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，該組件設置有可旋轉輪轂，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滾動體冠，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)外圈組件相對于輪轂沿軸向偏移，d)從軸向內側安裝軸向外部的滾動體，e)將輪轂結合至外圈，且外圈傾斜預定的角度，f)從軸向內側安裝軸向內部的滾動體，g)將輪轂對準至徑向外圈，h)將軸向外保持架從軸向外側卡扣插在滾動體上，以及將軸向內部保持架從軸向內側卡扣插在滾動體上，i)將軸向內部的第二密封裝置從軸向內側錘擊在其座上。
【專利說明】
軸承單元一輪轂凸緣的組裝過程
技術領域
[0001]本發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軸承的過程。 所討論的組適于軸承外圈靜止的應用，或者適于機動車驅動輪的應用。【背景技術】
[0002]已經公知的是技術軸承組一用于機動車驅動輪應用的帶凸緣的輪轂的狀態。例如，文獻EP2602123A1描述了一種用于機動車車輪的輪轂軸承單元，在這種情況下是非對稱的，其包括可圍繞旋轉軸線轉動的帶凸緣的輪轂、與帶凸緣的并橫向于旋轉軸線的輪轂一體的凸緣、沿徑向設置在帶凸緣的輪轂的外側并且設置有沿軸向彼此間隔開的滾動軌道的靜止環、以及設置在靜止環與帶凸緣的輪轂之間的兩個滾動體冠(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滾道，而用于滾珠軸向內冠的徑向內滾道形成于軸承的內圈上，徑向外部安置在帶凸緣的輪轂上。
[0003]這樣的實現，特別是就所傳遞的載荷來說在重型應用的情況下，在軸承圈與滾動體之間產生相當大的局部載荷;還不允許獲得軸承的大阻力值及其更大的持續時間。最后， 通常它具有重要的軸向尺寸，因為存在與凸緣部分和橫向于旋轉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體中心圓周的直徑(所謂的“節徑”或更簡單地“節距”)來實現。這樣的解決方案是已知的， 并且被開發以便顯著提高性能。與增加“節距”相關的缺點是，因此體積且從而重量也隨“節距平方值”大大增加。汽車制造商通常不可接受重量的這種增加。
[0005]進一步的改進是甚至更增加滾動體中心圓周的直徑，以便能夠進入軸承等速接頭內并且與輪轂或者與軸承的內圈集成在單件所謂的接頭的罩(bell)中。顯然，這兩個部件的集成允許降低整個單元的重量和成本。并且還可以通過也將軸承的小內圈、軸向內部與接頭的罩集成來進一步降低重量和成本。換言之，輪轂還假定軸承的單內圈和接頭的罩以恒定速度起作用。
[0006]單內圈的概念在所謂的第三代軸承中是已知的。開發該特征預見使用單保持架用于要被安裝在軸向內側的兩個軌道的兩個滾動體。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前方案中不是可以接受的。事實上，單保持架可能會帶來若干問題。 在軸承的操作條件過程中，經常發生的是，兩個軌道與相應滾動體(例如球體)的接觸角可能相對彼此略有差異。因此，它們還改變了軌道和滾珠之間的接觸點，且因此還有相同球體中心圓周的直徑(“節距”)。在輪的相等角速度時，線速度與“節距變化”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(其執行保持滾動體之間距離的功能)不能經受顯著力，且作為典型結果，如果其受到過載的話則會崩解或熔化。
[0007]到目前為止分析的是所謂對稱軸承的情況，即對于滾動體的兩個冠具有相同的 “節距”。上面概述的缺點同樣顯然存在于不對稱軸承的情況。
[0008]因此，相比于到目前為止對于標準應用所使用的解決方案相比，現有的高性能解決方案(其采用單內圈)需要新的安裝過程。
【發明內容】
[0009]本發明的目的是提供一種用于安裝應用于機動車驅動輪的輪轂軸承單元的過程， 其沒有上述缺點。組裝過程可以實現在具有對稱內部形式的軸承或具有用于兩個滾動體冠的相同“節距”的情況下，在非對稱軸承或具有兩個滾動體冠之間不同“節距”的情況下。
[0010]根據本發明，描述了一種用于安裝具有在所附獨立權利要求中限定的特征的輪轂軸承組件的過程。
[0011]優選地和/或特別有利地，根據在所附從屬權利要求中闡述的特征描述了本發明的其他實施例。【附圖說明】
[0012]下面參照附圖，對本發明進行描述，附圖示出了非限制性實施例的一些示例，其中:
[0013]-圖1是根據本發明方法安裝的對稱內部形狀輪轂的軸承組件的軸對稱截面圖，
[0014]-圖2是根據同一過程安裝的非對稱形式內部輪轂的軸承組件的軸對稱截面圖， [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。【具體實施方式】
[0018]下面參照圖1，根據本發明優選實施例的輪轂軸承組件整體采用附圖標記10表示。
