[发明专利]用于可驱动的轮毂的端面齿部

说明书

技术领域

本发明涉及一种位于车轮轴承结构上的齿环的用于可驱动的轮毂的端面齿部，所述齿环在圆周方向上围绕一旋转轴线延伸，其中端面齿部设置用于无间隙地啮合到一个面对所述端面齿部的对应齿部内，并且在此端面齿部的各齿如此楔形构成，使得端面齿部的各几何直线在中心处在旋转轴线上的一个共同的点上相交并且因此各齿在径向方向上朝旋转轴线延伸。

背景技术

在DE 3116720C1中详细描述了这种类型的端面齿部。汽车的驱动轴的相应的对应齿部嵌入端面齿部内。对应齿部通常构成在同步万向节的钟形槽或钟形槽的自由端部上。

在将驱动元件安装到轮毂结构中时驱动元件和轮毂基于Hirth齿部的几何形状相对于旋转轴线彼此定心。因此确保了在行驶过程中的连接的高同心度。铰接件组装至轮毂一方面基于自身定心构成为简单的，然而另外一方面需要非常高的轴向预紧力。

端面齿部的所有齿的齿面与对应齿部的所有齿的两个齿面啮合。齿部借助于一个或多个螺旋元件在轴向上预紧。扭矩通过由表面压紧产生的力-形封闭传递至轮毂。

铰接件与轮毂的连接特别是有利的，当高力矩应当从驱动装置传递至车轮或者可能以相反的力矩流传递时。通常普遍应用的由内外齿部构成的配对在构造空间技术上并且因此在刚度方面是捉襟见肘的，从而端面齿部是其可靠的且节省空间的代替。用于将高扭矩传递至车轮的刚性布置可能产生不利的影响，当在过载的情况下轮毂的断裂在最不利的情况下导致汽车轮子的丢失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种端部齿轮，利用其构造克服上述的缺点。

上述目的这样实现，即端面齿部的各齿的设置用于啮合的齿面分别以一个大于20°且小于30°的齿面角倾斜。齿面角在齿部对称构成的情况下是齿角的一半。齿面以齿面角相对于一个假想的、离开旋转轴线的划分平面倾斜。

端面齿部的尺寸和尺寸的变化在车轮轴承上由于构造空间原因受到限制。齿部的(端面齿部围绕旋转轴线的中间圆周的)分度圆直径因此通常规定在非常狭小的范围内。因此齿部的例如克服由驱动扭矩形成的负载的特性几乎不受或不受齿部的分度圆的变化的影响。利用本发明，齿部的各单个齿的几何形状经由齿面角这样被影响，使得可以鉴于安装以及由扭矩导致的负载，确定在预定的圆周上的齿的最佳数量。与对应齿部处于无间隙地有效的啮合的齿面的齿面角优选为22.5°。通过这个构造，安装时的预紧力由于在齿部中相对较低的轴向力分量保持较小。各单个齿在齿根中的横截面如此布置，使得端面齿部在额定工作状态下传递高的扭矩，然而在规定的断裂力矩时屈服。

利用本发明的构造设置成，端面齿部的各齿槽至少在各两个在齿槽处彼此对置的齿面(从齿面到齿面)之间以至少一个齿根半径凹形地倒圆，并且相应的齿的齿顶至少从相应的齿的一齿面至另外的齿面以至少一个凸形的齿顶半径倒圆。此外设置成，齿顶半径始终大于齿根半径。基于此，对应齿部的齿顶不接触端面齿部的齿槽的底部，并且端面齿部的齿顶不接触对应齿部的齿槽的底部。有效的齿面的无间隙的贴靠被确保。端面齿部和对应齿部根据本发明可以相同地构成。当齿部优选无切屑地通过变形利用所谓的冲压工具进行加工时，可以为两个齿部使用相同的工具。

各半径的大小此外影响齿部的齿的高度并因此齿部对于负载的阻力。本发明的构造因此设置成，相应的齿的最大的理论的齿高度和齿顶半径之商至少为数值5并且最大为数值9：

5≤H_th/R≤9。

对称面或划分平面内的理论的齿高度是齿顶平面内的一第一相交边缘和齿根平面内的一第二相交边缘之间最大的轴向距离。在相交边缘内各两个彼此相对的几何平面相交，通过该几何平面至少描述齿面的与对应齿部啮合的部分。因此在第一相交边缘内一齿的各齿面的几何平面在齿顶侧相交，所述几何平面在齿顶侧彼此围成一个双倍的齿面角。在第二相交边缘内彼此相邻的各齿的各两个在各一个齿槽上对置的齿面的几何平面在齿根侧相交。

同时或替换地，相应的齿的最大的理论的齿高度和齿根半径之商至少为数值7并且最大为数值11：

7≤H_th/r≤11。

同时地或替换地，相应的齿的最大的理论的齿高度和理论的齿根宽度之商至少为数值0.9并且最大为数值1.3：

0.9≤H_th/B_th≤1.3。

理论的齿根宽度分别是两个彼此相邻的齿根侧的第二相交边缘之间的间距。