軸承單元—輪轂凸緣的組裝過程的制作方法
【專利摘要】一種用于安裝輪轂軸承組件的過程，該組件設(shè)置有可旋轉(zhuǎn)輪轂，和具有靜止的徑向外圈的軸承單元，以及介于所述徑向外圈與輪轂之間的兩個(gè)滾動(dòng)體冠，其中，所述組裝過程包括以下步驟：a)將第一密封裝置錘擊在輪轂上，b)將保持架安裝在密封裝置的座上，c)外圈組件相對(duì)于輪轂沿軸向偏移，d)從軸向內(nèi)側(cè)安裝軸向外部的滾動(dòng)體，e)將輪轂結(jié)合至外圈，且外圈傾斜預(yù)定的角度，f)從軸向內(nèi)側(cè)安裝軸向內(nèi)部的滾動(dòng)體，g)將輪轂對(duì)準(zhǔn)至徑向外圈，h)將軸向外保持架從軸向外側(cè)卡扣插在滾動(dòng)體上，以及將軸向內(nèi)部保持架從軸向內(nèi)側(cè)卡扣插在滾動(dòng)體上，i)將軸向內(nèi)部的第二密封裝置從軸向內(nèi)側(cè)錘擊在其座上。
【專利說明】
軸承單元一輪轂凸緣的組裝過程
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種安裝軸承組一帶凸緣的輪轂，即所謂的第三代滾動(dòng)軸承的過程。 所討論的組適于軸承外圈靜止的應(yīng)用，或者適于機(jī)動(dòng)車驅(qū)動(dòng)輪的應(yīng)用?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]已經(jīng)公知的是技術(shù)軸承組一用于機(jī)動(dòng)車驅(qū)動(dòng)輪應(yīng)用的帶凸緣的輪轂的狀態(tài)。例如，文獻(xiàn)EP2602123A1描述了一種用于機(jī)動(dòng)車車輪的輪轂軸承單元，在這種情況下是非對(duì)稱的，其包括可圍繞旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的帶凸緣的輪轂、與帶凸緣的并橫向于旋轉(zhuǎn)軸線的輪轂一體的凸緣、沿徑向設(shè)置在帶凸緣的輪轂的外側(cè)并且設(shè)置有沿軸向彼此間隔開的滾動(dòng)軌道的靜止環(huán)、以及設(shè)置在靜止環(huán)與帶凸緣的輪轂之間的兩個(gè)滾動(dòng)體冠(例如滾珠)。帶凸緣的輪轂一體地形成用于滾珠軸承軸向外部的徑向內(nèi)滾道，而用于滾珠軸向內(nèi)冠的徑向內(nèi)滾道形成于軸承的內(nèi)圈上，徑向外部安置在帶凸緣的輪轂上。
[0003]這樣的實(shí)現(xiàn)，特別是就所傳遞的載荷來說在重型應(yīng)用的情況下，在軸承圈與滾動(dòng)體之間產(chǎn)生相當(dāng)大的局部載荷;還不允許獲得軸承的大阻力值及其更大的持續(xù)時(shí)間。最后， 通常它具有重要的軸向尺寸，因?yàn)榇嬖谂c凸緣部分和橫向于旋轉(zhuǎn)軸線的輪轂一體的凸緣。
[0004]提高軸承的性能特別是剛度需要增加壓力中心的距離。這可以通過增加軸承滾動(dòng)體中心圓周的直徑(所謂的“節(jié)徑”或更簡(jiǎn)單地“節(jié)距”)來實(shí)現(xiàn)。這樣的解決方案是已知的， 并且被開發(fā)以便顯著提高性能。與增加“節(jié)距”相關(guān)的缺點(diǎn)是，因此體積且從而重量也隨“節(jié)距平方值”大大增加。汽車制造商通常不可接受重量的這種增加。
