DE102018127535A1 - Wheel bearing unit - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Radlagereinheit umfassend ein Radlager, mit einem Innenring mit Innenringlaufbahn, mit einem Außenring mit Außenringlaufbahn, und mit einer Mehrzahl von zwischen Innenring und Außenring angeordneten, in einem Käfig beabstandet gehaltenen, Wälzkörpern. Vorzugsweise ist der Innenring fahrzeugradseitig mit einem Radnabenflansch ausgebildet. Gemäß einer ersten Ausführung der Erfindung sind eine Mehrzahl der Wälzkörper als Kombinationswälzkörper ausgebildet, derart, dass eine Kugel in einer Zylinderhohlrolle angeordnet. Dabei sind die Kombinationswälzlagerkörper umfänglich gleichmäßig verteilt im Radlager angeordnet.In einer zweiten Ausführung der Erfindung sind eine erste Mehrzahl der Wälzkörper als Kugel und eine zweite Mehrzahl der Wälzkörper als Rolle ausgebildet und sind die Kugeln und die Rollen in regelmäßigen Abständen abwechselnd umfänglich im Radlager angeordnet.The invention relates to a wheel bearing unit comprising a wheel bearing, with an inner ring with an inner ring raceway, with an outer ring with an outer ring raceway, and with a plurality of rolling elements which are arranged between the inner ring and the outer ring and are spaced apart in a cage. The inner ring is preferably formed on the vehicle wheel side with a wheel hub flange. According to a first embodiment of the invention, a plurality of the rolling elements are designed as combination rolling elements, such that a ball is arranged in a hollow cylindrical roller. In a second embodiment of the invention, a first plurality of the rolling elements are designed as a ball and a second plurality of the rolling elements as a roller, and the balls and the rollers are alternately arranged circumferentially in the wheel bearing at regular intervals.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radlagereinheit umfassend ein Radlager, mit einem Innenring mit Innenringlaufbahn, mit einem Außenring mit Außenringlaufbahn, und mit einer Mehrzahl von zwischen Innenring und Außenring angeordneten, in einem Käfig beabstandet gehaltenen Wälzkörpern. Die Radlagereinheit ist vorzugsweise mit einem Radnabenflansch, der als integraler Bestandteil des Innenrings ausgebildet ist, ausgeführt.The present invention relates to a wheel bearing unit comprising a wheel bearing, with an inner ring with an inner ring raceway, with an outer ring with an outer ring raceway, and with a plurality of rolling elements arranged between the inner ring and outer ring and held apart in a cage. The wheel bearing unit is preferably designed with a wheel hub flange which is designed as an integral part of the inner ring.

Radlager in Fahrzeugen dienen dazu, eine Rotation der Fahrzeugräder relativ zum Fahrgestell zu ermöglichen und müssen dabei radiale und axiale, auftretende Kräfte aufnehmen. Die radialen Kräfte können dabei durch das Eigengewicht des Fahrzeuges entstehen und die axialen Kräfte können durch seitliche Kräfte, beispielsweise bei der Kurvenfahrt eines Fahrzeuges entstehen. Für die Aufnahme von radialen und axialen Kräften bei der Radlagerung gibt es bereits eine Vielzahl verschiedener, aus dem Stand der Technik bekannter Radlagerkonfigurationen.Wheel bearings in vehicles serve to enable rotation of the vehicle wheels relative to the chassis and must absorb radial and axial forces that occur. The radial forces can arise from the weight of the vehicle and the axial forces from lateral forces, for example when a vehicle is cornering. There are already a large number of different wheel bearing configurations known from the prior art for absorbing radial and axial forces in wheel bearings.

