专利名称：用于机动车车轮的等速万向节－轮毂单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于机动车车轮的等速万向节-轮毂单元。
背景技术：
为了更好地理解与等速万向节和车轮轮毂之间的联接相关的一些现有的问题和解决方案，下面结合附图1简单地描述一种传统形式的单元。
参见图1，示出了一个轮毂单元，其中一个等速万向节1以可旋转的方式通过一个安装在轮毂的心轴5上的中间轴承座圈(intermediaterace)4接合到轴承轮毂单元2、3。该中间轴承座圈通过一带棱联接器6的轴向齿部与该等速万向节一起旋转。容置在分别形成于等速万向节1和中间轴承座圈4上的两个环形槽8、9中的弹性环(elastic race)7将后者轴向地连接到该等速万向节上。该中间轴承座圈4通过另外的带棱联接器10，同时通过将该心轴的边缘11冷塑性变形而固定在该轮毂的心轴上，或者，通过一条焊接线固定在该心轴上。
在文献US-6022275，IT-1281365，US4-893960，US5-853250，EP-0852300中，也描述了等速万向节和轮毂之间的联接的其它例子。
带棱联接器具有这样的缺陷，其需要精确的公差，但是其工作性能并不好，从而一些轴向齿由于其必须承受较大的压力，会产生不利的压力峰值。为了消除周向的运动，提出了一种稍微呈螺旋状的齿，然而，其需要压力联接因此更难于制造。另外，该齿需要进行热处理，其不可避免地会产生变形，从而在将两个带棱部件联接到一起时，必须要进行复杂的机械加工。
发明内容
本发明的目的是提供一种完美的轮毂-等速万向节单元，其能够克服上述所有的缺陷和技术限制。
这些和其它目的和优点将在下文中作进一步讨论，其根据本发明包括如随附权利要求书中描述的一个轮毂-共运动单元和一个轴承-轮毂单元。概括地说，该轴承-轮毂单元的该中间轴承座圈通过相应的凸出的接触表面，联接到该等速万向节，以与后者一起运动，优选该接触表面在相对于该轮毂的轴线的垂直截面上，是椭圆形的或螺旋形的。
下面参考附图描述本发明的一些非限制性的实施例。
图1是一种公知的轮毂-等速万向节单元的轴向截面视图；图2和图3是根据本发明的第一优选实施例的轮毂-等速万向节单元处于两种不同工作状态下的两个轴向截面视图；图4是图2中的IV-IV线的径向截面视图；图5是本发明第二实施例的轴向截面视图；图6是本发明的第三实施例的轴线截面视图；图7是沿图6中的VII-VII线的径向截面视图；图8是本发明第四实施例的径向截面视图。
具体实施例方式
参考图2和图3，其使用了相同的附图标号以表示与参考附图1已经描述了的相同或相应的部件。机动车车轮的轮毂3以安装成使其可借助于具有两行滚动单元12和13的轴承2，绕车辆的悬架(未示出)的旋转轴转动，该滚动单元12和13在本实施例中是球体。该轮毂3安装为可按照以下详细描述的方法与以数目1表示的等速万向节一起旋转。
该轮毂3在轴向内侧形成有一个管状部分或心轴5，其终止于一环状边缘，在轴向外侧形成有一径向凸缘14，用于安装图中未示出的车轮。
该轮毂3-万向节1单元由该悬架的基座支撑，该基座连接到该轴承2的固定外轴承座圈15的径向凸缘15上。该心轴5沿轴向伸出该轴承座圈16的轴向内侧，并具有有限的厚度，使得该环形边缘11在滚压时可冷变形。
在该轴承座圈16的内表面，为该两行球体13和13形成有两个外滚道17和18，同时形成有两个相应的内滚道19和20，一个直接形成在该轮毂3上，另一个形成在冷缩配合到轴5上的一分离轴承座圈21上。根据未示出的可能的变体，该心轴5可以是空心的，其具有两轴端开口的中心腔体，并且/或者该内滚道19和20可以形成在各自分离的轴承座圈上，并且冷缩配合到该轮毂的心轴上。
