本發明涉及一種具有密封組合單元的、用于交通工具的車輪軸承組合單元的軸承組合單元。

背景技術：

上述類型的用于車輪軸承組合單元的軸承組合單元通常具體體現為圓錐滾子軸承組合單元。此處，兩個相配合的圓錐滾子軸承在軸向上彼此預緊且被接納在輪轂上或輪轂中。此外，設置密封組合單元來密封軸承組合單元，以防止污物和/或水進入，和/或防止潤滑劑排出。此密封組合單元通常具體體現為盒式密封件(cassetteseal)并作為完整構件應用在軸承組合單元上，特別是應用在軸承圈上。

此外，設定圓錐滾子軸承中的預緊是相對復雜的且也是不精密的過程，其中試圖通過使圓錐滾子軸承單元的兩個內圈在軸向上彼此相向移位(在背對背軸承配置的情形中)或在軸向上彼此背離移位(在面對面軸承配置的情形中)來設定正確的預緊。正確的移位路徑由構件的復雜測量決定，且通過墊片設定，使得產生期望的預緊。隨后，通過擰緊(將整個軸承組合單元固定于軸部件的)軸螺母來維持預緊。

由于螺母的固定或內圈的固定經由相應的夾持力來實現，因而此處必須又要考慮經由墊片復雜地設定的軸承預緊被通常非常大的夾持力影響。所以實現所期望的精確預緊可能是很有難度的。

因此，現有技術(特別是de102012221297)已經提議在軸承圈上布置至少一個擋邊，使得該擋邊在軸向上相對于(承載該擋邊的)軸承圈是可調節的，其中可調節的擋邊包括螺紋，能夠經由該螺紋調節擋邊的軸向位置。

然而，由此產生以下問題：通常使用的盒式密封件不再能夠使用，且盒式密封件必須被改動以適應特定的環境和預緊。這一方面是昂貴的且另一方面要求非常耗時的安裝。

技術實現要素：

因此，本發明的目的是提供一種軸承組合單元，其能夠簡單且精確地設定軸承組合單元上的預緊，并使得能夠簡單地安裝密封組合單元。

此目的通過根據本發明的軸承組合單元來實現。

在下文中，提出了一種軸承組合單元(其特別用于交通工具的車輪軸承組合單元)，具有：至少一個滾動軸承，特別是具有兩個圓錐滾子軸承，至少一個滾動軸承包括軸承外圈和軸承內圈，在軸承外圈和軸承內圈之間界定了軸承內部空間，該軸承內部空間布置有滾動體。此外，軸承組合單元包括用于密封軸承組合單元的密封組合單元，密封組合單元包括承載構件，承載構件能夠以一起轉動的方式(例如，經由軸向延伸的環形臂)連接至軸承組合單元的軸承圈中的一者，并且包括徑向延伸的環狀擋邊，該徑向延伸的擋邊承載具有至少一個密封唇的、徑向環繞的密封件。密封唇朝向其他軸承圈延伸并密封地抵接在套筒形構件上，套筒形構件能夠以一起轉動的方式連接至軸承組合單元的其他軸承圈。

為了不僅提供簡單的安裝，而且(正如下面進一步明確解釋的)還提供軸承組合單元中的簡單且精確的預緊，提議將套筒形構件形成為形成滾動體的軸向止擋件的、優選可軸向調節的擋邊。因而，密封件和擋邊可以在單個工作步驟中被安裝。此外，除了更快速的安裝之外，可以顯出成本優勢，原因在于不需要使用用于密封件的金屬板部件和用于擋邊的金屬板部件，而是單個金屬板部件就滿足需要。

根據有優勢的示例性實施方案，套筒形構件能夠相對于相關聯的軸承圈沿軸向調節，或相對于軸承圈布置。由此可以將所定義的預緊力施加到軸承組合單元上，同時軸承組合單元密封防止污物和/或水進入。

