PL209825B1 - Zespół łożyska piasty koła pojazdu silnikowego i sposób mocowania łożyska w zespole łożyska piasty koła pojazdu silnikowego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy zespołu łożyska piasty koła pojazdu silnikowego oraz sposobu mocowania łożyska w zespole łożyska piasty koła pojazdu silnikowego.

Znane przykłady mocowania łożyska piasty koła pojazdu silnikowego są pokazane na fig. 2, 3 i 4 załączonego rysunku. Zgodnie ze wspomnianymi figurami, łożysko, ogólnie oznaczone przez 1, zawiera, w kierunku promieniowym, pierścień wewnętrzny 2 i pierścień zewnętrzny 3, które mają dwie bieżnie dla odpowiednich zestawów elementów tocznych 4. Pierścień wewnętrzny 2 jest zamontowany na piaście 5, wyposażonej w kryzę 6, do której w znany sposób dołączone są sztywno dysk hamulca 7 (pokazany na fig. 3 i 4) i koło 20 pojazdu silnikowego (pokazane częściowo na fig. 4).

Pierścień zewnętrzny 3, który ma cylindryczną powierzchnię zewnętrzną 8, jest pasowany przez wtłaczanie z ujemnym luzem w kierunku promieniowym w cylindrycznym gnieździe 9, wykonanym we wsporniku 10 zawieszenia. Pierścień zewnętrzny 3 jest zablokowany osiowo w jednym kierunku przez oparcie o ramię 11 utworzone we wsporniku 10, a w drugim kierunku przez mechaniczny układ ustalający.

W rozwiązaniu pokazanym na fig. 2, łożysko 1 jest włożone w cylindryczne gniazdo 9 z zewnątrz (to jest od strony boku wspornika zwróconego w kierunku koła), aż osiowo wewnętrzna powierzchnia poprzeczna 12 pierścienia zewnętrznego 3 zostanie oparta o ramię 11. Pierścień zewnętrzny 3 jest zablokowany osiowo w przeciwnym kierunku (to jest na zewnątrz), w tym przypadku, przez oparcie osiowo zewnętrznej powierzchni poprzecznej 13 o osłonę 14 przymocowaną śrubami do wspornika 10.

Z drugiej strony, w mocowaniu z fig. 3 łożysko 1 jest włożone w cylindryczne gniazdo 9 od wewnątrz (to jest od strony boku wspornika zwróconego w kierunku karoserii pojazdu), aż osiowo zewnętrzna powierzchnia poprzeczna 13 pierścienia zewnętrznego 3 zostanie oparta o ramię 11, które, w tym przypadku, jest utworzone na poziomie zewnętrznej powierzchni wspornika 10. W tym przypadku pierścień zewnętrzny 3 jest blokowany osiowo w przeciwnym kierunku (to jest do wewnątrz), przez oparcie jego osiowo wewnętrznej powierzchni poprzecznej 12 o sprężynujący pierścień zabezpieczający 15, umieszczony w rowku 16 utworzonym w cylindrycznym gnieździe 9 wspornika 10.

Tradycyjne rozwiązania charakteryzują się:

- dużym osiowym rozmiarem, który prowadzi do nadmiernego odsunięcia zarówno dysku hamulca jak i koła, w ten sposób zwiększając ryzyko uszkodzenia.

- dużym kosztem mocowania wynikającym zarówno z dużej ilości materiału wspornika, jak również z obecności wspomnianych powyżej mechanicznych układów ustalających (zabezpieczającego pierścienia sprężynującego i jego gniazda w jednym przypadku oraz osłony i jej elementów mocujących w drugim przypadku), a także z większego kosztu wykonywania operacji montażowych,

- niemożnością osiowego regulowania wstępnego obciążenia łożyska, a zatem optymalizacji jego trwałości, ponieważ, ze względu na tolerancje montażowe, pierścień zewnętrzny 3 musi być wkładany między dwiema osiowymi powierzchniami oporowymi (ramieniem 11 z jednej strony i osłoną 14 lub sprężynującym pierścieniem zabezpieczającym 15 z drugiej) z luzem, oraz

- możliwością osiowych ruchów łożyska, głównie z powodu mocowania z osiowym luzem, który powoduje w ruchu denerwujący hałas (tak zwane klikanie).

Inny znany przykład mocowania łożyska piasty koła w pojeździe silnikowym, pokazany na fig. 4, został przedstawiony we francuskim zgłoszeniu patentowym FR 2 800 234. Zgodnie ze wspomnianym zgłoszeniem patentowym, pierścień zewnętrzny 3 łożyska jest blokowany osiowo od wewnętrznej strony o ramię 11 cylindrycznego gniazda 9 wspornika 10, a osiowo od zewnętrznej strony o wewnętrzny w kierunku promieniowym brzeg 18, utworzony przez odkształcenie plastyczne wykonywane na zimno.

