CN1835851A - 用于汽车轴的车轮轴承结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于非驱动汽车轴最好是挂车轴的车轮轴承结构，该车轮轴承结构包括一个抗扭的支承桥(1)和一个在该支承桥上构成的轴承座(7)以及一个可与支承桥(1)的自由端旋紧连接的螺栓件(28)，所述轴承座用于可将轮毂(2)旋转支承在支承桥(1)上的、至少两排的圆锥滚子轴承(3、4)的内圈(5)，所述螺栓件轴向作用到外部的圆锥滚子轴承(3)的内圈(5)上。为了获得一种紧凑式的轴向小型的中心旋紧连接，支承桥(1)在轴承座(7)的内部定中地具有内螺纹(34)，螺栓件(28)利用一个外螺纹段(32)与内螺纹嵌接。

Description

用于汽车轴的车轮轴承结构
技术领域
本发明涉及一种用于非驱动汽车轴最好是挂车轴的车轮轴承结构，包括一个抗扭的支承桥(Achsschenkel)和一个在该支承桥上构成的轴承座以及一个可与支承桥的自由端旋紧连接的螺栓件，所述轴承座用于可将轮毂旋转支承在支承桥上的、至少两排的圆锥滚子轴承的内圈，所述螺栓件轴向作用到外部的圆锥滚子轴承的内圈上。
背景技术
EP 0 529 252 B1公开了具有这些特征的车轮轴承结构。支承桥在其末端上具有一个整体成型的螺纹轴颈，上面可旋接中心轴螺母。中心轴螺母利用其内侧支承在两个圆锥滚子轴承的外轴承内圈上。为进行位置调整，中心轴螺母在其旋接在支承桥的外螺纹轴颈上后以相当小的角距锁紧在支承桥上。通过中心轴螺母和支承桥起到旋转保险作用部件的相应距离，形成轴螺母明显低于30°的最小扭转角并因此产生微量轴承调整的可能性。
缺点是支承桥的外螺纹轴颈与设置在其上的轴螺母有相当大的轴向结构空间。为确保任何情况下轴螺母和外螺纹轴颈之间螺纹连接的轴承调整具有足够的支承面，外螺纹轴颈的长度必须不仅等于，而且必须大于轴螺母的轴向长度。此外，轴螺母外部具有一个附加的头，处于上面的是在轴向上分布的间隙，用于接收支承桥末端上轴螺母旋转锁紧装置的保险螺栓。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于非驱动汽车轴的车轮轴承结构，其中，位置调整所要求的螺栓连接仅需要非常小的轴向结构空间。
为实现该目的，在一种具有开头所述特征的车轮轴承结构中提出，支承桥在轴承座的内部定中地具有内螺纹，螺栓件利用一个外螺纹段与内螺纹嵌接。
至少两排圆锥滚子轴承的轴承间隙因此利用一个螺栓件进行调整，该螺栓件利用在其上构成的外螺纹段与支承桥上的内螺纹嵌接。螺栓件因此按照一种螺栓的方式构成，该螺栓利用其外螺纹段与支承桥末端上相应的内螺纹嵌接。与现有技术相比，取消了在支承桥上外部成型的外螺纹轴颈，所以依据本发明的解决方案可以减小轴向结构长度。这一点也提供了这种可能性，即车轮轴承结构或包括可能的轮毂盖在内的轮毂结构更短并因此也更紧凑地构成。通过取消支承桥上的外螺纹轴颈可以减轻重量，其中，轴外端位置的这种减轻重量对降低惯性力产生具有特别有益的作用。
利用一种车轮轴承结构的构成提出，螺栓件在中间置入耐磨盘的情况下支承到内圈上。作为在使用这种耐磨盘情况下的选择，螺栓件也可以利用一个具有耐磨表面或者表面涂层的支承面支承到内圈上。
在一种特别优选的构成中，螺栓件利用一个例如在其上整体成型的径向凸缘支承到圆锥滚子轴承的内圈上，而且径向凸缘的直径相对于外螺纹段的直径加大。其中这种构成的优点是由此达到减轻重量的目的。例如六方螺栓头，这种螺栓件的操作段可以相当紧凑地构成并且其大小，使其可以传递用于轴承调整的足够扭矩。拧紧力然后通过例如在螺栓件上整体成型的径向凸缘，继续传递到圆锥滚子轴承的内圈上，径向凸缘的直径相对于螺栓件外螺纹段的直径加大。所增加的材料投入和由此一定的重量缺陷因此限制在径向凸缘上，而与此相反的是，螺栓件此外和特别是其可从外部接近的操作段可以相当小和紧凑地构成。
