DE60205550T2

DE60205550T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Radnabeneinheit

Info

Publication number: DE60205550T2
Application number: DE60205550T
Authority: DE
Inventors: Nobuyuki Fujisawa-shi Hagiwara; Shoji Fujisawa-shi Horike
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2001-09-20
Filing date: 2002-05-29
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2022-05-30
Also published as: EP1295654A2; US6772615B2; EP1295654B1; EP1295654A3; DE60205550D1; US20030061713A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren einer Nabeneinheit zur Lagerung eines Rades entsprechend eines Oberbegriffabschnittes von Anspruch 1 und ein Werkzeug, geeignet zum Herstellen solch einer Nabeneinheit, entsprechend des Oberbegriffabschnittes von Anspruch 4.
Solch ein Verfahren und ein Werkzeug sind aus dem US 6,113,279 bekannt.
Das Herstellungsverfahren einer Nabeneinheit zur Lagerung eines Rades und das Werkzeug für die Herstellung werden für die Herstellung einer Nabeneinheit für die schwenkbare Lagerung eines Rades eines Automobils durch eine Aufhängung verwendet.
Ein Rad eines Automobils wird durch eine Aufhängung über eine Nabeneinheit zur Lagerung des Rades gelagert. 10 ist eine Ansicht, die ein Beispiel der Nabeneinheit für die Lagerung eines Rades zeigt, was in dem Patent der Vereinigten Staaten Nr. 5490732 beschrieben ist. Diese Nabeneinheit 1 zur Lagerung eines Rades enthält: einen Nabenkörper 2, ein Paar von Innenringen 3a, 3b, einen Außenring 4 und eine Mehrzahl von Rollelementen 5, 5. In dieser Anordnung ist in dem äußeren Endabschnitt der äußeren Umfangsfläche des Nabenkörpers 2 ein Flansch 6 für die Lagerung eines Rades gelagert. In diesem Fall ist die Außenseite des Nabenkörpers als eine Seite gebildet, die eine Außenseite in Richtung der Breite wird, wenn die Nabe in einem Automobil zusammengebaut wird, d. h., die Außenseite des Nabenkörpers ist links in der 10. Im Gegensatz dazu ist die Innenseite des Nabenkörpers als eine Seite gebildet, die ein Abschnitt in der Nähe zu der Mitte eines Automobiles wird, d. h., die Innenseite der Nabe ist rechts in der 10. An einem Basisendabschnitt des Flansches 6 in der Nähe der Mitte des Nabenkörpers 2 ist ein Stufenabschnitt 7 vorgesehen.
Das Paar der Innenringe 3a, 3b sind äußerlich mit einem Abschnitt im Eingriff, der in einem Bereich von dem Mittelabschnitt zu dem inneren Endabschnitt des Nabenkörpers 2 ist. Eine äußere Endfläche des Innenrings 3a, die außen angeordnet ist, liegt an einer Stufenfläche des Stufenabschnittes 7 an und eine äußere Endfläche des Innenrings 3b, die innen angeordnet ist, liegt an einer inneren Endfläche des Innenrings 3a an, die außen angeordnet ist. In diesem Zusammenhang, wenn eine Ansicht von dem Innenring 3b, der innen platziert ist, genommen wird, wird die innere Endfläche des Innenrin ges 3a, die außen angeordnet ist, eine Stufenfläche des Stufenabschnittes. In dem inneren Endabschnitt des Nabenkörpers 2 ist ein zylindrischer Abschnitt 8 vorgesehen. Ein vorderer halber Abschnitt dieses zylindrischen Abschnittes 8, der innen von der inneren Endfläche des Innenrings 3b vorspringt, wird in der radial äußeren Richtung plastisch verformt, so dass der Stollenabschnitt 9 gebildet werden kann. Das Paar der Innenringe 3a, 3b ist zwischen den Stollenabschnitt 9 und die Stufenfläche des Stufenabschnittes 7 eingesetzt.
Zwischen dem Paar der Außenring-Laufflächen 10, 10 (den ersten und den zweiten Laufflächen), vorgesehen auf der inneren Umfangsfläche des Außenrings 4 und den Innenring-Laufflächen 11, 11 (den ersten und den zweiten Innenring-Laufflächen), vorgesehen auf den äußeren Umfangsflächen der Innenringe 3a, 3b, ist jeweils eine Mehrzahl von Rollelementen 5 angeordnet. In diesem Zusammenhang, in diesem in der Zeichnung gezeigten Beispiel, werden Kugeln als Rollelemente 5, 5 verwendet, jedoch können in dem Fall einer Nabeneinheit, die in einem Automobil verwendet wird, zur Lagerung eines Rades, dessen Gewicht schwer ist, Schrägrollen für die Rollelemente verwendet werden. In einigen Fällen kann die Innenring-Lauffläche 11 (die erste Innenring-Lauffläche), die in der Nähe zu dem Flansch 6 angeordnet ist, direkt auf einer äußeren Umfangsfläche des Nabenkörpers 2 gebildet werden, um so den Innenring 3a, der außen platziert ist, wegzulassen. In diesem Fall ist der Stufenabschnitt 7 an einer Position gebildet, die der Innenseite des äußeren Innenrings 3a, gezeigt in der 10, entspricht.
Zum Zusammenbauen der Nabeneinheit 1 zur Lagerung eines Rades in einem Automobil ist der Außenring 4 an der Aufhängung durch einen Verbindungsabschnitt 12 befestigt, wobei die Form dessen in einer Flanschform nach außen gebildet ist, die in einer äußeren Umfangsfläche des Außenrings 4 gebildet ist, und ein Rad an dem Flansch 6 befestigt ist. Als ein Ergebnis kann das Rad durch die Aufhängung drehbar gelagert werden.
Außerdem zeigt die Japanese Uneximinated Patent Publication Nr. 10-2729903 einen Aufbau, in dem eine Beschädigung, wie z. B. Risse, in dem Stollenabschnitt selten auftritt, wenn der Innenring befestigt ist und der Innendurchmesser des Innenrings und der Durchmesser der Innenring-Lauffläche, gebildet auf der äußeren Umfangsfläche des Innenrings, schwierig sind, um verändert zu werden, wenn die Verstemmarbeit ausgeführt wird. Die 11 bis 15 sind ansichten, die das zweite Beispiel des herkömmlichen Aufbaus zeigen, der in der oben erwähnten Patentveröffentlichung gezeigt ist und der auch ein herkömmliches Herstellungsverfahren zeigt.
Wie in der 14 gezeigt, bevor der zylindrische Abschnitt 8a verstemmt und in der axialen Richtung nach außen expandiert wird, wird die Wanddicke des zylindrischen Abschnittes 8a, die in dem inneren Endabschnitt des Nabenkörpers 2 gebildet ist, allmählich vermindert, wenn er zu der vorderen Endkante kommt, so dass der Verstemmabschnitt 9a zum Befestigen des Innenrings 3 gebildet werden kann. Demzufolge ist in der inneren Endfläche des Nabenkörpers 2 eine konische Bohrung 13 vorgesehen, deren Innendfurchmesser allmählich reduziert wird, wenn sie zu dem inneren Abschnitt kommt.
Zum Verstemmen und Expandieren des vorderen Endabschnittes des zylindrischen Abschnittes 8a, so dass der Innenring 3 an dem inneren Endabschnitt des Nabenkörpers 2 befestigt werden kann, wird der Nabenkörper 2 befestigt, so dass er nicht in der axialen Richtung bewegt werden kann, und das Haltestück 14 die äußere Umfangsfläche des Innenrings 3, wie in der 15 gezeigt, hält. Während der Nabenkörper 2 auf der äußeren Umfangsfläche, deren Innenring 3 im Eingriff ist, am Abweichen in die radiale Richtung, wie in der Zeichnung gezeigt, gehindert wird, wird das Werkzeug 15 fest gegen den vorderen Endabschnitt des zylindrischen Abschnittes 8a gepresst. Ein zentraler Abschnitt der vorderen Endfläche (die untere Endfläche, gezeigt in der 15) des Werkzeuges 15 ist in einem vorspringenden abschnitt gebildet, dessen Form ein kreisförmiger Kegelstumpf ist, der in den zylindrischen Abschnitt 8a frei hineingedrückt werden kann. In dem Umfang dieses vorspringenden Abschnittes 16 ist ein Aussparungsabschnitt 17 vorgesehen, wobei der Abschnitt ein Bogen ist, der den gesamten Umfang des vorspringenden Abschnittes 16 umgibt.
Andererseits ist in dem Umfang der inneren Endöffnung des Innenrings 3, um in dem inneren Endabschnitt (dem rechten Endabschnitt, der in der 11 gezeigt ist, die oberen Endabschnitte, die in den 12 bis 15 gezeigt sind) des Nabenkörpers 2 durch den Verstemmabschnitt 9a befestigt zu werden, eine innere Endfläche 18 vorgesehen, die eine Flache Fläche rechtwinklig zu der zentralen Achse dieses Innenrings 3 ist. Die innere Umfangskante der inneren Endfläche 18 und die innere Umfangsfläche 19 des Innenrings 3, die eine zylindrische Fläche ist, sind durch einen Rundungsabschnitt 20 ineinander übergehend.
