本发明涉及一种车轮轮毂轴承单元。
背景技术
已知型式的最简单构造的车轮轮毂轴承单元包括：
-外轴承圈，其在使用时是静止的并连接到车辆的柱；
-一对径向内轴承圈，其在使用时不静止，并且彼此沿轴向并排(alongside)安装在带凸缘的车轮轮毂上，带凸缘的车轮轮毂可以在使用时连接到车辆的车轮；和
-滚动构件的两个环，其介于所述外圈与所述一对径向内轴承圈之间，以使带凸缘的车轮轮毂可旋转地且可操作地连接到车辆的柱。
上述的车轮轮毂轴承单元为第一代型式，其中外轴承圈通过将外圈本身插入在柱本身中产生的圆柱壳体座内而连接到柱，并通过外圈的邻近柱的一个或两个轴向相对端的冷变形或者通过使用额外的机械锁定元件例如西格环(seegerrings)(机械锁定元件必须与内圈联接，然后与内圈一起插入圆柱壳体座内以用于将它们锁定在一起)而在轴向上锁定在圆柱壳体座内。
代替的是，已知型式的被认为是它们更复杂的构造的车轮轮毂轴承单元包括：
-外轴承圈，其在使用时是静止的并且具有用于使其连接到车辆的柱的外凸缘；
-带有中心凸缘的轮毂和轴承圈，其在径向内侧并且在使用时不静止，其的带有中心凸缘的轮毂能够在使用时连接到车辆的车轮，径向内侧的轴承圈被与中心轮毂安装成一体；和
-滚动构件的两个环，其分别介于外圈、(直接形成有供相关联的环的滚动构件用的滚道的)中心轮毂与(形成有供相关联的环的滚动构件用的另一滚道的)径向内侧的轴承圈之间。
代替的是，刚刚描述的车轮轮毂轴承单元为第三代型式，如果(/即使)它们与上述车轮轮毂轴承单元(即第一代型式的车轮轮毂轴承单元)相比提供了确定无疑的技术优势(诸如被oem在所谓的“原始设备部门(sector)”即在对生产车辆的组装期间作为优选的优势)，(但)它们在用于“售后”(即所谓的车辆服务市场)的方面似乎不够灵活和低成本。
实际上，如果在“原始设备部门”中，车轮轮毂轴承单元必须具有考虑到其所安装在的车辆的整个使用周期的技术特性，(那么)在所谓的“售后”中，车辆轮毂轴承单元必须具有仅考虑车辆剩余寿命周期的技术特性。因此，用类似的车轮轮毂轴承单元对第三代型式的车轮轮毂轴承单元进行任意简单更换是不方便的，不仅对于车辆的使用者而言，他们将不得不承担高于严格必需的成本，而且同样对于备件制造商来说，他们也将不得不继续生产甚至可能不再市售的车辆用的车轮轮毂轴承单元。
技术实现要素：
因此本发明的目的在于提供一种车轮轮毂轴承单元，该车轮轮毂轴承单元优选允许在维护第三代型式的车轮轮毂轴承单元的情况下进行更换，不仅使用更为经济得多的第一代型式的车轮轮毂轴承单元，而且还具有使用少量大小(/规模)(sizes)的第一代型式的车轮轮毂轴承单元用于更多数量的应用的可能性，从而为车辆的使用者以及为备件制造商这两者提供了确定无疑的优点(其中这些备件制造商不再需要使用诸如上述那些复杂且昂贵的组装系统)。
根据本发明，提供了一种车轮轮毂轴承单元，其具有在所附权利要求中描述的特征。
附图说明
现将参照附图来描述本发明，附图示出了本发明的实施方式的非限制性示例，在附图中：
-图1是根据本发明的车轮轮毂轴承单元的轴向截面图；
-图2示出了根据图1的车轮轮毂轴承单元的截面的和更大比例的细节；以及
-图3示出了根据图1的车轮轮毂轴承单元的截面的和更大比例的另一细节。
具体实施方式
参照图1，1表示(车轮)轮毂轴承单元总体，其具有中心旋转轴线x并且包括第一代型式的车轮轮毂轴承单元10，进而包括：
-外轴承圈(/轴承外圈)11，其在使用时是静止的并连接到车辆的柱(以虚线示出并由m表示)；
-一对径向内轴承圈(/轴承径向内圈)12，其在使用时(是)不静止(的)；和
-滚动构件(/滚动体)14的两个环13，其介于外圈11与所述一对内圈12之间，以使得将车辆的车轮(以虚线示出并由r表示)可旋转地且可操作地(operatively)连接到所述车辆的柱m。
