发明内容

本发明的任务是，提供一种用于机动车的车轮轴承单元，该车轮轴承单元相对于已知的车轮轴承单元具有优点，尤其是实现了简单且成本有利的制造，同时还使得车轮轴承单元的重量特别轻。

这根据本发明利用具有权利要求1的特征的用于机动车的车轮轴承单元实现。在此提出，为了增大贴靠凸肩，在内周面处的内齿部被设计成直至入口孔处，使得该入口孔的内直径至少对应于内齿部的齿顶圆直径并且小于内齿部的齿根圆直径；内齿部具有位于入口孔中的第一齿部区域和关于通孔的纵向中心轴线在轴向方向上与第一齿部区域间隔开的第二齿部区域，在第一齿部区域和第二齿部区域之间设计有通孔的子区段，该子区段的内直径大于内齿部的齿顶圆直径。

车轮轴承单元优选是车轮悬架的组成部分。车轮悬架用于将车轮连接到机动车的车身。为此，车轮悬架优选是机动车的组成部分。车轮悬架优选被设计和构造用于相对于车身来支承、尤其是弹性地支承车轮。车轮以能转动的方式被支承在或至少能支承在车轮悬架的轮架上。为此，车轮被固定或能够固定在轮毂上，所述轮毂最终以能转动的方式支承在轮架上，即借助于车轮轴承。在此，车轮轴承单元通过其车轮轴承法兰连接至或固定至轮架。轮毂可以是车轮轴承的组成部分或者说与其构造为一体的。例如，轮毂为此被实施为与车轮轴承的内圈或外圈是一体的和/或材料一致的，而相应的另一圈，即要么外圈、要么内圈则被固定在车轮轴承法兰上或者又与车轮轴承法兰被设计为一体的和/或材料一致的。

车轮轴承法兰例如具有车轮轴承接纳部，该车轮轴承接纳部被设计为在车轮轴承法兰中的开口，尤其是边缘闭合的开口。车轮轴承至少局部地布置在车轮轴承接纳部中。此外，轮毂和/或与轮毂以不能相对转动的方式联接的轴颈至少在局部接合到车轮轴承接纳部中。特别优选地，轮毂和/或轴颈尤其共同在关于轮毂的转动轴线的轴向方向上至少部分地、尤其是完全地穿过车轮轴承接纳部。

轴颈用于驱动轮毂，即，相对于车轮轴承法兰并因此相对于轮架来转动驱动轮毂。为此，轴颈和轮毂以不能相对转动的方式联接。轴颈例如是转动活节的组成部分，传动轴通过该转动活节以不能相对转动的方式连接在轮毂上。该转动活节使得传动轴能够相对于轮毂偏转或倾斜，从而允许补偿运动，该补偿运动例如在车轮相对于车身弹性压缩时产生。转动活节的轴颈以销的方式接合到轮毂中并且在那里借助于齿部与轮毂以不能相对转动的方式联接。

车轮轴承包括以能相对于彼此转动的方式布置的内圈和外圈。内圈优选配属于轮毂，尤其是与轮毂连接，例如内圈与轮毂被一体地设计或者被固定在轮毂上，而外圈配属于车轮轴承法兰并且相应地配属于轮架，尤其是通过车轮轴承法兰与轮架连接，例如固定在轮架上。在此，该外圈优选地位于车轮轴承接纳部中。也就是说，外圈以外周面贴靠在车轮轴承法兰的邻接于车轮轴承接纳部的内周面上。当然也可以实现相反的设计方案，其中内圈与车轮轴承法兰以不能相对转动的方式连接，而外圈与轮毂以不能相对转动的方式连接。特别优选地，车轮轴承被构造为滚动轴承并且因而具有滚动体，该滚动体布置在内圈和外圈之间以用于减少摩擦。

