專利名稱：用于機(jī)動車輛車輪的輪轂軸承單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
如權(quán)利要求1前述部分所述，本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動車輛車輪的輪轂軸承單元。上述類型的輪轂軸承單元為公知技術(shù)，例如，可以從US-6 007 253中獲知。
背景技術(shù)：
為了更好地理解現(xiàn)有技術(shù)及其存在的問題，在此首先參照附圖2和3對公知設(shè)計的輪轂軸承單元進(jìn)行描述。
參照附圖2，一個帶有凸緣的輪轂11具有一個呈圓柱形的管狀中心部分12。管狀部分12周圍安裝有一個軸承單元，其具有一組徑向地位于一個靜止的外軸承座圈18和兩個內(nèi)軸承座圈19、20之間的雙排滾珠16、17，外軸承座圈形成外部滾道，兩個內(nèi)軸承座圈相互鄰接并形成內(nèi)部滾道。座圈19、20強(qiáng)制安裝在輪轂管狀部分12的外圓柱面12a上。位于軸向外側(cè)(或車體外側(cè))的內(nèi)座圈19靠在輪轂11的徑向軸肩面30上。一個曲率半徑31連接外圓柱面12a至徑向表面30。輪轂管狀部分的軸向內(nèi)端可以產(chǎn)生塑性變形，其通常通過軌道滾壓獲得，從而形成一個在徑向方向上向外突出的邊緣23，其將內(nèi)圈座19、20鎖定在輪轂上，并在軸向方向上對它們預(yù)加載，使內(nèi)圈座19緊靠軸肩面30。
輪轂凸緣的基座是產(chǎn)生高度應(yīng)力集中的區(qū)域之一。在這里，由彎曲應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)變達(dá)會到一定值，此時為了提高輪轂的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，需要預(yù)先對其進(jìn)行感應(yīng)強(qiáng)化熱處理。
熱處理不可避免地會使輪轂的表面變形，而內(nèi)軸承座圈19是被強(qiáng)制地安裝在其上。因此，必須設(shè)置一道磨削工序以消除輪轂表面的圓度缺陷，以獲得輪轂與內(nèi)軸承座圈19之間良好的強(qiáng)制接合。熱處理及隨后的磨削加工很大程度上增加了軸承單元的制造成本。
然而，必須進(jìn)行上述的熱處理加工以克服另一個缺點。由于輪轂用鋼的屈服點低于內(nèi)軸承座圈19所用的強(qiáng)化鋼，且具有軸肩30的徑向交界面存在一個很小的區(qū)域(參見圖3)，當(dāng)滾壓邊緣23時產(chǎn)生的軸向力傳遞至輪轂的軸肩面30，將使該表面內(nèi)的材料產(chǎn)生屈服，如果不進(jìn)行熱處理，在軸承的使用過程中，彈性變形或壓痕將會加劇?；谏鲜鍪聦崳绮贿M(jìn)行熱處理，當(dāng)軸承單元受到大的軸向載荷，軸向的預(yù)加載消失并出現(xiàn)軸向間隙時，從而產(chǎn)生跳動，隨著車輪的轉(zhuǎn)動而重復(fù)出現(xiàn)跳動，會在輪轂中形成裂紋。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于解決上述討論的現(xiàn)有技術(shù)中存在問題，特別是削減上述類型的輪轂軸承單元的制造成本。
根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，通過一個具有限定在權(quán)利要求1中的特征的輪轂軸承單元，可以獲得本發(fā)明的這些及其它特點和優(yōu)點，其將在下文中得到更好的理解。根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，本發(fā)明提供有一個輪轂，其具有限定在權(quán)利要求7中的特征；和一個軸承座圈，其具有限定在權(quán)利要求9中的特征。本發(fā)明的優(yōu)選實施方式限定在從屬權(quán)利要求之中。
附圖簡述下面將參照附圖描述本發(fā)明的一個優(yōu)選但非限定的實施例，其中

