專利名稱：車輪軸承單元及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于車輪的車輪軸承單元，包括輪轂元件，該輪轂元件具有由軸承裝置支撐的軸向延伸的圓柱部分，并且具有徑向延伸的法蘭部分，以固定在法蘭部分的正面?zhèn)鹊能囕喓?或剎車盤，其中軸承裝置具有外環(huán)。本發(fā)明還涉及生產(chǎn)車輪軸承單元的方法。
背景技術(shù)：
這種類型的車輪軸承單元被示出，例如，在WO 2008/000283 Al中。這里，圓柱套筒元件形成車輪軸承單元的一部分，并且由雙排角接觸球軸承支撐。徑向延伸法蘭元件形成在圓柱套筒元件上，以支撐剎車盤，剎車盤因此可固定在輪轂元件上。車輪因此通過將其連接在剎車盤的正面?zhèn)榷惭b。該車輪軸承單元的在先已知設(shè)計非常復(fù)雜，并且生產(chǎn)上昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提出一種用于車輪軸承單元的設(shè)計，其適合于支撐剎車盤和/或車輪。該車輪軸承單元包括輪轂元件，該輪轂元件具有軸向延伸的圓柱部分，其設(shè)置為由軸承裝置支撐。此外，輪轂元件具有徑向延伸的法蘭部分，用于在該法蘭部分的正面?zhèn)裙潭ㄜ囕喓?或剎車盤。本發(fā)明的目標(biāo)是提出這樣的車輪軸承單元的設(shè)計，使其允許部件容易且成本效率地生產(chǎn)和裝配。尤其是，所需部件應(yīng)當(dāng)以便宜的方式可生產(chǎn)。最后，應(yīng)當(dāng)保證軸向延伸的圓柱部分和軸承外環(huán)之間的軸向連接能夠傳輸高的軸向力，即圓柱部分和外環(huán)之間的固定應(yīng)當(dāng)穩(wěn)定且持久。根據(jù)本發(fā)明的解決方案的特征在于，外環(huán)具有在其外圓周的徑向延伸切口，其中輪轂元件的軸向延伸的圓柱部分局部變形，從而其一部分抵觸(interfere)切口，以相對于外環(huán)軸向固定輪轂元件。外環(huán)中的切口沿著外環(huán)的整個圓周延伸優(yōu)選為凹槽狀。外環(huán)可制作為單件，并且可包括兩個滾道用于兩排滾動元件。在此情況下，切口可軸向地設(shè)置在兩個滾道之間。外環(huán)可具有在其一個軸向端部上的耦合元件。優(yōu)選地，該耦合元件是在該外環(huán)的軸向端部中加工的花鍵。輪轂元件可具有在徑向延伸法蘭部分中的多個連接裝置，以固定車輪。這些連接裝置可為通孔或螺紋孔。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，輪轂元件可為單件部件。輪轂元件包括由連接裝置連接的至少兩個部件也是可能的；這些連接裝置可為螺栓或鉚釘或焊縫。軸承裝置優(yōu)選為具有一個外環(huán)和兩個內(nèi)環(huán)的雙排環(huán)形接觸球軸承。輪轂元件及其部件和/或外環(huán)優(yōu)選由片狀金屬組成。
輪轂元件可具有徑向延伸部分，為外環(huán)形成軸向止擋部；作為選擇，外環(huán)可具有徑向延伸部分，為輪轂元件形成軸向止擋部。軸承裝置的外環(huán)可相對于至少一個內(nèi)環(huán)旋轉(zhuǎn)，于是，其中該至少一個內(nèi)環(huán)設(shè)置為靜止的。一種生產(chǎn)用于車輪的車輪軸承單元的方法，其中，該車輪軸承單元包括輪轂元件，該輪轂元件具有軸向延伸的圓柱部分以由軸承裝置支撐，并且具有徑向延伸的法蘭部分以固定在法蘭部分的正面?zhèn)鹊能囕喓?或剎車盤，其中軸承裝置具有外環(huán)，其特征在于，外環(huán)具有在其外圓周上的徑向延伸切口，其中輪轂元件的一部分軸向延伸的圓柱部分通過給圓柱部分施加徑向力而變形，從而圓柱部分的一部分抵觸切口。通過所建議的解決方案，容易可能以低成本建立軸承外環(huán)和輪轂元件之間的確定的軸向固定。不需要附加的部件來確定地相對于輪轂元件設(shè)置軸承外環(huán)。
