用于預(yù)加載輪轂軸承單元的方法
【專利摘要】一種用于軸向地預(yù)加載軸承轂組件(10)的方法，所述組件設(shè)有具有滾動軌道(36，37)的可旋轉(zhuǎn)的輪轂(20)，以及具有固定的徑向外環(huán)(31)的軸承單元(30)，所述軸承單元設(shè)有滾動軌道(34，35)，以及介于徑向外環(huán)(31)和輪轂(20)之間的雙排滾動體(32，33)，所述方法需要使用偏置裝置(70)，提供以下步驟：a)將已組裝的輪轂?軸承組件(10)供給至安裝臺，b)檢驗徑向外環(huán)(31)和偏置裝置(70)之間的干涉值(C)，c)通過偏置裝置(70)在徑向外環(huán)(31)上施加軸向力(F)，從而使徑向外環(huán)在壓縮下變形，依次通過使用滾道(34，35)傳遞力至滾動體排(32，33)。
【專利說明】
用于預(yù)加載輪轂軸承單元的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于預(yù)加載軸承單元-帶凸緣的輪轂、即被稱作第三代滾動軸承的方法。所述單元適于軸承外環(huán)是固定的應(yīng)用或者適于機動車輛的驅(qū)動輪的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]已經(jīng)知道用于機動車輛應(yīng)用的驅(qū)動輪的軸承組-帶凸緣的輪轂的技術(shù)狀態(tài)。在文獻(xiàn)EP2602123A1中，例如，描述了用于機動車輛的車輪轂軸承單元，在此例中是非對稱的，它包括繞旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)的帶凸緣的輪轂，與帶凸緣的輪轂一體并橫向于旋轉(zhuǎn)軸線的凸緣，設(shè)在帶凸緣的轂的徑向外側(cè)并且設(shè)有彼此軸向隔開的滾動軌道的固定環(huán)，以及布置在固定環(huán)和帶凸緣的輪轂之間的兩排滾動體(例如，球)。帶凸緣的輪轂一體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)排軸承的徑向內(nèi)滾道形成在軸承的內(nèi)環(huán)上，徑向地外插在帶凸緣的輪轂上。
[0003]這樣的實現(xiàn)，特別在在傳遞負(fù)載方面的重型應(yīng)用情況下，引起軸承環(huán)和滾動體之間相當(dāng)大的本地負(fù)載;也不允許獲得大的軸承阻力以及更大的持續(xù)時間。最后，由于與凸緣部分一體的凸緣和橫向于旋轉(zhuǎn)軸線的輪轂的存在，通常它展現(xiàn)出顯著的軸向尺寸。
[0004]為了提高性能，特別是軸承的剛度，需要增加壓力中心的距離。這可以通過增加軸承的滾動體(所謂的“節(jié)圓直徑”或更簡單地“節(jié)距”)的中心的圓周的直徑來實現(xiàn)。這樣的解決方案是已知的，并得以發(fā)展以可觀地改進(jìn)性能?！肮?jié)距”增加相關(guān)的缺點是，體積以及因此重量以“節(jié)距平方值”大大增加。增加的重量通常不被汽車制造商所接受。
[0005]進(jìn)一步的改進(jìn)是更增加滾動體的中心的圓周的直徑，以便能夠進(jìn)入軸承等速接合處內(nèi)并且與輪轂或與軸承的內(nèi)環(huán)結(jié)合成一單件，被稱作具有接合處的罩部。顯然，這兩個組件的結(jié)合允許重量和整個單元的成本的降低。并且可以通過將軸向內(nèi)部的軸承小內(nèi)環(huán)與具有接合處的罩部結(jié)合，進(jìn)一步降低重量和成本。換言之，輪轂還呈現(xiàn)軸承的單內(nèi)環(huán)和以恒定速度的具有接合處的罩部的功能。
[0006]在所謂的第三代軸承中已知單內(nèi)環(huán)的概念。相比于其它已知的解決方案，主要區(qū)別在于，軸承具有軸向間隙，其并非軸向預(yù)加載的。這一特性，在過去已被接受為在沒有特別重負(fù)載條件下的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用，也因為軸承設(shè)計不允許沒有軸向預(yù)緊的產(chǎn)生。用隨著需要高性能的應(yīng)用的發(fā)展，這種情況是不再被接受的并且軸承必需被軸向預(yù)加載。