Der Verstemmabschnitt 9a für das Pressen des Innenrings 3, von dem die Form des inneren Endabschnittes wie oben beschrieben gegen den Stufenabschnitt 7 des Nabenkörpers 2 gebildet ist, wird gebildet, wenn der zylindrische Abschnitt 8a verstemmt und in die radiale Richtung nach außen ausgeweitet wird. Die Wanddicke des Verstemmabschnittes 9a wird allmählich in Bezug auf die Wanddicke a des Basisendabschnittes des zylindrischen Abschnittes 8a (12) reduziert, wenn er an den vorderen Endabschnitt kommt. D. h., wie in der 13 gezeigt, ist die Wanddicke des Basisendabschnittes des Verstemmabschnittes 9a a₀, und die Wanddicke wird in der Reihenfolge von a₀, a₁, a₂, ... a_n verändert wenn sie in die vordere Endposition kommt. In diesem Fall werden der vorspringende Abschnitt 16 und der Aussparungsabschnitt 17 angepasst, um den Verstemmabschnitt 9a zu bilden, so dass die Wanddicke jedes Abschnittes in der Beziehung von a₀ > a₁ > a₂ > ... > a_n gehalten werden kann, so dass die Wanddicke a₀ des vorderen Endabschnittes des Verstemmabschnittes 9a nicht Null wird (a₀ > 0).
Wenn das Werkzeug 15, das den vorspringenden Abschnitt 16 und den Aussparungsabschnitt 17 hat, in eine oszillierende Verstemmvorrichtung einbezogen wird und das Werkzeug 15 gegen den vorderen Endabschnitt des zylindrischen Abschnittes 8a gepresst wird, ist es möglich, den vorderen Endabschnitt des zylindrischen Abschnittes 8a in der radialen Richtung nach außen zu verstemmen und zu erweitern, so dass der Verstemmabschnitt 9a gebildet werden kann. Demzufolge kann der Innenring 3 zwischen den Verstemmabschnitt 9a und die Stufenfläche 25 des Stufenabschnittes 7, gebildet in dem inneren Endabschnitt des Nabenkörpers 2, eingesetzt werden und der Innenring 3 kann an dem Nabenkörper 2 befestigt werden. In dem in der Zeichnung gezeigten Beispiel wird in dem Endzustand des Bildens des Verstemmabschnittes 9a durch plastisches Verformen der inneren Endfläche des zylindrischen Abschnittes 8a eine Druckkraft, deren Richtung in der radialen Richtung nach innen ist, durch die Innenfläche des Aussparungsabschnittes 17 auf die äußere Umfangsfläche des Verstemmabschnittes 9a gegeben. Demzufolge ist es möglich das Auftreten einer Beschädigung, wie z. B. von Rissen, in der äußeren Umfangskante des Verstemmabschnittes 9a zu verhindern. In dem inneren Endöffnungs-Umfangskantenabschnitt des Innenrings 3, der mit der äußeren Umfangsfläche des Basisendabschnittes des Verstemmabschnittes 9a in Kontakt kommt, ist ein Rundungsabschnitt 20 vorgesehen, dessen Querschnitt ein Bogen ist. Demzufolge wird der Krümmungsradius des Verstemmabschnittes 9a nicht vermindert. Demzufolge ist eine übermäßig hohe Spannungsbeanspruchung auf den Basisendabschnitt selten gegeben.
In dem herkömmlichen Verfahren einer Nabeneinheit zur Lagerung eines Rades, beschrieben in der Japanese Unexamined Patent Publication Nr. 10-272903, ist es sicher möglich, das Auftreten von Rissen in der äußeren Umfangskante des Verstemmabschnittes 9a zu verhindern. Es gibt jedoch die Möglichkeit, dass Risse in der vorderen Endfläche oder der inneren Umfangsfläche des Verstemmabschnittes 9a verursacht werden. In dem herkömmlichen Aufbau ist, wie in der 14 gezeigt, der Neigungswinkel θ₂₁, der inneren Umfangsfläche 21 des zylindrischen Abschnittes 8a auf einen relativ großen Winkel von 20° festgelegt, so dass ein Unterschied zwischen der Wanddicke des Basisendabschnittes des zylindrischen Abschnittes 8a und der des vorderen Endabschnittes größer gemacht wird. Wenn dieser zylindrischer Abschnitt 8a durch das Werk zeug 15, das in eine oszillierende Verstemmvorrichtung einbezogen wird, plastisch verformt wird, tendiert eine durchschnittliche Zugbeanspruchung in der vorderen Endfläche und der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Abschnittes 8a und dem Verstemmabschnitt 9a aufzutreten. Wenn ein Wert von dieser durchschnittlichen Zugbeanspruchung erhöht wird, werden in dem betroffenen Abschnitt Risse verursacht und der Nabenkörper wird fehlerhaft, die außer Gebrauch genommen werden müssen. Demzufolge wird die Ausbeute verschlechtert oder es wird notwendig den Abschnitt, in dem die Risse verursacht worden sind, zu reparieren. In jedem Fall werden die Herstellungskosten erhöht.
Da außerdem der Neigungswinkel θ₂₁, der inneren Umfangsfläche 21 des zylindrischen Abschnittes 8a groß ist, wenn dieser zylindrische Abschnitt 8a durch das Werkzeug gepresst wird, tendiert eine Kraft, auf den Basisabschnitt dieses zylindrischen Abschnittes 8a in der radialen Richtung nach außen gegeben zu werden. Wenn der Außendurchmesser des zylindrischen Abschnittes 8a durch diese Kraft erweitert wird, wird der Innenring 3, äußerlich im Eingriff mit dem Stufenabschnitt 7, der in dem Umfang des zylindrischen Abschnittes 8a vorhanden ist, elastisch verformt und ein Durchmesser der Innenring-Lauffläche 11, gebildet in der äußeren Umfangsfläche des Innenrings wird verlängert, was eine Veränderung in der Vorbelastung des Kugellagers verursachen kann.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Herstellungsverfahren einer Nabeneinheit für die Lagerung eines Rades, wie es oben angezeigt ist, zu schaffen und ein Werkzeug für die Herstellung, wie es oben angezeigt ist, zu schaffen, die vorgesehen sind das Auftreten von Rissen in dem Verstemmabschnitt 9a und das Vergrößern des Durchmessers des Innenrings 3 zu verhindern.
Diese Aufgabe wird in einer erfinderischen Weise durch ein Verfahren, das die Merkmale von Anspruch 1 hat, und durch ein Werkzeug, das die Merkmale von Anspruch 4 hat, gelöst.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in abhängigen Ansprüchen niedergelegt.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung in größerer Ausführlichkeit in Bezug auf mehrere Ausführungsbeispiele derselben in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert, wobei:
die 1A und 1B Darstellungen sind, teilweise geschnitten, die ein Ausführungsbeispiel des Herstellungsverfahrens einer Nabeneinheit für die Lagerung eines Rades zeigen, wobei diese Ansicht einen Zustand zeigt, bevor der Verstemmabschnitt gebildet ist;
2 eine Darstellung ist, teilweise geschnitten, die eine Zustand zeigt, nachdem der Verstemmabschnitt gebildet ist;
die 3A bis 3C Ansichten sind, die eine Querschnittsform eines Verstemmabschnittes zeigen, die durch das vorliegende Verfahren erhalten wird und die auch eine Querschnittsform eines Verstemmabschnittes zeigt, der durch ein herkömmliches Verfahren erhalten wird;
4 eine Schnittdarstellung ist, die ein Ausführungsbeispiel eines Werkzeuges zur Herstellung einer Nabeneinheit für die Lagerung eines Rades zeigt, wobei diese Ansicht einen Zustand zeigt, in dem das Werkzeug zu dem Nabenkörper gegenüberliegend ist und noch nicht in Berührung ist;
5 eine Schnittdarstellung ist, die einen Zustand zeigt, in dem die Bearbeitung eines Verstemmabschnittes im Wesentlichen abgeschlossen ist;
6 ein Diagramm ist, das ein Ergebnis eines Experimentes zeigt, das vorgenommen worden ist, um zu untersuchen, wie eine Querschnittsform eines Aussparungsabschnittes eines Werkzeuges eine Intensität einer Kraft, die einen Innenring bei einem Verstemmabschnitt presst, beeinträchtigt;
7 ein Diagramm ist, das ein Ergebnis eines Experimentes zeigt, das vorgenommen worden ist, um zu untersuchen, wie eine Intensität einer gegebenen Kraft auf ein Werkzeug eine Intensität einer Kraft, die einen Innenring presst, beeinträchtigt;
die 8A und 8B vergrößerte Ansichten, teilweise geschnitten, sind, die ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Querschnittsform einer Aussparung eines Werkzeuges zeigen;
9 ein Diagramm ist, das ein Ergebnis eines Experimentes zeigt, das vorgenommen worden ist, um zu untersuchen, wie eine Querschnittsform eines Aussparungsabschnittes eines Werkzeuges den Maximalwert der hydrostatischen Beanspruchung auf einen Verstemmabschnitt in dem Bearbeitungsverfahren des Verstemmabschnittes beeinflusst;
10 eine Schnittdarstellung ist, die das erste Beispiel des herkömmlichen Aufbaus zeigt;
11 eine Schnittdarstellung ist, die ein zweites Beispiel des herkömmlichen Aufbaus ist;
12 eine teilweise geschnittene Ansicht ist, die einen Zustand zeigt, in dem ein Verstemmabschnitt durch das herkömmliche Verfahren gezeigt ist;
13 eine teilweise geschnittene Ansicht für das Erläutern einer Querschnittsform eines Verstemmabschnittes, gebildet durch das herkömmliche Verfahren, ist;
14 eine teilweise geschnittene Ansicht für das Erläutern eines Zustandes ist, bevor der Verstemmabschnitt durch das herkömmliche Verfahren gebildet wird; und
15 eine teilweise geschnittene Ansicht für das Erläutern eines Zustandes ist, in dem ein Verstemmabschnitt durch das herkömmliche Verfahren gebildet ist.