Die Wälzkörper haben abhängig von der Radlagerbauart die Form einer Kugel oder einer Rolle. Sie wälzen sich auf den Laufbahnen des Innenrings und des Außenrings ab und haben die Aufgabe, die auf das Radlager wirkende Kraft vom Außenring auf den Innenring und umgekehrt zu übertragen. Beim Drehen des Radlagers entsteht eine hohe Reibung. Daher müssen die Wälzkörper mit Schmierstoffen, etwa Schmierfett oder Schmieröl, geschmiert werden, um das Radlager funktionsfähig zu halten. Die Radlager in modernen Fahrzeugen sind meistens so konstruiert, dass sie wartungsfrei sind, was üblicherweise mit einer Fettfüllung realisiert ist, die über die gesamte Lebensdauer des Radlagers eine ausreichende Schmierung der Wälzkörper gewährleistet.Depending on the type of wheel bearing, the rolling elements have the shape of a ball or a roller. They roll on the raceways of the inner ring and the outer ring and have the task of transferring the force acting on the wheel bearing from the outer ring to the inner ring and vice versa. When the wheel bearing is turned, there is high friction. Therefore, the rolling elements must be lubricated with lubricants, such as grease or lubricating oil, in order to keep the wheel bearing functional. The wheel bearings in modern vehicles are usually designed in such a way that they are maintenance-free, which is usually achieved with a grease filling that ensures adequate lubrication of the rolling elements over the entire service life of the wheel bearing.

Damit kein Schmiermittel aus dem Radlager austreten oder Schmutzpartikel in das Lager eindringen können, sind entsprechende Dichtungselemente vorgesehen. Üblicherweise besitzen Dichtungen für Radlager mehrere Dichtlippen, die die Kontaktfläche zum drehenden Lagerring - je nach Ausführung also den Innenring oder den Außenring - abdichten. Bei deren Berührung entsteht Reibung, die zum einen notwendig ist um eine hinreichende Dichtheit zu gewährleisten, zum anderen jedoch unerwünscht ist, da sie die Radlagerreibung spürbar erhöht.Appropriate sealing elements are provided so that no lubricant can escape from the wheel bearing or dirt particles can enter the bearing. Gaskets for wheel bearings usually have several sealing lips that seal the contact surface to the rotating bearing ring - depending on the design, the inner ring or the outer ring. When they are touched, there is friction, which is necessary on the one hand to ensure adequate tightness, but on the other hand is undesirable because it noticeably increases the wheel bearing friction.

Der Käfig ist so ausgebildet, dass die Wälzkörperkugeln und/oder die Wälzkörperrollen voneinander beabstandet werden, damit beispielsweise die Reibung und Wärmeentwicklung der Wälzkörper möglichst gering gehalten wird. Ferner hält der Käfig die Wälzkörperkugeln und/oder Wälzkörperrollen in einem festen Abstand beim Abwälzen zueinander, wodurch eine gleichmäßige Lastverteilung erzielt werden kann. Der Käfig kann aus einem Kunststoff oder Kunststoffkomposit oder aus Metall oder einem Metallkomposit geformt sein.The cage is designed such that the rolling element balls and / or the rolling element rollers are spaced apart from one another so that, for example, the friction and heat development of the rolling elements is kept as low as possible. Furthermore, the cage keeps the rolling element balls and / or rolling element rollers at a fixed distance from one another during the rolling process, as a result of which a uniform load distribution can be achieved. The cage can be formed from a plastic or plastic composite or from metal or a metal composite.

Radlager, die an angetriebenen Achsen zum Einsatz kommen, sind im bzw. am Achsträger befestigt. Bei einfachen Lagertypen ist das Radlager typischer Weise mit seinem Außenring in den Achsträger eingepresst. Weiterentwicklungen von Radlagern zu sogenannten Radlagereinheiten oder Radlagermodulen können einen Flansch in Form eines Befestigungsflansches, etwa zur Befestigung an einem Achsträger, und/oder einen Flansch in Form eines Radnabenflansches, als integrale Bestandteile aufweisen.Wheel bearings that are used on driven axles are fastened in or on the axle carrier. In the case of simple bearing types, the wheel bearing is typically pressed into the axle carrier with its outer ring. Further developments of wheel bearings to so-called wheel bearing units or wheel bearing modules can have a flange in the form of a fastening flange, for example for fastening to an axle carrier, and / or a flange in the form of a wheel hub flange as integral components.