[0007]因此，需要開發(fā)一種用于預(yù)加載高性能的軸承-輪轂的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種用于軸向預(yù)加載用于機動車輛的驅(qū)動輪的應(yīng)用的軸承-輪轂單元的方法。上面的方法適用于具有對稱內(nèi)部形式的軸承的情況，或?qū)τ趦膳艥L動體具有相同的“節(jié)距”的軸承的情況，適用于非對稱軸承的情況，或在兩排滾動體之間的具有不同“節(jié)距”的情況。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，描述了用于軸向地預(yù)加載軸承-輪轂組件的方法，所述組件包括:
[0010]可旋轉(zhuǎn)的輪轂，其也作為設(shè)置有滾道的徑向內(nèi)環(huán)和具有恒定速度接合處的罩部(be 11 )，軸承單元，所述軸承單元包括設(shè)置有滾道的固定的徑向外環(huán)，并且設(shè)置有介于所述徑向外環(huán)和所述輪轂之間的軸向上在外部的第一排滾動體和軸向上在內(nèi)部的第二排滾動體。
[0011]所述方法需要使用推力裝置，并且其特征在于以下步驟:
[0012]a)將軸承-輪轂組件供給至安裝臺，
[0013]b)檢驗徑向外環(huán)和推力裝置之間的干涉值，
[0014]c)通過所述推力裝置在所述徑向外環(huán)上提供軸向力，從而擠壓徑向外環(huán)，依次通過所述滾道傳遞力至所述各排滾動體。
[0015]在步驟c)中，所述軸向力設(shè)置在位于所述滾道上方的管狀部分上。
[0016]在階段b)被檢驗的所述干涉值通過所述徑向外環(huán)的外部半徑和所述推力裝置的內(nèi)部半徑之間的差值給出。
[0017]所述偏置裝置具有環(huán)形形狀。
[0018]所述偏置裝置對應(yīng)于機動車輛的懸架轉(zhuǎn)向節(jié)。
[0019]—軸承-輪轂組件，其軸向預(yù)加載是通過根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項所述的方法產(chǎn)生，所述軸承-輪轂組件包括可旋轉(zhuǎn)的輪轂，所述輪轂設(shè)置有軸向上在外部的凸緣部，其構(gòu)造成用于接合至機動車輛的可旋轉(zhuǎn)部件，軸承單元，所述軸承單元包括構(gòu)造用于接合至機動車輛的固定部件的固定的徑向外環(huán)，以及介于徑向外環(huán)和輪轂之間的軸向上在外部的第一排滾動體和軸向上在內(nèi)部的第二排滾動體，其特征在于:所述輪轂也作為所述軸承單元的徑向內(nèi)環(huán)和具有恒定速度接合處的罩部。
【附圖說明】
[0020]本發(fā)明現(xiàn)在將參照附圖，其示出非限制性實施方式的一些實施方式，其中:
[0021]-圖1是具有對稱的內(nèi)部形狀的輪轂軸承組件的軸對稱截面圖，
[0022]-圖2是具有不對稱內(nèi)部形式的輪轂軸承組件的軸對稱截面圖，
[0023]-圖3示出要施加到在軸承上產(chǎn)生預(yù)加載的工具的幾何條件，
[0024]-圖4示意性示出了產(chǎn)生預(yù)加載的步驟。
【具體實施方式】
[0025]現(xiàn)在參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的輪轂-軸承組件中作為整體用附圖標(biāo)記1表示。
[0026]組件10包括可旋轉(zhuǎn)的輪轂20和軸承單元30。在下文中將更好地示出的輪轂20，其構(gòu)造成也起到軸承的內(nèi)滾動圈功能和具有恒定速度驅(qū)動的接合處的罩部。在本說明書和權(quán)利要求中，指示位置和方向的術(shù)語及表達(dá)，例如“徑向”和“軸向”指的是中心軸承旋轉(zhuǎn)單元30的軸線X。但是，例如“軸向外側(cè)”和“軸向內(nèi)側(cè)”指的是安裝狀態(tài)，在這種情況下優(yōu)選地指示的是車輪側(cè)，以及分別地，指示的是車輪側(cè)的相反側(cè)。