轮架——该轮架优选不是车轮轴承单元的组成部分——优选通过至少一个底盘导臂与车身连接。底盘导臂因此一方面作用在车身上并且另一方面作用在轮架上，尤其是分别以可摆动运动的方式。底盘导臂例如以横向导臂的形式存在。但也可以采用纵向导臂的方案。原则上通过至少一个底盘导臂实现轮架至车身的连接。然而优选地，设置多个底盘导臂来将轮架连接至车身。例如，底盘导臂中的至少一个、多个底盘导臂或所有底盘导臂分别以双点导臂的形式存在。车轮轴承法兰于是与轮架连接并且固定在轮架上，尤其是刚性地固定。

轴颈与轮毂的不可相对转动的联接是通过轮毂的内齿部与轴颈的外齿部的共同作用来实现的。内齿部形成在内周面上，该内周面沿径向方向向外、即关于通孔的纵向中心轴线限定轮毂的通孔，通孔的纵向中心轴线相当于轮毂的关于车轮轴承法兰的旋转轴线。轴颈接合到通孔中并且沿轴向方向借助于螺纹连接元件固定在该通孔中。

螺纹连接元件例如以螺栓或螺母的形式存在。为此，螺栓沿轴向方向作用在轴颈上以便固定轴颈，特别是螺栓接合到轴颈中。另一方面，螺栓的螺栓头以设计在螺栓头上的贴靠面在螺栓的远离轴颈的一侧上贴靠在轮毂的贴靠凸肩上。由此，螺栓沿至少一个方向将轴颈固定在轮毂中并且防止轴颈沿与贴靠凸肩相背离的方向从通孔中移出。

如果螺纹连接元件作为螺母存在，则轴颈从通孔中伸出，即在其朝向贴靠凸肩的一侧上。螺母被旋拧在轴颈上，从而形成在螺母上的贴靠面贴靠在轮毂的贴靠凸肩上。因此，螺母沿至少一个方向将轴颈固定在轮毂中，并且防止轴颈沿与贴靠凸肩相背离的方向从通孔中移出。

通孔在轴向方向上完全穿过轮毂。相应地，通孔在形成入口孔的情况下沿轴向方向穿过贴靠凸肩。这特别是应理解为，入口孔完全位于假想的平面中，该平面本身还包纳整个贴靠凸肩。该假想的平面优选垂直于通孔的纵向中心轴线。应当指出的是，车轮轴承单元优选地仅包括车轮轴承法兰、轮毂和车轮轴承。其他元件不是车轮轴承单元的强制性的组成部分。因此，轴颈以及螺纹连接元件仅是车轮轴承法兰的可选的组成部分并且不必强制地被算作车轮轴承法兰的组成部分。

为了能够特别简单和成本有利地制造车轮轴承单元并且尤其是轮毂，内齿部应在内周面上延伸至入口孔处。这意味着，用于螺纹连接元件的贴靠面的贴靠凸肩至少部分地由内齿部的齿构成。这具有的优点是，在轮毂的重量小的同时使贴靠面的尺寸最大化，并且可以非常成本有效地实现内齿部，例如通过拉削。为了形成内齿部，在此将拉削刀具引导穿过通孔，从而通过对轮毂的材料的切削或材料去除来产生内齿部。

为了形成内齿部，使拉削刀具穿过整个通孔运动，即尤其是也穿过入口孔运动。然而，为了实现足够大的贴靠凸肩，内齿部也应存在于入口孔的区域中，从而最终内齿部的齿至少部分地形成贴靠凸肩且进而用于支承贴靠面或螺纹连接元件。也就是说，入口孔的内直径、即入口孔的最小直径在整个周向上看都至少相当于、或者大于内齿部的齿顶圆直径。同时入口孔的内直径小于内齿部的齿根圆直径。

原则上可以规定，内齿部在通孔沿轴向方向的整个延伸部上都形成在内周面上。但这会导致用于制造内齿部的工具、尤其是拉削刀具的快速磨损。出于这个原因，在此规定，内齿部由多个彼此间隔开的齿部区域组成，即至少包括第一齿部区域和第二齿部区域。