在该心轴5的轴向内端部，与该轴承座圈21紧邻，设置有一个以不可旋转的方式冷缩配合的中间轴承座圈4，其用于从该万向节1向该轮毂3传递驱动力矩。在图2和图3示出的实施例中，在将中间轴承座圈4安装到该心轴5上之后，通过在该轴承座圈4的径向壁23上进行滚压，而以塑性变形的方式径向弯折该心轴的边缘11，并紧密地形成头部。以这种方式，该轴承座圈4轴向锁紧在该轮毂3上，并轴向地对该轴承-轮毂单元2和3进行预加载。
参见图4，该两表面，即该心轴的径向外表面24和该中间轴承座圈4的内表面25之间的接触表面的相应的形状防止了该轴承座圈4和该轮毂3绕轴线x的相对旋转。这些接触表面24和25具有相同的平滑的非圆形状，并具有圆形的凸叶(lobes)，优选在相对于该轮毂的旋转轴线x的径向平面或垂直截面上，具有基本上螺旋的形状。以相似的方式，由于该两传送体之间的接触表面26、27在径向截面上具有相同的螺旋形状，或相应的螺旋形状，驱动扭矩从该等速万向节1被传送到中间轴承座圈4上。
另外，如图2和3中示出的实施例，该中间轴承座圈4的径向外表面26和该万向节1的轴向内表面27在轴向截面上分别是外凸和内凹的，以允许该轮毂的旋转轴线x和该驱动轴的旋转轴线x’之间具有一定量的不重合度。表面26和27之间的联接也可在不需要另外的锁紧装置的情况下，确保万向节1和中间轴承座圈4的相互轴向锁紧。如在图4中原理性地示出的那样，该万向节1的圆穹由两个半体1a，1b联合形成，该两个半体由连接装置1c连接在一起，以使得该万向节可安装到该中间轴承座圈4上。
图5中示出的变型与图1的不同之处在于，该中间轴承座圈4在该轮毂上的轴向锁紧是由一西格轴承座圈(seeger race)来完成的，该西格轴承座圈部分地插置在形成于该轴5端部的槽30中。
在图6和图7中示出的变型中，该等速万向节、中间轴承座圈和该轮毂心轴之间的接触面包括两对相向的圆锥形的表面27、26和25、24，其沿轴向内表面逐渐变细，并在相对于该轮毂的旋转轴线x的径向平面或垂直截面上具有螺旋形的截面，如图7所示。容置在两个分别形成在等速万向节1和中间轴承座圈4上的螺旋槽8和9中的弹性环7轴向地将后者连接到该等速万向节上。该中间轴承座圈4的轴向锁紧可以通过滚压该心轴的端部边缘11来实现，或通过另外的西格轴承座圈(就像图5中的标号29表示的那样)来实现，或者由本技术领域普通技术人员熟悉的其它方式实现。
在图6和图7中示出的变型中，该等速万向节、中间轴承座圈和该轮毂的心轴之间的接触表面包括两对圆锥形的、相向的表面27、26和25、24，其沿轴向内表面逐渐变细，并在相对于该轮毂的旋转轴线x的径向平面或垂直截面上具有螺旋形的截面。
在图8中示出的变型中，该等速万向节、该中间轴承座圈和该轮毂的心轴之间的接触表面包括两对圆锥形的、相向的表面27、26和25、24，其朝向轴向内表面逐渐变细，并在轴线x的横截面上沿角度可变维度具有连续变化的半径R。
具体上说，每对表面27、26和25、24包括N1个相对于轴线x的凸起部分50，和N2个相对于轴线A的凹入部分60。该数目N1和N2取决于必要的构造和设计特性，可以如本实施例中那样彼此相等，也可以彼此不同。特别地，图8示出了数目N1和N2均等于3的情况，同时该部分50和60绕轴线x彼此交替排列。或者，以一种由上述描述可容易理解的方式，该对表面27、26和25、24可以仅设置有一个凸叶50，其设置在两个彼此邻近的凹入部分60之间。
另外，如图8所示，尽管每对表面27、26和25、24遵循半径R变化的相同原则，并且对于数目N1和N2具有与另一对表面25、24和27、26相同的数目。也可以使得每对表面27、26和25、24的数目N1和N2的值与另一对表面27、26和25、24的数目N1和N2的值相同或不同。同样，也可以使得每对表面27、26和25、24的相对于轴线x的圆锥形状，与另一对表面25、24和27、26的圆锥形状相同或不同。
