专利名称：特别用于无动力车轴的轮支承装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种特别用于无动力车轴的轮支承装置，具有借助滚柱轴承转动支承在轴颈上的轮毂，其轮毂通过其内螺纹与轴颈的外螺纹拧入的轴螺母保持。
EP0529252B1公开了一种悬挂轴的支承装置，其靠近外侧的中心轴螺母具有多个相应的径向槽。其槽的分布是不对称的，即按顺时针60度一个、60度一个、45度一个、再60度一个、60度一个、75度一个。装入15度的锁定栓实现轴螺母相对轴颈的最大转角。这样，在多数情况下实现了良好足够的支承调节。
而在装入轮毂组件后其轴螺母拧到轴颈上的拧紧力对于最佳的支承调节也具有重要意义。对此，多数车的生产中要考虑所达到的拧紧转矩。然而实现合适的拧紧转矩的条件是正确使用在拧紧的工具。
DE3713224A1公开了一通过附加的松紧螺母将轴螺母固定到与轮轴承相对的具有磨损层的向内端面，通过其端面在预紧时以规定的转矩将轴螺母支承在滚柱轴承的内环上。所用的磨损层包括刚性足够的材料以承受住在预紧轴螺母时出现的轴向力，而在汽车开动时由于工作温度的升高其轴向力变小。这样，在车运行时会出现已知所希望的支承间隙。为了避免轴螺母以后不希望的松动，它借助外锁紧螺母固定。
本发明的目的是特别提供一种无动力车轴的轮支承装置，以阻断由于不得法的拧紧轴螺母而产生的错误来源。
上述类型的支承装置以这样的结构实现其目的，即，其轴螺母包括具有内螺纹的内件和与其同轴的外件，在其外件上形成用于拧紧和松开轴螺母所需的操作面，外件相对内件运动并借助一个或多个弹簧加载的锁定件与内件连接，在松开方向传递到内件上的转矩比在拧紧方向传递到内件上转矩要大。
对此外件的轴向齿与内件的对应齿弹簧加载地啮合，所述齿具有齿面，所述齿面在外件的拧紧方向是斜面形，而在松开方向是陡斜形。
这种结构的轮支承装置消除了由于不得法的拧紧中心轴螺母出现的错误来源。为了控制轴螺母的拧紧不需要例如使用转矩扳手，在实际工作中，用扳手调节常常相对正确的转矩值具有误差。本发明采用的轴螺母包括一拧到轴颈上的内件和一拧紧轴螺母所需的在其外件上形成操作面的外件，从而将轴螺母基本调节到最大能达到的拧紧转矩。内件和外件通过齿结构啮合。其中所述齿具有齿面，所述齿面在外件的拧紧方向是斜面形而在松开方向是陡斜形。此外，其齿与对应齿的啮合由弹簧加载，并确定了斜面的斜度和弹簧加载的大小，这样，将外件传递到内件上的转矩限制到最大。因此消除了由于大的拧紧转矩产生的错误操作。大的拧紧转矩会导致滚柱轴承过大的负载，以使轴承提前磨损。
在进一步的结构中，所述齿在外件的一端面上形成，为了实现弹簧加载，压簧支承在背向其端面的外件的另一端面上。优选承接反作用力的压簧在与内件一体形成的径向突出的结合部上支承。
为了还可以在现有的轮支承装置中后装轴螺母，要仅可能减小安装空间。由于其安装空间要受到所使用压簧尺寸的限制，进一步的结构是一个或多个盘簧作为压簧。通过这样的盘簧在小安装空间和与轴螺母的基本结构适合的安装空间下实现高弹簧力。如果其盘簧的大直径端支承在外件上而小直径端支承在内件上，对此会产生进一步的效果。
在另一轮支承装置中，其轴螺母的内件包括一套筒形部分和凸缘形部分，其凸缘形部分包括形成对应齿的内凸缘部分和外凸缘部分，其外凸缘部分向后使轴螺母与轮毂的后边界配合。内凸缘部分和外凸缘部分之间的功能分配可以使预装的具有滚柱轴承、接触环和轴螺母的轮毂作为一组件装到轴颈上或再从其上拆下。由于其内件的外凸缘部分向后与轮毂的后边界配合，通过其外凸缘部分轴螺母形成拆下的工具。其轮毂的后边界优选通过在轮毂的外开口装入的卡圈形成。
另外内件的内凸缘部分具有另一目的，即在其内凸缘上形成对应齿。此外内件的内凸缘部分抵靠在支承在轴颈上的轮支承装置外滚柱轴承的轴承内环上，并以这样的方式固定外滚柱轴承或整个轮支承装置。
轮支承装置的一优选结构的特征在于在轴颈上设置锁定件以转动锁定轴螺母的内件。
在轮支承装置的另一结构中，其锁定件是弹簧加载的销或滚珠，它们优选通过盘簧的压力与齿啮合。
进一步的细节和优点参照附图进行描述，附图中示出了本发明轮支承装置的优选实施例，其中
