專利名稱：非對稱的輪轂組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及非對稱的輪轂組件。
背景技術(shù)：
已知類型的非對稱的輪轂組件具有旋轉(zhuǎn)軸，并且包括層心直徑的尺寸彼此不同的兩排滾動體，彼此同軸設置的內(nèi)凸緣環(huán)和外環(huán)，對每排滾動體設置在內(nèi)環(huán)外面，以及在彼此軸向錯列位置上分別在內(nèi)環(huán)的外側(cè)和外環(huán)的內(nèi)側(cè)上獲得的內(nèi)環(huán)滾道和外環(huán)滾道，以允許不對稱的輪轂組件支撐綜合載荷，即同時作用在徑向方向和軸向方向上的載荷。對于上述類型的非對稱輪轂組件，靠近內(nèi)凸緣環(huán)設置的一排滾動體，即在所謂“外端”側(cè)設置的一排滾動體，其層心直徑的大小大于另一派滾動體，即在所謂的“內(nèi)端”側(cè)上設置的一排滾動體。剛剛所述的幾何形狀在非對稱輪轂組件上具有較大的剛度，特別是，如果與對稱輪轂組件相比，在對稱輪轂組件中，兩個層心直徑相同，并且它們的大小與“內(nèi)端”側(cè)上的一排滾動體的大小相同非對稱輪轂組件大量地應用于機動車領(lǐng)域中，但是，由于近年來已經(jīng)見效的日益嚴格的抗污染規(guī)定，必須研究技術(shù)的解決方案，針對于甚至間接地降低機動車輛的能耗和對環(huán)境的有害排放，例如一氧化碳的排放。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標是提供一種非對稱輪轂組件，其在保持高機械性能和高剛度以及高可靠性的同時，允許顯著地降低耗損和污染排放。根據(jù)本發(fā)明，提供一種非對稱輪轂組件，具有旋轉(zhuǎn)軸和節(jié)圓直徑彼此不同的兩排滾動體，根據(jù)各自的接觸角且沿著各自的負荷線在軸向錯列位置上設置的內(nèi)滾道和外滾道，以便允許該組件支撐組合負荷，每排滾動體的滾道提供有各自的密切(osculation)，由滾道的曲率半徑和相關(guān)排滾動體的滾動體外徑之間的比率限定；該非對稱輪轂組件的特征在于，該兩排滾動體的第一排滾動體的接觸角和密切分別與兩排滾動體的第二排滾動體的接觸角和密切不同。


本發(fā)明現(xiàn)在將參考附圖進行描述，附圖示出了一些非限定的示范性實施例，圖中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的不對稱的非對稱輪轂組件的截面圖；圖2是圖1所示非對稱輪轂組件的負載分布的示意圖；以及圖3示出了圖1所示帶有兩排滾動體的非對稱輪轂組件的第二優(yōu)選實施例的截面圖。
具體實施方式
參考圖1，10總體上表示帶旋轉(zhuǎn)軸A的非對稱輪轂組件，并且包括相對于旋轉(zhuǎn)軸A 且相對于彼此同軸的內(nèi)環(huán)11和外環(huán)12，由于它們之間插設兩排C1、C2滾動體13而彼此相對旋轉(zhuǎn)。在這里所述的示例中，滾動體13是球，其中心沿著各自的節(jié)圓直徑P1、P2設置。 在所示示范性實施例中，排Cl的節(jié)圓直徑Pl的大小大于排C2的節(jié)圓直徑P2的大小。此外，組件10包括用于每一排Cl和C2的內(nèi)滾道111、112和外滾道121、122，設置在軸向錯列的位置上，以便允許組件10支撐同時作用在徑向方向和軸向方向二者上并且沿著各自的負荷線L1、L2傳遞在球13和內(nèi)滾道111、112之間以及球13和外滾道121、122 之間的組合負荷。特別是，負荷線L1、L2連接每排C1、C2的球13與相關(guān)內(nèi)滾道111、112和相關(guān)外滾道121、122之間的接觸點，并且與徑向表面中垂直于軸A的相應線形成各自的接觸角α和β。內(nèi)滾道111、112在內(nèi)環(huán)11的外側(cè)獲得，而外滾道121、122直接在外環(huán)12的內(nèi)表面123上獲得，在所示示范性實施例中，外環(huán)12還提供有外部法蘭124，用于將組件10錨定到車輛。內(nèi)環(huán)11是內(nèi)凸緣環(huán)，以允許輪子到組件10的連接，并且包括法蘭14，橫向于旋轉(zhuǎn)軸Α，軸15，沿著旋轉(zhuǎn)軸A延伸，并且由與法蘭14相同的材料制造，以及外加內(nèi)環(huán)16，其配合在軸15上，并且由滾動邊緣17軸向阻擋。