在整个本说明书和所附权利要求中，表示位置和方向的术语和表达(诸如“径向”和“轴向”)应理解为相对于旋转轴线x而言。然而(instead)，诸如“轴向内部”或“轴向外部”的表述应理解为指的是车轮轮毂轴承单元安装在车辆上的状况。
出于使轴承10合适地连接到柱m和连接到车轮r的目的，所述单元1还包括：
-带凸缘的车轮轮毂20，其具有用于所述一对径向内轴承圈12的外圆柱组装表面21，并且在使用时直接连接到车辆的车轮r；和
-凸缘体(flangedbody)22，其在使用时直接连接到柱m并且具有内圆柱组装表面23，该表面是用于外圈11的圆柱组装表面，并与外圆柱组装表面21一起限定出用于轴承10的组装座(assemblyseat)24；和
-轴向基准元件25，即肩部，其在轴向上限定内圆柱组装表面23。
所述一对径向内轴承圈12被键接(keyed)到带凸缘的车轮轮毂20的外圆柱组装表面21上，在使用时其(/带凸缘的车轮轮毂20)以已知的方式连接到车辆的车轮r，而外圈11在轴向上邻近肩部25地安装并与凸缘体22的内圆柱组装表面23直接接触，其因而以已知的方式连接到车辆的柱m。
在图1所示的实施方式的示例中，外圈11以及一对内圈12由轴承钢制成，该轴承钢还可以是回火的(tempered)，以使得能够承受(典型为赫兹接触的)机械应力，而带凸缘的车轮轮毂20和凸缘体22由未回火的钢制成，这是因为它们无需承受典型为赫兹接触的应力，主要具有在结构上支撑轴承10的功能。
因此，利用根据本发明的车轮轮毂轴承单元1可以实现的主要优点之一在于，考虑到已被证实的如下事实：在已知型式的车轮轮毂轴承单元中，最关键的部件(即承受最大磨耗和承受最大静态和动态应力的部件)始终是赫兹部件(即轴承)，而支撑部件(即用于使轴承连接到车轮r和连接到柱m的机械元件)即使在被暴露于通常与车辆的行驶相关联的机械应力的情况下，(也只是)承受较小程度的应力，(因此，)虽然带凸缘的车轮轮毂20的总体结构尺寸和凸缘体22的总体结构尺寸可以根据车轮轮毂轴承单元1的应用(即，例如根据车辆的尺寸)而变化，但却没有这些导致高生产成本的改动，组装座24的结构尺寸和轴承10的结构尺寸可以保持不变，从而允许在不用考虑车轮轮毂轴承单元1的应用的情况下使用相同的第一代型式的车轮轮毂轴承10。
以上已经建立，通常是这样的情况：当基于所讨论的车辆的整个理论寿命周期来设计车轮轮毂轴承单元的总体尺寸时，就赫兹部件和支撑部件必须在轴承的工作寿命期间或者理论上在所讨论的车辆的理论寿命周期期间承受应力的方面而言，赫兹部件被设置具有比支撑部件实质上大的尺寸。因此，根据本发明的车轮轮毂轴承单元1尤其在“售后(aftermarket)”方面(即，在所谓的车辆服务市场方面)提供了最佳的优点，其中仅涉及所讨论的车辆的理论剩余寿命周期，并且轴承10可以具有甚至比在“原始设备”阶段中用于相同应用的轴承的机械抗性(mechanicalresistance)(特别是耐磨性)特性差的机械抗性。
为了进一步改善根据本发明的车轮轮毂轴承单元1的从成本角度看的灵活性和影响(impact)，单元1还包括锁定装置40，锁定装置40用于与肩部25配合地将轴承10轴向锁定在组装座24内部；实际上，一旦在单元1的组装期间轴承10被布置在组装座24内部，(则)轴承10在轴向的一侧(即在具有肩部25的一侧)牢固地锁定，同时轴承10还必须在轴向相对侧(即被插入到组装座24的一侧)锁定，以使得防止其随后脱出来(comeout)，并且该锁定动作(action)必须特别是在不借助如上所述的昂贵的锁定元件的情况下执行。因此，锁定装置40与外轴承圈11和凸缘体22是共同的(common)并且包括以下组合：
-成形的突出部41，其优选但不一定地布置在组装座24的沿着内圆柱组装表面23的位于肩部25的相对侧的入口处；和
-成形的联接槽42，其形成在外圈11的外圆柱表面11a中，并且被设计成当轴承10位于组装座24内且邻近肩部25时与成形的突出部41接合。
