专利名称：汽车传动系的轴承装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于根据权利要求I前序部分所述类型汽车(特别是商用车辆)传动系的轴承装置。
背景技术：
DE 102005027082A1公开了ー种汽车的轴承装置，其具有两个滚动轴承，其外圈设置在外壳内并且其内圈设置在轴上并具有用于相对于内圈轴向张紧外圈的张紧装置。张紧装置在此方面包括中间件，该中间件通过取决于负荷改变其厚度尺寸可以使滚动轴承的轴向预张カ得到改变。中间件例如作为可以电动控制的压电元件构成。这种类型的致动元件以及其他类型的例如机械或液压的致动机构需要调节装置以及辅助能量，这样不希望地増加了复杂性和由此的成本。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供ー种上文所述类型的轴承装置，该轴承装置具有很低的复杂性和很低的成本。该目的通过ー种具有权利要求I所述特征的用于汽车、特别是商用车辆传动系的轴承装置得以实现。在从属权利要求中说明本发明的依据目的和非同一般的进ー步改进的有利实施方式。依据本发明用于汽车传动系的轴承装置具有至少ー个轴、与轴抗扭连接的传动件以及轴的至少ー个轴承圈，该轴承圈借助张紧装置可以在轴的轴向上受到カ的影响，其特征在于，轴的轴承圈借助张紧装置可以根据传动件与轴承圈的相对扭转而在轴的轴向上受到力的影响。依据本发明的轴承装置的轴在此方面可以由传动件驱动。在取决于从传动件传导到轴上的转矩情况下，轴的ー个区域进行扭转，该转矩通过该区域相对于在该转矩流的方向上下游设置的轴的区域被导入轴内，例如与轴抗扭连接的轴的轴承圈设置在该下游设置的区域内。换句话说，这一点意味着，轴的轴体在取决于通过传动件导入到轴中的转矩的大小的情况下扭转，也就是扭动。此外这一点意味着，从中产生传动件与轴的轴承圈的相对扭转，并且同样取决于所导入的转矩的大小。借助张紧装置现在可以根据传动件与轴承圈的相对扭转在轴向上向轴承圈施加力，由此在取决于所施加的和导入轴内的转矩大小的情况下，可以使包括所述轴承圈的轴承轴向预张紧。所述轴承例如不仅包括例如作为与轴抗扭连接的轴承内圈构成的所述的轴承圈，而且还包括对应的轴承外圈，其中，轴承内圈和轴承外圈在支撑体，特别是例如像圆锥滚子这种滚动体的转接下相互间支承。由于轴承内圈形式的轴承圈的加载，轴承内圈可以相对于轴承外圈张紧，由此轴承在取决于所导入的转矩大小的情况下实现轴向预张力。依据本发明的轴承装置的张紧装置因此不需要待调节的和消耗能量的致动机构。因此依据本发明的轴承装置不仅具有很低的复杂性、很少的部件数量和由此产生的低成本，而且还具有很低的重量，这样有利于降低汽车运行的能耗。此外，依据本发明的轴承装置的故障率由于复杂性低而极低。所介绍的轴的区域相对扭转在此方面根据轴或其轴体的弹性进行，其中，这种效应用于获取轴承具有优点的轴向预张カ。这种取决于转矩的轴承预张カ减少轴的特别是低和中转矩范围内的损耗功率，由此导致汽车运行能量需求的进ー步降低。例如，如果用于驱动汽车的驱动机组作为内燃机构成，那么这一点意味着明显降低燃料以及減少C02排放。在此方面与公知的轴承装置相比，轴承损耗功率可以减少30%，这样提高轴承装置的效率。除了无需附加传感器和/或控制器的事实外，依据本发明的轴承装置暗含的优点是，该轴承装置仅具有很少的结构空间需求以及仅需最小地改变已经存在的部件并因此在改变方面的开销几乎不需时间和成本花费地便可与已经存在的部件一体化。此外，已经存在的系统可以加装依据本发明的轴承装置。