利用另一构成提出，径向凸缘处于螺栓件的具有扳手面的操作段和外螺纹段之间。
此外提出，支承桥在其最外端以一个端面结束，而且径向凸缘相对于端面具有一个自由的轴向距离。通过这种轴向距离确保即使在很强的轴承再调整情况下，通过螺栓件施加的轴向力也仅作用到外部的圆锥滚子轴承的内圈上。
依据一种构成，径向凸缘可以具有一个朝向内圈的弯角，其中，径向凸缘利用该弯角支承到内圈上。在这种情况下，弯角轴向经过支承桥的端面向内圈延伸。
利用一种优选的构成提出，螺栓件后面嵌接一个内部设置在轮毂上向支承桥方向径向凸起的凸起部。只要在松开螺栓件时将该件从后面向该凸起部移动，拆卸力就从螺栓件的外部边缘传递到设置在轮毂上内部的凸起部上。在继续松开螺栓件时，最好包括设置在里面的滚动轴承在内的整个轮毂随动。最好向支承桥方向径向凸起的凸起部为一个安置在轮毂的一个内槽中的卡环。此外，为取得所介绍的后面嵌接优选螺栓件利用最好整体在其上成型的径向凸缘后面嵌接凸起部。
依据本发明的车轮轴承结构另一种构成的特征在于，螺栓件的一个相对于支承桥的扭转止动器。扭转止动器最好由用于保险件的在螺栓件和/或者支承桥的圆周上分布的开孔或者凹口组成，其中，保险件例如可以是保险销或者保险螺栓。为了可以进行特别精细的轴承调整，开孔或者凹口最好在圆周上不规则地分布，最好在顺时针方向上看以两个60°、一个45°、再两个60°和再一个75°的角距分布。利用这种不对称分布的开孔或者凹口形成螺栓件明显低于30°的最小扭转角并因此形成一种特别精细分级调整轴承的可能性。
利用车轮轴承结构的另一种构成提出，螺栓件具有用于限制拧紧力矩的机构。该机构最好一体集成到螺栓件的向外伸出支承桥的端面的操作段中。扭矩传递通过一种啮合装置的方式进行，该啮合装置在拧紧力矩过高的情况下失去其啮合。啮合装置可以是径向啮合装置或者轴向啮合装置，此外它也可以处于所使用的部件的外部或者内部。
附图说明
下面借助实施例和参阅附图对本发明的细节和其他优点进行说明。其中：
图1示出设置在汽车轴末端上的车轮轴承结构的剖面图；
图2示出车轮轴承结构相对于图1变化实施方式的剖面图；
图3示出车轮轴承结构另一实施方式的局部剖面图；
图4示出相对于图3实施方式的一种变化；以及
图5示出相对于图3实施方式的另一种变化。
具体实施方式
在作为载货车挂车的刚性汽车轴的组成部件的一个支承桥1上可自由旋转地支承一个轮毂2。在该实施例中共设有两个圆锥滚子轴承3、4用于支承，其中，位于外部的滚动轴承3的直径小于远离位于内部的滚动轴承4。两个圆锥滚子轴承3、4均由一个内圈5、一个外圈6以及带有圆锥滚子的保持架组成。滚动轴承3的内圈5在支承桥1的一个圆柱形轴承座7上，其中，轴承座7同时构成一个末端轴颈并因此构成支承桥1的最外端。外圈6的轴承座为轮毂2内侧上的圆柱形接收孔8。但两个滚动轴承3、4也可以合并成一个轴承单元(Hubunit)。
最好锻造的支承桥1具有贯通的中心开孔10，它可以或者是一个孔，或者在锻造时已经相应构成。该开孔10的内部横截面向轴体的末端缩小，开孔10在最外端上过渡到后面还要详细介绍的内螺纹内。
在轮毂2上设置一个与其抗扭的盘式制动器的制动盘12。制动盘12通过一个罐状的加长段13与轮毂2的轮毂法兰14连接。轮毂法兰14在所示的实施例中为轮毂2的整体组成部分。轮毂2和轮毂法兰14同样也可以分两部分构成。在轮毂法兰14上固定图1中采用附图符号18仅示意示出的车轮或轮辋。