[0005]進(jìn)一步的改進(jìn)是甚至更增加滾動(dòng)體中心圓周的直徑，以便能夠進(jìn)入軸承等速接頭內(nèi)并且與輪轂或者與軸承的內(nèi)圈集成在單件所謂的接頭的罩(bell)中。顯然，這兩個(gè)部件的集成允許降低整個(gè)單元的重量和成本。并且還可以通過也將軸承的小內(nèi)圈、軸向內(nèi)部與接頭的罩集成來進(jìn)一步降低重量和成本。換言之，輪轂還假定軸承的單內(nèi)圈和接頭的罩以恒定速度起作用。
[0006]單內(nèi)圈的概念在所謂的第三代軸承中是已知的。開發(fā)該特征預(yù)見使用單保持架用于要被安裝在軸向內(nèi)側(cè)的兩個(gè)軌道的兩個(gè)滾動(dòng)體。然而，該特征即單保持架在需要越來越高性能的軸承單元的當(dāng)前方案中不是可以接受的。事實(shí)上，單保持架可能會(huì)帶來若干問題。 在軸承的操作條件過程中，經(jīng)常發(fā)生的是，兩個(gè)軌道與相應(yīng)滾動(dòng)體(例如球體)的接觸角可能相對(duì)彼此略有差異。因此，它們還改變了軌道和滾珠之間的接觸點(diǎn)，且因此還有相同球體中心圓周的直徑(“節(jié)距”)。在輪的相等角速度時(shí)，線速度與“節(jié)距變化”成比例地改變。換句話說，兩排滾珠具有不同的速度。然而，保持架(其執(zhí)行保持滾動(dòng)體之間距離的功能)不能經(jīng)受顯著力，且作為典型結(jié)果，如果其受到過載的話則會(huì)崩解或熔化。
[0007]到目前為止分析的是所謂對(duì)稱軸承的情況，即對(duì)于滾動(dòng)體的兩個(gè)冠具有相同的 “節(jié)距”。上面概述的缺點(diǎn)同樣顯然存在于不對(duì)稱軸承的情況。
[0008]因此，相比于到目前為止對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用所使用的解決方案相比，現(xiàn)有的高性能解決方案(其采用單內(nèi)圈)需要新的安裝過程。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種用于安裝應(yīng)用于機(jī)動(dòng)車驅(qū)動(dòng)輪的輪轂軸承單元的過程， 其沒有上述缺點(diǎn)。組裝過程可以實(shí)現(xiàn)在具有對(duì)稱內(nèi)部形式的軸承或具有用于兩個(gè)滾動(dòng)體冠的相同“節(jié)距”的情況下，在非對(duì)稱軸承或具有兩個(gè)滾動(dòng)體冠之間不同“節(jié)距”的情況下。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，描述了一種用于安裝具有在所附獨(dú)立權(quán)利要求中限定的特征的輪轂軸承組件的過程。
[0011]優(yōu)選地和/或特別有利地，根據(jù)在所附從屬權(quán)利要求中闡述的特征描述了本發(fā)明的其他實(shí)施例?！靖綀D說明】
[0012]下面參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，附圖示出了非限制性實(shí)施例的一些示例，其中:
[0013]-圖1是根據(jù)本發(fā)明方法安裝的對(duì)稱內(nèi)部形狀輪轂的軸承組件的軸對(duì)稱截面圖，
[0014]-圖2是根據(jù)同一過程安裝的非對(duì)稱形式內(nèi)部輪轂的軸承組件的軸對(duì)稱截面圖， [〇〇15]-圖3示出了軸承組件安裝過程的第一階段一輪轂，
[0016]-圖4a和4b示出了圖3之后的相同組裝過程的階段，
[0017]-圖5示出了圖4之后的相同組裝過程的另一階段?！揪唧w實(shí)施方式】
