JP2009533636A - 例えば商用車両のための交換可能な車輪軸受装置及び車輪軸受装置組立て方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、例えば商用車両のための交換可能な車輪軸受装置(3)であって、車輪ボス(2)とそれぞれ1つの外レース(4,4’)及び内レース(5,5’)を持つ2つの円錐ころ軸受(1,1’)とを有し、外レースと内レースとの間にそれぞれ1列の円錐ころ(6)が設けられ、両方の円錐ころ軸受(1,1’)の少なくとも1つの内レース(5,5’)に止め輪(8)を有するものに関する。この車輪軸受装置(3)が、特別な専門知識なしにかつ組立ての際清潔さへの特別な要求なしに、修理工場に存在する簡単な補助工具で組立てられるようにする。このため両方の円錐ころ軸受(1,1’)のそれぞれの外レース(4,4’)が、車輪ボス軸線(9)に対して同軸的に軸受外側へ向く円筒状延長部(10)を持ち、これらの延長部へそれぞれ1つ密封片(12,12’)が差込まれ、それぞれの円錐ころ軸受(1,1’)の密封片(12,12’)とは反対の側に、外レース(4,4’)を軸線方向に固定する保持素子(13,13’)が設けられて、対応する内レース(5,5’)に支持されている。
Description
本発明は、例えば商用車両のための交換可能な車輪軸受装置であって、車輪ボスとそれぞれ1つの外レース及び内レースを持つ2つの円錐ころ軸受とを有し、外レースと内レースとの間にそれぞれ1列の円錐ころが設けられ、両方の円錐ころ軸受の少なくとも1つの内レースに止め輪を有するものに関する。本発明は更にこのような交換可能な車輪軸受装置の製造方法に関する。
車輪軸受及び車輪ボスは、公知のように自動車のシャシにある車輪懸架装置用の大きい応力を受ける部分であり、特に商用車両においては異なる作動応力に耐えねばならない。車輪軸受及び車輪ボスの長い寿命や保守なしの使用は、このような商用車両の使用者にとって決定的な利点である。
商用車両用の車輪軸受装置では、特にいわゆるインサート円錐ころ軸受が使用される。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第19833436号明細書から、内レース、外レース及びその間にあって保持器により保持される多数の円錐ころを持つ2列円錐ころ軸受が公知である。更に円錐ころ軸受の両側に環状密封片が設けられている。内レースはボスの外周の一部上に取付けられ、第2の内レースはボスの外側の一部により形成されている。
さてこのように又は同じように構成される車輪軸受装置の軸受に損傷があると、現在は車輪ボス自体がまだ使用可能であっても、車輪軸受装置全体が交換されかつスクラップにされる。
このような車輪軸受装置の組立てが例えば工場においておこなわれても、従来技術によれば、例えば図1〜9に例として簡単化して示すように、この組立ては多数の組立て段階を含んでいる。即ち
図1:車輪ボス2の浄化、
図2:内レース・ころ環へグリースの供給、
図3:車輪ボス2へ第1の円錐ころ軸受1の外レース4の圧入、
図4:車輪ボス2へ第2の円錐ころ軸受1’の外レース4’の圧入、
図5:第2の円錐ころ軸受1’の内レース5上へ車輪ボス2の載置、
図6:車輪ボス2へ第1の円錐ころ軸受1の内レース5及び円錐ころ環の導入、
図7:車輪ボス2へ止め輪8の押込み及び両方の内レース5,5’へ係止、
図8:車輪ボス2へ第1の円錐ころ軸受1の密封片12の差込み、
図9:車輪ボス2へ第2の円錐ころ軸受1の密封片12’の取付け。
図1:車輪ボス2の浄化、
図2:内レース・ころ環へグリースの供給、
