包括轮制动器和轮毂单元的轴端组件的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的用于车辆或者说用于车辆轮轴的包括轮制动装置和轮毂装置的轴端组件、一种轮轴单元和一种用于装配轮轴单元的方法。

背景技术：

商用车的轮制动器连同其他部件一起在轴颈(前轴，简称“va”)上或者说在轴(后轴，简称“ha”)上组合成一个所谓的“轮端”。在这里，在轴-车装配时需要不同的单独步骤。

一种已知的用于将轴装配在商用车上的方法例如具有如下步骤：

——将轴端与车辆的轴体连接，通常通过摩擦焊接；

——将制动器适配器或者说通常制动器支架法兰(通过焊接或螺纹)安装到轴体上；

——将轮栓压入轮毂中；

——将轮轴承压入轮毂中；

——将制动盘用法兰连接到轮毂上；

——将轮毂装置插套到轴颈上并且利用中央螺母拧紧；

——穿插驱动轴并且用法兰连接在轮毂上；和

——将盘式制动器用螺纹拧紧在制动器支架法兰上。

在此，将各部件这样装配在轴体上带来如下问题：个别重的构件必须相对精确地相对彼此定位并且部分地相互通过螺纹连接而连接。借助系列拧紧工具接近螺纹连接的可接近性部分地受到限制并且因而通常只能利用特殊工具实现。

轴体是轴的最大并且最重的部件。该轴体在周向上大多是正方形或者矩形的并且因而只能在四个位置处支承在坚实的装配座上。该轴体基本上只能绕纵轴线转动。但盘式制动器的安装位置取决于整个车辆并且不是由正方形的横截面确定。因此，在连接制动器时需要耗费的装配装置。

轮制动器——尤其是在构造成盘式制动器的构造方案中——为了完成装配只能沿径向方向插套。这带来如下风险：衬片在装配时在棱边处受损。在接口区域中使用形锁合元件也是不可能的，因为否则在维修情况下不再能拆卸制动器。

必需的装配顺序归因于如下事实：对于接口的构造设计，不能或者只能部分地实现形锁合的解决方案。

技术实现要素：

在此背景下，本发明的目的在于，创造一种能更容易装配的包括轮制动装置和轮毂装置的轴端组件、一种相应改进的轮轴单元和一种改进的用于装配轮轴单元的方法。

本发明通过权利要求1、21和24的技术方案实现该目的。

根据权利要求1创造一种包括轮制动装置和轮毂装置的轴端组件，该轴端组件的特征在于，所述轴端组件构成为预装配的单元，该单元具有空心轴元件，在该空心轴元件上设置有所述轮制动装置和轮毂装置。然后，空心轴元件优选穿过轮制动装置和轮毂装置，尤其是完全沿轴向方向。这样，轴端组件形成一个完整预装配的“轮端”，该轮端的各单个部件首先被组装成预装配的单元。然后可以将该预装配的单元简单并且可靠地装配在车辆车轴的轴体的端部上。特别有利的是，轮制动装置也属于该预装配的单元。尤其是当轮制动器是盘式制动器时，该相对大的结构单元的装配便这样得到明显简化。

特别有利的是，空心轴元件设计成用于与车轴的轴体的第一端部连接。因为这样，预装配的单元在轴体上的装配变得特别简单。当空心轴元件在其一个轴向端部上具有螺纹区段，该螺纹区段设计成用于与轴体的对应的螺纹区段旋拧时，尤其适用这一点。

进一步有利的是，轮毂装置具有至少一个轮毂和一个或多个轮轴承。还更有利的是，轮毂装置也还具有多个轮栓和/或一个制动盘。

根据一种进一步的变型方案规定，所述预装配的单元还具有间隔套筒，该间隔套筒在空心轴元件上安置在轮毂上。

此外适宜的是，所述预装配的单元的轮制动装置具有至少一个制动器适配器，用于装配轮制动器、尤其是盘式制动器。该制动器适配器可以设计成用于装配制动器支架或者直接用于装配制动钳，从而该制动器适配器本身承担制动器支架功能。就此而言，制动器适配器优选按照装配板的型式构成，该装配板由空心轴元件穿过并且该装配板基本上垂直于空心轴元件或者说垂直于该空心轴元件的轴向方向y延伸。轮制动装置优选也包括轮制动器、亦即优选带有制动钳和优选制动缸以及必要时制动器支架的盘式制动器。在这里也可以补充或者说设有abs传感器和磁极转子。优选地，设有防止这些部件之中的一个或多个部件沿轴向滑动的锁定装置。

