Подшипник ступицы колеса транспортного средства
Изобретение относится к узлу подшипника ступицы колеса для транспортного средства, в частности автомобиля, и также относится к ободу, сопряженному с узлом подшипника ступицы колеса. Узел подшипника ступицы колеса для транспортного средства содержит фланец (20) для осевой установки обода (400) и устройство (30), центрирующее обод, предназначенное для радиального центрирования обода. В узле подшипника сформировано осевое зубчатое зацепление (100), которое выполнено с возможностью введения в сцепление с зубчатым зацеплением, которое сформировано в центральной области (410) обода. Осевое зубчатое зацепление (100) сформировано на торцевой поверхности устройства (30), центрирующего обод. Технический результат: создание устройства для крепления колеса на оси транспортного средства, которое обеспечивает передачу момента без люфта между осью и колесом. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к узлу подшипника ступицы колеса для транспортного средства, в частности автомобиля. Изобретение также относится к ободу, сопряженному с узлом подшипника ступицы колеса.
В существующих системах крепление и передача движущего момента на колесо осуществляется с помощью от трех до пяти крепежных болтов. В таких обычных колесах из-за большого количества крепежных болтов имеют место повышенные затраты на монтаж.
При спортивных соревнованиях на гоночных автомобилях эти крепежные болты для передачи момента заменяются поводковым пальцем. Крепление обода осуществляется здесь с помощью центрального винта. В этом концепте гоночного автомобиля для спортивных соревнований принцип монтажа требует люфта в области поводкового пальца на ступице колеса и крепежных отверстий в ободе колеса. В результате могут появляться шумы и эффекты отвинчивания центрального винта.
Из документа DE 4419198 А1 известно колесо автомобиля, центральная часть, несущая обод, которого разъемным образом соединена со ступицей колеса с помощью центральной гайки, навинченной на цапфу колеса. Чтобы добиться легкого выполнения и таким образом быстрой возможности монтажа, центральная часть колеса образована в виде изготовленного из стального листа диска колеса, который ровной кольцевой областью крепления, охватывающей центральное отверстие, прилегает к в основном ровной торцевой поверхности ступицы колеса, причем пробиты, по меньшей мере, три равномерно распределенных по кольцевой области крепления отверстия под закрепленные на ступице колеса шпильки, благодаря чему колесный диск и ступица колеса соединены друг с другом с замыканием для передачи крутящего момента.
Задачей изобретения является создание устройства для крепления колеса на оси транспортного средства, которое обеспечивает передачу момента без люфта между осью и колесом.
Эта и другие задачи решены посредством изобретений, охарактеризованных признаками независимых пунктов формулы. Другие предпочтительные варианты выполнения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.
В общем задача решается с помощью того, что применяется самоцентрирующееся зубчатое зацепление, так называемое Хирт-зацепление, которое может без люфта передавать моменты в случае привода в движение и также торможения. Осевая фиксация обода колеса осуществляется с помощью центрального резьбового соединения.
Конструктивный узел подшипника ступицы колеса для транспортного средства согласно изобретению имеет фланец для осевой установки обода и устройство, центрирующее обод, для радиального центрирования обода, причем в конструктивном узле подшипника ступицы колеса образовано осевое зубчатое зацепление, которое расположено так, что осевое зубчатое зацепление может вводиться в сцепление с зубчатым зацеплением, которое образовано в центральной области обода.
Итак, как только обод, который имеет зубчатое зацепление, которое корреспондирует с осевым зубчатым зацеплением, надвигается на концевой участок оси, т.е. на устройство, центрирующее обод, образованное на ободе зубчатое зацепление входит в сцепление с соответственно расположенным осевым зубчатым зацеплением в конструктивном узле подшипника ступицы колеса оси. Как только обод с помощью центрального резьбового соединения прижмется в осевом направлении к фланцу, находящемуся в конструктивном узле подшипника ступицы колеса, может достигаться безлюфтовое сцепление друг с другом зубчатого зацепления с осевым зубчатым зацеплением, при этом обеспечивается не имеющая люфта передача момента от оси на колесо (и обратно).
