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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Erfindungsgebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Axialdruckeinstellungsverfahren
zur Steuerung eines Axialdrucks auf ein Wälzlager in einer Lagervorrichtung, die
einen Wellenkörper
umfasst, welches Wälzlager derart
an dem Wellenkörper
montiert ist, dass das Wälzlager
auf eine Außenseite
des Wellenkörpers aufgepasst
ist, sowie auf die Lagervorrichtung.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Dokument
US-A 5,490,732 offenbart eine Radlagereinheit mit einer Nabe, die
eine Bohrung umfasst, die einen rohrförmigen Nabenteil begrenzt, der
sich vor der Verformung über
das axial äußere Ende
des Innenrings des Lagers erstreckt. Der rohrförmige Nabenteil wird radial
nach außen über die
radial innere, axial äußere Kante
des inneren Rings verformt, so dass der Innenring und das Lager
an die Nabe angeklemmt werden. Merkmale des Innenrings und der Nabe
zur Ermöglichung
eines solchen Festklemmens umfassen die Härte des Nabenmaterials, einen
rohrförmigen
Teil der Nabe mit einer bestimmten Wanddicke und einer Länge, die
sich über
das axiale Ende des Lagers erstreckt, den Radius der Kante des Innenrings,
auf welchen der Wulst geformt wird, die Dicke des Wulstes und seine
Neigungswinkel sowohl bezüglich
des Endes des Innenrings als auch bezüglich der inneren Bohrung,
und die Tiefe der Bohrung.
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Darüber hinaus
offenbart Dokument WO 98/58762 eine Nabe, umfassend eine Spindel,
die durch ein Gehäuse
vorspringt und relativ zu dem Gehäuse auf einem Lager zwischen
der Spindel und dem Gehäuse
rotiert. Das Lager weist zwei Sätze von
Laufflächen
auf, die schräg
zu der Achse x liegen, und ferner Rollelemente, die in zwei Reihen
auf den Sätzen
von Laufflächen
angeordnet sind. Wenn sich das Gehäuse und die Laufflächen in
einer Position um die Spindel herum befinden, wird der vorspringende
Endbereich der Spindel in einem Rotations-Formvorgang radial so
verformt, dass er zu einem verformten Ende verformt wird, das hinter
der rückseitigen
Fläche
der Lauffläche
liegt. Während des
Rotationsformvorgangs rotiert die Nabe, und ein Ende der Spindel
wird gegen ein Rotationsformungswerkzeug gedrückt, und die Kraft wird überwacht. Das
Gehäuse
wird entspannt, und das von der Rotationsnabe auf das Gehäuse übertragene
Drehmoment wird überwacht.
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Ein
bekanntes Axialdruckeinstellungsverfahren wird anhand der 5 bis 7 beschrieben.
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Eine
Lagervorrichtung, wie sie in 5 gezeigt
ist, ist eine Nabeneinheit für
ein Antriebsrad eines Fahrzeugs. Die Nabeneinheit umfasst ein Nabenrad 10 als
einen Wellenkörper
und ein Schrägkugellager 12,
das an einem Wellenbereich 11 des Nabenrads 10 derart
montiert ist, dass das Kugellager 12 auf eine Außenseite
des Wellenbereichs 11 aufgepasst ist, welches ein Beispiel
für ein
Wälzlager
vom geneigten Kontakttyp ist. Ein freies Ende des Wellenbereichs 11 wölbt sich
und wird nach außen
in einer Durchmesserrichtung durch Wälzverstemmen zur Bildung eines
verstemmten Bereichs 13 verformt. Das Lager 12 umfasst
einen Innenring 12a, einen Außenring 12b, eine
Anzahl von Kugeln 12c und zwei Schnappkäfige 12d. In dem Lager 12 wird
eine erforderliche Vorlast auf den Innenring 12a durch
den verstemmten Bereich 13 ausgeübt, und das Lager 12 wird
daran gehindert, von dem Nabenrad 10 abzufallen.
