[发明专利]具有一体轴承环的轻量轮毂单元及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有一体轴承环的轻量轮毂单元，其用于机动车车轮的轮毂轴承组件。本发明同样涉及该单元的制造方法。

背景技术

对于机动车车轮的装配，通常采用具有插在相应的内、外滚道之间的两列滚动接触元件的轮毂轴承组件。两个径向的外滚道都通过相同的外轴承环形成。两个径向的内滚道通过相应的两个环形钢体形成，整体相对于钢制轮毂旋转，该钢制轮毂形成有在轴向内侧方向上延伸的圆柱部以及在径向外侧方向上延伸的法兰，用以装配车轮。在所谓的第三代轮毂轴承单元中，钢制轮毂直接形成用于外侧列的内滚道。然而，用于内侧列滚动接触元件的内滚道通过独立于轮毂形成的钢环制得且被装配在轮毂的圆柱部上，该钢环也被称为小内环。在所谓的第二代轮毂轴承单元中，内滚道通过两个独立的钢环(小内环)形成，这两个钢环轴向对齐地被装配在轮毂的圆柱部上。轮毂的圆柱部具有管状端，其突起越过位于轴向内侧上的内环的轴向内端的径向表面。该管状端承受冷变形，通常是在径向外侧方向上的轨道轧制；由此获得轧制的、塑性成型的边缘，该边缘轴向地锁止第二环并轴向地预加载整个轴承单元。实施轨道轧制的机器必须可以施加较高的力于成形工具上，大致高于100000N。

因此，本发明的目的是减小实现轨道轧制所需的力，其可能采用较低效率的机器，但成本更低。

已知的是，滚道必须足够硬以承受滚动接触的赫兹应力。由于这个原因，在第三代轮毂轴承组件中，轮毂需要承受感应硬化处理从而仅仅硬化滚道区域。硬化区域不得延伸到即将被轧制的端部处那么远，因为不能使这一部分变得太硬太脆，而是必须保持为适于经受塑性处理。因此本发明的另一目的是减少与通过感应方式实施传统热硬化处理的需求相关的成本。

本发明的其它目的是减小轮毂轴承单元的整体重量。在汽车制造业中，为了实现减少燃油消耗和废气排放的目的，对减小机动车辆组件的重量的需求不断增加。为了减小车轮的总重量，并且尤其是车轮的旋转主体的重量，最近几年提出了具有通过由两种不同材料结合成单件而制成的旋转法兰环的轮毂轴承组件。在这种环中，由例如轴承用钢的高韧性的第一种材料制成的管状芯部形成滚道；由例如轻金属的第二种轻量材料形成环剩下的部分，包括用于安装车轮的外侧法兰。例如，可参见专利公开文本WO2008/147284A1。在某些例子中，钢制芯部和较轻的法兰之间的连接由具有过盈的形状配合的连接提供。这些连接并非总是被证明是耐用的，尤其是在长时间使用后。事实上，钢和铝不同的热膨胀系数趋于导致这两种材料的彼此分离。在另一些情况下，该连接通过轻量材料的包覆成型或铸造而形成，例如将铝合金包覆或铸造在管状钢制芯部上。为了避免或限制两种材料之间的相对运动，在这种类型的环中，这两种材料通过具有复杂形状的交界表面而结合，从而形成在两种材料之间起接头作用的咬边。通过这种技术制造环的成本相当高。

发明内容

为了实现上述目的，本发明提出制造一种具有一体轴承环的轮毂单元。根据本发明的另一方面，本发明提出一种具有一体轴承环的轮毂单元的制造方法。根据本发明的其它方面，本发明提供用于机动车车轮的轮毂轴承组件，其包括根据其他方面所限定的轮毂单元；或者根据另一方面，本发明提供根据上述方法制造的轮毂单元。在如下的具体实施方式中具体说明本发明的优选实施例。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的一些优选实施例，附图中：

图1是根据本发明的示例性实施例的具有一体轴承环的轮毂单元的轴向剖面图；

图2是图1的所述单元的部分截面透视图；

图3是图2中的所述轮毂单元处于制造过程的中间阶段的轴向剖视图；

图4是图2中的所述轮毂单元处于图3中所示阶段之后的制造过程中的阶段的轴向剖视图；

具体实施方式

首先参考图1和2，标记10表示具有一体轴承环的整个轻量轮毂单元，其用于机动车车轮的轮毂轴承组件。单元10限定了中心旋转轴线X并且被设置成用于绕轴线X可旋转地安装机动车的车轮(未示出)。轮毂轴承组件在此处没有整体示出。如所知的，轮毂轴承组件还包括固定的外环，其用于与车辆悬架(未示出)的竖直部分相连。将轮毂单元10作为其一部分的轮毂轴承组件是具有插在相应的内、外滚道之间的两列滚子接触元件的类型的轮毂轴承组件。为此，轮毂单元10具有两条径向内滚道，分别用11和12表示，其彼此轴向间隔开。