法蘭14和環(huán)16對于組件10分別限定了所謂的“外端側(cè)”和“內(nèi)端側(cè)”，并且排Cl 的內(nèi)滾道111直接在軸15于法蘭14附近的外表面113上獲得，而排C2的內(nèi)滾道112直接在外加環(huán)16上獲得。作為選擇，根據(jù)沒有示出實施例的形式，排Cl的內(nèi)滾道111也可以直接在相應的外加環(huán)上獲得，所述外加環(huán)設置在法蘭14和環(huán)16之間的中間位置上，并且由法蘭14和環(huán)16軸向阻擋。滾道111、112、121、122具有各自的密切Oxy，它們由滾道111、112、121、122它們自身的曲率半徑r和每個排C1、C2的球13的外徑Φ1、Φ2之間的比率限定。換言之，獲得如下密切Ooe 外端側(cè)的外滾道111的曲率半徑與外徑Φ1之間的比率；Oie 內(nèi)端側(cè)的外滾道112的曲率半徑與外徑Φ2之間的比率；O01 外端側(cè)的內(nèi)滾道121的曲率半徑與外徑Φ1之間的比率；O11 內(nèi)端側(cè)的內(nèi)滾道122的曲率半徑與外徑Φ2之間的比率；在所示的示范性實施例中，為了減少球13和相關(guān)滾道111、112、121和122之間滑動的目的，即為了減少滾動體和滾道之間摩擦的目的，并且作為結(jié)果，為了減少可能的能量浪費源的目的，或者為了減少功耗和污染排放的目的，在輪轂組件10中，排Cl的密切0皿和 O01與排C2的各密切Oie和O11不同。當輪轂組件10按著下面的幾何條件的任何一個制造時，獲得降低摩擦的最佳性能1)0QE > Oie ；或者2) Ora > O11;或者3) OOE > Oie 并且 O01 > O11。特別是，發(fā)現(xiàn)當輪轂組件10根據(jù)下面幾何條件的任何一個制造時，獲得減小摩擦的優(yōu)化條件
1)0。Ε> 1·0040ΙΕ;或者2)0ΟΙ > 1.0040 ；或者3) Ooe > 1. 0040ιε 并且 O01 > 1. 0040 。外端側(cè)與內(nèi)端側(cè)相比不同的密切可以通過變化外端側(cè)的相關(guān)滾道111、121的曲率半徑比照內(nèi)端側(cè)的滾道112、122的曲率半徑，或者通過變化球13的外徑Φ1、Φ2的任何
一個獲得。換言之，外端側(cè)相比內(nèi)端側(cè)不同的密切可以通過制作非對稱輪轂組件10’獲得，如圖3的選擇性所示，其中，排Cl的球13的外徑Φ 1與排C2的球13的外徑Φ2具有不同的尺寸，與上述的示范性實施例一樣，但是，其中，排Cl的球13的外徑Φ1的尺寸小于排C2 的球13的外徑Φ2。球13的外徑Φ 1的減小，在與上述相同的動力和結(jié)構(gòu)條件下，必然使球13和滾道之間的切線速度減小，并且因此減小摩擦。除了由于密切之比的作用按著上述滾動體與滾道之間的摩擦減小的有益效果外， 為了同樣減小摩擦的目的，上述的輪轂組件10，與具有不同外徑的球13的輪轂組件10’ 一樣，還具有接觸角α和β的大小彼此不同，特別是，排Cl的接觸角α的大小大于排C2的接觸角β的大小。圖2提供了本發(fā)明的非對稱輪轂組件10的負荷示意圖的示意性示例，其中它受到施加在沿著旋轉(zhuǎn)軸A設置的施力中心PF上的輪負荷FR。受到輪負荷FR的輪轂組件10的排Cl、C2以各反作用力Fl、F2與其反作用，反作用力Fl、F2施加在各反作用中心Rl、R2上，中心Rl、R2沿著軸A標識出來，它們是相關(guān)力線Li、L2與軸A的相交點，并且分別距施力中心I3R軸向距離XI、X2。特別是，發(fā)現(xiàn)當兩個接觸角α和β的三角形正切值符合下面的關(guān)系時獲得減小摩擦的優(yōu)化條件
Γ π 0Γ Χ2 + Χ1 Χ2 1tgP = tgax[ ———x^ J其中 PlK =—
