专利名称：包括轮毂和恒速回转接头的设备的制作方法
包括轮毂和恒速回转接头的设备
本发明涉及一种设备，该设备包括至少一个轮毂和恒速回转接头，所述轮毂具有 凸缘部分和套筒部分，所述恒速回转接头具有至少一个接头外部部分，接头内部部分和扭 矩传递元件。在这种设备中，所述轮毂和恒速回转接头经由共同的直齿部(spur toothing) 相互接合。本发明特别地用于机动车的传动系中。
例如，在W02007/054189A1和W02007/054190A1中揭示了这种类型的设备。其特 别地描述了一种轮毂/回转接头装置，用于将机动车侧轴的轮侧回转接头连接到由车侧车 轮支架支撑的轮毂。在这种情况下，该轮毂包含套筒部分和凸缘部分，该套筒部分用于接收 车轮装配，这部分支撑在机动车主体的车轮支架中，凸缘部分用于与车轮螺栓紧固，比如特 别是与中央轮盘螺栓紧固。
在这种类型设备的情况下，接头外部部分和轮毂通常相互连接，具体是相互夹持。 为了这个目的，例如，接头外部部分可以设计成具有孔，该孔具有内齿部，并且相应的螺栓 通过轮毂螺接进该孔。因此该轮毂和接头外部部分轴向夹持。因而确保了轮毂的直齿部经 由该直齿部牢固地且永久地接合在接头外部部分中，从而确保了可靠的扭矩传递。关于轮 毂、恒速接头和/或直齿部的构造，特别是对于上述两个国际专利公开文本所披露的内容 可以作出追索，在这个范围上其主题在此充分并入本申请的主题。
即使上述的构造已经被证明适合于日常使用，但是会发生特别是使该类型设备令 人满意的操作发生风险的不利情况。特别是，在这种情况下应该考虑恶劣的天气影响和所 使用元件的腐蚀趋势。由于上述部件接近路面，它们在特别大的程度上与其材料一起被曝 露于外部天气条件，此处的材料主要是金属性的，有时也会被暴露而腐蚀。此外，应当考虑 用于防抱死系统(ABS)的磁性发射环也可以被布置在轮毂或恒速回转接头附近，因此，由 于所述磁性效应，积累的生锈粒子的增长在这里成为担心的原因。因此，存在这些生锈粒 子正好在该设备附近累积的风险，即使到目前一直认为这种“封装系统”已经是充分被保护 的。
本发明的目的是至少部分地解决关于现有技术所列的问题。特别是，本发明提供 一种设备，其中，甚至在该设备的部件腐蚀趋势增加的情况下，确保可靠的扭矩传递。本发 明在此尤其是提供对直齿部的保护，有了该保护，会同等的实现关于所述保护的低成本使 用、简便安装或长使用寿命的要求。这将特别适用于防抱死系统(ABS)的磁性发射环位于 轮轴承的轮轴承内环上的装置。
通过根据专利权利要求1的特征的设备实现这些目的。本发明进一步的优势的改 良和用途显示在从属权利要求中。这些描述，尤其是结合附图，进一步说明了本发明，并显 示了本发明的额外的，特别是优选的变型的实施方式。
根据本发明的设备包括至少一个轮毂和恒速回转接头，所述轮毂具有凸缘部分和 套筒部分，所述恒速回转接头具有至少一个接头外部部分，接头内部部分和扭矩传递元件， 其中所述轮毂和所述恒速回转接头经由直齿部相互接合，所述直齿部在外部由柔性密封径 向环绕。
在这一方面，本发明特别地用于在开头所述的装置中，因此，为了说明各个部件及其与扭矩传递相关的运动，如果可以，也可从申请人的这两个国际专利公开文本 (W02007/054189A1和W02007/0M190A1)中获得额外的信息。国际公开文本披露的与所述 技术领域相关的细节被完全并入本文。