[0018]下面參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的輪轂軸承組件整體采用附圖標(biāo)記10表示。
[0019]組件10包括可旋轉(zhuǎn)輪轂20和軸承單元30。如將在下文中更好地看出，輪轂20配置成還采取軸承罩的內(nèi)滾動(dòng)循環(huán)功能和恒定速度接頭的接頭。在整個(gè)本說明書中和在權(quán)利要求書中，表示位置和方向的術(shù)語(yǔ)和用語(yǔ)比如“徑向”和“軸向”涉及中央軸承旋轉(zhuǎn)單元30的軸線X。然而，用語(yǔ)比如“軸向外部”和“軸向內(nèi)部”涉及安裝條件，并且在這種情況下優(yōu)選地涉及輪側(cè)，且分別涉及與輪側(cè)相反的一側(cè)。
[0020]軸承單元30包括靜止的徑向外圈31，以及兩個(gè)滾動(dòng)體冠32、33,在本示例中是滾珠，介于徑向外圈31與具有徑向內(nèi)圈功能的輪轂20之間。為了便于圖示起見，參考標(biāo)記32和 33將歸屬于單個(gè)球體，歸屬于球體的冠，特別地參考標(biāo)記32將指示滾珠的環(huán)或單個(gè)軸向外球體，而參考標(biāo)記33將指示滾珠的環(huán)或單個(gè)軸向內(nèi)球體。同樣為了簡(jiǎn)單起見，我們經(jīng)常使用在本說明書中和在附圖中通過示例使用的術(shù)語(yǔ)“球體”，而不是更普通的術(shù)語(yǔ)“滾動(dòng)體”(也將使用相同的附圖標(biāo)記)。應(yīng)當(dāng)始終理解的是，代替球體，可以使用任何其他滾動(dòng)I蓋(例如滾子、錐形滾子、滾針等)。
[0021]在圖1中示出了對(duì)稱軸承的情況，即對(duì)于兩個(gè)滾動(dòng)體冠采用相同的“節(jié)距”。在下面描述中所述的同樣適用于非對(duì)稱軸承(如圖2所示)的情況，為了簡(jiǎn)單起見，我們使用相同的附圖標(biāo)記。如可以看到的是兩種類型軸承之間的唯一顯著區(qū)別在于，盡管在對(duì)稱軸承的情況下，相應(yīng)冠32、33的滾動(dòng)體的中心的圓周的半徑R、R ’具有相同的值，在非對(duì)稱軸承的情況下，半徑R、R’具有的值不同。特別是在圖2的例子中，軸向外側(cè)的冠32的滾動(dòng)體的中心的圓的半徑R大于軸向內(nèi)側(cè)的冠33的滾動(dòng)體的中心的圓的半徑R’。
[0022]徑向外圈31(優(yōu)選地以軸向延伸的管狀形式成形)在內(nèi)部限定冠32、33的相應(yīng)滾動(dòng)體的滾道34、35。[〇〇23]徑向外圈31具有徑向外圓柱形表面31a，其適于與已知類型的且未在圖中示出的形成在車輛的固定構(gòu)件(比如懸架的支柱)中的圓柱形座相配合。圓柱形表面31a對(duì)于徑向外圈31的整個(gè)軸向尺寸延伸，并且具有該直立圓柱形座的數(shù)量級(jí)的軸向尺寸。[〇〇24]冠32、33的滾動(dòng)體在輪轂20的中央管狀部分21上以及在徑向外圈31上旋轉(zhuǎn)，輪轂 20的中央管狀部分21限定軸向外側(cè)冠32的滾動(dòng)體的滾動(dòng)軌道36和軸向內(nèi)側(cè)冠33的滾動(dòng)體的滾動(dòng)軌道37。冠32、滾動(dòng)體33由相應(yīng)的保持架38、39保持在適當(dāng)位置，即用于滾動(dòng)體32的軸向外側(cè)的第一保持架38和用于滾動(dòng)體33的軸向內(nèi)側(cè)的第二保持架39。第一密封裝置40從軸向外側(cè)密封軸承單元，其布置在輪轂20的管狀部分21的徑向外側(cè)的圓柱形表面21a上，且第二密封裝置41從軸向內(nèi)側(cè)密封軸承單元。