表面2进行机加工的必要性。然而，密封单元16也可以被设置为不采用盖构件64。在这种情况下，密封唇52直接密封轮毂的内表面13A，抑或甚至密封所述肩部的外表面39a(即采用与轮毂12相连的适当形式的基部组件)。本发明的范围包括能够在轮端总成10与车轴1分离的情况下将舱内侧轴承的内圈32保持在轴承外圈30之中的密封单元16的各种变体。
现在参见图1、2和6，与舱内侧轴承14一样，舱外侧轴承18优选形成为圆锥滚子轴承。其中，外圈40形成为杯，提供圆锥形的外圈轨道43；内圈42形成为锥，提供圆锥形的内圈滾道46；滚动体44为圆锥滚子，各自同时在滾道43和46上滚动。具体而言，外圈40具有成角度的内圆周表面部分41A和圆柱形的外圆周表面41B，所述内圆周表面部分41A提供轴承的外圈滚道43。外圈的外表面41B优选与轮毂12的内表面13A摩擦接合(例如，压配/通过压力装配)，通过外圈40位置抵靠在舱外侧轮毂挡肩27上将外圈40装配在轮毂12上。在优选情况下，外圈40相对于轮毂12的设置方式使其具有角度的内圆周表面41A以及由此导致的具有角度的外圈滚道43在总体上朝向轮毂的舱外侧轴向端部12b。
此外，轴承内圈42具有成角度的外圆周表面部45A和圆柱形的内圆周表面45B，所述外圆周表面部45A提供轴承的内圈滚道46，所述内圆周表面45B尺寸被设置为能够与车轴的外表面2摩擦接合，以将内圈42装配在车轴1上(见图8A)。内圈42被布置在轮毂12中使得其具有角度的外表面部分45A(以及内圈滚道46)总体朝向轮毂舱外侧端部12b的相反方向(/背离轮毂舱外侧端部12b)。出于与舱内侧轴承14相同的原因，在无保持件22存在的情况下，当轮端总成10处于未装配的状态并且轮毂舱外侧端部12b相对于舱内侧端部12a向下倾斜时，舱外侧轴承18在优选情况下的结构和布置会允许内圈42从外圈40内部沿轴向向外移位。然而，这种移位被螺母单元20和保持件22所阻挡，如后文描述。
现在参见图6和7，螺母单元20被设置为在轴向上位置靠近舱外侧轴承18，使得处于轴承18与轮毂的舱外侧端部12b之间，并且除了锁紧螺母21以外，还包含垫圈70和支撑件(keeper)72，如后文描述。螺母21包含大致为圆柱形的主体74，所述主体74具有内圆周表面75、与内圆周表面75反向的外圆周表面76、以及环形槽77，所述内圆周表面75上具有螺纹部75a。螺母的环形槽77从螺母的外表面76沿径向向内延伸，局部由相向的径向表面79A和79B限定。垫圈70至少部分位于螺母21与轴承内圈42之间，使得垫圈70能被夹持在后两者之间。螺母21以可移动的方式(优选通过支撑件72，如后文论述)与垫圈70相连，使得螺母21在轴向上能够相对于垫圈70移位。更具体而言，垫圈70包含大致L型截面的环形主体78，所述主体78具有外侧轴向部82和在轴向上介于螺母21与轴承内圈42之间的内侧径向部80。垫圈的轴向部82具有与径向部80形成为一体的第一端82a和与所述第一端82a反向的能够与保持件22接合(engageable)的自由的第二端82b，如后文描述，所述第二端82b在远离舱外侧轴承18的方向上沿轴向延伸。此外，垫圈70的径向部80优选包含在径向上向内延伸的凸舌(tab)(未显示)，能被设置在车轴外表面2在轴向上延伸的凹槽中(未显示)，用以阻止垫圈70围绕中心轴线AC旋转。