Jednakże mocowanie według tego rozwiązania nie może przeciwstawiać się wszelkim ruchom osiowym pomiędzy pierścieniem zewnętrznym łożyska i jego gniazdem we wsporniku, wywoływanym przez termiczne rozszerzanie się łożyska i gniazda kiedy wspornik jest wykonany z lekkiego stopu.

Zespół łożyska piasty koła pojazdu silnikowego, według wynalazku, zawierający łożysko mające, w kierunku promieniowym, pierścień zewnętrzny, mający pierwszą powierzchnię poprzeczną i drugą powierzchnię poprzeczną oddaloną w kierunku osiowym od pierwszej powierzchni poprzecznej, umieszczone w cylindrycznym gnieździe ograniczonym ramieniem, przy czym pierścień zewnętrzny łożyska jest zablokowany w kierunku osiowym w gnieździe przez pierwszą powierzchnią poprzeczną opartą o ramię i drugą powierzchnią poprzeczną opartą o odkształcony na zimno brzeg

PL 209 825 B1 gniazda, charakteryzuje się tym, że zawiera pierścień który jest umieszczony w cylindrycznym gnieździe i jest ściskany w kierunku osiowym pomiędzy jedną z powierzchni poprzecznych pierścienia zewnętrznego łożyska i ramieniem lub odkształconym na zimno brzegiem gniazda.

Sposób mocowania łożyska w zespole łożyska piasty koła pojazdu silnikowego, według wynalazku, w którym łożysko, mające pierścień zewnętrzny z cylindryczną powierzchnią zewnętrzną, pierwszą powierzchnią poprzeczną i drugą powierzchnią poprzeczną usytuowaną na końcu oddalonym w kierunku osiowym od pierwszej powierzchni poprzecznej, pasuje się przez wtłoczenie cylindrycznej powierzchni zewnętrznej łożyska w osiowe cylindryczne gniazdo, które rozciąga się pomiędzy zakończeniem a ramieniem i ma długość w kierunku osiowym większą niż długość cylindrycznej powierzchni zewnętrznej pierścienia zewnętrznego łożyska, z ujemnym luzem w kierunku promieniowym, aż pierwsza powierzchnia poprzeczna pierścienia zewnętrznego oprze się w kierunku osiowym o ramię , a zakoń czenie gniazda wystaje poza drugą powierzchnię poprzeczną pierś cienia zewnę trznego, a następnie odkształca się na zimno zakończenie cylindrycznego gniazda w kierunku promieniowym do wewnątrz, w stronę drugiej powierzchni poprzecznej pierścienia zewnętrznego łożyska, tworząc odkształcony brzeg blokujący łożysko w kierunku osiowym w gnieździe, charakteryzuje się tym, że przed odkształceniem na zimno zakończenia do cylindrycznego gniazda, przylegające do pierścienia zewnętrznego łożyska, wkłada się pierścień, który może być ściskany sprężyście w kierunku osiowym, po czym odkształcając na zimno zakończenie cylindrycznego gniazda ściska się pierścień w kierunku osiowym pomiędzy jedną z powierzchni poprzecznych pierścienia zewnętrznego łożyska i ramieniem lub odkształconym brzegiem gniazda.

Odkształcanie na zimno zakończenia cylindrycznego gniazda wykonuje się z regulacją siły odkształcania, przykładając w kierunku osiowym wstępne obciążenie do pierścienia zewnętrznego łożyska.

Zaletą wynalazku jest ograniczenie osiowych wymiarów wspornika od strony koła, z wynikającymi stąd korzyściami pod względem wagi i kosztu, ponieważ umożliwia zmniejszenie odległości do dysku hamulca i koła, jak również regulowanie osiowego wstępnego obciążenia zewnętrznego pierścienia łożyska, a zatem zwiększenie trwałości łożyska oraz zmniejszanie luzu, powstającego w wyniku względnej rozszerzalności termicznej między zewnętrznym pierścieniem łożyska a jego gniazdem, kiedy gniazdo jest wykonane z lekkiego stopu.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia pionowy, osiowy przekrój przykładu wykonania zespołu łożyska piasty koła pojazdu silnikowego według niniejszego wynalazku.

Zgodnie z fig. 1 łożysko 1 piasty koła dla pojazdu silnikowego (nie pokazanego) zawiera w kierunku promieniowym pierścień zewnętrzny 3 z dwiema bieżniami dla odpowiednich zestawów elementów tocznych które, w tym przykładzie, są kulami i parę pierścieni wewnętrznych 2a i 2b, przy czym w każdym z nich utworzona jest odpowiednia bieżnia.