根據另外有優勢的示例性實施方案，形成擋邊的套筒形構件借助壓力配合布置在軸承圈上或相對于軸承圈布置，并且能夠逆著由壓力配合給予的摩擦在軸承圈上移位或相對于軸承圈移位。由此可以實現可軸向移位的擋邊的簡單安裝，原因是不需要在套筒形構件上設置螺紋，而是僅借助壓力配合布置在軸承圈上或相對于軸承圈布置，且被構造成能夠逆著由壓力配合給予的摩擦在軸承圈上移位或相對于軸承圈移位。

此外，如果要經由形成擋邊的套筒形構件設定預緊，那么以簡單的方式是可能的，原因是經由壓力配合的摩擦力大小與形成可移位擋邊的套筒形構件的軸向移位實現預緊。此外，兩條預緊回路(即滾子預緊的預緊回路和內圈夾持的預緊回路)的分離可以通過在受到壓力配合作用時上推來實現，這又使內圈夾持或螺母鎖定的不利影響能夠與實際軸承預緊分開。此外，在形成可調節擋邊的套筒形構件的移位期間，經由壓力配合或由壓力配合產生的摩擦量級，可以精確地確定滾動體施加到擋邊上是什么力和因而軸承組合單元中主要是什么預緊。由此可以簡單而快速地實現軸承組合單元上的所定義的預緊。這里，還可以經由使用擋邊的不同的壓力配合實現不同的預緊。

此外，有利地實現了形成擋邊的套筒形構件的非常多種的布置可能性。因而，例如形成可調節擋邊的套筒形構件可以被布置在外圈或內圈上，或還可以布置在接納滾動軸承的軸承殼體上或由軸承可旋轉地支撐的軸上。

因此特別對于布置在軸承內圈上來說，可以提供一種被設計成整體上更耐久的密封件。此原因在于，起到擋邊作用的套筒構件的直徑小于一體地形成有擋邊的軸承圈的直徑，從而使得轉速(密封唇以該轉速沿著套筒形構件運行)被減小，因而摩擦損失和磨蝕被減輕。

根據另外有優勢的示例性實施方案，內圈或外圈包括圓柱形座，形成擋邊的套筒形構件優選能夠在壓力配合作用下推到圓柱形座上。由于該圓柱形座，還可以實現反抗形成可移位擋邊的套筒形構件的可移位性的、恒定的摩擦力，因而所定義的預緊可以被確定且產生。

此外，如果形成擋邊的套筒形構件能夠以軸向上不可調節的方式固定于軸承圈的話，那么這是有優勢的。由此，套筒形構件可以固定地連接至軸承圈。如果套筒形構件被構造為可軸向調節的擋邊，那么可以在產生期望的預緊之后在軸向上固定套筒形構件，以便防止形成可調節擋邊的套筒形構件在軸承運行期間發生滑動。

這里，形成擋邊的套筒形構件能以過盈配合或材料粘結(尤其是通過激光熔焊)的方式被連接至軸承圈和/或軸承殼體。由于過盈配合或材料粘結的連接，套筒形構件可以被非常快速且可靠地連接至軸承圈或軸承殼體。這里，優選周向布置的槽也可以被布置在軸承圈和/或軸承殼體上，套筒形構件被卷曲(rolled-up)到槽中和/或槽以另外的方式借助過盈配合被連接至套筒形構件。

此外，如果套筒形構件被設置為至少在部分區域內(尤其在與槽相互作用的區域內)是可略微變形的，那么套筒形構件可以在槽的區域內(例如經由捶打)變形，由此產生過盈配合。正如上面已經解釋的，這使得套筒形構件與軸承圈和/或軸承殼體之間的簡單的過盈配合連接成為可能。

根據另外有優勢的示例性實施方案，形成擋邊的套筒形構件被設置為至少部分被硬化(尤其被感應硬化)，優選地，將面朝滾動體的軸向末端區域和/或接觸至少一個密封唇的區域設置為被硬化。由于套筒形區域應該優選包括用于引導滾子且用于抵接密封唇的硬接觸區域，而且還包括用于將套筒形構件固定到軸承圈上的可塑性變形的區域，因此感應硬化的接觸區域尤其是有利的。由此可以提供區域性的精確硬化和用于與槽過盈配合的塑性變形。

