具有径向内滚道的滚子轴承以及轴承的相关联的径向外圈的制作方法

本发明涉及一种特别是但不排他地设计用于车辆(尤其是机动车辆)的滚动轴承，该滚动轴承具有如下径向外圈：用于滚动体的环形滚道由轴向肩部的环形区段(/延展部)(stretch)分开，并且即使当所述滚道之间的轴向距离特别小时(如在不对称的具有两列球的滚动轴承的情况下，也称为“紧凑”)，也可以对滚道进行容易且有效的热处理。本发明还涉及一种轴承的作为径向外圈的相关圈(/相关联的圈)(associated ring)。

背景技术：

1、大多数现代车辆中使用的轮毂轴承单元的滚动轴承的圈经受极大的机械应力，特别是在悬架立柱(upright)经由滚动轴承的外圈连接到轮毂轴承单元的情况下，滚动轴承的外圈通常具有与外圈集成为一件式(integral in one piece)的用于附接到悬架立柱的径向外凸缘(/法兰)(flange)。

2、这种滚动轴承的径向内圈通常直接构成轮毂轴承单元的主轴(/心轴)(spindle)，并且为此，也设置有(与径向内圈)集成为一件式的用于附接到车轮的凸缘(/法兰)(flange)，该凸缘位于与用于将外圈附接到悬架立柱的凸缘相对的一侧。

3、在这种类型的滚动轴承中，越来越重要的是减小两个凸缘之间的轴向距离，以减小轮毂轴承单元的整体尺寸；然而，这意味着形成在滚动轴承或集成有滚动轴承的轮毂轴承单元的外圈的径向内侧表面上的用于滚动体的两个环形滚道之间存在的间距减小。

4、由于滚道必须被淬火(通常通过感应加热淬火)以确保硬度轮廓(/硬度分布)(hardness profile)足以承受与滚动体交换的应力，这导致了两个滚道的淬火是“穿透淬火(/淬透)(through-quenching)”而不是局部的问题(即，淬火也延伸到外圈的径向内侧表面的环形区段，该环形区段将以所谓的“串列(/串联)(in tandem)”配置并排(side byside)定位的成对滚道分开，同时构成用于与两个滚道接合的滚动体的必要的轴向肩部。

5、当外圈的径向内轴向肩部的该环形区段也被淬火时，这实际上导致弹性的降低和外圈的通常不期望的脆化，因此，在使用时，在肩部的环形区段上/中可能出现裂纹或微裂纹。

6、为了避免这个缺点，迄今为止采用的唯一解决方案是生产具有以下径向内侧表面的轴承的外圈，该径向内侧表面在滚道之间具有足够轴向大小(通常大于5mm)的肩部的环形区段(annular stretch)，但这意味着即使当滚动轴承不对称时，即当“车外侧(/舱外侧)(outboard)”滚道(位于车轮附接凸缘的相同侧(并且与该凸缘相邻))的滚动体比“车内侧(/舱内侧)(inboard)”滚道(位于与车轮附接凸缘相对的一侧并因此更远离车轮附接凸缘)的滚动体小(在球的情况下，在直径方面)时，所生产的车辆轮毂轴承单元在轴向上也不够小。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的是提供一种滚动轴承，该滚动轴承优选但不排他地构成车辆的轮毂轴承单元或者形成车辆的轮毂轴承单元的集成部分，该滚动轴承不具有上述缺点，并且特别是，该滚动轴承具有紧凑的轴向尺寸，但在用于硬化滚道的必要热处理(本身已知)期间没有穿透淬火的风险。

