專利名稱：用于在輪轂的內環上形成前齒的方法
技術領域：
本發明涉及一種用于在輪轂的內環上通過塑性變形的方法形成前齒的方法。特別地，本發明應用于輪轂，其內環包括轉軸，為滾動體的第一齒頂提供第一滾動座圈，以及嵌入環，為滾動體的第二齒頂提供第二滾動路徑，其中，嵌入環通過擠壓凸緣的方式被軸向地鎖定至轉軸上，由彈性變形的轉軸的端部確定。
背景技術：
在前述類型的輪轂中，提到的前齒的目的是頭對頭地接合輪轂的內環和相應的恒速接頭的外環的前齒，以確保來自于恒速接頭的轉矩傳遞至輪轂的內環，其以其凸緣端支撐車輛的車輪。在US4893960A中描述了這一類型的連接，其還教導了如何在輪轂的內環上制造前齒。特別地，使用所謂的“環狀成型”方法獲得前齒，同時通過工具的方式成型了擠壓凸緣，包括圓錐形截面的部件，其擠壓了凸緣和前端有齒管狀部件，軸向滑動地安裝至圓 錐形截面的部件，其在變形期間持續地將齒壓至凸緣上。有齒管狀部件徑向外部部件，其可以屬于相同工具或者是第二獨立工具，控制凸緣的徑向向外變形。雖然在US4893960A中描述的成型方法是符合要求的，但其需要使用相對復雜的工具，并且特別地不允許獲得具有絕對齒形特征的齒，由于增加的傳遞轉矩，該特征如今絕對地需要。
發明內容
因此，本發明的目的是提供用于通過塑性變形的方式在輪轂內環上形成前齒的方法，其是現有技術中的方法的替代，并且特別地，使用具有高度簡化結構的工具，并且同時能夠確保更高的齒的尺寸精確性和維持齒形本身的高的尺寸和幾何精確性。依照本發明，如權利要求I限定的，提供了用于通過塑性變形的方式在輪轂內環上形成前齒的方法。依照本發明，前齒僅由單獨的大件加工工具的方法壓制，用于制造齒且具有工具的補償齒的齒脊的變化直徑的凸緣，意外地允許雖然依照傳統的環形成型運動驅動工具以通過塑性變形的方式獲得前齒，但是齒形以令人滿意的方式保持穩定，同時實現了確保齒的更高的尺寸精確性。因此，在輪轂的內環和恒速接頭之間獲得了更好和精確的連接，其使得實現了更有效、更安靜以及更高轉矩傳遞能力。更進一步，獲得所需的前齒僅需較低的能量消耗，并且相同的環形成型裝置用于制造凸緣，通過簡單的將凸緣的成型工具替換為齒的成型工具，可以被用于執行本發明的方法。
本發明進一步的特征和優勢將要在下面的非限制性實施方式的描述中變得明顯，其參考附圖，其中
-附圖I示出了依照本發明的具有前齒的輪轂的徑向截面的縱向正視圖；-附圖2縮小比例的示出了在依照本發明的成型方法的一個步驟中的附圖I的輪轂；-附圖3示出了依照本發明的方法的適于在附圖I的輪轂上形成前齒的成型工具的局部放大的三維透視圖；以及-附圖4示出了附圖3中工具的齒細節的進一步局部放大圖。
具體實施例方式參考附圖1，附圖標記I表示已知的輪轂整體，包括外環2，在使用中以已知方法被約束至車輛懸架的立柱，以及內環3，在它們中間安裝有滾動體4的兩個頂部(在附圖I中僅示出一個)。在使用中，內環3可以通過前齒5的裝置被可操作地連接至恒速接頭(已知 的且為了簡化未示出)，并且具有由凸緣(附圖2)確定的車輪的支撐裝置6。特別地，依照已知的結構，內環3包括心軸7，在其一部分內一體形成了凸緣6，以及“插入”環8固定于心軸7的末端9，面對凸緣6的相反側，并且在使用中，提到的恒速接頭、內環3、心軸7和環8相互間共軸。通過末端9的塑性變形實現通過折圈10將環8軸向地止擋于心軸7上，圈10從環8軸向地突出并且在端部前面IOa上支撐前齒5 (附圖I)，其中通常大體上垂直于輪轂I的對稱軸A(附圖2)且特別垂直于內環3而排列。現在參考附圖2，通過一種與現有技術中已知的非常不同的方法獲得齒5。特別地，依照本發明的通過塑性變形的方法形成齒5的方法包括以下步驟-以接合心軸7和環8來成型輪轂I的內環，且隨后通過由端部9的彈性變形的方法形成的圈10來軸向地止擋環8于心軸7上；這一步驟以已知的方式執行，例如，使用所謂的“環形成型”過程；以及步驟-在相對著環8的側面，前部壓制前齒5至圈10上。然而，依照本發明的方法，將前齒5壓于圈10的步驟僅在形成折圈10的實際步驟之后執行，在形成圈10的步驟結束之后，依次是直接位于完成的折圈10之上。