CN102896269B - 用于在轮毂的内环上形成前齿的方法 - Google Patents

Abstract

一种方法，包括步骤：在心轴的第一端(9)的侧面，通过接合心轴(7)和固定于心轴上的插入环(8)来形成轮毂(1)的内环(3)；通过心轴的第一端的弹性变形以在其上形成折圈(10)，轴向地止挡环于心轴上，其轴向地从插入环突出；以及一旦形成折圈的步骤完成，通过提供的在圈上的单独加工工具(11)的方式，向前地在圈上、在前齿(5)的对着插入环的侧面上、朝向圈获得补偿齿(12)，其补偿将要获得的齿，通过依次向圈上压上补偿齿的一个或多个齿(13)，其具有脊(14)，具有环形轮廓，其具有在工具(11)的对称轴(A1)的方向上改变的曲率半径(R)。

Description

用于在轮毂的内环上形成前齿的方法

技术领域

本发明涉及一种用于在轮毂的内环上通过塑性变形的方法形成前齿的方法。特别地，本发明应用于轮毂，其内环包括转轴，为滚动体的第一齿顶提供第一滚动座圈，以及嵌入环，为滚动体的第二齿顶提供第二滚动路径，其中，嵌入环通过挤压凸缘的方式被轴向地锁定至转轴上，由弹性变形的转轴的端部确定。

背景技术

在前述类型的轮毂中，提到的前齿的目的是头对头地接合轮毂的内环和相应的恒速接头的外环的前齿，以确保来自于恒速接头的转矩传递至轮毂的内环，其以其凸缘端支撑车辆的车轮。在US4893960A中描述了这一类型的连接，其还教导了如何在轮毂的内环上制造前齿。特别地，使用所谓的“环状成型”方法获得前齿，同时通过工具的方式成型了挤压凸缘，包括圆锥形截面的部件，其挤压了凸缘和前端有齿管状部件，轴向滑动地安装至圆锥形截面的部件，其在变形期间持续地将齿压至凸缘上。有齿管状部件径向外部部件，其可以属于相同工具或者是第二独立工具，控制凸缘的径向向外变形。

虽然在US4893960A中描述的成型方法是符合要求的，但其需要使用相对复杂的工具，并且特别地不允许获得具有绝对齿形特征的齿，由于增加的传递转矩，该特征如今绝对地需要。

发明内容

因此，本发明的目的是提供用于通过塑性变形的方式在轮毂内环上形成前齿的方法，其是现有技术中的方法的替代，并且特别地，使用具有高度简化结构的工具，并且同时能够确保更高的齿的尺寸精确性和维持齿形本身的高的尺寸和几何精确性。

依照本发明，如权利要求1限定的，提供了用于通过塑性变形的方式在轮毂内环上形成前齿的方法。

依照本发明，前齿仅由单独的大件加工工具的方法压制，用于制造齿且具有工具的补偿齿的齿脊的变化直径的凸缘，意外地允许：虽然依照传统的环形成型运动驱动工具以通过塑性变形的方式获得前齿，但是齿形以令人满意的方式保持稳定，同时实现了确保齿的更高的尺寸精确性。因此，在轮毂的内环和恒速接头之间获得了更好和精确的连接，其使得实现了更有效、更安静以及更高转矩传递能力。

更进一步，获得所需的前齿仅需较低的能量消耗，并且相同的环形成型装置用于制造凸缘，通过简单的将凸缘的成型工具替换为齿的成型工具，可以被用于执行本发明的方法。

附图说明

本发明进一步的特征和优势将要在下面的非限制性实施方式的描述中变得明显，其参考附图，其中

-附图1示出了依照本发明的具有前齿的轮毂的径向截面的纵向正视图；

-附图2缩小比例的示出了在依照本发明的成型方法的一个步骤中的附图1的轮毂；

-附图3示出了依照本发明的方法的适于在附图1的轮毂上形成前齿的成型工具的局部放大的三维透视图；以及

-附图4示出了附图3中工具的齿细节的进一步局部放大图。

具体实施方式

参考附图1，附图标记1表示已知的轮毂整体，包括外环2，在使用中以已知方法被约束至车辆悬架的立柱，以及内环3，在它们中间安装有滚动体4的两个顶部(在附图1中仅示出一个)。在使用中，内环3可以通过前齿5的装置被可操作地连接至恒速接头(已知的且为了简化未示出)，并且具有由凸缘(附图2)确定的车轮的支撑装置6。