特别地，在这里示出的实施方式的示例中，成形的突出部41布置在组装座24的沿着内圆柱组装表面23的入口处，但是(也)可以根据必要的设计状况而有利地布置在内圆柱组装表面23的任意轴向点处。在这种情况下，成形的联接槽42并非如在这里描述和优选示出的那样朝向轴承10的外部轴向开口(open)，而是还将在两侧轴向闭合(closed)。
根据图2中详细示出的那样，成形的突出部41包括：轴向内侧圆锥表面43(即朝向组装座24的内侧布置和轴向定向)、轴向外侧圆锥表面44(即朝向组装座24的外侧定向)和位于这两个圆锥表面43与44之间的平坦连接表面45。在这里和以下，圆锥(的“锥度”)或截头锥表面的“锥度”(即，在彼此平行且与母线旋转所围绕的圆锥表面的对称轴线相垂直的两个平面之间截断的圆锥表面的锥度)必须被理解为表示母线(generatingline)朝向旋转轴线x会聚的方向，即圆锥表面(或由圆锥表面限定的圆锥)的顶点或尖端点所设置在的方向(或者更恰当地说，指向(sense))。
根据图3中详细示出的那样，成形的槽42包括：圆锥接合表面46，其从表面11a朝向组装座24的外侧轴向定向；和对应的平坦表面47，其从圆锥接合表面46在相对于表面11a而言轴向下降的位置沿着外圈11轴向延伸。
成形的突出部41的内圆锥表面43以及圆锥接合表面46相对于轴线x而言以相同的定向(/方向)倾斜、被布置成彼此相邻、并且这两者在轴线x上限定出角度β和对应的角度α，角度β和α的大小落在不小于15°且不大于45°的范围内，特别是，角度α的大小大于角度β的大小。实际上，角度α形成在外圈11上并由这样的材料形成(如上所述由回火的轴承钢构成)，角度β形成在凸缘体22上并由这样的材料形成(如上所述由未回火的钢构成)，由于角度α的大小大于角度β的大小，因此具有以下效果：圆锥接合表面46以尖锐的切割边缘靠在轴向内侧圆锥表面43上，以使得实质上切入轴向内侧圆锥表面43，提供了高度的对移位的抵抗力(resistance)或高度的对由锁定装置40提供的锁定动作(/作用)(action)的松开(loosening)的抵抗力。各种实验测试已表明，如果角度β和角度α的大小小于15°，则锁定装置40的锁定(或本质上接合)动作(/作用)将不起作用(/无效)，反之，如果角度β和角度α的大小大于45°，则对移位的抵抗力将不会进一步增大，使得使用这种大角度将是没有意义的。
为了便于将轴承10插入组装座24内以及使得突出部41足够坚固和有抵抗力(solidandresistant)这两个目的(即还易于通过机械加工来产生)，后者(即突出部41)距内圆柱组装表面23具有径向高度h，h不小于0.02mm且不大于0.2mm：对于小于0.02mm的大小而言，产生出这种机械加工的突出部41将是特别困难的，并且这对于其预期目的来说甚至将不会更有效，而对于大于0.2mm的大小而言，高度h将是过大的，风险是突出部41(强调的是其由未回火的材料制成)可能在轴承10的压配期间被拉拔(drawn)，轴承10的外圈由回火的材料制成。
仍为了便于将轴承10插入组装座24内以及使得突出部41足够坚固和有抵抗力这两个目的，平坦表面45具有轴向长度l，l不小于0.5mm且不大于2.5mm。特别地，小于0.5mm的轴向长度l将使突出部41对于趋向于使轴承10移位的施加载荷(/应用载荷)而言或者对于承受轴承10的压配而言不足够坚固(/结实)(robust)；而大于2.5mm的轴向长度l会使突出部41过长，从而减弱了组装座24与轴承10之间的相互作用。
尽管已经在前面的详细说明中示出了实施方式的示例，但是还必须记住的是，所示出的实施方式仅构成示例且不应被理解为以任何方式限制范围、适用性或构造。反而，附图及其前面的详细说明将为本领域技术人员提供用于实施本发明的便利指导，应当理解的是，可以在不脱离如在所附权利要求及其法律等同物中限定的本发明的范围的情况下对所描述的值做出各种变化。