此外，支撑件(keeper)72包含大致为环形的主体84，具有与垫圈70相连的外侧轴向部86和至少部分设置在螺母凹槽77中的内侧径向部88，用以将垫圈70与螺母21连接起来。具体而言，支撑件的轴向部86被设置为直径尺寸小于垫圈的轴向部82，并以其外圆周表面87摩擦接合在垫圈轴向部82的内圆周表面83上。此外，螺母凹槽77的大小被设置为其相向的径向表面79A和79B之间的轴向尺寸(未标注)充分(substantially)大于支撑件径向部88的轴向厚度tA(见图7)，使得螺母21能够以可移动的方式与垫圈70相连(coupled)。采用这种方式，为将螺母单元20装配在车轴1上，垫圈70被与舱外侧轴承内圈42的舱外侧端部42a并置在一起，然后围绕车轴外表面2的螺纹部2a旋拧螺母21，直至螺母主体的舱内侧端部72a夹持住垫圈的径向部80。
仍然参见图6和7，保持件22在轴向上位于舱外侧轴承18与轮毂的舱外侧端部12b之间，能被垫圈70触碰得到，用以限制垫圈70在轴向上的移动，从而也限制螺母21在轴向上的移动。更具体而言，保持件22优选包括具有内侧径向端92A、外侧径向端92B和径向止动面94的环形盘90，最优选总体形成为传统的C型卡环(C-clip)。外侧径向端92B设置在轮毂的环形槽28内，用以将保持件22连接在轮毂12上；内侧径向端92A从径向外侧与螺母21间隔开。此外，保持件22被定位成使得其径向止动面94能被垫圈70触碰得到(/能够被垫圈70接触)，具体而言，是被垫圈轴向部82的自由端82b触碰得到。这种垫圈端部82b与保持件表面94之间的触碰导致垫圈径向部80能够充分(substantially)阻止舱外侧轴承内圈42在轴向上移位，从而保持内圈42至少部分位于外圈40之中。
参见图8A～8D，本发明所述轮端总成10使一体的轮端能被提供给客户，用于简单地装配在车辆的车轴1上。也就是说，通过提供一体的轮端总成10(包含由预装配的密封单元16保持的舱内侧轴承14、舱外侧轴承18、以及由保持件22保持的螺母单元20)，所述轮端总成10可以通过以下步骤被装配：将车轴或轴管1插入轮端总成10；旋拧(/旋转)螺母21将轮端总成10紧固在车轴1上；穿过轮毂12的舱外侧端部12b插入驱动轴5(axle shaft，俗称“半轴”)，使其进入车轴或轴管1的轴孔3中；然后，将驱动轴5的法兰6附接在轮毂12的舱外侧端部12b上。
更具体而言，令提供的轮端总成10位置靠近车轴1，然后移向车轴1，使车轴1的自由端1a插入轮毂12的舱内侧端部12a。使轮端总成10沿车轴的中心轴线AC移位，直至车轴1穿过舱内侧轴承14、舱外侧轴承18和螺母单元20。接下来，围绕车轴外表面2的螺纹部2a旋拧锁紧螺母21，将轮端总成10连接在车轴1上。在优选情况下，将螺母21抵靠垫圈70旋紧，以便与舱外侧轴承18建立理想的预紧负荷或者端部作用(/端隙)(end-play)。然后，将驱动轴5的自由端(第一端)5a插入轮毂的舱外侧端部12b，穿过车轴1的自由端1a进入轴孔3。将驱动轴5沿车轴的中心轴线AC移位，直至驱动轴5的法兰6抵靠在轮毂的舱外侧端部12b上。最后，将驱动轴的法兰6与轮毂的舱外侧端部12b连接起来，以将轮端总成10充分紧固在车轴1上。当希望维护或者更换轮端总成10时，螺母21可被从车轴1上旋松，然后由保持件22保持，使得轮端总成10随后可作为一个整体单元从车轴1上被拖拽(/拔取)(extracted)下来。
