專利名稱：用于汽車軸的車輪軸承結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于非驅動汽車軸最好是掛車軸的車輪軸承結構，包括一個抗扭的支承橋(Achsschenkel)和一個在該支承橋上構成的軸承座以及一個可與支承橋的自由端旋緊連接的螺栓件，所述軸承座用于可將輪轂旋轉支承在支承橋上的、至少兩排的圓錐滾子軸承的內圈，所述螺栓件軸向作用到外部的圓錐滾子軸承的內圈上。
背景技術：
EP 0 529 252 B1公開了具有這些特征的車輪軸承結構。支承橋在其末端上具有一個整體成型的螺紋軸頸，上面可旋接中心軸螺母。中心軸螺母利用其內側支承在兩個圓錐滾子軸承的外軸承內圈上。為進行位置調整，中心軸螺母在其旋接在支承橋的外螺紋軸頸上后以相當小的角距鎖緊在支承橋上。通過中心軸螺母和支承橋起到旋轉保險作用部件的相應距離，形成軸螺母明顯低于30°的最小扭轉角并因此產生微量軸承調整的可能性。
缺點是支承橋的外螺紋軸頸與設置在其上的軸螺母有相當大的軸向結構空間。為確保任何情況下軸螺母和外螺紋軸頸之間螺紋連接的軸承調整具有足夠的支承面，外螺紋軸頸的長度必須不僅等于，而且必須大于軸螺母的軸向長度。此外，軸螺母外部具有一個附加的頭，處于上面的是在軸向上分布的間隙，用于接收支承橋末端上軸螺母旋轉鎖緊裝置的保險螺栓。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，提供一種用于非驅動汽車軸的車輪軸承結構，其中，位置調整所要求的螺栓連接僅需要非常小的軸向結構空間。
為實現(xiàn)該目的，在一種具有開頭所述特征的車輪軸承結構中提出，支承橋在軸承座的內部定中地具有內螺紋，螺栓件利用一個外螺紋段與內螺紋嵌接。
至少兩排圓錐滾子軸承的軸承間隙因此利用一個螺栓件進行調整，該螺栓件利用在其上構成的外螺紋段與支承橋上的內螺紋嵌接。螺栓件因此按照一種螺栓的方式構成，該螺栓利用其外螺紋段與支承橋末端上相應的內螺紋嵌接。與現(xiàn)有技術相比，取消了在支承橋上外部成型的外螺紋軸頸，所以依據本發(fā)明的解決方案可以減小軸向結構長度。這一點也提供了這種可能性，即車輪軸承結構或包括可能的輪轂蓋在內的輪轂結構更短并因此也更緊湊地構成。通過取消支承橋上的外螺紋軸頸可以減輕重量，其中，軸外端位置的這種減輕重量對降低慣性力產生具有特別有益的作用。
利用一種車輪軸承結構的構成提出，螺栓件在中間置入耐磨盤的情況下支承到內圈上。作為在使用這種耐磨盤情況下的選擇，螺栓件也可以利用一個具有耐磨表面或者表面涂層的支承面支承到內圈上。
在一種特別優(yōu)選的構成中，螺栓件利用一個例如在其上整體成型的徑向凸緣支承到圓錐滾子軸承的內圈上，而且徑向凸緣的直徑相對于外螺紋段的直徑加大。其中這種構成的優(yōu)點是由此達到減輕重量的目的。例如六方螺栓頭，這種螺栓件的操作段可以相當緊湊地構成并且其大小，使其可以傳遞用于軸承調整的足夠扭矩。擰緊力然后通過例如在螺栓件上整體成型的徑向凸緣，繼續(xù)傳遞到圓錐滾子軸承的內圈上，徑向凸緣的直徑相對于螺栓件外螺紋段的直徑加大。所增加的材料投入和由此一定的重量缺陷因此限制在徑向凸緣上，而與此相反的是，螺栓件此外和特別是其可從外部接近的操作段可以相當小和緊湊地構成。
利用另一構成提出，徑向凸緣處于螺栓件的具有扳手面的操作段和外螺紋段之間。
此外提出，支承橋在其最外端以一個端面結束，而且徑向凸緣相對于端面具有一個自由的軸向距離。通過這種軸向距離確保即使在很強的軸承再調整情況下，通過螺栓件施加的軸向力也僅作用到外部的圓錐滾子軸承的內圈上。