[0019]組件10包括可旋轉輪轂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滾動循環功能和恒定速度接頭的接頭。在整個本說明書中和在權利要求書中，表示位置和方向的術語和用語比如“徑向”和“軸向”涉及中央軸承旋轉單元30的軸線X。然而，用語比如“軸向外部”和“軸向內部”涉及安裝條件，并且在這種情況下優選地涉及輪側，且分別涉及與輪側相反的一側。
[0020]軸承單元30包括靜止的徑向外圈31，以及兩個滾動體冠32、33,在本示例中是滾珠，介于徑向外圈31與具有徑向內圈功能的輪轂20之間。為了便于圖示起見，參考標記32和 33將歸屬于單個球體，歸屬于球體的冠，特別地參考標記32將指示滾珠的環或單個軸向外球體，而參考標記33將指示滾珠的環或單個軸向內球體。同樣為了簡單起見，我們經常使用在本說明書中和在附圖中通過示例使用的術語“球體”，而不是更普通的術語“滾動體”(也將使用相同的附圖標記)。應當始終理解的是，代替球體，可以使用任何其他滾動I蓋(例如滾子、錐形滾子、滾針等)。
[0021]在圖1中示出了對稱軸承的情況，即對于兩個滾動體冠采用相同的“節距”。在下面描述中所述的同樣適用于非對稱軸承(如圖2所示)的情況，為了簡單起見，我們使用相同的附圖標記。如可以看到的是兩種類型軸承之間的唯一顯著區別在于，盡管在對稱軸承的情況下，相應冠32、33的滾動體的中心的圓周的半徑R、R ’具有相同的值，在非對稱軸承的情況下，半徑R、R’具有的值不同。特別是在圖2的例子中，軸向外側的冠32的滾動體的中心的圓的半徑R大于軸向內側的冠33的滾動體的中心的圓的半徑R’。
[0022]徑向外圈31(優選地以軸向延伸的管狀形式成形)在內部限定冠32、33的相應滾動體的滾道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件(比如懸架的支柱)中的圓柱形座相配合。圓柱形表面31a對于徑向外圈31的整個軸向尺寸延伸，并且具有該直立圓柱形座的數量級的軸向尺寸。[〇〇24]冠32、33的滾動體在輪轂20的中央管狀部分21上以及在徑向外圈31上旋轉，輪轂 20的中央管狀部分21限定軸向外側冠32的滾動體的滾動軌道36和軸向內側冠33的滾動體的滾動軌道37。冠32、滾動體33由相應的保持架38、39保持在適當位置，即用于滾動體32的軸向外側的第一保持架38和用于滾動體33的軸向內側的第二保持架39。第一密封裝置40從軸向外側密封軸承單元，其布置在輪轂20的管狀部分21的徑向外側的圓柱形表面21a上，且第二密封裝置41從軸向內側密封軸承單元。[〇〇25] 輪轂20還限定了軸向外側的凸緣部分23。該凸緣部分具有多個軸向固定孔24,它們的軸線相對于對稱軸線X沿半徑r的圓周布置。這些孔是用于相同數量固定裝置(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動車車輪的元件例如制動盤(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，用于定心機動車車輪的襯套50可以通過金屬例如鋼板來實現，并且聯接到輪轂的凸緣部分23，最好是通過簡單的錘擊操作。[〇〇27]軸承單元30被制成以便獲得相應冠32、33的滾動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體32的中心的圓的半徑R得到驗證，即最接近于機動車車輪制動盤。通過這種解決方案，帶凸緣的輪轂具有轉子方式的構造，即其凸緣部分被大大減小。通過增加滾動體的中心的圓周的半徑R、R’且因為電機設計的約束的情況而當然留下未改變的孔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]從機動車傳動組件的驅動軸(未示出)傳輸運動由恒定速度接頭60確保。特別地， 聯接60的外罩集成在輪轂20中，其在軸向內端部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)的過程參照圖3至5示出，涉及的是對稱軸承的類型。如從其描述中將顯而易見的是，在非對稱軸承的情況下，組裝過程可以以完全相同的方式被應用。
[0030]更詳細地，在圖3中可以觀察到的是，從具有內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，總是從軸向內側輪轂的端部安裝軸向外保持架38。要指出的是，保持架臨時未被安裝在其最終位置，即在相應的軸向外軌道36:在組裝的這個階段，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，同一份報告將必須還被確保給軸向內保持架39。將占據球體的保持架承窩38被對準朝向軸向內側。[〇〇31]下面參照圖4a和4b，安裝徑向外圈31。輪轂20的管狀部分21或徑向內圈朝向外圈沿徑向移動。在實踐中，輪轂20即內圈的軸線X和徑向外圈的Y軸線變得不對準。軸向外部滾珠32沿軸向放置在軸向內側的內圈的外座圈36上。保持架38和密封裝置40防止滾珠從軸向外端逃出。滾珠32將安放在角扇區中，而不是在整個圓周上，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位被降低，從而防止軸向內部滾珠33—旦被插入而阻塞接觸在軸向外滾道36上。