原则上，在这里可以使用任何已知类型的恒速回转接头，特别是，也可能使用扭矩 传递元件(球或相似物)的类型和/或数量，如果可以，也可能以符合要求的方式使用所述 扭矩传递元件的导轨的类型和/或设计。特别优选的是将恒速回转接头设计为固定接头 (具体指Rz印Pa类型；如果可以，带有以交替方式通向相反方向的球轨道的固定接头)，尽 管，原则上，滑动接头(在操作期间允许接头内部部分和接头外部部分的轴向位移)可以同 样被使用。接头外部部分的设计对于连接至轮毂非常重要，因为这里的直齿部的齿部形成 在基本垂直于恒速回转接头的轴线的平面中。如果可以，接头外部部分可以被设计为具有 至少一个容纳部(孔、螺纹等)，用于将轮毂压在接头外部部分上的夹持装置(轴颈、螺栓 等)可以在容纳部内接合。
为了直接保护所述直齿部不受腐蚀，本文提出提供一种完全环绕所述直齿部的径 向在外的柔性密封。即，换句话说，如果可以，在直齿部和柔性密封之间产生环绕空间，其由 直齿部和柔性密封(部分地)界定。有益的是，将所述空间保持相对小以便柔性密封能够 同样设计成小的。本发明所达到的效果，尤其是直齿部是在直接邻近区域被密封的，即，因 此可靠地避免了与设备的其他区域接触(除了直接相邻的区域)。此外，优选的是围绕所述 密封的外部同样形成环绕空间，如果可以，该空间能够作为生锈粒子或相似物的收集箱。因 此可以特别有效地且便宜地提供对于直齿部的保护。
根据进一步改良后，提出所述柔性密封从轮轴承的轮轴承内环延伸至所述接头外 部部分，所述内环位于所述轮毂的所述套筒部分上。特别是这样的轮轴承径向位于轮毂的 套筒部分的外部，尤其是双列球轴承也被用在这里。第一列的球被引导在内部上，例如直接 在套筒部分上，而位于更接近恒速接头的第二列的球被引导在单独的轮轴承内环上，该内 环径向定位和固定在套筒部分的外部上。在这种情况下，所述轮轴承内环延伸进入上面形 成有直齿部的套筒部分的端侧附近。套筒部分的直齿部与轮轴承内环的最近端表面之间的 距离优选地为小于8毫米。
采用上述紧凑的设计，因此现在提出柔性密封在一侧与接头外部部分接触，在另 一侧(仅)与轮轴承的轮轴承内环接触。尽管原则上是有可能在接头或设备的轴线方向上 为这两个部件上的所述柔性密封提供止挡件，但优选的是省略这些部件。因此，柔性密封 形成与所述两部件的接触区域，例如以环绕接触的形式，其中接触区域形成为线型接触和/ 或区域型接触。优选的是经由所述接触区域实现将柔性密封永久固定合适位置所需的保持 力。尽管此处的焦点是放在了与轮轴承内环进行接触的特定情况上，不过同样也可能实现 与套筒部分本身和/或轮轴承的不同子区域的接触连接。
根据一个发展方面，还提出柔性密封设计成至少在一侧上具有密封唇。即，换句话 说，一方面，柔性密封能够形成朝向套筒部分和/或轮轴承内环的密封唇，或另一方面，朝 向接头外部部分的密封唇。这里优选的是密封唇只朝向接头外部部分的变型。密封唇特别 地设计成隔膜的形式，该隔膜基本上布置成相对于所述相邻密封表面倾斜或垂直。例如，这 样的密封唇通过柔性环形成，该柔性环具有大于接头外部部分上的柔性密封的座的外部直 径，和小于该座的所述直径的内部直径。因此，所述密封唇具有重要的密封功能。现在，所述密封唇被拉到接头外部部分上方，使得密封唇至少部分变形和/或甚至只有部分(弹性) 变形，因此是以圆柱形方式(圆周带状区域)以足够的预应力度固定在接头外部部分的座 上。这保证了即使在外部部分的表面不平和/或轴承与外部部分有位移的情况下，柔性密 封稳定固定在外部部分上。