2、本发明还旨在提供一种紧凑型的用于轮毂轴承单元的轴承的外圈，该外圈可靠且易于加工，并且不受穿透淬火的影响。

3、因此，本发明提供了一种如所附权利要求中所限定的轮毂轴承单元的滚动轴承以及相关外圈。

技术特征：

1.一种滚动轴承(1)，被构造为集成到车辆的轮毂轴承单元(1b)中或者直接构成车辆的轮毂轴承单元(1b)，所述滚动轴承包括径向外圈(2)、径向内圈(3)和多个滚动体(4)，所述径向内圈(3)与所述径向外圈(2)同轴并且至少部分地容纳在所述径向外圈(2)内，所述多个滚动体(4)介于所述内圈与所述外圈之间以使所述内圈和所述外圈能够以低摩擦相对旋转，所述滚动体收集成第一滚动体冠部(5)和第二滚动体冠部(6)并且分别接合第一环形滚道(7)和第二环形滚道(8)，所述第一环形滚道(7)和所述第二环形滚道(8)形成在所述外圈的径向内侧表面(9)上，并排配置并且通过轴向肩部(10)彼此分开，所述轴向肩部(10)从环形的所述径向内侧表面在径向上向内延伸，并且在相对侧分别由所述第一环形滚道(7)和所述第二环形滚道(8)的彼此相对且彼此相邻的第一部分(11)和第二部分(12)界定；所述轴向肩部(10)在径向截面中呈现预定纵向轮廓(p)，所述预定纵向轮廓(p)在轴向上在所述第一滚道和所述第二滚道的所述相对的第一相邻部分(11)和第二相邻部分(12)之间延伸；其特征在于，所述预定纵向轮廓(p)从所述第一滚道的第一部分开始依次包括：

2.根据权利要求1所述的滚动轴承，其特征在于，所述第一曲率半径(r1)小于所述第二曲率半径(r2)。

3.根据权利要求2所述的滚动轴承，其特征在于，所述第二曲率半径(r2)测量为所述第一曲率半径(r1)的约三倍，并且组合地，所述第二曲率半径(r2)测量为约与所述第一曲线区段(20)和所述第二曲线区段(21)的总轴向范围(l1+l2)一样多。

4.根据前述权利要求中任一项所述的滚动轴承，其特征在于，所述滚动体由球(4)构成，所述第一滚动体冠部和所述第二滚动体冠部由第一球冠部(5)和第二球冠部(6)构成；优选地，所述滚动轴承(1)为紧凑的非对称类型，并且被构造为构成用于车辆的轮毂轴承单元(1b)，所述径向内圈(3)界定在所述径向内圈(3)的彼此相对的第一端部(16)和第二端部(18)之间，并且设置有与所述径向内圈(3)集成为一件式的第一凸缘(13)，所述第一凸缘(13)配置在距所述第二端部(18)一轴向距离处，所述轴向距离是在所述第二端部与所述第一凸缘的面向所述第二端部的相对侧的面(19)之间测量的，所述轴向距离小于约2.5倍的加上了所述第一球冠部(5)的球(4)与所述第二球冠部(6)的球(4)的半径值之和的存在于所述第一球冠部(5)和所述第二球冠部(6)的原始直径(d1、d2)之间的间距。

5.根据权利要求4所述的滚动轴承，其特征在于，所述第一曲线区段(20)和所述第二曲线区段(21)在轴向方向上在所述第一滚道(7)的第一部分(11)的末端部分(24)的第一分界点(23)与所述第二滚道(8)的第二部分(12)的相对末端部分(26)的第二分界点(25)之间完全延伸，所述第一分界点(23)紧邻所述第一曲线区段(20)配置，所述第二分界点(25)面向所述第一滚道；所述第一滚道的第一部分的末端部分的所述第一分界点(23)与半径等于所述第一球冠部(5)的原始直径(d1)的一半的理想圆弧(ar)相切。

6.根据权利要求4或5所述的滚动轴承，其特征在于，用于所述第一球冠部(5)的第一滚道的第一部分的所述末端部分(24)的每个点的直径始终大于用于所述第二球冠部(6)的第二滚道的第二部分的所述末端部分(26)的每个对应点的直径。

7.根据前述权利要求中任一项所述的滚动轴承，其特征在于，所述第一滚道(7)和所述第二滚道(8)的彼此相对的所述第一部分(11)和所述第二部分(12)的所述末端部分(24、26)分别被构造为工具卸载，以允许对所述第一滚道和所述第二滚道机械加工。