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Eine
solche Nabeneinheit ist zwischen einer Antriebswelle 14 und
einem Wellengehäuse 15 des Fahrzeugs
montiert. Mit anderen Worten, der Wellenbereich 11 des
Nabenrads 10 ist mit der Antriebswelle 14 verkeilt
und mit der Antriebswelle 14 durch eine Mutter 16 verbunden,
und ein Außenring 12b des
Lagers 12 ist mit dem Wellengehäuse 15 durch einen Bolzen 17 verbunden.
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In
dem Wellenbereich 11 des Nabenrads 10 wird ein
Stemmwerkzeug 20, wie in 7 gezeigt, gegen
einen zylindrischen zu verstemmenden Bereich 11a an einer
freien Endseite des Wellenbereichs 11 vor dem Stemmen gehalten,
wie in 6 durch eine Phantomlinie dargestellt ist. Dann
wird durch Rollen des Stemmwerkzeugs 20 um eine strichpunktierte
Linie O in einem konstanten Winkel α der zylindrische, zu verstemmende
Bereich 11a gewölbt
und radial nach außen
verformt, so dass ein verstemmter Bereich 13 gebildet wird,
der gegen eine äußere Endfläche des
Innenrings 12a gehalten wird.
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Da
in der vorstehend genannten Lagervorrichtung der verstemmte Bereich 13 gegen
die äußere Endfläche des
Innenrings 12a gehalten wird, damit die Kugeln 12c in
komprimierte Zustände
zwischen dem Innenring 12a und dem Außenring 12b gebracht werden,
wirkt im Gegensatz dazu eine Kraft zum Lösen des verstemmten Bereichs 13 von
dem Innenring 12a in einer axialen Richtung auf den verstemmten Bereich 13.
Dies führt
zur Erzeugung einer axial nach innen gerichteten Reaktionskraft
(nachfolgend als axiale Kraft definiert) vom verstemmten Bereich 13 zum
Widerstand gegen die oben genannte Kraft.
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Es
ist bekannt, dass eine Steuerung zur angemessenen Aufrechterhaltung
der axialen Kraft zur Sicherstellung der Rolleigenschaften der Kugeln 12c erforderlich
ist.
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In
dem bekannten Axialdruckeinstellungsverfahren wird der Axialdruck
lediglich dadurch gesteuert, dass der verstemmte Bereich 13 fest
verstemmt wird, eine Dicke des verstemmten Bereichs 13 angepasst
wird oder beim Verstemmen der ausgeübte Druck eingestellt wird.
Es ist jedoch nicht leicht, durch dieses Verfahren den Axialdruck
angemessen zu steuern.
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Die
Erfinder haben sich eingehend mit dem Axialdruck befasst und sind
daraufhin auf die folgende Tatsache gestoßen. Es existiert ein Verstemmungs-Anfangspunkt an der
inneren Umfangsseite des zylindrischen zu verstemmenden Bereichs 11a des
Wellenbereichs 11 beim Verstemmen des zylindrischen Bereichs 11a auf
die äußere Endfläche des Innenrings 12a nach
außen
in radialer Richtung unter Verwendung des Stemmwerkzeugs 20.
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Wenn
eine Endkante an einer inneren Umfangsseite eines abgeschrägten Bereichs
an einem inneren Umfangs-Schulterbereich des Innenrings 12a als
ein Punkt A definiert ist, ist der Verstemmungs-Anfangspunkt als
Punkt B definiert, und als eine Beziehung zwischen den relativen
Positionen der beiden Punkte A und B verändert wurde, stellte sich heraus,
dass der Axialdruck variierte, der von der äußeren Endfläche auf den Innenring 12a von dem
verstemmten Bereich 13 ausgeübt wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist daher ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung, ein Axialdruckeinstellungsverfahren
zur geeigneten und leichten Einstellung eines Axialdrucks und einer
Lagervorrichtung gemäß diesem Verfahren
zu schaffen.
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Weitere
Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden
Beschreibung ersichtlich.
