专利名称：具有自保持轴承的车辆车轮组件的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及车辆的车轮安装组件，并且更具体涉及构造成容纳自保持轴承的车轮安装组件的转向节。
背景技术：
当代的机动车辆具有将车轮和轮胎安装到车辆的车轮组件。这些车轮组件包括帮助车轮旋转的一个或多个轴承。对于在车辆转向中涉及到的车轮组件，该车轮组件设置有枢转的转向节，其通常形成车轮悬挂的一部分。在此情况下，轮毂或安装单元联接到转向节，该转向节安装到车辆底盘上。车轮轴承安装在转向节上，并且联接到轮毂上，允许轮毂(因此车轮)相对于车辆旋转。在传统的车轮组件中，车轮轴承通过若干紧固件(例如，螺栓)安装到转向节上。这些紧固件增加了转向节的质量，并且增加了阻力，并且由于每个紧固件需要单独地处理，因此增加了组装和修理的时间。因此，期望提供一种用于车辆的车轮组件，其克服之前传统的车轮组件的缺陷。并且，期望提供一种有利于组装和修理的具有自保持轴承的车辆车轮组件。此外，从后续结合附图的描述以及前述技术领域和背景技术，本发明的其它期望特征和特性将变得清楚。
发明内容
根据第一示例性实施例，提供一种用于车辆的车轮组件。车轮组件包括转向节，其具有与锥形套筒联接的锥形内表面。锥形套筒联接到轴承的外凸缘，该外凸缘由联接到锥形套筒的带螺纹的端部的带螺纹的紧固件保持。轮毂联接到轴承的内凸缘，允许轮毂相对于转向节旋转。根据第二示例性实施例，提供一种用于车辆的车轮组件。车轮组件包括转向节，其具有与轴承的外凸缘相接的锥形内表面。带螺纹的紧固件联接到外凸缘的带螺纹部分，以便保持轴承。轮毂联接到轴承的内凸缘，允许轮毂相对于转向节旋转。此外，本发明还涉及以下技术方案。1.一种车轮组件，包括:
具有锥形内表面的转向节；
具有内凸缘和外凸缘的轴承；
锥形套筒，所述锥形套筒联接到所述转向节的锥形内表面和所述轴承的外凸缘；
带螺纹的紧固件，该带螺纹的紧固件联接到所述锥形套筒的带螺纹的端部，用于将所述轴承保持在所述锥形套筒内；以及联接到所述轴承的内凸缘的轮毂；
其中，所述轴承将所述轮毂联接到所述转向节，同时允许所述轮毂相对于所述转向节旋转。2.如技术方案I所述的车轮组件，其中，所述锥形套筒的一部分提供与所述转向节的波状界面，以便防止所述锥形套筒相对于所述转向节旋转。3.如技术方案I所述的车轮组件，其中，所述锥形套筒在与所述锥形套筒的带螺纹的端部相反的端部包括轴承保持部件。4.如技术方案I所述的车轮组件，其中，所述车轮组件包括波状保持环，该波状保持环配置在所述锥形套筒的与带螺纹的端部相反的端部，以便防止所述锥形套筒相对于所述转向节旋转。5.如技术方案4所述的车轮组件，其中，所述车轮组件包括第二波状保持环，以便将所述带螺纹的紧固件保持在所述转向节上，并且防止所述带螺纹的紧固件相对于所述转向节旋转。6.如技术方案I所述的车轮组件，其中，所述车轮组件包括波状保持环，以便将所述带螺纹的紧固件保持在所述转向节上，并且防止所述带螺纹的紧固件相对于所述转向节旋转。7.如技术方案I所述的车轮组件，其中，所述锥形套筒的一部分提供与所述转向节的锥形界面，从而提供所述轴承上的夹紧负荷。8.如技术方案I所述的车轮组件，其中，所述车轮组件包括联接到所述轮毂的驱动轴。9.一种车辆，结合有技术方案8所述的车轮组件，所述车辆还包括联接到所述驱动轴的动力系，所述动力系提供功率，使所述轮毂相对于所述转向节旋转，以便推动所述车辆。10.一种车轮组件，包括:
