专利名称：轮毂组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及轮毂组件，更特别是涉及一种具有预定位轴螺母的轮毂组件。
背景技术：
轮毂组件安装在车辆轴的轴上，以便提供可旋转的安装表面，车轮和轮胎组件将安装在该可旋转的安装表面上。已经有多种不同类型的轮毂组件，它们设计成用于许多不同的车轮用途。例如，根据车轮是从动轮、牵引轮还是串联车轮，多种不同的轮毂设计可用于重型卡车。不管轮毂的特定用途如何，各轮毂组件通常有相同的基本部件内侧和外侧的锥形滚子轴承；布置在内侧和外侧锥形滚子轴承之间的定位架；以及用于容纳轴承、定位架和内部密封件的轮毂。局部预装配的轮毂组件可以由制造商直接提供以便用于安装在车辆轴上。这些轮毂组件制造为有严格的质量要求和紧的尺寸公差，从而使得轮毂组件能够在不需要人工轴承调节的情况下直接布置在轴的轴上。不过，这些轮毂组件使用单独的轴螺母，该轴螺母直到轮毂安装至轴上之后才能够安装在轮毂组件上。因此，除非另外保持，否则包括局部预装配轮毂组件的部件可能在运送过程中移动。为了将轮毂组件的部件保持在它们的工厂装配位置，现有技术的轮毂组件有一次性的帽，该帽在装配过程中螺纹连接至轮毂上。一次性的帽抵靠最外侧轴承，从而使得外侧轴承和定位架固定在轮毂内部并抵靠内侧轴承和内部安装的密封件。在现有技术轮毂组件的安装过程中，车桥的轴插入轮毂组件的孔中，从而使得内侧和外侧轴承置于轴上。在局部预装配的轮毂安装在轴上时，一次性的帽和帽安装螺栓从轮毂上除去。然后，单独的保持螺母或轴螺母组件再安装在轴上。还希望进一步消除与现有技术的局部预装配轮毂组件相关联的松弛部件(例如轴螺母和一次性的帽)，以便进一步简化输送和安装。
发明内容
这里提供了一种新颖的预装配轮毂组件，它包括预先定位的轴螺母组件。轴螺母组件固定在孔内部防止轴向向外移动，从而使得轴螺母组件不仅保持它自身的部件，而且还将外侧轴承和定位架保持在轮毂内。这在一些实施例中能够使得轮毂组件作为单个部件来运送和安装。轮毂组件包括轮毂，在一个实施例中，在轮毂中装配有内侧和外侧轴承；定位架，该定位架布置在轴承之间；润滑剂密封件，该润滑剂密封件抵靠内侧轴承；保持螺母； 以及孔保持环，该孔保持环布置在轮毂的孔中。在一些实施例中，轴螺母组件代替保持螺母，该轴螺母组件在一个实施例中包括保持螺母和垫片。在一个实施例中，为了将外侧轴承、定位架和轴螺母组件保持在轮毂内，保持环置于孔的表面内的槽中。孔保持环抵靠保持螺母；从而将保持螺母、垫片和外侧轴承固定在轮毂内部防止向外轴向移动。
通过将轮毂组件的全部部件都固定在轮毂上并处于它们的安装位置，可以运送轮毂组件，并准备直接安装在车辆轴上。在某些实施例中，新颖轮毂组件的安装只需要将轴穿过轮毂组件布置以及向固定的预定位保持螺母施加扭矩至所需要的预加载压缩状态。
附图中表示和举例说明了预装配轮毂组件的多种实施例。附图只是提供实例，而不是用于限制本发明。因此，预装配的轮毂组件将通过实例而示例说明，并不是由附图限制，附图中图1是新颖的轮毂组件的示例实施例的装配图；图2是图1的装配示例实施例的等距剖视图；图2A和2B是保持部件的可选实施例的视图；图2C和2D是保持部件的可选实施例的视图；图2E和2F是保持部件的可选实施例的视图；图2G和2H是保持部件的可选实施例的视图；图21和2J是保持部件的可选实施例的视图；图I和2L是保持部件的可选实施例的视图；图3是图1中所示的保持螺母的详细正视图；图4是图1中所示的保持螺母的详细侧视图；图5是轴保持螺母组件的第二示例实施例的分解等距视图；图6是图5的轴保持螺母组件的第二实施例与轴结合的分解装配图；以及图7是具有图5的轴螺母组件的新颖轮毂组件的第二实施例的剖视图。