可選擇地或另外地，形成擋邊的套筒形構件至少部分包括(尤其是在外表面上包括)耐磨涂層。這里，面朝滾動體的軸向末端區域和/或接觸至少一個密封唇的區域優選包括耐磨涂層。耐磨涂層可以是例如dlc(類金剛石碳)層、碳氮化層和/或氮化層，但是陶瓷層、硬鉻層或現有技術已知的其他促進耐磨的層也是可設想的。由于存在耐磨涂層，即使長時間持續運行，也可以避免滾動體或密封唇的接觸區域中出現過早的磨損跡象(prematuresignsofwear)，由此可以增加軸承的使用壽命。

本發明的另一方面涉及一種用于在密封的滾動軸承(尤其是圓錐滾子軸承)內設定預緊的方法，滾動軸承包括兩個軸承圈，這兩個軸承圈被設置為內圈和外圈且在該內圈和外圈之間布置有至少一個滾動體。此外，密封組合單元和可軸向調節的擋邊被布置在內圈和/或外圈上，可軸向調節的擋邊由套筒形構件形成，該套筒形構件同時起到密封組合單元的密封唇的接觸套筒的作用。套筒形構件優選地借助壓力配合被布置在軸承圈上或相對于軸承圈被布置，且能夠在軸承圈上逆著由壓力配合給予的摩擦移位或相對于軸承圈移位。這里，該方法包括下述步驟：

將形成擋邊的套筒形構件布置在軸承圈上或相對于軸承圈布置；

將至少一個滾動體布置在內圈上；

將其上布置有至少一個滾動體的內圈引入到外圈中；

使內圈和/或外圈相對于彼此移位，直至到達套筒形構件上的至少一個滾動體的止擋件；

通過使內圈和/或外圈進一步移位來使套筒形構件逆著由壓力配合產生的摩擦在軸承圈上移位或相對于軸承圈移位，使得在圓錐滾子軸承內實現預定的預緊；

將套筒形構件固定在假定該套筒形構件已達到預定的預緊的位置；以及

將具有軸向延伸的環形臂和徑向延伸的環狀擋邊的密封件托架(其承載具有至少一個密封唇的、徑向環繞的密封件)應用到與套筒形構件相對的軸承圈上，使得密封唇密封地接觸套筒形構件。

在本文中，如果此用于預緊和密封的方法與上述軸承組合單元一起使用將是特別優選的。

另外的優勢和優勢性的實施方案被界定在說明書、附圖和權利要求中。在本文中，尤其是說明書和附圖中規定的特征的組合僅僅是示例性的，從而使得這些特征還可以單獨存在或以其他方式組合存在。

附圖說明

在下文中，參考附圖中描繪的示例性實施方案更詳細地描述了本發明。此處，示例性實施方案和示例性實施方案中所顯示的組合僅僅是示例性的且無意于界定本發明的保護范圍。此保護范圍僅由在審的權利要求限定。

圖1顯示了從本發明的軸承組合單元的第一示例性實施方案截取的示意性橫截面圖；和

圖2顯示了圖1描繪的軸承組合單元的詳細視圖。

附圖標記列表

在下文中，相同的或功能上等同的構件由相同的附圖標記表示。

1軸承組合單元

2滾動軸承

3滾動軸承

4內圈

5內圈

6外圈

7外圈

8滾動體

9滾動體

10可調節的擋邊套筒

11固定的擋邊套筒

12、13密封組合單元

14軸向環形段

15徑向擋邊

16密封唇

18圓柱形座

20槽

22軸螺母

24夾持環

v1預緊回路

v2預緊回路

r輪轂

具體實施方式

在圖1中，軸承組合單元1被描繪為包括兩個圓錐滾子軸承2和3。兩個圓錐滾子軸承2、3中的每一個具有內圈4或5，但共用外圈6，或如圖2所描繪的，每一個圓錐滾子軸承具有其自身的外圈6、7。滾動體8或9被布置在軸承圈之間。這樣的軸承組合單元可以特別見于車輪軸承單元中，其中軸承組合單元被安裝于車輪輪轂r。