Pierścień zewnętrzny 3 łożyska ma cylindryczną powierzchnię zewnętrzną 8, która biegnie wzdłuż całego osiowego wymiaru pierścienia zewnętrznego 3 i może być pasowana przez wtłaczanie z ujemnym luzem w cylindryczne gniazdo 9 utworzone we wsporniku 10 zawieszenia (z którego pokazano tylko część końcową, zwróconą w stronę koła).

Cylindryczne gniazdo 9 jest ograniczone od wewnątrz, w kierunku osiowym, przez ramię 11, o które jest oparta wewnętrzna, w kierunku osiowym, powierzchnia poprzeczna 12 pierścienia zewnętrznego 3 łożyska 1 (to jest powierzchnia zwrócona w kierunku karoserii pojazdu silnikowego). Ponadto, gniazdo ma osiowy wymiar większy niż cylindryczna powierzchnia zewnętrzna 8 łożyska 1 i ma rurowe zakończenie 17 (pokazane przerywaną linią na fig. 1), które wystaje na zewnątrz, w kierunku osiowym. Po pasowaniu przez wtłaczanie łożyska 1 w gnieździe 9, rurowe zakończenie 17 jest wyginane i spęczane do wewnątrz, w kierunku promieniowym, w stronę osiowo zewnętrznej powierzchni poprzecznej 13 pierścienia zewnętrznego 3 w operacji odkształcania plastycznego, wykonywanego na zimno, korzystnie przez walcowanie. Powstaje w ten sposób walcowany brzeg 18, który blokuje łożysko w gnieździe w kierunku osiowym.

W celu kompensowania względnych ruchów między pierścieniem zewnętrznym 3 łożyska 1 i cylindrycznym gniazdem 9 we wsporniku, które wynikają, na przykład, z różnej rozszerzalności cieplnej kiedy wspornik jest wykonany z aluminium, według wynalazku odpowiednio uformowany pierścień 19 z materiału sprężystego jest umieszczany w gnieździe 9, tak że jest ściskany w kierunku osiowym między jedną z dwóch powierzchni poprzecznych 12 lub 13 pierścienia zewnętrznego 3 i odpowiednią powierzchnią oporową ramienia 11 lub walcowanego brzegu 18. W przykładzie wykonania pokazanym

PL 209 825 B1 na fig. 1, pierścień 19 jest umieszczony między zewnętrzną, w kierunku osiowym, powierzchnią poprzeczną 13 pierścienia zewnętrznego 3 łożyska 1 i walcowanym brzegiem 18.

Sekwencja operacji mocowania łożyska 1 we wsporniku 10 zapewnia, przede wszystkim, że łożysko, wraz z pierścieniem zewnętrznym 3, pierścieniem wewnętrznym 2 i elementami tocznymi 4, jest umieszczane przez wtłaczanie pierścienia zewnętrznego 3 w cylindryczne gniazdo 9 wspornika 10 z określonym ujemnym luzem w kierunku promieniowym, aż jego wewnętrzna powierzchnia poprzeczna 12 zostanie oparta o ramię 11.

Osiowy wymiar cylindrycznego gniazda 9 we wsporniku 10 jest określony w taki sposób, że kiedy pierścień zewnętrzny 3 łożyska 1 jest oparty o ramię 11, koniec rurowego zakończenia 17 gniazda 9, w stanie niezniekształconym przed walcowaniem, wystaje na pewną odległość poza zewnętrzną powierzchnię poprzeczną 13 pierścienia zewnętrznego 3 łożyska 1 w celu umożliwienia uformowania walcowanego brzegu 18, a zatem zablokowania łożyska 1 w kierunku osiowym we wsporniku 10.

W celu poprawienia blokowania łożyska we wsporniku 10, a w szczególności w celu przeciwstawienia się wszelkim względnym ruchom między pierścieniem zewnętrznym 3 łożyska i gniazdem 9 we wsporniku 10 w wyniku różnej rozszerzalności cieplnej obu wspomnianych elementów, w gniazdo 9 jest również wkładany pierścień 19 ze sprężystego materiału. Pierścień ten może zostać umieszczony na ramieniu 11 przed wprowadzeniem łożyska 1 do gniazda 9, albo na zewnętrznej powierzchni poprzecznej 13 pierścienia zewnętrznego 3 łożyska 1, po wprowadzeniu łożyska 1.

