БЛОК ПОДШИПНИКА КОЛЕСА
BLOCK OF WHEEL BEARING

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к блоку подшипника колеса, в частности, для грузовых автомобилей с двумя зеркально расположенными коническими роликоподшипниками согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Уровень техники
Подшипники колеса и ступицы колеса являются, как известно, высоко нагруженными элементами для подвески колес в ходовой части грузового автомобиля, которые особенно в грузовых автомобилях должны противостоять различным нагрузкам. При этом высокий срок службы и свободное от обслуживания применение подшипников и ступиц колес являются решающими конкурентными преимуществами таких грузовых автомобилей. Несмотря на очень высокий срок службы и отсутствие обслуживания ремонт дефектных подшипников является зачастую необходимым и он дороже, чем купить новый. Поэтому блоки подшипников колеса предлагаются в качестве запасных частей в секторе рынка запасных частей.
В блоках подшипников колес для грузовых автомобилей преобладающим образом применяются так называемые вставные блоки конических роликоподшипников.
Так называемый вставной подшипник также известен из DE 102006017162 A1. Описываемый здесь вставной блок подшипника колеса является сменяемым блоком, который может монтироваться без специальных знаний и без специальных инструментов с помощью простых имеющихся в ремонтных мастерских вспомогательных инструментов без особых требований к чистоте при монтаже. Блок подшипника включает два конических роликоподшипника с соответственно наружным кольцом и внутренним кольцом, между которыми расположен ряд конусных роликов. Конусные роликоподшипники расположены в ступице колеса зеркально друг к другу и зафиксированы упорным кольцом. При монтаже отдельные подшипники колеса по оси запрессовываются в ступице колеса, причем в качестве упора служит соответственно выступ в ступице колеса. Благодаря осевой установке упорного кольца в соответствующие канавки внутренних колец осуществляется соединение внутренних колец друг с другом и фиксация подшипника.
Из DE 69409511 T2 известно соединительное кольцо для удержания внутренних участков дорожки качения соседних подшипников. Соединительное кольцо имеет высокую прочность и позволяет простую сборку двух подшипников с образованием, например, одного подшипника колеса. Соединительное кольцо изготовлено из пружинящего материала и имеет два расположенных напротив идущих по периметру ряда выступающих наружу упругих язычков. Благодаря упругим язычкам соединительное кольцо может легко вставляться во внутреннюю дорожку качения подшипника. Когда соединительное кольцо находится в своем конечном положении, отскакивают язычки наружу, чтобы зафиксировать кольцо на своем месте. Внутренняя дорожка качения второго подшипника может в этом случае прижиматься к раскрытой половине соединительного кольца, пока оно не будет зафиксировано язычками второго ряда по периметру. Наружные кольца вводятся с соответственно различных сторон в ступицу колеса пока не дойдут до упора. Внутренние кольца подшипников упираются своими торцевыми поверхностями друг в друга, т.е. внутренние кольца должны изготавливаться большей ширины, чем наружные кольца. Это означает значительное использование материала, в частности дорогой подшипниковой стали.
Из DE 102004018901 B3 известна конструктивная группа подшипников качения, которая может монтироваться на имеющей форму усеченного конуса ступице. Конструктивная группа подшипников качения включает образованное цельным наружным кольцом и состоящее, по меньшей мере, из двух частей внутреннее кольцо. Телами качения являются конусные ролики. В том самом месте, в котором оба внутренних кольца согласно предписанию прилегают друг к другу, оба внутренних кольца разработаны с возможностью вхождения одно в другое в осевом направлении. Для этого каждое из внутренних колец соответственно в концевой области по направлению к упомянутой стороне снабжено кольцевидной канавкой, которая в осевом направлении во взаимодействие с кольцевидной областью, расположенной перед канавкой в направлении к упомянутой стороне, сконструирована в виде поднутрения. Обращенные друг к другу боковые поверхности кольцевидных областей снабжены резьбой, вследствие чего при первом монтаже внутренние кольца для предохранения от потери завинчиваются одно в другое. В установленном состоянии резьба отвинчивается. Соединение является разъемным и может нагружаться в осевом направлении. Габаритная ширина внутренних и наружных колец должна соответствовать габаритной ширине блока подшипника.
DE 19858973 C1 описывает многорядный подшипник качения с, по меньшей мере, двумя отдельными внутренними и/или наружными кольцами. Оба соседние по оси внутренние или наружные кольца в области общего монтажного шва соединены друг с другом с помощью соединительного элемента. В осевом цилиндрическом участке стыка имеется канавка, в которую укладывается имеющий форму проволоки соединительный элемент.