滚动轴承结构通过可抗扭固定在支承桥上的螺栓件28固定和调整，该螺栓件利用一个径向凸缘29轴向支承在外部的圆锥滚子轴承3的内圈5上。该支承力传递到圆锥滚子轴承的外圈6上，其中，外圈6向内，也就是向轴，轴向支承在处于轮毂2内部的凸起部19上。与此相反，外圈6向汽车外部不以任何方式轴向支承，特别是它具有与卡环40具有足够大的轴向距离。螺栓件28是一个螺栓，带有用于具有工具的操作段31的扳手面30以及旋入支承桥1的中心内螺纹34内的外螺纹段32。为此如从图中可看到的那样，支承桥1具有贯通的开孔10，它在支承桥1的构成轴承座7的末端区域内具有内螺纹34。内螺纹34一直延伸到支承桥1端面44的平面。
螺栓件28支承在滚动轴承3上的径向凸缘29处于其螺纹段32和操作段31，也就是螺栓头之间。螺栓件28径向凸缘29的直径这样确定，使径向凸缘29从后面嵌接一个可松开固定在轮毂2的接收孔8内的槽中的卡环40。也就是说径向凸缘29的外径大于卡环40的内径。如果将螺栓件28在松开方向上转动，那么该件因此通过其径向凸缘29并通过卡环40带动整个轮毂2并最好也带动设置在里面的圆锥滚子轴承3、4。按照这种方式通过在松开方向上转动螺栓件28可以将轮毂从支承桥上拆下。
径向凸缘29可以是螺栓件28的整体组成部分。而在按照图1的实施方式中，径向凸缘29是一个大直径的圆盘，套装在这里作为标准螺栓构成的螺栓件28上或者通过焊接连接。通过旋紧该螺栓其螺栓头31将起到径向凸缘29作用的圆盘压向外部的圆锥滚子轴承的内圈5上。
在对着汽车中心的内部上径向凸缘29具有轴向的凸起部42。轴向凸起部42处于略小于内圈5内径的外径上。由此可以达到螺栓件28相对于内圈5暂时定中心的目的。
从图1还可看出，螺栓件28或其径向凸缘29相对于构成支承桥1最外端的那个端面44具有一定的轴向距离a。按照这种方式存在用于轴承间隙再调整的足够间隙。
螺栓件28最好在它支承在内圈5的部位上具有耐磨的表面涂层。作为选择也可以在螺栓件的径向凸缘29和内圈5之间设置一个附加的耐磨盘并按照这种方式考虑到这种情况，即实际上滚动轴承的内圈5在轴承座7上略微转动或在那里移动。
在图2的实施方式中，螺栓件28的径向凸缘29具有一个朝向内圈5的弯角46，其中，它利用弯角46支承在内圈5上。弯角46轴向通过支承桥1的端面44延伸直至与内圈5接触。径向扩展段47再从那里延伸到可以相对于卡环40形成已经介绍过的后面嵌接的直径上，这样以便可以将轮毂从支承桥上拆下。
在图2的实施方式中，螺栓件28具有用于限制最大拧紧力矩的机构。为此螺栓件28具有一个上面还固定构成外螺纹段32的内部件48以及一个原则上可在内部件48上转动的外部件49。外部件49具有常用的扳手面30。
处于内部件48和外部件49之间的是一个啮合装置50，其齿在超过一个预先规定的拧紧力矩情况下失去其啮合并因此释放扭矩的限制。在这里为碟形弹簧的弹簧51向外部件49施加相应的压紧力用于齿50的啮合。这样构成的用于限制拧紧力矩的结构仅在拧紧螺栓件28时工作。而松开螺栓件28可以没有扭矩限制。
如图2所示的车轮轴承结构的特征还在于，螺栓件28的一个相对于支承桥1的扭转止动器55。处于支承桥1从轴承座7过渡到端面44末端上的是一个缺口或者一个凹口56。一个销钉57穿过径向凸缘29的弯角部分内的一个孔锁止在该凹口56内。销钉57按照这种方式使螺栓件和支承桥之间产生一种形锁合。销钉57固定在一个弹簧钢制成的卡箍58上，由此销钉57可逆着这种弹力从各自的凹口56以及径向凸缘29的孔内拉出，以便这样松开扭转止动器。
用于穿过销钉57的凹口56和/或者孔在支承桥或螺栓件28的圆周上不是均匀分布的，而是以不均匀的角距分布。对此的原则在EP 0 529 252 B1中有所介绍。据此的角距在顺时针方向上看为两个60°、一个45°、再两个60°和再一个75°。
