專利名稱：在輪轂內圈上形成前齒圈的方法
技術領域：
本發明涉及一種通過塑性變形在輪轂內圈上形成前齒圈的方法。特別地，本發明應用于輪轂，其內圈包括軸，具有用于滾動體第一胎冠的滾動座圈，和具有用于滾動體第二胎冠的第二滾動途徑的插入圈，其中該插入圈通過由塑性變形的軸的端部限定的膨徑環軸向地保持在該軸上。
背景技術：
在所述類型的輪轂中，所述前齒圈具有頭對頭地連接輪轂內圈與相應的定速接頭外圈的前齒圈的目的，以確保扭矩從定速接頭傳遞到輪轂內圈，其通過其凸緣端部支持車輛的車輪。US-A-4893960中描述了這種類型的連接，其還教導了如何在輪轂內圈上制造前齒圈。特別地，前齒圈使用所謂的“擺輾成形”方法同時通過由包括縮鍛環的切去頂端的圓 錐形元件和軸向滑動地安裝在切去頂端的圓錐形元件上的前鋸齒管狀元件的工具形成膨徑環來得到，在變形步驟期間其仍將齒圈壓印在該環上。鋸齒管狀元件的徑向外部元件可屬于相同的工具或第二分離工具，控制該環的徑向向外變形。盡管類似于US-A-4893960中所描述的成形方法是令人滿意的，其需要使用相對復雜的工具并且特別不允許得到具有絕對齒狀外形穩定性特征的齒圈，該特征現在對于一直增長的傳遞扭矩是絕對必要的。
發明內容
因此本發明的目標在于提供一種通過塑性變形在輪轂內圈上形成前齒圈的方法，其與現有技術中的方法是可選擇的，并且特別能確保齒的更高的尺寸精度和在它們齒的外形中保持高的尺寸和幾何穩定性。根據本發明，提供如權利要求I所定義的一種通過塑性變形在輪轂內圈上形成前齒圈的方法。實際上，根據本發明，前齒圈通過單個成形工具壓印，然而該工具僅僅間接地通過完全地類似于用于擺輾成形的執行運動的工具執行，令人驚訝的是允許通過塑性變形的方式得到前齒圈，其中該齒外形保持基本不變，因此確保由此得到的該齒的更高的尺寸精度。因此，在輪轂內圈和定速接頭之間得到更好和更精確的連接，這允許得到更有效、更安靜和更高能力的扭矩傳遞。此外，所需前齒圈通過用來制造膨徑環的相同的擺輾成形裝置得到，具有較低的能量消耗，該擺輾成形裝置簡單地以合適的方式裝配，能用來實施本發明的方法。
本發明進一步的特征和優勢將參考附圖從以下非限制性實施例的描述中變得明顯易懂，其中圖I概略地示出了根據本發明制造的具有前齒圈的輪轂的徑向截面的縱向正視圖；圖2縮小比例地示出了在根據本發明的成形方法的步驟期間圖I中的輪轂，和實施本發明方法的裝置的縱向正視圖；圖3放大比例地示出了當實施本發明方法的步驟時圖2中裝置的細節；知圖4示出了在制造前齒圈步驟期間應用制造工具上的載荷分布。
具體實施方式
參考圖1，數字I表示整個輪轂，本身是已知的，包括外圈2，試圖以已知的方式限制使用于車輛懸架的立柱中，和內圈3，在它們之間布置有滾動體4的兩個胎冠(圖I中僅示出了一個)。使用中，內圈3通過前齒圈5可操作地與定速接頭(已知的且沒有明確示出)結合，并具有由車輪輪緣(圖2)定義的保持工具6。特別地，根據已知結構，內圈3包括軸7，輪緣6整體地與其成為一體，并且“插入”圈8固定到面向輪緣6相反側的軸7的終端9和使用中的所述定速接頭；內圈3、軸7和圈8相對于輪轂I對稱軸線A相互同軸。圈8通過由終端9的塑性變形的方式獲得的膨徑環10同軸地保持在軸7上；環10軸向地從圈8突起并支持在形成在其基本垂直于通常為輪轂I對稱面A(圖2)、特別是內圈3的軸線布置的終端前表面IOa的前齒圈5。現在參考圖2，齒圈5通過區別于已知現有技術的方法形成。特別地，根據本發明的通過塑性變形形成齒圈5的方法包括以下步驟形成輪轂I的內圈3，作為軸7和圈8的連接，然后通過由端部9的塑性變形形成的環10軸向地將圈8支持在軸7上；這一步驟以已知的方式實施，例如，使用所謂的“擺輾成形”過程；和在相對圈8的一側，將前齒圈5向前壓印在環10上的步驟。然而，根據本發明的方法，將前齒圈5壓印到環10上的步驟僅僅在適當地形成膨徑環10的步驟之后實施，順次在形成環10的步驟結束之后，直接在完成的膨徑環10上實施。結合特定順序步驟的選擇，壓印前齒圈5的步驟通過將單個、圓柱對稱制造工具11軸向壓印到該環10上實現，工具11具有朝向環10的齒圈12，其中齒圈與要獲得的部分互補并具有對稱的軸線Al (圖3)。因此，根據本發明，齒圈5通過軸向壓印該環10制成，與齒圈12互補的一個或多個齒順次離心地將制造工具11推向環10，而該制造工具11基本軸向支持到輪轂1，即，以便對稱面Al的軸線與輪轂I對稱軸線A—致，因此順次外圍地作用在整個制造工具11上。