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分享车轮装置的制作方法

泰宁新闻网 http://www.tainingxinwen.cn 2020-10-19 06:03 出处:网络
如下提供的分享车轮装置的制作方法,下面是小编喜欢的内容: 本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分特征的车轮装置,其中车轮装置包括轮毂,该轮毂绕其旋转轴线可旋转地安装,并且车轮装置具有至少一个容纳孔,其中在

如下提供的分享车轮装置的制作方法,下面是小编喜欢的内容:


本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分特征的车轮装置,其中车轮装置包括轮毂,该轮毂绕其旋转轴线可旋转地安装,并且车轮装置具有至少一个容纳孔,其中在轮毂上设置有轮辋,该轮辋具有与至少一个容纳孔相对应的插入开口,其中在轮毂和轮辋之间布置有制动装置(优选制动盘),该制动装置的基体具有与该插入开口相对应的通孔,其中提供用于将轮辋固定到轮毂的至少一个车轮螺栓。



背景技术:

de19961710c1涉及一种驱动轴的车轮轴承,该驱动轴具有空心的、容纳轮载的轴体,在该轮体上分别在外侧端部轴向固定地设有至少一个滚动轴承,该滚动轴承承载具有至少一个制动盘或制动鼓的轮毂,在该轮毂上法兰连接由从空心的轴体的相应外侧端部伸出的传动轴的传动轴法兰,其中传动轴法兰和轮毂以及轮毂和法兰或者制动盘/制动鼓的法兰区域分别具有接触的安装面。因此,车轮轴承应进行改进使得该车轮轴承可以以较低的制造和组装成本在保有诸如轮毂、车轴法兰和制动盘/制动鼓之类的独立零件的情况下被制造和组装。

ep0865939a2涉及一种用于固定机动车辆车轮的车轮螺栓和车轮螺母,其中车轮螺栓具有螺母部、外螺纹柄部和位于两者之间的锥形部,并且轮辋可能完全拧入轮毂或轮盘的螺纹孔中,车轮螺母具有内螺纹和锥形部,并且能够拧到轮辋或轮盘的车轮螺栓的外螺纹柄部上,该车轮螺栓穿过轮辋。为了以低成本的方式简化车轮固定系统,特别是在不同车轮或车轮法兰的孔圆周差不明显的情况下,有可能将具有相同孔圆周的车轮紧固到具有不同孔圆周的车轮法兰上,建议的是,锥形部是单独的锥形盘,该锥形盘可以推到车轮螺丝或车轮螺栓或车轮螺母上,并具有通孔,该通孔的直径大于车轮螺丝或车轮螺栓的螺纹柄部分或车轮螺母的柄的外径。

轮辋通过车轮螺栓固定在轮毂上。在轮辋和轮毂之间布置有制动盘,该制动盘具有其基体,即具有其制动帽。为了将轮辋固定到轮毂提供了车轮螺栓。车轮螺栓的螺栓杆上有螺纹区段。车轮螺栓可以从轮辋侧拧入轮毂的相应的容纳孔中,为此,该容纳孔具有相应的内螺纹。车轮螺栓在头侧具有扳钳面,在扳钳面上接合锥形接触面。锥形接触面与轮辋的插入开口的孔边缘邻接接触。

在另一种实施形式中,车轮螺栓从轮毂侧被引导穿过容纳孔并且在该容纳孔中以头部侧固定以防止旋转。为此不需要在容纳孔中或在车轮螺栓的相应的柄部区段上的螺纹。车轮螺栓利用它的螺纹区段将制动装置即制动体(鼓或盘)的通孔和轮辋接合。车轮螺栓突出于轮辋之上,以便可以将车轮螺母拧到车轮轮辋侧的车轮螺栓上。车轮螺母具有扳钳面,在该扳钳面接合有锥形接触面。该通常为锥形或球形的接触面与轮辋的插入开口的相应成形的孔边缘邻接接触。