Согласно первому варианту выполнения изобретения осевое зубчатое зацепление образовано в конструктивном узле подшипника ступицы колеса на торцевой поверхности устройства, центрирующего обод. Для фиксации обода может при этом центральное резьбовое соединение, как, например, центральный винт в конструктивном узле подшипника колеса ступицы, входить в сцепление своей наружной резьбой с внутренней резьбой, которая образована в устройстве, центрирующем обод.
Согласно второму варианту выполнения изобретения осевое зубчатое зацепление конструктивного узла подшипника ступицы колеса образовано на направленной наружу в осевом направлении поверхности фланца. В этом случае осевое зубчатое зацепление может быть образовано полностью наружу направленной поверхностью фланца или также только частью поверхности, т.е. кольцом с меньшими размерами в радиальном направлении, чем такие же размеры общей поверхности. Подходящая передача момента может достигаться, если осевое зубчатое зацепление образовано в радиально внутренней области направленной наружу в осевом направлении поверхности фланца.
Согласно третьему варианту выполнения изобретения конструктивный узел подшипника колеса ступицы имеет диск тормоза с корпусом, и осевое зубчатое зацепление образовано на направленной наружу в осевом направлении поверхности корпуса диска тормоза.
Согласно четвертому варианту выполнения изобретения конструктивный узел подшипника ступицы колеса имеет переходник, который закреплен на фланце, и осевое зубчатое зацепление образовано на направленной наружу в осевом направлении поверхности переходника.
Как только обод с зубчатым зацеплением, которое образовано в центральной области обода, согласно второй, третьей или четвертой форме осуществления будет установлен в конструктивном узле подшипника колеса ступицы и зубчатое зацепление на ободе войдет в сцеплении с осевым зубчатым в конструктивном узле подшипника колеса ступицы, обод с помощью центрального резьбового соединения, как, например, центральной гайки, может фиксироваться в конструктивном узле подшипника ступицы колеса, причем внутренняя резьба центральной гайки входит в сцепление с наружной резьбой, которая может быть образована на устройстве, центрирующем обод.
Центральная область обода может быть выполнена так, что обод с помощью центрального винта, как в первом варианте выполнения, может крепиться в конструктивном узле подшипника ступицы колеса согласно второму, третьему или четвертому вариантам выполнения.
Согласно другому аспекту изобретения обод для колеса транспортного средства имеет центральную область, которая образована таким способом, что обод на фланце конструктивного узла подшипника ступицы колеса может устанавливаться в осевом направлении и на устройстве, центрирующем обод конструктивного узла подшипника ступицы колеса в радиальном направлении. В центральной области обода образовано зубчатое зацепление, которое может вводиться в сцепление с осевым зубчатым зацеплением, образованным в конструктивном узле подшипника ступицы колеса.
Описанные выше варианты выполнения, особенности и преимущества изобретения могут быть заимствованы точно также из примеров, которые описываются ниже.
Изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:
фиг.1 - разрез конструктивного узла подшипника ступицы колеса согласно первому варианту выполнения изобретения вместе с ободом;
фиг.2 - разрез конструктивного узла подшипника ступицы колеса согласно второму варианту выполнения изобретения вместе с ободом;
фиг.3 - разрез конструктивного узла подшипника ступицы колеса согласно третьему варианту выполнения изобретения вместе с ободом;
фиг.4 - разрез конструктивного узла подшипника ступицы колеса согласно четвертому варианту выполнения изобретения.
На фиг.1 показан конструктивный узел подшипника ступицы колеса с осью 10, фланцем 20, устройством, центрирующим обод, и осевым зубчатым зацеплением 100 на торцевой поверхности устройства 30, центрирующего обод. Выступающее наружу в осевом направлении устройство 30, центрирующее обод, образовано в виде конца трубы, так что на внутренней стенке устройства 30, центрирующего обод, может быть образована резьба.
С внутренней резьбой устройства 30, центрирующего обод, входит в сцепление наружная резьба 220 центрального винта 200. Головка центрального винта 200 имеет поверхность 210 прилегания, которая прилегает к наружной поверхности центральной области 410 обода 400.