具体实施例方式参考图1，图中表示了新颖的轮毂组件10的分解装配图。在该实施例中，该轮毂组件10将用于重型卡车。轮毂组件10包括轮毂，该轮毂有从轮毂12的内侧延伸至外侧的孔 11。在该孔11中装有可旋转地安装的轴承组件。在一个实施例中，轴承组件包括以下部件内侧轴承30、外侧轴承40和定位架20。 在一个实施例中，内侧和外侧轴承30、40为锥形滚子轴承。内侧轴承30有锥体31，该锥体31环绕车辆轴的轴(未示出)固定；多个锥形滚子33 ；以及在轮毂12内部的杯状件32。 外侧轴承40有锥体41，该锥体41环绕车桥的轴(未示出)固定；多个锥形滚子43;以及在轮毂12内部的杯状件42。锥形滚子33、43捕获于各轴承30、40的锥体31、41和杯状件32、42之间。在一些实施例中还可以有隔圈，以便保持在滚子33、43之间的间距。在一个实施例中，轴承组件还可以包括定位架20，以便保持在内侧轴承30和外侧轴承40之间的间距。定位架20机械加工成满足用于预装配轮毂组件所需的紧尺寸公差。 在定位架20以及轴承30、40和轮毂12上保持紧尺寸公差使得轮毂组件10能够在制造厂中预装配，准备用于以最小的人工调节而直接安装在轴上。在这样的实施例中，定位架20为管形，具有内侧端和外侧端，轴(未示出)穿过该定位架延伸。定位架20在一端抵靠内侧轴承30的锥体31，在另一端抵靠外侧轴承40的锥
5体41。除了装有轴承组件，轮毂12还包括多个设计特征，根据特定用途的需要，这些设计特征也可以是轮毂组件10的一部分。例如，在一个实施例中，如图1中所示，轮毂有螺栓 13，以便将两个车轮和轮胎(未示出)串联安装在单个轴上。在另一用途中，轮毂12有螺栓13，单个车轮和轮胎可以安装在该螺栓13上。在一个实施例中，对于用于驱动轴用途的轮毂，一组驱动螺栓19用于与驱动轴的凸缘(未示出)连接。在一些实施例中，轮毂12还可以包括防抱死制动系统(ABS)调节环21，该调节环 21在轮毂组件的内侧上环绕轮毂的外周而周向固定。ABS调节环有环绕该调节环周边的离散部分，该离散部分在与调节环紧密相连的磁传感器(未示出)中感生脉冲。电信号由传感器产生，从而使得ABS能够确定轮毂12的速度，并间接地确定轮胎的速度。通过该速度数据，ABS确定要向轮毂12施加合适的制动力。如图1中所示，内侧轴承30和外侧轴承40需要高质量的润滑，以便有可靠和长期的性能。润滑油或油脂可以用于润滑轴承，且任意多余的润滑油或油脂都大致将在轮毂空腔15中。为了将润滑剂保持在轮毂内，润滑剂密封件14布置在轮毂12的内侧端处，从而密封在轮毂和轴(未示出)之间的环形空间。润滑剂密封件14例如可以是具有金属增强件的弹性体材料，它有足够的弹性，以便密封轮毂12的内周交界面和轴的外周。除了提供密封表面的主要功能，润滑剂密封件14使内侧轴承30相对于轮毂12的轴向位置固定。润滑剂密封件14防止内侧轴承在运送和安装过程中与轮毂脱开。为了将外侧轴承保持就位，孔保持环16用于使得保持螺母70和垫片60靠着外侧轴承40固定。在该实施例中，孔保持环16置于孔表面上的孔槽18中，在外侧轴承40的外侧。孔保持环16的轴向向内导向的表面抵靠保持螺母70的轴向向外导向的表面。保持螺母再抵靠垫片60，该垫片抵靠外侧轴承40。在该实施例中，轴螺母组件50 (即保持螺母和垫片)和外侧轴承40通过孔保持环 16而保持在孔11内侧。因此，除了保持外侧轴承40，轴螺母组件50 (保持螺母和垫片)预先定位和固定在准备直接安装的预装配轮毂组件10上。在该实施例中，预装配的轮毂组件 10没有松弛部件。在一个实施例中，轮毂组件10的装配开始于将内侧轴承30安装在轮毂12的内侧开口内。润滑剂密封件14布置在轮毂的内侧开口中至预定深度，以便密封和将内侧轴承30 保持在孔11内。然后，将定位架M插入孔11的外侧开口中，以便抵靠内侧轴承30的内侧锥体31。 