在两个实施例中,通过安装车轮螺栓或车轮螺母将轮辋固定在轮毂上。在这种情况下,或者将车轮螺栓拧入轮毂的容纳孔中,或者将车轮螺母拧到车轮螺栓的螺纹区段上。可以理解,为此存在多个带有相应的通孔的容纳孔,其中,在制动装置的基体(鼓或盘)中设有相应数量的通孔。通常提供三到六个车轮螺栓以将轮辋固定在车辆的轮毂上,从而在轮辋、制动体和轮毂中设置相应数量的插入开口、通孔和容纳孔或螺纹孔。

通过拧紧车轮螺母或车轮螺栓,车轮螺栓由于支架的锥形或球形几何形状居中到车轮轮辋插入开口的孔边缘。车辆转弯时的车轮螺栓的动态载荷会缩短车轮螺栓的使用寿命。

拧紧车轮螺栓时,车轮螺栓的柄部会弯曲,因此会受到弯曲应力的静态预加载。在这种情况下,各个螺栓的柄部可以在一定程度上弓形地向内弯曲,也就是说,可以相对于轮毂的旋转轴线向外凸出弯曲。这些静态弯曲应力会增加转弯时发生的弯曲交变应力振幅,并且对螺栓的疲劳强度产生负面影响。根据螺栓在车轮旋转过程中的位置,该螺栓在最大负载位置拉伸一次并压缩一次。在车轮旋转运动期间,这些动态载荷交替发生,其中相对于轮毂的旋转轴线的最大位置被预设为在该轮毂的上方并且在其下方。在中间位置,负载类型相应减少和/或增加。在旋转运动过程中,压缩载荷从车轮的轨迹向相反的最大位置减小,其中拉伸载荷增加。否则,拉伸载荷会沿车轮轨迹区域的方向减小,其中压缩负荷增加。单个螺栓的这种交替载荷对疲劳强度不利,因此必须相应地确定螺栓的尺寸。

鉴于所概述的问题,用于将轮辋固定在轮毂上的领域仍然提供了改进的空间,特别是在车轮螺栓的耐用性方面,而且还在车轮螺栓的尺寸和必要数量方面。



技术实现要素:

本发明的目的是就耐用性而言,尤其是在车轮螺栓的耐用性方面,而且还在车轮螺栓的尺寸和必要数量方面,用简单的手段改进结构。

根据本发明,该目的通过具有权利要求1的特征的车轮装置来实现。在从属权利要求中示出了有利的实施方式。

应当注意,以下描述中列出的特征以及措施可以以任何技术上有意义的方式彼此组合并示出本发明的其它实施例。说明书特别是结合附图进一步表征和说明了本发明。

根据本发明提出了一种车轮装置,其中该车轮装置包括轮毂,该轮毂绕其旋转轴线可旋转地安装,并且车轮装置具有至少一个容纳孔,其中在轮毂上设置有轮辋,该轮辋具有与至少一个容纳孔相对应的插入开口,其中在轮毂和轮辋之间布置有制动装置(即制动盘或制动鼓),该制动装置的基体具有与该插入开口相对应的至少一个通孔,其中提供用于将轮辋固定到轮毂的至少一个车轮螺栓。

在本发明中,通过相对于轮辋中的插入开口有目的地轴向偏移轮毂中的螺栓,从而减小了在转弯期间发生的车轮螺栓中的弯曲交变应力幅度。为了做到这一点,应适当地进行设计,以使由转弯触发的损坏机制不超过车轮螺栓的耐用极限。本发明旨在减少这些损坏机制的影响,从而获得尺寸方面的优势。

为了特别是在车辆转弯时减小车轮螺栓的静态弯曲载荷,同时也减小车轮螺栓的交替的动态载荷,有利地提供,容纳孔和插入开口的中心轴线相对于轮毂的旋转轴线在径向方向上彼此偏离。