在下文中，術語“離心地”用來表示施加推力的施加中心設置為相對于工具11的對稱軸線Al側向離開軸線。制造工具11 (圖3)由具有互補齒圈12的下底部表面14、上底部表面15和圓柱側壁16限定的圓柱金屬塊13組成。如以下將更詳細地描述的，根據本發明的一方面，制造工具11通過支撐結構18由僅僅緊夾在側壁16處的工具11用面向環10的表面14支撐。制造工具11使用由圓錐表面24向前限定的壓頭23 (僅僅圖示地在圖3中示出)通過繞軸線B轉動壓頭23離心地推向環10，其是壓頭23對稱軸線且相對于輪轂I對稱軸線A傾斜布置，并且通過前進運動同時繞輪轂I對稱軸線A轉動軸線B (以及壓頭23)。
此外，根據本發明的另一個方面，制造工具11以間接方式僅通過由壓頭23構成的插入制造工具11和主動元件之間的被動元件26離心地推向環10，其施加離心推力到被動元件26上。特別地，彈性變形的環形扁平金屬板26用作被動元件，具有與軸線A和Al 一致的對稱軸線，其中板26向前地支撐制造工具11，從相對互補齒圈12的一側面，因此通過外圍外部及其薄的邊緣27(圖3)停靠在表面15。邊緣27從制造工具11的相應徑向外邊緣28徑向突起制成(邊緣27因此布置為從側壁16突起)并通過保持接頭被限制到支撐制造工具11的支撐結構18。在將制造工具11壓向膨徑環10的期間，在軸向和徑向相對于對稱軸線A支撐并保持輪轂I，并且還有角度地支撐其內圈3，以便其不能繞對稱軸線A轉動。參考圖2，這可以通過包括底部31 (未明確示出)的裝置30得到，其支撐包括柱
33的臺架形框架32，優選垂直地布置，十字架34可移除地支承支撐結構18，例如，通過螺栓35，十字架34沿其布置為平行于軸線。框架32還包括固定十字架36固定到柱33的上部并具有貫穿隔間37，其中壓頭23下降為與板26結合且制造工具11在下面以所述方式動作。圈3直接以整體的方式通過裝置30的底部支撐，例如，通過其凸緣6，并且支撐結構18還形成裝置30的整體部分，其整體地以可移除的方式保持可移動的十字架34。沒有支撐結構18，裝置30基本與由擺輾成形制成的環10 —樣。類似地，與先前的通過擺輾成形用來獲得環10相同的裝置，簡單地通過以由壓頭23獲得的環10的方式替換成形工具，用于離心地將制造工具11推向環11。扁平的防磨損板38 (圖3)，其直接固定到被動元件26，布置在被動元件26和由壓頭23構成的主動元件之間，該板直接固定由板26構成的被動元件，直接與板26的扁平上表面39接觸，相對于板26的相應下表面40，其直接與制造工具11接觸。選擇在圖3中由X表示的點以便與壓頭23的接觸表面24基本共面，軸線B與輪轂I對稱軸線A和工具11對稱面Al的軸線在該點相交，在所示例子中，因此防磨損板38的上表面41直接面對使用中的壓頭23。參考圖3，制成支撐結構18以便沿工具11提供本支承單元，以便輕易地快速地將后者從裝置30移除，然后其可使用于各種機械加工操作，例如，還用于制造環10，如前所注意到的。此外，制成支撐結構18以便優化工具11上的應力分布，這樣其可更好地工作。支撐結構18包括凸緣圓柱襯套42，制成以便形成必要的剛性元件和直接固定到十字架34上；襯套34，插入并固定到襯套內42 ；以及第二圓柱襯套44，具有端部凸緣45，其整體地形成支持板26。特別地，襯套44插通襯套43，凸緣45鄰近襯套42并且其端部46從相對45的一側從襯套43突起；板26鄰近端部46布置，在襯套44內，其通過薄邊緣27連接并沿端部46產生，具有徑向顯著朝向襯套44的內部的邊緣，用于工具的機架座47。這通過一系列徑向銷48在端部46的邊緣鄰近地支撐板26，銷子通過側壁16插入塊13。表面15，其直接與板26的表面40接觸，具有中央淺凹槽49以減少其與板26的接觸表面。由于上述結構，通過壓頭23施加在制造工具11上的離心推力使得在其上產生即時應力分布，其可以通過圖4中所示環形圖來表示，其中不同的應力密度級別在灰階圖上表不。特別地，根據本發明，圖4中的圖示出施加在工具11上的最大應力，并因此在環10上通過工具11使用，如何基本位于環形圖的徑向內部和外部邊緣，并因此每時通過離心推 力總是僅在相關制造工具的外周部分，而最小應力位于直接相對的位置且基本等于零。這種在制造工具11和具有擺輾運動的壓頭23之間得到的應力的優化分配和功能的“分開”允許得到具有高精確度和連續尺寸的齒圈5，并相對于現有技術具有實質的優勢。