图3示出螺栓件28以及在其中一体集成的用于限制拧紧力矩的机构的一种可选择的构成。在与外螺纹段32整体构成的螺栓头60上，插入一个基本上圆柱形的接头61，其中，接头61在碟形弹簧51的作用下支承在螺栓头60内构成的盲孔的底部上。在盲孔的底部那里构成啮合装置的齿50，接头61的相应的对应齿形锁合地贴靠在齿50。扭矩限制因此通过轴向作用的过载啮合装置进行。为操作螺栓件28，接头61具有内六方62。
在图3的实施方式中，扭转止动器也通过设置在卡箍58上的销钉57构成，它穿过螺栓件内的多个孔64，而且利用其另一末端与支承桥1的端面44内的盲孔65嵌接并由此产生所要求的转动锁止作用。
图4示出再次变化的实施方式，其中，在这种情况下插入螺栓头60内的接头61利用外六方67部分从螺栓头60穿出。作为过载机构的弹簧件也使用一个碟形弹簧51，它一方面从外部支承在接头61上，而另一方面则支承在固定在螺栓头60一个槽内的卡环68上。
按照图4实施方式的卡环68在按照图5的其他实施方式中可以取消。取代其为产生碟形弹簧51的对应支承将螺栓头60的材料冲压花纹70。按照图5所示螺栓件因此可以减少单独部件节省成本地制造。
前面借助图2-5介绍的用于限制拧紧力矩的机构的共同之处在于，它们具有整体作用的啮合装置50。在螺栓的拧紧力矩过强的情况下啮合装置完全止动。而在相反方向上，也就是在松开螺栓时齿50可靠相互啮合，从而没有扭矩限制。按照这种方式，防止借助于螺栓件过强地拧紧圆锥滚子轴承。
附图标记一览表
1   支承桥                         42  凸起部
2   轮毂                           44  端面
3   滚动轴承                       46  弯角
4   滚动轴承                       47  扩展段
5   内圈                           48  内部件
6   外圈                           49  外部件
7   轴承座                         50  齿，啮合装置
8   接收孔                         51  碟形弹簧
10  开孔                           55  扭转止动器
12  制动盘                         56  凹口
13  加长段                         57  销钉
14  轮毂法兰                       58  卡箍
18  车轮，轮辋                     60  螺栓头
19  凸起部                         61  接头
28  螺栓件，螺栓                   62  内六方
29  径向凸缘                       64  孔
30  扳手面                         65  盲孔
31  操作段，螺栓头                 67  外六方
32  外螺纹段                       68  卡环
34  内螺纹                         70  冲压花纹
40  卡环                           a   轴向距离

Claims (20)

1.用于非驱动汽车轴最好是挂车轴的车轮轴承结构，该车轮轴承结构包括一个抗扭的支承桥(1)和一个在该支承桥上构成的轴承座(7)以及一个可与支承桥(1)的自由端旋紧连接的螺栓件(28)，所述轴承座用于可将轮毂(2)旋转支承在支承桥(1)上的、至少两排的圆锥滚子轴承(3、4)的内圈(5)，所述螺栓件轴向作用到外部的圆锥滚子轴承(3)的内圈(5)上，其特征在于，支承桥(1)在轴承座(7)的内部定中地具有内螺纹(34)，螺栓件(28)利用一个外螺纹段(32)与所述内螺纹嵌接。