再者，非常有利的是，軸承外環(huán)的其中一個軸向端部處于“自由的”，即這里可加工正面花鍵，其允許接合具有對應(yīng)于軸向花鍵的驅(qū)動元件。本發(fā)明優(yōu)選應(yīng)用于車輪軸承單元，車輪軸承單元是非驅(qū)動的，但是也可以考慮驅(qū)動的形式。此外，優(yōu)選為具有旋轉(zhuǎn)軸承外環(huán)的軸承單元。輪轂元件的所需部件優(yōu)選由片狀金屬制造，其厚度為2mm和8mm之間。片狀金屬可為低碳含鐵金屬，例如，鋼，或者非含鐵金屬，例如，鋁。考慮到焊接性和冷成型性，低碳片狀金屬是有利的。片狀金屬也可包括含鐵或不含鐵金屬的組合。各部件可根據(jù)已知的技術(shù)制造。在某些實施例中，輪轂元件或其部件提供有涂層，以保護(hù)該部件在服務(wù)條件下耐腐蝕。涂層可由保護(hù)性金屬組成，例如，鋅涂層，以提供輪轂元件的部分具有陰極保護(hù)。被動的防腐涂層也是可能的。優(yōu)選地，過摸塑應(yīng)用于輪轂元件或其部件。為此，可采用不含鐵材料以及塑料材料或這些材料的組合。


附圖示出了根據(jù)本發(fā)明的車輪軸承單元的實施例。圖I示出了沒有和剎車盤和車輪的車輪軸承單元的橫截面圖，其中軸承外環(huán)和輪轂元件的圓柱部分之間的軸向固定尚未建立，圖2示出了根據(jù)圖I的車輪軸承單元的橫截面圖，其中現(xiàn)在軸承外環(huán)和輪轂元件的圓柱部分之間的軸向固定已經(jīng)建立，圖3示出了根據(jù)圖I的車輪軸承單元的選擇性設(shè)計的橫截面圖，其中軸承外環(huán)和輪轂元件的圓柱部分之間的軸向固定被建立。
具體實施例方式圖I和圖2示出了車輪軸承單元1，其由輪轂元件2、3和軸承裝置組成，圖中僅示出了外環(huán)8 (軸承裝置5的其余部分示出在圖3中)。輪轂元件2、3和外環(huán)8之間的軸向固定在根據(jù)圖I的圖示中尚未建立；這是圖2中的情況。輪轂元件2、3由兩部分組成。第一部分2具有圓柱部分4，即套筒部分，以及徑向延伸部分23。第二部分3具有有正面?zhèn)?的法蘭部分6，在正面?zhèn)?上可安裝輪子和/或剎車盤(未示出)。為此，設(shè)置連接裝置17。在此情況下，連接裝置17包括圍繞在輪轂元件2、3周圍的螺紋孔，其中可擰入螺栓以固定車輪和/或剎車盤。由圖I和圖2的上半部分可見，輪轂元件2、3的第一部分2的一部分材料變形為接合在第二部分3的孔中，更具體地在法蘭部分6中。這允許擰入螺紋孔中的螺栓的足夠的保持力。輪轂元件的兩部分2、3由連接裝置18連接，圖I和圖2中僅示意性地示出。這里，螺栓或鉚釘可用于牢固地連接兩部分2、3。再者，該兩部分可通過焊接連接。軸承外環(huán)8制作為一個件，并且具有兩個滾道12和13用于兩排滾動元件，該兩排滾動元件在示出的應(yīng)用中為球。兩個滾道12、13之間的軸向方向上，切口 9加工進(jìn)入外環(huán)8的外圓周10,其形成為環(huán)形的凹槽。切口 9可通過轉(zhuǎn)動操作或通過變形操作制作。在裝配過程中，首先，輪轂元件的兩部分2、3由連接裝置18連接。然后，外環(huán)8推入第一部分2的圓柱部分4中，直到到達(dá)軸向止擋部21 (見圖I)。這是最后的軸向端部位置，其中外環(huán)8保持在輪轂元件2、3內(nèi)。該位置示出在圖I中。
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為了相對于輪轂元件2、3軸向固定外環(huán)8且更具體地講固定到圓柱部分4，圓柱部分4的一部分變形。更具體地講，變形工藝通過將圓柱部分4的材料變形進(jìn)入外環(huán)8的切口 9中而發(fā)生。因此，變形部分11被產(chǎn)生，如圖2可見。為此，采用如圖2中的虛線所示的變形工具24。變形工具24圍繞軸25旋轉(zhuǎn)，并且在徑向方向r上壓，其中力26(見圖2)作用在圓柱部分4的外圓周上設(shè)置切口 9的軸向位置。從而，執(zhí)行圓柱部分4的冷輥變形，這可快速進(jìn)行且成本效率。通過變形工藝，不僅圓柱部分4的材料至少部分地進(jìn)入切口 9 ;而且該操作使圓柱部分在軸向a上縮短。通過比較圖I和圖2可見，在執(zhí)行變形前(見圖I)，圓柱部分4比外環(huán)8在軸向上略長，而在變形后(圖2)略短。