Następna operacja walcowania powoduje wygięcie i spęcznienie zewnętrznego rurowego zakończenia 17 cylindrycznego gniazda 9 we wsporniku 10 w celu utworzenia brzegu 18, który sięga do wewnątrz w kierunku promieniowym i korzystnie rozciąga się wokół całego obwodu gniazda. Walcowanie jest korzystnie wykonywane z regulowaną siłą wytwarzającą w pierścieniu zewnętrznym 3 łożyska 1 wstępne obciążenie o pożądanej wielkości, które jest ustalane w taki sposób, aby zoptymalizować trwałość łożyska 1.

W wyniku walcowania, pierścień 19 jest zatem ściskany w kierunku osiowym pomiędzy zewnętrzną powierzchnią poprzeczną 13 łożyska 1 i walcowanym brzegiem 18 lub pomiędzy wewnętrzną powierzchnią poprzeczną 12 łożyska 1 i ramieniem 11. Luz między pierścieniem zewnętrznym 3 łożyska 1 i gniazdem 9, wynikający ze względnej rozszerzalności cieplnej, jest zatem kompensowany, jak również poprawiona jest regulacja wstępnego obciążenia w kierunku osiowym zewnętrznego pierścienia łożyska.

W szczególności, chociaż opis i rysunki ilustrują mocowanie łożyska w gnieździe utworzonym we wsporniku, wynalazek odnosi się również do przypadku, gdy gniazdo jest utworzone w piaście koła.

Claims (3)

1. Zespół łożyska piasty koła pojazdu silnikowego, zawierający łożysko mające, w kierunku promieniowym, pierścień zewnętrzny, mający pierwszą powierzchnię poprzeczną i drugą powierzchnię poprzeczną oddaloną w kierunku osiowym od pierwszej powierzchni poprzecznej, umieszczone w cylindrycznym gnieździe ograniczonym ramieniem, przy czym pierścień zewnętrzny łożyska jest zablokowany w kierunku osiowym w gnieździe przez pierwszą powierzchnią poprzeczną opartą o ramię i drugą powierzchnią poprzeczną opartą o odkształcony na zimno brzeg gniazda, znamienny tym, że zawiera pierścień (19) z możliwością ściskania sprężystego w kierunku osiowym, który jest umieszczony w cylindrycznym gnieździe (9) i jest ściskany w kierunku osiowym pomiędzy jedną z powierzchni poprzecznych (12, 13) pierścienia zewnętrznego (3) łożyska (1) i ramieniem (11) lub odkształconym na zimno brzegiem (18) gniazda (9).

2. Sposób mocowania łożyska w zespole łożyska piasty koła pojazdu silnikowego, w którym łożysko, mające pierścień zewnętrzny z cylindryczną powierzchnią zewnętrzną, pierwszą powierzchnią poprzeczną i drugą powierzchnią poprzeczną usytuowaną na końcu oddalonym w kierunku osiowym od pierwszej powierzchni poprzecznej, pasuje się przez wtłoczenie cylindrycznej powierzchni zewnętrznej łożyska w osiowe cylindryczne gniazdo, które rozciąga się pomiędzy zakończeniem a ramieniem i ma długość w kierunku osiowym większą niż długość cylindrycznej powierzchni zewnętrznej pierścienia zewnętrznego łożyska, z ujemnym luzem w kierunku promieniowym, aż pierwsza powierzchnia poprzeczna pierścienia zewnętrznego oprze się w kierunku osiowym o ramię, a zakończePL 209 825 B1 nie gniazda wystaje poza drugą powierzchnię poprzeczną pierścienia zewnętrznego, a następnie odkształca się na zimno zakończenie cylindrycznego gniazda w kierunku promieniowym do wewnątrz, w stronę drugiej powierzchni poprzecznej pierścienia zewnętrznego łożyska, tworząc odkształcony brzeg blokujący łożysko w kierunku osiowym w gnieździe, znamienny tym, że przed odkształceniem na zimno zakończenia do cylindrycznego gniazda (9), przylegająco do pierścienia zewnętrznego (3) łożyska (1), wkłada się pierścień (19), który może być ściskany sprężyście w kierunku osiowym, po czym odkształcając na zimno zakończenie (17) cylindrycznego gniazda (9) ściska się pierścień (19) w kierunku osiowym pomiędzy jedną z powierzchni poprzecznych (12, 13) pierścienia zewnętrznego (3) łożyska (1) i ramieniem (11) lub odkształconym brzegiem (18) gniazda (9).

3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że odkształcanie na zimno zakończenia cylindrycznego gniazda (9) wykonuje się z regulacją siły odkształcania, przykładając w kierunku osiowym wstępne obciążenie do pierścienia zewnętrznego (3) łożyska (1)