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CN106089985A - 轴承单元—轮毂凸缘的组装过程 - Google Patents

轴承单元—轮毂凸缘的组装过程 Download PDF

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CN106089985A CN201610284718.7A CN201610284718A CN106089985A CN 106089985 A CN106089985 A CN 106089985A CN 201610284718 A CN201610284718 A CN 201610284718A CN 106089985 A CN106089985 A CN 106089985A
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Abstract

一种用于安装轮毂轴承组件的过程，该组件设置有可旋转轮毂，和具有静止的径向外圈的轴承单元，以及介于所述径向外圈与轮毂之间的两个滚动体冠，其中，所述组装过程包括以下步骤：a)将第一密封装置锤击在轮毂上，b)将保持架安装在密封装置的座上，c)外圈组件相对于轮毂沿轴向偏移，d)从轴向内侧安装轴向外部的滚动体，e)将轮毂结合至外圈，且外圈倾斜预定的角度，f)从轴向内侧安装轴向内部的滚动体，g)将轮毂对准至径向外圈，h)将轴向外保持架从轴向外侧卡扣插在滚动体上，以及将轴向内部保持架从轴向内侧卡扣插在滚动体上，i)将轴向内部的第二密封装置从轴向内侧锤击在其座上。

Description

轴承单元—轮毂凸缘的组装过程
技术领域
本发明涉及一种安装轴承组—带凸缘的轮毂，即所谓的第三代滚动轴承的过程。所讨论的组适于轴承外圈静止的应用，或者适于机动车驱动轮的应用。
背景技术
已经公知的是技术轴承组—用于机动车驱动轮应用的带凸缘的轮毂的状态。例如，文献EP2602123A1描述了一种用于机动车车轮的轮毂轴承单元，在这种情况下是非对称的，其包括可围绕旋转轴线转动的带凸缘的轮毂、与带凸缘的并横向于旋转轴线的轮毂一体的凸缘、沿径向设置在带凸缘的轮毂的外侧并且设置有沿轴向彼此间隔开的滚动轨道的静止环、以及设置在静止环与带凸缘的轮毂之间的两个滚动体冠(例如滚珠)。带凸缘的轮毂一体地形成用于滚珠轴承轴向外部的径向内滚道，而用于滚珠轴向内冠的径向内滚道形成于轴承的内圈上，径向外部安置在带凸缘的轮毂上。
这样的实现，特别是就所传递的载荷来说在重型应用的情况下，在轴承圈与滚动体之间产生相当大的局部载荷；还不允许获得轴承的大阻力值及其更大的持续时间。最后，通常它具有重要的轴向尺寸，因为存在与凸缘部分和横向于旋转轴线的轮毂一体的凸缘。
提高轴承的性能特别是刚度需要增加压力中心的距离。这可以通过增加轴承滚动体中心圆周的直径(所谓的“节径”或更简单地“节距”)来实现。这样的解决方案是已知的，并且被开发以便显著提高性能。与增加“节距”相关的缺点是，因此体积且从而重量也随“节距平方值”大大增加。汽车制造商通常不可接受重量的这种增加。
进一步的改进是甚至更增加滚动体中心圆周的直径，以便能够进入轴承等速接头内并且与轮毂或者与轴承的内圈集成在单件所谓的接头的罩(bell)中。显然，这两个部件的集成允许降低整个单元的重量和成本。并且还可以通过也将轴承的小内圈、轴向内部与接头的罩集成来进一步降低重量和成本。换言之，轮毂还假定轴承的单内圈和接头的罩以恒定速度起作用。
单内圈的概念在所谓的第三代轴承中是已知的。开发该特征预见使用单保持架用于要被安装在轴向内侧的两个轨道的两个滚动体。然而，该特征即单保持架在需要越来越高性能的轴承单元的当前方案中不是可以接受的。事实上，单保持架可能会带来若干问题。在轴承的操作条件过程中，经常发生的是，两个轨道与相应滚动体(例如球体)的接触角可能相对彼此略有差异。因此，它们还改变了轨道和滚珠之间的接触点，且因此还有相同球体中心圆周的直径(“节距”)。在轮的相等角速度时，线速度与“节距变化”成比例地改变。换句话说，两排滚珠具有不同的速度。然而，保持架(其执行保持滚动体之间距离的功能)不能经受显著力，且作为典型结果，如果其受到过载的话则会崩解或熔化。