Die 1A bis 2 sind Ansichten, die ein Ausführungsbeispiel zeigen.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel betrifft Verbesserungen in dem Herstellungsverfahren einer Nabeneinheit, in der der Verstemmabschnitt 9b durch plastisches Verformen des zylindrischen Abschnittes 8a, gebildet an dem inneren Endabschnitt des Nabenkörpers 2, 2a, gebildet wird, so dass der Innenring 3 auf dem Nabenkörper 2, 2a befestigt werden kann. Der wesentliche Aufbau der Nabeneinheit für die Lagerung eines Rades dieses Ausführungsbeispieles ist derselbe wie der des ersten Beispieles des herkömmlichen Aufbaus, der in der 10 gezeigt ist. Alternativ ist der wesentliche Aufbau der Nabeneinheit für die Lagerung eines Rades dieses Ausführungsbeispieles derselbe wie der des zweiten Beispiels des herkömmlichen Aufbaus, der in der 11 gezeigt ist. Demzufolge werden hierin die identischen Darstellungen und Erläuterungen der identischen Abschnitte weggelassen und die charakteristischen Abschnitte der vorliegenden Erfindung werden hierin hauptsächlich erläutert. In diesem Zusammenhang werden zwei Typen von Aufbauten in den 1a und 1B gezeigt. Ein Typ ist in der 1a gezeigt, in dem der Nabenkörper 2 (der durchgehende Nabenkörper), der keine Mittelbohrung hat, die für ein angetriebenes Rad verwendet wird, gezeigt wird, und der andere Typ ist in der 1B gezeigt, in der der Nabenkörper 2a, der die Passfederbohrung 26 hat, die für ein antreibendes Rad verwendet wird, gezeigt wird.
Ein zylindrischer Abschnitt 8b ist an dem inneren Endabschnitt des Nabenkörpers 2, 2a vorgesehen. Die Abmessungen des zylindrischen Abschnittes 8b werden wie folgt beschrieben. Die Wanddicke des Basisendabschnittes in der radialen Richtung ist T, die Wanddicke des vorderen Endabschnittes in der radialen Richtung ist t, der Abstand des Vorsprungs von der inneren Endfläche 18 von in der axialen Richtung des Innenrings 3 ist h (h ist 5 bis 11 mm in dem Fall einer Nabeneinheit, die für die Lagerung eines Rades eines üblichen Passagierfahrzeuges verwendet wird) und die Länge in der axialen Richtung ist H (H ist 7 bis 17 mm in dem Fall einer Nabeneinheit, die für die Lagerung eines Rades eines üblichen Passagierfahrzeuges verwendet wird). Die Abmessungen T, t, H und h werden durch die Abmessungen jedes Abschnittes des Innenrings 3 wie folgt begrenzt. In diesem Zusammenhang ist der Vorsprung h eine Länge in dem Fall, in dem die innere Umfangsfläche des Rings 3 äußerlich mit dem zylindrischen Abschnitt 8b im Eingriff ist und die äußere Endfläche des Innenrings 3 an der Stufenfläche 25 des Stufenabschnittes 7 anliegt.
Zuerst ist der Basisendabschnitt 60 bis 100% der Wanddicke S (S ist ungefähr 5 bis 9 mm in dem Fall einer Nabeneinheit für die Lagerung eines Rades eines üblichen Passagierfahrzeuges) in Bezug auf die radiale Richtung des inneren Endabschnittes des Innenrings 3, der durch den Verstemmabschnitt 9b gepresst wird. D. h., T = (0,6 bis 1) × S. Der Grund, warum die Wanddicke T des Basisendabschnittes wie oben beschrieben begrenzt ist, ist der, dass eine Intensität einer Kraft, auferlegt auf den Innenring 3 in dem Fall des Bildens des Verstemmabschnittes 9b, unterdrückt wird und auch eine Intensität einer Kraft, um den Innenring 3 zu halten, sicher gestellt wird. In dem Fall, in dem die Wanddicke T des Basisendabschnittes kleiner als 60% der Wanddicke S des inneren Endabschnittes des Innenrings 3 ist (T < 0,6 S), ist es für den Verstemmabschnitt 9b schwierig, eine Intensität der Kraft zu sichern, um den Innenring 3 zu halten, d. h., es gibt eine Möglichkeit, dass die mechanische Festigkeit des Befestigens des Innenringes 3 unzureichend wird. Im Gegensatz dazu, wenn die Wanddicke T des Basisendabschnittes die Wanddicke S des inneren Endabschnittes des Innenrings 3 (T > S) in dem Fall des Bildens des Verstemmabschnittes 9b durch plastisches Verformen des zylindrischen Abschnittes 8b von einer Kraft, aufgebracht durch das Werkzeug 15a auf den zylindrischen Abschnittes 8b, überschreitet, so dass eine übermäßig hohe Intensität einer Kraft in der radialen Richtung nach außen, verglichen mit der auferlegten Kraft in der axialen Richtung, auferlegt wird. Als ein Ergebnis wir deine durchschnittliche Zugbeanspruchung in der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Abschnittes 8b und in der vorderen Endfläche des Verstemmabschnittes 9b erzeugt. Demzufolge gibt es dort eine Möglichkeit, dass Risse in dem betroffenen Abschnitt verursacht werden. In diesem Zusammenhang wird in dem Fall, in dem die Wanddicke s des äußeren Endabschnittes des Innenrings 3 (s ist 2 bis 8 mm in dem Fall einer Nabeneinheit für die Lagerung eines Rades für übliche Passagierfahrzeuge) größer als die Wanddicke S des inneren Endabschnittes des Innenrings 3 ist (s > S), die Wanddicke T des Basisendabschnittes des zylindrischen Abschnittes 8b auf 60 bis 100% der Wanddicke s des äußeren Endabschnittes des Innenrings 3 (T = (0,6 bis 1) × s) festgelegt. Jedoch wird in dem Fall, in dem die Wanddicke s dieses äußeren Endabschnittes kleiner als 4 mm ist, die Berechnung ausgeführt, während die Wanddicke s auf 4 mm festgelegt wird (in dem Fall von s < 4 mm, T = 2,4 bis 4 mm).
Als nächstes wird die Wanddicke t des vorderen Endabschnittes des zylindrischen Abschnittes 8b wie folgt bestimmt. Die wanddicke t des vorderen Endabschnittes des zylindrischen Abschnittes 8b beträgt 70 bis 100% (t = (0,7 bis 1,0) × T) der wanddicke T des Basisendabschnittes. Es wird bevorzugt, dass die wanddicke t des vorderen Endabschnittes des zylindrischen Abschnittes 8b 70 bis 95% (t = (0,7 bis 0,95) × T) der Wanddicke T des Basisendabschnittes. Der Grund, warum die Wanddicke t des vorderen Endabschnittes des zylindrischen Abschnittes 8b wie oben beschrieben bestimmt wird, ist der, dass der zylindrische Abschnitt 8b in dem Verstemmabschnitt gebildet wird, ohne irgendein Problem zu verursachen, und dass eine durchschnittliche Druckbeanspruchung (hydrostatischer Druck > 0) in der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Abschnittes 8b in dem Verfahren dieser Verstemmarbeit erzeugt wird. Entsprechend des in der 14 gezeigten oben genannten herkömmlichen Verfahrens, wenn die Wanddicke t des vorderen Endabschnittes kleiner als 70% der Wanddicke T des Basisendabschnittes (t < 0,7 T) ist, tendiert eine durchschnittliche Zugbeanspruchung (hydrostatischer Druck < 0) in der inneren Umfangsfläche oder in dem inneren Endflächenabschnitt des zylindrischen Abschnittes 8a oder dem Verstemmabschnitt 9a (gezeigt in der 15) erzeugt zu werden, wenn die Verstemmarbeit weitergeht. Demzufolge tendieren Risse in dem betroffenen Abschnitt hervorgerufen zu werden. Wenn andererseits die Wanddicke t des vorderen Endabschnittes die Wanddicke T des Basisendabschnittes bei 100% (t > 1,0 T) überschreitet, wird ein Volumen des vorderen Endabschnittes des zylindrischen Abschnittes 8b erhöht und es wird kompliziert, den zylindrischen Abschnitt 8b in dem Verstemmabschnitt 9b zu bilden. Außerdem wird das Bearbeiten des zylindrischen Abschnittes 8b kompliziert. In diesem Zusammenhang kann das Bearbeiten, wenn die Wanddicke t des vorderen Endabschnittes auf ein Volumen nicht mehr als 95% der Wanddicke T des Basisendabschnittes festgelegt wird, leichter ausgeführt werden.
Der Vorsprung h des zylindrischen Abschnittes 8b in der axialen Richtung von der inneren Endfläche 18 des Innenringes 3 entsprechend zu der Abmessung des Verstemmabschnittes 9b angemessen angepasst werden, um gebildet zu werden. Wenn eine Betrachtung hinsichtlich der Tatsache vorgenommen wird, dass der zylindrische Abschnitt 8b in der axialen Richtung zusammengedrückt und in dem Verstemmabschnitt 9b gebildet wird, während der zylindrische Abschnitt 8b in der radialen Richtung nach innen ausgeweitet wird, ist es angemessen, dass der Vorsprung h gebildet wird, um ungefähr identisch mit der Länge h' (h ≈ h') des Abschnittes des Rundungsabschnittes 20 identisch zu sein, wobei der Querschnitt dessen ein Bogen ist. In diesem Fall ist die Länge h' des Querschnittes des Rundungsabschnittes 20 4 bis 10 mm in dem fall einer Nabeneinheit für die Lagerung eines Rades für ein übliches Passagierfahrzeug. Jedoch wird die obere Beziehung (h ≈ h') nicht notwendigerweise in dem Fall begründet, in dem die Form und die Abmessung des Rundungsabschnittes 20 verändert werden. Wenn der Vorsprung h wie oben beschrieben angepasst wird, wird es möglich, die innere Endfläche des Innenrings 3 zwangsweise zu halten, und außerdem ist es nicht notwendig, überflüssige Arbeit auszuführen. In dem Fall der Abmessung und der Form in der Zeichnung kann, wenn der Vorsprung h viel kleiner als die Länge h' des Abschnittes (h « h') ist, der Verstemmabschnitt 9b den Innenring 3 nicht festhalten. Wenn andererseits der Vorsprung h viel größer als die Länge h' des Querschnittes (h » h') ist, wird das Bearbeiten des Verstemmabschnittes 9b kompliziert.