有利的是,容纳孔以其中心轴线相对于插入开口的中心轴线在旋转轴线的径向方向上偏离。这确保了轮毂的容纳孔的中心轴线相对于轮毂的旋转轴线始终位于轮辋的插入开口的中心轴线之下,这将在下面更详细地讨论。

为了能够将车轮螺母拧到车轮螺栓上所提供的是,车轮螺栓具有外螺纹区段,该外螺纹区段与具有相应内螺纹的车轮螺母配合,其中外螺纹区段终止于车轮螺栓的自由端,并且其中自由端突出到轮辋的插入开口之外。

在理想的实施例中,制动装置(例如制动盘)的基体(即其制动帽)在其朝向轮毂的旋转轴线的方向定向的端部锥形渐细。在轮辋在轮毂上的预组装状态下,锥形渐细的端部在径向内部的接触面上与轮毂和轮辋都间隔开,并且分别具有间隙,其中制动盘的基体在预组装状态下在径向方向上与锥形渐细的端部相对的端部处抵靠在轮毂和轮辋两者的径向外部的接触面上。

合适的是,轮毂侧的间隙和轮辋侧的间隙的尺寸不同,其中在一个优选的实施方式中提供轮毂侧的间隙的尺寸小于轮辋侧的间隙的尺寸。

在本发明的上下文中,预组装状态是轮辋附接到车轮螺栓的状态。但是,车轮螺母并未完全拧紧,而是先松散地拧到车轮螺栓上。如果将车轮螺母完全拧紧,则在本发明的意义上是最终的组装状态,其中轮辋牢固地固定在轮毂上。

在轮辋处于在轮毂上的最终组装状态时,制动盘的基体以其沿轮毂的旋转轴线方向的锥形渐细的端部通过径向内部的接触面抵靠在轮毂以及轮辋上,使得前面提到的两个间隙是闭合的。

制动盘的基体的锥形构造是有利的,因为在轮辋侧和轮毂侧上都改善了径向外部的接触面上的接触,其中同时高的外部接触力改善了制动过程中摩擦力的传递。车轮接触环的外部抵靠会增加外圈中的接触压力,由此可以以摩擦连接的方式将更高的制动力矩传递到车轮上。制动盘或制动鼓的基体不一定是锥形的。可以想到的是,轮辋到基体的径向内部的距离和轮毂到基体的径向内部的距离设计为,使得两个间隙形成为优选具有不同的间隙尺寸。当间隙闭合时,即当车轮螺栓拧紧时,造成了上述优点。

在最终组装状态下,车轮螺栓的中心轴线相对于轮毂的旋转轴线是凸形的,也就是说被向外偏置,即被静态地预加载。在机动车辆转弯时,车轮螺栓也将承受动态载荷,即疲劳载荷,其中在轮毂旋转期间,每个车轮螺栓交替地受到拉伸和压缩。

然而,由于沿径向方向看,容纳孔的中心轴线和插入开口的中心轴线彼此偏离,消除或至少减轻了先前描述的静态载荷和动态载荷(即,在机动车辆转弯时的疲劳载荷)的负面影响。

因此当拧入到车轮螺栓自由端上的车轮螺母在车轮轮辋在轮毂上的预组装状态下以其接触面部分地抵靠插入开口的径向内部的孔边缘,并且与沿直径地相对设置的径向外部的孔边缘隔开时是有利的,其中车轮螺母在轮辋在轮毂上的最终组装状态下以其接触面部分地抵靠插入开口的孔边缘,使得车轮螺母的相互平行的内、外端壁分别与轮毂的旋转轴线成一定角度。

拧紧车轮螺母时,车轮螺栓(即车轮螺栓的中心轴线)沿径向方向看基本朝外弯曲,即,车轮螺栓的自由端远离轮毂旋转轴线。因此抵消了前述的凸形弯曲。这即便在转弯过程中也减少了交替载荷,因为在根据本发明容纳孔和插入开口的中心轴线没有中心轴线偏移的情况下,车轮螺栓不再像那样凸形地弯曲。进一步地,车轮螺栓或其中心线理想状况下是笔直的,即不弯曲。这是通过车轮螺母在预组装状态下抵靠径向内部的孔边缘来实现的,其中有利地是处于轮辋在轮毂上的最终组装状态下车轮螺母以其内端壁在轮毂的旋转轴线方向上倾斜。