因此，外環(huán)8的(右)軸向端在完成裝配過程時是“自由的”。這有利于在外環(huán)8的一個軸向端應(yīng)用花鍵8 (形成配合耦合元件)用于與具有對應(yīng)的花鍵(未示出)的另一個部件接合，從而該花鍵可用于施加驅(qū)動扭矩到外環(huán)8，并且因此到輪轂元件2、3，從而到車輪，因為部分11的變形不僅保證了外環(huán)8和輪轂元件2、3之間的固定軸向連接，而且保證了圓周方向上的固定連接。選擇性設(shè)計如圖3所示。這里，輪轂元件2’制作為單件元件。軸承裝置5的外環(huán)8以根據(jù)圖I和圖2所述的相同方式固定。圖3示出了輪轂元件2’的圓柱部分4已經(jīng)變形的狀態(tài)，即變形部分11已經(jīng)產(chǎn)生，從而抵觸外環(huán)8的切口 9。在根據(jù)圖3的實施例的情況下，外環(huán)8形成在其左部區(qū)域中，以形成軸向止擋部22，用于輪轂元件2’徑向延伸的法蘭部分6。軸承裝置5由外環(huán)8和兩個內(nèi)環(huán)19和20組成，其中，兩排滾動元件14和15設(shè)置在環(huán)8、14、15之間。軸承裝置5可以已知的方式密封，以獲得具有長期服務(wù)壽命和最小維護(hù)要求的車輪軸承單元。軸承裝置也可設(shè)置有再一個傳感器，以檢測運行參數(shù)，例如，速度、負(fù)荷和/或振動。附圖標(biāo)記I車輪軸承單元
2、3，2’輪轂元件2輪轂元件的第一部分3輪轂元件的第二部分4圓柱部分(套筒部分)5軸承裝置6法蘭部分7正面?zhèn)?外環(huán) 9切口10外圓周11變形部分12滾道13滾道14滾動元件(球)15滾動元件(球)16耦合元件(花鍵)17連接裝置(螺栓)18連接裝置(螺栓、鉚釘)19內(nèi)環(huán)20內(nèi)環(huán)21軸向止擋部22軸向止擋部23徑向延伸部分24變形工具25軸26力a軸向r徑向
權(quán)利要求
1.一種用于車輪的車輪軸承單元(I)，包括輪轂元件(2，3，2’)，其具有由軸承裝置(5)支撐的軸向(a)延伸的圓柱部分(4)，并且具有徑向(r)延伸的法蘭部分(6)，所述法蘭部分(6)用于在所述法蘭部分(6)的正面?zhèn)?7)固定所述車輪和/或剎車盤，其中所述軸承裝置(5)具有外環(huán)⑶， 其特征在于，所述外環(huán)(8)具有在其外圓周(10)徑向延伸的切口(9)，其中所述輪轂元件(2，3，2’ )的所述軸向(a)延伸的圓柱部分(4)局部變形(11)，從而它的一部分抵觸所述切口(9)以相對于所述外環(huán)(8)軸向固定所述輪轂元件(2，3，2’)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的車輪軸承單元，其特征在于，所述外環(huán)(8)中的所述切口(9)沿著所述外環(huán)(8)的整個圓周延伸成凹槽狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的車輪軸承單元，其特征在于，所述外環(huán)(8)制作為單件，并且包括兩個滾道(12，13)用于兩排滾動元件(14，15)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車輪軸承單元，其特征在于，所述切口(9)軸向設(shè)置在所述兩個滾道(12，13)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項所述的車輪軸承單元，其特征在于，所述外環(huán)(8)在它的其中一個軸向端具有耦合元件(16)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車輪軸承單元，其特征在于，所述耦合元件(16)是在所述外環(huán)⑶的所述軸向端中加工的花鍵。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任一項所述的車輪軸承單元，其特征在于，所述輪轂元件(2，3，2’ )具有在所述徑向延伸的法蘭部分￠)中的多個連接裝置(17)以固定所述車輪。