權利要求
1.一種通過塑性變形在輪轂(I)的內圈上形成前齒圈(5)的方法，包括以下步驟 在該軸的第一端(9)的一側，形成該輪轂的內圈(3)，作為軸(7)和固定到該軸上的插入圈(8)的連接，； 通過塑性變形該軸的第一端(9)將該圈(8)軸向支持在該軸上，以便隨其形成膨徑環(10)，其從該圈軸向地突起；和 在相對該圈(8)的一側，將前齒圈(5)向前壓印在該環(10)上； 其特征在于將該前齒圈(5)壓印到該環(10)的步驟僅僅在形成該膨徑環(10)的步驟之后實施，繼續在形成該環(10)的步驟結束之后，直接在完成的膨徑環上實施；并在于結合如下步驟，通過軸向壓印到該環上，互補的齒圈(12)的一個或多個齒通過離心地將制造工具(11)推向該環，而基本上與輪轂(I)同軸支持該制造工具(11)，周邊上順序作用在整個制造工具上，壓印前齒圈5的步驟通過單個、圓柱對稱制造工具(11)實施，該制造工具(11)具有朝向環(10)的齒圈(12)，該齒圈(12)與要獲得的部分互補。
2.根據權利要求I的方法，其特征在于該制造工具(11)通過使用由錐形表面(24)向前限定的壓頭(23)離心地推向該環，繞相對于輪轂對稱軸線(A)傾斜布置的第一軸線(B)轉動壓頭(23)，同時隨著運動繞輪轂對稱線(A)轉動第一軸線(B)。
3.根據權利要求2的方法，其特征在于該制造工具(11)以間接的方式通過由壓頭(23)組成的插入該制造工具(11)和主動元件之間的被動元件(26)離心地推動該環(10)并將推力施加到被動元件(26)。
4.根據權利要求3的方法，其特征在于彈性變形的環形扁平金屬板(26)用作被動元件，其向前地支撐該制造工具(11)，從相對互補齒圈(12)的一側，通過其外圍外部及其薄的邊緣(27)，其徑向突起以便從該制造工具(11)的相應徑向外邊緣(28)突起且通過支持接頭支持該制造工具的支撐結構(18)。
5.根據權利要求3或4的方法，其特征在于直接固定到該被動元件(26)的扁平的防磨損板(38)布置在被動元件(26)和由壓頭(23)構成的主動元件之間。
6.根據權利要求5的方法，其特征在于選擇第一軸線(B)與輪轂對稱面軸線(A)交叉的點(X)以便與使用中直接面向壓頭(23)的防磨損板(38)的上表面大致共面。
7.根據前述任一項的權利要求的方法，其特征在于通過擺輾成形先前用來得到該環(10)的相同裝置(30)用來離心地將該制造工具(11)推向該環。
8.根據前述任一項的權利要求的方法，其特征在于該制造工具(11)由含有具有互補齒圈(12)的底部表面(14)的圓柱金屬塊(13)構成，并且通過支撐結構(18)由面向該環(10)的底部表面支撐在其側壁(16)上。
9.根據前述任一項的權利要求的方法，其特征在于在將該制造工具(11)壓向該膨徑環(10)的步驟期間，輪轂(I)相對于其對稱軸線軸向和徑向支撐和支持，并且還通過內圈(3)有角度地支持，以便其不能繞對稱軸線(A)轉動。
10.根據前述任一項的權利要求的方法，其特征在于施加在該制造工具(11)上的離心推力達到在其上產生即時應力分配的程度，其可由環形圖來表示，其中最大應力基本位于環形圖的徑向內部和外部邊緣，每時通過離心推力在相關制造工具(11)的外周部分，而最小應力位于直接相對的位置且基本等于零。
全文摘要
本發明涉及一種方法，包括以下步驟在該軸的第一端(9)的一側，形成輪轂(1)的內圈(3)，作為軸(7)和固定到該軸上的插入圈(8)的連接；通過塑性變形該軸的第一端(9)將該圈(8)軸向支持在該軸上，以便隨其形成膨徑環(10)，其從該圈軸向地突起；和一旦完成形成膨徑環的步驟，在相對該插入圈的一側面，在該環上向前得到前齒圈(5)，方法為提供單個制造工具(11)，具有朝向環(10)的齒圈(12)，其中齒圈與其互補，通過軸向壓印到該環上制成，互補的齒圈(12)的一個或多個齒通過離心地將制造工具(11)推向該環，而軸向與輪轂(1)大致同心支持該制造工具(11)，并在整個制造工具上外周地順序執行。
文檔編號B21K1/40GK102896268SQ20121034417
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月27日 優先權日2011年7月29日
發明者A·費雷羅, D·A·奧利維力, E·莫雷羅, F·尼卡斯特里 申請人:Skf公司