由于根据本发明的措施,一个或多个车轮螺栓具有增强的耐久性,特别是抵抗疲劳载荷,其中车轮螺栓的尺寸可以在强度方面(即在直径方面)减小。另外,从数量上看,在车轮装置中可以提供较少的车轮螺栓。同样,车轮螺栓可以使用具有相应降低的机械性能的相应的合金,其中仍具有足够的道路安全性。例如,在根据本发明的实施例中,四个车轮螺栓可能足以代替先前所需的五个车轮螺栓。当然,如果车轮螺栓的数量减少,则容纳孔、插入开口和通孔的数量也减少。由于单个元件的生产较便宜,所以这对车轮装置具有节省成本的作用。

附图说明

在从属权利要求和附图的以下描述中公开了本发明的进一步的有利实施例。在图中:

图1示出了根据本发明的车轮装置在预组装状态下的示意图;和

图2示出了处于最终组装状态的图1的车轮装置。

具体实施方式

在不同的附图中,相同的部分总是配备有相同的附图标记,因此这些通常仅描述一次。

图1示出了车轮装置1。车轮装置1具有轮毂2,该轮毂2绕其旋转轴线x可旋转地安装,并且轮毂2具有至少一个容纳孔3。在轮毂2上设置有轮辋4,轮辋4具有对应于至少一个容纳孔3的插入开口6。在示例性实施例中,在轮毂2和轮辋4之间设置有制动装置,制动装置被设置为具有其基体8的制动盘7。基体8具有对应于插入开口的通孔9。提供用于将轮辋4固定在轮毂2上的至少一个车轮螺栓11。

在图1中可以看出,轮毂2的容纳孔3的中心轴线x1和轮辋4的插入开口6的中心轴线x2相对于分别与之平行的旋转轴线x在径向方向上偏离。示例性的制动盘7的通孔9以其中心轴线在径向方向上与插入开口6的中心轴线x2不偏离。

图1还示出,容纳孔3的中心轴线x1相对于插入开口6的中心轴线x2在轮毂的旋转轴线x的径向方向上偏离,使得容纳孔3的中心轴线x1在径向方向上设置在插入开口6的中心轴线x2下方。

车轮螺栓11具有螺栓头12和与其相对的自由端。至少在自由端设置有外螺纹区段,可以将具有相应的内螺纹的车轮螺母14拧到该外螺纹区段上。

车轮螺栓11被固定在轮毂2的容纳孔3中以防止旋转,这本身是已知的,因此将不作进一步讨论。车轮螺栓11通过其自由端突出到轮辋的插入开口6之外。

示例性的制动盘7的基体8(也可以称为制动帽)在其朝向轮毂2的旋转轴线x定向的端部16处设计成锥形地渐细,其中锥角在轮毂侧和轮辋侧不同。此外,制动盘7的基体8在其径向内部的接触面17上分别具有到轮辋4和轮毂2的相应接触面的间隙19、21。基体通过其在基体8的径向外部的接触面18,抵靠在轮辋4和轮毂2上的相应的接触面上。

如图1所示,轮毂侧间隙19的尺寸被认为小于轮辋侧间隙21的尺寸。

在图1所示的预组装状态下,车轮螺母14拧到车轮螺栓11的自由端上,使得车轮螺母14的锥形的接触面22抵靠在插入开口6的径向内部的孔边缘上,并且与插入开口6沿直径地相对的径向外部的孔边缘间隔开。在这种状态下,内端面23和外端面24垂直于轮毂2的旋转轴线x设置。车轮螺母14因此不倾斜,在图2所示的最终组装状态下就是这种情况。