密封唇优选地在接头外部部分的座上形成2至4毫米的接触表 面。此外，密封唇在外部径向上能够具有容纳部，例如，用于覆盖相邻布置的直齿部并与设 备的相对部件相接触的密封主体。在这种情况下，有利的是较刚性的密封主体(特别是由 金属板材制成的)保持密封唇优选地在距接头外部部分的表面或座至少2毫米的距离。这 样的密封唇优选地设计成类似于可以弹性变形环型垫圈，使得提供内部轴环状部分。此外，还提出柔性密封至少在一侧形成与所述轮轴承内环或所述接头外部部分紧 贴的接触表面。原则上，紧贴的接触表面形成在轮轴承内环和接头外环的两侧上的装置也 是可行的，但优选的变型是，紧贴的接触面只形成在轮轴承内环。这样的轮轴承内环通常已 经作为标准件具有相对高的精确度，但是，因为在装配情况中支撑在套筒部分上，其也可能 同样具有位置公差和/或圆度公差。现在本文为了获得足够的密封作用，提出紧贴的接触 表面，其中可以选择性地定位额外的密封复合物(compound)。支撑表面优选地具有平行于 轴线的宽度，该宽度在1至5毫米的范围内。在精确的上述情况下，轮轴承内环或接头外部部分具有用于柔性密封的接触表面 的纹状表面座也被认为有益的。特别是，轮轴承内环和/或接头外部部分上的例如粗糙的、 细纹的、压花的、锻造的等等的表面适合于此。特别的，在这里提供一个相对粗糙的表面粗 糙度，例如外部部分的粗糙度参数Ra在5到8 μ m(微米)范围内，特别是大约6. 3 μ m，和轴 承环的粗糙度参数Ra在1到2 μ m范围内，特别是大约1. 6 μ m。此外，柔性密封补偿达到2毫米的径向偏移量也被认为是有益的。径向偏移量可 以建立在柔性密封的装配状态(fitted state)中，特别是涉及一种例如套筒式设计(弹性 变形)的密封主体的环绕加宽部分。这里所指的区域首先是确保柔性密封的稳固固定，其 次考虑了为了永久使用柔性密封的材料的承载(load-bearing)能力。另一方面，也可能是 接触表面的位移和/或不同直径由柔性密封补偿，特别是仅由密封唇的变形来补偿。根据本发明的一个发展方面，还提出柔性密封设计成环形轴环。柔性密封或轴环 优选地是由橡胶或相对弹性的材料部分地形成，也可以由较刚性的材料形成，例如金属板 材。术语“轴环”特别是表达柔性密封可能具有更为复杂的构造，例如在圆周方向延伸的结 构，多部分构造、双壁构造等。“环形”在这里特别是指轴环是环绕的(尤其是不间断)设 计，如果可以，轴环是套筒的形式。本发明特别是用于一种具有至少一个朝向车轮的侧轴的机动车，其中所述侧轴和 所述车轮经由根据本发明所述的设备相互连接。在这种情况下，更加优选的是所有的侧轴 都经由这种类型的设备连接至机动车的所有的车轮。此外，优选地是该设备本身设计有固 定接头，而在侧轴的相对侧设置有滑动接头。现在将参照附图更进一步详细说明本发明和技术环境。附图示出了本发明的特别 优选的变型的实施方式，但是本发明不限制于这些实施方式。不同附图中相同部分的附图 标记是相同的。附图示意性上示出
图1是根据本发明的设备的变型实施方式的纵向截面图，图2是图1的细节，