除了上述简化安装以外，本发明的轮端总成10还具有优于之前已知轮端总成的诸多优点。由于密封单元16作为一种盒式密封件预装在轮毂12中，并且在轴承内圈32上获得支撑，客户在安装过程中对密封件50的潜在危害得以被消除，而且无需在车轴1上加工出供密封运行的表面。通过在径向上向外密封，密封件50会在离心作用下获得更好的润滑，从而带来低磨损、低摩擦、低运行温度和长寿命，还有一直提高的密封效率，因为润滑剂倾向于积聚(accumulate)在旋转轮毂12的内表面13A上。此外，盒式密封单元16通过密封件50封抵外部的盖构件64，使密封单元16能被更准确地装配在轮毂12中，并且消除轮端10在装配和拆卸的过程中对密封的潜在危害，从而赋予密封单元16以重复利用的潜在能力。不仅如此，密封单元16还可以被构建为在不采用任何缓冲装置或者其他装置的情况下，能够在轮端总成10装配至车轴1的过程中保持盒式密封中各组件的相对位置，从而降低摩擦以及由此导致的密封生热，并且消除这种缓冲装置或者其他装置被部分磨掉或者剪掉并于随后进入密封层界面的可能性。此外，通过保持件22保持锁紧螺母单元20从而保持舱内侧轴承内圈42，轮毂12及其轴承单元14和18能被从车轴1上作为一个整体被拖拽(extracted)下来。
本领域技术人员将会理解，在不偏离本发明广义的发明构思的前提下，上述具体实施方式可以进行变更。因此，应当理解，本发明不受所披露的具体实施方式的限制，反而应当被理解为包含随附权利要求书所总体限定的本发明的精神和范围内的各种变化。

Claims (20)

1.一种用于以可转动的方式联接车轮与车轴的轮端总成，所述轮端总成包括：
轮毂，大致为圆筒形，能够与车轮相连，具有舱内侧轴向端部、舱外侧轴向端部和限定轮毂孔的内圆周表面；
舱内侧轴承，被设置在轮毂孔中，包括与轮毂联接的外圈、位于外圈内部并且能够围绕车轴设置的内圈、以及设置在内、外圈之间的多个滚动体；
密封单元，与舱内侧轴承的内圈相连，被构造成在轮端总成与车轴分离的情况下保持内圈至少部分位于外圈之中；
舱外侧轴承，被设置在轮毂孔中，在轴向上朝向轮毂的舱外侧端部与舱内侧轴承间隔开，所述舱外侧轴承包括与轮毂联接的外圈、布置于外圈内部并且能够围绕车轴布置的内圈、以及设置在内、外圈之间的多个滚动体；
螺母单元，被布置为邻近舱外侧轴承，包括被构造为能够螺纹接合车轴外表面部分使得将轮端总成与车轴联接起来的螺母；以及
保持件，被构造成保持螺母单元在轴向上邻近舱外侧轴承布置，使得螺母单元限制舱外侧轴承的内圈在轴向上的移位，以在轮端总成与车轴分离的情况下保持舱外侧轴承的内圈至少部分位于舱外侧轴承的外圈之中。
2.一种用于以可转动的方式联接车轮与车轴的轮端总成，所述轮端总成包括：
轮毂，大致为圆筒形，能够与车轮相连，具有舱内侧轴向端部、舱外侧轴向端部和限定轮毂孔的内圆周表面；
轴承，布置在轮毂孔中，包括与轮毂联接的外圈、布置于外圈内部并且能够围绕车轴设置的内圈、以及设置在内、外圈之间的多个滚动体；和
密封单元，用于密封轴承内外、圈之间的环形空间，所述密封单元被构造成在轮端总成与车轴分离的情况下保持内圈至少部分位于外圈之中。
3.如权利要求2所述的轮端总成，其特征在于：所述密封单元与轴承内圈相连，并且能够与轮毂或者与轮毂联接的密封构件密封接合，使得在轮端总成与车轴分离的情况下充分阻止内圈发生轴向移位。
4.如权利要求3所述的轮端总成，其特征在于：
轴承内圈具有肩部，所述肩部具有外圆周表面；并且
密封单元包括环形的密封件，所述密封件围绕内圈肩部的外表面设置，具有外圆周密封唇。
5.如权利要求4所述的轮端总成，其特征在于，所述环形的密封件包括：
环形的刚性基部组件，具有围绕轴承内圈肩部设置的轴向部和从所述轴向部在径向上向外延伸的径向部；和
环形的弹性体密封组件，与所述基部组件联接，包括有悬臂部，所述悬臂部从基部组件的径向部大致沿轴向延伸，具有外圆周楔形部，用以提供所述密封唇。