Radlager, die an nicht angetriebenen Achsen zum Einsatz kommen, sind in ihrer Funktion grundsätzlich identisch. Wesentlicher Unterschied ist, dass diese Radlager nicht von einer Antriebswelle angetrieben sind, sondern auf einem positionsfesten Achsträger angeordnet sind.Wheel bearings that are used on non-driven axles are basically identical in their function. The main difference is that these wheel bearings are not driven by a drive shaft, but are arranged on a fixed axle carrier.

Durch die Unterschiedlichen Ausführungen kann sich sowohl der Außenring als auch der Innenring drehen - der jeweils andere Lagerring steht fest.Due to the different designs, both the outer ring and the inner ring can rotate - the other bearing ring is fixed.

Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Radlagern und Radlagereinheiten bekannt. So sind verschiedenste Radlagertypen neuerer Bauart in den aktuellen Veröffentlichungen, wie Verkaufs- oder Technologieprospekten der Anmelderin beschrieben.A large number of wheel bearings and wheel bearing units are known from the prior art. A wide variety of new types of wheel bearings are described in the current publications, such as the applicant's sales or technology brochures.

In der Regel werden für Radlagereinheiten Schrägkugellager verwendet. Wenn die Lasten zu groß werden, wie etwa radiale Lasten bei Lastkraftwagen oder dergleichen, kommen Kegelrollenlagereinheiten zum Einsatz, welche allerdings einen komplizierteren und teureren Fertigungsprozess bedingen.As a rule, angular contact ball bearings are used for wheel bearing units. If the loads become too large, such as radial loads on trucks or the like, tapered roller bearing units are used, but these require a more complicated and expensive manufacturing process.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Radlager für höhere Lasten bereitzustellen, welches sich durch einen einfachen Fertigungsprozess und kostengünstige Herstellung, sowie insbesondere durch eine, im Vergleich zu einem Kegelrollenlager, kompaktere Bauweise auszeichnet.The object of the present invention is to provide a wheel bearing for higher loads, which is characterized by a simple manufacturing process and cost-effective production, and in particular by a more compact design compared to a tapered roller bearing.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Radlagereinheit umfassend ein Radlager, mit einem Innenring mit Innenringlaufbahn, mit einem Außenring mit Außenringlaufbahn, und mit einer Mehrzahl von zwischen Innenring und Außenring angeordneten, in einem Käfig beabstandet gehaltenen, Wälzkörpern. Dabei weist das Radlager bevorzugt einen Innenring mit einem auf seiner dem Fahrzeugrad zugekehrten Seite intergierten Flansch, einen sogenannten Radnabenflansch, auf.
In einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform sind eine Mehrzahl der Wälzkörper als Kombinationswälzkörper ausgebildet, derart, dass jeweils mindestens eine Kugel in einer Zylinderhohlrolle angeordnet ist und die Kombinationswälzlagerkörper umfänglich gleichmäßig verteilt im Radlager angeordnet sind.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung sind eine erste Mehrzahl der Wälzkörper als Kugel und eine zweite Mehrzahl der Wälzkörper als Rolle ausgebildet, wobei Kugeln und Rollen in regelmäßigen Abständen abwechselnd umfänglich im Radlager angeordnet sind.
Hierdurch wird eine erhöhte kombinierte Traglast in axialer und radialer Richtung bei gleichzeitig kompakter Bauweise des Radlagers beziehungsweise der Radlagereinheit erreicht.The object is achieved by a wheel bearing unit comprising a wheel bearing, with an inner ring with an inner ring raceway, with an outer ring with an outer ring raceway, and with a plurality of rolling elements which are arranged between the inner ring and the outer ring and are spaced apart in a cage. In this case, the wheel bearing preferably has an inner ring with a flange integrated on its side facing the vehicle wheel, a so-called wheel hub flange.
In a first embodiment according to the invention, a plurality of the rolling elements are designed as combination rolling elements, in such a way that at least one ball is arranged in each case in a hollow cylindrical roller and the combination rolling bearing elements are uniformly distributed over the circumference in the wheel bearing.
According to a second embodiment of the invention, a first plurality of the rolling elements are designed as a ball and a second plurality of the rolling elements as a roller, wherein balls and rollers are arranged alternately circumferentially in the wheel bearing at regular intervals.
As a result, an increased combined load in the axial and radial directions is achieved with a compact design of the wheel bearing or the wheel bearing unit.

