非對稱的輪轂組件的製作方法

2023-10-17 01:21:59

專利名稱：非對稱的輪轂組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及非對稱的輪轂組件。
背景技術：
已知類型的非對稱的輪轂組件具有旋轉軸，並且包括層心直徑的尺寸彼此不同的兩排滾動體，彼此同軸設置的內凸緣環和外環，對每排滾動體設置在內環外面，以及在彼此軸向錯列位置上分別在內環的外側和外環的內側上獲得的內環滾道和外環滾道，以允許不對稱的輪轂組件支撐綜合載荷，即同時作用在徑向方向和軸向方向上的載荷。對於上述類型的非對稱輪轂組件，靠近內凸緣環設置的一排滾動體，即在所謂「外端」側設置的一排滾動體，其層心直徑的大小大於另一派滾動體，即在所謂的「內端」側上設置的一排滾動體。剛剛所述的幾何形狀在非對稱輪轂組件上具有較大的剛度，特別是，如果與對稱輪轂組件相比，在對稱輪轂組件中，兩個層心直徑相同，並且它們的大小與「內端」側上的一排滾動體的大小相同非對稱輪轂組件大量地應用於機動車領域中，但是，由於近年來已經見效的日益嚴格的抗汙染規定，必須研究技術的解決方案，針對於甚至間接地降低機動車輛的能耗和對環境的有害排放，例如一氧化碳的排放。

發明內容
本發明的目標是提供一種非對稱輪轂組件，其在保持高機械性能和高剛度以及高可靠性的同時，允許顯著地降低耗損和汙染排放。根據本發明，提供一種非對稱輪轂組件，具有旋轉軸和節圓直徑彼此不同的兩排滾動體，根據各自的接觸角且沿著各自的負荷線在軸向錯列位置上設置的內滾道和外滾道，以便允許該組件支撐組合負荷，每排滾動體的滾道提供有各自的密切(osculation)，由滾道的曲率半徑和相關排滾動體的滾動體外徑之間的比率限定；該非對稱輪轂組件的特徵在於，該兩排滾動體的第一排滾動體的接觸角和密切分別與兩排滾動體的第二排滾動體的接觸角和密切不同。


本發明現在將參考附圖進行描述，附圖示出了一些非限定的示範性實施例，圖中圖1示出了根據本發明第一優選實施例的不對稱的非對稱輪轂組件的截面圖；圖2是圖1所示非對稱輪轂組件的負載分布的示意圖；以及圖3示出了圖1所示帶有兩排滾動體的非對稱輪轂組件的第二優選實施例的截面圖。
具體實施方式
參考圖1，10總體上表示帶旋轉軸A的非對稱輪轂組件，並且包括相對於旋轉軸A 且相對於彼此同軸的內環11和外環12，由於它們之間插設兩排C1、C2滾動體13而彼此相對旋轉。在這裡所述的示例中，滾動體13是球，其中心沿著各自的節圓直徑P1、P2設置。 在所示示範性實施例中，排Cl的節圓直徑Pl的大小大於排C2的節圓直徑P2的大小。此外，組件10包括用於每一排Cl和C2的內滾道111、112和外滾道121、122，設置在軸向錯列的位置上，以便允許組件10支撐同時作用在徑向方向和軸向方向二者上並且沿著各自的負荷線L1、L2傳遞在球13和內滾道111、112之間以及球13和外滾道121、122 之間的組合負荷。特別是，負荷線L1、L2連接每排C1、C2的球13與相關內滾道111、112和相關外滾道121、122之間的接觸點，並且與徑向表面中垂直於軸A的相應線形成各自的接觸角α和β。內滾道111、112在內環11的外側獲得，而外滾道121、122直接在外環12的內表面123上獲得，在所示示範性實施例中，外環12還提供有外部法蘭124，用於將組件10錨定到車輛。內環11是內凸緣環，以允許輪子到組件10的連接，並且包括法蘭14，橫向於旋轉軸Α，軸15，沿著旋轉軸A延伸，並且由與法蘭14相同的材料製造，以及外加內環16，其配合在軸15上，並且由滾動邊緣17軸向阻擋。