[〇〇25] 輪轂20還限定了軸向外側(cè)的凸緣部分23。該凸緣部分具有多個(gè)軸向固定孔24,它們的軸線相對(duì)于對(duì)稱軸線X沿半徑r的圓周布置。這些孔是用于相同數(shù)量固定裝置(比如未在圖中示出的緊固螺栓)的座，這些固定裝置以已知的方式將機(jī)動(dòng)車車輪的元件例如制動(dòng)盤(也是已知類型的且未在圖中示出)連接到輪轂20。[〇〇26]有利地，用于定心機(jī)動(dòng)車車輪的襯套50可以通過金屬例如鋼板來實(shí)現(xiàn)，并且聯(lián)接到輪轂的凸緣部分23，最好是通過簡(jiǎn)單的錘擊操作。[〇〇27]軸承單元30被制成以便獲得相應(yīng)冠32、33的滾動(dòng)體的中心的圓周的半徑R、R’，其略低于或基本上等于孔24的固定軸線的圓周的半徑r。在非對(duì)稱軸承的情況下，該基本上幾何相等將至少采用軸向外部的滾動(dòng)體32的中心的圓的半徑R得到驗(yàn)證，即最接近于機(jī)動(dòng)車車輪制動(dòng)盤。通過這種解決方案，帶凸緣的輪轂具有轉(zhuǎn)子方式的構(gòu)造，即其凸緣部分被大大減小。通過增加滾動(dòng)體的中心的圓周的半徑R、R’且因?yàn)殡姍C(jī)設(shè)計(jì)的約束的情況而當(dāng)然留下未改變的孔24的固定軸線的圓周的半徑r來獲得上述解決方案。[〇〇28]從機(jī)動(dòng)車傳動(dòng)組件的驅(qū)動(dòng)軸(未示出)傳輸運(yùn)動(dòng)由恒定速度接頭60確保。特別地， 聯(lián)接60的外罩集成在輪轂20中，其在軸向內(nèi)端部61中限定接頭的軌道62。
[0029]用于安裝軸承組件(即圖1中的輪轂)的過程參照?qǐng)D3至5示出，涉及的是對(duì)稱軸承的類型。如從其描述中將顯而易見的是，在非對(duì)稱軸承的情況下，組裝過程可以以完全相同的方式被應(yīng)用。
[0030]更詳細(xì)地，在圖3中可以觀察到的是，從具有內(nèi)圈功能的可用性的輪轂開始，第一密封裝置40布置在可旋轉(zhuǎn)的輪轂20上，特別是在中央管狀部分21的圓柱形表面21a上。隨后，總是從軸向內(nèi)側(cè)輪轂的端部安裝軸向外保持架38。要指出的是，保持架臨時(shí)未被安裝在其最終位置，即在相應(yīng)的軸向外軌道36:在組裝的這個(gè)階段，軸向外保持架38必須定位在圓柱形表面21a、密封裝置40的座的直徑F上。這意味著在所述密封裝置40的座的直徑F與保持架38的內(nèi)直徑E之間必須有間隙，或者直徑E必須大于直徑F。顯然，同一份報(bào)告將必須還被確保給軸向內(nèi)保持架39。將占據(jù)球體的保持架承窩38被對(duì)準(zhǔn)朝向軸向內(nèi)側(cè)。[〇〇31]下面參照?qǐng)D4a和4b，安裝徑向外圈31。輪轂20的管狀部分21或徑向內(nèi)圈朝向外圈沿徑向移動(dòng)。在實(shí)踐中，輪轂20即內(nèi)圈的軸線X和徑向外圈的Y軸線變得不對(duì)準(zhǔn)。軸向外部滾珠32沿軸向放置在軸向內(nèi)側(cè)的內(nèi)圈的外座圈36上。保持架38和密封裝置40防止?jié)L珠從軸向外端逃出。滾珠32將安放在角扇區(qū)中，而不是在整個(gè)圓周上，在圖4b的示意圖中很容易看到。
[0032]一旦所有的軸向外部滾珠32已被設(shè)置，則輪轂20的管狀部分21就沿徑向更靠近外圈的軸線Y。換言之，外圈與輪轂之間的錯(cuò)位被降低，從而防止軸向內(nèi)部滾珠33—旦被插入而阻塞接觸在軸向外滾道36上。