図3:車輪ボス2へ第1の円錐ころ軸受1の外レース4の圧入、
図4:車輪ボス2へ第2の円錐ころ軸受1’の外レース4’の圧入、
図5:第2の円錐ころ軸受1’の内レース5上へ車輪ボス2の載置、
図6:車輪ボス2へ第1の円錐ころ軸受1の内レース5及び円錐ころ環の導入、
図7:車輪ボス2へ止め輪8の押込み及び両方の内レース5,5’へ係止、
図8:車輪ボス2へ第1の円錐ころ軸受1の密封片12の差込み、
図9:車輪ボス2へ第2の円錐ころ軸受1の密封片12’の取付け。
この組立て段階では、車輪軸受を頻繁に回転又は方向転換せねばならない。別の欠点として、外レースが汚れ防止片又は密封片と固定的に結合されていない。更にしばしば2つの異なる密封片及び2つの異なる内レースが必要である。
車輪軸受装置へのグリース供給は組立て中に行われるので、組立て過程中における清潔に対する高度の要求が課される。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第19833436号明細書は、更に少ない製造段階ですむ前記の隣接完全軸受の製造方法にも関する。
そこではまず第1及び第2のころ保持器構成部品が製造される。それから第1及び第2のころ保持器構成部品が共通な外レースへ挿入される。続いてボスが、第1及び第2のころ保持器構成部品から成る半組立て品へ押し込まれ、それから内レースがボス上へ取付けられる。この製造方法は実施に比較的費用がかかる。なぜならば、ころ保持器構成部品に加えて、外レース及び内レースを別々に取付けねばならないからである。
特に商用車両の使用者にとっては、車輪ボスを代えず、欠陥のある車輪軸受のみ又は両方の車輪軸受を交換する方が経済的である。しかし円錐ころ軸受を持つインサート車輪軸受では、修理工場に車輪軸受装置の費用がかかりかつ要求の多い分解及び組立てを期待できない。車輪軸受装置の組立てには、適当なノーハウ、特殊工具及び絶対的な清潔さが必要であり、このことは多くの工場では大抵の場合期待できない。したがって完全な車輪軸受装置の交換は費用がかかりかつ高価である。
本発明の基礎になっている課題は、特別な専門知識及び特殊工具なしに、修理工場に存在する簡単な補助工具で、組立ての際清潔さに対する特別な要求なしで組立てできる、交換可能な車輪軸受装置及びこのような車輪軸受装置の製造方法を紹介することである。
本発明の基礎になっている認識は、車輪軸受の損傷の際、車輪軸受装置の完全な交換は不経済であり、車輪軸受のみの交換より高価である、ということである。
したがって本発明は、例えば商用車両のための交換可能な車輪軸受装置であって、車輪ボスとそれぞれ1つの外レース及び内レースを持つ2つの円錐ころ軸受とを有し、外レースと内レースとの間にそれぞれ1列の円錐ころが設けられ、両方の円錐ころ軸受の少なくとも1つの内レースに止め輪を有するものから出発している。
更に与えられた課題を解決するため、両方の円錐ころ軸受のそれぞれの外レースが、車輪ボス軸線に対して同軸的に軸受外側へ向く円筒状延長部を持ち、これらの延長部へそれぞれ1つ密封片が差込まれ、それぞれの円錐ころ軸受の密封片とは反対の側に、外レースを軸線方向に固定する保持素子が設けられて、対応する内レースに支持されている。
両方の素子即ち密封片及び保持素子は、内レース及び外レースの保持即ちまとめ、かつ汚れ防止機能を果たすようにしているのがよい。
この構造により、予め組立てられて予備部品営業所で簡単に交換可能な車輪軸受装置が、例えば商用車両のために提供される。こうして予め組立てられる車輪軸受装置は、密封されかつ長い寿命を得るため潤滑される車輪ボス用軸受である。