具有外凸缘的轴承；
具有螺纹部分的外凸缘；
具有与所述外凸缘相接的锥形内表面的转向节；
联接到所述螺纹部分的带螺纹的紧固件，将所述轴承保持在所述带螺纹的紧固件和保持环之间；以及
联接到内凸缘的轮毂；
其中，所述轴承将所述轮毂联接到所述转向节，同时允许所述轮毂相对于所述转向节旋转。11.如技术方案10所述的车轮组件，其中，所述转向节的锥形内表面与所述轴承的外凸缘的配合锥形表面相接，以便为所述轴承提供夹紧负荷。12.如技术方案11所述的车轮组件，其中，所述带螺纹的紧固件包括与所述转向节的配合锥形界面相接的锥形表面，为所述轴承提供夹紧负荷。13.如技术方案10所述的车轮组件，其中，所述保持环是波状的，并且与所述轴承的外凸缘相接，防止所述外凸缘相对于所述转向节旋转。14.如技术方案13所述的车轮组件，其中，所述车轮组件包括第二波状保持环，所述第二波状保持环配置成与所述带螺纹的紧固件相接，防止所述带螺纹的紧固件相对于所述转向节旋转。15.如技术方案10所述的车轮组件，其中，所述车轮组件包括第二波状保持环，以便将所述带螺纹的紧固件保持在所述转向节上，并且防止所述带螺纹的紧固件相对于所述转向节旋转。16.如技术方案10所述的车轮组件，其中，所述车轮组件包括联接到所述轮毂的驱动轴。17.一种车辆，结合有技术方案16所述的车轮组件，所述车辆还包括联接到所述驱动轴的动力系，所述动力系提供功率，使所述轮毂相对于所述转向节旋转，以便推动所述车辆。18.一种车辆，包括:
车辆底盘；
第一和第二驱动轴；
联接到所述车辆底盘和所述第一和第二驱动轴的动力系；
联接到所述第一和第二驱动轴的第一车轮组件和第二车轮组件，所述第一车轮组件和第二车轮组件各包括:
具有内凸缘和外凸缘的轴承；
联接到所述车辆底盘的转向节，所述转向节具有联接到所述外凸缘的第一锥形内表面，并且为所述轴承提供夹紧负荷，所述转向节具有第二锥形表面；
具有锥形表面的带螺纹的紧固件，该锥形表面联接到所述第二锥形表面，以便将所述轴承保持在所述转向节中，并且为所述轴承提供额外的夹紧负荷；以及
轮毂，该轮毂联接到所述内凸缘以及所述第一和第二驱动轴中的相应一个驱动轴；其中，每个车轮组件的轴承分别将每个车轮组件的轮毂联接到每个车轮组件的转向节，从而允许每个轮毂相对于相应的转向节旋转，帮助所述动力系推动所述车辆。19.如技术方案18所述的车辆，其中，所述第一和第二车轮组件中的每一个的转向节枢转地联接到所述车辆底盘，帮助所述车辆在被所述动力系推动的同时进行转向。20.如技术方案18所述的车辆，其中，所述第一和第二车轮组件包括保持环，防止所述轴承的外凸缘和带螺纹的紧固件相对于所述转向节旋转。
在下文将结合以下附图描述本发明的主题，其中，相同的附图标记表示相同的元件，且
图1是适于使用本公开的示例性实施例的车辆的示意 图2是适于用在图1的车辆中的车轮组件的一个实施例的示意图；以及 图3是适于用在图1的车辆中的车轮组件的另一个实施例的示意图。
