CN101495327A - 机动车辆可通过转动活节驱动的轮毂的支承装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可通过转动活节(5)驱动的机动车辆轮毂(2)的支承装置(1)，具有带有至少一个分开的轴承内圈(17)的、套装在轮毂(2)上的双列滚动轴承(11)，该轴承内圈以一端面(24)轴向突出于轮毂(2)的短轴(18)的端部，其中该滚动轴承(11)通过转动活节(5)的活节体(7)的、作用在分开的轴承内圈(17)的端面(24)上的对应面(25)被轴向预紧。为了能改善轮毂与转动活节的连接并能更好地调节滚动轴承的预紧，规定：轮毂(2)的短轴(18)的端面具有端面齿部(3)，该端面齿部能与转动活节(5)的活节体(7)的对应端面齿部(4)不可相对转动地连接，其中这些端面齿部(3、4)至少部分地在径向和轴向上布置在滚动轴承(11)下方；轴承内圈(17)与用于补偿在轴承内圈(17)和活节体(7)的对应面(25)之间的轴向公差的元件(27)相连接。

Description

机动车辆可通过转动活节驱动的轮毂的支承装置
技术领域
本发明涉及一种机动车辆可通过转动活节驱动的轮毂的支承装置，其中与车轮凸缘连接的轮毂和与驱动轴连接的转动活节借助于齿部防相对转动地相互连接，并具有带有至少一个分开/单独的轴承内圈的、套装在轮毂上的双列滚动轴承，该轴承内圈以一端面轴向超过轮毂的短轴的端部伸出，其中所述滚动轴承通过转动活节的活节体的、作用在分开的轴承内圈的端面上的对应面被沿轴向预加载。
背景技术
机动车辆可通过转动活节驱动的轮毂的这种支承装置由DE 42 10461 C2已知。在这种布置结构中，轮毂和转动活节的防相对转动的连接可通过螺纹轴颈实现，该螺纹轴颈具有与轮毂的短轴中的相应设计的轴向内齿部接合的轴齿部。活节轴的活节体的对应面同时双重地作用在超过轮毂的短轴伸出的轴承内圈上，即是这样来实现的，对应面的端侧压在轴向突出的轴承内圈的端侧上，以及对应面的轴向面支承轴承内圈的突出的部分。这种布置结构的目的在于防止变形效应，特别是防止由于弯矩而作用在轴承内圈上的变形效应。
在这种布置结构中有利的是，轮毂-转动活节单元较紧凑和较短地构成的结构，因为活节体至少沿轴向有一段长度被接纳在轮毂中。因此，越来越多地希望外侧球铰的活节轴中点尽可能远地朝向车辆外侧移动。但作为轴齿部的齿部设计必须看作是不利的，因为这种基本上轴向延伸的齿部使得调节构件相互间的正确距离看起来很成问题。此外，活节体的、作用在轴承内圈端侧上的对应面使调节到必需的轴承内圈的预加载力困难，因为在具有活节轴的车轮轴承单元夹紧时，由于在活节轴贴靠在轴承内圈上的区域内的两个轴向或径向的贴靠部位而对于齿部和车轮轴承间隙希望的轴向无间隙性产生超定的问题。
还已知机动车可通过转动活节驱动的轮毂的其它支承装置，这些支承装置不具有这些问题，但在其它方面仍需要改进。
由DE 31 16 720 C1已知一种支承装置，其中整个内圈一体地形成在轮毂上，因此在这里对分开的轴承内圈进行预加载调整和固定并不重要。在轮毂短轴的指向活节体的端侧中形成有与活节体的活节外部件中的端面齿部相对应的端面齿部，使得由此保证了这些构件的简单、可拆卸的固定。这种布置不适合于具有多件式内圈的支承装置。虽然通过这种设计形式能实现小的轴向结构长度，但对于变得越来越紧凑的车辆来说，在可供当使用的结构空间越来越小的情况下，该长度对于当前的要求仍然过大。
由DE 36 04 630 C2已知一种类似的布置结构，其中摆动轧制出轮毂和转动活节的在轴向端部的端面齿部。这种布置结构也占据较大的轴向结构空间。
由DE 36 36 243 C2已知一种具有双列轴承的车轮轴承-同步活节单元，该双列轴承具有至少一个与轮毂分开形成的轴承内圈，该轴承内圈通过形成在轮毂上的、成形的轴环被轴向保持或夹紧。在此，该轴环可直接或间接地设置在一用于固定轴承内圈的中间件上面。作为成形方法特别考虑采用冷成形。这里在一种实施形式中设想，在轮毂的、径向向外作用在轴承内圈上的、成形的轴环中形成有端面齿部或斜齿部，其中所述端面齿部或斜齿部能与活节构件、特别是活节外部件防相对转动地直接连接。通过这种设计形式应该可以与轴承设计方式无关地构成轴向定向的端面齿部或者略呈锥形的斜齿部，其中根据相应的方法在制造轴环的同时在材料中压制出斜齿部或端面齿部。
