CN113728171A - 轮毂锁紧螺母组件 - Google Patents

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CN113728171A CN201980095807.9A CN201980095807A CN113728171A CN 113728171 A CN113728171 A CN 113728171A CN 201980095807 A CN201980095807 A CN 201980095807A CN 113728171 A CN113728171 A CN 113728171A
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拉马钱德兰·桑德拉塞克兰
肯特·奥古斯特森
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Abstract

一种用于将车辆车轮轮毂保持就位的轮毂锁紧螺母组件。该轮毂锁紧螺母组件包括轮毂锁紧螺母和配合部件，该轮毂锁紧螺母被布置成在配合位置上与该配合部件配合。该轮毂锁紧螺母包括限定中心孔的圆周内壁，该内壁具有螺纹部分，该螺纹部分被螺纹部分中的环形凹槽分隔成第一区段和第二区段，从而将第二区段构造为弹性部分，该弹性部分被布置成相对于第一区段在轴向方向上挠曲。该配合部件包括内壁，该内壁限定了在轴向方向上延伸的中心孔，该配合部件包括面向轴向方向的环形端面，其中，突起被布置在该环形端面上，邻近中心孔。该突起被构造成：当处于配合位置时，在轮毂锁紧螺母的螺纹部分的第二区段上沿轴向方向施加力，从而将车辆车轮轮毂保持就位。

Description

轮毂锁紧螺母组件
技术领域
本公开涉及用于将车轮轮毂保持就位的轮毂锁紧螺母组件。
本发明可以应用于重型车辆，例如卡车、公共汽车、娱乐车辆和建筑设备。
背景技术
车轮轮毂组件(有时也称为轮毂组件、车轮轮毂单元或车轮轮毂轴承)是许多车辆类型(例如卡车和半挂车)中使用的汽车零件。车轮通过螺栓附接到车轮轮毂组件。车轴毂和车轴之间的滚柱轴承确保车轮的轻松转动。
车轮轮毂组件包括轮毂锁紧螺母，该轮毂锁紧螺母是将车轮端保持在其位置上的安全部件。重要的是正确拧紧轮毂锁紧螺母，使得车轮不会与车轮轮毂组件脱离。轮毂锁紧螺母还必须提供防止轮毂锁紧螺母松动的主扭矩，该轮毂锁紧螺母将车轮轮毂固定就位。
GB 2508620 A公开了一种锁紧螺母组件，其包括被构造成在配合位置上与压缩垫圈配合的锁紧螺母。
对于改进的轮毂锁紧螺母组件，存在着需求。
发明内容
本公开的目的是提供改进的轮毂锁紧螺母组件。
该目的通过用于将车辆车轮轮毂保持就位的轮毂锁紧螺母组件来实现。该轮毂锁紧螺母组件包括轮毂锁紧螺母和配合部件，该轮毂锁紧螺母被布置成在配合位置上与该配合部件配合。该轮毂锁紧螺母包括限定中心孔的圆周内壁。该内壁具有螺纹部分，该螺纹部分被螺纹部分中的环形凹槽分隔成第一区段和第二区段，从而将第二区段配置为弹性部分，该弹性部分被布置成相对于第一区段在轴向方向上挠曲。该配合部件包括内壁，该内壁限定了在轴向方向上延伸的中心孔，该中心孔与轮毂锁紧螺母的中心孔相匹配。该配合部件包括面向轴向方向的环形端面，其中，突起布置在该环形端面上，邻近所述中心孔。该突起被构造成当处于配合位置时在轮毂锁紧螺母的螺纹部分的第二区段上沿轴向方向施加力F，从而将车辆车轮轮毂保持就位。
该轮毂锁紧螺母组件提供了强固的主扭矩功能，并实现了高效的车轮轮毂组装过程。该主扭矩功能由轮毂锁紧螺母和安全垫圈提供，并且不需要对主轴进行改动，这是一个优势。可以通过简单地将所述凹槽加工到合适尺寸的现有螺母中而以具有成本效益的方式制造该轮毂锁紧螺母。
根据多个方面，轮毂锁紧螺母的螺纹部分的第二区段在轴向方向上的宽度对应于螺纹部分的螺距或导程的两倍至三倍之间。这个宽度范围提供了所述弹性部分的所期望的弹性性质。该宽度足够大，使得所述弹性部分是强固的，但又足够柔韧以充当弹性部分。