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In
einem Axialdruckeinstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
zur Steuerung eines Axialdrucks auf ein Wälzlager in einer Lagervorrichtung,
die dieses Wälzlager
und einen Wellenkörper
umfasst, welches Wälzlager
derart an den Wellenkörper
montiert ist, dass das Wälzlager
auf eine Außenseite
des Wellenkörpers
aufgepaßt
ist, welches Wälzlager
am Abfallen durch einen aufgestemmten Bereich gegen eine äußere Stirnfläche eines
Innenrings des Wälzlagers
gehindert wird, welcher aufgestemmte Bereich gebildet wird durch
Biegen eines zylindrischen Bereichs zum Aufstemmen auf einen freien
Stirnbereich des Wellenkörpers
nach außen
in einer Durchmessereinrichtung, umfasst das Verfahren die folgenden
Schritte zur Einstellung des Axialdrucks auf das Wälzlager
durch den aufgestemmten Bereich: einen ersten Schritt der Festlegung
einer Position (ersten Position) einer Endkante an einer inneren
Umfangsseite eines abgeschrägten Bereichs,
der an einem inneren Umfangs-Schulterbereich
des Innenrings gebildet ist; und einen zweiten Schritt der Festlegung
einer Beziehung zwischen relativen Positionen in einer Axialrichtung
der ersten Position und einer Position (zweiten Position) eines Verstemmungs-Anfangspunkts
an einer inneren Umfangsseite des zu verstemmenden zylindrischen
Bereichs, so dass der Axialdruck durch den verstemmten Bereich gesteuert
wird.
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Vorzugsweise
ist der zweite Schritt ein Schritt der Festlegung der zweiten Position
an einer axialen Außenseite
bezüglich
der ersten Position.
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Vorzugsweise
ist der zweite Schritt ein Schritt der axialen Ausrichtung der zweiten
Position bezüglich
der ersten Position.
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Vorzugsweise
ist der zweite Schritt ein Schritt der Positionierung der zweiten
Position auf einer axialen Innenseite bezüglich der ersten Position.
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Weiter
vorzugsweise umfasst das Verfahren einen dritten Schritt der Festlegung
einer radialen Dicke des zylindrischen zu verstemmenden Bereichs.
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Weiter
vorzugsweise umfasst das Verfahren einen vierten Schritt der Festlegung
einer Härte
des zylindrischen zu verstemmenden Bereichs.
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Eine
erfindungsgemäße Lagervorrichtung umfasst
ein Wälzlager
und einen Wellenkörper,
welches Wälzlager
derart auf den Wellenkörper
montiert ist, dass das Wälzlager
auf eine Außenseite
des Wellenkörpers
aufgepasst ist, welcher Wellenkörper
einen zylindrischen zu verstemmenden Bereich an einer freien Stirnseite
des Wellenkörpers
aufweist, wobei der zylindrische, zu verstemmende Bereich des Wellenkörpers in
einer Durchmesserrichtung nach außen auf eine äußere Stirnfläche eines
Innenrings zur Bildung eines verstemmten Bereichs gebogen wird,
in einem Zustand, in welchem eine Beziehung zwischen relativen Position
in eine Axialrichtung eines Verstemmungs-Anfangspunkts an einer
inneren Durchmesserseite des zylindrischen Bereichs und einer Endkante
an einer inneren Umfangsseite eines abgeschrägten Bereichs gebildet wird,
der an einem inneren Umfangs-Schulterbereich des Innenrings des
Wälzlagers
gebildet wird, und ein Axialdruck auf das Wälzlager durch den verstemmten
Bereich ausgeübt
wird.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Diese
und weitere Ziele sowie Vorteile der Erfindung werden anhand der
folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung ersichtlich,
die mit Bezug auf die folgenden beigefügten Zeichnungen erfolgt:
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1 ist
eine Schnittansicht eines wesentlichen Bereichs einer Nabeneinheit
für ein
Fahrzeug-Antriebsrad, die durch ein Axialdruck-Einstellungsverfahren
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gesteuert wird, worin ein Fall dargestellt
ist, in welchem ein Verstemmungs-Anfangspunkt an einer axialen Außenseite
einer Endkantenposition einer inneren Umfangsseite angeordnet ist;
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2 entspricht 1 und
zeigt einen Fall, in welchem der Verstemmungs-Anfangspunkt axial mit
der Endkantenposition an der inneren Umfangsseite ausgerichtet ist;
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3 entspricht 1 und
zeigt einen Fall, in welchem der Verstemmungs-Anfangspunkt an der axialen
Innenseite der Endkantenposition auf der inneren Umfangsseite angeordnet
ist;
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4 zeigt
eine Beziehung zwischen einer Position der Verstemmungs-Anfangsposition und
einem Axialdruck;
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5 ist
ein senkrechter Schnitt durch die Nabeneinheit des Fahrzeugantriebsrads;
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6 ist
eine vergrößerte Ansicht
des verstemmten Bereichs, der ein wesentlicher Teil von 4 ist;
und
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7 ist
ein Stufendiagramm zur Erläuterung
einer Verstemmungsform des verstemmten Bereichs aus 4.