在本发明ー种有利的实施方式中，张紧装置具有至少ー个分配给传动件并至少按照区域地至少基本上是斜面形状的控制件，以及至少ー个对应的、分配给轴承圈并至少按照区域地至少基本上是斜面形状的操作件，其中，控制件和操作件借助于至少一个中间件，特别是滚动体而共同作用。有利的是，传动件与控制件以及轴承圈与操作件整体构成，这样将轴承装置的部件数量并因此将成本保持在很小的范围内。各斜面形状在此方面例如至少基本上平行于径向构成。从各方面看，轴或轴的区域的相对扭转并因此传动件与轴承圈的相对扭转可以通过控制件和操作件转换成轴的轴承圈的轴向施加力和因此转换成其轴向运动，由此实现取决于转矩并因此根据需求的轴承预张力。滚动体，控制件以及操作件借助其而共同作用，例如作为圆柱滚子构成，由此可以传递高的轴向力。在这里需要指出的是，轴例如借助至少两个轴承支承，这两个轴承包括所介绍的与轴抗扭连接的轴承内圈以及对应的轴承外圈，其中，轴承外圈例如固定在外壳内。这种轴承例如是圆锥滚子轴承，其采用公知的X形或0形设置或其他类型的设置。但依据本发明的轴承装置可以使用任何类型的具有优点地无间隙传递轴向和径向カ的滚动轴承。为此ー般需要轴承预张力，这种轴承预张カ正如所介绍的那样，通过依据本发明的轴承装置按照简单方式得以实现。这种轴承预张カ装置使轴承负荷能力在所有运行状态下得到最佳的充分利用、避免轴承间隙和轴傾斜，并且补偿热膨胀。必要的或所要求的轴承预张力，也就是在轴的轴向上作用的力的大小例如实验测定和传统上通过垫片精确调整。在此方面，轴承预张カ的大小视出现的最高负荷而定。这一点造成附加的轴承负荷并提高了整个使用期间取决于转矩的轴承损耗功率。为了有针对性的取决于转矩的轴承预张カ采用例如促动器形式的致动机构，在部分负荷区域内降低预张カ并提高效率，但具有已经介绍的缺点。这种有源致动机构保留的这些缺点以及提高整个使用期间轴承损耗功率的缺点通过依据本发明的轴承装置得到克服。具有优点的是，控制件设置在传动件面向轴承圈的端面上并且操作件设置在轴承圈面向传动件的端面上。这样实现了依据本发明的轴承装置的有针对性和直接的力传递以及很小的结构空间需求。
本发明的其他优点、特征和细节来自优选实施例以及借助附图的以下说明。前面说明书中所称的特征和特征组合以及后面在对附图的介绍中所称的和/或仅在附图中示出的特征和特征组合不仅可以各个已表明的组合中使用，而且也可以其他组合或単独地使用，而不偏离本发明的范围。其中图I示出依据本发明的轴承装置一种实施方式的透视图；图2示出图I轴承装置的示意纵剖面图；以及图3示出用于说明前面附图的轴承装置工作原理的两个示意图。
具体实施方式
图I示出用于商用车辆传动系的轴承装置10，其具有包括传动小齿轮12的轴14，该轴与联接法兰16形式的传动件抗扭连接。轴14与联接法兰16的抗扭连接在此通过啮合齿18实现，在商用车辆驱动时，由内燃机产生的转矩可以从联接法兰16通过该啮合齿传递到轴14上，该轴然后再通过其传动小齿轮12传动后桥差速器。轴14在部分示出的外壳20内通过第一圆锥滚子轴承22以及通过第二圆锥滚子轴承24支承，其中，圆锥滚子轴承22和24采用0型设置。联接法兰16以及圆锥滚子轴承22和24因此由轴承装置10包围。圆锥滚子轴承22包括抗扭固定在外壳20内的轴承外圈28以及与轴14抗扭连接的轴承内圈30。轴承外圈28和轴承内圈30借助于圆锥滚子形式的滚动体而彼此支承。圆锥滚子轴承22还包括将圆锥滚子保持在正常位置上的保持架32。圆锥滚子轴承24具有类似的情况，其同样包括抗扭固定在外壳20内的轴承外圈34以及与轴14抗扭连接的轴承内圈36、圆锥滚子形式的滚动体以及保持架38。