根据多个方面，所述环形凹槽沿轴向方向的宽度在所述螺纹部分的螺距或导程的0.8倍至1.2倍之间，优选是所述螺纹部分的螺距或导程的1.0倍。这个宽度范围允许轮毂锁紧螺母的螺纹部分的第二区段充分挠曲，同时不会过分削弱所述螺纹部分。
根据多个方面，所述环形凹槽的深度在5mm至10mm之间。这个深度范围提供了所述第二部分的所需的弹性性质。
根据多个方面，所述突起围绕所述配合部件的整个环形端面环形地延伸。这意味着，由所述配合部件施加的压力围绕整个轮毂锁紧螺母均匀分布，这是一个优势。
根据多个方面，所述外力被配置为根据轮毂锁紧螺母的尺寸来提供轮毂锁紧螺母组件的主扭矩，其中，该主扭矩在50Nm至230Nm之间变化。优点是，该主扭矩可以根据轮毂锁紧螺母的尺寸来配置，因为锁紧螺母的不同尺寸通常需要不同的主扭矩值。
根据多个方面，轮毂锁紧螺母和/或所述配合部件中的任一个由热成型钢一体形成。因此，有利的是，能够以具有成本效益的方式来制造所公开的轮毂锁紧螺母和配合部件。
本文中还公开了与上述优点相关联的轮毂锁紧螺母、安全垫圈、主轴、车轮轮毂和车辆。
一般来说，权利要求书中使用的所有术语应根据它们在本技术领域中的通常含义来解释，除非本文明确定义。对“一/一个/该元件、设备、部件、装置、步骤等”的所有引用将被开放地解释为指该元件、设备、部件、装置、步骤等的至少一个实例，除非另有明确说明。除非明确说明，否则本文中公开的任何方法的步骤不必以所公开的确切顺序执行。当研究所附权利要求书和以下描述时，本发明的另外的特征和优点将变得明显。本领域技术人员会认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，本发明的不同特征可以组合，以产生除了下文中描述的那些实施例之外的实施例。
附图说明
参考附图，下文是作为示例引用的本发明实施例的更详细描述。
在这些图中：
图1示出了车辆；
图2示意性示出了车轮轮毂组件；
图3示出了示例的轮毂锁紧螺母；
图4示出了示例的配合部件；并且
图5至图6示意性地示出了轮毂锁紧螺母组件的细节。
具体实施方式
现在将参考附图在下文中更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的某些方面。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，且不应该被解释为限于本文中阐述的实施例和各方面；相反，这些实施例是以示例的方式提供的，以便本公开将是彻底的和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本发明的范围。在整个说明书中，相同的附图标记指代相同的元件。
应当理解，本发明不限于本文中描述和附图中示出的实施例；相反，本领域技术人员将认识到，在所附权利要求书的范围内可以进行许多修改和变型。
图1示意性地示出了车辆100，其中，车辆车轮轮毂110将车辆的车轮保持就位。
图2示意性地示出了一个这样的车轮轮毂组件110。轮毂锁紧螺母220用于将车辆车轮轮毂110固定到主轴240。通常，安全垫圈230布置在轮毂锁紧螺母220和车轮轮毂110之间。希望通过使用轮毂锁紧螺母组件将车轮轮毂锁紧就位，该轮毂锁紧螺母组件被构造成根据一些给定的规格提供主扭矩。车轮轮毂(例如图2中示意性示出的车轮轮毂110)通常是已知的，因此在此不再详细讨论。
本公开涉及一种适于提供所需的主扭矩的轮毂锁紧组件。主扭矩基于在夹具加载前在安装期间需要多少扭矩的值来区分锁紧螺母和自由旋转螺母(free spinning nut)。例如，在尼龙嵌件螺母(nylon-insert nut)上，它是克服尼龙拖过所述配合螺纹的阻力所需的扭矩。该扭矩值相对于最终安装扭矩通常不是很高。在一些标准(例如ISO、DIN、IFI、ASME、SAE、AN-、MS-、NAS-NASM-)中规定了扭矩的公差范围。