进一步有利的是，在所述制动器适配器和所述轴体之间设有直接的转矩传递接口，用以实现直接从轮制动器到轴体中的力导入。

权利要求21创造一种包括轴体的轮轴单元，在所述轴体上安装有至少一个根据上述权利要求之一所述的轴端组件，而权利要求24创造一种用于装配根据上述权利要求21至23之一所述的轮轴单元的方法，其中，首先形成根据权利要求1至20之一所述的轴端组件作为预装配的单元，并且然后将该预装配的单元作为整体装配在轴体上。该方法允许特别简单并且可靠地构成车轴。

本发明的有利的实施方案可由从属权利要求得出。

附图说明

本发明的有利的实施方案可由从属权利要求得出。下面依据实施例参照附图更详细地描述本发明，其中，也阐述本发明的进一步的优点和选择以及有利的变型方案。图中：

图1示出具有按照本发明的装配在轴体上的轴端组件的第一布置系统的剖视图；

图2在a)中示出具有按照本发明的装配在轴体上的第二轴端组件的第二布置系统的剖视图，并且在b)中示出a)中的局部放大图；

图3示出按照图1型式的布置系统的一个区段的透视图；

图4示出按照图2型式的布置系统的一个区段的透视图；和

图5在a)至e)中示出轴端组件在这里五个步骤中装配成一个预装配的单元，并且在f)中示出装配在轴体上的轴端组件；

图6在a)中示出具有按照本发明的装配在轴体上的另一轴端组件的另一布置系统的剖视图，并且在b)中示出a)中的局部放大图；

图7在a)中示出按照图6型式的布置系统的一部分的局部剖切的透视图，在b)中示出按照图6型式的布置系统的一部分的另一透视图，并且在c)和d)中示出a)中的布置系统的两个单独构件的透视图。

具体实施方式

图5e)示出一个构成为预装配的单元的轴端组件1(也称为“轮端”)，该单元包括空心轴元件2，在该空心轴元件上设置有轮制动装置3和轮毂装置4。

空心轴元件2又设计成用于与车轴的在行驶中不旋转的轴体5的第一端部6连接，如这在图5f中可看出。轴体6的相反的第二端部7可以连接于按照组件1型式的另一轴端组件。

特别有利的是：轴端组件包括两个主要子组件“轮制动器”和“轮毂”在内形成一个预装配的单元，该单元能以简单的方式预装配，其中，从所有侧面保证了轴端组件1的各部件的非常良好的可接近性；并且该预装配的结构单元然后又能简单并且快速地装配在轴体5上。

下文应首先依据图5a至5e解释例如如何可从零件组装或者说装配轴端组件1。

在此，装配在这里分成五个主要装配步骤a)至e)。这些主要装配步骤又可以分别具有子装配步骤。这五个步骤a)至e)的所选择的顺序是有利的并且简单的。但该顺序不是强制的，而是可以在本发明的范围内变化。

第一装配步骤a——参见图5a——包含预装配轮毂装置4。

轮毂装置4在这里至少具有如下部件：一个轮毂8、一个或多个轮轴承(滚动轴承)9、多个轮栓10和一个制动盘11。在此将轮轴承9设置在轮毂8的内周上。将轮栓10在周向上分布地插入轮毂8的轮装配法兰13的孔12中。此外将在这里构成为罐形制动盘的制动盘11固定在轮毂8上(在这里利用孔15上的螺钉14)，从而该制动盘能随轮毂8旋转。轮毂装置4在其预装配之后具有一个中央的居中的贯通开口，该贯通开口在装配的状态下与轴的和旋转轴线相应的轴向方向y对齐。

第二装配步骤b——参见图5b——是将步骤a)中的轮毂装置4穿插/套装到空心轴元件2上，该空心轴元件便穿过轮毂装置4的居中的开口。

空心轴元件2可以具有直径不同的(多个)区域，从而在空心轴元件2上构成(多个)环形台阶。在这里，在空心轴元件2的一个端部上在外部构成有一个轴凸缘16作为轴向止挡部。此外，该轴凸缘16在其外周上按照转矩传递轮廓17的型式、例如按照外多边形的型式构造。

第三装配步骤c——参见图5c——是将间隔套筒18穿插到空心轴元件2上。该间隔套筒18优选沿轴向穿过整个制动盘11。该装配步骤是可选必需的，当设有间隔套筒18时，这在图1的实施例中设定、但在图2的实施例中例如不是这种情况。在更下文还要更详细地解释这一点。

第四装配步骤d——参见图5d——是穿插属于轮制动装置的制动器适配器19，用于装配轮制动器、尤其是盘式制动器。

该制动器适配器19可以按照板的型式构成，该板基本上垂直于轴向方向y延伸。该制动器适配器可以用于例如在装配开口20处将制动器支架安装在该制动器适配器上，在该制动器支架上然后装配制动钳、例如滑动钳。该制动器适配器也可以直接用于安装例如固定钳盘式制动器的制动钳或滑动钳。