[0033]參照?qǐng)D5,徑向外圈31其傾斜預(yù)定的角度，使得軸向內(nèi)側(cè)滾珠33可被放入適當(dāng)位置。一旦放置所有的滾珠33,則將可能對(duì)準(zhǔn)內(nèi)圈，或者輪轂與外圈和滾珠32、33可以均勻地沿整個(gè)圓周分布。[〇〇34]然后保持架38被插入以卡扣在滾珠32上，滾珠保持在它們之間的適當(dāng)位置，從特定工具至“梳子”等距離，且同樣適用于將被插入卡扣在滾珠33上的軸向內(nèi)保持架39。
[0035]作為該過程的最后一個(gè)步驟，軸向內(nèi)側(cè)的第二密封裝置41從軸向內(nèi)側(cè)布置在其相應(yīng)位置上。
[0036]如所限定，由于新的組裝過程，可以使用這些新的軸承解決方案，其性能相比于標(biāo)準(zhǔn)解決方案得以大大提高。因?yàn)槠湓黾恿饲蝮w的“節(jié)距”，所以還增加了壓力中心之間的距離，在剛性方面具有非常積極的影響。
[0037]軸承的使用壽命不會(huì)受到懲罰，因?yàn)樗褂玫臐L珠的數(shù)量可與由標(biāo)準(zhǔn)解決方案所需的相比較。相反，就所實(shí)現(xiàn)的解決方案的緊湊性來說，這些解決方案的重量作為整體考慮大大減少。實(shí)際上，雖然它們是軸承-聯(lián)接恒定速度保持大致相同的重量，以懸架的立柱可以刪除顯著數(shù)量的材料。
[0038]最后，降低解決方案的成本和部件的總數(shù)的好處并非可以忽略不計(jì)。[〇〇39]除了如上所述的本發(fā)明的實(shí)施例，要理解的是還有許多其他變型。必須理解的是， 實(shí)施方式的這些實(shí)施例僅是說明性的，并不限制本發(fā)明或其應(yīng)用，也不限制其可能的配置。 相反，雖然上述描述使得能夠操作本發(fā)明的實(shí)施方式，其第二配置結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)，但應(yīng)該理解的是，在沒有脫離如由所附權(quán)利要求限定的字面上解釋的和/或根據(jù)他們的法律等同物的本發(fā)明目的情況下，可以對(duì)所描述的部件進(jìn)行許多變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于軸承-輪轂單元(10)的組裝方法，所述單元包括: -可旋轉(zhuǎn)輪轂(20 )，其還作為徑向內(nèi)圈和恒定速度接頭的罩， -軸承單元(30)，其包括靜止的徑向外圈(31)、介于所述徑向外圈(31)與輪轂(20)之間的軸向外部的第一排滾動(dòng)體(32)和軸向內(nèi)部的第二排滾動(dòng)體(33)，這些滾動(dòng)體容納在相應(yīng)的保持架(38、39)內(nèi)，以及密封裝置(40、41)， 所述組裝方法的特征在于以下步驟: a)將軸向外部的第一密封裝置(40)按壓配合在所述可旋轉(zhuǎn)輪轂(20)的徑向外部的圓柱形表面(21a)上， b)將軸向外保持架(38)安裝在所述圓柱形表面(21a)上，該表面是所述密封裝置(40)的座， c)安裝所述徑向外圈(31)，使得所述輪轂(20)的縱向?qū)ΨQ軸線(X)相對(duì)于所述徑向外圈(31)的縱向?qū)ΨQ軸線(Y)偏移， d)安裝軸向外部的滾動(dòng)體(32)，從軸向內(nèi)側(cè)對(duì)應(yīng)于所述輪轂(20)的軸向外滾道(36)， e)將所述輪轂(20)并置至所述徑向外圈(31)，以便減少輪轂的相應(yīng)軸線(X)與徑向外圈的軸線(Y)之間的距離，并且傾斜徑向外圈(31