両方の円錐ころ軸受のそれぞれ外側に形成されて車輪ボス軸線に対して同軸的に向けられる円筒状延長部は、軸受の密封片用座として役立つ。更に外レースを軸線方向に固定しかつ同時に内レースに支持される保持素子は、なるべく潤滑グリースから成る潤滑剤保管所が形成されて、作動中に円錐ころ軸受へ潤滑剤を供給するように、設計されている。このため保持素子が、外レース及び内レースと共に潤滑剤受入れ空間を形成している。
平らな簡単な板又は類似の部材を持つ個々の円錐ころ軸受の組立てを行い、生じる組立て力が円錐ころに作用して場合によっては内レース又は外レースにある転動体転動路を損傷することのないようにするため、取付け力がそれぞれの外レースへのみ向けられるように、それぞれの外レース幅及び軸線方向長さが選ばれている。これは、本発明による車輪軸受装置の別の構成によれば、車輪ボス軸線に対して同軸的に軸受外側へ向くそれぞれの外レースの延長部が、対応する内レースの端面から少し突出し、したがって対応する内レースより軸線方向に長いことによって達せられる。
それぞれの外レースの円筒状延長部の突出量は、外レースを車輪ボスへ圧入及びそれに伴う外レースの収縮及びその結果生じる円錐ころ接触点の軸線方向ずれの再にも、この突出量が充分大きいように、設計されている。それにより対応する内レースが追従でき、組立て力が円錐ころへ向けられないようにすることができる。
本発明は、例えば商用車両のための交換可能な車輪軸受装置の製造方法であって、車輪軸受装置が車輪ボスとそれぞれ1つの外レース及び内レースを持つ2つの円錐ころ軸受とを有し、外レースと内レースとの間にそれぞれ1列の円錐ころが設けられ、円錐ころ軸受の少なくとも1つの内レースに止め輪を有し、両方の円錐ころ軸受がそれぞれ1つの半組立て品として予め組立てられているものに関する。この方法は、次の製造段階を持っている。
半組立て品として完全に予め組立てられた第1の円錐ころ軸受を車輪ボスへ軸線方向に圧入し、
半組立て品として完全に予め組立てられた第2の円錐ころ軸受を車輪ボスへ圧入し、
少なくとも1つの円錐ころ軸受の内レースの対応する溝へ、特に両方の円錐ころ軸受の内レースの対応する溝へ止め輪を軸線方向に押込む。
半組立て品として完全に予め組立てられた第1の円錐ころ軸受を車輪ボスへ軸線方向に圧入し、
半組立て品として完全に予め組立てられた第2の円錐ころ軸受を車輪ボスへ圧入し、
少なくとも1つの円錐ころ軸受の内レースの対応する溝へ、特に両方の円錐ころ軸受の内レースの対応する溝へ止め輪を軸線方向に押込む。
したがって交換可能な車輪軸受装置の製造又は組立てを、最大で3つの段階で行うことができる。
場合によっては、本発明による方法の別の展開により、止め輪が内レースの対応する溝に既に予め組立てられており、それから第2の円錐ころ軸受を軸線方向に圧入する際、他方の内レースの対応する溝へはまると、両方の内レースの対応する溝へ止め輪を軸線方向に押込む段階をなくすことができる。
更に両方の円錐ころ軸受が、互いに逆の軸線方向に車輪ボスへ押込まれるのがよい。
こうして組立てられる車輪軸受装置は、例えば商用車両修理工場で車輪軸受装置の組立て及び/又は交換の際、簡単な取扱いを可能にする。組立ては簡単な少ない組込み段階で行うことができる。更に組立ての際清潔さに対して一層僅かな要求しか課されない。なぜならば、本発明による半組立て品は予め組立てられた単位体であり、内レース及び外レース及び残りの付属部品を持つ両方の円錐ころ軸受は既に完成し、グリースを供給され、汚れに対して密封されているからである。
更に車輪軸受装置は、自己保持して輸送しかつ取扱うことができる。これは、すべての個別部品の組立てに比べて組立て時間を節約し、また軸受及びボスの購入に比べて組立て費を節約する。なぜならば、予め組立てられるこのような半組立て品の使用は、完全なボス単位体の交換より著しく安価だからである。