如果圆锥滚子轴承22的轴承内圈30例如通过压配合与轴14抗扭连接，那么圆锥滚子轴承24的轴承内圈36与轴14的抗扭连接通过啮合齿40实现。对啮合齿40来说，轴14的啮合齿与齿套42的对应啮合齿相啮合，该齿套42与轴承内圈36例如焊接地抗扭连接。这样可以使轴承内圈36相对于轴14在该轴14的轴向上按照方向箭头44移动。在轴14的径向上，轴承内圈36与轴14之间设置滑套46，该滑套46在轴承内圈36与轴14相对移动时将摩擦降到最低限度并有助于将轴承内圈36的径向カ传递到轴14上。在轴承内圈30与轴承内圈36之间，依据方向箭头44在轴14的轴向上还设置承压套48，其通过相应的止挡一方面支承在轴承内圈30上、另ー方面支承在轴承内圈36上。在轴承装置10中，希望无间隙传递轴向力，也就是依据方向箭头44在轴14的轴向上作用的力，这样要求轴承装置10或圆锥滚子轴承22和24在轴向上的轴承预张力。在此方面，值得期望的是在由内燃机提供的和通过联接法兰16导入轴14内的高转矩情况下，提供高的轴承预张力，也就是高的轴向力，而在低和中转矩时，则期望降低轴承预张カ并对轴承装置10的效率产生积极影响。为获取这种取决于转矩的轴承预张力，也就是圆锥滚子轴承24的轴承内圈36向轴承外圈34的预张力，设置张紧装置50，借助该张紧装置可以根据联接法兰16与轴承内圈36的相对旋转在轴14的轴向上依据方向箭头44向该轴承内圈36施加力，并因此可以相对于轴承外圈34张紧，由此获取所述的轴承预张力。与轴14抗扭连接的联接法兰16相对于同样与轴14抗扭连接的轴承内圈36的扭转在此方面通过如下进行，即其中转矩通过联接法兰16被导入的轴14的区域根据轴14的弹性相对于在转矩流的方向上下游设置的轴14的区域扭转。也就是说，轴14的区域(在该区域中联接法兰16与轴连接)相对于其中设置了轴承圈36的区域进行扭转，其中，这种相对扭转根据所导入的转矩的大小进行。因此在高转矩情况下，产生显著的相对扭转。在低转矩情况下，相对扭转减弱直至消失。环绕轴14的旋转轴的这种相对扭转现在这样转换成轴承内圈36的运动或向该轴承内圈在轴14的轴向上施加力，使张紧装置50具有分配给联接法兰16、与该联接法兰整体构成并基本上斜面形状的控制件52以及分配给轴承内圈36、与该轴承内圈整体构成以及同样基本上斜面形状的对应操作件54，该控制件52和操作件54在各自圆柱滚子的转接下共同作用。控制件52在此方面设置在联接法兰16的靠近轴承内圈36的端面上，而操作件54则设置在轴承内圈36的靠近联接法兰16的端面上。结合图3观察可以看出，在联接法兰 16以及因此控制件52相对于轴承内圈36进而因此相对于操作件54相对扭转时，圆柱滚子56相对地沿控制件52和操作件54的斜面形状的断面滚动进而因此控制件52和操作件54向相反的方向离开地运动。因为现在控制件52通过联接法兰16支承在轴14的轴向上，而且轴承内圈36通过圆锥滚子和在外壳20的相应凸肩58上的轴承外圈34也支承在轴14的轴向上，所以出现从这种张紧中产生的在轴14的轴向上的力。这种张紧的大小以及因此形成轴承预张カ的此轴向力的大小在此方面取决于圆柱滚子56沿斜面形状的控制件52或操作件54的相应断面上移动的程度，这样也取决于联接法兰16与轴承内圈36相对扭转的量。这一点又取决于所导入的转矩的大小。转矩越高，圆柱滚子56向斜面形状断面的相对运动越大且轴承预张カ越大。这意味着，从非常高的转矩中产生非常大的轴承预张力。如果转矩下降，那么联接法兰与轴承内圈36之间的相对扭转并因此轴承预张カ也下降。