外侧轴承40布置在孔11的外侧开口内，且外侧轴承40的外侧锥体41定位成抵靠定位架 24的外侧端。垫片60布置在孔11中，从而抵靠外侧轴承40的外侧锥体41。在该实施例中，垫片60是标准的扁平垫片，具有与孔11和外侧轴承40的外侧锥体41同心的开口。螺母70布置在孔11内部，直接邻近和抵靠垫片60。为了将螺母70、垫片60和外侧轴承40保持在轮毂内部，将孔保持环16插入孔11的外侧开口中，并置于孔表面中的孔槽18内。也可以使用其它类型的保持部件，该保持部件并不使用螺母或密封件，而是使用如图加中所示的槽18和如图2b中所示的槽21。也可以使用卡环25，如图2c和2d中所
6示。也可以使用螺旋形保持环以及在孔中的合适的槽，如图中所示。在另一实施例中，也可以使用模制的环，如图2g和池中所示。在另一实施例中，形成的非圆形金属线可以插入槽中，如图2i和2j中所示。在还一实施例中，“推进”圆形环可以插入孔中，如图 2k禾口 21中所示。推进圆形环不需要使它置于其中的槽。实际上，推进圆形环首先依赖于与孔的干涉配合，以便形成对于轴向负载的阻力。推进环在安装过程中用于干涉配合而产生偏转，从而导致推进保持环的周边部分弹性抵靠孔表面。类似的，也可以使用在孔中形成局部或整个周向凸肩以便捕获轴螺母组件防止轴向向外移动的装置。参考图2，图中表示了图1所示实施例的完全装配的轮毂组件10。通过使得孔保持环16置于槽18中，保持环固定保持螺母70、垫片60和外侧轴承40防止轴向向外移动， 从而使得轮毂组件10能够安全地从工厂预装配运送，并准备直接安装在轴上，在该实施例中，全部轮毂组件的部件都预装配。图3表示了保持螺母和它的专门设计元件的示例正视图。参考图3，图中表示了保持螺母70的示意正视图。在该实施例中，保持螺母70有本体74，该本体74有在本体外周上的多面周边表面77。该多面周边表面77设计成接收用于向保持螺母70施加力矩的工具。保持螺母70的本体74也有沿本体轴向延伸的内螺纹78，以便与带外螺纹的轴(未示
出)接合。在一个实施例中，凸缘71从本体74的远端径向向外延伸。在该实施例中，三个垫 72从凸缘71径向向外延伸。在该实施例中，垫72形成用于孔保持环的支座表面79。在该实施例中，用于孔保持环的支座表面79是垫72在装配于轮毂的孔内时轴向向外导向的表面。孔保持环的轴向向内导向的表面抵靠垫的支座表面。各垫72有从垫的外周边缘径向朝外的表面73。该表面73有圆形外周，该圆形外周与孔的曲率匹配，该圆形外周与该孔接触。在三个垫72的每一个上的表面73使得三个垫72与孔中的保持螺母同心对齐。该表面73也用作滚子，从而在力矩施加在保持螺母上时使得该保持螺母能够在孔内平滑旋转。在该保持螺母实施例中，在垫之间以及在凸缘和孔的表面之间保持间隙。该间隙使得润滑剂能够流过外侧轴承进入轮毂空腔和从轮毂空腔流出。参考图4，图中表示了图3所示的保持螺母70的局部剖视图。该图表示了从凸缘 71轴向延伸的垫72。在该实施例中，垫72有在该垫的径向朝内的内周上的表面。该表面的内部圆形曲率与垫片的外周部分一致。在另一实施例中，垫72可以完全环绕凸缘71延伸，以便完全包围整个垫片周边。尽管垫简化了安装，即有助于使得垫片与保持螺母对齐，但是它们并不在所有实施例中都需要。在其它实施例中，保持螺母没有垫，凸缘与孔中的保持螺母同心对齐。在这样的实施例中，只有凸缘的径向向外导向的周边表面与孔表面接触和跨接在该孔表面上。 凸缘可以有开口或间隙，以便允许润滑剂从轮毂空腔流向轮毂组件的外侧端。与保持螺母联合，垫片可以用于防止预加载压缩的损失。可以使用任意类型的垫片，从简单的扁平垫片至锁定垫片。在一个实施例中，并不需要垫片，轴螺母组件只包括保持螺母；保持螺母的凸缘的功能类似于垫片。由于在该实施例中没有垫片，因此保持螺母自身可以包括锁定结构。