第一齿部区域位于入口孔中或沿着轴向方向延伸至该入口孔中。换言之，至少部分地形成贴靠凸肩的齿配属于该第一齿部区域。第二齿部区域在轴向方向上与第一齿部区域间隔开。优选的是，轴颈的外齿部只与内齿部的第二齿部区域啮合，而不与第一齿部区域啮合。第二齿部区域的尺寸和构造使得该第二齿部区域足以在轴颈和轮毂之间单独传递转矩。

原则上，内齿部在第一齿部区域中与在第二齿部区域中相同地设计。然而，由于轴颈与第一齿部区域间隔开并且没有延伸到该第一齿部区域，所以入口孔的内直径不必须对应于内齿部的齿顶圆直径，而是也可以是大于内齿部的齿顶圆直径。这最终意味着，内齿部在第一齿部区域中和在第二齿部区域中具有相同的齿根圆直径、相同的基圆直径和相同的节圆直径。但齿顶圆直径可在第一齿部区域中被选择得比在第二齿部区域中更大，从而也就是说，入口孔的内直径至少对应于或者大于在第二齿部区域中的内齿部的齿顶圆直径。

通孔的子区段位于第一齿部区域与第二齿部区域之间。这意味着，两个齿部区域位于子区段的沿轴向方向看相对置的两侧上，即第一齿部区域位于子区段的一侧上，第二齿部区域位于子区段的另一侧上。在子区段中，通孔的内直径大于内齿部的齿顶圆直径。在子区段中，因而不存在内齿部或存在具有增大的齿顶圆直径的内齿部。

这一方面有助于减轻轮毂的重量，因为在通孔的子区段中从轮毂去除了不需要的材料。另一方面尤其可以以保护刀具的方式来制造内齿部，即，只要在制造内齿部之前形成相比于内齿部的齿顶圆直径加大了的内直径。因此例如在子区段中进行轮毂的切削加工来增大通孔的直径，使得内直径大于之后被构造为内齿部的齿顶圆直径。在随后进行的内齿部的制造中，由于子区段的内直径增大，所以不形成或至多部分地形成内齿部，从而显著地降低了刀具的载荷。

本发明的一个改进方案提出，通孔的子区段中的内直径至少局部地对应于齿根圆直径，使得内齿部在子区段中是中断的。内直径在子区段沿着轴向方向的整个延伸部上大于内齿部的齿顶圆直径。但至少部分地如此选择内直径，使得内齿部完全中断，即，内齿部的齿从来就没有存在于子区段中。为了实现这一点，内直径被选择得相应大，即至少对应于或者甚至大于齿根圆直径。由此能够特别节省刀具地制造内齿部并且特别显著地减轻轮毂的重量。

只要在本说明书的范围内提到内齿部的齿顶圆直径或齿根圆直径，除非另有说明，否则始终指的是在内齿部的第二齿部区域中的齿顶圆直径或齿根圆直径。

本发明的一种改进方案规定，在子区段中的内直径从第一齿部区域开始增大，尤其是连续地增大，直至达到最大直径，然后减小，尤其是连续地减小，直至到达第二齿部区域。优选地，子区段的内直径在第一齿部区域方面对应于第一齿部区域的齿顶圆直径，而在第二齿部区域方面对应于第二齿部区域的齿顶圆直径。

无论怎样，子区段的内直径都随着其在轴向方向上的延伸而改变。因此，子区段的内直径从第一齿部区域开始朝向第二齿部区域的方向首先增加，直至其达到最大直径。从最大直径开始，子区段的内直径又再次、即朝向第二齿部区域的方向再次变小。换言之，子区段的内直径分别从第一齿部区域和第二齿部区域开始增大，直至达到最大直径，该最大直径应理解为是子区段在其沿轴向方向的整个延伸部上的最大内直径。