第五装配步骤d——参见图5e——包含将轮制动器装配在制动器适配器19上。轮制动器在这里是属于轮制动装置3的盘式制动器21。在这里，盘式制动器21具有制动器支架22、制动钳23和优选制动促动器(这里是制动缸24)。在制动钳23中设置有(多个)制动衬片和一个压紧单元(在这里不可见)。在该盘式制动器21上也可以设有abs传感器和磁极转子(沿径向或轴向实施，在这里不可见)以及必要时其他结构元件如电子单元。

总之，这样在四个步骤a、b和d、e或五个步骤a至e中，轴端组件1利用空心轴元件2完整成为预装配的单元，在该空心轴元件上设置有轮制动装置3和轮毂装置4，所述单元然后可作为整体安置到轴体5上。

优选防止了预装配的单元的构件沿轴向滑动。

在预装配之后，在轴装配期间将整个预装配的单元与轴体5连接。这可以例如通过拧紧螺纹25(图1、2a、2b)来实现。优选，空心轴2为此具有螺纹区段25a(在这里外螺纹)，该螺纹区段能与轴体5的对应的螺纹区段25b(在这里内螺纹)拧紧亦或将该螺纹区段与轴体的对应的螺纹区段拧紧。

因此可以将预装配的单元的构件事先相互连接并且作为共同的单元1安装在轴体5上。轴体5比预装配的单元更靠内地位于车轴上，该单元在一定程度上形成其轮和制动器端(也称为轮端)。

预装配的单元1的接口(带有制动器、制动盘、轮轴承的轴区段)除了螺纹区段25a之外在其一个自由端部上与之邻接地优选具有至少一个无螺纹的导向区段26。该导向区段可以具有比螺纹区段25a略大的直径。轴体5便构成为与此对应的。

在装配时，这样首先空心轴元件2的导向区段26与轴体5的对应的接口区域27接触，并且形成了导向部，然后螺纹区段25a、25b便接触并且预装配的单元的空心轴元件2与轴体5可靠地用螺纹连接(参见图2b)。这样，装配是特别简单并且可靠的。

优选地，在制动器适配器和轴体5之间也设有直接的转矩传递接口，由相应对应的形锁合元件形成，这些形锁合元件在将预装配的单元1装配在轴体上时彼此进入嵌接。

但接口：制动器支架/轴也可以一体地例如在将预装配的单元装配在轴体5上时通过补充焊接来实施。

在轴体5和制动器适配器之间的连接——为了将形锁合的连接作为附加的防扭转结构实现——根据一种有利的变型方案具有径向构造的齿部28(图3)或者按照另一种有利的变型方案具有轴向构造的齿部29(图4)，分别都在轴体5和制动器适配器19之间。该齿部28、29分别构造成使得在制动时出现的力矩和力直接从制动器适配器19传递到轴体5上。由此，按简单且可靠的方式防止在轴体5和预装配的单元1之间的连接松脱并且直接在轴体5上实现可靠的转矩支撑。

在一种实施方案(图2)中，空心轴元件2在和与轴体的接口相对的那侧具有外螺纹30。在将轮轴承9定位抵靠空心轴元件2的止挡部31之后，可以经由在外螺纹30上的中央螺母32对轮轴承9施加适当的预紧力。

替代外螺纹，空心轴元件2在和与轴体的接口相对的那侧具有轴凸缘16(图1)，轮轴承9在装配状态下贴靠到该轴凸缘上。通过将预装配的单元与轴体5用螺纹拧紧而对轮轴承9施加预紧力。

在一种实施方案中，空心轴元件2还在和与轴体的接口相对的那侧具有转矩传递轮廓17作为工具接口，例如内多边形或外多边形或者其他适当的接口用于传递转矩，以便实现空心轴元件2与轴体5用螺纹拧紧(图5b)。

空心轴元件2与轴体5可以在组装的状态下完全或部分地被一个不可相对转动地固定在轮毂8上的轴部分34穿过(图1)。

在轴体的另一端部可以设有相应的预装配的单元。该轴是车轴、尤其是牵引车的后轴或挂车轴。尤其是，车辆是具有包括直径为15英寸或更大的制动盘11的制动器的商用车。正是在这样相对大的盘式制动器中，本发明是特别有利的，因为盘式制动器在车轴上的安装变得简单。