在DE 36 36 243 C2中设想另一种设计方案，即在轴向向外增大轴承内圈的环形突台上形成有斜齿部或端面齿部，其中该端面齿部或斜齿部能与活节构件、特别是活节外部件防相对转动地直接连接，在这种设计中，轴承内圈具有啮合元件，成形的轴环形锁合地接合在该啮合元件中。据此，可以设有增大的端面的分开的轴承内圈参与从轮毂向转动活节上的转矩传递。
在这种解决方案中，通过材料成形在轧制铆钉轴环
Figure A20078002397500061
上施加轴向齿部。该带有齿部的轧制铆钉轴环在轴向方向上需要附加的结构空间。这使得活节轴的弯曲角变大，因而对活节轴使用寿命和车辆的转向回转有不利的影响。
最后，由US6,146,022已知一种机动车可通过转动活节驱动的轮毂的支承装置，该支承装置本身在小的结构长度方面是非常有利的。轮毂的短轴和活节体的端侧具有彼此对应的端面齿部，其中该端面齿部大致在中部设置在支承装置的滚道的下方。在此，在轮毂中形成一内滚道，而在活节体的外壳中形成有另一内滚道。通过将滚动体滚道内置到活节体中，减小了必要的轴向结构空间。因此，活节体的中心朝向车辆外侧移动较远。不过，在这种布置结构中难以调节支承装置的滚动体的必要的预加载力。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种克服所述缺点的支承装置。特别地，本发明的目的在于，提供一种由轮毂、支承装置和转动活节组成的轴向较短地构成的单元，其中能简单地实现轴承预紧力的调节。
本发明基于这样的认知，即所提出的目的能用出人意料地简单的方式和方法这样来实现，即轮毂的短轴和转动活节的活节体分别具有端面齿部，其中这些端面齿部在径向和轴向上布置在支承装置的下方。此外，所述目的还这样来实现，即轴承内环与用于轴承内环和活节体支承面之间的轴向公差补偿的元件相连接。
因此，本发明基于一种机动车辆可通过转动活节驱动的轮毂的支承装置，在该支承装置中，与车轮凸缘连接的轮毂和与驱动轴连接的转动活节借助于一齿部防相对转动地相互连接，并具有带有至少一个分开的轴承内圈的、布置在轮毂上的双列滚动轴承，该轴承内圈以一端面轴向超过轮毂的短轴的端部伸出，其中该滚动轴承通过转动活节的活节体的、作用在分开的轴承内圈的端面上的对应面被轴向预加载。此外设定，轮毂的短轴的端面具有端面齿部，该端面齿部能与转动活节的活节体的对应端面齿部防相对转动地连接，其中这些端面齿部至少部分地在径向和轴向上布置在滚动轴承下方；轴承内圈与用于轴承内圈和活节体的对应面之间的轴向公差补偿的元件相连接。
这种结构有利地实现，所设置的轴向齿部或端面齿部连接件尽可能远地布置在球滚道的下方，由此得到由轮毂和转动活节组成的轴向较短地构成的单元。
在车轮轴承单元与转动活节轴夹紧时由于在齿部和活节轴贴合在轴承内圈上的区域内的两个轴向贴合部位而产生的对于齿部和车轮轴承间隙的希望的轴向无间隙性的超定的问题通过用于轴承内圈和活节体支承面之间的轴向补偿公差的元件解决。在此，所述元件可由相关部件的相应设计、即轴承内圈和/或活节体的贴靠面的相应设计或者由相应的可弹性/塑性变形的中间件构成。
因此以出人意料地简单的方式，由部分是本身已知的单个部件实现了一种支承装置，该支承装置不仅构造得窄或者说轴向短，在该支承装置中还能以全新的方式实现简单而精确地调节轴承预加载。
在本发明的改进方案中，能以极其不同的方式设计用于所述公差调节的元件，使得在轮毂-活节轴-连接的构造范围内得到一系列新型的设计可能性。
特别是可以设定，用于轴承内圈和活节体的对应面之间的轴向公差补偿的元件设计成在活节体的一端侧中的环形槽形式的轴向沉割(Freistich)。
在其它实际的改进方案中可设定，用于补偿轴向公差的元件是布置在活节体的对应面和轴承内圈的端面之间的弹性元件。
还可这样来补充这种设计方案，即该弹性元件设计成轴圈、Omega-衬套或碟形弹簧。
同样，本发明的这种改进方案特别有利，该改进方案的突出之处在于，用于补偿轴向公差的元件由另一个沉割构成，其中该沉割这样形成在短轴中，即，在轴向内侧的轴承内圈和轴向外侧的轴承内圈的一轴向内侧的端面之间留出一定的轴向距离。