依據一種構成，徑向凸緣可以具有一個朝向內圈的彎角，其中，徑向凸緣利用該彎角支承到內圈上。在這種情況下，彎角軸向經過支承橋的端面向內圈延伸。
利用一種優(yōu)選的構成提出，螺栓件后面嵌接一個內部設置在輪轂上向支承橋方向徑向凸起的凸起部。只要在松開螺栓件時將該件從后面向該凸起部移動，拆卸力就從螺栓件的外部邊緣傳遞到設置在輪轂上內部的凸起部上。在繼續(xù)松開螺栓件時，最好包括設置在里面的滾動軸承在內的整個輪轂隨動。最好向支承橋方向徑向凸起的凸起部為一個安置在輪轂的一個內槽中的卡環(huán)。此外，為取得所介紹的后面嵌接優(yōu)選螺栓件利用最好整體在其上成型的徑向凸緣后面嵌接凸起部。
依據本發(fā)明的車輪軸承結構另一種構成的特征在于，螺栓件的一個相對于支承橋的扭轉止動器。扭轉止動器最好由用于保險件的在螺栓件和/或者支承橋的圓周上分布的開孔或者凹口組成，其中，保險件例如可以是保險銷或者保險螺栓。為了可以進行特別精細的軸承調整，開孔或者凹口最好在圓周上不規(guī)則地分布，最好在順時針方向上看以兩個60°、一個45°、再兩個60°和再一個75°的角距分布。利用這種不對稱分布的開孔或者凹口形成螺栓件明顯低于30°的最小扭轉角并因此形成一種特別精細分級調整軸承的可能性。
利用車輪軸承結構的另一種構成提出，螺栓件具有用于限制擰緊力矩的機構。該機構最好一體集成到螺栓件的向外伸出支承橋的端面的操作段中。扭矩傳遞通過一種嚙合裝置的方式進行，該嚙合裝置在擰緊力矩過高的情況下失去其嚙合。嚙合裝置可以是徑向嚙合裝置或者軸向嚙合裝置，此外它也可以處于所使用的部件的外部或者內部。


下面借助實施例和參閱附圖對本發(fā)明的細節(jié)和其他優(yōu)點進行說明。其中圖1示出設置在汽車軸末端上的車輪軸承結構的剖面圖；圖2示出車輪軸承結構相對于圖1變化實施方式的剖面圖；圖3示出車輪軸承結構另一實施方式的局部剖面圖；圖4示出相對于圖3實施方式的一種變化；以及圖5示出相對于圖3實施方式的另一種變化。
具體實施例方式
在作為載貨車掛車的剛性汽車軸的組成部件的一個支承橋1上可自由旋轉地支承一個輪轂2。在該實施例中共設有兩個圓錐滾子軸承3、4用于支承，其中，位于外部的滾動軸承3的直徑小于遠離位于內部的滾動軸承4。兩個圓錐滾子軸承3、4均由一個內圈5、一個外圈6以及帶有圓錐滾子的保持架組成。滾動軸承3的內圈5在支承橋1的一個圓柱形軸承座7上，其中，軸承座7同時構成一個末端軸頸并因此構成支承橋1的最外端。外圈6的軸承座為輪轂2內側上的圓柱形接收孔8。但兩個滾動軸承3、4也可以合并成一個軸承單元(Hubunit)。
最好鍛造的支承橋1具有貫通的中心開孔10，它可以或者是一個孔，或者在鍛造時已經相應構成。該開孔10的內部橫截面向軸體的末端縮小，開孔10在最外端上過渡到后面還要詳細介紹的內螺紋內。
在輪轂2上設置一個與其抗扭的盤式制動器的制動盤12。制動盤12通過一個罐狀的加長段13與輪轂2的輪轂法蘭14連接。輪轂法蘭14在所示的實施例中為輪轂2的整體組成部分。輪轂2和輪轂法蘭14同樣也可以分兩部分構成。在輪轂法蘭14上固定圖1中采用附圖符號18僅示意示出的車輪或輪輞。
滾動軸承結構通過可抗扭固定在支承橋上的螺栓件28固定和調整，該螺栓件利用一個徑向凸緣29軸向支承在外部的圓錐滾子軸承3的內圈5上。該支承力傳遞到圓錐滾子軸承的外圈6上，其中，外圈6向內，也就是向軸，軸向支承在處于輪轂2內部的凸起部19上。與此相反，外圈6向汽車外部不以任何方式軸向支承，特別是它具有與卡環(huán)40具有足夠大的軸向距離。螺栓件28是一個螺栓，帶有用于具有工具的操作段31的扳手面30以及旋入支承橋1的中心內螺紋34內的外螺紋段32。為此如從圖中可看到的那樣，支承橋1具有貫通的開孔10，它在支承橋1的構成軸承座7的末端區(qū)域內具有內螺紋34。內螺紋34一直延伸到支承橋1端面44的平面。