可以了解，本发明消除了在本说明书背景技术中讨论的传统带棱联接器中的问题。该万向节和轮毂之间的接触表面的圆形凸叶使得接触压力可以在一个较大的区域内均匀分布。简化了单元的装配。由最终热处理引起的最终变形不会损害该轮毂与万向节之间的联接。无论如何，该接触表面的圆形的、宽大的形状简化了最终的机械精加工。该表面可以通过数控车床的研磨和/或通过研磨来容易和精确地得到。
因此，只要本发明的原理成立，相对于在此描述和示出的情况，任何与实施例的制造和形成相关的细节均可以变化，同时并不会改变本发明的上下文。特别地，上述的接触表面可以是椭圆形，与鸡蛋的形状相似，并具有单个非圆形的凸叶，或者，如示出的那样，是螺旋形并具有两个圆形的凸叶，或者具有三个或更多的凸叶。
权利要求
1.用于机动车车轮的等速万向节-轮毂单元，包括一等速万向节(1)；一轮毂(3)，其可绕一旋转轴线(x)旋转，并具有一轴向伸出的心轴(5)，一中间轴承座圈(4)，其固定在心轴(5)上，以与该等速万向节一起旋转，并将该万向节(1)的驱动扭矩传送到该轮毂(3)；该中间轴承座圈(4)和该万向节(1)联接成使得可借助于各自的接触表面(26，27)一起绕该旋转轴线(x)旋转，该接触表面在垂直于旋转轴线(x)的平面上具有相应的形状，其特征在于，相对于该旋转轴线，所述接触表面(26，27)具有与至少一个平滑偏心凸叶相应的形状。
2.如权利要求1所述的等速万向节-轮毂单元，其特征在于，所述接触表面(26，27)具有基本相应的螺旋形状，其相对于该旋转轴线(x)具有两个平滑的偏心凸叶。
3.如权利要求1所述的等速万向节-轮毂单元，其特征在于，所述接触表面(26，27)具有基本上相应的椭圆形状，其相对于旋转轴线(x)仅具有至少一个平滑的偏心凸叶。
4.如权利要求1所述的等速万向节-轮毂单元，其特征在于，所述接触表面(26、27)在旋转轴线(x)的横截面上，在角度可变维度上呈现出连续变化的半径R，并且相对于该旋转轴线(x)，包括至少一个各自凸出部分(50)。
5.如权利要求4所述的等速万向节-轮毂单元，其特征在于，所述接触表面(26、27)相对与该旋转轴线(x)包括第一预定数目(N1)的凸出部分(50)，和第二预定数目(N2)的凹入部分(60)。
6.如权利要求5所述的等速万向节-轮毂单元，其特征在于，该第一预定数目(N1)的凸出部分(50)和该第二预定数目(N2)的凹入部分(60)彼此一致，该凸出部分(50)绕该旋转轴线(x)与该凹入部分(60)彼此交替排列。
7.如权利要求4、5或6所述的等速万向节-轮毂单元，其特征在于，所述接触表面(26、27)相对于旋转轴(x)为截头圆锥形。
8.如上述任一权利要求所述的等速万向节-轮毂单元，其中，所述接触表面分别由该中间轴承座圈的径向外表面(26)和该万向节(1)的径向内表面(27)构成，其特征在于，所述接触表面(26，27)在轴向截面的平面上分别具有凸出部(26)和凹入部(27)，以允许该轮毂的旋转轴线(x)和该万向节(1)的旋转轴线(x’)之间存在不重合。
9.如权利要求8所述的等速万向节-轮毂单元，其特征在于，该万向节(1)上形成所述凹入表面(27)的部分由两个半部(1a，1b)组合构成，该两个半部通过连接装置(1c)组合在一起，以使得可安装在该中间轴承座圈(4)上。
10.如上述权利要求1-7中的任一个所述的等速万向节-轮毂单元，其中，所述接触表面分别由该中间轴承座圈(4)的径向外表面(26)和该万向节(1)的径向内表面(27)构成，其特征在于，所述接触表面(26，27)也具有基本上相应于非圆锥形的形状，并朝向该万向节(1)逐渐变细。