Bevorzugt weist der Innenring zumindest eine erste radiale Innenringlaufbahn auf und ferner, in seinem Radlagerflansch ausgebildet, zumindest eine erste axiale Innenringlaufbahn auf. Durch diese Bauweise wird die sehr kompakte Bauweise weiter unterstützt und eine hohe Steifigkeit erreicht.The inner ring preferably has at least one first radial inner ring raceway and, furthermore, formed in its wheel bearing flange, at least one first axial inner ring raceway. This design further supports the very compact design and achieves high rigidity.

In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist, gegenüberliegend der ersten axialen Innringlaufbahn, eine zweite axiale Innenringlaufbahn in einer Gelenkglocke ausgebildet, so dass in axialer Richtung gesehen auf der einen Seite (in Richtung Fahrzeugrad orientiert) ein Radlagerflansch mit einer ersten Innenringlaufbahn und auf der anderen Seite (vom Fahrzeugrad weg orientiert) eine Gelenkglocke mit einer zweiten Innenringlaufbahn angeordnet ist. Die Gelenkglocke kann dabei ebenfalls als integraler Bestandteil der Radlagereinheit ausgebildet sein.In a particularly preferred development of the invention, opposite the first axial inner ring raceway, a second axial inner ring raceway is formed in an articulated bell, so that seen in the axial direction on one side (oriented in the direction of the vehicle wheel) a wheel bearing flange with a first inner ring raceway and on the other Side (oriented away from the vehicle wheel) is an articulated bell with a second inner ring raceway. The joint bell can also be formed as an integral part of the wheel bearing unit.

In einer anderen Weiterbildung der Erfindung kann eine zweite axiale Innenringlaufbahn anstatt in der Gelenkglocke in einer separaten Wellenscheibe ausgebildet sein. In diesem Fall ist auch die Gelenkglocke kein integraler Bestandteil der Radlagereinheit.In another development of the invention, a second axial inner ring raceway can be formed in a separate shaft washer instead of in the joint bell. In this case, the joint bell is not an integral part of the wheel bearing unit.

Durch die erfindungsgemäße Radlagereinheit wird eine äußerst kompakte Bauform ermöglicht, die zugleich hohe axiale und radiale Kräfte aufzunehmen in der Lage ist und dabei sehr verwindungssteif ausgebildet ist. Ein zusätzlicher Käfig für die als Kugeln ausgebildeten Wälzkörper ist zumindest für die erste erfindungsgemäße Ausführung nicht erforderlich, da hier die Kugeln in der Zylinderhohlrolle geführt sind.The wheel bearing unit according to the invention enables an extremely compact design which is capable of absorbing high axial and radial forces at the same time and is designed to be very torsion-resistant. An additional cage for the rolling elements designed as balls is not necessary, at least for the first embodiment according to the invention, since the balls are guided in the hollow cylindrical roller here.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Technische Merkmale mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:

  • 1 zeigt eine erste mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Radlagereinheit in einem Teilschnitt in schematischer Darstellung,
  • 2 zeigt die erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Radlagereinheit in einem Teilschnitt in schematischer Darstellung mit alternativer Befestigung des Radlagers.
The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments. Technical features with the same function are provided with identical reference symbols in the figures. Show it:
  • 1 shows a first possible embodiment of the wheel bearing unit according to the invention in a partial section in a schematic representation,
  • 2nd shows the first embodiment of the wheel bearing unit according to the invention in a partial section in a schematic representation with alternative attachment of the wheel bearing.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Radlagereinheit 1, in einer ersten Ausführungsform, in einem Teilschnitt in schematischer Darstellung. Die Radlagereinheit 1 umfasst ein Radlager 2 mit einem Innenring 3, einem Außenring 5 sowie zwischen Innenring 3 und Außenring 5 angeordnete Wälzkörper 7. Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung (1 und 2), einen als Kugel 9 ausgebildeten Wälzkörper in einem als Zylinderhohlrolle 10 ausgebildeten Wälzkörper zu verwenden und so einen Kombinationswälzlagerkörper bereitzustellen oder gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung (nicht dargestellt) abwechselnd einen als Kugel und einen als Rolle ausgebildeten Wälzkörper umfänglich im Radlager zu verwenden. In beiden Ausführungsformen der Erfindung wird eine axiale Laufbahn 11 in einer Gelenkglocke 12 gebildet. 1 shows a wheel bearing unit according to the invention 1 , in a first embodiment, in a partial section in a schematic representation. The wheel bearing unit 1 includes a wheel bearing 2nd with an inner ring 3rd , an outer ring 5 and between the inner ring 3rd and outer ring 5 arranged rolling elements 7 . The main idea of the invention is, according to a first embodiment of the invention ( 1 and 2nd ), one as a ball 9 trained rolling elements in a cylindrical hollow roller 10th to use trained rolling elements and thus to provide a combination rolling bearing body or alternatively to use a rolling element designed as a ball and a roller as a circumference in the wheel bearing according to a second embodiment of the invention (not shown). In both embodiments of the invention there is an axial raceway 11 in an articulated bell 12th educated.

Der Außenring 5 weist in radialer Richtung mindestens eine Außenringlaufbahn 6, im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Außenringlaufbahnen 6, für die als Zylinderhohlrollen 10 ausgebildeten Wälzkörper 7 auf (Radiallager). Die beiden Außenringlaufbahnen 6 sind über einen mittigen Trennsteg 13 in axialer Richtung getrennt. Der Trennsteg 13 weist gegenüberliegend in axialer Richtung weitere Laufbahnen für die als Kugel 9 ausgebildeten Wälzkörper auf. Radseitig weist der Innenring 3 einen Radnabenflansch 8 auf, wobei der Innenring 3 sowohl die Innenringlaufbahnen 4 für die Zylinderhohlrollen 10 in radialer Richtung als auch eine Innenringlaufbahn 4 in axialer Richtung für die Kugeln 9 integriert. Gegenüberliegend, axial vom Radnabenflansch 8 weg orientiert, ist die letzte in axialer Richtung benötigte Laufbahn (hier ebenfalls aufgrund der Funktion als Innenringlaufbahn 11 bezeichnet) in der Gelenkglocke 12 (auch als Radglocke bekannt) integriert. Alternativ (nicht dargestellt) kann die letzte benötigte axiale Laufbahn auch in einer separaten Wellenscheibe ausgebildet sein.The outer ring 5 has at least one outer ring raceway in the radial direction 6 , two outer ring raceways in the illustrated embodiment 6 , for as hollow cylindrical rollers 10th trained rolling elements 7 on (radial bearing). The two outer ring raceways 6 are over a central separator 13 separated in the axial direction. The divider 13 has opposite tracks in the axial direction for the as a ball 9 trained rolling elements. The inner ring has on the wheel side 3rd a wheel hub flange 8th on, with the inner ring 3rd both the inner ring raceways 4th for the hollow cylindrical rollers 10th in the radial direction as well as an inner ring raceway 4th in the axial direction for the balls 9 integrated. Opposite, axially from the wheel hub flange 8th oriented away is the last raceway required in the axial direction (here too, due to its function as an inner raceway 11 designated) in the bell joint 12th (also known as a wheel bell) integrated. Alternatively (not shown), the last required axial raceway can also be formed in a separate shaft washer.

Während bei der Ausführungsform gemäß 1 das Radlager 2 über eine Zentralschraube 14 an die Gelenkglocke 12 angebunden ist, ist das Radlager 2 gemäß der Ausführungsform in 2 über einen Presssitz radial auf einem zylindrischen Vorsprung der Gelenkglocke 12 befestigt.While in the embodiment according to 1 the wheel bearing 2nd via a central screw 14 to the joint bell 12th is connected is the wheel bearing 2nd according to the embodiment in 2nd via a press fit radially on a cylindrical projection of the joint bell 12th attached.