图3是在安装之前带有密封的图2的细节，图4是具有该设备的机动车。图1示出了根据本发明的装配在主体部件35内的设备1的第一变型实施方式。首 先，图1的左边区域示出了轮毂2。轮毂2具有用于紧固车轮(图中未示出)的凸缘部分3 和向右延伸的套筒部分4。轮毂2具有用于夹持装置19的中央通道34，用该夹紧夹持装置 19将轮毂2夹持到恒速回转接头5。此外，轮轴承12设置在套筒部分4的外面和恒速回转 接头5的侧面。轮轴承12具有在轴线20的方向上相邻布置的双列球，第一列球被引导在 轮轴承外环21和套筒部分4之间，而布置在恒速回转接头的侧面的第二列球被引导在轮轴 承内环和共同的轮轴承外环21之间。图1中恒速回转接头5进一步向右附接。恒速回转接头5设计有接头外部部分6 和接头内部部分7，其之间定位有预定数量的扭矩传递元件8 (例如，6个球或8个球)，所述 元件通过保持架(cage) 16被引导。接头外部部分6和接头内部部分7具有用于扭矩传递 元件8的轨道，该轨道可靠地保证了当轴17弯曲时，也能传递扭矩。轴17经由花键齿部固 定地连接至接头内部部分7。轴17和恒速回转接头5之间的插入连接由扩张波纹管18保 护，扩张波纹管18固定在接头外部部分6的外部，另一侧固定在轴17上。经由直齿部9产生从接头外部部分6至轮毂2的扭矩传递，直齿部9形成在接头 外部部分6和轮毂2的套筒部分4的接触端面上。所述直齿部9被通过柔性密封10保护， 例如，免于接触生锈粒子和其他污物，柔性密封10构造成套筒形状，完全在外部上径向围 绕直齿部9。为了对所述密封10更进一步的详细说明，其细节已经在图1中标出并由II表 示。这个区域在图2中被放大地示出且更详细的说明。图2因此放大地显示了图1标注的相应区域。轮轴承12的接头侧列球36 (以上 称作第二列球)连同轮轴承内环11在左边区域示出。在这种情况下，该列球36通过例如， 集成有磁性ABS发射环的轮轴承密封33在接头侧被保护。这就导致了，例如，生锈粒子可 能直接在相邻空间37内累积增加。正是为了这样一种带有集成ABS发射环的轮轴承12， 才提出了根据本发明的设备1的改进。为了防止所述生锈粒子渗漏到对公差敏感的直齿部 9，提出了柔性密封10，其可靠地分隔了朝向轮轴承密封33的空间37。为了这个目的，柔性密封10首先通过弹性密封唇13固定到接头外部部分6上。在 这种情况下，弹性密封唇13以摩擦的方式布置在接头外部部分6的相应座15上并支撑密 封主体22，密封主体22基本上是类似套筒的设计。因此提供一种柔性密封10的两部分构 造。密封主体22穿过空间37从密封唇13延伸至径向地位于轮轴承12的轮轴承内环11 的外部。在这种情况下，密封主体22稳固地装配在所述座15上，并形成环绕接触表面14。 同样，接触表面14和轮轴承内环11的座15优选地是只以摩擦的方式相互连接。为了这个 目的，轮轴承内环11的座15可被设计为，例如，具有极其粗糙的表面。在所示的安装情况 下，密封主体22也优选地是在装配状态进行变形，特别是，保证了密封主体22被稳固固定 在轮轴承内环11的座15上。出于这个目的，密封主体22优选地是加宽的。由于(原来的)盘状的弹性变形，因此密封唇13紧紧地抵接在接头外部部分6的 外部部分，导致在组装之后形成圆柱形接触区域。鉴于图2示出了柔性密封的装配状态，图3示出了包括轮轴承12、轮毂2和柔性密 封10的预组装单元的状态。此处可以看到密封唇13尚不变形并设计成环形盘的形式，该环形盘相对于密封主体22是基本上倾斜的或横向的。所述环形盘具有中央开口，接头外部 部分可以被引入其中。通过密封唇13的弹性变形，在此也确保了在接头外部部分上的稳固抓握。这里密封主体22与柔性密封10具有例如，至少10至25毫米的长度25。