6.如权利要求5所述的轮端总成，其特征在于：所述密封单元还包括被设置为至少部分地绕着所述密封件的环形盖构件，所述盖构件具有外圆周表面和与所述外圆周表面反向的内圆周表面，所述外圆周表面与轮毂的内表面摩擦接合，所述密封唇与盖构件的内圆周表面密封接合。
7.如权利要求6所述的轮端总成，其特征在于：
所述盖构件包括用以提供其内、外圆周表面的轴向部和从所述轴向部向内延伸的径向部，所述径向部与轴承外圈在轴向上间隔开，使得所述密封件被布置在轴承外圈与盖构件的径向部之间；并且
所述密封件的弹性体组件还包括大致沿轴向延伸的能够与盖构件的径向部接合的唇。
8.如权利要求5所述的轮端总成，其特征在于：
所述密封件的刚性基部组件的轴向部具有内圆周表面和布置在该内圆周表面上的弹性体层，所述弹性体层在刚性基部组件与内圈肩部之间进行密封；并且
所述密封单元还包括环形的偏置构件，被构造为在径向上向外偏置弹性体组件的悬臂部。
9.如权利要求2所述的轮端总成，其特征在于：
所述轴承的外圈形成为轴承杯，具有成角度的内圆周表面部，所述内圆周表面部总体朝向轮毂的舱内侧端部，并且提供轴承的外圈滚道；
所述轴承的内圈形成为轴承锥，具有成角度的外圆周表面部，所述外圆周表面部总体朝向轮毂的舱内侧端部的相反方向，并且提供轴承的内圈滚道；
各滚动体均形成为圆锥滚子，被构造为同时在轴承的内、外圈滾道上滚动；并且
所述密封单元在轴向上布置在轴承的外圈与轮毂的舱内侧端部之间。
10.如权利要求2所述的轮端总成，其特征在于，所述轴承为舱内侧轴承，所述轮端总成还包括：
舱外侧轴承，与所述舱内侧轴承在轴向上间隔开，使得所述舱外侧轴承在轴向上布置在舱内侧轴承与轮毂的舱外侧轴向端部之间，所述舱外侧轴承包括与轮毂联接的外圈、布置在所述外圈中的内圈、以及设置在内、外圈之间的多个滚动体；
螺母单元，被布置为邻近舱外侧轴承，包括被构造为能够螺纹接合车轴的外表面部分使得将轮端总成与车轴联接起来的螺母；和
保持件，被构造成保持螺母单元在轴向上邻近舱外侧轴承布置，使得螺母单元限制舱外侧轴承的内圈发生轴向移位，以在轮端总成与车轴分离的情况下，保持舱外侧轴承的内圈至少部分位于舱外侧轴承的外圈当中。
11.如权利要求2所述的轮端总成，其特征在于：还包括环形的密封部件，该密封部件与轴承内圈联接，被构造成密封车轴的外表面，以防止内圈与车轴之间发生泄漏。
12.一种用于以可转动的方式联接车轮与车轴的轮端总成，所述轮端总成包括：
轮毂，大致为圆筒形，能够与车轮相连，具有舱内侧轴向端部、舱外侧轴向端部以及限定轮毂孔的内圆周表面；
轴承，布置在轮毂孔中，包括与轮毂联接的外圈、布置在外圈内部并且能够围绕车轴设置的内圈、以及位于内、外圈之间的多个滚动体；
螺母单元，被布置为邻近轴承，包括螺母和垫圈，所述螺母被构造为能够螺纹接合车轴的外表面部分，使得联接轮端总成与车轴，所述垫圈至少部分地布置在所述螺母与轴承内圈之间，所述螺母以可移动的方式与垫圈相连；和
保持件，与轮毂联接，能够被垫圈触碰得到，以保持螺母单元在轴向上邻近所述轴承布置，使得螺母单元限制轴承内圈在轴向上的移位，以在轮端总成与车轴分离的情况下保持轴承内圈至少部分布置在轴承外圈之中。
13.如权利要求12所述的轮端总成，其特征在于：
所述螺母具有外圆周表面和自所述外圆周表面在径向上向内延伸的环形槽；
所述垫圈包括环形主体，所述主体具有内侧径向部和外侧轴向部，所述内侧径向部在轴向上布置在螺母与轴承内圈之间，所述外侧轴向部具有与内侧径向部形成为一体的第一端和与所述第一端反向的能够与保持件接合的自由的第二端；以及