8.根据前述权利要求中任一项所述的滚动轴承，其特征在于，所述第一滚道(7)的所述第一部分(11)的所述末端部分(24)在径向截面中具有弧形轮廓，所述弧形轮廓具有布置在与所述径向内圈(3)相对的一侧的几何曲率中心，所述第一滚道的所述第一部分的所述末端部分通过第二拐点(23)与所述预定纵向轮廓的所述第一曲线区段(20)平齐地连接。

9.根据前述权利要求中任一项所述的滚动轴承，其特征在于，所述滚动体由球(4)构成，所述第一滚动体冠部和所述第二滚动体冠部由第一球冠部(5)和第二球冠部(6)构成；优选地，所述滚动轴承(1)为紧凑的非对称类型，并且被构造为构成用于车辆的轮毂轴承单元(1b)；所述径向内圈(3)界定在所述径向内圈(3)的彼此相对的第一端部(16)和第二端部(18)之间，并且设置有与所述径向内圈(3)集成为一件式的第一凸缘(13)，所述第一凸缘(13)配置在所述第一端部(16)处；并且所述径向外圈(2)设置有与所述径向外圈(2)集成为一件式的第二凸缘(14)，所述第二凸缘(14)配置在所述径向内圈的第二端部(18)一侧；所述第一球冠部(5)和所述第二球冠部(6)在轴向上配置在所述第一凸缘和所述第二凸缘的面向所述径向内圈的所述第一端部(16)侧和所述第二端部(18)侧的相对面(19、30)之间；所述预定纵向轮廓(p)还包括与所述第二滚道(8)的第二部分(12)的所述末端部分连接的第三区段(27)，所述第三区段(27)包括直区段(28)和第四曲线区段(29)，所述直区段(28)与所述第二曲线区段紧邻，所述第四曲线区段(29)具有布置在与所述径向内圈(3)相对的一侧的几何曲率中心。

10.一种特别用于车辆的轮毂轴承单元(1b)的轴承的径向外圈(2)，包括第一环形滚道(7)和第二环形滚道(8)，所述第一环形滚道(7)和所述第二环形滚道(8)分别形成在所述径向外圈(2)的径向内侧表面(9)上，并且被构造为在使用时分别接纳第一球冠部(5)和第二球冠部(6)，所述第一滚道和第二滚道并排配置并且通过所述径向外圈的轴向肩部(10)彼此分开，所述轴向肩部(10)在所述径向外圈的内侧在径向上延伸，从环形所述径向内侧表面(9)悬臂式伸出，并且所述轴向肩部(10)在相对侧分别由所述第一环形滚道和所述第二环形滚道的彼此相对且彼此相邻的第一部分(11)和第二部分(12)界定，其特征在于，所述轴向肩部(10)在径向截面中具有预定纵向轮廓(p)，所述预定纵向轮廓(p)在轴向上在所述第一滚道和所述第二滚道的相对的所述第一部分(11)和所述第二部分(12)之间延伸，并且从所述第一滚道一侧开始依次包括：

技术总结
一种用于车辆的轮毂轴承单元的滚动轴承，径向外圈包括具有用于第一球列的第一环形滚道和用于第二球列的第二环形滚道的径向内侧表面，第一环形滚道和第二环形滚道通过轴向肩部分开，轴向肩部在相对侧由第一环形滚道和第二环形滚道的相对的第一部分和第二部分界定；轴向肩部在径向截面中呈现轮廓，其从第一滚道开始依次包括：第一区段，呈具有第一曲率半径和朝向外圈的对称轴线配置的几何中心的圆弧形式；第二区段，呈具有第二曲率半径和配置在对称轴线的相对侧的几何中心的圆弧形式；拐点，用于齐平地连接第一曲线区段和第二曲线区段，以即使当滚道之间的轴向距离为5mm或更小时，也允许对第一滚道和第二滚道局部淬火，而淬火不穿过轴向肩部。

技术研发人员：毛里奇奥·贝尔托拉,普鲁特维拉杰·曼迪亚·谢卡尔,卡梅洛·古利
受保护的技术使用者：斯凯孚公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/5