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In
all diesen Figuren sind gleiche Bauteile durch gleiche Bezugsziffern
bezeichnet.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Im
folgenden wird ein Axialdruckeinstellungsverfahren gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sowie eine Lagervorrichtung entsprechend
diesem Verfahren anhand der Zeichnungen erläutert. In dieser Ausführungsform
wird eine Nabeneinheit für
ein Fahrzeugantriebsrad als ein Beispiel für die Lagervorrichtung betrachtet.
Da ein grundlegender Aufbau der Nabeneinheit in 5 dargestellt
ist, wird auf eine detaillierte Beschreibung desselben verzichtet.
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Anhand
der 1 bis 3 wird ein Axialdruckeinstellungsverfahren
der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung erläutert.
Alle 1 bis 3 zeigen einen Zustand vor dem
Biegen und Verstemmen eines zu verstemmenden zylindrischen Bereichs 11a eines
Wellenbereichs 11 nach außen in einer Durchmesserrichtung
auf eine äußere Stirnfläche eines
Innenrings 12a.
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Die
Darstellung einer Form nach dem Verstemmen ist weggelassen.
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In
diesen Zeichnungen bezeichnet ein Buchstabe A eine Position auf
einer Axialrichtung auf einer Endkante an einer inneren Umfangsseite
eines abgeschrägten
Bereichs an einem inneren Umfangs-Schulterbereich des Innenrings 12a des
Wälzlagers 12 als
eine erste Position. In der folgenden Beschreibung wird diese Position
als eine Ausgangspunktposition A bezeichnet. Ein Buchstabe B bezeichnet
eine Position eines Verstemmungs-Anfangspunkts an einer inneren
Umfangsseite des zu verstemmenden zylindrischen Bereichs 11a als
eine zweite Position.
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Das
Axialdruckeinstellungsverfahren dieser Ausführungsform umfasst einen ersten
Schritt der Festlegung der Ausgangspunktposition A und einen zweiten
Schritt der Festlegung einer Beziehung zwischen relativen Positionen
in einer Axialrichtung der Ausgangspunktposition A und der Verstemmungs-Anfangsposition
B als Schritte zur Einstellung des Axialdrucks, der auf das Wälzlager 12 durch
den verstemmten Bereich 13 ausgeübt wird.
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Bezüglich der
oben genannten Beziehung zwischen den relativen Positionen ist die
Verstemmungs-Anfangspunktposition B auf einer axialen Außenseite
bezüglich
der Ausgangspunktposition A in 1 angeordnet,
die Verstemmungs-Anfangspunktposition B und die Ausgangspunktposition
A sind miteinander in der Axialrichtung in 2 ausgerichtet,
und die Verstemmungs-Anfangspunktposition A ist auf einer axialen
Innenseite bezüglich
der Ausgangspunktposition A in 3 angeordnet.
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Hier
ist die Axialrichtung auf einer eindimensionalen Koordinate, d.h.
x, aufgezeichnet, die Ausgangspunktposition A ist als ein Ausgangspunkt
der eindimensionalen Koordinate x festgelegt, und die Verstemmungs-Anfangspunktposition
B ist als ein Koordinatenpunkt x der eindimensionalen Koordinate festgelegt.