到目前为止分析的是所谓对称轴承的情况，即对于滚动体的两个冠具有相同的“节距”。上面概述的缺点同样显然存在于不对称轴承的情况。
因此，相比于到目前为止对于标准应用所使用的解决方案相比，现有的高性能解决方案(其采用单内圈)需要新的安装过程。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于安装应用于机动车驱动轮的轮毂轴承单元的过程，其没有上述缺点。组装过程可以实现在具有对称内部形式的轴承或具有用于两个滚动体冠的相同“节距”的情况下，在非对称轴承或具有两个滚动体冠之间不同“节距”的情况下。
根据本发明，描述了一种用于安装具有在所附独立权利要求中限定的特征的轮毂轴承组件的过程。
优选地和/或特别有利地，根据在所附从属权利要求中阐述的特征描述了本发明的其他实施例。
附图说明
下面参照附图，对本发明进行描述，附图示出了非限制性实施例的一些示例，其中：
-图1是根据本发明方法安装的对称内部形状轮毂的轴承组件的轴对称截面图，
-图2是根据同一过程安装的非对称形式内部轮毂的轴承组件的轴对称截面图，
-图3示出了轴承组件安装过程的第一阶段—轮毂，
-图4a和4b示出了图3之后的相同组装过程的阶段，
-图5示出了图4之后的相同组装过程的另一阶段。
具体实施方式
下面参照图1，根据本发明优选实施例的轮毂轴承组件整体采用附图标记10表示。
组件10包括可旋转轮毂20和轴承单元30。如将在下文中更好地看出，轮毂20配置成还采取轴承罩的内滚动循环功能和恒定速度接头的接头。在整个本说明书中和在权利要求书中，表示位置和方向的术语和用语比如“径向”和“轴向”涉及中央轴承旋转单元30的轴线X。然而，用语比如“轴向外部”和“轴向内部”涉及安装条件，并且在这种情况下优选地涉及轮侧，且分别涉及与轮侧相反的一侧。
轴承单元30包括静止的径向外圈31，以及两个滚动体冠32、33，在本示例中是滚珠，介于径向外圈31与具有径向内圈功能的轮毂20之间。为了便于图示起见，参考标记32和33将归属于单个球体，归属于球体的冠，特别地参考标记32将指示滚珠的环或单个轴向外球体，而参考标记33将指示滚珠的环或单个轴向内球体。同样为了简单起见，我们经常使用在本说明书中和在附图中通过示例使用的术语“球体”，而不是更普通的术语“滚动体”(也将使用相同的附图标记)。应当始终理解的是，代替球体，可以使用任何其他滚动I盖(例如滚子、锥形滚子、滚针等)。
在图1中示出了对称轴承的情况，即对于两个滚动体冠采用相同的“节距”。在下面描述中所述的同样适用于非对称轴承(如图2所示)的情况，为了简单起见，我们使用相同的附图标记。如可以看到的是两种类型轴承之间的唯一显著区别在于，尽管在对称轴承的情况下，相应冠32、33的滚动体的中心的圆周的半径R、R'具有相同的值，在非对称轴承的情况下，半径R、R'具有的值不同。特别是在图2的例子中，轴向外侧的冠32的滚动体的中心的圆的半径R大于轴向内侧的冠33的滚动体的中心的圆的半径R'。
径向外圈31(优选地以轴向延伸的管状形式成形)在内部限定冠32、33的相应滚动体的滚道34、35。
径向外圈31具有径向外圆柱形表面31a，其适于与已知类型的且未在图中示出的形成在车辆的固定构件(比如悬架的支柱)中的圆柱形座相配合。圆柱形表面31a对于径向外圈31的整个轴向尺寸延伸，并且具有该直立圆柱形座的数量级的轴向尺寸。
冠32、33的滚动体在轮毂20的中央管状部分21上以及在径向外圈31上旋转，轮毂20的中央管状部分21限定轴向外侧冠32的滚动体的滚动轨道36和轴向内侧冠33的滚动体的滚动轨道37。冠32、滚动体33由相应的保持架38、39保持在适当位置，即用于滚动体32的轴向外侧的第一保持架38和用于滚动体33的轴向内侧的第二保持架39。第一密封装置40从轴向外侧密封轴承单元，其布置在轮毂20的管状部分21的径向外侧的圆柱形表面21a上，且第二密封装置41从轴向内侧密封轴承单元。