通过方向箭头59表示的轴向カ的构成，其中，联接法兰16与轴承内圈36的相对扭转通过方向箭头60表示，通过如下变得有利，即轴承内圈36相对于轴的轴向移动通过所介绍的滑套46变得有利，由此施加到轴承内圈36上的力至少可以几乎完全流动到轴承预张カ内。正如提到的那样，啮合齿40也可以使轴承内圈36向轴14进行这种相对移动。图2再次示意示出这种情况。圆柱滚子56在此方面与控制件52或操作件54的各自斜面形状同样至少基本上平行于轴14的径向依据方向箭头62分布。在这里需要注意的是，不言而喻可以具有或具有多个圆柱滚子56，它们通过相应的保持架保持在位置上并分布在轴14的切向上。为每个这种圆柱滚子56在此方面分配相应的控制件52或操作件54。.各自斜面形状的断面坡度在此方面确定轴向上力的大小，也就是取决于联接法兰16与轴承内圈36相对扭转的大小的轴承预张力。图2中的方向箭头66在此方面表示轴14的旋转以及所述的转矩通过联接法兰16导入轴14内。
权利要求
1.汽车传动系的轴承装置(10)，具有至少ー个轴(14)、与该轴(14)抗扭连接的传动件(16)、以及该轴(14)的至少ー个轴承圈(36)，该轴承圈能够借助张紧装置(50)在该轴(14)的轴向(44)上受到カ的影响，其特征在于，该轴承圈(36)能够借助所述张紧装置(50)根据传动件(16)与轴承圈(36)的相对扭转而在所述轴(14)的轴向(44)上受到カ的影响。
2.根据权利要求I (16)并且至少按照区域基本上呈斜面形状的控制件(52)，以及至少ー个分配给轴承圈(36)且和至少按照区域基本上呈斜面形状的对应的操作件(54)，所述控制件和所述操作件借助至少ー个中间件(56)，特别是滚动体(56)而共同作用。
3.根据权利要求2所述的轴承装置(10)，其特征在于，所述滚动体(56)作为圆柱滚子(56)构成。
4.根据权利要求2或3之一所述的轴承装置(10)，其特征在于，所述控制件(52)设置在传动件(16)的面向轴承圈(36)的端面上。
5.根据权利要求2至4之一所述的轴承装置(10)，其特征在于，所述操作件(54)设置在轴承圈(36)的面向传动件(16)的端面上。
6.根据权利要求2至5之一所述的轴承装置(10)，其特征在于，各斜面形状至少基本上平行于所述轴(14)的径向(62)构成。
7.根据前述权利要求之一所述的轴承装置(10)，其特征在于，所述轴承圈(36)至少按照区域设置在所述轴(14)上并与该轴(14)抗扭连接。
8.根据权利要求7所述的轴承装置(10)，其特征在于，所述轴承圈(36)通过啮合齿(40 )与所述轴(14 )抗扭连接。
9.根据权利要求7或8所述的轴承装置(10)，其特征在于，所述轴承圈(36)在所述轴(14)的轴向(44)上能够相对于该轴移动。
10.根据权利要求7至9之一所述的轴承装置(10)，其特征在于，在所述轴(14)的径向(62)上在该轴与轴承圈(36)之间设置滑动件(46)，特别是滑套(46)。
全文摘要
本发明涉及一种汽车传动系的轴承装置(10)，具有至少一个轴(14)、与轴(14)抗扭连接的传动件(16)以及该轴(14)的至少一个轴承圈(36)，该轴承圈借助张紧装置(50)能够在轴的轴向(44)上受到力的影响，其中，轴承圈(36)借助张紧装置(50)能够根据传动件(16)与轴承圈(36)的相对扭转而在轴(14)的轴向(44)上受到力的影响。
文档编号F16C35/063GK102656378SQ201080057067
公开日2012年9月5日 申请日期2010年9月14日 优先权日2009年12月17日
发明者M·A·阿齐兹, M·克劳斯 申请人:戴姆勒股份公司