11.用于机动车车轮的轴承-轮毂单元，包括一轴承(2)，具有两行滚动单元(12，13)；一轮毂(3)，其由该轴承(2)支撑，使其可绕一旋转轴线(x)旋转，并具有一轴向伸出的心轴(5)；一中间轴承座圈(4)，其固定在该心轴(5)上，并具有一径向的外表面(26)，该外表面构成了将该轮毂以可旋转的方式联接到该等速万向节(1)的相应接触表面(27)上的接触表面；其特征在于，相对于该旋转轴线(x)，该中间轴承座圈(4)的轴向外表面(26)形成了至少一个平滑的偏心凸叶。
12.如权利要求11所述的轴承-轮毂单元，其特征在于，该中间轴承座圈(4)的径向外表面(26)在垂直于该旋转轴线(x)的平面上具有一基本上螺旋的形状，并相对于该旋转轴线(x)具有两个平滑的偏心凸叶。
13.如权利要求12所述的轴承-轮毂单元，其特征在于，该中间轴承座圈(4)的轴向外表面(26)在垂直于旋转轴线(x)的平面上具有基本上椭圆的形状，并相对于该旋转轴线(x)仅具有一个平滑的偏心凸叶。
14.如权利要求13所述的轴承-轮毂单元，其特征在于，所述接触表面(26、27)在旋转轴线(x)的截面上，在角度可变维度上呈现出连续变化的半径(R)，并相对于旋转轴线(x)包括至少一个分别的凸出部分(50)。
15.如权利要求14所述的轴承-轮毂单元，其特征在于，所述接触表面(26、27)相对于旋转轴线包括第一预定数目(N1)的凸出部分(50)，和一第二预定数目(N2)的凹入部分(60)。
16.如权利要求15所述的轴承-轮毂单元，其特征在于，该第一预定数目(N1)的凸出部分(50)，和该第二预定数目(N2)凹入部分(60)彼此一致，该凸出部分(50)绕该旋转轴线(x)与该凹入部分(60)彼此交替排列。
17.如权利要求14、15或16所述的轴承-轮毂单元，其特征在于，所述接触表面(26、27)相对于旋转轴(x)为截头圆锥形。
18.如权利要求14、15、16或17所述的轴承-轮毂单元，其特征在于，该中间轴承座圈(4)的该径向外表面(26)在轴向截面上是凸出的。
19.如权利要求11所述的轴承-轮毂单元，其特征在于，该中间轴承座圈(4)的该径向外表面(26)大致沿内部轴向基本上是非圆锥形状，并逐渐变细。
20.如权利要求11所述的轴承-轮毂单元，其特征在于该心轴(5)和该中间轴承座圈(4)通过各自的接触表面(24、25)彼此联接为绕该旋转轴线(x)一起旋转，相对于该旋转轴线(x)，该接触表面具有与至少一个平滑的偏心凸叶相应的形状。
21.如权利要求20所述的轴承-轮毂单元，其特征在于，相对于该旋转轴线(x)，所述的接触表面(24、25)具有基本上相应的螺旋形，并具有两个平滑的偏心凸叶。
22.如权利要求20所述的轴承-轮毂单元，其特征在于，所述接触表面(24、25)也具有基本上非圆锥形的相应形状，并沿轴向内部方向逐渐变细。
全文摘要
本发明的单元包括一种等速万向节(1)和一个轮毂(3)，该轮毂可绕旋转轴线(x)旋转，并具有一轴向伸出的心轴(5)和固定在该心轴(5)上的中间轴承座圈(4)，以与该等速万向节一起旋转，并将该万向节(1)的驱动力矩传送到该轮毂(3)。该中间轴承座圈(4)和该万向节(1)借助于各自的接触表面(26，27)联接为可绕轴线(x)一起旋转。该接触表面(26，27)在垂直于旋转轴线(x)的平面上具有相应的凸出的、椭圆形的或螺旋形的形状。
文档编号F16D3/223GK1699089SQ200510069979
公开日2005年11月23日 申请日期2005年5月11日 优先权日2004年5月14日
发明者马尔科·布鲁内蒂, 安杰洛·维尼奥托, 马库斯·卡尔达纳 申请人:Skf公司, 明甘蒂国际有限公司