Ρ2參考圖2，如果輪轂組件是對稱的，即K等于1，并且如果接觸角α、β ’具有相同的大小，在此情況下由Fl’、F2’表示的反作用力將施加在各反作用中心Rl’、R2’，中心R1’、 R2，分別距施力中心PR軸向距離ΧΓ、X2，?？紤]到輪轂組件10的對稱負荷形式(k = 1)，但是具有不同的接觸角α、β，即角 β小于角α，且小于β ’，并且將其與對稱輪轂組件的負荷圖且接觸角α、β ’相同的情況相比，反作用力F2的反作用中心R2移開軸向距離Χ2，其小于距離Χ2’，結(jié)果增加了反作用力F2的強度。然而，接觸角β大小的減小引起運動學上的球13圍繞軸A的旋轉(zhuǎn)速度上的減小，結(jié)果球13和滾道112、122之間的摩擦力減小。另一方面，當輪轂組件10是不對稱的，即k大于1，并且接觸角α、β具有不同的大小時，與前述的對稱輪轂組件的情況相比，反作用力Fl的反作用中心Rl移開到軸向距離 XI，其大于距離ΧΓ，減小了反作用力F2自身的強度，且反作用力F1、F2的分布較好，而沒有排Cl的球13圍繞軸A旋轉(zhuǎn)速度上的實質(zhì)變化。因此，在非對稱輪轂組件10中，除了獲益于較大的剛性外，還受益于較好的力分布，因此允許每個排Cl、C2的球13工作在較好的負荷條件下，且滾道和球13之間的摩擦降低，以實現(xiàn)功耗和污染排放上的優(yōu)點。
旨在本發(fā)明不限于上述實施例和這里所述的說明，它們僅看作是非對稱輪轂組件實施例的示例，替代地，能夠?qū)Σ考男螤詈驮O置以及構(gòu)造和組件細節(jié)上的進一步修改。
權(quán)利要求
1.一種非對稱輪轂組件(10) (10’)，具有旋轉(zhuǎn)軸(A)，并且包括節(jié)圓直徑(P1、P》不同的兩排(C1、C2)的滾動體(13)，以及用于每一個排(Cl) (C2)的滾動體(13)的內(nèi)滾道(111、 112)和外滾道(121、122)，它們根據(jù)各自的接觸角且沿著各自的負荷線(L1、L2)軸向移開， 以便允許所述組件支撐組合負荷，每排(Cl) (C2)滾動體(1 的所述滾道提供有各自的密切，其由所述滾道的半徑和相關(guān)滾動體(1 的相關(guān)排的所述滾動體(1 的外徑之間的比率限定；所述非對稱輪轂組件的特征在于，所述兩排(Cl、C2)滾動體(1 的第一排(Cl) 滾動體(1 的接觸角和密切分別與所述兩排(Cl、C2)滾動體(1 的第二排((^)滾動體 (13)的接觸角和密切不同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非對稱輪轂組件，其特征在于，所述第一排(Cl)滾動體(13) 的所述外滾道(121)的所述密切值大于所述第二排(以)滾動體(1 的所述外滾道(122) 的所述密切值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非對稱輪轂組件，其特征在于，所述第一排(Cl)滾動體(13) 的所述外滾道(121)的所述密切值大于所述第二排(以)滾動體(1 的所述外滾道(122) 的所述密切值1.004倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的非對稱輪轂組件，其特征在于，所述第一排(Cl)滾動體(1 的所述內(nèi)滾道(111)的所述密切值大于所述第二排(以)滾動體(1 的所述內(nèi)滾道(11 的所述密切值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的非對稱輪轂組件，其特征在于，所述第一排(Cl)滾動體(13) 的所述內(nèi)滾道(111)的所述密切值大于所述第二排(以)滾動體(π)的所述內(nèi)滾道(112) 的所述密切值1.004倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的非對稱輪轂組件，其特征在于，所述第一排(Cl)滾動體 (13)的所述滾動體(1 的所述外徑尺寸等于所述第二排(以)滾動體(1 的所述滾動體 (13)的所述外徑尺寸。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的非對稱輪轂組件，其特征在于，所述第一排(Cl)滾動體 (13)的所述滾動體(1 的所述外徑尺寸小于所述第二排(以)滾動體(1 的所述滾動體 (13)的所述外徑尺寸。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求任何一項所述的非對稱輪轂組件，其特征在于，所述第一排(Cl) 滾動體(1 的所述接觸角的大小大于所述第二排(以)滾動體(1 的所述接觸角的大小。