螺栓件28支承在滾動軸承3上的徑向凸緣29處于其螺紋段32和操作段31，也就是螺栓頭之間。螺栓件28徑向凸緣29的直徑這樣確定，使徑向凸緣29從后面嵌接一個可松開固定在輪轂2的接收孔8內的槽中的卡環(huán)40。也就是說徑向凸緣29的外徑大于卡環(huán)40的內徑。如果將螺栓件28在松開方向上轉動，那么該件因此通過其徑向凸緣29并通過卡環(huán)40帶動整個輪轂2并最好也帶動設置在里面的圓錐滾子軸承3、4。按照這種方式通過在松開方向上轉動螺栓件28可以將輪轂從支承橋上拆下。
徑向凸緣29可以是螺栓件28的整體組成部分。而在按照圖1的實施方式中，徑向凸緣29是一個大直徑的圓盤，套裝在這里作為標準螺栓構成的螺栓件28上或者通過焊接連接。通過旋緊該螺栓其螺栓頭31將起到徑向凸緣29作用的圓盤壓向外部的圓錐滾子軸承的內圈5上。
在對著汽車中心的內部上徑向凸緣29具有軸向的凸起部42。軸向凸起部42處于略小于內圈5內徑的外徑上。由此可以達到螺栓件28相對于內圈5暫時定中心的目的。
從圖1還可看出，螺栓件28或其徑向凸緣29相對于構成支承橋1最外端的那個端面44具有一定的軸向距離a。按照這種方式存在用于軸承間隙再調整的足夠間隙。
螺栓件28最好在它支承在內圈5的部位上具有耐磨的表面涂層。作為選擇也可以在螺栓件的徑向凸緣29和內圈5之間設置一個附加的耐磨盤并按照這種方式考慮到這種情況，即實際上滾動軸承的內圈5在軸承座7上略微轉動或在那里移動。
在圖2的實施方式中，螺栓件28的徑向凸緣29具有一個朝向內圈5的彎角46，其中，它利用彎角46支承在內圈5上。彎角46軸向通過支承橋1的端面44延伸直至與內圈5接觸。徑向擴展段47再從那里延伸到可以相對于卡環(huán)40形成已經介紹過的后面嵌接的直徑上，這樣以便可以將輪轂從支承橋上拆下。
在圖2的實施方式中，螺栓件28具有用于限制最大擰緊力矩的機構。為此螺栓件28具有一個上面還固定構成外螺紋段32的內部件48以及一個原則上可在內部件48上轉動的外部件49。外部件49具有常用的扳手面30。
處于內部件48和外部件49之間的是一個嚙合裝置50，其齒在超過一個預先規(guī)定的擰緊力矩情況下失去其嚙合并因此釋放扭矩的限制。在這里為碟形彈簧的彈簧51向外部件49施加相應的壓緊力用于齒50的嚙合。這樣構成的用于限制擰緊力矩的結構僅在擰緊螺栓件28時工作。而松開螺栓件28可以沒有扭矩限制。
如圖2所示的車輪軸承結構的特征還在于，螺栓件28的一個相對于支承橋1的扭轉止動器55。處于支承橋1從軸承座7過渡到端面44末端上的是一個缺口或者一個凹口56。一個銷釘57穿過徑向凸緣29的彎角部分內的一個孔鎖止在該凹口56內。銷釘57按照這種方式使螺栓件和支承橋之間產生一種形鎖合。銷釘57固定在一個彈簧鋼制成的卡箍58上，由此銷釘57可逆著這種彈力從各自的凹口56以及徑向凸緣29的孔內拉出，以便這樣松開扭轉止動器。
用于穿過銷釘57的凹口56和/或者孔在支承橋或螺栓件28的圓周上不是均勻分布的，而是以不均勻的角距分布。對此的原則在EP 0 529 252 B1中有所介紹。據此的角距在順時針方向上看為兩個60°、一個45°、再兩個60°和再一個75°。