別の利点は円錐ころ軸受自体の予めの製造及び組立てからも生じる。それぞれの円錐ころ軸受の外レースは、車輪ボスへの組込み前に既に密封片と固定的に結合されており、それぞれの円錐ころ軸受の内部を汚れから保護する。更に内レース及び外レースのために、1つの構造シリーズから成る構造の密封片を使用することができる。同様に量産の内レース及びころ保持器を使用することができる。
本発明の実施例が図面により以下に説明される。
図10に示すほぼ同じ構造ただし面対称に設けられる両方の円錐ころ軸受1及び1’は、この配置で、図11〜13に示す車輪軸受装置3の車輪ボス2へ取付けられる。このような円錐ころ軸受1,1’は外レース4,4’及び内レース5,5’を持ち、両レースの間に1列の円錐ころ6,6’が設けられている。これらの円錐ころ6,6’は公知のように円錐ころ保持器7,7’内に案内されている。
図10による円錐ころ軸受1’には止め輪8が差込まれて、車輪ボス2へ円錐ころ軸受1,1’の組込み及び止め輪8の更に軸線方向移動後、円錐ころ軸受1,1’の両方の内レース5,5’を互いに結合する。
各円錐ころ軸受1,1’の外レース4,4’は、軸受軸線または車輪ボス軸線9に対して同軸的に軸受外側の方へ向く円筒状延長部10を持っている。この延長部は、突起11の形で、対応する内レース5,5’の端面に対して少し突出している。その結果円錐ころ軸受1,1’を車輪ボス2へ圧入する際、図11〜13に示すように、組立て力が円錐ころ6へ作用せず、それぞれの外レース4,4’のみによって吸収される。
外レース4,4’に対する内レース5,5’の後退は、組立て工具によっても考慮することができる。しかしそれにより、余分な加工過程のため組立て工具が高価になる。
軸受軸線または車輪ボス軸線9に対して同軸的に軸受外側の方へ向く外レース4,4’の円筒状延長部と対応する内レース5,5’との間には密封片12,12’が差込まれている。円錐ころ軸受1,1’の密封片12,12’とは反対の側において、更に外レース4,4’を軸線方向に固定するほぼZ状断面の保持素子13,13’が設けられて、内レース5,5’に支持されている。それぞれの保持素子13,13’は、外レース4,4’及び内レース5,5’と共に、それぞれ潤滑剤受入れ空間14,14’を形成している。
方法によれば、図11による車輪軸受装置3の製造の際、前述したように半組立て品として予め組立てられた第1の円錐ころ軸受1が、軸線方向に車輪ボスフランジ15を持つ車輪ボス2へ圧入される。そのため車輪ボス2は、車輪ボスフランジ15とは反対の側を平らな板16に載せられ、例えば工作機械またはプレスのラム17が、板及び案内ほぞを持つ工具18を介して、押圧力を矢印方向に板16へ向かって第1の円錐ころ軸受1へ及ぼす。
図12による第2の組立て段階において、車輪ボス2が、その車輪ボスフランジ15に近い側を板16に載せられる。続いて半組立て品として予め組立てられた第2の円錐ころ軸受1’が、軸線方向に車輪ボス2へ圧入され、その際再びラム17により工具18を介して、押圧力が矢印方向に第2の円錐ころ軸受1’へ及ぼされる。それにより両方の円錐ころ軸受1及び1’がその密封片12,12’を車輪軸受装置3の車輪ボス2内に完全に固定される。
最後に第3の製造段階において、適当な機械のラム17により、内レース5,5’の対応する溝へ矢印方向に止め輪8の軸線方向押込みを、これが第2の円錐ころ軸受1の組立ての際既に行われていない場合、行うことができる。
1,1’ 円錐ころ軸受
2 車輪ボス