[0033]參照圖5,徑向外圈31其傾斜預定的角度，使得軸向內側滾珠33可被放入適當位置。一旦放置所有的滾珠33,則將可能對準內圈，或者輪轂與外圈和滾珠32、33可以均勻地沿整個圓周分布。[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上的軸向內保持架39。
[0035]作為該過程的最后一個步驟，軸向內側的第二密封裝置41從軸向內側布置在其相應位置上。
[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，其性能相比于標準解決方案得以大大提高。因為其增加了球體的“節距”，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受到懲罰，因為所使用的滾珠的數量可與由標準解決方案所需的相比較。相反，就所實現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。實際上，雖然它們是軸承-聯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量的材料。
[0038]最后，降低解決方案的成本和部件的總數的好處并非可以忽略不計。[〇〇39]除了如上所述的本發明的實施例，要理解的是還有許多其他變型。必須理解的是， 實施方式的這些實施例僅是說明性的，并不限制本發明或其應用，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明的實施方式，其第二配置結構中的至少一個，但應該理解的是，在沒有脫離如由所附權利要求限定的字面上解釋的和/或根據他們的法律等同物的本發明目的情況下，可以對所描述的部件進行許多變化。
【主權項】
1.一種用于軸承-輪轂單元(10)的組裝方法，所述單元包括: -可旋轉輪轂(20 )，其還作為徑向內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體(32)和軸向內部的第二排滾動體(33)，這些滾動體容納在相應的保持架(38、39)內，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)的縱向對稱軸線(X)相對于所述徑向外圈(31)的縱向對稱軸線(Y)偏移， d)安裝軸向外部的滾動體(32)，從軸向內側對應于所述輪轂(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)預定的角度， f)安裝軸向內部的滾動體(33)，從軸向內偵U對應于所述輪轂(20)的軸向內滾道(37)， g)將所述輪轂(20)對準至所述徑向外圈(31)，以便消除輪轂的相應軸線(X)與徑向外圈的軸線(Y)之間的距離， h)將軸向外保持架(38)從軸向外側卡扣插在滾動體(32)上，以及將軸向內部保持架(39)從軸向內側卡扣插在滾動體(33)上， i)將軸向內部的第二密封裝置(41)從軸向內側按壓配合在其自身的座上。2.根據權利要求1所述的組裝方法，其特征在于，所述軸承-輪轂單元(10)設置有對稱內部形狀，或者所述軸向外冠(32)的滾動體的中心的圓周的半徑(R)等于所述軸向內冠(33)的滾動體的中心的圓周的半徑(R’)。3.根據權利要求1所述的組裝方法，其特征在于，所述軸承-輪轂單元(10)設置有非對稱內部形狀，或者所述軸向外冠(32)的滾動體的中心的圓周的半徑(R)不等于所述軸向內冠(33)的滾動體的中心的圓周的半徑(R’)。4.根據前述權利要求中任一項所述的組裝方法，其特征在于，執行步驟b)所述保持架(38)的內直徑(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.根據前述權利要求中任一項所述的組裝方法，其特征在于，在步驟d)過程中，所述保持架(38)和密封裝置(40)防止所述滾動體(32)從軸向外側逃出。6.根據前述權利要求中任一項所述的組裝方法，其特征在于，在步驟h)過程中，所述滾動體(32、33)通過特定的“梳子”工具保持在彼此等距離的位置。7.—種通過根據前述權利要求中任一項所述的組裝方法獲得的軸承-輪轂單元(10)，包括: -可旋轉輪轂(20)，其設置有軸向外部的凸緣部分(23)，配置成用于接合到機動車的可旋轉部件， -軸承單元(30)，其包括靜止的徑向外圈(31)，配置成接合到機動車的靜止部件，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體(32)和軸向內部的第二排滾動體(33)，這些滾動體容納在相應的保持架(38、39)內，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圈和恒定速度接頭的罩。
【文檔編號】F16C33/32GK106089985SQ201610284718
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年4月29日
【發明人】G.博尼費托, F.弗朗扎, L.斯果蒂, L.特德斯奇尼
【申請人】斯凱孚公司