在本文中，导程是螺杆或螺栓的一次完整旋转所覆盖的、沿着螺钉或螺栓的轴线的距离。螺距是从一根螺纹的牙顶到下一根螺纹的牙顶的距离。因为绝大多数螺杆的螺纹结构是单头螺纹结构，所以它们的导程和螺距是相同的。单头意味着只有一个“脊部”缠绕在螺杆的圆柱体上。每次螺杆的主体旋转一圈，它就在轴向上前进一个脊部的宽度。“双头”意味着存在两个“脊部”缠绕在螺杆的主体的圆柱体上。每次螺杆的主体旋转一圈，它就在轴向上前进两个脊部的宽度。另一种表达这一点的方式是：导程和螺距是参数相关的，并且使它们相关的参数(即头数)通常具有值1，在这种情况下，它们的关系变为相等。一般而言，导程等于螺距乘以头数。在本文中，不失一般性地，自始至终假设是单头螺纹。
公制螺纹通常由其螺距(即每根螺纹多少距离)定义，而英制标准通常使用相反的逻辑，即每个给定距离上出现多少螺纹。因此，基于英寸的螺纹是根据每英寸的螺纹数(threads per inch，TPI)来定义。螺距和TPI描述了相同的潜在物理性质——只是以不同术语来描述。
本公开基于一种轮毂锁紧螺母，该轮毂锁紧螺母具有被加工到螺纹部分中的凹槽。该凹槽将所述螺纹部分分成两个部分。最靠近车轮轮毂的部分做得相对狭窄，以便形成在受到压力时能够沿轴向挠曲的弹性部分。当该弹性部分挠曲时，所述狭窄部分上的螺纹与主轴上的对应螺纹之间的摩擦增加了。这种增加的摩擦以方便且成本有效的方式提供了主扭矩功能。
图3示出了根据本公开的示例轮毂锁紧螺母220。轮毂锁紧螺母220包括限定中心孔221的圆周内壁321。内壁321具有螺纹部分310，该螺纹部分310被螺纹部分310中的环形凹槽320分隔成第一区段310a和第二区段310b，从而将第二区段310b构造为弹性部分，该弹性部分被布置成相对于第一区段310a在轴向方向上挠曲，如上文所讨论的。轮毂锁紧螺母220被布置成螺纹连接到所述主轴，并通过该主扭矩被保持就位。
图4示出了根据本公开的示例配合部件230。在此，配合部件230是安全垫圈，该安全垫圈包括限定中心孔231的内壁430，该中心孔231在轴向方向上延伸并且对应于轮毂锁紧螺母220的中心孔221。配合部件230包括面向轴向方向的环形端面410。突起420布置在环形端面410上，靠近中心孔231。该突起420被构造成当处于配合位置时在轮毂锁紧螺母220的螺纹部分310的第二区段310b上沿轴向方向A施加力F，从而将车辆车轮轮毂110保持就位。
图5示意性地示出了处于配合位置或接近配合位置(即，当生成或即将生成主导力时)的轮毂锁紧螺母220和配合部件230。配合部件230上的突起420在此被示出为推压轮毂锁紧螺母220的侧部。该推力迫使螺纹部分的第二区段因为力F而轴向向内挠曲。在轮毂锁紧螺母220被螺纹连接到主轴240时，这种向内挠曲挤压凹槽320。
图6示意性地示出了向螺纹部分310的第二区段310b轴向施加压力的效果。这种挤压在第二区段310b的螺纹与主轴的对应螺纹610b之间施加压力。这产生了摩擦，该摩擦进而提供了所需的主扭矩。
该轮毂锁紧螺母和安全垫圈可以有利地使用热成型钢来制造。
总之，参考图3至图6，本文中公开了一种用于将车辆车轮轮毂110保持就位的轮毂锁紧螺母组件300、400、500、600。该轮毂锁紧螺母组件包括轮毂锁紧螺母220和配合部件230，轮毂锁紧螺母220被布置成在配合位置上与该配合部件230配合。轮毂锁紧螺母220包括限定中心孔221的圆周内壁321。值得注意的是，内壁321具有螺纹部分310，该螺纹部分310被螺纹部分310中的环形凹槽320分隔成第一区段310a和第二区段310b，从而将第二区段310b构造为弹性部分，该弹性部分被布置成相对于第一区段310a在轴向方向A上挠曲。换句话说，内壁321具有螺纹部分310，该螺纹部分310被螺纹部分310中的环形凹槽320分隔成第一区段310a和第二区段310b，使得第二区段310b是弹性部分，该弹性部分被布置成相对于第一区段310a在轴向方向A上挠曲。