例如，在一个实施例中，保持螺母可以有防松螺母类型设计，它包括聚合物的防振动插入件。其它类型的轴螺母组件也可以与新颖的轮毂组件联合使用。例如，参考图5，图中表示了第二轴螺母组件150实施例的等距视图。在该实施例中，轴螺母组件有两个主要部件垫片160和保持螺母170，还有第三部件螺母保持环180。保持螺母170和垫片160有这样的设计特征，它使得这些部件在轴上互锁，以便防止在轴承组件上的预加载压缩的损失。在该实施例中，垫片160与上述标准的扁平垫片不同。该垫片有多个开口 161，这些开口 161环绕垫片的外周周向间隔开并靠近该垫片的外周。在一个实施例中，如图5中所示，开口 161延伸以便形成穿过垫片160的通道。在另一实施例中，开口 161可以并不延伸穿过垫片160，而是简单地形成空腔。在该实施例中，垫片160有从垫片的内周径向向内延伸的柄脚162。柄脚162与轴中的键槽接合，以便防止在轴和垫片160之间的相对旋转运动。在该实施例中，保持螺母 170抵靠垫片160，并与上述保持螺母类似。不过，在该实施例中，凸缘171有穿过该凸缘轴向延伸的至少一个孔176。此外，保持螺母170有在相交的多面表面处环绕保持螺母170的本体174的周边表面的一系列保持螺母槽175，螺母保持环180置于该保持螺母槽175中。 在该实施例中，螺母保持环180是具有销181的卡环，该销181从卡环的周边轴向凸出。销 181设计成穿过保持螺母170中的孔176延伸，并与垫片160中的至少一个开口 161接合。 因此，销181通过它与孔176接合而防止保持螺母170相对旋转，同时锚固在垫片160中的开口 161上。轴螺母组件150的该第二实施例通过使得各部件锚固在一起和使得垫片锚固在轴上而防止预加载压缩的损失。当用于安装时，轮毂组件可以直接安装在车桥的轴上。参考图6，图中表示了轴螺母组件150与轴191的分解图，轮毂组件将安装在该轴191上。为了容易图示和方便理解， 环绕轴螺母组件150的轮毂组件在该图中未示出。安装人员使得轴191首先穿过润滑剂密封件接合，随后穿过内侧轴承、定位架和外侧轴承。在轴螺母组件150的该第二实施例中，轴191对齐，以便使得键槽193能够与垫片160的柄脚162接合，从而将垫片锁定在轴上，从而防止在垫片和轴之间的相对旋转。也可以使用其它类型的键槽和键安装装置。例如，单独的键可以用于使得垫片与轴连接。在另一实施例中，可以铣削轴191，以便在它的周边表面上产生平部分(未示出)。 “D”形垫片(即具有内部D形形状的垫片)(未示出)布置在轴191上，以便使得垫片160 的内部平部分与轴上的外部平部分接合，从而防止在垫片和轴之间的相对旋转运动。一旦垫片160与轴191接合，轴191的外螺纹192与保持螺母170的内螺纹178 接合。安装人员转动保持螺母170，以便使得保持螺母螺纹连接在轴191的外螺纹192上。安装人员施加足够力矩，以便拉动轴穿过轮毂，从而使得锥形滚子置于轴承的锥体和杯形件中，且在轴承组件上获得所需的预加载压缩。标定力矩扳手可以用于保证合适的力矩施加在轴螺母上。一旦获得预加载压缩，将完成装配。参考图7，图中表示了轴螺母组件的第二实施例的、安装在轴191上的轮毂组件 110的剖视正视图。该图表示了垫片160抵靠外侧轴承140的锥体141。保持螺母170同
8心抵靠垫片160。孔保持环116抵靠保持螺母170，从而限制保持螺母和垫片160防止轴向向外移动。 尽管已经通过多个特定实施例表示了本发明，但是这些实施例是示例说明，而不是限制。本领域技术人员应当知道，各实施例可以进行各种变化和附加。因此，本发明并不由上述说明或作为实例的特定实施例受到限制。本发明只由后面的权利要求来确定。
权利要求