法蘭14和環16對於組件10分別限定了所謂的「外端側」和「內端側」，並且排Cl 的內滾道111直接在軸15於法蘭14附近的外表面113上獲得，而排C2的內滾道112直接在外加環16上獲得。作為選擇，根據沒有示出實施例的形式，排Cl的內滾道111也可以直接在相應的外加環上獲得，所述外加環設置在法蘭14和環16之間的中間位置上，並且由法蘭14和環16軸向阻擋。滾道111、112、121、122具有各自的密切Oxy，它們由滾道111、112、121、122它們自身的曲率半徑r和每個排C1、C2的球13的外徑Φ1、Φ2之間的比率限定。換言之，獲得如下密切Ooe 外端側的外滾道111的曲率半徑與外徑Φ1之間的比率；Oie 內端側的外滾道112的曲率半徑與外徑Φ2之間的比率；O01 外端側的內滾道121的曲率半徑與外徑Φ1之間的比率；O11 內端側的內滾道122的曲率半徑與外徑Φ2之間的比率；在所示的示範性實施例中，為了減少球13和相關滾道111、112、121和122之間滑動的目的，即為了減少滾動體和滾道之間摩擦的目的，並且作為結果，為了減少可能的能量浪費源的目的，或者為了減少功耗和汙染排放的目的，在輪轂組件10中，排Cl的密切0皿和 O01與排C2的各密切Oie和O11不同。當輪轂組件10按著下面的幾何條件的任何一個製造時，獲得降低摩擦的最佳性能1)0QE > Oie ；或者2) Ora > O11;或者3) OOE > Oie 並且 O01 > O11。特別是，發現當輪轂組件10根據下面幾何條件的任何一個製造時，獲得減小摩擦的優化條件
1)0。Ε> 1·0040ΙΕ;或者2)0ΟΙ > 1.0040 ；或者3) Ooe > 1. 0040ιε 並且 O01 > 1. 0040 。外端側與內端側相比不同的密切可以通過變化外端側的相關滾道111、121的曲率半徑比照內端側的滾道112、122的曲率半徑，或者通過變化球13的外徑Φ1、Φ2的任何
一個獲得。換言之，外端側相比內端側不同的密切可以通過製作非對稱輪轂組件10』獲得，如圖3的選擇性所示，其中，排Cl的球13的外徑Φ 1與排C2的球13的外徑Φ2具有不同的尺寸，與上述的示範性實施例一樣，但是，其中，排Cl的球13的外徑Φ1的尺寸小於排C2 的球13的外徑Φ2。球13的外徑Φ 1的減小，在與上述相同的動力和結構條件下，必然使球13和滾道之間的切線速度減小，並且因此減小摩擦。除了由於密切之比的作用按著上述滾動體與滾道之間的摩擦減小的有益效果外， 為了同樣減小摩擦的目的，上述的輪轂組件10，與具有不同外徑的球13的輪轂組件10』 一樣，還具有接觸角α和β的大小彼此不同，特別是，排Cl的接觸角α的大小大於排C2的接觸角β的大小。圖2提供了本發明的非對稱輪轂組件10的負荷示意圖的示意性示例，其中它受到施加在沿著旋轉軸A設置的施力中心PF上的輪負荷FR。受到輪負荷FR的輪轂組件10的排Cl、C2以各反作用力Fl、F2與其反作用，反作用力Fl、F2施加在各反作用中心Rl、R2上，中心Rl、R2沿著軸A標識出來，它們是相關力線Li、L2與軸A的相交點，並且分別距施力中心I3R軸向距離XI、X2。特別是，發現當兩個接觸角α和β的三角形正切值符合下面的關係時獲得減小摩擦的優化條件
Γ π 0Γ Χ2 + Χ1 Χ2 1tgP = tgax[ ———x^ J其中 PlK =—
