CN113090669A - 用于制造滚动轴承的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造滚动轴承的方法，该方法具有以下步骤：磨削和珩磨两个或更多个滚道引导的构件，内环(10)、外环(12)和/或法兰(14)，然后测量滚道引导的构件的滚道，选择合适的构件和/或滚动体，和组装。为了减少废品，提出在一个或多个滚道引导的构件的情况下，附加地在珩磨之前已经测量所述滚道。

Description

用于制造滚动轴承的方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造滚动轴承的方法，该方法具有以下步骤：磨削和珩磨两个或更多个滚道引导的构件，内环、外环和/或法兰，然后测量滚道引导的构件的滚道，选择合适的构件和/或滚动体，和组装。
背景技术
滚动轴承是这样的轴承，其中，在内环和外环之间滚动的物体(滚动体)减小了摩擦阻力。它们至少包含构件内环、外环和滚动体(滚珠，滚轮，鼓形滚子，滚针，滚锥或其他旋转体)。它们通常还包含引导滚动体的保持架。本发明涉及简单的滚珠轴承，第一或第二代的滚动轴承，但也涉及更复杂的单元，直至第三代的完全密封的双列车轮轴承。当今，必须以特别高的精度制造诸如轴承环(内环、外环，有时也包括法兰)之类的滚道引导的构件，以便一方面提高轴承的使用寿命，另一方面降低运行噪音。恰好是在现代汽车结构中，随着电动机的引入，与汽油或柴油发动机相比，发动机噪音非常低，以至于在运行中能突然听到其他运动部件，例如辅助驱动器、泵、发电机或轴承。轴承中较低的运行噪音要求较小的公差。各个滚道引导的构件或保持架以及滚动体必须尽可能相互协调。为此，在珩磨之后，借助扫描来测量滚道的尺寸精度和公差。通常，测量芯直径(root diameter)。
以前成对设置的单个圆锥滚子轴承用作机动车辆的车轮轴承。现在，它们已由车轮轴承-紧凑单元代替，车轮轴承-紧凑单元代代相传地承担着越来越多的环境任务，或者更易于组装和维护。在现代紧凑型轴承中，取消了在组装过程中进行润滑和在检查过程中的规律的调整工作。第一代和第二代车轮轴承只具有一个用于固定车轮的法兰，而第三代车轮轴承具有两个法兰，其中第一个用于固定车轮，第二个用于将车轮轴承单元固定到车辆上。第三代车轮轴承是带有滚动铆钉圈
Figure BDA0002818303000000011
的双列密封的角接触球轴承，因此易于组装(拧紧代替调节)和免维护(封闭)。例如从EP 2 985 481 A1中已知这种车轮轴承。
由DE 10 2017 104 974 A1已知一种用于测量滚道引导的轴承环的参数的测量装置。那里一种设备用作测量装置，该设备允许带有限定的滚动体(滚珠)的保持架在要测量的滚道上滚动，以借此测量滚道的圆度。在此测量接触直径(contact diameter)。
从DE 10 2016 221 046 A1中已知一种用于制造滚动轴承的方法，该方法具有以下步骤：磨削和珩磨两个滚道引导的构件内环和外环，随后测量滚道引导的构件的滚道，选择合适的构件和/或滚动体并进行组装。滚道或其他构件特性的测量在此始终在成品构件上进行，即在珩磨步骤之后。这导致百分之几的制造的构件不匹配，因此不能用于当今对一致性和运转平稳性的高要求。
发明内容
本发明的目的是改进滚动轴承的制造方法，使得产生更少的废品，从而使整体生产变得更便宜。
该目的通过根据本发明的方法来实现。本发明的优选实施方案和应用在以下描述中进行说明，它们可以分别单独或组合地代表本发明的一个方面。
根据本发明，提出一种用于制造滚动轴承的方法，该方法包括以下步骤：对两个或三个滚道引导的构件，内环、外环和/或法兰进行磨削和珩磨，随后测量滚道引导的构件的滚道，选择合适的构件和/或滚动体，和组装，其中在一个或多个滚道引导的构件的情况下，附加地在珩磨之前已经测量一个或多个滚道。因此，根据本发明，在珩磨之前执行附加的测量步骤，这迄今为止不是现有技术。由此可以显著减少产生的废品。
滚道引导的构件的滚道的第一和/或第二测量优选是接触直径测量。迄今为止经常测量滚道的芯直径(root diameter)，但是在本发明的优选变型方案中确定接触直径(contact diameter)。芯直径的测量与长度例如直径的经典测量相对应，并且通过使用垂直于滚道的可移动的传感器扫描滚道来进行，传感器相对于固定点的距离给出测量值。接触直径的测量例如在提到的DE 10 2017 104 974 A1中描述，其中具有滚动体的保持架在待测量的轴承内环的滚道上支撑和滚动。称作为滚道的在那里的同心度(Rundlauf)R的测量值不是径向延伸至轴承，而是与径向围成大于0°的角。
发明人已经认识到，在芯直径测量和接触直径测量的结果之间没有关联，以便在磨削阶段即珩磨之前对磨床设置进行校正。借助在珩磨之前在此提出的接触直径测量，在此已经可以将废品减少几个百分点。