Die Länge H des zylindrischen Abschnittes 8b in der axialen Richtung wird so angepasst, dass die Position Q in der axialen Richtung des Basisendabschnittes des zylindrischen Abschnittes 8b zwischen der Position P in der axialen Richtung, die bei der Grenze des zylindrischen Abschnittes an der inneren Umfangsfläche des Innenringes 3 und dem Rundungsabschnitt 20 ist, und der Position P' in der axialen Richtung, die an dem äußeren Endkante der Innenring-Lauffläche 11 ist, positioniert werden kann. Wenn die Position Q des Basisendabschnittes in der axialen Richtung innerhalb (die Oberseite in den 1A und 1B) in Bezug auf die Position P der Grenze in der axialen Richtung positioniert wird, wird die Länge des zylindrischen Abschnittes 8b zu kurz, und es wird schwierig die Qualität des Verstemmabschnittes 9b sicher zu stellen. Außerdem gibt es die Möglichkeit, dass eine Intensität der in der Position Q auferlegten Kraft des Basisendabschnittes in der radialen Richtung nach außen relativ hoch wird. Jedoch kann in Abhängigkeit von einem Fall die Position Q des Basisendabschnittes in der axialen Richtung zu der inneren Endfläche 18 des Innenrings 3 bewegt werden. Wenn andererseits die Position Q des Basisendabschnittes in der axialen Richtung außerhalb (nach unten in den 1A und 1B) in bezug auf die Position P' der äußeren Endkante der Innenring-Lauffläche 11 in der axialen Richtung positioniert ist, wird die Länge des zylindrischen Abschnittes 8b zu lang, und es wird schwierig die Steifigkeit des Nabenkörpers 2, 2a sicher zu stellen. Außerdem gibt es eine Möglichkeit, dass der zylindrische Abschnitt 8b in dem Verstemmverfahren gewölbt wird und der Rundungsabschnitt 20 des Innenrings 3 kann nicht in engem Kontakt mit dem Verstemmabschnitt 9b sein, so dass ein Spalt in dem betroffenen Abschnitt hervorgerufen wird.
Der zylindrische Abschnitt 8b, die Abmessung und die Form von denen, die oben beschrieben sind, wird durch das Werkzeug 15a, das in einer oszillierenden Verstemmvorrichtung zusammengesetzt ist, plastisch verformt, wobei dessen Querschnitt in der 2 gezeigt ist. Infolge der plastischen Verformung wird der zylindrische Abschnitt 8b in den Verstemmabschnitt 9b, der in der 2 gezeigt ist, gebildet. Dieses Werkzeug 15a ist mit dem ringförmigen Aussparungsabschnitt 23 versehen. Wenn der zylindrische Abschnitt 8b durch diesen ringförmigen Aussparungsabschnitt 23 gepresst wird, wird der zylindrische Abschnitt 8b plastisch verformt und in den Verstemmabschnitt 9b gebildet. Die Querschnittsform dieses ringförmigen Aussparungsabschnittes 23 wird nachstehend erläutert, wenn das Werkzeug 15a in dem neutralen Zustand gebracht ist. In diesem Fall ist der neutrale Zustand als ein Zustand definiert, in dem die Mittelachse von diesem Werkzeug 15a und die Mittelachse des zylindrischen Abschnittes 8b oder der Verstemmabschnitt 9b so ausgebildet sind, dass sie miteinander übereinstimmen. Der Krümmungsradius des Querschnittes des ringförmigen Aussparungsabschnittes 23 wird allmählich in der radialen Richtung verändert. Eine Tendenz der Veränderung in dem Krümmungsradius wird wie folgt beschrieben. Die Tendenz der Veränderung des Krümmungsradius in dem rechten Abschnitt in Bezug auf den in der 2 gezeigten Bereich A und die Tendenz der Veränderung im Krümmungsradius in einem linken Abschnitt in Bezug auf den in der 2 gezeigten Bereich A sind zueinander entgegengesetzt. In diesem Fall ist der Bereich A als ein Bereich definiert, der gebildet ist zwischen dem Erzeugnis α der Eingriffsfläche, die zwischen der äußeren Umfangsfläche des Stufenabschnittes 7 und der inneren Umfangsfläche 19 des Innenrings 3 und der geraden Linie β, die durch den Punkt U an dem inneren Ende in der radialen Position P' in der axialen Richtung, die an der äußeren Endkante der innenring-Lauffläche 11 ist, hindurchgeht. Wenn die Position Q des Basisendabschnittes in der axialen Richtung innerhalb (Oberseite in den 1A und 1B) in Bezug auf die Position P der Grenze in der axialen Richtung positioniert ist, wird die Länge des zylindrischen Abschnittes 8b zu kurz, und es wird schwierig die Qualität des Verstemmabschnittes 9b sicher zu stellen. Außerdem gibt es eine Möglichkeit, dass eine Intensität einer auf die Position Q des Basisendabschnittes auferlegten Kraft in der radialen Richtung nach außen relativ hoch wird. Jedoch in Abhängigkeit von diesem Fall kann die Position Q des Basisendabschnittes in der axialen Richtung zu der inneren Endfläche 18 des Innenrings 3 bewegt werden. Wenn andererseits die Position Q des Basisendabschnittes in der axialen Richtung außerhalb (nach unten in den 1A und 1B) in Bezug auf die Position P' der äußeren Endkante der Innenring-Lauffläche 11 in der axialen Richtung positioniert ist, wird die Länge des zylindrischen Abschnittes 8b zu lang, und es wird schwierig die Steifigkeit des Nabenkörpers 2, 2a sicher zu stellen. Außerdem gibt es die Möglichkeit, dass der zylindrische Abschnitt 8b in dem Verstemmverfahren gewölbt wird und der Rundungsabschnitt 20 des Innenrings 3 nicht in engen Kontakt mit dem Verstemmabschnitt 9b gebracht werden kann, so dass ein Spalt in dem betroffenen Abschnitt hervorgerufen wird.
Der zylindrische Abschnitt 8b, dessen Abmessung und die Form oben beschrieben sind, dessen Schnittdarstellung in der 2 gezeigt ist, wird durch das Werkzeug 15a, das in einer oszillierenden Verstemmvorrichtung zusammengebaut ist, plastisch verformt. Infolge der plastischen Verformung wird der zylindrische Abschnitt 8b in den in der 2 gezeigten Verstemmabschnitt 9b gebildet. Dieses Werkzeug 15a ist mit einem ringförmigen Aussparungsabschnitt 23 versehen. Wenn der zylindrische Abschnitt 8b durch diesen ringförmigen Aussparungsabschnitt 23 gepresst wird, wird der zylindrische Abschnitt 8b plastisch verformt und in den Verstemmabschnitt 9b gebildet. Die Querschnittsform dieses ringförmigen Aussparungsabschnittes 23 wird nachstehend erläutert, wenn das Werkzeug 15a in die neutrale Stellung gebracht wird. In diesem Fall ist der neutrale Zustand als ein Zustand definiert, in dem die Mittelachse dieses Werkzeuges 15a und die Mittelachse des zylindrischen Abschnittes 8b oder der Verstemmabschnitt 9b miteinander übereinstimmend gemacht sind. Der Krümmungsradius des Querschnittes des ringförmigen Aussparungsabschnittes 23 wird allmählich in die radiale Richtung verändert. Eine Tendenz der Veränderung im Krümmungsradius wird wie folgt beschrieben. Die Tendenz der Veränderung im Krümmungsradius in dem rechten Abschnitt in Bezug zu dem Bereich A, die in der 2 gezeigt ist, und die Tendenz der Veränderung im Krümmungsradius in einem linken Abschnitt in Bezug zu dem Bereich A, der in der 2 gezeigt ist, sind zueinander entgegengesetzt. In diesem Fall ist der Bereich A als ein Bereich definiert, der zwischen dem Erzeugnis α der Eingriffsfläche gebildet ist, die zwischen der äußeren Umfangsfläche des Stufenabschnittes 7 und der innern Umfangsfläche 19 des Innenrings 3 gebildet ist, und der geraden Linie β, die durch den Punkt U an dem inneren Ende in der radialen Richtung, bei der das Werkzeug 15a und der Verstemmabschnitt 9b miteinander in Kontakt kommen und mit dem Erzeugnis α parallel sind, hindurchgeht. Eine Grenzposition (ein Grenzpunkt), der in diesem Bereich A vorhanden ist, wird angemessen gebildet, während eine Überlegung vorgenommen wird, die Beanspruchung auszugleichen. Ein Abschnitt, z. B. eine Ebene, dessen Querschnitt eine gerade Linie ist, kann in dem Bereich A oberhalb vorgesehen werden, und der Krümmungsradius kann verändert werden, während beide Enden dieses Abschnittes in der radialen Richtung als eine Grenze verwendet werden.
Zuallererst wird in einem Abschnitt auf der Seite des Außendurchmessers des oben genannten Grenzpunktes der Krümmungsradius relativ plötzlich vermindert, wenn er nach außen in der radialen Richtung kommt. Der Grund dafür ist, dass die Druckbeanspruchung in den vorderen Endabschnitten des zylindrischen Abschnittes 8b und dem Verstemmabschnitt 9b erzeugt wird, um das Auftreten einer Beschädigung, wie z. B. in Rissen, in den vorderen Endabschnitten zu verhindern.