圖3示出螺栓件28以及在其中一體集成的用于限制擰緊力矩的機構的一種可選擇的構成。在與外螺紋段32整體構成的螺栓頭60上，插入一個基本上圓柱形的接頭61，其中，接頭61在碟形彈簧51的作用下支承在螺栓頭60內構成的盲孔的底部上。在盲孔的底部那里構成嚙合裝置的齒50，接頭61的相應的對應齒形鎖合地貼靠在齒50。扭矩限制因此通過軸向作用的過載嚙合裝置進行。為操作螺栓件28，接頭61具有內六方62。
在圖3的實施方式中，扭轉止動器也通過設置在卡箍58上的銷釘57構成，它穿過螺栓件內的多個孔64，而且利用其另一末端與支承橋1的端面44內的盲孔65嵌接并由此產生所要求的轉動鎖止作用。
圖4示出再次變化的實施方式，其中，在這種情況下插入螺栓頭60內的接頭61利用外六方67部分從螺栓頭60穿出。作為過載機構的彈簧件也使用一個碟形彈簧51，它一方面從外部支承在接頭61上，而另一方面則支承在固定在螺栓頭60一個槽內的卡環(huán)68上。
按照圖4實施方式的卡環(huán)68在按照圖5的其他實施方式中可以取消。取代其為產生碟形彈簧51的對應支承將螺栓頭60的材料沖壓花紋70。按照圖5所示螺栓件因此可以減少單獨部件節(jié)省成本地制造。
前面借助圖2-5介紹的用于限制擰緊力矩的機構的共同之處在于，它們具有整體作用的嚙合裝置50。在螺栓的擰緊力矩過強的情況下嚙合裝置完全止動。而在相反方向上，也就是在松開螺栓時齒50可靠相互嚙合，從而沒有扭矩限制。按照這種方式，防止借助于螺栓件過強地擰緊圓錐滾子軸承。
附圖標記一覽表1 支承橋 42 凸起部2 輪轂 44 端面3 滾動軸承 46 彎角4 滾動軸承 47 擴展段5 內圈 48 內部件6 外圈 49 外部件7 軸承座 50 齒，嚙合裝置8 接收孔 51 碟形彈簧10 開孔 55 扭轉止動器12 制動盤 56 凹口13 加長段 57 銷釘14 輪轂法蘭 58 卡箍18 車輪，輪輞 60 螺栓頭19 凸起部 61 接頭28 螺栓件，螺栓 62 內六方29 徑向凸緣 64 孔30 扳手面 65 盲孔31 操作段，螺栓頭 67 外六方32 外螺紋段 68 卡環(huán)34 內螺紋 70 沖壓花紋40 卡環(huán) a 軸向距離
權利要求
1.用于非驅動汽車軸最好是掛車軸的車輪軸承結構，該車輪軸承結構包括一個抗扭的支承橋(1)和一個在該支承橋上構成的軸承座(7)以及一個可與支承橋(1)的自由端旋緊連接的螺栓件(28)，所述軸承座用于可將輪轂(2)旋轉支承在支承橋(1)上的、至少兩排的圓錐滾子軸承(3、4)的內圈(5)，所述螺栓件軸向作用到外部的圓錐滾子軸承(3)的內圈(5)上，其特征在于，支承橋(1)在軸承座(7)的內部定中地具有內螺紋(34)，螺栓件(28)利用一個外螺紋段(32)與所述內螺紋嵌接。
2.按權利要求1所述的車輪軸承結構，其特征在于，螺栓件(28)在中間置入耐磨盤的情況下支承到內圈(5)上。
3.按權利要求1所述的車輪軸承結構，其特征在于，螺栓件(28)利用一個具有耐磨表面或者表面涂層的支承面支承到內圈(5)上。
4.按前述權利要求之一所述的車輪軸承結構，其特征在于，螺栓件(28)利用一個最好在其上整體成型的徑向凸緣(29)支承在圓錐滾子軸承(3)的內圈(5)上；徑向凸緣(29)的直徑相對于外螺紋段(32)的直徑加大。
5.按權利要求4所述的車輪軸承結構，其特征在于，徑向凸緣(29)的直徑大于內圈(5)的最大直徑。
6.按權利要求5所述的車輪軸承結構，其特征在于，徑向凸緣(29)處于螺栓件(28)的具有扳手面(30)的操作段(31)和外螺紋段(32)之間。