所述螺母单元还包括环形的支撑件，所述支撑件具有连接垫圈的外侧轴向部和至少部分布置在螺母的所述环形槽中用以将垫圈和螺母联接起来的内侧径向部。
14.如权利要求12所述的轮端总成，其特征在于：
所述轮毂具有自其内表面在径向上向外延伸的环形槽；并且
所述保持件包括环形盘，所述环形盘围绕所述螺母设置，具有设置在轮毂环形槽中的外侧径向端、从径向外侧与螺母间隔开的内侧径向端、以及能被垫圈触碰得到的径向表面。
15.如权利要求12所述的轮端总成，其特征在于：
轴承外圈形成为轴承杯，具有成角度的内圆周表面部，所述内圆周表面部总体朝向轮毂的舱外侧轴向端部，并且提供轴承的外圈轨道；
轴承内圈形成为轴承锥，具有成角度的外圆周表面部，所述外圆周表面部总体朝向轮毂舱外侧端部的相反方向，并且提供轴承的内圈滾道；
各滚动体均形成为圆锥滚子，被构造成在轴承的内、外圈滚道上同时滚动；并且
保持件在轴向上被布置在所述轴承与轮毂的舱外侧轴向端部之间。
16.一种将轮端总成装配在车轴上的方法，所述车轴具有中心轴线、自由端和形成有螺纹部的外圆周表面，所述方法包括以下步骤：
提供包括有轮毂的轮端总成，所述轮毂具有舱内侧端部、舱外侧端部和轮毂孔；舱内侧轴承被设置在轮毂孔中，具有内圈和与轮毂联接的外圈；密封件被构造为保持舱内侧轴承的内圈位于舱内侧轴承的外圈之中；舱外侧轴承被设置在轮毂孔中，具有内圈和与轮毂联接的外圈；螺母单元被设置为邻近舱外侧轴承，具有能够通过螺纹与车轴接合的螺母；保持件被构造为保持螺母单元邻近舱外侧轴承，使得保持舱外侧轴承的内圈位于舱外侧轴承的外圈之中；
将车轴的自由端插入轮毂的舱内侧端部；
沿车轴的轴线使轮端总成移位，直至车轴穿过舱内侧轴承、舱外侧轴承和螺母单元；以及
围绕车轴外表面上的螺纹部旋转螺母，以将轮端总成联接于车轴。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于：旋转螺母的步骤包括与舱外侧轴承建立理想的预紧负荷或者端部作用的过程。
18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述车轴具有内孔，所述方法还包括以下步骤：
提供驱动轴，所述驱动轴具有第一端和与所述第一端反向的具有环形法兰的第二端；
将驱动轴的第一端插入轮毂的舱外侧端部，穿过车轴的自由端进入车轴的内孔；
沿车轴的轴线使驱动轴移位，直至驱动轴的法兰抵靠在轮毂的舱外侧端部上；以及
将驱动轴的法兰联接到轮毂的舱外侧端部。
19.一种用于以可转动的方式联接车轮与车轴的轮端总成，所述轮端总成包括：
轮毂，大致为圆柱形，能够与车轮相连，具有舱内侧轴向端部、舱外侧轴向端部和限定轮毂孔的内圆周表面；
轴承，被设置在轮毂孔中，包括与轮毂联接的外圈、位于外圈内部并且能够围绕车轴设置的内圈、以及设置在内、外圈之间的多个滚动体；以及
密封单元，用于密封轴承内、外圈之间的环形空间，所述密封单元与轴承内圈联接，被构造为在径向上向外密封轮毂的内表面或者与轮毂联接的密封构件的内圆周表面。
20.如权利要求19所述的轮端总成，其特征在于：轴承内圈具有肩部，所述肩部具有外圆周表面，所述密封单元包括环形的弹性体密封组件，所述弹性体密封组件与内圈的肩部联接，具有用以提供所述密封唇的外圆周楔形部，所述密封唇能够与轮毂的内表面或者所述密封构件的内表面密封接合。
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