如果现在优选两次测量，即在磨削之后和珩磨之后通常在准备组装(预组装)中进行的两次测量进行接触直径的测量，则可使用的构件的比率再次提高，废品标准“不匹配”(unmatchability)降低到<0.5％。
在一个优选的实施方式中，利用测量元件的作用到待测量的构件上的特定压力来进行接触直径测量。优选使用如下测量元件，该测量元件在其造型方面是用于待测量的构件的配合件。为了测量外环的滚道，测量元件是一种内环或锥体，为了测量内环的滚道，测量元件类似于具有锥形内表面的外环。
压力可以通过弹簧、重力或其他方式以预定方式产生。优选气动地产生压力，这导致精确、灵敏和可重复的测量。
所述测量元件可以是一件式的，并且如上所述，其形状仅需对应于作为配合件的待测量的构件。然而，优选地，可以将滚珠或其他滚动体用于接触直径测量，所述滚珠或其他滚动体或者是测量元件的可运动的组成部分，或者是(借助保持架)引入到测量元件和构件的待测量的滚道之间。滚珠或滚动体则具有确定的尺寸或公差。然后置于轻的、确定的压力下的滚珠或滚动体在要测量的滚道上旋转运动地运行。由此获得的有关接触直径的信息然后通过构件或测量元件传递到评估电子装置。
线性滚珠引导装置(linear ball cage)优选地用于轴向运动或引导待测量的构件。该引导装置易于运动(待测量的构件可以容易地轴向移动)，但同时在径向上在支承中很精确。因此，可以再次提高测量的准确性和可重复性。
优选使用定位器，该定位器优选地设置在待测量的构件内部，并将压紧力传递至待测量的构件，更精确地说传递至滚珠或保持在保持架中的其他滚动元件，所述滚动元件然后在待测量的滚道上滚动。
优选使用适配器，该适配器与锥体一起容纳承载滚珠或其他滚动体的用于滚道测量的测量元件。通过不同的适配器、定位器和锥体，可以根据不同大小或不同成形的构件(内环、外环、法兰)，快速且简单地改装测量设备。
优选使用带有压力弹簧的引导杆，该引导杆在测量期间容纳待测量的构件(内环、外环、法兰)，并产生与由气动缸施加的压力相反的确定的反压力。因此可以可重复地进行测量。
除了上述方法之外，本发明还涉及一种测量装置，利用该测量装置可以在各种不同的承载滚道的构件(内环、外环、法兰)上容易且可重复地执行上述测量方法。测量装置的特点相应地是接触直径测量，为此，优选在测量时将滚珠或其他滚动体用作构件的组成部分或用作测量元件的组成部分，用于滚动地扫描滚道。
本发明还涉及这样生产的滚动轴承，其优选地作为机动车辆的车轮轴承单元用作第三代车轮轴承，所述车轮轴承单元是预润滑的、密封的、完整的且免维护的，并且具有两个法兰，用于固定在车桥托架上以及用于制动盘/车轮。
最后，本发明还涉及一种用于制造滚动轴承的制造设备，其中所提到的方法步骤用于单个或多个生产线中。
附图说明
在下文中，参考附图借助优选实施例以示例的方式解释本发明，其中，下面示出的特征可以分别单独地或组合地代表本发明的一个方面。附图示出：
图1：根据本发明的制造方法的示意性步骤，
图2：不同的测量方法，
图3：根据本发明的用于外环的滚道的测量装置和
图4和5：分别是根据本发明的用于内环的滚道的测量装置。
具体实施方式
图1示意性地示出了根据本发明的用于第三代车轮轴承的制造方法的步骤，即用于制造构件内环10、外环12和法兰14的第一步骤。上面依次列出步骤：“磨削内环(IR)的滚道”，“磨削内环的孔”，“测量内环的滚道”和“珩磨内环的滚道”。在中间，依次列出步骤：“磨削外环(AR)的滚道”，“测量外环的滚道”和“珩磨外环的滚道”。下面依次列出步骤：“磨削法兰(FL)的滚道”和“珩磨法兰的滚道”。所有三个子制造方法之后是预组装步骤。在预组装中，然后来自三条生产线的尺寸和公差匹配的构件被选出并放在一起。还选择滚动体，这些滚动体的尺寸或公差与被测量的构件特别好地匹配。根据本发明的新颖性之处在于，在磨削滚道之后和珩磨滚道之前，已经进行滚道测量(图1中带有“测量”一词的方框)。优选的是，两次滚道测量作为接触直径测量进行。接触直径的测量也在预组装的站中进行。
图2示出了不同的测量方法，即，芯直径的左侧的“正常”测量和右侧的在根据本发明的方法中使用的接触直径的测量，类似于DE 10 2017 104 974 A1中的用于同心度R的测量方法。在左上方，图2示出了借助于测量传感器42对内环10的滚道40的常规测量，该测量传感器扫描滚道40，通常垂直于滚道40，即在径向方向上定向。图2在左下方示出了借助于测量传感器42对外环12的滚道40的传统测量，该测量传感器扫描滚道40，通常也垂直于滚道40，即在径向上定向。在右边，图2以放大方式示出了根据本发明的借助于滚动体18测量外环12的滚道40的接触直径的方法的局部，滚动体在此是限定尺寸和公差的滚珠。所述滚珠与其他滚珠一起被保持在这里不可见的保持架中，并在滚道上被引导或旋转。滚珠从上方轻轻压在滚道40上，并且相对于水平线以特定角度——此处为35°——具有其与滚道40的中心接触点。当滚珠沿着滚道40在其上滚动时，滚道被测量。然后将滚道的测量值在预组装站中用于再加工或用于选择相匹配的构件(内环10、外环12、法兰14和/或滚动体18)，即所谓的“匹配”。