Andererseits wird in einem Abschnitt auf der Seite des Innendurchmessers in Bezug auf den Grenzpunkt der Krümmungsradius relativ sanft vermindert, wenn er nach innen in der radialen Richtung kommt. Der Grund dafür ist, dass zuviel metallisches Material des zylindrischen Abschnittes 8b am Bewegen zu der Seite des Innendurchmessers in dem Stemmverfahren gehindert wird, so dass das metallische Material in einem Abschnitt in der Nähe des Grenzpunktes gesammelt werden kann und der Verstemmabschnitt 9b, dessen mechanische Festigkeit hoch ist, kann erhalten werden.
Wenn der zylindrische Abschnitt 8b, dessen Querschnittsform oben beschrieben wird, durch das Werkzeug 15a plastisch verformt wird, das den ringförmigen Aussparungsabschnitt 23 hat, dessen Querschnittsform oben beschrieben wird, wird ein Abschnitt des metallischen Materials, der den zylindrischen Abschnitt 8b aufweist, nach innen in die radiale Richtung bewegt. Demzufolge, nachdem der Verstemmabschnitt 9b gebildet worden ist, wird der Expansionsabschnitt 24, der sich nach innen in die radiale Richtung ausdehnt, in dem inneren Durchmesserabschnitt des Verstemmabschnittes 9b gebildet. Die Wanddicke der Querschnittsform des Verstemmabschnittes 9b, die durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung in Bezug auf eine gedachte Ebene, die die Mittelachse enthält, erhalten wird, wird allmählich in einem Bereich von dem Basisendabschnittes (dem unteren Endabschnitt in der 2) zu dem Mittelabschnitt in der axialen Richtung erhöht, und die Wanddicke wird allmählich in einem Bereich von dem Mittelabschnitt zu dem vorderen Endabschnitt (dem oberen Endabschnitt in der 2) vermindert. Bei einem gebogenen Abschnitt, der an dem vorderen Endabschnitt platziert ist, wird die wanddicke plötzlich vermindert, wenn sie nach außen in der radialen Richtung kommt. In diesem Zusammenhang ist die Wanddicke in dem Mittelabschnitt erhöht, wenn mit der Anfangswanddicke des Abschnittes hinsichtlich des zylindrischen Abschnittes 8b verglichen wird.
In den 3A und 3B ist eine genauere Form des Verstemmabschnittes 9b gezeigt, der in dem inneren Endabschnitt des Nabenkörpers 2, 2a durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung gebildet wird. In diesem Fall zeigt die 3a einen Fall, in dem der Verstemmabschnitt 9b gebildet wird in dem inneren Endabschnitt des festen Nabenkörpers 2, der für ein angetriebenes Rad verwendet wird, das keine Mittelbohrung hat, und die 3b zeigt einen Fall, in dem der Verstemmabschnitt 9b gebildet ist in dem inneren Endabschnitt des Nabenkörpers 2a, der für ein antreibendes Rad verwendet wird, das eine Passfederbohrung 26 in der Mitte hat. In dem Fall, in dem der Verstemmabschnitt in dem Innenendabschnitt des Nabenkörpers, verwendet für ein angetriebenes Rad, das eine Mittelbohrung hat, gebildet wird, ist der Aufbau derselbe wie der in der 3B gezeigte. Andererseits zeigt die 3C einen Fall, in dem der Verstemmabschnitt 9a durch ein herkömmliches Verfahren in dem inneren Endabschnitt des Nabenkörpers 2, verwendet für ein angetriebenes Rad, das keine Mittelbohrung hat, gebildet wird. Wie gesehen werden kann, wenn die 3C mit den 3A und 3B verglichen wird, hat der Verstemmabschnitt 9b, der durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung gebildet wird, einen Expansionsabschnitt 24, der in dem Innendurchmesserabschnitt des Verstemmabschnittes 9b gebildet ist und sich nach innen in der radialen Richtung erweitert. Dieser Expansionsabschnitt 24 wird gebildet, wenn ein Abschnitt des metallischen Materials, der den zylindrischen Abschnitt 8b (gezeigt in den 1A und 1B) bildet, nach innen in die radiale Richtung bewegt wird. In diesem Fall ist es klar, dass eine durchschnittliche Druckbeanspruchung fortwährend auf das metallische Material in dem Verfahren des Verstemmens auferlegt wird, und es ist auch klar, dass sogar wenn eine durchschnittliche Zugbeanspruchung erzeugt wird, eine Intensität der durchschnittlichen Zugbeanspruchung niedrig ist. Andererseits wird in dem Fall des Verstemmabschnittes 9a, der in der 3C gezeigt ist und der durch das herkömmliche Verfahren hergestellt wird, der gesamte Verstemmabschnitt 9b nach außen in die radiale Richtung plastisch verformt. Demzufolge ist es klar, dass dem metallischen Material fortwährend ein durchschnittliche Zugbeanspruchung in dem Verfahren der plastischen Verformung auferlegt wird. Sogar wenn die Anzeichen von Rissen in dem metallischen Material unter der Bedingung hervorgerufen werden, dass dem metallischen Material eine Druckbeanspruchung auferlegt wird, wird eine Kraft, um das metallische Material in seinen früheren Zustand zurückzubringen, auf ihn angelegt. Wenn andererseits auf das metallische Material eine durchschnittliche Zugbeanspruchung aufgebracht wird, wird eine Kraft, um die Risse zu vergrößern, auf das metallische Material aufgebracht. Infolge des vorhergehenden kann es verstanden werden, dass es schwierig ist den Verstemmabschnitt 9b zu beschädigen und die Ausbauet kann verbessert werden, wenn die vorliegende Erfindung übernommen wird.
Wenn das vorliegende Ausführungsbeispiel ausgeführt wird, wird es bevorzugt, dass der Pressflächenabschnitt auf der Oberfläche des Werkzeuges 15a, der mit dem zylindrischen Abschnitt 8b in Kontakt kommt und diesen zylindrischen Abschnitt 8b plastisch verformt, d. h., die innere Fläche des ringförmigen Aussparungsabschnittes 23 des Werkzeuges 15a, einer oder beider der Behandlungen unterworfen wird, z. B. dem keramischen Beschichten von TiN zum Erhöhen der Widerstandseigenschaften gegen Verschleiß und/oder der Behandlung, z. B. dem Kugeltrommeln, um die Oberflächenrauhigkeit zu reduzieren. Auf diese Weise wird die Widerstandseigenschaft gegen Ver schleiß der inneren Fläche des ringförmigen Aussparungsabschnittes 23 erhöht und der Reibungskoeffizient der innere Fläche des ringförmigen Aussparungsabschnittes 23 wird auf einen verhältnismäßig hohen Wert, der nicht geringer als 0,3 ist, stabilisiert.
Wenn der zylindrische Abschnitt 8b in dem Verstemmabschnitt 9b mit der oszillierenden Verstemmvorrichtung spanend bearbeitet wird, wird der zylindrische Abschnitt 8b oder der Verstemmabschnitt 9b auf der inneren Fläche des ringförmigen Aussparungsabschnittes 23 stark gerieben. Wenn die Widerstandseigenschaft gegen Verschleiß auf der inneren Fläche des ringförmigen Aussparungsabschnittes 23 erhöht ist, ist es möglich, das Auftreten von Abrieb unabhängig von der starken Reibungsbewegung zu unterdrücken. Demzufolge kann die Haltbarkeit des Werkzeuges 15a gesteigert werden. Wenn der Reibungskoeffizient auf einem hohen Wert stabilisiert ist, ist es möglich, fortwährend eine durchschnittliche Druckbeanspruchung in dem zylindrischen Abschnitt 8b oder dem Verstemmabschnitt 9b zu erzeugen, und Risse werden in dem so erhaltenen Verstemmabschnitt 9b selten hervorgerufen.
Wenn der zylindrische Abschnitt 8b in den Verstemmabschnitt 9b plastisch verformt wird, wenn eine durchschnittliche Zugbeanspruchung in dem Mittelabschnitt oder dem Abschnitt in der Nähe des vorderen Endabschnittes des zylindrischen Abschnittes 8b oder des Verstemmabschnittes 9b angewandt wird, tendieren Risse in dem betroffenen Abschnitt verursacht zu werden. Wenn jedoch der zylindrische Abschnitt 8b, dessen Form oben beschrieben ist, durch dass Werkzeug 15a plastisch verformt wird, wird auf den oben genannten Abschnitt eine durchschnittliche Druckbeanspruchung angewandt, so dass das Auftreten einer Beschädigung, wie z. B. Rissen, unterdrückt werden kann. Wenn der Reibungskoeffizient auf der inneren Fläche des ringförmigen Aussparungsabschnittes 23 erhöht ist, kann die durchschnittliche Druckbeanspruchung positiver in dem oben genanten Abschnitt wirken. Demzufolge kann das Auftreten einer Beschädigung, wie z. B. von Rissen, noch besser unterdrückt werden.