配合部件230包括限定中心孔231的内壁430，该中心孔231在轴向方向上延伸并对应于轮毂锁紧螺母220的中心孔221。配合部件230还包括面向轴向方向A的环形端面410，其中，突起420布置在环形端面410上，邻近中心孔231。该突起420被构造成当处于配合位置时在轮毂锁紧螺母220的螺纹部分310的第二区段310b上沿轴向方向A施加力F，从而将车辆车轮轮毂110保持就位。该突起的位置应该优选被优化为使得它靠近中心孔221接触该轮毂锁紧螺母。
根据多个方面，车轮轮毂安全垫圈构成所述配合部件230。
根据多个方面，该轮毂锁紧螺母或安全垫圈中的任一个由热成型钢形成。
已经发现某些尺寸范围适合在重型车辆上提供所需的主扭矩值。根据一些方面，外力F被配置为根据轮毂锁紧螺母的尺寸来提供轮毂锁紧螺母组件的主扭矩，其中，该主扭矩在50Nm至230Nm之间变化。
本领域技术人员可以通过基本实验的模拟，针对给定的主扭矩要求而得出合适的尺寸，然而，参考图6：
根据多个方面，轮毂锁紧螺母220的螺纹部分310的第二区段310b在轴向方向A上的宽度W2对应于该螺纹部分的螺距或导程的两倍至三倍之间。
根据各方面，环形凹槽320在轴向方向A上的宽度W在螺纹部分310的螺距或导程的0.8倍至1.2倍之间，并且优选为螺纹部分310的螺距或导程的1.0倍。
根据多个方面，环形凹槽320的深度D在5mm至10mm之间。
根据多个方面，突起420围绕配合部件230的整个环形端面410环形地延伸。
根据多个方面，突起420具有倒圆横截面形状或矩形横截面形状。
根据多个方面，轮毂锁紧螺母220和配合部件230中的任一个由热成型钢整体形成。
应当理解，轮毂锁紧螺母组件的不同部分也在本文中被单独地公开。因此，本文中公开了一种用于将车辆车轮轮毂110保持就位的轮毂锁紧螺母220，轮毂锁紧螺母220被布置成在配合位置上与配合部件230配合。轮毂锁紧螺母220包括限定中心孔221的圆周内壁321。值得注意的是，内壁321具有螺纹部分310，该螺纹部分310被螺纹部分310中的环形凹槽320分隔成第一区段310a和第二区段310b，从而将第二区段310b构造为弹性部分，该弹性部分被布置成相对于第一区段310a在轴向方向A上挠曲。
根据多个方面，该轮毂锁紧螺母可以具有上文结合图6讨论的尺寸。
本文中还公开了一种用于将车辆车轮轮毂110保持就位的安全垫圈230，该安全垫圈230被布置成在配合位置上与轮毂锁紧螺母220配合，安全垫圈230包括内壁430，该内壁430限定了在轴向方向A上延伸的中心孔231。值得注意的是，安全垫圈230包括面向轴向方向A的环形端面410，其中，突起420布置在环形端面410上，邻近中心孔231；突起420被构造成当处于配合位置时在轮毂锁紧螺母220的螺纹部分310的第二区段310b上沿轴向方向A施加力F。

Claims (15)

1.一种用于将车辆车轮轮毂(110)保持就位的轮毂锁紧螺母组件(300，400，500，600)，所述轮毂锁紧螺母组件(300，400，500，600)包括轮毂锁紧螺母(220)和配合部件(230)，所述轮毂锁紧螺母(220)被布置成在配合位置上与所述配合部件(230)配合，
所述轮毂锁紧螺母(220)包括限定中心孔(221)的圆周内壁(321)，其特征在于，所述内壁(321)具有螺纹部分(310)，所述螺纹部分(310)被所述螺纹部分(310)中的环形凹槽(320)分隔成第一区段(310a)和第二区段(310b)，从而将所述第二区段(310b)构造为弹性部分，所述弹性部分被布置成相对于所述第一区段(310a)在轴向方向(A)上挠曲，
所述配合部件(230)包括限定中心孔(231)的内壁(430)，所述配合部件的所述中心孔(231)在所述轴向方向(A)上延伸并对应于所述轮毂锁紧螺母(220)的所述中心孔(221)，所述配合部件(230)包括面向所述轴向方向(A)的环形端面(410)，其中，在所述环形端面(410)上布置有突起(420)，所述突起(420)被构造成：当处于所述配合位置时，所述突起(420)在所述轮毂锁紧螺母(220)的螺纹部分(310)的所述第二区段(310b)上沿所述轴向方向(A)施加力(F)，从而将所述车辆车轮轮毂(110)保持就位。