Demnach ist der Koordinatenpunkt x der Verstemmungs-Anfangspunktposition
B größer als
0 im Fall von 1, der Koordinatenpunkt x der
Verstemmungs-Anfangspunktposition B ist gleich 0 im Fall von 2,
und der Koordinatenpunkt x der Verstemmungs-Anfangspunktposition
B ist kleiner als 0 im Fall von 3.
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Wenn
daher eine Dicke des zylindrischen zu verstemmenden Bereichs 11a in
einer Durchmesserrichtung definiert ist als t, ist x/t > 0 im Fall von 1, x/t
= 0 im Fall von 2, und x/t < 0 im Fall von 3.
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Die
Erfinder haben den Axialdruck in Abhängigkeit von der Festlegung
der Beziehung zwischen den relativen Positionen der Ausgangspunktposition A
und der Verstemmungs-Anfangspunktposition B in den jeweiligen Fällen von 1 bis 3 experimentell
gemessen und Ergebnisse erhalten, die in 4 dargestellt
sind. Eine horizontale Achse bezeichnet x/t, und eine vertikale
Achse bezeichnet in 4 den Axialdruck (kgf).
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In
diesem Versuch wird die Härte
des zu verstemmenden zylindrischen Bereichs
11a zwischen dem
Fall von
1, dem Fall von
2 und
dem Fall von
3 verändert zwischen niedrig (16
bis 18 HRC: Härte
1, dargestellt durch eine Markierung ♢ in
4),
Mittel (20 bis 22 HRC: Härte
2, dargestellt durch Markierungen ☐ und
in
4),
und hoch (26 bis 28 HRC: Härte
3, dargestellt durch eine Markierung Δ in
4).
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Bei
den Härten
1 bis 3 wird die radiale Dicke t des zylindrischen zu verstemmenden
Bereichs 11a auf einem konstanten Wert gehalten, d.h. 5
mm zur Durchführung
der Messung.
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Bei
der Härte
2 wurden zur Ausführung
der Messung zwei Arten von radialen Dicken t des zylindrischen zu
verstemmenden Bereichs
11a verwendet, d.h., 5 mm (☐ in
4)
und 7 mm (
in
4).
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Die
Messung wird im folgenden mit Bezug auf 4 beschrieben.
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(1) Der Fall der Beziehung
zwischen den relativen Positionen gemäß 1 (x/t > 0):
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Zur
Verbesserung der Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Messung des Axialdrucks
werden die Meßbedingungen
des Axialdrucks wie folgt festgelegt. ➀ Die Position des
Verstemmungs-Anfangspunkts B wird viermal nach außen in Axialrichtung verändert. ➁ Die
Härte des
zylindrischen zu verstemmenden Bereichs 11a wird auf drei
Arten von Härten verändert, d.h.
auf die Härte
1, die Härte
2 und die Härte
3 in jeweiligen Positionen des Verstemmungs-Anfangspunkts B. ➂ Bei
der Härte
2 wird die radiale Dicke t des zylindrischen zu verstemmenden Bereichs 11a auf
zwei Arten von Dicken verändert, d.h.
5 mm und 7 mm.
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Bei
den oben genannten Messbedingungen wurde der Axialdruck in den jeweiligen
Verstemmungs-Anfangspunktpositionen B gemessen. Diese Messbedingungen
sind im folgenden Fall ähnlich.
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Die
Messergebnisse unter den oben genannten Bedingungen der Messung
sind in 4 dargestellt. In 4 variiert
der Axialdruck zwischen einer oberen Messlinie L1 und einer unteren
Messlinie L2, und eine abwärts
gerichtete Rampe in der Richtung axial nach außen in einem Bereich zwischen
den beiden Linien L1 und L2 ist groß.