Ρ2參考圖2，如果輪轂組件是對稱的，即K等於1，並且如果接觸角α、β 』具有相同的大小，在此情況下由Fl』、F2』表示的反作用力將施加在各反作用中心Rl』、R2』，中心R1』、 R2，分別距施力中心PR軸向距離ΧΓ、X2，。考慮到輪轂組件10的對稱負荷形式(k = 1)，但是具有不同的接觸角α、β，即角 β小於角α，且小於β 』，並且將其與對稱輪轂組件的負荷圖且接觸角α、β 』相同的情況相比，反作用力F2的反作用中心R2移開軸向距離Χ2，其小於距離Χ2』，結果增加了反作用力F2的強度。然而，接觸角β大小的減小引起運動學上的球13圍繞軸A的旋轉速度上的減小，結果球13和滾道112、122之間的摩擦力減小。另一方面，當輪轂組件10是不對稱的，即k大於1，並且接觸角α、β具有不同的大小時，與前述的對稱輪轂組件的情況相比，反作用力Fl的反作用中心Rl移開到軸向距離 XI，其大於距離ΧΓ，減小了反作用力F2自身的強度，且反作用力F1、F2的分布較好，而沒有排Cl的球13圍繞軸A旋轉速度上的實質變化。因此，在非對稱輪轂組件10中，除了獲益於較大的剛性外，還受益於較好的力分布，因此允許每個排Cl、C2的球13工作在較好的負荷條件下，且滾道和球13之間的摩擦降低，以實現功耗和汙染排放上的優點。
旨在本發明不限於上述實施例和這裡所述的說明，它們僅看作是非對稱輪轂組件實施例的示例，替代地，能夠對部件的形狀和設置以及構造和組件細節上的進一步修改。
權利要求
1.一種非對稱輪轂組件(10) (10』)，具有旋轉軸(A)，並且包括節圓直徑(P1、P》不同的兩排(C1、C2)的滾動體(13)，以及用於每一個排(Cl) (C2)的滾動體(13)的內滾道(111、 112)和外滾道(121、122)，它們根據各自的接觸角且沿著各自的負荷線(L1、L2)軸向移開， 以便允許所述組件支撐組合負荷，每排(Cl) (C2)滾動體(1 的所述滾道提供有各自的密切，其由所述滾道的半徑和相關滾動體(1 的相關排的所述滾動體(1 的外徑之間的比率限定；所述非對稱輪轂組件的特徵在於，所述兩排(Cl、C2)滾動體(1 的第一排(Cl) 滾動體(1 的接觸角和密切分別與所述兩排(Cl、C2)滾動體(1 的第二排((^)滾動體 (13)的接觸角和密切不同。
2.根據權利要求1所述的非對稱輪轂組件，其特徵在於，所述第一排(Cl)滾動體(13) 的所述外滾道(121)的所述密切值大於所述第二排(以)滾動體(1 的所述外滾道(122) 的所述密切值。
3.根據權利要求2所述的非對稱輪轂組件，其特徵在於，所述第一排(Cl)滾動體(13) 的所述外滾道(121)的所述密切值大於所述第二排(以)滾動體(1 的所述外滾道(122) 的所述密切值1.004倍。
4.根據權利要求1、2或3所述的非對稱輪轂組件，其特徵在於，所述第一排(Cl)滾動體(1 的所述內滾道(111)的所述密切值大於所述第二排(以)滾動體(1 的所述內滾道(11 的所述密切值。
5.根據權利要求4所述的非對稱輪轂組件，其特徵在於，所述第一排(Cl)滾動體(13) 的所述內滾道(111)的所述密切值大於所述第二排(以)滾動體(π)的所述內滾道(112) 的所述密切值1.004倍。
6.根據權利要求3或5所述的非對稱輪轂組件，其特徵在於，所述第一排(Cl)滾動體 (13)的所述滾動體(1 的所述外徑尺寸等於所述第二排(以)滾動體(1 的所述滾動體 (13)的所述外徑尺寸。
7.根據權利要求3或5所述的非對稱輪轂組件，其特徵在於，所述第一排(Cl)滾動體 (13)的所述滾動體(1 的所述外徑尺寸小於所述第二排(以)滾動體(1 的所述滾動體 (13)的所述外徑尺寸。
8.根據前述權利要求任何一項所述的非對稱輪轂組件，其特徵在於，所述第一排(Cl) 滾動體(1 的所述接觸角的大小大於所述第二排(以)滾動體(1 的所述接觸角的大小。