2.按权利要求1所述的车轮轴承结构，其特征在于，螺栓件(28)在中间置入耐磨盘的情况下支承到内圈(5)上。
3.按权利要求1所述的车轮轴承结构，其特征在于，螺栓件(28)利用一个具有耐磨表面或者表面涂层的支承面支承到内圈(5)上。
4.按前述权利要求之一所述的车轮轴承结构，其特征在于，螺栓件(28)利用一个最好在其上整体成型的径向凸缘(29)支承在圆锥滚子轴承(3)的内圈(5)上；径向凸缘(29)的直径相对于外螺纹段(32)的直径加大。
5.按权利要求4所述的车轮轴承结构，其特征在于，径向凸缘(29)的直径大于内圈(5)的最大直径。
6.按权利要求5所述的车轮轴承结构，其特征在于，径向凸缘(29)处于螺栓件(28)的具有扳手面(30)的操作段(31)和外螺纹段(32)之间。
7.按权利要求5或6所述的车轮轴承结构，其特征在于，支承桥(1)在其最外端以一个端面(44)结束；径向凸缘(29)相对于端面(44)具有一个自由的轴向距离(a)。
8.按权利要求5-7之一所述的车轮轴承结构，其特征在于，径向凸缘(29)具有一个朝向内圈(5)的弯角(46)，而且径向凸缘利用该弯角(46)支承到内圈(5)上。
9.按权利要求8所述的车轮轴承结构，其特征在于，弯角(46)轴向经过支承桥的端面(44)向内圈(5)延伸。
10.按前述权利要求之一所述的车轮轴承结构，其特征在于，圆锥滚子轴承(3)具有一个安置在轮毂(2)的一个圆柱形接收孔(8)中的外圈(6)；外圈(6)仅向内轴向支承。
11.按权利要求10所述的车轮轴承结构，其特征在于，外圈(6)轴向支承在一个设置在轮毂(2)内部径向凸起的凸起部(19)上。
12.按前述权利要求之一所述的车轮轴承结构，其特征在于，螺栓件(28)后面嵌接一个设置在轮毂(2)内部的、向支承桥(1)方向径向凸起的凸起部。
13.按权利要求12所述的车轮轴承结构，其特征在于，向支承桥(1)方向径向凸起的凸起部为一个安置在轮毂(2)的一个内槽中的卡环(40)。
14.按权利要求12或13所述的车轮轴承结构，其特征在于，螺栓件(28)利用最好整体在其上成型的径向凸缘(29)后面嵌接凸起部(40)。
15.按前述权利要求之一所述的车轮轴承结构，其特征在于，螺栓件(28)具有一个相对于支承桥(1)的扭转止动器(55)。
16.按权利要求15所述的车轮轴承结构，其特征在于，扭转止动器(55)具有用于保险件(57)的在螺栓件(28)和/或者支承桥端部的圆周上分布的开孔(64)或者凹口(56、65)。
17.按权利要求16所述的车轮轴承结构，其特征在于，开孔(64)或者凹口(56、65)在顺时针方向上看最好以两个60°、一个45°、再两个60°和再一个75°的角距在圆周上不规则地分布。
18.按前述权利要求之一所述的车轮轴承结构，其特征在于，螺栓件(28)具有用于限制可传递到螺栓件上的拧紧力矩的机构。
19.按权利要求18所述的车轮轴承结构，其特征在于，用于限制拧紧力矩的机构一体集成到螺栓件(28)的向外伸出支承桥(1)的端面(44)的操作段(31)中。
20.按权利要求18或19所述的车轮轴承结构，其特征在于，螺栓件(28)具有一个与外螺纹段(32)整体构成的螺栓头(60)和一个插入螺栓头(60)的一个盲孔内的、弹簧加载的具有扳手面(62、67)的接头(61)；接头(61)利用一个轴向作用的过载啮合装置(50)支承到盲孔的底部上。
CNB2004800164576A 2003-06-13 2004-05-15 用于汽车轴的车轮轴承结构 Expired - Lifetime CN100509445C (zh)

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