聯合步驟的這一特定順序的選擇，通過單獨加工工具11 (附圖3)執行擠壓前齒5的步驟，朝向具有齒12的圈10，補償即將獲得的前齒，包括依照環形冠狀排列的多個齒13，相對于定義了工具11的對稱軸的第一軸Al對稱。依照本發明的一個重要方面，齒13成型為(附圖4)使得由各自的脊14在它們的頂部界定，其具有環形輪廓，具有曲率半徑R，相對于第一軸Al在半徑方向上變化。特別地，補償齒12的齒13的脊14成型為具有環形輪廓，該輪廓具有曲率半徑，朝向軸Al逐漸減小，也就是，沿著在附圖4中標記為D的半徑方向。更特別地，脊14成型為具有環形輪廓，在半徑方向上測量，其曲率半徑R相對于每一個輪廓點到軸Al的距離以成比例的方式線性改變，也就是，沿著方向D以線性方式改變。依照本發明的一個方面，齒13和工具11的尺寸定為使得脊14具有沿著方向D成比例改變的半徑輪廓R，這樣，在第一軸Al，曲率半徑R改變為零。依照本發明的另一方面，聯合上面描述的特征(曲率半徑R沿著方向D改變)，使用包括柄15和頭部16的大件加工工具11 (也就是實心工具，具有相對高的重量)執行對前齒5的擠壓步驟，二者均相對于定義了工具11的對稱軸的第一軸Al對稱，并且工具11在使用中以箭頭的方向(附圖2)繞其旋轉。頭部16具有完整金屬塊，在這一情況下具有圓柱形，朝向圈10具有一環形的向前突出部17，支撐用來補償要獲得的齒5的齒12，以及也是圓柱形的柄15，但是在橫切于第一軸(Al)的方向上，具有尺寸上小于頭部16的尺寸(直徑)的直徑；在擠壓的步驟中，其在附圖2中圖解地示出，加工工具11旋轉，同時保持第一軸Al相對于輪轂的對稱軸A傾斜，同時在第一軸Al的方向(因此處于相對于圈10傾斜的方向)上對著圈10被推動,使得依次壓上圈10的補償齒12的一個或多個齒13以在圈上形成前齒5，以類似于已知的“環形成型”的方式。補償齒12的齒13沿著環形的向前突出部17的 全部半徑寬度上、在相對于軸Al的半徑方向上布置，以在環形方向上朝著軸Al逐漸變細(附圖3和4);并且環形的向前突出部17從頭部的外圍外邊緣18獲得，并且半徑寬度小于頭部16的，以在頭部16上中心地界定環狀淺槽19，特別地是在補償齒的側面上。更進一步，柄15布置為使得與頭部16同軸，并且在橫切軸Al的方向上具有大于淺槽19(直徑)的尺寸(直徑)，使得頭部16徑向地從柄15伸出至其中的徑向外環部分，僅由補償齒12的外圍外部Pl占用(附圖3和4);同時補償齒12的保持外圍內部P2保持于柄15的橫切塊內，因而在其內排列。因此，在附圖2中示出的擠壓步驟中，頭部16的外環部分，其排列為使得圍繞柄15突出，其也由固體金屬部件制成，并且優選地位于頭部的一段，可以以微小的方式塑性彎曲，因而沿著脊14的可變直徑輪廓、確定一個更為精確的形成齒5的操作。依照本發明的另一方面，在附圖3的擠壓步驟中定位第一軸Al，相對于輪轂I的對稱軸A具有2°到7°之間的傾角α (在附圖2中在范圍外示出)，并且以大體在圈10的前端面IOa處與輪轂I的對稱軸A相交。最后，為了確保工具11的結構作為整體的剛性和彈性之間正確比率，在軸向上且沿著第一軸Al測量，形成加工工具11的頭部16的金屬塊具有等于大約是在環形的向前突出部17的半徑方向上延長的二倍的厚度。裝置30僅在附圖2中以虛線圖解地示出，由于其是已知的且與先前用于通過環形成型的方式獲得圈10的相同，其用于對著圈10推動加工工具11。
權利要求
1.一種成型方法，通過塑性變形的方法在輪轂(I)的內環上形成前齒(5)，包括以下步驟 -在心軸的第一端(9)的側面,通過接合心軸(7)和固定于心軸上的插入環(8)來形成該輪轂的內環⑶； -通過該心軸的該第一端(9)的彈性變形以在其上形成折圈(10)，軸向地止擋該環(8)于心軸上，其軸向地從環突出；以及 -在相對著該環(8)的側面，將前齒(5)向前地壓于該圈(10)上； 其特征在于，將該前齒(5)壓于圈的步驟僅在形成該折圈(10)的步驟之后執行，形成圈(10)的步驟結束之后，依次直接位于完成的折圈之上執行；并且在于結合下面的步驟，由單獨加工工具(11)執行擠壓前齒(5)的步驟，該加工工具(11)提供為朝向所述圈，具有補償即將獲得的前齒的齒(12)，包括依照環形冠狀排列的多個齒(13)，相對于定義了工具的對稱軸的第一軸(Al)對稱，齒(13)成型為使得由各自的脊(14)在頂部界定，其具有環形輪廓，具有曲率半徑(R)，相對于第一軸在半徑方向(D)上變化。