内直径的增大优选连续地进行，即不会在其间缩小。特别优选地，内直径此外连续地、即无跳跃地增大。内直径的缩小优选也连续地和/或持续地进行。由此可靠地避免了由于增大的内直径而导致轮毂强度受不利影响。

本发明的一种改进方案规定，所述子区段具有在轴向方向上的延伸部，该延伸部对应于或者大于或者小于第二齿部区域在相同方向上的延伸部，和/或第一齿部区域具有在轴向方向上的延伸部，该延伸部小于第二齿部区域或子区段在相同方向上的延伸部。在关于通孔的纵向中心轴线的纵剖图中观察，子区段因此沿轴向方向至少与第二齿部区域一样长或长度小于第二齿部区域，其中优选长度小于第二齿部区域。由此实现了轮毂重量的特别有效的降低。

作为补充或者替代方案，第一齿部区域的延伸部小于第二齿部区域的延伸部或者小于所述子区段的轴向延伸部。因为第一齿部区域仅用于提供贴靠凸肩，所以该第一齿部区域可以被构造得具有沿轴向方向的相对小的延伸部并且尽管如此仍满足对其提出的强度要求。例如，第一齿部区域在轴向方向上的延伸部为第二齿部区域在轴向方向上的延伸部的至多25％、至多20％、至多15％或至多10％。这也有助于实现轮毂的小的重量。

本发明的一个改进方案规定，轴颈穿过沿轴向方向与所述入口孔相背离的另一入口孔接合到通孔中，并且轴颈要么在距所述入口孔一定距离处终结，要么完全穿过所述通孔并通过入口孔从该通孔中伸出。通孔在纵剖图中因而从入口孔出发一直延伸至所述另外的入口孔并且由这两个入口孔在相对置的方向上对通孔限界。因此，入口孔位于通孔的一侧，而所述另外的入口孔位于通孔的另一侧。入口孔在周向方向上被贴靠凸肩包围，优选在周向方向上连续地被贴靠凸肩包围。贴靠凸肩为此被构造成环形的并且进一步优选完全处于一假想的平面中，入口孔也完全被包纳在该平面中。

通孔经由入口孔例如过渡至轮毂的螺纹连接接纳部中，该螺纹连接接纳部的直径大于通孔直径。优选该螺纹连接接纳部的直径大于通孔在其沿轴向方向的延伸部上的最大内直径。螺纹连接接纳部用于接纳螺栓的螺栓头或接纳螺母。

在入口孔的与螺纹连接接纳部相背离的一侧上，通孔由所述另外的入口孔限界。轴颈穿过该另外的入口孔接合到通孔中，即以如下方式：在借助于螺栓将轴颈固定时，轴颈在距入口孔一定距离处终结。换言之，轴颈在轴向方向上仅部分地穿过通孔，例如仅穿入至通孔的子区段中。相反，螺栓穿过入口孔接合到通孔中。但如果要用螺母固定轴颈，则轴颈穿过所述另外的入口孔接合到通孔中并且完全地穿过通孔，即穿过入口孔又通孔中伸出。螺母在通孔外部作用在轴颈上。所述实施方案实现了轮毂的特别紧凑的构型方案。

轴颈的外齿部在轴向方向上看位于第二齿部区域中，但轴颈的外齿部终结于第一齿部区域之前。在此可以规定，所述外齿部在轴向方向上仅部分地延伸通过第二齿部区域并且外齿部终结于该第二齿部区域中。也可以规定，所述外齿部随第二齿部区域终结或终结于子区段中。因此，外齿部因此在轴向方向上仅在轴颈的一部分上延伸或者外齿部在距轴颈的自由末端一定距离处终结。

本发明的一个改进方案规定，轴颈完全穿过第二齿部区域并且伸入到通孔的子区段中，但轴颈在距第一齿部区域一定距离处终结。上面已经指出了这一点。这种设计使得轴颈与轮毂之间能够特别有效传递转矩，因为第二齿部区域在轴向方向上的整个延伸部都得到了利用。