[0027]軸承單元30包括固定的徑向外環(huán)31，以及介于徑向外環(huán)31和帶有徑向內(nèi)環(huán)功能的輪轂20之間的兩排滾動體32、33，在此例中是滾珠。為了圖示簡便，附圖標(biāo)記32和33既指示單獨的球體，也指示球體排，特別地，附圖標(biāo)記32將指示滾珠環(huán)或單個軸向外側(cè)球體，而附圖標(biāo)記33將指示滾珠環(huán)或單個軸向內(nèi)側(cè)球體。再次地，為簡便起見，我們在本說明書以及附圖中通過實例通常使用術(shù)語“球體”而不是更普遍的術(shù)語“滾動體”(也將使用相同的附圖標(biāo)記)。將理解的是，可以使用任何其它滾動替代物(例如，滾子、圓錐滾子、滾針等)代替球體。
[0028]圖1中示出對稱軸承的例子，即兩排滾動體具有相同的“節(jié)距”。以下說明書所述也適用于圖2所示的非對稱軸承，為簡便起見我們使用了相同附圖標(biāo)記?？梢钥闯?，兩種軸承僅有的實質(zhì)性不同在于，在對稱軸承的情況中，對應(yīng)排32、33的滾動體的中心圓周的半徑R、R’呈現(xiàn)相同值，而在非對稱軸承的情況中，它們呈現(xiàn)不同。在圖2的例子中，軸向外側(cè)的、滾動體排32的中心圓的半徑R大于軸向內(nèi)側(cè)的、滾動體排33的圓周的半徑R’。
[0029]徑向外環(huán)31，優(yōu)選地以軸向延伸的管狀形式，其在內(nèi)部限定了對應(yīng)滾動體排32、33的滾道34、35。
[0030]徑向外環(huán)31具有徑向外側(cè)圓柱形表面31a，適合與形成在類型已知但并未在圖中示出的車輛的固定構(gòu)件(例如懸架的支柱)中的圓柱形座配合。圓柱形表面3 Ia在徑向外環(huán)31的整個軸向尺寸上延伸并且具有與豎直的圓柱形座相同數(shù)量級的軸向尺寸。在滾道34、35頂部，外環(huán)還展現(xiàn)出管狀部分31’。
[0031]滾動體排32、33在輪轂20的中心管狀部分上、以及在徑向外環(huán)31上旋轉(zhuǎn)，所述轂20的中心管狀部分限定了用于軸向外側(cè)的滾動體排32的滾動軌道36以及用于軸向內(nèi)側(cè)的滾動體排33的滾動軌道37。滾動體排32、滾動體33通過相應(yīng)的保持架38、39保持在位，也就是用于滾動體32的軸向外側(cè)的第一保持架38，以及用于滾動體33的軸向內(nèi)側(cè)的第二保持架39。容納滾珠的保持架38的凹部定向在軸向向外的方向上(如圖1和圖2所示)，即使保持架38可以根據(jù)可選步驟安裝從而使得該凹部面向軸向向內(nèi)的方向。保持架39的凹部根據(jù)軸向向外方向定向。
[0032]第一密封裝置40從軸向外側(cè)密封軸承單元，其被設(shè)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，并且第二密封裝置41從軸向內(nèi)側(cè)密封軸承單元。
[0033]輪轂20還在軸向內(nèi)側(cè)限定了肩部22和在軸向外側(cè)的凸緣部分23。凸緣部分具有多個軸向固定孔24，其軸線相對于對稱軸線X沿具有半徑r的圓周布置。這些孔是用于相同數(shù)量的固定裝置(如固定螺栓，在圖中未示出)的座，這些固定裝置以已知的方式將機動車輪的元件，例如制動盤(也是已知類型的，未在圖中示出)連接至該輪轂20。
[0034]有利的是，用于定心機動車輛的車輪的襯套50可以由金屬板、例如鋼制成，并且聯(lián)接到輪轂的凸緣部23，優(yōu)選地通過簡單的按壓配合操作實現(xiàn)。
[0035]軸承單元30被制成為所獲得的相應(yīng)排32，33的滾動體的中心圓周的半徑R，R’略低于或基本上等于孔24的固定軸線的圓周半徑r。在不對稱軸承的情況中，這種實質(zhì)幾何相等將至少以軸向外部的、滾動體32的中心圓的半徑R檢驗，S卩，最靠近機動車輛剎車盤的車輪。通過該技術(shù)方案，帶凸緣的輪轂呈現(xiàn)以轉(zhuǎn)子方式的構(gòu)造，即，其凸緣部分減少很多。以上技術(shù)方案通過增加滾動體的中心圓周的半徑R，R’獲得，當(dāng)然，由于電機設(shè)計的制約情況，孔24的固定軸線的圓周半徑r保持不變。