在本发明范围内可设定，用于轴向公差补偿的元件由轴向外侧的轴承内圈在其轴向内侧的端面区域内的横截面渐缩部构成。
最后，本发明的这种设计方案特别有利，该设计方案的突出之处在于，端面齿部设计成具有轴向分布的齿、齿数为20至80、特别是25至50的切端面齿。
附图说明
下面根据附图更详细地说明本发明。图中：
图1示出按照本发明的支承装置的第一实施例的纵剖视图，
图2示出按照本发明的支承装置的第二实施例的纵剖视图，
图3示出按照本发明的支承装置的第三实施例的纵剖视图，
图4示出按照本发明的支承装置的第四实施例的纵剖视图，
图5示出按照本发明的支承装置的第五实施例的纵剖视图。
具体实施方式
在图1至5中分别示出支承装置1的纵剖视图，其中下面对于相同的构件使用相同的附图标记。
因而，图1示出支承装置1的第一实施例，该支承装置具有一未示出的机动车辆的轮毂2。轮毂2通过端面齿部3、4与本身已知的活节5相连接。为此，轮毂2在一轴向端部上具有用于安装一未示出的车轮的车轮凸缘6。
活节5以已知的方式具有钟罩状的外活节体7，在该活节体的内侧上形成用于这里一起示出的活节球的滚道8。在外活节体7中可装入同样配设有球滚道的、与驱动轴相连接的活节内部件。
在轮毂2上布置有O形布置的角接触球轴承形式的双列滚动轴承11。滚动轴承11具有在其上一体地形成有用于制动盘的固定凸缘13的外圈12以及用于接纳滚动体的内圈14。在外圈12和内圈14之间设有用作滚动体的轴承滚珠15。内圈14由两个轴承内圈16和17组成，其中轴向外侧的轴承内圈16一体地在轮毂2上形成，而轴向内侧的轴承内圈17是一个分开的构件，该构件推套在轮毂2的短轴18上。
在外活节体7的轴向外端面19上设有端面齿部4，该端面齿部与短轴18的相应端面齿部3相啮合。所述端面齿部3、4用于将转矩从转动活节5传递到轮毂2上。端面齿部3、4在径向和轴向上位于滚动轴承11下方，具体地，大致在中央位于轴向内侧的轴承内圈17的下方。
在外活节体7的端面19的中心形成一凸台20，该凸台具有配设有轴向齿部的孔。在该孔中旋入有一可以从轮毂2的中心孔21接近的螺栓22。该中心孔21可通过车轮的未示出的中孔接近，因此可以从车辆外侧拆卸或者安装未示出的、带有转动活节5的驱动轴。
轴向内侧的轴承内圈17具有轴向外侧的端面23和轴向内侧的端面24，该端面24朝向活节体7的对应面25并贴靠在该对应面上。当旋紧螺栓22时，轮毂2和活节体7轴向相向运动，直到端面齿部3、4相互啮合。同时，活节体7的对应面25压靠在轴承内圈17的轴向内侧的端面24上，因此将轴承内圈17压靠在短轴18的轴向贴合面26上。
因为端面齿部3、4轴向较远地位于滚动轴承11下方，所以当轮毂2与转动活节5夹紧时，由于在端面齿部3、4的区域内和在对应面25在轴承内圈17的端面24上的贴合部内的两个轴向贴合部位而对于齿部和车轮轴承间隙/空间的希望的轴向无间隙性产生超定的问题。
为了消除所述问题，轴向内侧的轴承内圈17与用于该轴承内圈17和活节体7的对应面25之间的轴向公差补偿的元件27相连接。在按照图1的实施形式中，用于轴向公差补偿的该元件27是在活节体7的对应面25或者端面19中的环形槽28形式的轴向沉割。通过沉割28可实现在对应面25的区域内的可弹性变形性，因此在安装时首先在端面齿部3、4的区域内实现短轴18无间隙地贴合在活节体7上。通过活节体7在活节体贴合区域内的可弹性变形性确保了对于较可靠地轴向夹紧轴承内圈17必要的公差补偿。
在图2示出按照本发明的支承装置1的第二实施例，该支承装置基本上对应于在图1中所示的支承装置。这里，仅是用于轴向公差补偿的元件27设计得不同，即构造成轴圈30形式的弹性元件29，该轴圈设置在对应面25和轴向内侧的轴承内圈17的端面24之间。但代替轴圈30也可使用由可变形的或弹性材料制成的其它构件，例如本身已知的Omega(Ω形)衬套或碟形弹簧。