In dem Fall, in dem der ringförmige ausgesparte Abschnitt 23, der in dem Werkzeug 15a gebildet ist, aus Stahl hergestellt ist, und teilweise nicht der Oberflächenbehandlung unterworfen wird, beträgt der Reibungskoeffizient des ringförmigen Aussparungsabschnittes 23 ungefähr 0,05 bis 0,2, jedoch in dem Fall, in dem der ringförmige Aussparungsabschnitt 23 eine Oberflächenbehandlung von keramischen Beschichten von TiN unterworfen wird, wird der Reibungskoeffizient des ringförmigen Aussparungsabschnittes 23 auf einem hohen Wert von 0,3 bis 0,5 stabilisiert. Wenn das Werkzeug 15a, das dem keramischen Beschichten unterworfen wird, verwendet wird und der zylindrische Abschnitt 8b wird ohne Verwendung eines Schmiermittels in dem Abschnitt, um spanend bearbeitet zu werden, plastisch verformt, wird das Auftreten einer Beschä digung, wie z. B. von Rissen, vermieden werden, und der Verstemmabschnitt 9b von hoher Qualität kann bei einer hohen Ausbeute hergestellt werden. In diesem Zusammenhang, wenn auf einer Oberfläche des ringförmigen Aussparungsabschnittes 23 ein Kugeltrommeln vor oder nach dem keramischen Überziehen ausgeführt wird, kann der Reibungskoeffizient des ringförmigen Aussparungsabschnittes 23 erhöht werden und es wird möglich, einen exzellenteren Verstemmabschnitt 9b zu erhalten. In diesem Zusammenhang kann sogar in dem Fall, in dem nur das Kugeltrommeln, ohne das keramische Überziehen ausgeführt wird, die Widerstandseigenschaft gegen Verschleiß verstärkt werden und der Reibungskoeffizient kann erhöht werden, wenn mit einem Fall verglichen wird, in dem keine Oberflächenbehandlung auf dem ringförmigen Aussparungsabschnitt 23 ausgeführt wird.
Als nächstes werden Erläuterungen zu einer bevorzugten Form des Werkzeuges 15a vorgenommen, das unter der Bedingung verwendet wird, dass das Werkzeug 15a in eine oszillierende Verstemmvorrichtung einbezogen wird, wenn die vorliegende Erfindung ausgeführt wird. In dem Bearbeitungsverfahren des zylindrischen Abschnittes 8b in den Verstemmabschnitt 9b durch plastisches Verformen eines vorderen Endabschnittes des zylindrischen Abschnittes 8b, der in dem inneren Endabschnitt der Nabe 2, 2a gebildet ist, in den Verstemmabschnitt 9b, um fortlaufend eine durchschnittliche Druckbeanspruchung auf die innere Umfangsfläche des zylindrischen Abschnittes 8b zu erzeugen, oder um einen Wert der durchschnittlichen Zugbeanspruchung sogar dann zu unterdrücken, wenn die durchschnittliche Zugbeanspruchung erzeugt wird, muss eine Form des zylindrischen Abschnittes 8b erdacht werden und außerdem muss eine Form des Werkzeuges 15a erdacht werden, die mit der vorderen Endfläche des zylindrischen Abschnittes 8b kollidiert. In Bezug auf das Werkzeug. das für die oben genannte Aufgabe verwendet wird, wird das in der 4 gezeigte Werkzeug 15a verwendet. Das Werkzeug 15a enthält: einen Vorsprungsabschnitt 16, dessen Form ein kreisförmiger Kegelstumpf ist, der in der Lage ist in den zylindrischen Abschnitt 8b frei gedrückt zu werden, der in der Mitte der vorderen Endfläche angeordnet ist; und einen ringförmigen Aussparungsabschnitt 23, angeordnet in dem Umfang des Vorsprungsabschnittes in solch einer Weise, dass der ringförmige Aussparungsabschnitt 23 den gesamten Umfang des vorspringenden Abschnittes 16 konzentrisch bei dem vorspringenden Abschnitt 16 umgibt. In dem Fall des oben genannten Werkzeuges 15a ist eine Querschnittsform des ringförmigen Aussparungsabschnittes 23 besonders interessant. Wie in dem Aufbau, der zuvor in der Japanese Unexamined Patent Publication Nr. 10-272903 beschrieben worden ist, kann in Betracht gezogen werden, eine komplex-gekrümmte Oberfläche zu verwenden, auf der verschiedene Typen von Bögen fortgesetzt werden. Das bearbeiten der oben genannten komplexen gekrümmten Oberfläche ist jedoch kompliziert, was die Herstellungskosten des Werkzeuges 15a erhöht. Demzufolge werden in dem folgenden Beispiel Erläuterungen in einem Fall vorgenommen, in dem eine Querschnittsform eines Abschnittes des zylindrischen Abschnittes 8b, um spanend bearbeitet zu werden, aus nur zwei Typen von Bögen zusammengesetzt, wobei deren Krümmungsradien voneinander unterschiedlich sind. Alternativ werden Erläuterungen in einem Fall vorgenommen, in dem eine Querschnittsform eines Abschnittes des zylindrischen Abschnittes 8b, um spanend bearbeitet zu werden, aus zwei Typen von Bögen zusammengesetzt, deren Krümmungsradien voneinander unterschiedlich sind, und einer geraden Linie zusammengesetzt ist.
Zuerst kann es, wie in der 4 gezeigt, in Betracht gezogen werden, dass eine Basisquerschnittsform des ringförmigen Aussparungsabschnittes 23, der in der vorliegenden Erfindung vorzugsweise ausgeführt wird, eine Form ist, in der eine äußere Umfangskante des Bogenabschnittes 27 auf der Seite des Innendurchmessers und eine innere Umfangskante des Bogenabschnittes 28 auf der Seite des Außendurchmessers miteinander glatt fortgesetzt werden. In diesen Bogenabschnitten 27, 28 ist der Krümmungsradius R₂₇ des Bogenabschnittes 27 auf der Seite des Innendurchmessers, der sich in einen Abschnitt in der Nähe zu dem Innendurchmesser erstreckt, größer als der Krümmungsradius R₂₈ des Bogenabschnittes 28 auf der Seite des Außendurchmessers, der sich in einem Abschnitt in der Nähe des Außendurchmessers erstreckt. In diesem Fall. in dem Fall der Nabeneinheit für die Lagerung eines Rades eines üblichen Passagierfahrzeuges, beträgt R₂₇ ungefähr 3 bis 13 mm, und R₂₈ beträgt ungefähr 3 bis 7 mm. In diesem Beispiel sind die Mitten der Krümmungsradien von R₂₇ und R₂₈ auf einer einzigen gedachten Linie angeordnet, die mit der Mittelachse des zylindrischen Abschnittes 8b parallel ist, wenn der ringförmige Aussparungsabschnitt 23 an der vorderen Endfläche des zylindrischen Abschnittes 8b anliegt.
Unter der Bedingung, dass das Werkzeug 15a in die oszillierende Vorrichtung einbezogen ist, ist die Mittelachse „a" des Werkzeuges 15a, das gegen den vorderen Endabschnitt des zylindrischen Abschnittes 8b gepresst wird, in Bezug auf die Mittelachse „b" des zylindrischen Abschnittes 8b um den kleinen Winkel θ geneigt (z. B., durch den Winkel von nicht mehr als 2°). Demzufolge wird, wie in der 5 gezeigt, nur ein abschnitt des ringförmigen Aussparungsabschnittes 23 in der Umfangsrichtung gegen den vorderen Endabschnitt des zylindrischen Abschnittes 8b gepresst. Der so gepresste abschnitt wird in der Umfangsrichtung entsprechend einer Oszillationsverlagerung des Werkzeuges 15a gepresst. Als ein Ergebnis wird der zylindrische Abschnitt 8b fortwährend in der Umfangsrichtung nach und nach plastisch verformt. Aus den oben genannten Gründen wird in Bezug auf den ringförmigen Aussparungsabschnitt 23 eine Querschnittsform des Abschnittes (eines Abschnittes rechts in den 4 und 5), der gegen den vorderen Endabschnitt des zylindrischen Abschnittes 8b gepresst wird, wichtig. Demzufolge wird die Querschnittsform des ringförmigen Aussparungsabschnittes 23 in einem Zustand diskutiert, in dem der ringförmige Aussparungsabschnitt 23 an der vorderen Endfläche des zylindrischen Abschnittes anliegt, wie in den 4 und 5 gezeigt. Demzufolge gilt diese Beschreibung über die Querschnittsform des ringförmigen Aussparungsabschnittes 23 weiter in dem rechten Abschnitt der 4 und 5, in dem das Werkzeug 15a an der vorderen Endfläche der zylindrischen Fläche 8b anliegt, wenn das Werkzeug 15a den Nabenkörper 2, 2a erreicht, d. h., diese Beschreibung über die Querschnittsform des ringförmigen Aussparungsabschnittes 23 gilt nicht in dem linken Abschnitt der 4 und 5, in dem das Werkzeug 15a nicht an der vorderen Endfläche der zylindrischen Fläche 8b anliegt.
In dem in der 4 gezeigten Aufbau sind, wie oben beschrieben, die Mitte des Krümmungsradius R₂₇ des Bogenabschnittes 27 auf der Seite des Innendurchmessers, die sich in einen Abschnitt in der Nähe zu dem Innendurchmesser erstreckt, und die Mitte des Krümmungsradius R₂₈ des Bogenabschnittes 28 auf der Seite des Außendurchmessers, die sich in einen Abschnitt in der Nähe zu dem Außendurchmesser erstreckt, auf einer einzigen gedachten geraden Linie, die mit der Mittelachse „b" des zylindrischen Abschnittes 8b parallel ist, und eine Menge y der Abweichung von beiden Mitten in Bezug auf die axiale Richtung der gedachten geraden Linie wird vorgenommen, um mit einer Differenz (R₂₇ – R₂₈ = y ) zwischen beiden Krümmungsradien überein zu stimmen. Demzufolge werden eine äußere Umfangskante des Bogenabschnittes 27 auf der Seite des Innendurchmessers und eine äußere Umfangskante des Bogenabschnittes 28 auf der Seite des Außendurchmessers miteinander glatt fortgesetzt, wenn sie in der tangentialen Richtung erstreckt sind. Die oben genannte gedachte, gerade Linie, auf der die Krümmungsradien R₂₇ und R₂₈ vorhanden sind, sind nicht außerhalb der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Abschnittes 8b in bezug auf die radiale Richtung des zylindrischen Abschnittes 8b und des Werkzeuges 15a in einem Zustand vorhanden, in dem der ringförmige Aussparungsabschnitt 23 an der vorderen Endfläche des zylindrischen Abschnittes 8b anliegt.