BezugszeichenlisteReference list

11
RadlagereinheitWheel bearing unit
22nd
RadlagerWheel bearings
33rd
InnenringInner ring
44th
Innenringlaufbahn (axial/Radnabenflansch; radial/Innenring)Inner ring raceway (axial / wheel hub flange; radial / inner ring)
55
AußenringOuter ring
66
AußenringlaufbahnOuter ring raceway
77
WälzkörperRolling elements
88th
RadnabenflanschWheel hub flange
99
KugelBullet
1010th
ZylinderhohlrolleHollow cylinder roller
1111
Innenringlaufbahn (axial/Gelenkglocke)Inner ring raceway (axial / joint bell)
1212th
GelenkglockeHinged bell
1313
TrennstegSeparator
1414
ZentralschraubeCentral screw

Claims (5)

Radlagereinheit (1) umfassend - ein Radlager (2), mit einem Innenring (3) mit Innenringlaufbahn (4), einem Außenring (5) mit Außenringlaufbahn (6), und mit einer Mehrzahl von zwischen Innenring (3) und Außenring (5) angeordneten, in einem Käfig beabstandet gehaltenen, Wälzkörpern (7), und vorzugsweise mit einem Radnabenflansch (8) der als integraler Bestandteil des Innenrings (3) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, - dass eine Mehrzahl der Wälzkörper (7) als Kombinationswälzkörper ausgebildet ist, derart, dass eine Kugel (9) in einer Zylinderhohlrolle (10) angeordnet ist und die Kombinationswälzlagerkörper umfänglich gleichmäßig verteilt im Radlager (2) angeordnet sind, oder - dass eine erste Mehrzahl der Wälzkörper (7) als Kugel und eine zweite Mehrzahl der Wälzkörper (7) als Rolle ausgebildet sind und Kugeln und Rollen in regelmäßigen Abständen abwechselnd umfänglich im Radlager (2) angeordnet sind.Wheel bearing unit (1) comprising - a wheel bearing (2), with an inner ring (3) with an inner ring raceway (4), an outer ring (5) with an outer ring raceway (6), and with a plurality of between the inner ring (3) and the outer ring (5) arranged, spaced apart in a cage, and preferably with a wheel hub flange (8) which is formed as an integral part of the inner ring (3), characterized in that - a plurality of the rolling elements (7) is designed as a combination rolling element, such that a ball (9) is arranged in a hollow cylindrical roller (10) and the combination roller bearing bodies are evenly distributed over the circumference in the wheel bearing (2), or - that a first plurality of roller bodies (7) as a ball and a second plurality of roller bodies ( 7) are designed as a roller and balls and rollers are alternately arranged circumferentially at regular intervals in the wheel bearing (2). Radlagereinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (3) zumindest eine erste radiale Innenringlaufbahn (4) und zumindest eine erste axiale Innenringlaufbahn (4) aufweist.Wheel bearing unit (1) after Claim 1 , characterized in that the inner ring (3) has at least one first radial inner ring raceway (4) and at least one first axial inner ring raceway (4). Radlagereinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite axiale Innenringlaufbahn (11) in einer Gelenkglocke (12) ausgebildet ist.Wheel bearing unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a second axial inner ring raceway (11) is formed in an articulated bell (12). Radlagereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkglocke (12) integraler Bestandteil der Radlagereinheit (2) ist.Wheel bearing unit after Claim 3 , characterized in that the joint bell (12) is an integral part of the wheel bearing unit (2). Radlagereinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite axiale Innenringlaufbahn in einer Wellenscheibe ausgebildet ist.Wheel bearing unit according to one of the preceding Claims 1 or 2nd , characterized in that a second axial inner ring raceway is formed in a wave washer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114738381A (en) * 2022-04-21 2022-07-12 人本股份有限公司 Hub bearing structure

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