[0036]來自于機動車輛傳動組件(未示出)的驅(qū)動軸的運動傳送通過恒定速度接合處60保證。特別地，聯(lián)接60的外側(cè)罩部結(jié)合在輪轂20中，其在軸向內(nèi)端部61中限定接合處的軌道
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[0037]如圖1和2中所示的用于安裝軸承組件-輪轂的步驟從零開始限定，因為它需要特別的關(guān)注。在兩個不同且平行的專利文獻(xiàn)中已經(jīng)描述了用于安裝組件的兩個可能的解決方案，其將幾乎與本專利申請內(nèi)容同時變得可由公眾獲取。不管怎樣，用于具有雙滾珠的軸承(僅有一個內(nèi)環(huán)和一個外環(huán))的包括上述新方法的所有安裝程序適于具有游隙的軸承。因此，需要在已經(jīng)組裝好的軸承-輪轂組件上生成預(yù)加載。
[0038]下面參考圖3和4，描述用于在軸承上產(chǎn)生軸向預(yù)載荷的新方法。此方法基于徑向外環(huán)31的可變形性。
[0039]在更詳細(xì)地，如在圖3中可見。徑向外環(huán)31包括其上施加來自外部的壓力的管狀部分31’。壓力的效果趨于壓縮環(huán)31。適當(dāng)?shù)匦?zhǔn)壓力的數(shù)值，外環(huán)壓縮導(dǎo)致壓力也產(chǎn)生在軸向外側(cè)的滾動體32以及相應(yīng)的徑向外部的軌道34和徑向內(nèi)部的軌道36之間。相同的壓力也將產(chǎn)生在軸向內(nèi)側(cè)的滾動體33以及相應(yīng)的徑向外部的軌道35和徑向內(nèi)部的軌道37之間。滾動元件和相應(yīng)軌道之間的應(yīng)力的這種狀態(tài)正是所需的軸向預(yù)載荷。
[0040]為了產(chǎn)生這種壓力狀態(tài)，可以在徑向外環(huán)31和偏置裝置70之間施加干涉，其有利地可以是懸掛立柱或環(huán)形形狀的任何其它工具。在實踐中，所述A，所述徑向外環(huán)31的外半徑，以及B，環(huán)形推力裝置的內(nèi)半徑，干涉C將通過下公式給出:
[0041]C=A-B
[0042]顯然，干涉值C越大，在滾動體排32、33上產(chǎn)生的軸向預(yù)負(fù)載越大。
[0043]外環(huán)31的變形程度取決于滾動體的圓周的直徑(“節(jié)距”)和外環(huán)的厚度、或者更確切地說它的管狀部分31’之間的比值。在上述解決方案的情況下(因此兩者在對稱軸承的情況下，在不對稱軸承的情況下)，具有高數(shù)值的“節(jié)距”的外環(huán)變形比具有低數(shù)值的更大。所以外環(huán)的厚度將適當(dāng)改變尺寸，以避免過度的變形。與此相反，在“節(jié)距”低數(shù)值的情況下，將不得不使用管狀部分厚度較小的徑向外環(huán)，以便確保軸承單元足夠的軸向預(yù)加載。
[0044]徑向外環(huán)31不必一定具有完全圓柱形的形狀。例如，可以存在突起或凹槽，以改善在正確位置上的懸掛支撐桿的鎖定。重要的是，這兩個圓柱形部分正好在滾動軌道上方。
[0045]因此，該解決方案允許生成單元上的軸向軸承預(yù)加載，即使某人被強制使用留有軸承軸向游隙的安裝步驟。特別地，如果沒有這種解決方案，不可能產(chǎn)生的預(yù)加載，因此，具有單一內(nèi)環(huán)的解決方案將是不可用的，因為由同一
【申請人】設(shè)想的安裝步驟使得軸承保留有軸向間隙。
[0046]因此，由于軸向預(yù)加載生成方法，如所限定的那樣，可以使用這些新的緩沖解決方案，其性能相比標(biāo)準(zhǔn)解決方案大大提高。因為它增加了球體的“節(jié)距”，也增加了壓力中心之間的距離，在剛性方面有非常積極的影響。
[0047]軸承的使用壽命不會受到不利影響，因為所用滾珠的數(shù)量與標(biāo)準(zhǔn)解決方案所需要的數(shù)量是可以相比的。相反，作為一個整體考慮，相對于所實現(xiàn)的實施方案的便攜性，這些解決方案的重量大大減少。事實上，雖然它們是恒速的，可是軸承-聯(lián)接維持基本上相同的重量，從而使懸掛立柱能去掉顯著數(shù)量的材料。
