[發明專利]具有一體軸承圈的輕量輪轂單元及其制造方法

有效

• 申請號: 201410085434.6
• 申請日: 2014-01-13
• 公開（公告）號: CN103925284B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: D·A·奧利維爾;J·A·P·范里特;L·斯果蒂
• 申請（專利權）人: SKF公司
• 主分類號: F16C19/00
• 分類號: F16C19/00;F16C33/62;B60B27/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 葛飛

技術領域

本發明涉及具有一體軸承圈的輕量輪轂單元，用于機動車輛車輪的輪轂軸承裝配。本發明同樣涉及該單元的制造方法。

背景技術

在機動車輛行業，對減小機動車輛組件的重量的需求不斷增加，以實現減少燃油消耗和廢氣排放的目的。

為了減小車輪的總重量，并且尤其是車輪的旋轉部分，具有由兩種不同材料組成、結合在一起為單一部件的旋轉法蘭環的輪轂軸承組件，已經在最近幾年被提出。在這種圈中，由第一種材料制成的管狀芯部具有高的韌性，例如軸承級鋼，形成滾道；第二種輕量材料，例如輕量金屬，形成圈剩下的部分，包括用于安裝車輪的外側法蘭。具體可參見專利公開WO2008/147284A1。

在某些情況下，鋼的芯部和較輕的法蘭之間的連接由干擾性連接形式提供。這些連接并非總是被證明是耐用的，尤其是長時間使用后。事實上，鋼和鋁不同的熱膨脹系數趨于導致兩種材料的分離。在另一些情況下，連接由輕量材料的包覆成型或鑄造而形成，例如將鋁合金包覆成型或鑄造在管狀鋼的芯部上。為了避免或限制兩種材料之間的相對運動，兩種材料在這種類型的圈中通過具有復雜形狀的交互表面而結合，為了實現咬邊，其像接頭樣作用在兩種材料之間。用于通過這種技術實現的環的制造花費相當高。

發明內容

因此，本發明的一個目的在于以經濟的方式提供一種輕量輪轂軸承組件，解決具有不同的重量和熱膨脹的兩個材料之間互鎖的問題。對于車輪的軸承來說，重量的減小不應導致任何強度和安全性的減弱。滾道必須由足夠硬的材料制成以承受滾動接觸的赫茲應力。由于這個原因，用于軸承的傳統鋼仍廣泛地使用。對滾道進行熱處理從而獲得能夠承受由赫茲滾動接觸導致的應力的硬度級別和同類的微結構。本發明的目的，尤其是提供雙排滾動元件位于相應的內滾道和外滾道之間的軸承組件。兩個徑向外滾道都通過相同的外軸承圈形成。兩個徑向內滾道由兩個獨立的環形鋼體形成。在某些應用中，其中的第一個，形成外側的一排的內滾道，其本身是如上所述的管狀芯。其包括在內側延伸的管狀軸部。在該管狀部上裝配有第二環形鋼體，其在工業上為已知的“小圈”或“小內圈”。第一環形鋼體的管狀部具有端部，該端部在第二環形體的側面或橫向上突出。該端部經受冷變形，尤其是通過軌道軋制形成，在徑向向外的方向上；獲得一軋制的，塑性變形邊緣，其軸向鎖止第二環形體且軸向地預加載整個軸承單元。因此需要對第一鋼體或芯進行感應淬火處理以使滾道區域變硬。變硬的區域必須延伸到被軋制的端部，因為這必須不能變得太硬和脆，但必須更換其它的可適用以經受塑性處理。

因此，本發明的另一個目的是減少由于需要實施傳統的通過感應進行的熱變硬處理而產生的較高成本。

輪轂軸承組件也已經提出，其中輪轂由輕量金屬材料制成，尤其是鋁合金，形成中心管狀部，圍繞其用力插入一個或兩個鋼軸承圈，對應用于相應列滾動接觸元件的徑向內滾道。鋁合金的熱膨脹比鋼的大，從而在運行情況下不需要改變軸向預加載。

本發明進一步的目的是提供輕量材料的輪轂單元，其具有一體的軸承圈，固定安裝于輪轂的輕量材料上，不會產生后面的機械應力或壓力，可包括輪轂單元的可靠性尤其是在延長使用期限后。

根據本發明可通過具有如下所述的技術特征的輪轂單元而實現上述和其它目的。也就是，提供一種具有一體軸承圈的輪轂單元，所述單元包括：

輪轂，其由第一材料制成且形成單體件，

圓柱部，其軸向延伸，

法蘭，從該圓柱部的軸向外側端徑向向外延伸，以及

至少一個徑向凹槽，其具有與該法蘭相對的表面；

第一軸承圈和第二軸承圈，其由不同于第一材料的第二材料制成，該軸承圈軸向對齊安裝在該圓柱體外圍，其中該第二軸承圈相對于該第一軸承圈軸向向內且提供相對于軸向內側方向的端表面；

套鎖止裝置，其徑向插入該輪轂的該圓柱部和所述軸承圈之間，所述套鎖止裝置提供：

至少一個保持部，其在徑向向內方向上凸出且與該輪轂的該徑向凹槽相接合，

軸向內端邊緣，其在徑向外側方向上塑性變形與該第二軸承圈的該端表面相對，以及

至少一個切口，其沿所述鎖止套裝置軸向延伸。

根據本發明的另一方面，本發明涉及一種制造如之前所述的具有一體軸承圈的輪轂的方法，所述方法包括如下步驟：

a1)提供輪轂，其由第一材料制成且形成單體件：

-圓柱部，其軸向延伸，

-法蘭，從該圓柱部的軸向外側端徑向向外延伸，以及

-至少一個徑向凹槽，其具有與該法蘭相對的表面；