图3示出了用于滚道引导的构件的滚道的根据本发明的接触直径测量的测量装置20，构件例如是内环、外环或法兰。在此在图3中，测量装置20配备成，使得其可以测量外环12的一个或多个滚道的直径。为此，外环12的滚动体18置于锥形的保持装置上，并且外环12从下方通过线性滚珠引导装置30被精确地轴向地上下引导。在最下方示出了用于待测量的构件12的上下调节器44(探测上下调节)。以限定的力46将测量元件16从上向下压，以进行滚道测量。
图4示出了用于滚道引导的构件的滚道的根据本发明的接触直径测量的测量装置20，构件例如是内环、外环或法兰。在此，在图4中，测量装置20配备成，使得其可以测量内环10的一个或多个滚道的直径。为此，内环10置于锥形的保持装置上，并从下方通过线性滚珠引导装置30被精确地轴向地上下引导。在测量元件16和要测量的内环10之间，存在保持在保持架中的滚动体18(主要是滚珠)。在最下方示出了用于要测量的构件10的上下调节器44。以限定的力46将测量元件16从上向下压，以进行滚道测量。
图5再次详细示出了根据本发明的用于内环10的滚道直径的测量装置20。装置20具有由承载件26保持的底板22和盖板24。可以从上方施加限定的力的气动缸26设置在盖板24上。适配器34设置在底板22上，锥体38位于该适配器上，待测量的构件10通过滚动体从上方被压入并旋转到所述锥体中。定位器32用于传递压力。在适配器34中存在按钮48和线性滚珠引导装置30，以及带有压力弹簧36的引导杆。上下调节器44设置在底板22的下方。在该处也采集用于内环10的滚道的接触直径或其同心度的测量值。根据本发明的测量装置20易于组装和拆卸，易于维护并且不过于昂贵。
附图标记列表
10 内环
12 外环
14 法兰
16 测量元件
18 滚动体
20 测量装置
22 底板
24 盖板
26 气动缸
28 承载件
30 线性滚珠引导装置
32 定位器
34 适配器
36 带压力弹簧的引导杆
38 锥体
40 滚道
42 测量传感器
44 上下调节器
46 力
48 按钮

Claims (10)

1.一种用于制造滚动轴承的方法，该方法具有以下步骤：磨削和珩磨两个或更多个滚道引导的构件，内环(10)、外环(12)和/或法兰(14)，然后测量滚道引导的构件的滚道(40)，选择合适的构件和/或滚动体(18)，和组装，其特征在于，在一个或多个滚道引导的构件的情况下，附加地在珩磨之前已经测量一个或多个所述滚道(40)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述滚道引导的构件的滚道(40)的第一和/或第二测量是接触直径测量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在使用测量元件(16)的施加到待测量的构件上的特定压力的条件下进行所述接触直径测量，其中所述测量元件(16)的形式是用于待测量的构件的配合件，并且其中优选以气动方式产生所述压力。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述测量元件(16)包含滚动体(18)或压在滚动体(18)上，所述滚动体设置在待测量的构件中。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，线性滚珠引导装置(30)用于轴向移动或引导待测量的构件。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其特征在于，使用定位器(32)和/或适配器(34)。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的方法，其特征在于，使用具有压力弹簧(36)的引导杆。
8.一种用于在根据前述权利要求中任一项所述的方法中执行接触直径测量的测量装置，其特征在于，设有包含滚动体(18)的测量元件(16)。
9.一种具有构件内环(10)和外环(12)的滚动轴承，尤其具有内环(10)、外环(12)和法兰(14)的第三代滚珠轴承，其特征在于，所述滚动轴承根据前述权利要求的方法制成，并且其用作为车辆，尤其乘用车的车轮轴承单元。
10.一种用于制造滚动轴承的制造设备，其特征在于，所述制造设备执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。
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