拧紧车轮螺母14时,车轮螺栓11的自由端从轮毂2的旋转轴线x远离地定向,即在附图平面中向上弯曲。这由虚线26示出,其可以是车轮螺栓11的中心轴线,在图1中示例性地示出。

通过拧紧车轮螺母14,轮毂侧间隙19和轮辋侧间隙21也被闭合,使得现在径向内部的接触面也彼此间没有间隙地接合。

当拧紧车轮螺母14时,车轮螺栓11将相对于轮毂2的旋转轴线x强烈地凸形弯曲。然而,由于中心轴线x1和x2在径向方向r上彼此偏离,车轮螺栓11实际发生的静态弯曲载荷被显著地消除,因为车轮螺栓11以其自由端同时向外弯曲(即从轮毂2的旋转轴线x远离地定向)。

车轮螺母14在轮辋4在轮毂2上的最终组装状态下以其内端面23和外端面24相对于旋转轴线x倾斜地布置。为此,车轮螺母14的锥形的接触面不完全抵靠在插入开口6的孔边缘上,而仅是部分地抵靠在插入开口6的孔边缘上。可以看出,外端面24的旋转轴线远端区域27与外部的孔边缘齐平,其中外端面24的旋转轴线近端区域28突出到外部的孔边缘之外。类似地,内端面23的旋转轴线远端区域29与内端面23的旋转轴线近端区域31相比具有超出孔边缘的更大的凸起。

在本发明中,车轮螺栓11的中心轴线26在最终组装状态时(该中心轴线理想情况下是笔直的)然而也可能有点凸形弯曲,但相对于轮毂2的旋转轴线x在附图平面中从右下延伸到左上,如图2所示。在图2中轮毂2的不可见的相对侧应理解为相对于旋转轴线x镜像。车轮装置1的其它车轮螺栓11以其中心轴线类似地设置。

附图标记列表:

1.车轮装置

2.轮毂

3.容纳孔

4.轮辋

6.插入开口

7.制动盘

8.基体

9.通孔

11.车轮螺栓

12.螺栓头

14.车轮螺母

16.8的锥形渐细的端部

17.径向内部的接触面

18.径向外部的接触面

19.轮毂侧间隙

21.轮辋测间隙

22.14的接触面

23.14的内端面

24.14的外端面

26.线/车轮螺栓的中心线

27.24的旋转轴线远端区域

28.24的旋转轴线近端区域

29.23的旋转轴线远端区域

31.23的旋转轴线近端区域


技术特征:

1.一种车轮装置,所述车轮装置具有轮毂(2),所述轮毂(2)绕所述轮毂的旋转轴线(x)可旋转地安装,并且所述轮毂(2)具有至少一个容纳孔(3),其中在所述轮毂(2)上设置有轮辋(4),所述轮辋(4)具有对应于所述至少一个容纳孔(3)的插入开口(6),其中在所述轮毂(2)和所述轮辋(4)之间设置制动装置,所述制动装置的基体(8)具有对应于所述插入开口(6)的通孔(9),其中提供用于将所述轮辋(4)固定在所述轮毂(2)上的至少一个车轮螺栓(11),

其特征在于,

所述容纳孔(3)和所述插入开口(6)的中心轴线(x1、x2)相对于与之平行的所述轮毂(2)的旋转轴线(x)在径向方向上彼此偏离。

2.根据权利要求1所述的车轮装置,

其特征在于,

所述容纳孔(3)以所述容纳孔的所述中心轴线(x1)相对于所述插入开口(6)的所述中心轴线(x2)在所述旋转轴线(x)的所述径向方向上偏离。

3.根据权利要求1或2所述的车轮装置,

其特征在于,

所述车轮螺栓(11)以所述车轮螺栓的螺栓头(12)防止旋转地被容纳在所述轮毂(2)的所述容纳孔(3)中。

4.根据前述权利要求任一项所述的车轮装置,

其特征在于,

所述车轮螺栓(11)具有外螺纹区段,所述外螺纹区段与具有相应的内螺纹的车轮螺母(14)配合,其中所述外螺纹区段终止于所述车轮螺栓(11)的自由端,并且其中所述自由端突出于所述轮辋(4)的所述插入开口(6)之外。