3 車輪ボス単位体
4,4’ 外レース
5,5’ 内レース
6,6’ 円錐ころ
7,7’ 円錐ころ保持器
8 止め輪
9 車輪ボス軸線
10 円筒状延長部
11,11’ 突起
12,12’ 密封片
13,13’ 保持素子
14,14’ 潤滑剤受入れ空間
15 車輪ボスフランジ
16 板
17 ラム
18 板及び案内ほぞを持つ工具
2 車輪ボス
3 車輪ボス単位体
4,4’ 外レース
5,5’ 内レース
6,6’ 円錐ころ
7,7’ 円錐ころ保持器
8 止め輪
9 車輪ボス軸線
10 円筒状延長部
11,11’ 突起
12,12’ 密封片
13,13’ 保持素子
14,14’ 潤滑剤受入れ空間
15 車輪ボスフランジ
16 板
17 ラム
18 板及び案内ほぞを持つ工具
Claims (6)
- 例えば商用車両のための交換可能な車輪軸受装置(3)であって、車輪ボス(2)とそれぞれ1つの外レース(4,4’)及び内レース(5,5’)を持つ2つの円錐ころ軸受(1,1’)とを有し、外レースと内レースとの間にそれぞれ1列の円錐ころ(6)が設けられ、両方の円錐ころ軸受(1,1’)の少なくとも1つの内レース(5,5’)に止め輪(8)を有するものにおいて、両方の円錐ころ軸受(1,1’)のそれぞれの外レース(4,4’)が、車輪ボス軸線(9)に対して同軸的に軸受外側へ向く円筒状延長部(10)を持ち、これらの延長部へそれぞれ1つ密封片(12,12’)が差込まれ、それぞれの円錐ころ軸受(1,1’)の密封片(12,12’)とは反対の側に、外レース(4,4’)を軸線方向に固定する保持素子(13,13’)が設けられて、対応する内レース(5,5’)に支持されていることを特徴とする、交換可能な車輪軸受装置。
- 車輪ボス軸線(9)に対して同軸的に軸受外側へ向くそれぞれの外レース(4,4’)の延長部(10)が、対応する内レース(5,5’)の端面と比べて少し長いことを特徴とする、請求項1に記載の交換可能な軸受装置。
- 保持素子(13,13’)が、外レース(4,4’)及び内レース(5,5’)と共に潤滑剤受入れ空間(14,14’)を形成していることを特徴とする、請求項1又は2に記載の交換可能な軸受装置。
- 例えば商用車両のための交換可能な車輪軸受装置(3)の製造方法であって、車輪軸受装置が車輪ボス(2)とそれぞれ1つの外レース(4,4’)及び内レース(5,5’)を持つ2つの円錐ころ軸受(1,1’)とを有し、外レースと内レースとの間にそれぞれ1列の円錐ころ(6)が設けられ、円錐ころ軸受(1,1’)の少なくとも1つの内レース(5,5’)に止め輪(8)を有し、両方の円錐ころ軸受(1,1’)がそれぞれ1つの半組立て品として予め組立てられており、
半組立て品として完全に予め組立てられた第1の円錐ころ軸受(1)を車輪ボス(2)へ軸線方向に圧入し、
半組立て品として完全に予め組立てられた第2の円錐ころ軸受(1’)を車輪ボス(2)へ圧入し、
少なくとも1つの円錐ころ軸受(1,1’)の内レース(5,5’)の対応する溝へ、特に両方の円錐ころ軸受(1,1’)の内レース(5,5’)の対応する溝へ止め輪(8)を軸線方向に押込む
方法。 - 止め輪(8)が内レース(5,5’)の対応する溝に既に予め組立てられており、それから第2の円錐ころ軸受(1,1’)を軸線方向に圧入する際、他方の内レース(5,5’)の対応する溝へはまることを特徴とする、請求項4に記載の方法。
- 両方の円錐ころ軸受(1,1’)が、互いに逆の軸線方向に車輪ボス(2)へ押込まれることを特徴とする、請求項4又は5に記載の方法。
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