轮毂20还限定了轴向外侧的凸缘部分23。该凸缘部分具有多个轴向固定孔24，它们的轴线相对于对称轴线X沿半径r的圆周布置。这些孔是用于相同数量固定装置(比如未在图中示出的紧固螺栓)的座，这些固定装置以已知的方式将机动车车轮的元件例如制动盘(也是已知类型的且未在图中示出)连接到轮毂20。
有利地，用于定心机动车车轮的衬套50可以通过金属例如钢板来实现，并且联接到轮毂的凸缘部分23，最好是通过简单的锤击操作。
轴承单元30被制成以便获得相应冠32、33的滚动体的中心的圆周的半径R、R'，其略低于或基本上等于孔24的固定轴线的圆周的半径r。在非对称轴承的情况下，该基本上几何相等将至少采用轴向外部的滚动体32的中心的圆的半径R得到验证，即最接近于机动车车轮制动盘。通过这种解决方案，带凸缘的轮毂具有转子方式的构造，即其凸缘部分被大大减小。通过增加滚动体的中心的圆周的半径R、R'且因为电机设计的约束的情况而当然留下未改变的孔24的固定轴线的圆周的半径r来获得上述解决方案。
从机动车传动组件的驱动轴(未示出)传输运动由恒定速度接头60确保。特别地，联接60的外罩集成在轮毂20中，其在轴向内端部61中限定接头的轨道62。
用于安装轴承组件(即图1中的轮毂)的过程参照图3至5示出，涉及的是对称轴承的类型。如从其描述中将显而易见的是，在非对称轴承的情况下，组装过程可以以完全相同的方式被应用。
更详细地，在图3中可以观察到的是，从具有内圈功能的可用性的轮毂开始，第一密封装置40布置在可旋转的轮毂20上，特别是在中央管状部分21的圆柱形表面21a上。随后，总是从轴向内侧轮毂的端部安装轴向外保持架38。要指出的是，保持架临时未被安装在其最终位置，即在相应的轴向外轨道36：在组装的这个阶段，轴向外保持架38必须定位在圆柱形表面21a、密封装置40的座的直径F上。这意味着在所述密封装置40的座的直径F与保持架38的内直径E之间必须有间隙，或者直径E必须大于直径F。显然，同一份报告将必须还被确保给轴向内保持架39。将占据球体的保持架承窝38被对准朝向轴向内侧。
下面参照图4a和4b，安装径向外圈31。轮毂20的管状部分21或径向内圈朝向外圈沿径向移动。在实践中，轮毂20即内圈的轴线X和径向外圈的Y轴线变得不对准。轴向外部滚珠32沿轴向放置在轴向内侧的内圈的外座圈36上。保持架38和密封装置40防止滚珠从轴向外端逃出。滚珠32将安放在角扇区中，而不是在整个圆周上，在图4b的示意图中很容易看到。
一旦所有的轴向外部滚珠32已被设置，则轮毂20的管状部分21就沿径向更靠近外圈的轴线Y。换言之，外圈与轮毂之间的错位被降低，从而防止轴向内部滚珠33一旦被插入而阻塞接触在轴向外滚道36上。
参照图5，径向外圈31其倾斜预定的角度，使得轴向内侧滚珠33可被放入适当位置。一旦放置所有的滚珠33，则将可能对准内圈，或者轮毂与外圈和滚珠32、33可以均匀地沿整个圆周分布。
然后保持架38被插入以卡扣在滚珠32上，滚珠保持在它们之间的适当位置，从特定工具至“梳子”等距离，且同样适用于将被插入卡扣在滚珠33上的轴向内保持架39。
作为该过程的最后一个步骤，轴向内侧的第二密封装置41从轴向内侧布置在其相应位置上。
如所限定，由于新的组装过程，可以使用这些新的轴承解决方案，其性能相比于标准解决方案得以大大提高。因为其增加了球体的“节距”，所以还增加了压力中心之间的距离，在刚性方面具有非常积极的影响。
轴承的使用寿命不会受到惩罚，因为所使用的滚珠的数量可与由标准解决方案所需的相比较。相反，就所实现的解决方案的紧凑性来说，这些解决方案的重量作为整体考虑大大减少。实际上，虽然它们是轴承-联接恒定速度保持大致相同的重量，以悬架的立柱可以删除显著数量的材料。
最后，降低解决方案的成本和部件的总数的好处并非可以忽略不计。
除了如上所述的本发明的实施例，要理解的是还有许多其他变型。必须理解的是，实施方式的这些实施例仅是说明性的，并不限制本发明或其应用，也不限制其可能的配置。相反，虽然上述描述使得能够操作本发明的实施方式，其第二配置结构中的至少一个，但应该理解的是，在没有脱离如由所附权利要求限定的字面上解释的和/或根据他们的法律等同物的本发明目的情况下，可以对所描述的部件进行许多变化。