本发明的一个改进方案规定，所述另外的入口孔完全位于一假想的平面中，该假想的平面与纵向中心轴线垂直，其中，该假想的平面完全包纳用于具有轴颈的联接装置的贴靠面并且沿轴向方向与第二齿部区域间隔开。联接装置尤其用于将轮毂与前面已经提到的传动轴以不能相对转动的方式连接。联接装置例如可以以摆动轴承的形式存在。在此，轴颈是联接装置的组成部分。

联接装置在参照于轮毂的轴向方向上借助螺纹连接元件被固定。为此，联接装置一方面贴靠在贴靠面上并且由螺纹连接元件压紧在贴靠面上。另一方面，螺纹连接元件以其贴靠面贴靠在贴靠凸肩上，使得最终将轮毂夹紧地保持在联接装置与螺纹连接元件之间。另外，通过内齿部与外齿部在参照于轮毂的周向方向上的相互作用将联接装置固定。

所述贴靠面位于一假想的平面中，在该假想的平面中还布置有另一入口孔。另外，所述假想的平面与纵向中心轴线垂直。通过使联接装置或联接装置的轴颈仅部分地穿过通孔，在足够地传递转矩的同时实现了特别小的重量。

此外，本发明还涉及一种用于制造用于机动车的车轮轴承单元的方法，尤其是用于制造在本说明书的范围内根据实施方案的车轮轴承单元，其中该车轮轴承单元包括轮毂、车轮轴承法兰和车轮轴承，该车轮轴承用于将轮毂以能转动的方式支承在车轮轴承法兰上，其中，轮毂具有通孔，该通孔用于接纳通过螺纹连接元件固定在轮毂上的轴颈，并且在对通孔限界的内周面上设计有内齿部，该内齿部用于与轴颈的外齿部以不能相对转动的方式共同作用，并且其中该通孔在形成入口孔的情况下穿过贴靠凸肩，该贴靠凸肩用于供螺纹连接元件的贴靠面贴靠。

在此规定，为了加大贴靠凸肩，内齿部在内周面上被设计成直至入口孔处，使得入口孔的内直径至少对应于内齿部的齿顶圆直径并且小于内齿部的齿根圆直径，并且内齿部具有位于入口孔中的第一齿部区域和关于通孔的纵向中心轴线在轴向方向上与第一齿部区域间隔开的第二齿部区域，在第一齿部区域与第二齿部区域之间设计有通孔的子区段，该子区段具有比内齿部的齿顶圆直径更大的内直径。

已经指出了车轮轴承单元的这种方法或这种设计方案的优点。不仅车轮轴承单元而且其制造方法都可以在本说明书的范围内根据实施方案继续扩展，从而在此方面可以参考所述实施方案。

本发明的一种改进方案规定，内齿部通过拉削来形成，其中，使拉削刀具完全穿过通孔。这种拉削能够特别成本有利地制造内齿部，因为在形成通孔之后仅须移动拉削刀具穿过通孔来完全地形成内齿部。作为拉削刀具，例如使用拉刀或冲头。更优选地，该拉削刀具为单件式拉削刀具，使得在拉削刀具穿过通孔后，特别是在拉削刀具一次地穿过之后，就完全形成内齿部且因此存在最终形状的内齿部。

本发明的一个改进方案规定，所述子区段在拉削之前具有比内齿部的齿顶圆直径更大的内直径，该内直径尤其处于内齿部的齿顶圆直径与内齿部的齿根圆直径之间、精确地对应于齿根圆直径或者大于齿根圆直径。优选地，这种情况通过对轮毂的切削加工、特别是通过铣销、车削等方式实现。在拉削前形成的更大的内直径使得在制作内齿部过程中拉削刀具的应力更小。特别优选地，子区段至少局部地具有如下内直径，该内直径至少对应于内齿部的齿根圆直径或者是大于该齿根圆直径。这意味着，在子区段中至少在局部从来就没有形成内齿部。由此使拉削刀具承受的应力特别低。