CN105889316B - 轴承装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轴承组件(1)，其具有壳体元件或轮毂元件(2)，其具有至少一个用于容纳轴承(8；10)的容纳装置(4；6)，所述轴承具有相对于第一轴承元件(12；14)可运动的第二轴承元件(24；26)，其中第一轴承元件(12；14)在压配合下布置在容纳装置(4；6)中，其中在容纳装置(4；6)中布置中间元件(34；36)，所述第一轴承元件(12；14)压配合地被容纳在所述中间元件中，其中在所述中间元件(34；36)上形成至少一个突起(42；44；46)，所述突起设计用于与容纳装置(4；6)形成作用连接，并且其中，所述突起(42；44；46)波纹状地和/或凸耳状地构成。

Description

轴承装置
技术领域
本发明涉及一种轴承装置，其具有轮毂元件或壳体元件，所述轮毂元件或壳体元件具有至少一个用于容纳轴承的容纳部，所述轴承具有相对于第一轴承元件可运动的第二轴承元件，其中，第一轴承元件能够在压配合下布置在容纳部中。
背景技术
具有壳体元件或轮毂元件的轴承装置在本领域中众所周知并且特别作为轮毂轴承被应用在机动车辆中，所述壳体元件或轮毂元件具有至少一个用于滚动轴承的容纳部，该滚动轴承带有相对第一轴承套圈可运动的第二轴承套圈。在这种情况下，通常轴承外圈在压配合作用下被容纳在轮毂元件上所属的容纳部内。出于强度原因，滚动轴承的轴承套圈通常是由钢制成，特别是滚动轴承钢(100Cr6)，而被用作轮毂元件或壳体元件的材料由轻质金属、特别是铝构成。
铝轮毂是重量节约的并且因此对车轮轴承方案是有利的。然而，铝的缺点是比钢明显更高的热膨胀。这意味着钢和铝部件之间的连接难以适用于所有有关的温度范围。尤其是对轮毂元件与轴承外圈之间的压配合有不利影响。在高温下，所述配合可能松脱，从而使得轴承外圈可能旋转，这又会导致轮毂或轴承被损坏。
然而与此相应地在低温下，铝轮毂强烈地收紧外圈，从而产生非常高的接触应力。这可能导致在轮毂的破裂或轴承套圈的变形，特别是在工作面上的变形。
因此文献DE 10 2012 211 261建议提供一种带轮毂元件或壳体元件的轴承装置，其中，轮毂元件或壳体元件具有用于至少一个滚动轴承的容纳孔，并且滚动轴承利用其外圈通过压配合布置在容纳孔中。为了即使在轮毂元件或壳体元件与轴承套圈使用不同材料的情况下也能保证轴承套圈在所有工作温度下无瑕疵地配合，容纳孔的结构和外圈的外周以这样一种方式实施，以便在预期的环境温度下，容纳孔与外圈的径向压配合在工作面的区域小于在工作面以外的区域。例如，这可以通过改变容纳孔或外圈在其轴向长度上的直径来实现。
然而现有技术的缺点是构成容纳孔或外圈的变化的轴向延伸量是非常复杂的，此外，每个元件必须单独制造。因此，该轴承装置是非常昂贵的。
发明内容
因此本发明所要解决的技术问题在于提供一种轴承装置，尤其是用于轮毂轴承的轴承装置，所述轴承装置易于制造，并且即使采用不同的材料并在不同温度下也能保证轴承套圈更好地容纳在壳体元件或轮毂元件内。
所述技术问题是通过一种轴承装置解决的。
本发明涉及一种具有壳体元件或轮毂元件的轴承装置，其具有至少一个用于容纳轴承的容纳部，所述轴承带有相对于第一轴承元件可运动的第二轴承元件。在此，第一轴承元件能够在压配合下布置在容纳部中。为了即使在壳体元件或轮毂元件与轴承元件使用不同的材料时也能保证在不同的工作温度下轴承元件在壳体元件或轮毂元件内的无瑕疵的配合，根据本发明在容纳部中设置中间元件，所述第一轴承元件在压配合下被容纳在所述中间元件中。额外布置的中间元件允许为将中间元件容纳在容纳部内的不同的压配合以及为将轴承套圈容纳在中间元件内的压配合。这可以以简单的方式实现，即轴承元件在它的最佳条件下布置于壳体元件或轮毂元件上的容纳部之上或之内。为了进一步改进中间元件与容纳部之间的连接，此外还规定，在所述中间元件上至少形成一个突起，所述突起能够与容纳部形成作用连接。在此优选的是，所述突起波纹状和/或凸耳状地构成。由此，中间元件在容纳部中的摩擦增大，使得中间元件在容纳部中的径向和轴向的移动额外地变得困难或受到阻碍。
根据另一个实施方案优选的是，所述突起嵌合在构成在容纳部中的凹空内。因此，中间元件在容纳部中的径向和轴向的移动额外地变得困难或受到阻碍。
根据另一种有利的实施例，所述壳体元件或轮毂元件由具有第一热膨胀系数的第一材料、特别是铝制成，所述中间元件由具有与所述第一热膨胀系数不同的第二热膨胀系数的第二材料、特别是钢制成。因此，提供一种轴承装置，其中，优选轻质金属用于轮毂元件或壳体元件，与此同时，轴承套圈可以出于强度原因优选使用轴承钢。由此制成轴承装置，所述轴承装置一方面满足所需的强度要求，并且另一方面可以用于轻质结构。与此相对地，中间元件确保不同材料不直接互相作用。