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的車輪軸承單元，其特征在于，所述連接裝置(17)是通孔或螺紋孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8中任一項所述的車輪軸承單元，其特征在于，所述輪轂元件(2’ )是單件部件。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至8中任一項所述的車輪軸承單元，其特征在于，所述輪轂元件(2，3，2’ )包括由連接裝置(18)連接的至少兩個部件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的車輪軸承單元，其特征在于，所述連接裝置(18)是螺栓或鉚釘或焊縫。
12.根據(jù)權(quán)利要求I至11中至少任一項所述的車輪軸承單元，其特征在于，所述軸承裝置(5)是兩排環(huán)形接觸球軸承，其具有一個外環(huán)(8)和兩個內(nèi)環(huán)(19，20)。
13.根據(jù)權(quán)利要求I至12中至少任一項所述的車輪軸承單元，其特征在于，所述輪轂元件(2，3，2’ )及其部件和/或該外環(huán)(8)由片狀金屬組成。
14.根據(jù)權(quán)利要求I至13中至少任一項所述的車輪軸承單元，其特征在于，所述輪轂元件(2，3，2’ )具有徑向延伸部分，為所述外環(huán)(8)形成軸向止擋部(21)，或者所述外環(huán)(8)具有徑向延伸部分，為所述輪轂元件(2，3，2’ )形成軸向止擋部(22)。
15.根據(jù)權(quán)利要求I至14中至少任一項所述的車輪軸承單元，其特征在于，所述軸承裝置(5)的所述外環(huán)(8)能相對于至少一個內(nèi)環(huán)(19，20)旋轉(zhuǎn)，其中所述至少一個內(nèi)環(huán)(19，20)設(shè)置為靜止的。
16.一種生產(chǎn)用于車輪的車輪軸承單元(I)的方法，其中所述車輪軸承單元包括輪轂元件(2，3，2’)，其具有由軸承裝置(5)支撐的軸向(a)延伸的圓柱部分(4)，并且具有徑向(r)延伸的法蘭部分(6)，以在所述法蘭部分(6)的正面?zhèn)?7)固定所述車輪和/或剎車盤，其中所述軸承裝置(5)具有外環(huán)(8)， 其特征在于，所述外環(huán)(8)具有在其外圓周(10)徑向延伸的切口(9)，其中所述輪轂元件(2，3，2’ )的所述軸向(a)延伸的圓柱部分(4)的一部分通過給所述圓柱部分(4)施加徑向力而變形(11)，從而所述圓柱部分(4)的一部分(11)抵觸所述切口(9)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于車輪的車輪軸承單元(1)，包括輪轂元件(2，3，2’)，其具有由軸承裝置(5)支撐的軸向方向(a)延伸的圓柱部分(4)，并且具有徑向方向(r)延伸的法蘭部分(6)，用于在法蘭部分(6)的正面?zhèn)?7)固定車輪和/或剎車盤，其中軸承裝置(5)具有外環(huán)(8)。為了保證輪轂元件和外環(huán)之間確定的和低成本的軸向連接，本發(fā)明的特征在于，外環(huán)(8)具有在其外周圍(10)的徑向延伸切口切口(9)，其中輪轂元件(2，3，2’)的軸向(a)延伸的圓柱部分(4)的局部變形(11)，從而其一部分抵觸切口(9)，以相對于外環(huán)(8)軸向固定輪轂元件(2，3，2’)。本發(fā)明還涉及生產(chǎn)車輪軸承單元的方法。
文檔編號B60B27/00GK102802965SQ200980159863
公開日2012年11月28日 申請日期2009年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月18日
發(fā)明者B.貝伊芙斯, A.雷迪納, J.希爾林, H-J.弗里德里克, F.?？怂? A.奧爾謝夫斯基, C.威瑟斯 申請人:Skf公司