Die oben genannte gedachte, gerade Linie stimmt mit der Strich-Punkt-Linie „c" überein, die eine Verlängerung der Erzeugungslinie der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Abschnittes 8b ist. Alternativ ist die oben genannte gedachte, gerade Linie auf der Seite des Innendurchmessers (in der Nähe zu der Mittelachse „b" des zylindrischen Abschnittes 8b) der Strich-Punkt-Linie „c" vorhanden. Jedoch wenn sogar die oben genannte gedachte, gerade Linie auf der Seite des Innendurchmessers angeordnet ist, wird ein Abstand (eine Verlagerung) zwischen der gedachten geraden Linie und der Strich-Punkt-Linie „c" von ungefähr 1,0 mm gehalten. es wird bevorzugt, dass ein Abstand (eine Verlagerung) zwischen der oben genannten gedachten, geraden Linie und der Strich-Punkt-Linie „c" von ungefähr 0,5 mm gehalten wird. Wenn die Positionen der Krümmungsradien R₂₇ und R₂₈ auf diese Weise geregelt werden, kann eine Haltekraft des Innenrings 3b durch den Verstemmabschnitt 9b gesichert werden und außerdem das Auftreten einer Beschädigung des Werkzeuges 15a verhindert werden kann. Nachstehend werden in Bezug auf die 6 und 7 die Ergebnisse der Untersuchungen, vorgenommen von dem Erfinder, um diesen Punkt zu untersuchen, erläutert.
6 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Verlagerung und der Kraft des Verstemmabschnittes 9b, um den Innenring 3b zu halten, zeigt. Die Ordinatenachse des in der 6 gezeigten Diagramms repräsentiert ein Verhältnis (F₂/F₁) von F₂ zu F₁ wobei F₁ eine durch das Werkzeug 15a auf den Innenring 3b nach außen in die axiale Richtung angewandte Kraft ist, und F₂ eine Kraft ist, aufgebracht durch den Verstemmabschnitt 9b nach außen in die axiale Richtung nachdem die Presskraft, die durch das Werkzeug 15a angewandt worden ist, aufgehoben wurde. In diesem Fall ist F₁ eine Kraft, die durch das Werkzeug 15a auf den Innenring 3b über den Verstemmabschnitt 9b in der Endstufe der Bearbeitung des Verstemmabschnittes 9b angewandt wurde. Wenn dieses Verhältnis hoch ist, wird es möglich, den Verstemmabschnitt 9b zu bilden, wobei dessen Haltekraft stark ist, so dass der Innenring 3b durch das Unterdrücken einer Intensität der angewandten Kraft des Werkzeuges 15a fest gehalten werden kann. Demzufolge kann eine auf den Innenring 3b aufgebrachte Kraft im dem Verstemmverfahren reduziert werden. Demzufolge wird es bevorzugt, dass das Verhältnis hoch ist. Die Zahlen, die an der Abszissenachse des in der 6 gezeigten Diagramms beschrieben sind, drücken die oben genannte Verlagerung aus. In diesem Zusammenhang drückt die Markierung „+" der Verlagerung aus, dass die oben genannte gedachte gerade Linie auf der Seite des Außendurchmessers des Strich-Punkt-Linie „c" der Verlängerung der Erzeugungslinie auf der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Abschnittes 8b platziert ist. Die Markierung „–„ der Verlagerung drückt aus, dass die oben genannte gedachte gerade Linie auf der Seite des Innendurchmessers der Strich-Punkt-Linie „c" der Verlängerung der Erzeugungslinie auf der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Abschnittes 8b platziert ist. Die Markierung „Verlagerung = 0" drückt aus, dass die oben genannte gedachte gerade Linie auf der Strich-Punkt-Linie „c" platziert ist. Entsprechend der Untersuchungen, die durch die gegenwärtigen Erfinder vorgenommen wurden, wenn die oben genannte Verlagerung in dem Bereich von –1 bis +1,1 mm war, wurde den Anforderun gen an den Verstemmabschnitt 9b genügt. Wenn jedoch die oben genannte Verlagerung 0,64 mm betrug und wenn die oben genannte Verlagerung +1,1 mm betrug, war das oben genannte niedriger als das in den anderen Fällen. Wenn die oben genannte Verlagerung –1 mm betrug, wurde ein Mangel in der Wanddicke in einem Abschnitt des erhaltenen Verstemmabschnittes verursacht. Wenn andererseits die Verlagerung 0 mm und 0,5 mm betrug, war das Verhältnis hoch und das Erscheinungsbild des erhaltenen Verstemmabschnittes 9b war ausgezeichnet.
Als nächstes ist die 7 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der oben genannten Verlagerung und einer Intensität der auf das Werkzeug 15a in dem Verstemmverfahren aufgebrachten Kraft zeigt. Die Bedeutung der Abszissenachse des in der 7 gezeigten Diagramms ist dieselbe wie jene des in der 6 gezeigten Diagramms. Wenn die Intensität der von dem Werkzeug 15a angewandten Kraft in dem Verstemmverfahren, die auf der Ordinatenachse ausgedrückt wird, niedrig ist, wird das Auftreten einer Beschädigung, wie z. B. von Rissen, in dem Werkzeug 15a reduziert und es wird möglich, die Standzeit des Werkzeuges 15a sicher zu stellen und die Herstellungskosten zu reduzieren. Wenn die Intensität der oben genannten Kraft erhöht ist, unterliegt ein Abschnitt des Werkzeuges 15a in der Nähe des äußeren Umfanges, der den ringförmigen Aussparungsabschnitt 23 umgibt, einer hohen Intensität der Kraft. Demzufolge tendieren Risse dazu auf der Seite der Bodenfläche des ringförmigen Aussparungsabschnittes 23 aufzutreten. Wenn die oben genannten Risse hervorgerufen werden, wird es notwendig das oben genannte Werkzeug 15a zu ersetzen, was die Herstellungskosten erhöht. Demzufolge wird es bevorzugt, dass die Intensität der oben genannten Kraft gering ist. Entsprechend der Untersuchungen, die durch die Erfinder vorgenommen wurden, war die Intensität, wenn die Verlagerung 0 mm betrug, am niedrigsten, und wenn die Intensität –0,5 mm betrug war die Intensität der oben genannten Kraft die zweitniedrigste. Es wurde bestätigt, dass wenn die Verlagerung +0,64 mm und +1,1 mm betrug, wurde die Intensität der oben genannten Kraft erhöht und es war schwierig die Haltbarkeit des Werkzeuges 15a sicher zu stellen. In diesem Zusammenhang wurde, wenn die Verlagerung –1 mm betrug, ein Mangel der Wanddicke des Verstemmabschnittes 9b wie oben beschrieben verursacht. Demzufolge wurde dieser Fall in der 7 nicht beschrieben. Entsprechend der in der 7 gezeigten Ergebnisse kann es verstanden werden, dass die Verlagerung o mm und die Verlagerung +0,5 mm bevorzugt wurden. Selbstverständlich wird die Verlagerung zwischen 0 mm und –0,5 mm ebenso bevorzugt.
Als nächstes werden in Bezug auf die 8A und 8B Erläuterungen in einer Querschnittsform des ringförmigen Aussparungsabschnittes 23 des Werkzeuges 15a vorgenommen, in dem die äußere Umfangskante des Bogenabschnittes 27 auf der Seite des Innendurchmessers und die innere Umfangkante des Bogenabschnittes 28 auf der Seite des Außendurchmessers miteinander über den geraden Linienabschnitt 29 weitergeführt werden. In dem Fall des Vorsehens des oben genannten geraden Linienabschnittes 29, wenn die Mitte des Krümmungsradius R₂₇ des Bogenabschnittes 27 auf der Seite des Innendurchmessers von der Mitte des Krümmungsradius R₂₈ des Bogenabschnittes 28 auf der Seite des Außendurchmessers zu der Innendurchmesserseite in Bezug auf die radiale Richtung des Nabenkörpers 2, 2a verschoben wird, ist es möglich, den maximalen hydrostatischen Druck, der auf den Verstemmabschnitt 9b aufgebracht wird, wenn der Verstemmabschnitt 9b gebildet wird, zu unterdrücken. Hinsichtlich dieses Punktes werden die Ergebnisse der Untersuchungen durch die gegenwärtigen Erfinder in Bezug auf die 9 erläutert. In diesem Zusammenhang wurden die Untersuchungen wie folgt vorgenommen. Die Mitte des Krümmungsradius R₂₈ des Bogenabschnittes 28 auf der Seite des Außendurchmessers wurde auf dem Erzeugnis (Strich-Punkt-Linie „c") der Herstellungslinie (= die Herstellungslinie der inneren Umfangsfläche des Innenrings 3) der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Abschnittes 8b des Nabenkörpers 2a platziert und der Abstand δ (die Verlagerung) zwischen diesem Erzeugnis und der Mitte des Krümmungsradius R₂₇ des Bogenabschnittes 27 auf der Seite des Innendurchmessers in Bezug auf die radiale Richtung des zylindrischen Abschnittes 8b wurde verändert. Dann wurde es untersucht, wie die Verlagerung δ den maximalen hydrostatischen [TEXT UNLESBAR] Ergebnisse der Untersuchungen zeigt, die unter den oben genannten Bedingungen vorgenommen wurden, ist der Fall, in dem die Verlagerung, ausgedrückt auf der Abszisse 0 mm beträgt, derselbe wie in dem in den 4 bis 7 gezeigten Fall, in dem die Verlagerung 0 mm beträgt. Die Verlagerung –0,5 mm zeigt einen Fall, in dem die Mitte des Krümmungsradius R₂₇ des Bogenabschnittes 27 auf der Seite des Innendurchmessers auf einer um 0,5 mm von dem Erzeugnis (Strich-Punkt-Linie „c") der Erzeugungslinie der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Abschnittes 8b des Nabenkörpers 2a verlagert ist, wie in der 8a gezeigt ist. Die Verlagerung –1 mm zeigt einen Fall, in dem die Mitte des Krümmungsradius R₂₇ des Bogenabschnittes 27 auf der Seite des Innendurchmessers auf einer Position platziert ist, die innen um 1 mm von dem Erzeugnis (Strich-Punkt-Linie „c") der Herstellungslinie der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Abschnittes 8b des in der 8a gezeigten Nabenkörpers 2a verschoben ist. In diesem Zusammenhang zeigt die 8B eine nicht bevorzugte Form, in der die Verlagerung „+" beträgt, d. h., die Mitte des Krümmungsradius R₂₇ des Bogenabschnittes 27 auf der Seite des Innendurchmessers ist auf einer Position außerhalb des Erzeugnisses (Strich-Punkt-Linie „c") der Herstellungslinie platziert. Wie aus diesen Untersuchen, die unter den oben genannten Bedingungen vorgenommen worden sind, gesehen werden kann, wenn die Mitte des Krümmungsradius R₂₇ des Bogenabschnittes 27 auf der Seite des Innendurchmessers auf einer Position innerhalb der Mitte des Krümmungsradius R₂₈ des Bogenabschnittes 28 auf der Seite des Außendurchmessers platziert ist, ist es möglich, den hydrostatischen Druck, der auf den Verstemmabschnitt 9b in dem Verfahren des Bildens des Verstemmabschnittes 9b aufgebracht wird, zu unterdrücken. Demzufolge kann in dem Fall, in dem die Dehnbarkeit des metallischen Materials, das den Nabenkörper 2, 2a bildet, gering ist, in Betracht gezogen werden, dass der vorerwähnte gerade Linienabschnitt 29 so festgelegt wird, um den maximalen hydrostatischen Druck, der auf den Verstemmabschnitt 9b in dem Bildungsverfahren des Verstemmabschnittes 9b aufgebracht wird, unterdrückt wird. Wenn jedoch die Länge des geraden Linienabschnittes 29, d. h., die Verlagerung δ 1 mm überschreitet, wird ein Mangel der Wanddicke des Verstemmabschnittes 9b, der gebildet werden soll, hervorgerufen. Demzufolge wird es bevorzugt, dass die Verlagerung auf einen Wert von nicht mehr als 1 mm unterdrückt wird.