所描繪的軸承組合單元被具體體現為背對背配置。內圈4、5上的擋邊10和11限制了圓錐滾子8、9在軸向上的可移動性。

此處，擋邊10、11被構造為套筒形構件(擋邊套筒)，這些套筒形構件被推到軸承圈4、5上。雖然內圈5的套筒形構件11作為固定擋邊被固定在內圈5上，但這并不適用于形成內圈4上的擋邊10的套筒形構件10。此套筒形構件被實施為可軸向調節的擋邊10，即還可以在軸承圈和滾動體組裝完成后，在內圈4上沿軸向調節擋邊10。

此外，可以從圖1中看到，擋邊套筒10、11同時被構造為密封組合單元12、13的接觸套筒。密封組合單元12、13被構造為盒式密封件，且(如還可以特別是從圖2的放大描繪圖中看到的)包括軸向延伸的環形臂14和徑向延伸的環狀擋邊15。此外，密封唇16被附著到徑向延伸的擋邊15上，密封唇16背離(軸向延伸的)環形臂14朝向軸承內圈4、5延伸，且密封地抵接在擋邊套筒10、11上。這里，密封唇16還可以被構造為多部件式密封唇16，其以第一段16-a抵接在擋邊套筒10、11的軸向延伸的段10-a、11-a上，且以第二段16-b抵接在擋邊套筒10、11的(提供了擋邊的)段10-b、11-b上。

此外，圖2特別顯示了擋邊套筒11被構造為壓力配合于內圈5。這里，如圖1和2顯示的，如果內圈4包括圓柱形肩部18，則擋邊套筒10在壓力配合作用下被推到圓柱形肩部18上，是特別有優勢的。這里，在組裝期間，先將形成固定擋邊的套筒形構件11在壓力配合作用下推到內圈5上并固定。此固定可以經由熔焊尤其是激光熔焊來實現；然而，也可以在軸承內圈4、5內設置槽20，擋邊套筒10、11卷曲到槽20內。還可以通過錘打使擋邊套筒10、11變形，從而在槽20內產生夾持。相比之下，在安裝期間，使得形成可軸向調節的擋邊10的套筒形構件逆著擋邊套筒10與軸承圈4之間的摩擦阻力在軸向上移位，使得能夠在軸承組合單元內產生預定的預緊。

這里有利的是，在擰緊軸螺母22(內圈4和5經由該軸螺母22被彼此固定)期間，發生形成可調節擋邊的套筒形構件10的移位。在擰緊軸螺母22期間，滾動體8、9經由內圈4、5被壓到外圈6上。由于擋邊套筒10的壓力配合通常小于軸螺母22使內圈4、5移位到其最終位置(即彼此抵接位置)所借助的力，因而擋邊套筒10沿著圓柱形肩部18朝向軸向外側移位。然而，此移位僅在克服了由摩擦產生的反作用力之后發生，從而產生摩擦力級別的預緊。由此可以定義并確定預定的預緊。

同時，兩個預緊(即對應于預緊回路v1的軸承組合單元的預緊和對應于預緊回路v2的內圈4、5的預緊或夾持)經由軸螺母22的旋進而彼此分離，從而即使稍后內圈4、5相對于彼此不精確的安裝，圓錐滾子軸承1本身中預定的預緊也得以維持。

如果在軸螺母22旋進之后，擋邊套筒10的最終位置位于圓柱形軸承座18上，則可以例如使用過盈配合或材料粘結來固定擋邊套筒10的位置。由此確保即使在運行時也不會發生擋邊套筒10的進一步的軸向移位或松脫。為此目的，對于內圈4上的固定擋邊套筒10，可以并入在周向上圍繞軸承圈4延伸的槽20。在實現預定的預緊后，擋邊套筒10隨后可以被卷曲到槽20中或發生變形(例如通過捶打發生變形)，使得發生擋邊套筒10在槽20內的夾持。可選擇地，當然也能以材料粘結的方式(例如通過熔焊，尤其是激光熔焊)將擋邊套筒10附著到內圈4上。那么就可以省去形成槽20。