特别地，依照已知的结构，内环3包括心轴7，在其一部分内一体形成了凸缘6，以及“插入”环8固定于心轴7的末端9，面对凸缘6的相反侧，并且在使用中，提到的恒速接头、内环3、心轴7和环8相互间共轴。

通过末端9的塑性变形实现通过折圈10将环8轴向地止挡于心轴7上，圈10从环8轴向地突出并且在端部前面10a上支撑前齿5(附图1)，其中通常大体上垂直于轮毂1的对称轴A(附图2)且特别垂直于内环3而排列。

现在参考附图2，通过一种与现有技术中已知的非常不同的方法获得齿5。

特别地，依照本发明的通过塑性变形的方法形成齿5的方法包括以下步骤：

-以接合心轴7和环8来成型轮毂1的内环，且随后通过由端部9的弹性变形的方法形成的圈10来轴向地止挡环8于心轴7上；这一步骤以已知的方式执行，例如，使用所谓的“环形成型”过程；以及步骤

-在相对着环8的侧面，前部压制前齿5至圈10上。

然而，依照本发明的方法，将前齿5压于圈10的步骤仅在形成折圈10的实际步骤之后执行，在形成圈10的步骤结束之后，依次是直接位于完成的折圈10之上。

联合步骤的这一特定顺序的选择，通过单独加工工具11(附图3)执行挤压前齿5的步骤，朝向具有齿12的圈10，补偿即将获得的前齿，包括依照环形冠状排列的多个齿13，相对于定义了工具11的对称轴的第一轴A1对称。

依照本发明的一个重要方面，齿13成型为(附图4)使得由各自的脊14在它们的顶部界定，其具有环形轮廓，具有曲率半径R，相对于第一轴A1在半径方向上变化。

特别地，补偿齿12的齿13的脊14成型为具有环形轮廓，该轮廓具有曲率半径，朝向轴A1逐渐减小，也就是，沿着在附图4中标记为D的半径方向。更特别地，脊14成型为具有环形轮廓，在半径方向上测量，其曲率半径R相对于每一个轮廓点到轴A1的距离以成比例的方式线性改变，也就是，沿着方向D以线性方式改变。依照本发明的一个方面，齿13和工具11的尺寸定为使得脊14具有沿着方向D成比例改变的半径轮廓R，这样，在第一轴A1，曲率半径R改变为零。

依照本发明的另一方面，联合上面描述的特征(曲率半径R沿着方向D改变)，使用包括柄15和头部16的大件加工工具11(也就是实心工具，具有相对高的重量)执行对前齿5的挤压步骤，二者均相对于定义了工具11的对称轴的第一轴A1对称，并且工具11在使用中以箭头的方向(附图2)绕其旋转。

头部16具有完整金属块，在这一情况下具有圆柱形，朝向圈10具有一环形的向前突出部17，支撑用来补偿要获得的齿5的齿12，以及也是圆柱形的柄15，但是在横切于第一轴(A1)的方向上，具有尺寸上小于头部16的尺寸(直径)的直径；在挤压的步骤中，其在附图2中图解地示出，加工工具11旋转，同时保持第一轴A1相对于轮毂的对称轴A倾斜，同时在第一轴A1的方向(因此处于相对于圈10倾斜的方向)上对着圈10被推动，使得依次压上圈10的补偿齿12的一个或多个齿13以在圈上形成前齿5，以类似于已知的“环形成型”的方式。

补偿齿12的齿13沿着环形的向前突出部17的全部半径宽度上、在相对于轴A1的半径方向上布置，以在环形方向上朝着轴A1逐渐变细(附图3和4)；并且环形的向前突出部17从头部的外围外边缘18获得，并且半径宽度小于头部16的，以在头部16上中心地界定环状浅槽19，特别地是在补偿齿的侧面上。

更进一步，柄15布置为使得与头部16同轴，并且在横切轴A1的方向上具有大于浅槽19(直径)的尺寸(直径)，使得头部16径向地从柄15伸出至其中的径向外环部分，仅由补偿齿12的外围外部P1占用(附图3和4)；同时补偿齿12的保持外围内部P2保持于柄15的横切块内，因而在其内排列。

因此，在附图2中示出的挤压步骤中，头部16的外环部分，其排列为使得围绕柄15突出，其也由固体金属部件制成，并且优选地位于头部的一段，可以以微小的方式塑性弯曲，因而沿着脊14的可变直径轮廓、确定一个更为精确的形成齿5的操作。

依照本发明的另一方面，在附图3的挤压步骤中定位第一轴A1，相对于轮毂1的对称轴A具有2°到7°之间的倾角α(在附图2中在范围外示出)，并且以大体在圈10的前端面10a处与轮毂1的对称轴A相交。