图6a和7a示出具有按照本发明的装配在轴体5上的另一轴端组件1’的另一布置系统的剖视图，而在b)中示出a)中的局部放大图。

该轴端组件1(也又称为“轮端”)也构成为预装配的单元，该单元具有空心轴元件2’，在该空心轴元件侧旁/上设置有轮制动装置3和轮毂装置4。

空心轴元件2’也设计成用于与车轴的在行驶中不转动的轴体5的第一端部6连接，如这在图6a中可看出。

在此，这里轴体5的端部6在如下范围内构成为不同于按照前面的附图，即，在这里在轴体5的其中一个轴向端部上或者优选分别在两个轴向端部上安装有套筒构件6a(分别)作为端部6。这里，该套筒构件6a(也参见图6b)示例性地通过焊接固定在轴体5的端部上。套筒构件6a在一定程度上作为轴向端部延长轴体5或者说延续该轴体。此外，这具有如下优点，即，该套筒部件6a可以简单地特别地构成为用于容纳轴端组件1’。因此，对此也参见图7a，可以在套筒部件6a上构成至少一个支撑环45，该支撑环从真正的内部套筒区域沿径向向外延伸。

制动器适配器19也按照板的型式构成，该板相对于轴向方向y基本上沿径向/垂直地延伸。在这里，该制动器适配器也用作制动器支架，在该制动器支架上设置有盘式制动器21的制动钳23。中央螺母在图6a和6b中分别未示出，但优选也按照图1的型式/类似于图1地设置。

制动器适配器19可以利用至少一个形锁合部件、如螺栓支撑在套筒部件6a上。该螺栓(不可看出)例如可以沿周向/切向定向并嵌入或旋入沿周向彼此挨着的板条46、47中的孔内，其中，其中一个板条46是制动器适配器19的轴向板条46，该板条贴靠在支撑环45的和因而套筒部件6a的径向突出的板条47上。由此，能有利且简单地实现制动器适配器19在相对大的半径上在套筒部件6a上的支撑和防扭转。

空心轴元件2’在其朝向制动器适配器19的端部区域内同中心地在径向外部搭接套筒部件6a并且可以在螺纹区域内旋拧到该套筒部件上。

在制动器适配器19上固定有环——参见图7a和b——或环段或者说环区段35——参见图7c。为此，在环段35上在周向上分布地构成有一个或多个——这里两个——凸片36。这些凸片沿径向从环区段35的外周伸出。它们分别具有一个通孔37。这些通孔37由螺钉38穿过。

这些螺钉38旋拧到制动器适配器19中的相应的螺纹孔(这里不能看到)中。这样，环区段35简单并且可靠地固定在制动器适配器19上。在环区段35中还在周向上分布地或者角度错位地设有多个贯通开口39，这些贯通开口在这里构成为矩形切口。在这里，间隔开少量几度角度分别设有其中一个切口。

环区段35与对应的环形罐40或环形罐段(参见图7b)配合作用，该环形罐或者环形罐段具有沿径向延伸的环区段41和在内部安置在该环区段41上的轴向延伸的罐/套筒区段42。该套筒区段42不可相对转动地固定在空心轴元件2’上/侧旁。该固定可以按不同的方式进行，从而例如通过形锁合元件(这里未示出)实现、但亦或例如通过套筒区段2’在空心轴元件2’上的压配合实现。

环形罐40的环区段41具有多个在周向上分布的弹簧板条43，这些弹簧板条除了连接部之外是从环区段41冲裁出来的。弹簧板条43分别沿相同的周向方向延伸并且具有自由端部44，这些自由端部是从环区段41的平面弯曲出来的并且因此沿轴向从该平面伸出，使得这些自由端部在装配状态下嵌入环区段35的贯通开口39中。这样，空心轴元件2’可以沿一个转动方向相对于制动器适配器19扭转。而沿另一个转动方向实现防倒转棘齿机构并且因而以简单的措施实现很好起作用的防扭转装置。这进一步便利于装配。

附图标记列表

1、1’轴端组件3轮制动装置

2、2’空心轴元件4轮毂装置

5轴体25a、b螺纹区段

6第一端部26导向区段

6a套筒构件27接口区域

7第二端部28、29齿部

8轮毂30外螺纹

9轮轴承31止挡部

10轮栓32中央螺母

11制动盘33台阶

12孔34轴部件

13轮装配法兰35环段或环区段

14螺钉36凸片

15孔37通孔

16轴凸缘38螺钉

17转矩传递轮廓39贯通开口

18间隔管40环形罐

19制动器适配器41环区段

20装配开口42套筒区段

21盘式制动器43弹簧板条

22制动器支架44自由端部

23制动钳45支撑环

24制动缸46、47板条

25螺纹