具体实施例方式以下具体描述本质上仅为示例性的且不旨在限制本发明主题或其用途。另外，不应被在前述技术领域，背景技术，发明内容或以下的详细描述中所表达的或暗示的理论所束缚。在本文中，可仅仅将诸如第一和第二等等的关系术语用于使一个实体或动作与另一实体或动作区别开，而不必要求或暗示这些实体或动作之间的任何实际上的这种关系或次序。诸如“第一”、“第二”、“第三”等等的数字序数仅指示多个的不同单个，而不是暗示任何顺序或次序，除非在权利要求的语句中明确限定。此外，下面的描述涉及被“连接”或“联接”在一起的元件或特征。如本文所用，“连接”可以指一个元件/特征直接连接到(或直接连通到)另一个元件/特征，而不必是机械地。同样地，“联接”可以指的是一个元件/特征直接或者间接地与另一元件/特征连接(或者直接或间接的与之连通)，而不必是机械地。然而，应当理解的是，虽然在下面的一个实施例中两个元件可描述成被“连接”，但在替代性实施例中，类似元件可以“联接”，并且反之亦然。因此，虽然本文所示的示意图示出了元件的示例性布置，但在实际的实施例中可出现另外的中间元件、设备、特征或构件。最后，为了简便，与车辆的机械部分以及系统的其它功能方面相关的传统技术和构件(以及系统的单个操作构件)在本文中将不被详细描述。此外，本文包含的各个图中示出的连接线用来代表各个元件之间的示例性功能关系和/或物理联接。应当注意，在本发明的实施例中可以存在许多替代的或附加的功能关系或物理连接。还应当理解的是，图1-3仅仅是说明性的，而且可能并未按比例绘制。参考附图，其中相同的附图标记表示相同的构件，图1为适用于本发明的示例性实施例的车辆100的实施例的简化示意图。尽管车辆100显示为纯电动车辆，但本文描述的技术和概念还可以应用于混合动力电动车辆或具有内燃发动机的车辆。车辆100可以为许多不同类型车辆中的任一种，例如轿车、货车、卡车或运动多用途车(SUV)，并且可以为两轮驱动(2WD)、四轮驱动(4WD)或全轮驱动(AWD)。在各种实施例中，车辆100可包括多种不同类型发动机的任一种或组合，例如电动马达、汽油或柴油燃料燃烧发动机、灵活燃料车辆(FFV)发动机(即，使用汽油和酒精的混合物)，或气态化合物(例如，氢气和/或天然气)燃料发动机。电动车辆所示出的实施例100包括(非限制性)能量存储系统104、控制模块106和动力系108。能量存储系统104可以被实现为可充电电池组，其具有单个电池模块或者任何数量的操作地互连(例如，串联或并联)的独立电池单元，以便提供电能。在能量存储系统104中可以采用多种电池化学作用，诸如铅酸、锂离子、镍镉、镍金属氢化物等。在电动车辆实施例中，能量存储系统104可以包括发电机，用于给能量存储系统充电。在混合动力电动车辆实施例中，动力系108的内燃发动机构件可以用于为能量存储系统充电。并且，在内燃发动机实施例中，交流发电机可以用于为能量存储系统充电，在该实施例中，能量存储系统包括车辆电池来操作车辆100的起动器和其它电系统。控制模块106可包括任何类型的处理元件或车辆控制器，并且其可配置有非易失性存储器、随机存取存储器(RAM)、分离的模拟输入/输出(I/O)、中央处理单元和/或在车辆通信网络中用于联网的通信接口。控制模块106联接到能量存储系统104和动力系108，并且根据要求的功率需求、能量存储系统104的充电状态等来控制这些模块之间的电能的流动。动力系108包括电动马达和变速器，用于通过驱动轴112来驱动前轮110，以便推动车辆100。前轮110通过车轮组件114以旋转的方式联接到车辆100。车轮组件114允许车轮110相对于车辆枢转，以使得使用者能够在操作期间使车辆转向。根据本发明的各个实施例，与传统的车轮组件相比，车轮组件114提供用于组装(和修理)的有效率和有效的机构。图2是适于用在车辆100中的车轮组件114的一个实施例的示意图。