為了保持擋邊套筒10、11上的磨損盡可能的小，還可以設置成，將擋邊套筒10-11的(面向滾動體8的)軸向的擋邊段10-b、11-b構造成被感應硬化。相比之下，不將背離滾動體8的軸向末端區域10-c、11-c(參見圖2)構造為被硬化。由此，擋邊套筒10、11的未硬化區域10-c、11-c可以塑性變形，使得材料變形到槽20中是可能的。還可能的是，對區域10-a、11-a(密封唇16-a、16-b在該區域10-a、11-a上延伸(run))進行硬化。由此可以減輕此區域內的磨損。

可選擇地或另外地，可以為擋邊套筒10-11的面向滾動體8的軸向擋邊段10-b、11-b和/或面向密封唇的區域10-a、11-a提供耐磨涂層。由于此涂層，特別對于長時間的運行，能夠避免在擋邊套筒10、11與滾動體8或密封唇16-a、16-b之間的接觸區域中的、過早的磨損跡象。

替代在內圈4、5上布置擋邊套筒10、11，正如描繪在圖1和2中的，當然也可以在外圈6上或在包括該外圈的軸承殼體r上設置擋邊套筒10、11。

正如上面已經提到的，本發明的軸承組合單元(特別是在車輪軸承單元中)具有以下優勢：圓錐滾子軸承在預定的預緊下被安裝。同時，一般來說，通常必須使內圈4和5處于緊密抵接的位置，以便在其之間布置夾持環24(參見圖1)且使兩個內圈4和5在運行時相對于彼此軸向固定。特別地，在現有技術已知的定位環的解決方案中，這已導致以下問題：在組裝時必須要精確定義軸螺母的位置以便產生所定義的預緊。然而，由于就組裝而言這是非常復雜的，因而迄今，預定的預緊通常已被省略。

如果還要密封圓錐滾子軸承免受外部環境的影響，已被證明的是，具有可軸向調節擋邊的標準化的盒式密封件的使用通常并未被實現。特別地，在使用可軸向調節的擋邊套筒的解決方案中，密封件必須被專門制造。由于上述作為密封唇接觸件和滾動體支撐件的擋邊套筒的使用，因而可提供一種還能夠與可軸向調節的擋邊套筒一起使用的標準化解決方案。然而，具有固定擋邊套筒的密封軸承也可以配備有以下擋邊套筒，即其可以同時被構造為密封組合單元的密封唇的接觸套筒。如果密封件沒有作為完整的組合單元套件被引入，那么可能有利地是以如下方式設計密封件托架，即軸向環段被布置在軸承內側且徑向擋邊段被布置在軸承外側。由此密封件托架可以被簡單地推到軸承組合單元中(特別是擋邊套筒上)。

除了減輕磨損的涂層或硬化之外，密封組合單元以及進而軸承組合單元的使用壽命還可通過以下方式延長，即使得密封唇在擋邊套筒上的轉速小于密封唇抵接在具有以一體方式構造的擋邊的軸承內圈上時的轉速。其原因在于，具有一體擋邊的軸承內圈的外徑相當于軸承圈厚度+擋邊高度。忽略(omitted)因圓柱形肩部18導致的直徑減小。然而，由此還降低了密封唇的轉速，這導致延長了使用壽命。

進一步注意到，除了所描繪的圓錐滾子軸承之外，滾動軸承也可以包括同時用作密封組合單元的密封唇的接觸套筒的擋邊套筒。

總之，就上述軸承組合單元來說，密封的軸承組合單元可以被提供來協同使用一個元件，由此一方面節約成本且另一方面可以簡化安裝步驟。同時，借助軸承中的可軸向調節的擋邊(使用該擋邊實現了預定的精確預緊)，還提供了用于密封件的可標準化的且易于安裝的解決方案。