)預(yù)定的角度， f)安裝軸向內(nèi)部的滾動(dòng)體(33)，從軸向內(nèi)偵U對(duì)應(yīng)于所述輪轂(20)的軸向內(nèi)滾道(37)， g)將所述輪轂(20)對(duì)準(zhǔn)至所述徑向外圈(31)，以便消除輪轂的相應(yīng)軸線(X)與徑向外圈的軸線(Y)之間的距離， h)將軸向外保持架(38)從軸向外側(cè)卡扣插在滾動(dòng)體(32)上，以及將軸向內(nèi)部保持架(39)從軸向內(nèi)側(cè)卡扣插在滾動(dòng)體(33)上， i)將軸向內(nèi)部的第二密封裝置(41)從軸向內(nèi)側(cè)按壓配合在其自身的座上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組裝方法，其特征在于，所述軸承-輪轂單元(10)設(shè)置有對(duì)稱內(nèi)部形狀，或者所述軸向外冠(32)的滾動(dòng)體的中心的圓周的半徑(R)等于所述軸向內(nèi)冠(33)的滾動(dòng)體的中心的圓周的半徑(R’)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組裝方法，其特征在于，所述軸承-輪轂單元(10)設(shè)置有非對(duì)稱內(nèi)部形狀，或者所述軸向外冠(32)的滾動(dòng)體的中心的圓周的半徑(R)不等于所述軸向內(nèi)冠(33)的滾動(dòng)體的中心的圓周的半徑(R’)。4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的組裝方法，其特征在于，執(zhí)行步驟b)所述保持架(38)的內(nèi)直徑(E)的尺寸必須大于所述圓柱形表面(21a)的直徑(F)的尺寸，該表面是所述第一密封裝置(40)的座。5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的組裝方法，其特征在于，在步驟d)過程中，所述保持架(38)和密封裝置(40)防止所述滾動(dòng)體(32)從軸向外側(cè)逃出。6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的組裝方法，其特征在于，在步驟h)過程中，所述滾動(dòng)體(32、33)通過特定的“梳子”工具保持在彼此等距離的位置。7.—種通過根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的組裝方法獲得的軸承-輪轂單元(10)，包括: -可旋轉(zhuǎn)輪轂(20)，其設(shè)置有軸向外部的凸緣部分(23)，配置成用于接合到機(jī)動(dòng)車的可旋轉(zhuǎn)部件， -軸承單元(30)，其包括靜止的徑向外圈(31)，配置成接合到機(jī)動(dòng)車的靜止部件，介于所述徑向外圈(31)與輪轂(20)之間的軸向外部的第一排滾動(dòng)體(32)和軸向內(nèi)部的第二排滾動(dòng)體(33)，這些滾動(dòng)體容納在相應(yīng)的保持架(38、39)內(nèi)，以及密封裝置(40、41)， 其特征在于，所述輪轂(20)還作為所述軸承單元的徑向內(nèi)圈和恒定速度接頭的罩。
【文檔編號(hào)】F16C33/32GK106089985SQ201610284718
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年4月29日
【發(fā)明人】G.博尼費(fèi)托, F.弗朗扎, L.斯果蒂, L.特德斯奇尼
【申請(qǐng)人】斯凱孚公司