车轮组件114包括转向节116，该转向节116容纳锥形的套筒118。在一些实施例中，转向节116和锥形的套筒180联接在波状界面120处。波状界面120可以实现为具有正弦形状的外周，防止转向节116和锥形的套筒118之间的旋转。在其它实施例中，各种波状的形状可以用于阻止转向节116和锥形套筒118之间的旋转。锥形套筒容纳轴承122，该轴承122包括外凸缘124、内凸缘126和多个滚柱轴承128。此外，轴承122可以包括密封件129来防止水和灰尘的侵入。应该理解，图2所示的轴承通常称为第一代轴承构造。为了产生轴承122的夹紧负荷，转向节116和锥形套筒118沿着锥形的界面130联接。在一些实施例中，轴承122通过保持环132保持在锥形套筒118中，因此保持在转向节116中。在其它实施例中，保持环132可以与锥形套筒118—体地形成。锥形套筒的相反端部带有螺纹，以便沿着螺纹界面136容纳带有螺纹的紧固件134。带有螺纹的紧固件134沿着锥形界面138联接到转向节116，这也产生轴承122的夹紧负荷。根据各个实施例，带螺纹的紧固件134替代了传统的车轮组件所需要的多个单独的紧固件，因此降低了车辆(图1中的100)的质量和阻力。为了阻止在负荷之下的旋转，一些实施例包括波状的保持件140，该波状保持件140提供带螺纹的紧固件134和转向节116之间的波状的界面142。在操作方面,车轮组件包括轮毂144,该轮毂144联接到轴承122的内凸缘126。这允许轮毂(以及因此车辆的车轮)相对于转向节116旋转，转向节116是固定的，但可枢转地安装到车辆底盘和悬挂系统(图2中未示出)。对于从动车轮，轮毂144可以可选地容纳驱动轴112，该驱动轴112通过动力系108 (见图1)推动车辆100。图3是适于用在车辆100中的车轮组件114的另一个实施例的示意图，其中，与图2相同的标号表示相同的元件。如图所示，该实施例的轴承122构造成第三代轴承。在其它实施例中，在车轮组件114中可以采用第二代轴承。在所示实施例中，内轴承凸缘126的一部分实现为轮毂144的一部分。这进一步降低了车轮组件中的质量。在该实施例中不需要锥形套筒(图2中的118)，并且通过外轴承凸缘124和转向节116之间的锥形界面130’来提供轴承122的夹紧负荷。波状保持件140’提供波状界面142’以便防止外轴承凸缘124相对于转向节116旋转。如上关于图2的实施例所述，轮毂144与内轴承凸缘126 (在该实施例中，以一些滚柱轴承128直接地)相接，旋转地联接到转向节116。可选地，对于从动轴承构造，驱动轴112可以联接到轮毂144，通过动力系108 (见图1)推动车辆100。因此，为车辆提供了一种车轮组件。所公开的车轮组件的各种实施例采用了带螺纹的紧固件来将轴承保持在转向节中。该构造省去了传统的车轮组件所需要的多个紧固件，这降低了车辆的质量和阻力。并且，通过本发明提供的更有效率的紧固机构促进了组装和修理，该更有效率的紧固机构提供了在轮毂和转向节之间的方便和有效的轴承联接界面。尽管已经在前述发明内容和详细说明中给出了至少一个示例性实施例，但应该懂得存在很多变化。还应当意识到，一个或多个示例性实施例仅是示例，并不意在以任何方式限制本发明的范围、应用或构造。相反，前述发明内容和详细说明将为本领域技术人员提供一种简便的方法来实施一个或多个示例性实施例。应当理解，在不偏离由权利要求书及其法律等同物阐明的本发明范围的情况下，可对元件的功能和布置作出各种改变。