在图3中示出按照本发明的支承装置1的第三实施例，该支承装置基本上对应于在图1中所示的支承装置。在这种实施形式中也在活节体7的对应面25或端面19中加工出环形槽28形式的轴向沉割。在这种实施形式中，除了环形槽28外，用于轴向公差补偿的元件27还由沉割31形成，其中该沉割31这样形成在短轴18中，即在轴向外侧的轴承内圈16和内侧轴承的内圈17的轴向外侧的端面23之间留出一定的轴向距离。轴承内圈17可通过沉割31在一短的路段上沿轴向自由移动。支承装置1的必需的周向间隙通过单个部件的相应的配对/匹配(Verpaarung)或者经由内侧的滚道在组装状态中的磨损来实现。
在图4中示出按照本发明的支承装置1的第四实施例，该支承装置基本上对应于在图1至3中所示的实施例，但在活节体7的对应面25中没有环形槽。在本实施形式中，用于轴向公差补偿的元件27由轴向内侧的轴承内圈17在其轴向外侧的端面23的区域内的横截面渐缩部32形成。轴向内侧的轴承内圈17的横截面渐缩部32设计成，使得当通过活节体7的对应面25在轴承内圈17的轴向内侧端面24上相应地加载力时，通过轴承内圈17的变形保证公差补偿。因此，轴向内侧的轴承内圈17的横截面渐缩部32起弹性元件的作用。
在图5中示出按照本发明的支承装置1的第五实施例，该支承装置基本上对应于在图1至4中所示的实施例，但具有一分开的第二轴承内圈17。
在所有这五个实施例中，轮毂2和转动活节5的端面齿部3、4分别构造成具有径向分布的齿的切端面齿，其中齿数在40至60之间。
附图标记表
1支承装置
2轮毂
3端面齿部
4端面齿部
5转动活节
6车轮凸缘
7外活节体
8在外活节体内的滚道
9-
10-
11滚动体
12外圈
13固定凸缘
14内圈
15轴承滚珠
16轴承内圈
17轴承内圈
18短轴
19端面
20突出部
21孔
22螺栓
23端面
24端面
25对应面
26贴合面
27元件
28环形槽
29弹性元件  轴圈  沉割  横截面渐缩部
30轴圈
31沉割
32横截面渐缩部

Claims (7)

1.一种机动车辆的可通过转动活节(5)驱动的轮毂(2)的支承装置(1)，在该支承装置中，与车轮凸缘(6)连接的轮毂(2)和与驱动轴连接的转动活节(5)借助于齿部(3、4)防相对转动地相互连接，并具有带有至少一个分开的轴承内圈(17)的、套装在轮毂(2)上的双列滚动轴承(11)，所述轴承内圈以一端面(24)轴向超过轮毂(2)的短轴(18)的端部伸出，其中所述滚动轴承(11)通过转动活节(5)的活节体(7)的、作用在分开的轴承内圈(17)的端面(24)上的对应面(25)被轴向预加载，其特征在于：轮毂(2)的短轴(18)的端面具有端面齿部(3)，该端面齿部能够与转动活节(5)的活节体(7)的对应的端面齿部(4)防相对转动地连接，其中这些端面齿部(3、4)至少部分地沿径向和轴向设置在滚动轴承(11)下方；所述轴承内圈(17)与用于在轴承内圈(17)和活节体(7)的对应面(25)之间的轴向公差补偿的元件(27)相连接。
2.根据权利要求1所述的支承装置，其特征在于，用于轴承内圈(17)和活节体(7)的对应面(25)之间的轴向公差补偿的元件(27)设计成在活节体(7)的端面(19)中的、环形槽(28)形式的轴向沉割。
3.根据权利要求1或2所述的支承装置，其特征在于，用于补偿轴向公差的元件(27)是一设置在活节体(7)的对应面(25)和轴承内圈(17)的端面(24)之间的弹性元件(29)。
4.至少根据权利要求3所述的支承装置，其特征在于，所述弹性元件(29)是一轴圈(30)、一Omega-衬套或一碟形弹簧。
5.根据权利要求1至4中至少一项所述的支承装置，其特征在于，用于轴向公差补偿的元件(27)由一沉割(31)构成，该沉割这样形成在短轴(18)中，即，在一轴向外侧的轴承内圈(16)和轴向内侧的轴承内圈(17)的一轴向外侧的端面(23)之间留出一定的轴向距离。
6.根据权利要求5所述的支承装置，其特征在于，用于轴向公差补偿的元件(27)由轴向内侧的轴承内圈(17)在其轴向外侧的端面(23)的区域内的横截面渐缩部(32)构成。
7.根据权利要求1至6中至少一项所述的支承装置，其特征在于，所述端面齿部(3、4)设计成具有径向延伸的齿、齿数为20至80、特别是25至50的切端面齿。
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