图1示出了轮支承装置的纵向断面图；图2示出了图1所示外滚柱轴承和中心轴螺母区域的轮轴承装置的细节；图3示出了安装在轴颈上的轴螺母的俯视图；图4示出了通过轴螺母内件的断面图；图5示出了轴螺母外件的透视图；图6示出了对应于图4的视向VI的内件的俯视图；图7示出了与图1-6所示不同的中心轴螺母实施例的具有多个弹簧加载的锁定件的局部断面图。
在轴体1的端部固定或形成轴颈2，其轴颈具有用于内滚柱轴承5和外滚柱轴承6的两个彼此间隔的轴承座3、4。一体形成的轮毂7自由转动地支承在两滚柱轴承5、6上。在轮毂7外周的一侧通过轮栓固定一闸鼓或闸盘，而在相对侧固定一轮。
在内滚柱轴承5的外侧设置一接合环8，其接合环的外周具有一伸到轮毂7内壁上的结合部8a。在接合环8的结合部8a的前面第一卡圈9装入轮毂的内环槽中。
在外滚柱轴承6的前面，由一盖封闭的另一端设置一具有凸缘形部分11的轴螺母10，其部分11的外边缘靠近轮毂7的内壁。在凸缘形部分11的前外面，一第二卡圈12装入轮毂7的环槽中，其第二卡圈12的内径小于凸缘形部分11的最大直径。通过环盘13的中间定位，轴螺母10的凸缘形部分11由外滚柱轴承6的轴承内环14支承。轴螺母10通过其内螺纹与外螺纹15的配合拧到轴颈2的自由端。轴螺母10的内螺纹设置在轴螺母的内件16上。轴螺母还包括一外件17，在其上形成一拉紧和松开轴螺母所需的操作面18。
轴螺母的内件16包括一套筒形部分19和凸缘形部分11，在其套筒形部分19的内圆周上形成内螺纹。内件16的凸缘形部分11分成内凸缘部分21和外凸缘部分22，内凸缘部分的一侧具有用于支承环盘13的支承面，而在朝向外件17的另一面上具有齿。其外凸缘部分22以上述的方式向后与由卡圈2限定的轮毂7的后边界配合。
轴螺母10还包括一盘簧23和一具有夹针24的固定件25，它防止轴螺母10与轴颈2之间以后的转动。
从图2-6可看出，轴螺母10的外件17具有齿26，而轴螺母的内件16具有对应齿27，齿26与对应齿27彼此轴向定位，并在径向面上彼此啮合。最好参照图5，齿的结构由其图示出了外件17的齿26的一种例子。它具有齿面28a、28b，它们在拧紧方向是斜面形，而在松开方向是陡斜的。内件16的对应齿27具有相应的结构。
盘簧23的内缘支承在内件16的径向突出的结合部30上，而其外缘抵靠在背向齿26并朝外的外件17的端面31上。也可以用盘簧组替代简易的盘簧23。盘簧23将压力施加到外件17和内件16的内凸缘部分上，由此其齿与对应齿彼此压力啮合。这样，轴螺母按照棘轮的方式工作。如果在拧紧方向超过规定的转矩，齿26的斜面形齿面28a在对应齿27的相应齿面上提升，这样，外件17相对在拧紧时固定的内件16滑动，由此排除了用很大的转矩拧紧轴螺母10的可能性。最大的拧紧转矩是通过盘簧23的特性曲线以及齿26和对应齿27的几何形状，特别是其齿面倾斜度确定的。而相反的松开方向，由于其陡的齿面28b总可以传递所有转矩。
在轴螺母拧紧后必须保证不注意的松开，为此轴颈2的圆柱形轴颈端32具有轴向延伸的槽33，如作为配合弹簧槽是公知的。从外面将一固定件25装入其槽33中，其固定件25的外侧具有轴向延伸的齿结构34，它与具有同样齿结构的内件16的内齿35啮合。内齿35是沿360度延伸的直齿，它限制于内件16的套筒形部分19的外部分，对此内件16具有相应的环槽，在其圆周上分布内齿35。
如图3所示，块形固定件25在圆周方向的宽度比槽33的宽度要小。在图3中示出了在固定件25一侧的圆周间隙a以及其另一侧的圆周间隙b。圆周间隙a与b之和等于固定件25的齿结构34和轴螺母的内齿35所共有的齿距t。这样，确保了在轴螺母拧紧后固定件25在不同情况下轴向被推入槽33时，不取决于当时齿的位置并通过缠绕轴颈端32的夹针24固定。由此轴螺母的圆周间隙由各齿距t的很小的角区域限定。在这样小的转角下根据轴螺母和轴颈上的螺纹倾斜实现轴螺母10的轴向调节，其调节只限于毫米级的断口部分，因此基本实现了轮支承装置的最佳调节。
在图7中示出的轴螺母10的实施例中，外件17包括多个通过弹簧加载的销36、滚珠或类似制动件。其弹簧加载例如可以通过对所有的销36加压的盘簧23实现。销36分别在外件17材料中形成的适合的导向部分37中轴向导向。在背向弹簧23的一端，各销36至少具有一个齿作为齿26。这些齿的作用于图1-6实施例中外件17的多个齿26的作用相同，即与内件16的对应齿27啮合。此外，在图7的实施例中，在拧紧方向的转矩从外件17传递到内件16，相反在松开方向由销36闭锁。