权利要求
1.一种车轮组件,包括: 具有锥形内表面的转向节； 具有内凸缘和外凸缘的轴承； 锥形套筒，所述锥形套筒联接到所述转向节的锥形内表面和所述轴承的外凸缘； 带螺纹的紧固件，该带螺纹的紧固件联接到所述锥形套筒的带螺纹的端部，用于将所述轴承保持在所述锥形套筒内；以及联接到所述轴承的内凸缘的轮毂； 其 中，所述轴承将所述轮毂联接到所述转向节，同时允许所述轮毂相对于所述转向节旋转。
2.如权利要求1所述的车轮组件，其中，所述锥形套筒的一部分提供与所述转向节的波状界面，以便防止所述锥形套筒相对于所述转向节旋转。
3.如权利要求1所述的车轮组件，其中，所述锥形套筒在与所述锥形套筒的带螺纹的端部相反的端部包括轴承保持部件。
4.如权利要求1所述的车轮组件，其中，所述车轮组件包括波状保持环，该波状保持环配置在所述锥形套筒的与带螺纹的端部相反的端部，以便防止所述锥形套筒相对于所述转向节旋转。
5.如权利要求4所述的车轮组件，其中，所述车轮组件包括第二波状保持环，以便将所述带螺纹的紧固件保持在所述转向节上，并且防止所述带螺纹的紧固件相对于所述转向节旋转。
6.如权利要求1所述的车轮组件，其中，所述车轮组件包括波状保持环，以便将所述带螺纹的紧固件保持在所述转向节上，并且防止所述带螺纹的紧固件相对于所述转向节旋转。
7.如权利要求1所述的车轮组件，其中，所述锥形套筒的一部分提供与所述转向节的锥形界面，从而提供所述轴承上的夹紧负荷。
8.如权利要求1所述的车轮组件，其中，所述车轮组件包括联接到所述轮毂的驱动轴。
9 .一种车轮组件，包括: 具有外凸缘的轴承； 具有螺纹部分的外凸缘； 具有与所述外凸缘相接的锥形内表面的转向节； 联接到所述螺纹部分的带螺纹的紧固件，将所述轴承保持在所述带螺纹的紧固件和保持环之间；以及 联接到内凸缘的轮毂； 其中，所述轴承将所述轮毂联接到所述转向节，同时允许所述轮毂相对于所述转向节旋转。
10.一种车辆，包括: 车辆底盘； 第一和第二驱动轴； 联接到所述车辆底盘和所述第一和第二驱动轴的动力系； 联接到所述第一和第二驱动轴的第一车轮组件和第二车轮组件，所述第一车轮组件和第二车轮组件各包括: 具有内凸缘和外凸缘的轴承； 联接到所述车辆底盘的转向节，所述转向节具有联接到所述外凸缘的第一锥形内表面，并且为所述轴承提供夹紧负荷，所述转向节具有第二锥形表面； 具有锥形表面的带螺纹的紧固件，该锥形表面联接到所述第二锥形表面，以便将所述轴承保持在所述转向节中，并且为所述轴承提供额外的夹紧负荷；以及 轮毂，该轮毂联接到所述内凸缘以及所述第一和第二驱动轴中的相应一个驱动轴；其中，每个车轮组件的轴承分别将每个车轮组件的轮毂联接到每个车轮组件的转向节，从而允许每个轮毂 相对于相应的转向节旋转，帮助所述动力系推动所述车辆。
全文摘要
本发明提供一种用于车辆的车轮组件。车轮组件包括转向节，其具有与轴承的外凸缘相接的锥形内表面。带螺纹的紧固件将轴承保持在转向节内。轮毂联接到轴承的内凸缘，允许轮毂相对于转向节旋转。
文档编号B62D7/18GK103158765SQ201210521570
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月7日 优先权日2011年12月9日
发明者J.A.韦布斯特, T.瓦策查 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司