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Gemäß den oben
genannten Ergebnissen wird bei allen Härten des zu verstemmenden zylindrischen
Bereichs 11a der Axialdruck kleiner, wenn die Verstemmungs-Anfangspunktposition
B sich in axialer Richtung nach außen bewegt. Da der Axialdruck sich
in Abhängigkeit
von der Festlegung der Beziehung zwischen den relativen Positionen
in Axialrichtung der Ausgangspunktposition A und der Verstemmungs-Anfangspunktposition
B verändert,
ist es daher möglich,
den Axialdruck angemessen und einfach zu steuern, der auf das Wälzlager 12 durch
den aufgestemmten Bereich 13 ausgeübt wird.
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Da
der Axialdruck sich auch dann verändert, wenn die radiale Dicke
t des zylindrischen zu verstemmenden Bereichs 11a auf 5
mm und 7 mm bei der Härte
2 verändert
wird, ist es möglich,
den Axialdruck ferner angemessen durch Festlegung der radialen Dicke
t des zylindrischen Bereichs 11a als dritten Schritt zu
steuern. Da der Axialdruck sich auch dann verändert, wenn die Härte des
zylindrischen zu verstemmenden Bereichs 11a auf die Härte 1, die Härte 2 und
die Härte
3 bei gleicher Beziehung zwischen den relativen Positionen verändert wird,
ist es ferner möglich,
den Axialdruck durch Festlegung der Härte als vierten Schritt angemessen
zu steuern.
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Bezüglich der
Härte gilt,
je niedriger die Härte,
desto größer wird
der Axialdruck. Der Grund dafür wird
wie folgt angenommen. Wenn die Härte
des zu verstemmenden zylindrischen Bereichs 11a kleiner ist,
kann der zylindrische Bereich 11a leicht verstemmt werden
und der Innenring 12a kann in größerem Ausmaß axial nach innen gedrückt werden.
Dies führt
dazu, dass man eine größere Axiallast
ausübt. Zur
Vergrößerung der
Axiallast wird daher bevorzugt die Härte des zu verstemmenden zylindrischen
Bereichs 11a reduziert.
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Je
näher außerdem die
Verstemmungs-Anfangspunktposition B der Ursprungspunktposition A ist,
desto größer wird
der Axialdruck.
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(2) Der Fall der Beziehung
zwischen den relativen Positionen in 2 (x/t =
0):
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Die
Messbedingungen in dem Fall dieser Beziehung zwischen den relativen
Positionen sind die gleichen wie in dem oben beschriebenen Fall
(1), abgesehen davon, dass die Verstemmungs-Anfangspunktposition
B mit der Ursprungspunktposition A ausgerichtet ist.
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In
diesem Fall ist es ebenfalls möglich,
den Axialdruck zu steuern, indem die Beziehung zwischen den relativen
Positionen in der Axialrichtung der Ursprungspunktposition A und
der Verstemmungs-Ausgangspunktposition B festzulegen.
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Ähnlich wie
bei (1), ist es möglich,
den Axialdruck zu steuern, in dem die radiale Dicke T des zu verstemmenden
zylindrischen Bereichs 11a festgelegt wird.
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Ähnlich wie
bei (1), ist es möglich,
den Axialdruck durch Festlegung der Härte zu steuern. Mit anderen
Worten, wenn ein Vergleich zwischen der Härte 1, der Härte 2 und
der Härte
3 des zu verstemmenden zylindrischen Bereichs 11a angestellt
wurde, wurde der größte Axialdruck
mit der Härte
1 erreicht und der Axialdruck bei der Härte 2 war im wesentlichen gleich
groß wie
bei Härte
3 oder im Durchschnitt geringfügig
größer als
dieser bei Härte
3. Als Grund hierfür
wird der gleiche angenommen, wie bei 1.
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(3) Der Fall der Beziehung
zwischen den relativen Positionen in 3 (x/t < 0):
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Die
Meßbedingungen
in dem Fall dieser Beziehung zwischen den relativen Positionen sind ähnlich zu
denjenigen wie bei (1), abgesehen davon, dass die Verstemmungs-Anfangspunktposition
B axial innen liegt.
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Auch
in diesem Fall variiert der Axialdruck entsprechend der Festlegung
der Beziehung zwischen den relativen Positionen bei jeder Härte. Es
ist daher möglich,
den Axialdruck durch Festlegung der Beziehung zwischen den relativen
Positionen zu steuern.