Из DE 102006026443 A1 известен подшипник качения с двумя внутренними кольцами и уплотнительной системой для уплотнения стыка между внутренними кольцами.
Из DE 19961712 B4 известен многорядный подшипник качения с, по меньшей мере, двумя непосредственно соединенными друг с другом отдельными внутренними и/или наружными кольцами. Внутренние кольца имеют соответственно удлиненную по оси область с канавкой, причем соответственно наружный контур внутреннего кольца зафиксирован в канавке другого внутреннего кольца. Этот подшипник имеет единственное целостное наружное кольцо. Также здесь отпадают высокие затраты на материалы, в частности дорогую подшипниковую сталь.
Известные вставные блоки подшипников в зависимости от общей ширины блока подшипника имеют длинные и при этом дорогие внутренние кольца. Блоки подшипников с цельным наружным кольцом при значительном использовании материалов на подшипники качения дороги в изготовлении.
Раскрытие изобретения
Задача изобретения заключается в том, чтобы создать недорогой в изготовлении блок подшипника колеса, который просто монтируется и имеет очень высокий срок службы.
Согласно изобретению задача решается в блоке подшипника колеса признаками пункта 1 формулы изобретения.
Предложенный в соответствие с изобретением блок подшипника колеса включает два зеркально расположенных друг к другу конусных роликоподшипника с соответственно внутренним кольцом и наружным кольцом. Между внутренним кольцом и наружным кольцом расположены конусные ролики в качестве тел качения, преимущественно в обойме.
Согласно изобретению блок подшипника колеса включает дальше внутреннее и наружное подкладочное кольцо, которые в осевом направлении расположены соответственно между внутренними кольцами, соответственно между наружными кольцами конусного роликоподшипника.
Соединение обеих, как правило, одинарных по ширине конусных роликоподшипников с образованием блока подшипника колеса осуществляется с помощью внутреннего подкладочного кольца, который работает в качестве фиксатора расстояния и соединительного средства. Соединение осуществляется преимущественно с помощью фиксирующего соединения между прокладочным кольцом и обоими внутренними кольцами, при полностью предварительно смонтированных конусных роликоподшипниках.
Преимущества изобретения следует усматривать, в частности, в том, что может предлагаться альтернатива более дорогостоящим и более дорогим известным решениям. При этом возможен переход от подшипников по каталогу на просто монтируемые покупателями неразъемные блоки подшипников с обеспечением срока службы.
Другие преимущества лежат прежде всего в использовании материалов. Благодаря небольшой ширине колец отдельных конусных роликоподшипников возможно применение заготовок для колонн. Благодаря этому достигается значительно меньшее использование дорогой подшипниковой стали. Подкладочные кольца изготавливаются преимущественно из нормальной недорогой конструктивной стали, благодаря чему в целом достигается уменьшение стоимости.
В предпочтительной форме осуществления предложенного в соответствии с изобретением блока подшипника колеса наружное подкладочное кольцо имеет на своих торцевых поверхностях профиль подкладочного кольца, который входит в контакт соответственно с дополнительно сформированным профилем наружного кольца на торцевой стороне наружных колец.
Преимущественно профили представлены соответственно ступенчатым профилем. Он может просто изготавливаться, например, растачиванием на соответствующих частях. С помощью выбора размеров этих профилей может простым способом осуществляться регулировка люфта подшипника.
Благодаря предложенной в соответствии с изобретением конструкции предоставляется закрытый, неразборный блок подшипника. Другие предпочтительные варианты осуществления приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
Предпочтительные формы осуществления изобретения ниже поясняются с помощью фигур. Где показывают:
фиг.1 - изображение разреза блока подшипника колеса, смонтированного на ступице;
фиг.2 - предварительно собранный блок подшипника колеса согласно фиг.1;
фиг.3 - возможное исполнение профиля наружных колец и прокладочного кольца при предпочтительной форме осуществления изобретения;
фиг.4 - предпочтительная форма осуществления фиксирующего соединения;
фиг.5 - альтернативная форма осуществления представленного на фиг.4 варианта соединения;
фиг.6 - детальное изображение внутреннего прокладочного кольца;
фиг.7 - соединение между внутренним кольцом и внутренним прокладочным кольцом с уплотнением;
фиг.8 - альтернативная форма осуществления представленного на фиг.7 варианта соединения.
Осуществление изобретения
Фиг.1 показывает изображение разреза блока подшипника колеса, смонтированного на ступице 01. Блок подшипника колеса включает два конусных роликоподшипника 02 с соответственно наружным кольцом 03, внутренним кольцом 04 и расположенными между ними конусными роликами 06 в качестве тел качения.