根据另一种有利的实施例，所述中间元件和容纳在所述中间元件中的轴承元件由具有相近的热膨胀系数的材料或由相同的材料构成。由此确保，中间元件和轴承元件之间的压配合即使在大的工作温度范围内、尤其是在车轮轴承处所出现的大的工作温度范围内，基本上保持恒定。这又使该轴承元件即使在高温下也不会从中间元件中松脱，也不会在中间元件非常低的温度下发生变形。
如在其他优选实施例中显示的，中间元件本身可以在压配合下被布置在所述壳体元件或轮毂元件中，或者可以直接浇铸在壳体元件或轮毂元件中。当然也有可能的是，在多个中间元件布置在轴承壳体上的情况下，这些中间元件通过不同的固定方法被固定在壳体元件或轮毂元件上。在此，中间元件在压配合下容纳在壳体元件或轮毂元件的容纳部中是特别有利的。在此，中间元件可以通过非常高的压配合或者说过盈配合被容纳在容纳部中，从而即使在非常高的温度下也不会出现中间元件的松脱。如此高的压配合对于轴承元件自身来说是不可能的，因为如此高的压配合可能导致精细加工的工作面或滑动面的变形。
特别优选的是一个实施例，其中，所述轴承装置是车轮轴承的构件，并具有沿轴向相互间隔的第一容纳部和第二容纳部，设计为滚动轴承的第一轴承和第二轴承分别在压配合下容纳在所述第一容纳部和第二容纳部中。优选地，滚动轴承分别具有外圈和内圈，其中，至少一个外圈由布置在至少一个在轮毂元件中形成的容纳部中的中间元件压配合地容纳。由于尤其在轮毂轴承中使用不同的材料，所述材料又具有差异极大的热膨胀性质，可以借助根据本发明的中间元件确保，能够简单且成本低廉地使得在轮毂元件和外圈上的热力学作用相互脱耦。
进一步的优点和有利的实施方案在附图、说明书和权利要求中被定义。
附图说明
以下将更加详细地根据附图所示的实施例说明本发明。这里，所示的实施例在本质上仅仅是示例性并且不应限定本申请的保护范围。该保护范围是通过所附的权利要求书进行限定的。
其显示了：
图1是根据本发明的轴承装置的第一优选实施例的示意图；以及
图2是根据本发明的轴承装置的第二优选实施例的示意图。
以下相同或相同作用的元件采用相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出了作为本发明最佳实施例的车轮轴承1的剖面。在此仅示出并且在以下描述了对于实施方式的说明重要的部件。车轮轴承1包括轮毂元件2，用于将轮辋固定到车轮轴承1上。在轮毂元件2内又形成有容纳部4，6，它们用于容纳滚动轴承8，10。滚动轴承8，10用于使车轮轴承1围绕这里未示出的轮轴可旋转地支承，且滚动轴承分别具有外圈12，14、滚动体16，18、保持架20，22以及内圈24，26。内圈24，26被实施为在其孔内径方面大小不同，其中，较小的内圈24相对于所述轮轴的导入方向布置在较大的内圈26后面。
滚动轴承8，10在轴向方向上彼此间隔开地布置，其中，在所述滚动轴承8，10之间布置有连接件28，所述连接件与内圈24，26接触，由此确定滚动轴承8，10之间的轴向间距。连接件28优选地被设计为套筒形，使得允许轮轴穿过。在这种情况下，选择连接件28的孔内径，使得连接件在径向围绕的接触点30，32上利用内圈24，26基本上补偿相邻内圈24，26的各自的孔内径。连接件在必要时可略微更小或更大地实施。
此外，图1中，在外圈12，14与容纳部4，6之间设置有中间元件34，36。在这些中间元件34，36上，外圈12，14又压配合地被容纳。这些中间元件34，36用于消除轮毂元件2与外圈12，14之间不同的热膨胀系数的影响。
当轮毂元件2和外圈12，14由不同材料制成时，这是特别有利的。因此，例如已被发现优选的是，轮毂元件2由轻质金属、例如铝制造，从而降低轮毂的总重量。然而，铝本身不适合作为外圈12，14的材料，以为对外圈的材料具有特殊的强度要求。轴承套圈12，14；24，16因此通常由滚动轴承钢(100CR6)制造。然而，这具有的缺点是，铝和滚动轴承钢的热膨胀系数差异显著，其中，铝大约双倍于钢地膨胀。另外，由于车轮轴承在-40°至180℃的范围内工作，在这范围内热膨胀系数的差异是不可忽略的，这又导致，很难使得钢和铝部件之间的连接适用于所有相关的温度范围。因此在较高温下轴承套圈12，14在容纳部4，6中的配合可能会松脱，而在较低温下轮毂元件的铝发生收缩，从而产生非常高的接触应力。根据本发明布置在容纳部4，6中的中间元件34，36可以补偿这些差异。在此，中间元件34，36优选也由钢制成。可替代地，中间元件34，36可以由这样的材料制造，所述材料具有的热膨胀系数与制造外圈12；14的材料的热膨胀系数相近。由此，外圈12，14和中间元件34，36之间的压配合在整个工作温度范围内保持在同一范围，从而防止由于轴承套圈的过度压紧或松动而造成对轴承的损害。