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Ähnlich wie
bei (1), ist es ebenfalls möglich, den
Axialdruck durch Festlegung der radialen Dicke t des zylindrischen
zu verstemmenden Bereichs 11a zu steuern.
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Ferner
ist es ähnlich
wie bei (1) möglich,
den Axialdruck durch Festlegung der Härte zu steuern.
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Bei
Veränderung
des Axialdrucks wie in 4 ist ein Gefälle nach
außen
in axialer Richtung des Axialdruckbereichs zwischen der oberen Meßlinie und
der unteren Meßlinie
L2 groß in
dem Fall x/t > 0 gemäß (1) und
ein Gefälle
nach innen in axialer Richtung des Axialdruckbereichs zwischen einer oberen
Meßlinie
L3 und einer unteren Meßlinie
L4 ist klein im Fall x/t < 0
gemäß (3).
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Der
Grund hierfür
liegt darin, dass das verformte Volumen aufgrund des Verstemmens
des zu verstemmenden zylindrischen Bereichs 11a in Fall von
(1) groß wird,
was dazu führt,
dass der Axialdruck reduziert wird, wenn der ausgeübte Druck
konstant bleibt.
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Falls
der minimale Axialdruck (erforderlicher Axialdruck), der notwendig
ist, um die Rolleigenschaft der Kugeln 12c des Wälzlagers 12 zu
erhalten, beispielsweise 2.500 kgf beträgt, liegt x/t in einem Bereich
von –0,15 ≤ x/t ≤ 0,05 für die entsprechenden Härten 1,
2 und 3 für
das Diagramm in 4. Wenn die radiale Dicke t
des zu verstemmenden zylindrischen Bereichs 11a beispielsweise
gleich 5 mm ist, ist –0,75 ≤ x ≤ 0,25, mit
anderen Worten, eine maximal erlaubte Position, in die sich der
Verstemmungs-Anfangspunkt B des zu verstemmenden zylindrischen Bereichs 11a axial
nach innen von der Ausgangspunktposition A bewegen kann, ist 0,75 mm
in 3, und die maximal erlaubte Position, in die sich
die Verstemmungs-Anfangspunktposition B des zu verstemmenden zylindrischen
Bereichs 11a axial nach außen von der Ausgangspunktposition
A bewegen kann, ist in 1 0,25 mm.
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Innerhalb
dieses Bereichs kann der erforderliche Axialdruck von 2.500 kgf
oder mehr erreicht werden.
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Wie
sich aus den o.g. Meßergebnissen
zusammenfassend ergibt, wird die Axiallast um so größer, je
näher die
Verstemmungs-Anfangspunktposition B der Ausgangspunktposition A
ist, doch die Verstemmungs-Anfangsposition B muss nicht notwendigerweise
mit der Ausgangspunktposition A ausgerichtet sein, wenn die oben
genannte Axiallast in Betracht gezogen wird, die erforderlich ist,
um die Rolleigenschaft der Kugeln 12c zu erhalten, und
die Verstemmungs-Anfangsposition B kann axial nach außen oder
innen von der Ausgangspunktposition A getrennt sein. In diesem Fall
existieren sowohl axial nach außen
als auch nach innen maximal mögliche Trennungsabstände, und
es ist notwendig, die Verstemmungsanfangspunktposition B in einem
Bereich der maximalen Trennungsabstände zu legen, um die Axiallast
zu steuern.
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Um
eine erforderliche Axiallast mit hoher Genauigkeit zu erreichen,
sollte bevorzugt die Verstemmungs-Ausgangspunktposition B axial
nach außen oder
innen von der Ausgangspunktposition A angemessen getrennt werden.
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Da
ferner auch die radiale Dicke des zu verstemmenden zylindrischen
Bereichs 11a mit dem Axialdruck in Beziehung steht, ist
vorzugsweise die radiale Dicke zusätzlich zur axialen Position
der Verstemmungs-Anfangspunktposition B zur Steuerung des Axialdrucks
in Betracht zu ziehen.