标记说明1轴体 21内凸缘部分2轴颈 22外凸缘部分3轴承座23盘簧4轴承座24夹针5内滚柱轴承25固定件6外滚柱轴承26齿7轮毂 27对应齿8接合 28a斜面形齿面8a结合部 28b陡齿面9卡圈 29内件方向10轴螺母 30结合部11凸缘形部分 31端面12卡圈 32轴颈端13环盘 33槽14轴承内 34齿结构15轴颈外螺纹 35内齿，直齿16内件 36销17外件 37导向部分
18操作面 38拧紧方向19套筒形部分 a间隙20支承面 b间隙t齿距
权利要求
1.特别用于无动力车轴的轮支承装置，具有借助滚柱轴承(5、6)转动支承在轴颈(2)上的轮毂(7)，其轮毂通过其内螺纹与轴颈(2)的外螺纹(15)拧入的轴螺母(10)保持，其特征在于，其轴螺母(10)包括具有内螺纹的内件(16)和与其同轴的外件(17)，在其外件上形成用于拧紧和松开轴螺母(10)所需的操作面(18)，外件(17)相对内件(16)运动并借助一个或多个弹簧加载的锁定件与内件(16)连接，在松开方向传递到内件(16)上的转矩比在拧紧方向传递到内件(16)上转矩要大。
2.如权利要求1的轮支承装置，其特征在于，外件(17)的轴向齿(26)与内件(16)的对应齿(27)弹簧加载地啮合，所述齿具有齿面(28a、28b)，所述齿面在外件(17)的拧紧方向(29、38)是斜面形，而在松开方向是陡斜形。
3.如权利要求2的轮支承装置，其特征在于，齿(26)在外件(17)的一端面上形成，为了实现弹簧加载，压簧(23)支承在背向其端面的外件(17)的另一端面(31)上。
4.如权利要求1或2的轮支承装置，其特征在于，承接反作用力的压簧(23)在内件(16)的径向突出的结合部(30)上支承。
5.如权利要求3或4的轮支承装置，其特征在于，一个或多个盘簧作为压簧(23)。
6.如权利要求5的轮支承装置，其特征在于，其盘簧的大直径端支承在外件(17)上而小直径端支承在内件(16)上。
7.如上述权利要求之一或多个的轮支承装置，其特征在于，其内件16包括一套筒形部分(19)和凸缘形部分(11)，其凸缘形部分(11)包括形成对应齿(27)的内凸缘部分(21)和外凸缘部分(22)，其外凸缘部分(22)向后使轴螺母与轮毂(7)的后边界配合。
8.如权利要求7的轮支承装置，其特征在于，其轮毂(7)的后边界通过在轮毂的外开口装入的卡圈(12)形成。
9.如权利要求7或8的轮支承装置，其特征在于，内件(16)的内凸缘部分(21)轴向抵靠在支承在轴颈(2)上的轮支承装置外滚柱轴承(6)的轴承内环(14)上。
10.如上述权利要求之一或多个的轮支承装置，其特征在于，在轴颈(2)或内件(16)两部件之一上形成轴向延伸的槽(33)，一固定件(25)装入其中，突出于槽(33)的固定件的部分具有的结构优选为齿结构(34)，它形状合理地与在360度上延伸的优选为齿(35)的结构啮合，其齿(35)在另一两部件内件(16)或轴颈(2)上轴向分布。
11.如权利要求10的轮支承装置，其特征在于，在圆周方向存留的固定件(25)与槽(33)的间隙等于或大于直齿(35)的齿距(t)。
12.如权利要求1和2的轮支承装置，其特征在于，其锁定件是弹簧加载的销(36)或滚珠，它们优选通过盘簧(23)的压力与齿(27)啮合。
全文摘要
本发明系特别用于无动力车轴的轮支承装置,轮毂(7)用滚柱轴承(5、6)转动支承在轴颈(2)上,轮毂用拧入轴颈自由端的轴螺母(10)保持,轴螺母有通过其内螺纹与轴颈的相应外螺纹(15)拧入的内件(16)和与其同轴的外件(17),在外件上形成用于拧紧/松开轴螺母的操作面(18),外件相对内件运动并用一或多个锁定件与内件连接,在松开方向传递到内件上的转矩大于在拧紧方向的。外件的轴向齿与内件对应齿弹簧加载啮合,其齿在外件拧紧方向是斜面形,松开方向是陡斜形。
文档编号F16B39/282GK1322170SQ00801997
公开日2001年11月14日 申请日期2000年9月19日 优先权日1999年9月21日
发明者米夏埃尔·马蒂厄 申请人:Bpw贝尔格阿克森两合公司