Наружное прокладочное кольцо 07 расположено между наружными кольцами 03. Внутреннее прокладочное кольцо 08 предусмотрено между внутренними кольцами 04. С помощью внутреннего прокладочного кольца 08 и внутренних колец 04 блок подшипника соединен в виде целого (см. фиг.4 и 5). Уплотнение 09 защищает внутреннюю часть подшипника от загрязнений.
Блок подшипника колеса в предварительно собранном состоянии с одной стороны надвигается/ запрессовывается на ступице 01 колеса до упора 10 и затем стопорится на ступице 01 упорным кольцом 11. Монтаж может осуществляться на простой форме ступицы с помощью простых инструментов без специальных знаний.
Фиг.2 показывает блок подшипника колеса в предварительно собранном состоянии, как он может предлагаться, например, на рынке запасных частей. Части блока подшипника колеса идентичны с ранее описанными частями.
Между наружными кольцами 03 и наружным прокладочным кольцом 07 образован имеющий в основном ступенчатую форму соединительный шов 12. Наружное кольцо 03 и наружное прокладочное кольцо 07 на своей торцевой стороне имеют соответственно дополнительно сформированный профиль 13, 14 (см. также фигуру 3), который преимущественно образован расточкой на наружном прокладочном кольце 07 в виде ступенчатого профиля. С помощью соединительного шва 12 на наружном прокладочном кольце может регулироваться люфт подшипника, т.е. размер, на который может смещаться кольцо подшипника по отношению к другому в радиальном направлении (радиальный люфт) или в осевом направлении (осевой люфт) без рабочей нагрузки от одного граничного положения в другое.
Через внутреннее прокладочное кольцо 08 осуществляется соединение блока подшипника преимущественно с помощью фиксирующего соединения (на фиг.2 не изображено). Также между внутренними кольцами 04 и внутренним прокладочным кольцом 08 проходит соединительный шов 15, в основном имеющий ступенчатую форму. Фиксирующее соединение в предпочтительных формах осуществления представлено на фигурах 4 и 5. Оно может осуществляться как на наружном диаметре внутреннего прокладочного кольца 08 и внутреннего кольца 03 (фиг.4), так и на внутреннем диаметре (фиг.5).
В показанной на фиг.4 форме осуществления в области соединительного шва 15 в наружный контур внутреннего кольца 04 врезана радиальная канавка 16, в то время как радиальная канавка 17 выбрана во внутреннем контуре внутреннего прокладочного кольца 08.
В изображенной на фиг.5 форме осуществления радиальная канавка 16 выбрана во внутреннем контуре внутреннего кольца 04, в то время как радиальная канавка 17 предусмотрена в наружном контуре внутреннего прокладочного кольца 08.
В обеих названных выше формах осуществления к канавкам в осевом направлении подключаются радиально простирающиеся фиксирующие элементы 18, 19, которые при фиксации соединения соответственно заскакивают в канавку другой части.
При необходимости для облегчения монтажа блока подшипника колеса во внутреннем прокладочном кольце 08 могут быть расположены с распределением по периметру проходящие по оси шлицы 20, как это изображено на фиг.6. Благодаря этому обеспечивается пружинящее действие фиксирующих элементов 19 при соединении внутренних колец 04 с внутренним прокладочным кольцом 08. Исполнение таких фиксирующих соединений известно специалисту, поэтому здесь другие детали опускаются.
На фиг.7 и 8 представлено применение дополнительного уплотнения 21. Оно применяется предпочтительно в опорах задней оси. Уплотнение 21 расположено в канавке 22, которая образована между внутренним кольцом 04 и внутренним прокладочным кольцом 08 при закрытом соединительном шве 15 в радиальном направлении. Поверхность 23 основания канавки 22 больше, чем радиальное отверстие канавки 22. Такое уплотнение описано, например, в DE 102006026443 А1.
Перечень позиций
01. Ступица
02. Конусный роликоподшипник
03. Наружное кольцо
04. Внутреннее кольцо
05. -
06. Конусный ролик
07. Наружное подкладочное кольцо
08. Внутреннее подкладочное кольцо
09. Уплотнение
10. Упор
11. Упорное кольцо
12. Соединительный шов
13. Внутренняя канавка
14. Внутренняя канавка
15. Соединительный шов
16. Канавка
17. Канавка
18. Фиксирующий элемент
19. Фиксирующий элемент
20. Шлиц
21. Уплотнение
22. Канавка
23. Поверхность основания