Claims (7)

1.一种用于轴承-轮毂单元(10)的组装方法，所述单元包括：
-可旋转轮毂(20)，其还作为径向内圈和恒定速度接头的罩，
-轴承单元(30)，其包括静止的径向外圈(31)、介于所述径向外圈(31)与轮毂(20)之间的轴向外部的第一排滚动体(32)和轴向内部的第二排滚动体(33)，这些滚动体容纳在相应的保持架(38、39)内，以及密封装置(40、41)，
所述组装方法的特征在于以下步骤：
a)将轴向外部的第一密封装置(40)按压配合在所述可旋转轮毂(20)的径向外部的圆柱形表面(21a)上，
b)将轴向外保持架(38)安装在所述圆柱形表面(21a)上，该表面是所述密封装置(40)的座，
c)安装所述径向外圈(31)，使得所述轮毂(20)的纵向对称轴线(X)相对于所述径向外圈(31)的纵向对称轴线(Y)偏移，
d)安装轴向外部的滚动体(32)，从轴向内侧对应于所述轮毂(20)的轴向外滚道(36)，
e)将所述轮毂(20)并置至所述径向外圈(31)，以便减少轮毂的相应轴线(X)与径向外圈的轴线(Y)之间的距离，并且倾斜径向外圈(31)预定的角度，
f)安装轴向内部的滚动体(33)，从轴向内侧对应于所述轮毂(20)的轴向内滚道(37)，
g)将所述轮毂(20)对准至所述径向外圈(31)，以便消除轮毂的相应轴线(X)与径向外圈的轴线(Y)之间的距离，
h)将轴向外保持架(38)从轴向外侧卡扣插在滚动体(32)上，以及将轴向内部保持架(39)从轴向内侧卡扣插在滚动体(33)上，
i)将轴向内部的第二密封装置(41)从轴向内侧按压配合在其自身的座上。
2.根据权利要求1所述的组装方法，其特征在于，所述轴承-轮毂单元(10)设置有对称内部形状，或者所述轴向外冠(32)的滚动体的中心的圆周的半径(R)等于所述轴向内冠(33)的滚动体的中心的圆周的半径(R')。
3.根据权利要求1所述的组装方法，其特征在于，所述轴承-轮毂单元(10)设置有非对称内部形状，或者所述轴向外冠(32)的滚动体的中心的圆周的半径(R)不等于所述轴向内冠(33)的滚动体的中心的圆周的半径(R')。
4.根据前述权利要求中任一项所述的组装方法，其特征在于，执行步骤b)所述保持架(38)的内直径(E)的尺寸必须大于所述圆柱形表面(21a)的直径(F)的尺寸，该表面是所述第一密封装置(40)的座。
5.根据前述权利要求中任一项所述的组装方法，其特征在于，在步骤d)过程中，所述保持架(38)和密封装置(40)防止所述滚动体(32)从轴向外侧逃出。
6.根据前述权利要求中任一项所述的组装方法，其特征在于，在步骤h)过程中，所述滚动体(32、33)通过特定的“梳子”工具保持在彼此等距离的位置。
7.一种通过根据前述权利要求中任一项所述的组装方法获得的轴承-轮毂单元(10)，包括：
-可旋转轮毂(20)，其设置有轴向外部的凸缘部分(23)，配置成用于接合到机动车的可旋转部件，
-轴承单元(30)，其包括静止的径向外圈(31)，配置成接合到机动车的静止部件，介于所述径向外圈(31)与轮毂(20)之间的轴向外部的第一排滚动体(32)和轴向内部的第二排滚动体(33)，这些滚动体容纳在相应的保持架(38、39)内，以及密封装置(40、41)，
其特征在于，所述轮毂(20)还作为所述轴承单元的径向内圈和恒定速度接头的罩。
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