7.按權利要求5或6所述的車輪軸承結構，其特征在于，支承橋(1)在其最外端以一個端面(44)結束；徑向凸緣(29)相對于端面(44)具有一個自由的軸向距離(a)。
8.按權利要求5-7之一所述的車輪軸承結構，其特征在于，徑向凸緣(29)具有一個朝向內圈(5)的彎角(46)，而且徑向凸緣利用該彎角(46)支承到內圈(5)上。
9.按權利要求8所述的車輪軸承結構，其特征在于，彎角(46)軸向經過支承橋的端面(44)向內圈(5)延伸。
10.按前述權利要求之一所述的車輪軸承結構，其特征在于，圓錐滾子軸承(3)具有一個安置在輪轂(2)的一個圓柱形接收孔(8)中的外圈(6)；外圈(6)僅向內軸向支承。
11.按權利要求10所述的車輪軸承結構，其特征在于，外圈(6)軸向支承在一個設置在輪轂(2)內部徑向凸起的凸起部(19)上。
12.按前述權利要求之一所述的車輪軸承結構，其特征在于，螺栓件(28)后面嵌接一個設置在輪轂(2)內部的、向支承橋(1)方向徑向凸起的凸起部。
13.按權利要求12所述的車輪軸承結構，其特征在于，向支承橋(1)方向徑向凸起的凸起部為一個安置在輪轂(2)的一個內槽中的卡環(huán)(40)。
14.按權利要求12或13所述的車輪軸承結構，其特征在于，螺栓件(28)利用最好整體在其上成型的徑向凸緣(29)后面嵌接凸起部(40)。
15.按前述權利要求之一所述的車輪軸承結構，其特征在于，螺栓件(28)具有一個相對于支承橋(1)的扭轉止動器(55)。
16.按權利要求15所述的車輪軸承結構，其特征在于，扭轉止動器(55)具有用于保險件(57)的在螺栓件(28)和/或者支承橋端部的圓周上分布的開孔(64)或者凹口(56、65)。
17.按權利要求16所述的車輪軸承結構，其特征在于，開孔(64)或者凹口(56、65)在順時針方向上看最好以兩個60°、一個45°、再兩個60°和再一個75°的角距在圓周上不規(guī)則地分布。
18.按前述權利要求之一所述的車輪軸承結構，其特征在于，螺栓件(28)具有用于限制可傳遞到螺栓件上的擰緊力矩的機構。
19.按權利要求18所述的車輪軸承結構，其特征在于，用于限制擰緊力矩的機構一體集成到螺栓件(28)的向外伸出支承橋(1)的端面(44)的操作段(31)中。
20.按權利要求18或19所述的車輪軸承結構，其特征在于，螺栓件(28)具有一個與外螺紋段(32)整體構成的螺栓頭(60)和一個插入螺栓頭(60)的一個盲孔內的、彈簧加載的具有扳手面(62、67)的接頭(61)；接頭(61)利用一個軸向作用的過載嚙合裝置(50)支承到盲孔的底部上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于非驅動汽車軸最好是掛車軸的車輪軸承結構，該車輪軸承結構包括一個抗扭的支承橋(1)和一個在該支承橋上構成的軸承座(7)以及一個可與支承橋(1)的自由端旋緊連接的螺栓件(28)，所述軸承座用于可將輪轂(2)旋轉支承在支承橋(1)上的、至少兩排的圓錐滾子軸承(3、4)的內圈(5)，所述螺栓件軸向作用到外部的圓錐滾子軸承(3)的內圈(5)上。為了獲得一種緊湊式的軸向小型的中心旋緊連接，支承橋(1)在軸承座(7)的內部定中地具有內螺紋(34)，螺栓件(28)利用一個外螺紋段(32)與內螺紋嵌接。
文檔編號F16C25/06GK1835851SQ200480016457
公開日2006年9月20日 申請日期2004年5月15日 優(yōu)先權日2003年6月13日
發(fā)明者漢斯-約瑟夫·萊迪希, 米夏埃爾·施瓦茨 申請人:Bpw礦用軸公司