9.根據權利要求8所述的非對稱輪轂組件，其特徵在於，該第一排(Cl)滾動體(13) 和第二排(C2)滾動體(13)以第一反作用力(Fl)和第二反作用力(F2)反作用於輪子負荷 (FR)，輪子負荷(FR)施加在沿著旋轉軸(A)設置的壓力中心(PR)上，並且第一反作用力 (Fl)和第二反作用力(F2)施加在相關的第一反作用力中心(Rl)處和相關的第二反作用力中心(R2)處，並且具有以下限定Xl 所述第一反作用力中心(Rl)和所述壓力中心(PR)之間的軸向距離； X2 所述第二反作用力中心(R2)和所述壓力中心(PR)之間的軸向距離； Pl 所述第一排(Cl)的滾動體(1 的節圓直徑； P2 所述第二排(以)的滾動體(1 的節圓直徑； α 所述第一排(Cl)的滾動體(13)的接觸角； β 所述第二排(C2)的滾動體(13)的接觸角；所述兩個接觸角α和β的三角形正切值符合下面的關係
10.根據權利要求9所述的非對稱輪轂組件，其特徵在於，所述第一排(Cl)的滾動體 (13)的所述層心直徑(Pl)大於所述第二排(以)滾動體(1 的所述層心直徑。
11.根據權利要求10所述的非對稱輪轂組件，其特徵在於，它還包括內環(11)和外環(12)，它們相對於彼此且相對於旋轉軸(A)同軸，由於插入兩排(C1、C2)滾動體(13)而彼此相對旋轉；每一排(Cl) (C2)的滾動體(13)的內滾道(111、112)和外滾道(121、122)分別得自內環(11)外和外環(12)內。
12.根據權利要求11所述的非對稱輪轂組件，其特徵在於，所述內環(11)是凸緣環，並且設置有法蘭(14)，該法蘭橫向於用來裝配輪子的所述旋轉軸(A)。
13.根據權利要求12所述的非對稱輪轂組件，其特徵在於，所述第一排(Cl)的滾動體(13)的所述內滾道(111)直接在所述內環(11)的外側上且靠近所述法蘭(14)獲得。
14.根據權利要求13所述的非對稱輪轂組件，其特徵在於，所述內環(11)包括軸 (15)，其沿著所述旋轉軸(A)延伸，並且由與所述法蘭(14)相同的材料製造；所述第一排 (Cl)的滾動體(1 的所述內滾道(111)直接在所述軸(1 的外表面上獲得。
15.根據權利要求14所述的非對稱輪轂組件，其特徵在於，所述內環(11)還包括外加內環(16)，其安裝在所述軸(1 上；所述第二排(以)滾動體(1 的所述內滾道(112)直接在所述外加內環(16)上獲得。
16.根據權利要求15所述的非對稱輪轂組件，其特徵在於，所述第一和第二排(C2)的滾動體(1 的所述外滾道直接在所述外環(1 的內表面上獲得。
全文摘要
一種非對稱輪轂組件(10)，具有旋轉軸(A)，並且提供有節圓直徑(P1、P2)不同的兩排(C1、C2)的滾動體(13)，以及用於每一個排(C1)(C2)的滾動體(13)的內滾道(111、112)和外滾道(121、122)，它們根據各自的接觸角且沿著各自的負荷線(L1、L2)軸向移開，以便允許該組件支撐綜合負荷，每排(C1)(C2)滾動體(13)的該滾道提供有各自的密切，其由該滾道的半徑和相關滾動體(13)的相關排的該滾動體(13)的外徑之間的比率限定；該兩排(C1、C2)滾動體(13)的第一排(C1)滾動體(13)的該接觸角和該密切分別與該兩排(C1、C2)滾動體(13)的第二排(C2)滾動體(13)的該接觸角和該密切不同。
文檔編號F16C19/56GK102233792SQ201110097388
公開日2011年11月9日 申請日期2011年4月19日 優先權日2010年4月20日
發明者盧卡.西厄拉 申請人:Skf公司