[0048]最后，不可忽略的還有其益處在于減少了解決方案的成本和部件總體數(shù)量。
[0049]在除了本發(fā)明的實施方式中，如上所述，可以理解的是還有許多另外的變型。必須理解的是，這些實施方式僅僅是說明性的，并不限制本發(fā)明或其應(yīng)用，或其可能的構(gòu)造。與此相反，雖然上述說明能夠向本發(fā)明的實施提供至少一個第二構(gòu)造實例，但是應(yīng)該理解的是，許多變化是由所述部件可以想到的，這將從所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的目的得出，字面解釋和/或根據(jù)他們的法律等同物。
【主權(quán)項】
1.一種用于軸向地預(yù)加載軸承-輪轂組件(10)的方法，所述組件包括: -可旋轉(zhuǎn)的輪轂(20)，也作為設(shè)置有滾道(36，37)的徑向內(nèi)環(huán)和具有恒定速度接合處的罩部， -軸承單元(30)，所述軸承單元包括設(shè)置有滾道(34，35)的固定的徑向外環(huán)(31)，并且設(shè)置有介于所述徑向外環(huán)(31)和所述輪轂(20)之間的軸向上在外部的第一排滾動體(32)和軸向上在內(nèi)部的第二排滾動體(33)， 所述方法需要使用推力裝置(70)，并且其特征在于以下步驟: a)將軸承-輪轂組件(10)供給至安裝臺， b)檢驗徑向外環(huán)(31)和推力裝置(70)之間的干涉值(C)， c)通過所述推力裝置(70)在所述徑向外環(huán)(31)上提供軸向力(F)，從而擠壓徑向外環(huán)，依次通過所述滾道(34，35)傳遞力至所述各排滾動體(32，33)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟c)中，所述軸向力設(shè)置在位于所述滾道(34，35)上方的管狀部分(31’)上。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在階段b)被檢驗的所述干涉值(C)通過所述徑向外環(huán)(31)的外部半徑(A)和所述推力裝置(70)的內(nèi)部半徑(B)之間的差值給出。4.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項所述的方法，其特征在于，所述偏置裝置(70)具有環(huán)形形狀。5.根據(jù)權(quán)利要求1至3的其中一項所述的方法，其特征在于，所述偏置裝置(70)對應(yīng)于機動車輛的懸架轉(zhuǎn)向節(jié)。6.軸承-輪轂組件(10)，其軸向預(yù)加載是通過根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項所述的方法產(chǎn)生，所述軸承-輪轂組件包括 -可旋轉(zhuǎn)的輪轂(20)，所述輪轂設(shè)置有軸向上在外部的凸緣部(23)，其構(gòu)造成用于接合至機動車輛的可旋轉(zhuǎn)部件， -軸承單元(30)，所述軸承單元包括構(gòu)造用于接合至機動車輛的固定部件的固定的徑向外環(huán)(31)，以及介于徑向外環(huán)(31)和輪轂(20)之間的軸向上在外部的第一排滾動體(32)和軸向上在內(nèi)部的第二排滾動體(33)， 其特征在于:所述輪轂(20)也作為所述軸承單元的徑向內(nèi)環(huán)和具有恒定速度接合處的罩部。
【文檔編號】F16C41/00GK106089991SQ201610274711
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年4月28日 公開號201610274711.7, CN 106089991 A, CN 106089991A, CN 201610274711, CN-A-106089991, CN106089991 A, CN106089991A, CN201610274711, CN201610274711.7
【發(fā)明人】D.博斯科, F.弗朗扎, A.塞拉菲尼, L.斯果蒂, C.P.A.維瑟斯
【申請人】斯凱孚公司