如图1所示，中间元件34，36还可以在轮毂元件2的容纳部4，6中在压配合下被容纳。在此情况下，压配合的程度可能是非常高的，因为不必考虑由于轮毂元件2受温度影响的收缩而产生的可能的变形。
如从图1放大的细节图中所示，中间元件34；36在面向轮毂元件2的一侧的边缘38具有波纹40，所述波纹与凹空4；6形成作用连接并提高中间元件34；36在容纳部4；6内的压配合。波纹40可以陷在轮毂元件的材料中，使得中间元件34；36与容纳部4；6之间的摩擦增大。这还可以实现，即使在高的工作温度下，中间元件34；36抗旋转固定地且束缚防丢失地布置在凹空4；6中。
作为中间元件34；36在压配合下容纳在容纳部4；6中的备选，中间元件34；36也可以如图2所示，在制造过程中被浇铸入轮毂元件2中。在这种情况下，如图2的细节图所示，中间元件34；36的径向外部的边缘38上形成有凸耳状的突起，所述突起嵌合入在凹空4，6中互补地设计的空隙44，46中。
由此，即使在较高的温度波动下也能保证中间元件34；36在容纳部4；6内的径向和轴向固定。
此外，还可以在轮毂元件2的外边缘48上布置元件(未示出)，所述元件防止轮毂元件2的热膨胀。这些元件同样也可以在压配合下或借助浇铸而置入轮毂元件2中。
总体而言，利用本发明的中间元件34，36可以提供一种轴承装置，其非常容易制造，并且提供了在轴承的均匀预应力。此外，轴承外圈无法相对于从其配合中松动，由此显著增加轴承的寿命。
附图标记清单
1 车轮轴承
2 轮毂元件
4，6 容纳部6
8，10 滚动轴承
12，14 外圈
16，18 滚动体
20，22 保持架
24，26 内圈
28 连接件
30，32 连接件与内圈之间的接触点
34，36 中间元件
38 中间元件的外边缘
40 波纹
42 凸耳状的突起
44，46 在凹空中的空隙
48 中间元件的外边缘

Claims (7)

1.一种轴承装置(1)，具有壳体元件或轮毂元件(2)，所述壳体元件或轮毂元件具有至少一个用于容纳轴承(8; 10)的容纳部(4; 6)，所述轴承具有相对于第一轴承元件(12;14)可运动的第二轴承元件(24; 26)，其中，第一轴承元件(12; 14)能够在压配合下布置在容纳部(4; 6)中，其特征在于，在容纳部(4; 6)中布置中间元件(34; 36)，所述第一轴承元件(12; 14)在压配合下被容纳在所述中间元件中，其中，在所述中间元件(34; 36)上设置至少一个突起(42; 44; 46)，所述突起设计用于与容纳部(4; 6)形成作用连接，并且其中，所述突起(42; 44; 46)波纹状地或凸耳状地构成，使得中间元件过盈配合地容纳在容纳部内，所述中间元件(34; 36)和容纳在所述中间元件中的第一轴承元件(12; 14)由具有相近的热膨胀系数的材料或由相同的材料制成。
2.根据权利要求1所述的轴承装置(1)，其中，所述突起(42; 44;46)嵌合在构成在容纳部(4; 6)中的间隙中。
3.根据权利要求1或2所述的轴承装置(1)，其中，所述壳体元件或轮毂元件(2)由具有第一热膨胀系数的第一材料制成，并且所述中间元件(34; 36)由具有不同于所述第一热膨胀系数的第二热膨胀系数的第二材料制成。
4.根据权利要求1或2所述的轴承装置(1)，其中，所述中间元件(34; 36)被浇铸在壳体元件或轮毂元件(2)中。
5.根据权利要求1或2所述的轴承装置(1)，其中，所述中间元件(34; 36)通过压配合被容纳在容纳部(4; 6)中。
6.根据权利要求1或2所述的轴承装置(1)，其中，所述轴承装置(1)是车轮轴承的构件，并具有沿轴向相互间隔的第一容纳部和第二容纳部，设计为滚动轴承(8; 10)的第一轴承和第二轴承分别在压配合下布置在所述第一容纳部和第二容纳部中，其中，滚动轴承(8;10)分别具有外圈(12; 14)和内圈(24; 26)，并且其中，至少一个所述外圈(12; 14)由布置在至少一个容纳部(4; 6)中的中间元件(34; 36)压配合地容纳。
7.根据权利要求3所述的轴承装置(1)，其中，所述第一材料是铝，所述第二材料是钢。
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