在轮轴承内环11上的柔性密封10的接触区域或接触表面14优选地具有1到5 毫米的宽度23。如在此所示的，密封主体22以形成径向偏移量24的方式围绕轮轴承内环 11接合。径向偏移量24优选地为1至2毫米。密封主体22和密封唇13原则上可由不同 的材料制成，但优选的是橡胶材料。图4示意性地示出了机动车26。通过发动机27产生、被变速器29改变的期望扭 矩经由侧轴28直接传递到两车轮30，而另一对车轮经由纵向轴31连接。这种类型的侧轴 28具有，例如，朝向变速器23的滑动接头32，和形式为车轮30的一侧上的固定接头的恒速 回转接头5。这里，所述恒速回转接头5现在已经是根据本发明的设备1的一部分，侧轴和 车轮通过该接头相互作用。附图标记列表
1设备
2轮毂
3凸缘部分
4套管部分
5恒速回转接头
6接头外部部分
7接头内部部分
8元件
9直齿部
10柔性密封
11轮轴承内环
12轮轴承
13密封唇
14接触表面
15座
16保持架
17轴
18扩张波纹管
19夹持装置
20轴线
21轮轴承外环
22密封主体
23宽度
24径向偏移量
25长度
26机动车
27发动机
28侧轴
29变速器
30车轮
31纵向轴
32滑动接头
33轮轴承密封
34通道
35主体部件
36球列
37空间
权利要求
1.一种设备⑴包括至少一个轮毂⑵和恒速回转接头(5)，所述轮毂⑵具有凸缘 部分C3)和套筒部分G)，所述恒速回转接头( 具有至少一个接头外部部分(6)，接头内 部部分(7)和扭矩传递元件(8)，其中所述轮毂( 和所述恒速回转接头( 经由直齿部 (9)相互接合，所述直齿部(9)通过柔性密封(10)径向环绕在外部。
2.根据权利要求1所述的设备(1)，其中所述柔性密封(10)从轮轴承(1 的轮轴承 内环(11)延伸至所述接头外部部分(6)，所述内环位于所述轮毂O)的所述套筒部分(4) 上。
3.根据权利要求1或2所述的设备(1)，其中所述柔性密封(10)设计成至少在一侧上 具有密封唇(13)。
4.根据前述权利要求任一项所述的设备(1)，其中所述柔性密封(10)至少在一侧上与 所述轮轴承内环(11)或所述接头外部部分(6)形成紧贴接触表面(14)。
5.根据权利要求4所述的设备(1)，其中所述轮轴承内环(11)或所述接头外部部分 (6)具有纹状表面座(15)，用于所述柔性密封(10)的接触表面(14)。
6.根据前述权利要求任一项所述的设备(1)，其中所述柔性密封(10)补偿达到2毫米 的径向偏移量04)。
7.根据前述权利要求任一项所述的设备(1)，其中所述柔性密封(10)设计成环形轴环。
8.一种机动车(27)，其具有至少一个朝向车轮(30)的侧轴(观)，其中所述侧轴08) 和所述车轮(30)经由根据权利要求1-7任一项所述的设备(1)相互连接。
全文摘要
一种设备(1)，其包括至少一个轮毂(2)，和恒速回转接头(5)，所述轮毂具有凸缘部分(3)和套筒部分(4)，所述恒速回转接头具有至少一个接头外部部分(6)、接头内部部分(7)和扭矩传递元件(8)，其中所述轮毂(2)和恒速回转接头(5)经由直齿部(9)相互接合，直齿部(9)通过柔性密封(10)径向环绕在外部上。
文档编号B60B27/00GK102036835SQ200880129352
公开日2011年4月27日 申请日期2008年5月19日 优先权日2008年5月19日
发明者H·策尔马克 申请人:Gkn动力传动系统有限公司