2.如權利要求I所述的方法，其特征在于，該補償齒(12)的齒的脊(14)成型為具有環形輪廓，該輪廓具有曲率半徑(R)，朝向軸(Al)逐漸減小。
3.如權利要求I或2所述的方法，其特征在于，該補償齒的齒的脊(14)成型為具有環形輪廓，在半徑方向(D)上測量，其曲率半徑(R)相對于每一個輪廓點到軸(Al)的距離以成比例的方式線性改變。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，該脊(14)由一個輪廓成型，其曲率半徑(R)在第一軸(Al)改變為零。
5.如前述任一權利要求所述的方法，其特征在于，使用包括柄(15)和頭部(16)的大件加工工具(11)執行對前齒的擠壓步驟，二者均相對于定義了工具的對稱軸的第一軸(Al)對稱，并且工具(11)繞其旋轉，頭部(16)具有完整金屬塊，朝向圈(10)具有環形的向前突出部(17)，支撐用來補償要獲得的齒的齒(12)，并且柄(15)制成為，在橫切于第一軸(Al)的方向上小于頭部(16);在擠壓的步驟中，加工工具旋轉，同時保持第一軸(Al)相對于輪轂的對稱軸(A)傾斜，同時在第一軸(Al)的方向上對著圈(10)被推動，使得依次壓上圈的補償齒(12)的一個或多個齒(13)以在圈(10)上形成前齒。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，該補償齒(12)的齒(13)沿著環形的向前突出部(17)的全部半徑寬度上、在相對于軸(Al)的半徑方向上布置，以在環形方向上朝著第一軸逐漸變細；環形的向前突出部(17)從頭部的外圍外邊緣(18)獲得，并且半徑寬度小于頭部(16)，以在頭部16上中心地界定環狀淺槽(19)，特別地是在補償齒的側面上。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，該柄(15)布置為使得與頭部(16)同軸，并且在橫切軸(Al)的方向上大于淺槽(19)，使得頭部(16)徑向地突出，以為了從具有徑向外環部分的柄突出，其僅由補償齒(12)的外圍外部(Pl)占用；同時補償齒(12)的保持外圍內部(P2)保持于柄(15)的橫切塊內。
8.如權利要求5至7之一所述的方法，其特征在于，在擠壓步驟中定位第一軸(Al)，以相對于輪轂的對稱軸㈧具有2°到7°之間的傾角α，并且以大體在圈(10)的前端面(IOa)處與輪轂的對稱軸(A)相交。
9.如權利要求5至8之一所述的方法，其特征在于，在軸向上沿著第一軸(Al)測量，形成加工工具(11)的頭部的金屬塊具有等于大約是在環形的向前突出部(17)的半徑方向上延長的二倍的厚度。
10.如前述任一權利要求所述的方法，其特征在于，與先前用于通過環形成型的方式獲得圈(10)相同的裝置(30)，用于對著該圈推向加工工具(11)。
全文摘要
一種方法，包括步驟在心軸的第一端(9)的側面，通過接合心軸(7)和固定于心軸上的插入環(8)來形成輪轂(1)的內環(3)；通過心軸的第一端的彈性變形以在其上形成折圈(10)，軸向地止擋環于心軸上，其軸向地從插入環突出；以及一旦形成折圈的步驟完成，通過提供的在圈上的單獨加工工具(11)的方式，向前地在圈上、在前齒(5)的對著插入環的側面上、朝向圈獲得補償齒(12)，其補償將要獲得的齒，通過依次向圈上壓上補償齒的一個或多個齒(13)，其具有脊(14)，具有環形輪廓，其具有在工具(11)的對稱軸(A1)的方向上改變的曲率半徑(R)。
文檔編號B21K1/40GK102896269SQ20121034420
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E·莫雷羅, F·尼卡斯特里 申請人:Skf公司