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Da
ferner die Härte
des zu verstemmenden zylindrischen Bereichs 11a mit der
Axiallast in Beziehung steht, ist vorzugsweise die Härte zusätzlich zu der
axialen Position der Verstemmungs-Anfangspunktposition B zur Steuerung
des Axialdrucks in Betracht zu ziehen.
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Gemäß dem Axialdrucksteuerungsverfahren der
vorliegenden Ausführungsform
ist es auf die oben beschriebene Weise möglich, den Axialdruck auf solche
Weise leicht zu steuern, dass der angemessene Axialdruck im wesentlichen
dadurch erreicht werden kann, dass die Beziehung zwischen den relativen
Positionen festgelegt wird.
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Die
Lagervorrichtung, auf welche die vorliegende Erfindung angewendet
wird, ist nicht auf das Nabenrad beschränkt, das in der oben beschriebenen
Ausführungsform
gezeigt ist. Die Erfindung kann zur Steuerung des Axialdrucks in
jeder Lagervorrichtung verwendet werden, die ein Wälzlager
und einen Wellenkörper
aufweist, welches Wälzlager
auf den Wellenkörper
derart montiert ist, dass das Wälzlager auf
eine Außenseite
des Wellenkörpers
aufgepasst ist, und welches Wälzlager
vom Abfallen gehindert wird, indem es durch den verstemmten Bereich
gegen die äußere Stirnfäche des
Innenrings des Wälzlagers
gehalten wird, welcher verstemmte Bereich geformt wird durch Biegen
des zu verstemmenden zylindrischen Bereichs auf die freie Stirnseite
des Wellenkörpers
nach außen
in Durchmesserrichtung. Obwohl die oben genannte Härte einem
Bereich von 2 HRC umfasst, ist dies eine Abwandlung, die durch eine
Wärmebehandlung
erzielt wird, und diese Abweichung wird auch in einer Behandlung
des gleichen Anteils erzielt.
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Je
kleiner die Härte,
desto größer wird
der Axialdruck, wie sich lediglich aus den oben genannten Meßergebnissen
ergibt. Eine untere Grenze für die
Härte ist
jedoch 16 HRC.
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Bei
dem oben genannten Axialdruckeinstellungsverfahren umfasst die Lagervorrichtung
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
das Wälzlager 12 und
den Wellenkörper 11,
welches Wälzlager 12 auf den
Wellenkörper 11 auf
solche Weise montiert ist, dass das Wälzlager 12 auf die
Außenseite
des Wellenkörpers 11 aufgepasst
ist, und der Wellenkörper 11 umfasst
den zu verstemmenden zylindrischen Bereich 11a an der freien
Stirnseite des Wellenkörpers 11.
Der zu verstemmende zylindrische Bereich 11a des Wellenkörpers 11 wird
in Durchmesserrichtung nach außen
auf die äußere Stirnfläche des
Innenrings 12a zum Formen des verstemmten Bereichs 13 in
einem Zustand gebogen, in welchem die Beziehung zwischen den relativen
Positionen in der axialen Richtung der Verstemmungs-Anfangspunktposition
B an der inneren Umfangsseite des zylindrischen Bereichs 11a und
die Position A an einer Endkante der inneren Umfangsseite des abgeschrägten Bereichs,
der an einem inneren Umfangs-Schulterbereichs des Innenrings des
Wälzlagers
festgelegt ist. Auf diese Weise wird bei dieser Lagervorrichtung
der Axialdruck auf das Wälzlager 12 durch
den verstemmten Bereich 13 ausgeübt, und es ist möglich, den
Axialdruck der auf das Wälzlager 12 wirkt,
durch Festlegung der Beziehung zwischen den relativen Positionen
zu steuern.
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Während zuvor
beschrieben wurde, was derzeit als bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung betrachtet wird, versteht es sich, dass hierin verschiedene
Abwandlungen vorgenommen werden können, und es ist beabsich tigt,
in den beigefügten Ansprüchen alle
solche Abwandlungen abzudecken, sofern sie in den wahren Sinn und
Gehalt dieser Erfindung fallen.