圖1為根據(jù)本發(fā)明的輪轂軸承單元的軸向剖視圖；圖2為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的輪轂軸承單元的軸向剖視圖；及圖3為圖2中一個細(xì)節(jié)的局部放大視圖。
具體實施例方式
參照附圖1，附圖標(biāo)記10表示根據(jù)本發(fā)明的用于機(jī)動車輛車輪的輪轂軸承單元。輪轂軸承單元10包括一個輪轂11，輪轂11具有一個呈圓柱狀的中心管狀部分12，從其的一個端部(使用過程中面向車輛外側(cè)的端部)開始，一個徑向的凸緣13向外延伸，其上具有軸向孔14，用于與車輪的緊固螺栓配合(圖中未示出)。輪轂軸承單元進(jìn)一步包括一個軸承單元15，其具有一組雙排的滾動部件16、17(在此實施例中為滾珠)，它們徑向地位于一個靜止的外軸承座圈18和兩個相互鄰接的徑向內(nèi)軸承座圈19、20之間。內(nèi)軸承座圈19、20安裝于輪轂中心管狀部分12的外圓柱面12a上。
根據(jù)本發(fā)明，輪轂中心管狀部分12的圓柱面12a通過一個在軸向方向上向外擴(kuò)展的大致的圓錐面21連接至凸緣13的徑向表面13a。軸承單元的內(nèi)圈座19具有一個大致的圓錐面22，其緊靠在輪轂的圓錐面21上。在輪轂管狀部分12的軸向內(nèi)端處，通過朝向座圈20的軸向內(nèi)側(cè)20a使邊緣23產(chǎn)生變形(滾壓)，使內(nèi)圈座19受壓，并且在軸向方向上預(yù)加載，使其表面22緊靠在輪轂的圓錐面21上。
由于在圓錐面21和22之間存在延伸的接觸區(qū)域，與現(xiàn)有技術(shù)相比，在凸緣的基座處輪轂內(nèi)的接觸壓力和應(yīng)力相對較小，分布更為均勻。申請人已進(jìn)行的測試表明，圓錐面21區(qū)域內(nèi)的接觸壓力和應(yīng)力幾乎是如圖2和圖3所示的傳統(tǒng)軸承單元中在表面30區(qū)域內(nèi)峰值的一半。因此，不必進(jìn)行傳統(tǒng)的熱處理及后續(xù)的磨削加工，可以省去上述工序。
需要指出的是，本發(fā)明可以簡化內(nèi)圈座19的加工。如圖3所示傳統(tǒng)的類型的內(nèi)圈座19需要兩道磨削工序，一次是在其徑向表面19a，另一次是在其圓柱面19b。對于本發(fā)明，仍然需要對圓柱面19b進(jìn)行磨削加工，但是，可以采用在圓柱面22上進(jìn)行強(qiáng)化滾壓處理代替花費更高的磨削加工而有效率。
本發(fā)明并非局限于此處描述和圖示的實施例，其應(yīng)被認(rèn)為是輪轂軸承單元實施方式的一個實例。并且，對于部件的形狀和配置，以及結(jié)構(gòu)和功能上的細(xì)節(jié)之處，本發(fā)明可以進(jìn)行改進(jìn)。例如，相對于縱向中心軸線x，圓錐面21、22的角度可在大約20°-60°的范圍內(nèi)變化。優(yōu)選地，如附圖中所示的實例，對于滾珠軸承單元，角度在大約30°-35°的范圍內(nèi)變化。錐形滾柱軸承單元通常需要不同的角度。本發(fā)明可應(yīng)用于下列各種輪轂軸承單元，如具有雙排滾珠的軸承，或具有雙排滾柱的軸承，甚至是具有一組滾珠和一組滾柱的混合軸承。
在裝配軸承單元之前，相對于中心軸線x，兩個圓錐面21、22的角度不必完全相等。座圈19的圓錐面22的傾斜角優(yōu)選為比輪轂的圓錐面21小一定的角度(如小2°-6°)。當(dāng)軸承單元通過滾壓邊緣23預(yù)加載時，兩個圓錐面間的接觸在軸向外端開始，隨后逐步向軸向內(nèi)端移動，保證與整個圓錐面22接觸。這樣，在圈座20和輪轂錐面21之間，圈座19保持有一定大小的彈性壓力，從而對軸承單元進(jìn)行預(yù)加載。
權(quán)利要求