2.根据权利要求1所述的轮毂锁紧螺母组件(600)，其中，所述轮毂锁紧螺母(220)的螺纹部分(310)的所述第二区段(310b)在所述轴向方向(A)上的宽度(W2)对应于所述螺纹部分的螺距或导程的两倍至三倍之间。
3.根据任一前述权利要求所述的轮毂锁紧螺母组件(600)，其中，所述环形凹槽(320)在所述轴向方向(A)上的宽度(W)在所述螺纹部分(310)的螺距或导程的0.8倍至1.2倍之间，并且优选是所述螺纹部分(310)的螺距或导程的1.0倍。
4.根据任一前述权利要求所述的轮毂锁紧螺母组件(600)，其中，所述环形凹槽(320)的深度(D)在5mm至10mm之间。
5.根据任一前述权利要求所述的轮毂锁紧螺母组件(300，400，500，600)，其中，车轮轮毂安全垫圈构成所述配合部件(230)。
6.根据任一前述权利要求所述的轮毂锁紧螺母组件(400，500)，其中，所述突起(420)围绕所述配合部件(230)的整个环形端面(410)环形地延伸。
7.根据任一前述权利要求所述的轮毂锁紧螺母组件(300，400，500，600)，其中，所述外力(F)被配置为根据所述轮毂锁紧螺母的尺寸来提供所述轮毂锁紧螺母组件的主扭矩，其中所述主扭矩在50Nm至230Nm之间变化。
8.根据任一前述权利要求所述的轮毂锁紧螺母组件(300，400，500，600)，其中，所述轮毂锁紧螺母(220)和所述配合部件(230)中的任一个由热成型钢一体形成。
9.一种车辆(100)，其包括根据任一前述权利要求所述的轮毂锁紧螺母组件(300，400，500，600)。
10.一种用于将车辆车轮轮毂(110)保持就位的轮毂锁紧螺母(220)，所述轮毂锁紧螺母(220)被布置成在配合位置上与配合部件(230)配合，
所述轮毂锁紧螺母(220)包括限定中心孔(221)的圆周内壁(321)，其特征在于，所述内壁(321)具有螺纹部分(310)，所述螺纹部分(310)被所述螺纹部分(310)中的环形凹槽(320)分隔成第一区段(310a)和第二区段(310b)，从而将所述第二区段(310b)构造为弹性部分，所述弹性部分被布置成相对于所述第一区段(310a)在轴向方向(A)上挠曲。
11.根据权利要求10所述的轮毂锁紧螺母(220)，其中，所述轮毂锁紧螺母(220)的螺纹部分(310)的所述第二区段(310b)在所述轴向方向(A)上的宽度(W2)对应于所述螺纹部分的螺距或导程的两倍至三倍之间。
12.根据权利要求10至11中的任一项所述的轮毂锁紧螺母(220)，其中，所述环形凹槽(320)在所述轴向方向(A)上的宽度(W)在所述螺纹部分(310)的螺距或导程的0.8倍至1.2倍之间，并且优选是所述螺纹部分(310)的螺距或导程的1.0倍。
13.根据权利要求10至12中的任一项所述的轮毂锁紧螺母(220)，其中，所述环形凹槽(320)的深度(D)在5mm至10mm之间。
14.一种用于将车辆车轮轮毂(110)保持就位的安全垫圈(230)，所述安全垫圈(230)被布置成在配合位置上与轮毂锁紧螺母(220)配合，所述安全垫圈(230)包括内壁(430)，所述内壁(430)限定了在轴向方向(A)上延伸的中心孔(231)，其特征在于，所述安全垫圈(230)包括面向所述轴向方向(A)的环形端面(410)，其中，在所述环形端面(410)上布置有突起(420)，所述突起(420)被构造成：当处于所述配合位置时，所述突起(420)在所述轮毂锁紧螺母(220)的螺纹部分(310)的所述第二区段(310b)上沿所述轴向方向(A)施加力(F)。
15.根据权利要求14所述的安全垫圈(230)，其中，所述外力(F)被配置为根据所述轮毂锁紧螺母的尺寸来提供所述轮毂锁紧螺母组件的主扭矩，其中所述主扭矩在50Nm至230Nm之间变化。
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