DE60031602T2

DE60031602T2 - Axialdruckeinstellung und Lagervorrichtung

Info

Publication number: DE60031602T2
Application number: DE60031602T
Authority: DE
Inventors: Kazutoshi Chuo-ku Toda; Tomohiro Chuo-ku Ishii; Tadashi Chuo-ku Mitarai; Daisaku Chuo-ku Tomita
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 1999-06-21
Filing date: 2000-05-11
Publication date: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2020-05-12
Also published as: DE60031602D1; US20040134071A1; US20030074793A1; US6996907B2; EP1063437B1; EP1063437A3; JP2001003933A; JP4123643B2; EP1063437A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Erfindungsgebiet
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.
Beschreibung des Standes der Technik
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.
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.
Ein bekanntes Axialdruckeinstellungsverfahren wird anhand der 5 bis 7 beschrieben.
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.
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.
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.
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.
Es ist bekannt, dass eine Steuerung zur angemessenen Aufrechterhaltung der axialen Kraft zur Sicherstellung der Rolleigenschaften der Kugeln 12c erforderlich ist.
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.
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.
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.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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.
Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung ersichtlich.
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.
Vorzugsweise ist der zweite Schritt ein Schritt der Festlegung der zweiten Position an einer axialen Außenseite bezüglich der ersten Position.
Vorzugsweise ist der zweite Schritt ein Schritt der axialen Ausrichtung der zweiten Position bezüglich der ersten Position.
Vorzugsweise ist der zweite Schritt ein Schritt der Positionierung der zweiten Position auf einer axialen Innenseite bezüglich der ersten Position.
Weiter vorzugsweise umfasst das Verfahren einen dritten Schritt der Festlegung einer radialen Dicke des zylindrischen zu verstemmenden Bereichs.
Weiter vorzugsweise umfasst das Verfahren einen vierten Schritt der Festlegung einer Härte des zylindrischen zu verstemmenden Bereichs.
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.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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:
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;
2 entspricht 1 und zeigt einen Fall, in welchem der Verstemmungs-Anfangspunkt axial mit der Endkantenposition an der inneren Umfangsseite ausgerichtet ist;
3 entspricht 1 und zeigt einen Fall, in welchem der Verstemmungs-Anfangspunkt an der axialen Innenseite der Endkantenposition auf der inneren Umfangsseite angeordnet ist;
4 zeigt eine Beziehung zwischen einer Position der Verstemmungs-Anfangsposition und einem Axialdruck;
5 ist ein senkrechter Schnitt durch die Nabeneinheit des Fahrzeugantriebsrads;
6 ist eine vergrößerte Ansicht des verstemmten Bereichs, der ein wesentlicher Teil von 4 ist; und
7 ist ein Stufendiagramm zur Erläuterung einer Verstemmungsform des verstemmten Bereichs aus 4.
In all diesen Figuren sind gleiche Bauteile durch gleiche Bezugsziffern bezeichnet.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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.
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.
Die Darstellung einer Form nach dem Verstemmen ist weggelassen.
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.
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.
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.
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.
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.
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).
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).
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.
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).
Die Messung wird im folgenden mit Bezug auf 4 beschrieben.
(1) Der Fall der Beziehung zwischen den relativen Positionen gemäß 1 (x/t > 0):
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.
Bei den oben genannten Messbedingungen wurde der Axialdruck in den jeweiligen Verstemmungs-Anfangspunktpositionen B gemessen. Diese Messbedingungen sind im folgenden Fall ähnlich.
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.
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.
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.
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.
Je näher außerdem die Verstemmungs-Anfangspunktposition B der Ursprungspunktposition A ist, desto größer wird der Axialdruck.
(2) Der Fall der Beziehung zwischen den relativen Positionen in 2 (x/t = 0):
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.
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.
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.
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.
(3) Der Fall der Beziehung zwischen den relativen Positionen in 3 (x/t < 0):
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.
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.
Ähnlich wie bei (1), ist es ebenfalls möglich, den Axialdruck durch Festlegung der radialen Dicke t des zylindrischen zu verstemmenden Bereichs 11a zu steuern.
Ferner ist es ähnlich wie bei (1) möglich, den Axialdruck durch Festlegung der Härte zu steuern.
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).
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.
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.
Innerhalb dieses Bereichs kann der erforderliche Axialdruck von 2.500 kgf oder mehr erreicht werden.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.