Далее на фиг.1 показан диск 300 тормоза с корпусом 310 диска тормоза. В собранном состоянии корпус 310 диска тормоза и центральная область 410 обода 400 фиксируется, т.е. зажимается, между поверхностью 210 прилегания центрального винта 200 и направленной наружу в осевом направлении поверхностью фланца 20.
Центральная область 410 обода 400 имеет центрирующую поверхность 420, которая находится в контакте с выступающей наружу в радиальном направлении поверхностью устройства 30, центрирующего обод, когда обод смонтирован. Корреспондирующее с осевым зубчатым зацеплением 100 зубчатое зацепление в центральной области 410 обода на фиг.1 явно не показано, однако согласно изобретению осевое зубчатое зацепление 100 образовано расположенным напротив в центральной области 410 обода. Соответственно в собранном состоянии зубчатое зацепление на ободе вдавливается в осевое зубчатое зацепление на устройстве центрирования обода, благодаря чему создается не имеющее люфта соединение.
Фиг.2 иллюстрирует конструктивный узел подшипника ступицы колеса с осью 10, фланцем 20, устройством 30, центрирующем обод, и осевым зубчатым зацеплением 100, причем здесь осевое зубчатое зацепление 100 расположено, соответственно образовано, на направленной наружу в осевом направлении поверхности фланца 20.
Согласно этому варианту выполнения торцевая поверхность устройства 30, центрирующего обод, образована не виде зубчатого зацепления, следовательно, может применяться центральная гайка 200. Поверхность 210 прилегания центральной гайки 200 прилегает к наружной поверхности центральной области 410 обода 400. На внутренней поверхности центральной гайки 200 образована резьба 230, которая входит в зацепление с наружной резьбой, которая образована на устройстве 30, центрирующем обод. С помощью затягивания центральной гайки 200 центральная область 410 может прижиматься к фланцу 20 и с этим зубчатое зацепление в центральной области входить в контакт с осевым зацеплением 100, благодаря чему может обеспечиваться передача момента без люфта.
Также в этом варианте выполнения центральная область 410 имеет центральную поверхность 420 для прилегания к устройству 30, центрирующему обод. Дальше показан диск 300 тормоза, причем корпус 310 диска тормоза вместе с центральной областью 410 обода с помощью центральной гайки 200 может фиксироваться на фланце 20.
На фиг.3 представлен другой вариант выполнения настоящего изобретения. При этом осевое зубчатое зацепление образовано на направленной наружу в осевом направлении поверхности корпуса 310 диска 300 тормоза. В этом случае диск 300 тормоза может так монтироваться на оси 10, что корпус 310 диска тормоза направлен в радиальном направлении на область устройства 30, центрирующего обод.
Обод 400 с центральной областью 410 может теперь точно также надвигаться на устройство 30, центрирующее обод, так что поверхность 420 для центрирования обеспечивает радиальную установку обода. Также согласно этому варианту выполнения центральная область 410, а также корпус диска тормоза с помощью центральной гайки 200 фиксируется на оси конструктивного узла подшипника ступицы колеса и одновременно зубчатое зацепление на ободе вводится в сцепление с осевым зубчатым зацеплением на корпусе диска тормоза и оба зубчатых зацепления сжимаются.
На фиг.4 показан другой вариант выполнения конструктивного узла подшипника ступицы колеса согласно изобретению. Также здесь ось 10 имеет фланец 20, на котором может монтироваться корпус 310 диска 300 тормоза.
В этом варианте выполнения переходник в виде цилиндра с выступающим наружу фланцем прилегает к наружной поверхности корпуса 310 диска тормоза. Диск тормоза, а также переходник 330 может с помощью болтов 340 крепиться к фланцу 20. На направленной наружу в осевом направлении поверхности переходника, в частности участка фланца переходника, согласно этому варианту выполнения предусмотрено осевое зубчатое зацепление 100. Как только обод будет смонтирован на этом конструктивном узле подшипника ступицы колеса, зубчатое зацепление, которое соответствующим образом с осевым зубчатым зацеплением 100 образовано в центральной области обода, может вводиться в сцепление с осевым зубчатым зацеплением 100, образованным на переходнике.