最后，为了确保工具11的结构作为整体的刚性和弹性之间正确比率，在轴向上且沿着第一轴A1测量，形成加工工具11的头部16的金属块具有等于大约是在环形的向前突出部17的半径方向上延长的二倍的厚度。

装置30仅在附图2中以虚线图解地示出，由于其是已知的且与先前用于通过环形成型的方式获得圈10的相同，其用于对着圈10推动加工工具11。

Claims (9)

1.一种成型方法，通过塑性变形的方法在轮毂(1)的内环上形成前齿(5)，包括以下步骤：

-在心轴的第一端(9)的侧面，通过接合心轴(7)和固定于心轴上的插入环(8)来形成该轮毂的内环(3)；

-通过该心轴的该第一端(9)的弹性变形以在其上形成折圈(10)，轴向地止挡该插入环(8)于心轴上，其轴向地从环突出；以及

-在相对着该插入环(8)的侧面，将前齿(5)向前地压于该折圈(10)上；

其中，i)将该前齿(5)压于折圈的步骤仅在形成该折圈(10)的步骤之后执行，形成该折圈(10)的步骤结束之后，依次直接位于完成的折圈之上执行；ii)由单独的加工工具(11)执行挤压前齿(5)的步骤，该加工工具(11)提供为朝向所述折圈，具有补偿即将获得的前齿的补偿齿(12)，包括依照环形冠状排列的多个齿(13)，相对于定义了加工工具的对称轴的第一轴(A1)对称，其特征在于，iii)所述加工工具(11)的齿(13)成型为使得由各自的脊(14)在顶部界定，其具有环形轮廓，具有曲率半径(R)，相对于第一轴在半径方向(D)上变化；

该补偿齿(12)的齿(13)沿着环形的向前突出部(17)的全部半径宽度上、在相对于第一轴(A1)的半径方向上布置，以在环形方向上朝着第一轴逐渐变细；环形的向前突出部(17)从头部的外围外边缘(18)获得，并且半径宽度小于头部(16)，以在头部(16)上中心地界定环状浅槽(19)在补偿齿的侧面上。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该补偿齿(12)的齿的脊(14)成型为具有环形轮廓，该环形轮廓具有曲率半径(R)，朝向第一轴(A1)逐渐减小。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该补偿齿的齿的脊(14)成型为具有环形轮廓，在半径方向(D)上测量，其曲率半径(R)相对于每一个轮廓点到第一轴(A1)的距离以成比例的方式线性改变。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该脊(14)由一个环形轮廓成型，其曲率半径(R)在第一轴(A1)改变为零。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使用包括柄(15)和头部(16)的加工工具(11)执行对前齿的挤压步骤，二者均相对于定义了加工工具的对称轴的第一轴(A1)对称，并且加工工具(11)绕其旋转，头部(16)具有完整金属块，朝向折圈(10)具有环形的向前突出部(17)，支撑用来补偿即将获得的前齿的补偿齿(12)，并且柄(15)制成为在横切于第一轴(A1)的方向上小于头部(16)；在挤压的步骤中，加工工具旋转，同时保持第一轴(A1)相对于轮毂的对称轴(A)倾斜，同时在第一轴(A1)的方向上对着该折圈(10)被推动，使得依次压上折圈的补偿齿(12)的一个或多个齿(13)以在该折圈(10)上形成前齿。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该柄(15)布置为使得与头部(16)同轴，并且在横切第一轴(A1)的方向上大于环状浅槽(19)，使得头部(16)径向地突出，以为了从具有径向外环部分的柄突出，其仅由补偿齿(12)的外围外部(P1)占用；同时补偿齿(12)的保持外围内部(P2)保持于柄(15)的横切块内。

7.如权利要求5至6之一所述的方法，其特征在于，在挤压步骤中定位第一轴(A1)，以相对于轮毂的对称轴(A)具有2°到7°之间的倾角α，并且以大体在折圈(10)的前端面(10a)处与轮毂的对称轴(A)相交。

8.如权利要求5至6之一所述的方法，其特征在于，在轴向上沿着第一轴(A1)测量，形成加工工具(11)的头部的金属块具有等于大约是在环形的向前突出部(17)的半径方向上延长的二倍的厚度。

9.如权利要求5至6之一所述的方法，其特征在于，与用于通过环形成型的方式获得折圈(10)相同的装置(30)，用于对着该折圈推向加工工具(11)。