Claims

Axialdruckeinstellungsverfahren zur Steuerung eines Axialdrucks auf ein Wälzlager (12) in einer Lagervorrichtung, die dieses Wälzlager (12) und einen Wellenkörper (11) umfasst, welches Wälzlager (12) derart an den Wellenkörper (11) montiert ist, dass das Wälzlager (12) auf eine Außenseite des Wellenkörpers (11) aufgepasst ist, welches Wälzlager (12) am Abfallen durch einen aufgestemmten Bereich (13) gegen eine äußere Stirnfläche eines Innenrings des Wälzlagers (12) gehindert wird, welcher aufgestemmte Bereich (13) gebildet wird durch Biegen eines zylindrischen Bereichs (11a) zum Aufstemmen auf einen freien Stirnbereich des Wellenkörpers (11) nach außen in einer Durchmesserrichtung, welches Verfahren durch die folgenden Schritte zur Einstellung des Axialdrucks auf das Wälzlager (12) durch den aufgestemmten Bereich (13) gekennzeichnet ist: – Bestimmen für unterschiedliche radiale Dicken (t) und Härtewerte des zu verstemmenden zylindrischen Bereichs (11a) der Beziehung zwischen einer Axiallast auf das Wälzlager (12) nach dem Verstemmen und der Auslenkung (x) in einer axialen Richtung einer zweiten Position (B), die definiert wird durch einen Verstemmungs-Anfangspunkt an einer inneren Umfangsseite des zu verstemmenden zylindrischen Bereichs (11a) bezüglich einer ersten Position (A), die bestimmt wird durch eine Endkante an einer inneren Umfangsseite eines abgeschrägten Bereichs, der an einem inneren Umfangs-Schulterbereich des Innenrings (12a) gebildet ist; – Benutzen dieser Beziehung zur Bestimmung für eine vorgegebene radiale Dicke (t) und Härte des zu verstemmenden zylindrischen Bereichs (11a) eines Bereichs von Verstemmungs-Anfangspunktpositionen relativ zu der ersten Position (A), innerhalb welches Bereichs zumindest eine erforderliche minimale Axiallast erzeugt wird, die auf das Wälzlager nach dem Verstemmen ausgeübt wird; – Festlegen der relativen Position des Verstemmungs-Anfangspunkts (B) bezüglich der Endkantenposition (A) des Innenrings (12a) innerhalb dieses Bereichs.
Verfahren zur Axialdruckeinstellung gemäß Anspruch 1, ferner umfassend das Aufzeichnen einer Beziehung zwischen einer auf das Wälzlager nach dem Verstemmen wirkenden Axiallast und der relativen Position des Verstemmungs-Anfangspunkts (B) bezüglich der ersten Position (A), Festlegen der ersten Position als Ursprungspunkt einer eindimensionalen Koordinate, Festlegen eines Bereichs einer erlaubten Position, in welche die zweite Position sich von der ersten Position axial entweder nach innen oder nach außen entsprechend der erforderlichen Axiallast entfernen kann, und Festlegen der Beziehung zwischen relativen Positionen der ersten Position und der zweiten Position der Axialrichtung in diesem Bereich.
Verfahren zur Axialdruckeinstellung gemäß Anspruch 2, bei welchem der Bereich zur Anordnung der ersten (A) und zweiten (B) Positionen festgelegt wird auf –0,15 ≤ x/t ≤ 0,05.
Verfahren zur Axialdruckeinstellung gemäß Anspruch 2, bei welchem die erforderliche Axiallast 2500 kgf in dem Bereich von –0,15 ≤ x/t ≤ 0,05 beträgt.