Место передачи момента образует согласно изобретению выполненное на гребне обода колеса и ободе колеса осевое зубчатое зацепление. Это осевое зубчатое зацепление может выполняться с помощью процесса литья, деформации или также с помощью механической обработки соответствующих сторон зубчатого зацепления. Как описано выше согласно различным вариантам выполнения, осевое зубчатое зацепление может устраиваться в различных местах на гребне обода колеса. Число зубьев и величина зависит от уровня подлежащих передаче моментов и рассчитывается соответственно предусмотренному применению. Центральный винт может быть выполнен как с внутренним, так и наружным многогранником, чтобы сделать возможным как затягивание, соответственно отвинчивание, центрального резьбового соединения с помощью подходящего инструмента.
Конструктивный узел подшипника ступицы колеса согласно изобретению, а также обод с корреспондирующим зубчатым зацеплением возможны для всех генераций подшипников ступицы колеса. Однако отмечается, что при монтаже колес, соответственно ободьев, по причине определения важно, что прилегание к диску тормоза осуществляется прежде, чем зубчатое зацепление будет находиться на блоке. Таким образом обеспечивается прилегание обода к диску тормоза. Это может достигаться с помощью легкого перекоса (плавания) поверхности прилегания обода наружу, благодаря чему достигает эффект тарельчатой пружины.
В то время как изобретение описывалось и иллюстрировалось в деталях на чертежах и в предыдущем описании, предполагалось, что подобного рода иллюстрации и описания являются только иллюстративными или примерными и не ограничительными, так что изобретение не ограничено раскрытыми вариантами выполнения.
Другие модификации раскрытых вариантов выполнения, в частности вариантов выполнения конструктивного узла подшипника ступицы колеса, могут подразумеваться и осуществляться специалистом при преобразовании изобретения при изучении чертежей, раскрытия и зависимых пунктов формулы изобретения. В пунктах формулы изобретения слово «имеющий» не исключает других элементов и элементы, указанные в единственном числе, не исключают множественного числа. То обстоятельство, что определенные признаки названы в различных зависимых пунктах формулы изобретения, не ограничивает предмет изобретения. Также предпочтительно могут применяться любые комбинации этих признаков. Позиции в пунктах формулы изобретения не ограничивают объем пунктов.
1. Узел подшипника ступицы колеса для транспортного средства, содержащий фланец (20) для осевой установки обода (400) и устройство (30), центрирующее обод, предназначенное для радиального центрирования обода, причем в указанном узле подшипника сформировано осевое зубчатое зацепление (100), которое выполнено с возможностью введения в сцепление с зубчатым зацеплением, которое сформировано в центральной области (410) обода, причем осевое зубчатое зацепление (100) сформировано на торцевой поверхности устройства (30), центрирующего обод.
2. Узел подшипника по п. 1, содержащий центральный винт (200) для крепления обода (400) в указанном узле подшипника, причем наружная резьба центрального винта введена в зацепление с внутренней резьбой, которая сформирована в устройстве (30), центрирующем обод.
3. Узел подшипника по п. 1, в котором осевое зубчатое зацепление (100) сформировано на направленной наружу в осевом направлении поверхности фланца (20).
4. Узел подшипника по п. 1, содержащий диск (300) тормоза с корпусом (310) диска тормоза, причем осевое зубчатое зацепление (100) сформировано на направленной наружу в осевом направлении поверхности корпуса диска тормоза.
5. Узел подшипника по п. 1, содержащий переходник (330), который закреплен на фланце (20), причем осевое зубчатое зацепление (100) сформировано на направленной наружу в осевом направлении поверхности переходника.
6. Узел подшипника по любому из пп. 3-5, содержащий центральную гайку для крепления обода (400) в указанном узле подшипника, причем внутренняя резьба центральной гайки введена в зацепление с наружной резьбой, которая сформирована на устройстве (30), центрирующем обод.
7. Обод (400) для колеса транспортного средства с центральной областью (410), предназначенной для установки обода на фланце (20) узла подшипника ступицы колеса по п. 1 в осевом направлении и на устройстве (30), центрирующем обод, узла подшипника ступицы колеса в радиальном направлении, причем в центральной области сформировано зубчатое зацепление, которое выполнено с возможностью введения в сцепление с осевым зубчатым зацеплением (100), сформированным в узле подшипника ступицы колеса.