5.根据前述权利要求任一项所述的车轮装置,

其特征在于,

所述制动装置的所述基体(8)具有在所述轮毂(2)的所述旋转轴线(x)方向上锥形地渐细的端部(16),并且在所述轮辋(4)在所述轮毂(2)上的预组装状态下,所述端部(16)在径向内部的接触面(17)上与所述轮毂(2)以及所述轮辋(4)间隔开,并且分别具有间隙(19、21),其中制动盘(7)的所述基体(8)在所述预组装状态下在径向方向上与锥形渐细的所述端部(16)相对的端部处抵靠在所述轮毂(2)以及所述轮辋(4)的径向外部的接触面(18)上。

6.根据权利要求5所述的车轮装置,

其特征在于,

轮毂侧的所述间隙(19)和轮辋侧的所述间隙(21)具有不同的尺寸。

7.根据权利要求5或6所述的车轮装置,

其特征在于,

轮毂侧的所述间隙(19)的尺寸小于轮辋侧的所述间隙(21)的尺寸。

8.根据前述权利要求任一项所述的车轮装置,

其特征在于,

所述制动装置(7)的所述基体(8)在所述轮辋(4)处于在所述轮毂(2)上的最终组装状态下以所述基体的在所述轮毂(2)的所述旋转轴线(x)的方向锥形渐细的所述端部(16)通过所述端部(16)的径向内部的接触面(17)抵靠在所述轮毂(2)以及所述轮辋(4)上。

9.根据前述权利要求任一项所述的车轮装置,

其特征在于,

具有车轮螺母(14),所述车轮螺母(14)拧到所述车轮螺栓(11)的自由端上,其中所述车轮螺母(14)在所述轮辋(4)在所述轮毂(2)上的所述预组装状态下以所述车轮螺母的接触面(22)部分地抵靠在所述插入开口(6)的径向内部的孔边缘上并且与所述插入开口沿直径地相对的径向外部的所述孔边缘间隔开,其中所述车轮螺母(14)在所述轮辋(4)在所述轮毂(2)上的最终组装状态下以所述车轮螺母(14)的所述接触面(22)抵靠在所述插入开口(6)的孔边缘上,使得所述车轮螺母(14)设置成以所述车轮螺母的相互平行的内、外端壁(23、24)分别与所述轮毂(2)的所述旋转轴线(x)成一定角度。

10.根据权利要求9所述的车轮装置,

其特征在于,

所述车轮螺母(14)在所述轮辋(4)在所述轮毂(2)上的最终组装状态下以所述车轮螺母的内端壁(23)在所述轮毂(2)的所述旋转轴线(x)的方向上倾斜。

技术总结
本发明涉及一种车轮装置(1),该车轮装置具有轮毂(2),该轮毂(2)绕轮毂的旋转轴线(X)可旋转地安装,并且轮毂(2)具有至少一个容纳孔(3),其中在轮毂(2)上设置有轮辋(4),该轮辋(4)具有对应于至少一个容纳孔(3)的插入开口(6),其中在轮毂(2)和轮辋(4)之间设置制动装置,该制动装置的基体(8)具有对应于插入开口(6)的通孔(9),其中提供用于将轮辋(4)固定在轮毂(2)上的至少一个车轮螺栓(11)。提出的是,容纳孔(3)和插入开口(6)的中心轴线(X1、X2)相对于与之平行的轮毂(2)的旋转轴线(X)在径向方向上彼此偏离。

技术研发人员:胡柏图斯·冯·查普伊;迈克尔·巴特尔;普热梅斯劳·托马什·克罗斯特;普雷姆库玛·拉哈玛尼卡姆
受保护的技术使用者:福特全球技术公司
技术研发日:2019.12.18
技术公布日:2020.06.26

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