1.一种轮毂组件，所述轮毂组件包括 内侧轴承；外侧轴承；轮毂，该轮毂有从外侧开口延伸至内侧开口的孔，内侧轴承和外侧轴承装入轮毂的孔中，轮毂还有槽；定位架，该定位架布置在内侧轴承和外侧轴承之间；以及保持环，该保持环置于轮毂的槽中。
2.根据权利要求1所述的轮毂组件，还包括保持螺母，该保持螺母布置在孔中，该保持螺母有轴向向内导向的表面和轴向向外导向的表面，轴向向内导向的表面面向外侧轴承；以及保持螺母包括凸缘，该凸缘径向向外延伸，用于使得保持螺母同心地在孔内对齐。
3.根据权利要求1所述的轮毂组件，还包括润滑剂密封件，该润滑剂密封件布置在轮毂的孔中并在内侧轴承的内侧。
4.根据权利要求2所述的轮毂组件，还包括垫片，该垫片布置在保持螺母和外侧轴承之间。
5.根据权利要求2所述的轮毂组件，其中保持螺母捕获垫片，用于使得垫片同心地在孔内对齐。
6.根据权利要求1所述的轮毂组件，其中保持环是卡环。
7.根据权利要求1所述的轮毂组件，其中保持环是螺旋形环。
8.一种用于安装在轴上的轮毂组件，所述轮毂组件包括 内侧轴承；外侧轴承；轮毂，该轮毂有从外侧开口延伸至内侧开口的孔，内侧轴承和外侧轴承保持在轮毂的孔中，轮毂还有在孔中的槽；定位架，该定位架布置在内侧轴承和外侧轴承之间；润滑剂密封件，该润滑剂密封件布置在轮毂的孔中，以便固定内侧轴承防止轴向向内移动；垫片，该垫片抵靠外侧轴承；以及保持环，该保持环置于槽中。
9.根据权利要求8所述的轮毂组件，还包括保持螺母，该保持螺母抵靠垫片；其中，保持螺母还包括径向向外延伸的凸缘。
10.根据权利要求9所述的轮毂组件，其中凸缘轴向向内延伸，以便形成垫，用于捕获垫片。
11.根据权利要求8所述的轮毂组件，其中垫片径向向外延伸，并布置在外侧轴承和保持环之间。
12.根据权利要求8所述的轮毂组件，其中保持环是卡环。
13.根据权利要求8所述的轮毂组件，其中保持环是螺旋形环。
14.一种轮毂组件，所述轮毂组件包括 内侧轴承；外侧轴承；轮毂，该轮毂有从外侧开口延伸至内侧开口的孔，内侧轴承和外侧轴承保持在轮毂的孔中；定位架，该定位架布置在内侧轴承和外侧轴承之间；以及保持环，该保持环固定在孔中，该保持环抵靠保持螺母的轴向向外导向的表面。
15.根据权利要求14所述的轮毂组件，还包括保持螺母，该保持螺母布置在孔中，该保持螺母有轴向向内导向的表面和轴向向外导向的表面，轴向向内导向的表面面向外侧轴承；以及保持螺母包括凸缘，该凸缘径向向外延伸，用于使得保持螺母同心地在孔内对齐。
16.根据权利要求14所述的轮毂组件，还包括润滑剂密封件，该润滑剂密封件布置在轮毂的孔中，该润滑剂密封件用于固定内侧轴承防止轴向向内移动。
17.根据权利要求15所述的轮毂组件，还包括垫片，该垫片布置在保持螺母和外侧轴承之间。
18.根据权利要求17所述的轮毂组件，其中保持螺母捕获垫片，用于使得垫片同心地在孔内对齐。
19.根据权利要求15所述的轮毂组件，其中保持环是推进保持环。
20.根据权利要求14所述的轮毂组件，其中轮毂包括在孔中的槽，保持环置于该槽中。
全文摘要
本发明公开了一种新颖的预装配轮毂组件，该轮毂组件有在制造厂中预先装配在轮毂内部的所有标准部件，包括内侧和外侧轴承、定位架和润滑剂密封件。此外，制造厂还将预先定位的轴螺母组件固定在轮毂组件上。在该实施例中，预装配轮毂组件具有固定在轮毂上的预先定位的轴螺母组件，预装配轮毂组件没有单独或松弛的部分，从而有利于轮毂组件的运送和安装。安装只需要将新颖的轮毂组件布置在轴上，并拧紧在制造厂安装的预先定位的保持螺母。
文档编号B60B27/00GK102267336SQ20111003923
公开日2011年12月7日 申请日期2011年2月16日 优先权日2010年6月1日
发明者C·克劳利, D·利皮斯, F·塞弗里尼, J·霍奇 申请人:美国联合金属制品股份有限公司