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的非對稱輪轂組件，其特征在于，該第一排(Cl)滾動體(13) 和第二排(C2)滾動體(13)以第一反作用力(Fl)和第二反作用力(F2)反作用于輪子負荷 (FR)，輪子負荷(FR)施加在沿著旋轉(zhuǎn)軸(A)設置的壓力中心(PR)上，并且第一反作用力 (Fl)和第二反作用力(F2)施加在相關(guān)的第一反作用力中心(Rl)處和相關(guān)的第二反作用力中心(R2)處，并且具有以下限定Xl 所述第一反作用力中心(Rl)和所述壓力中心(PR)之間的軸向距離； X2 所述第二反作用力中心(R2)和所述壓力中心(PR)之間的軸向距離； Pl 所述第一排(Cl)的滾動體(1 的節(jié)圓直徑； P2 所述第二排(以)的滾動體(1 的節(jié)圓直徑； α 所述第一排(Cl)的滾動體(13)的接觸角； β 所述第二排(C2)的滾動體(13)的接觸角；所述兩個接觸角α和β的三角形正切值符合下面的關(guān)系
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的非對稱輪轂組件，其特征在于，所述第一排(Cl)的滾動體 (13)的所述層心直徑(Pl)大于所述第二排(以)滾動體(1 的所述層心直徑。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的非對稱輪轂組件，其特征在于，它還包括內(nèi)環(huán)(11)和外環(huán)(12)，它們相對于彼此且相對于旋轉(zhuǎn)軸(A)同軸，由于插入兩排(C1、C2)滾動體(13)而彼此相對旋轉(zhuǎn)；每一排(Cl) (C2)的滾動體(13)的內(nèi)滾道(111、112)和外滾道(121、122)分別得自內(nèi)環(huán)(11)外和外環(huán)(12)內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的非對稱輪轂組件，其特征在于，所述內(nèi)環(huán)(11)是凸緣環(huán)，并且設置有法蘭(14)，該法蘭橫向于用來裝配輪子的所述旋轉(zhuǎn)軸(A)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的非對稱輪轂組件，其特征在于，所述第一排(Cl)的滾動體(13)的所述內(nèi)滾道(111)直接在所述內(nèi)環(huán)(11)的外側(cè)上且靠近所述法蘭(14)獲得。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的非對稱輪轂組件，其特征在于，所述內(nèi)環(huán)(11)包括軸 (15)，其沿著所述旋轉(zhuǎn)軸(A)延伸，并且由與所述法蘭(14)相同的材料制造；所述第一排 (Cl)的滾動體(1 的所述內(nèi)滾道(111)直接在所述軸(1 的外表面上獲得。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的非對稱輪轂組件，其特征在于，所述內(nèi)環(huán)(11)還包括外加內(nèi)環(huán)(16)，其安裝在所述軸(1 上；所述第二排(以)滾動體(1 的所述內(nèi)滾道(112)直接在所述外加內(nèi)環(huán)(16)上獲得。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的非對稱輪轂組件，其特征在于，所述第一和第二排(C2)的滾動體(1 的所述外滾道直接在所述外環(huán)(1 的內(nèi)表面上獲得。
全文摘要
一種非對稱輪轂組件(10)，具有旋轉(zhuǎn)軸(A)，并且提供有節(jié)圓直徑(P1、P2)不同的兩排(C1、C2)的滾動體(13)，以及用于每一個排(C1)(C2)的滾動體(13)的內(nèi)滾道(111、112)和外滾道(121、122)，它們根據(jù)各自的接觸角且沿著各自的負荷線(L1、L2)軸向移開，以便允許該組件支撐綜合負荷，每排(C1)(C2)滾動體(13)的該滾道提供有各自的密切，其由該滾道的半徑和相關(guān)滾動體(13)的相關(guān)排的該滾動體(13)的外徑之間的比率限定；該兩排(C1、C2)滾動體(13)的第一排(C1)滾動體(13)的該接觸角和該密切分別與該兩排(C1、C2)滾動體(13)的第二排(C2)滾動體(13)的該接觸角和該密切不同。
文檔編號F16C19/56GK102233792SQ201110097388
公開日2011年11月9日 申請日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月20日
發(fā)明者盧卡.西厄拉 申請人:Skf公司