1.一種用于機(jī)動車輛車輪的輪轂軸承單元(10)，其包括一輪轂(11)，其具有一徑向凸緣(13)和一中心管狀部分(12)，中心管狀部分(12)具有一外圓柱面(12a)；一軸承單元(15)，其具有一組徑向地位于一個外部的、靜止的軸承座圈(18)和第一及第二徑向內(nèi)部軸承座圈(19，20)之間的雙排滾動部件(16，17)，第一和第二徑向內(nèi)部軸承座圈(19，20)相互鄰接，位于輪轂管狀部分(12)的圓柱狀外表面(12a)上；其中軸承的第一內(nèi)部軸承座圈(19)在管狀部分(12)的一個軸向外端處軸向地緊靠由輪轂形成的軸肩面，其特征在于輪轂的軸肩面包括一個大致的圓錐面(21)，其在一個軸向的外部方向上擴(kuò)展，并且軸承的第一內(nèi)部軸承座圈(19)具有大致的圓錐面(22)，其緊靠輪轂的圓錐形軸肩面(21)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪轂軸承單元(10)，其特征在于輪轂的管狀部分(12)在一個軸向內(nèi)端形成一個邊緣(23)，其產(chǎn)生變形，從而朝向第二內(nèi)座圈(20)的一個軸向內(nèi)側(cè)(20a)徑向地向外突出，用以將內(nèi)座圈(19，20)鎖定并軸向預(yù)加載至輪轂上，將第一座圈(19)的圓錐面(22)壓靠在輪轂的圓錐面(21)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪轂軸承單元，其特征在于相對于軸承單元的縱向中心軸線(x)來說，圓錐面(21，22)限定在大約20°-60°范圍的角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輪轂軸承單元，其特征在于相對于縱向軸線(x)來說，圓錐面(21，22)限定在大約30°-35°范圍的角度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輪轂軸承單元，其特征在于內(nèi)座圈(19)的圓錐面(22)相對于軸線(x)形成的角度稍小于輪轂的圓錐面(21)相對于相同軸線(x)所形成的角度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輪轂軸承單元，其特征在于內(nèi)座圈(19)的圓錐面(22)相對于軸線(x)所形成的角度比輪轂的圓錐面(21)相對于所述軸線所形成的角度小大約2°-6°。
7.一種用于機(jī)動車輛車輪的輪轂(11)，其包括-一個具有一個外圓柱面(12a)的中心管狀部分(12)，-一個用于安裝車輪的徑向凸緣(13)，-一個形成于管狀部分(12)一個軸向內(nèi)端上的軸肩面，其為一個軸承座圈(19)形成一個軸肩，以便安裝至管狀部分(12)上；其特征在于軸肩面包括一個大致的圓錐面(21)，其在一個軸向的外部方向上擴(kuò)展。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輪轂，其特征在于管狀部分(12)包括一個能產(chǎn)生塑性變形的端部，從而形成一個徑向向外突出的邊緣(23)，用以將一個軸承座圈(19)鎖定在輪轂的圓錐面(21)上。
9.一種用于機(jī)動車輛車輪輪轂(11)軸承單元(15)的徑向內(nèi)座圈(19)，其中內(nèi)座圈(19)具有一個內(nèi)圓柱面(19b)，其安裝在輪轂(11)的一個管狀部分(12)上，和一個位于一個軸向外端的鄰接面，其用于壓靠在輪轂的一個相應(yīng)軸肩面上，軸肩面位于管狀部分(12)一個軸向外端；其特征在于鄰接面包括一個大致的圓錐面(22)，其在一個軸向的外部方向上擴(kuò)展。
全文摘要
一種用于機(jī)動車輛車輪的輪轂軸承單元，其包括一個輪轂(11)，其具有一徑向凸緣(13)和一中心管狀部分(12)，中心管狀部分(12)具有一外圓柱面(13a)，和一軸承單元(15)，其具有一組徑向地位于一個外部的、靜止的軸承座圈(18)和第一及第二徑向內(nèi)部軸承座圈(19，20)之間的雙排滾動部件(16，17)，第一及第二徑向內(nèi)部軸承座圈(19，20)相互鄰接，位于輪轂管狀部分(12)的圓柱狀外表面(12a)上。輪轂上形成有一個圓錐形的軸肩面(21)，其在一個軸向的外部方向上擴(kuò)展，第一內(nèi)部軸承座圈(19)具有一個緊靠輪轂圓錐形軸肩面(21)的圓錐面(22)。
文檔編號F16C43/00GK1837630SQ20051000348
公開日2006年9月27日 申請日期2005年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月24日
發(fā)明者D·博斯科 申請人:Skf公司