Das vorliegende Herstellungsverfahren einer Nabeneinheit für die Lagerung eines Rades und das vorliegende Werkzeug für das Herstellen wirken wie oben beschrieben. Demzufolge kann der Innenring auf dem Nabenkörper zwangsweise befestigt werden und außerdem wird es möglich eine Nabeneinheit für die Lagerung eines Rades zu realisieren, in der die Rolllebensdauer der Innenring-Lauffläche, gebildet auf der äußeren Umfangsfläche des Innenrings ausreichend sichergestellt werden kann.
Die oben vorgenommene Beschreibung bezieht sich (unter anderem) auf eine Nabeneinheit für die Lagerung eines Rades, das durch ein Herstellungsverfahren einer Nabeneinheit für die Lagerung eines Rades hergestellt wird und die enthält: einen Nabenkörper, eine erste Innenring-Lauffläche, die der zweiten Innenring-Lauffläche gegenüberliegt.
Es ist jeweils eine Mehrzahl von Rollelementen zwischen der ersten Innenring-Lauffläche und der ersten Außenring-Lauffläche und auch zwischen der zweiten Innenring-Lauffläche und der zweiten Außenring-Lauffläche vorgesehen.
An dem anderen Endabschnitt des Nabenkörpers wird der Verstemmabschnitt gebildet, wenn der zylindrische Abschnitt, gebildet in einem Abschnitt, der mehr als der Innenring, der außen im Eingriff mit dem Stufenabschnitt ist, vorspringt, in die radiale Richtung nach außen plastisch verformt wird. Durch diesen Verstemmabschnitt wird der Innenring, der außen mit dem gestuften Abschnitt im Eingriff ist, gegen die gestufte Flä che des Stufenabschnittes gepresst, so dass der Innenring außen im Eingriff mit dem Stufenabschnitt an dem Nabenkörper verbunden und befestigt werden kann.
Entsprechend des vorliegenden Herstellungsverfahrens einer Nabeneinheit für die Lagerung eines Rades, um die oben genannte Nabeneinheit für die Lagerung eines Rades herzustellen, wird der zylindrische Abschnitt plastisch verformt und in dem Verstemmabschnitt gebildet.
Entsprechend des vorliegenden Herstellungsverfahrens einer Nabeneinheit für die Lagerung eines Rades entsprechend des ersten Aspektes wendet, während das Werkzeug gegen die vordere Endfläche des zylindrischen Abschnittes gepresst wird, das Werkzeug Kräfte auf den zylindrischen Abschnitt in der axialen Richtung und in der radialen Richtung nach außen an. Während dieser zylindrische Abschnitt in der axialen Richtung gepresst wird, wird der vordere Endabschnitt des zylindrischen Abschnittes in der radialen Richtung nach außen plastisch verformt und der Verstemmabschnitt kann gebildet werden. Wenn demzufolge der Verstemmabschnitt gebildet wird, wird eine durchschnittliche Beanspruchung von Druck (durchschnittliche Druckbeanspruchung) auf der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Abschnittes fortwährend erzeugt.
In diesem Zusammenhang ist die durchschnittliche Druckbeanspruchung die hydrostatische Beanspruchung σ_m. Diese hydrostatische Beanspruchung σ_m kann durch σ_m = (σ₁ + σ₂ + σ₃)/3 ausgedrückt werden, wobei σ₁, σ₂ und σ₃ Längsbeanspruchungen sind, die in den Richtungen der drei Achsen (die Achsen von x, y und z) wirken. Wenn der hydrostatische Druck p ist, kann der Ausdruck p = – σ_m eingeführt werden.
Entsprechend des vorliegenden Herstellungsverfahrens einer Nabeneinheit für die Lagerung eines Rades entsprechend des zweiten Aspektes wird, während der Verstemmabschnitt durch plastisches Verformen des zylindrischen Abschnittes hergestellt wird, ein Abschnitt von metallischem Material, der den zylindrischen Abschnitt bildet, in die radiale Richtung nach innen bewegt. Demzufolge wird, nachdem der Verstemmabschnitt gebildet worden ist, ein Expandierungsabschnitt, der sich in die radiale Richtung nach innen ausdehnt, in dem inneren Durchmesserabschnitt des Verstemmabschnittes gebildet.
Auf der Pressfläche der Oberfläche des Werkzeuges, das mit dem zylindrischen Abschnitt in Kontakt kommt und den zylindrischen Abschnitt plastisch verformt, werden beide oder nur eine der Oberflächenbehandlung, wie z. B. ein keramischer Überzug von TiN, was die Widerstandseigenschaften gegen Verschleiß verbessert, und/oder die Behandlung, wie z. B. Kugeltrommeln, was die Oberflächenrauhigkeit reduziert, ausgeführt. Auf diese Weise werden die Widerstandseigenschaften gegen Verschleiß verstärkt und der Reibungskoeffizient auf dieser Pressfläche wird bei einem verhältnismäßig hohen Wert, der nicht geringer als 0,3 ist, stabilisiert.
Als ein Werkzeug zum Ausführen des vorliegenden Herstellungsverfahrens einer Nabeneinheit für die Lagerung eines Rades entsprechend eines zweiten Aspektes enthält das Werkzeug: einen vorspringenden abschnitt, dessen Form ein kreisförmiger Kegelstumpf ist, der in der Lage ist frei in den zylindrischen Abschnitt gedrückt zu werden; und einen ringförmigen Aussparungsabschnitt, bebildet in dem Umfang des vorspringenden Abschnittes, der den gesamten Umfang des vorspringenden Abschnittes umgibt. Es wird bevorzugt, dass eine Form eines Abschnittes des ringförmigen Aussparungsabschnittes auf einer Seite des Bogenabschnittes auf der Seite des Innendurchmessers, der sich in einem Abschnitt in der Nähe zu dem Innendurchmesser und einer Seite des Bogenabschnittes auf der Seite des Außendurchmessers in einem Abschnitt in der Nähe zu dem Außendurchmesser erstreckt, kleiner als der Krümmungsradius der Bogenabschnitt des Außendurchmessers kleiner als der Bogenabschnitt des Innendurchmessers, wobei der Bogenabschnitt des Innendurchmessers und der Bogenabschnitt des Außendurchmessers miteinander glatt direkt oder über einen geraden Linienabschnitt weitergeführt werden. Wenn der ringförmige Aussparungsabschnitt gegen die vordere Endfläche des zylindrischen Abschnittes gepresst wird, ist eine Mitte des Krümmungsradius des Bogenabschnittes auf der Seite des Innendurchmessers außerhalb der Mitte des Krümmungsradius des Bogenabschnittes auf der Seite des Außendurchmessers in Bezug auf die radiale Richtung des zylindrischen Abschnittes nicht vorhanden. Mit anderen Worten, in Bezug auf die radiale Richtung dieses zylindrischen Abschnittes ist die Mitte des Krümmungsradius des Bogens auf der Seite des Innendurchmessers auf derselben Position wie die Mitte des Krümmungsradius des Bogens auf der Seite des Außendurchmessers oder auf einer Position innen der radialen Richtung der Mitte des Krümmungsradius des Bogens auf der Seite des Außendurchmessers vorhanden. Außerdem ist die Mitte des Krümmungsradius des Bogens auf der Seite des Außendurchmessers nicht außerhalb der radialen Richtung des zylindrischen Abschnittes der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Abschnittes vorhanden. D. h., in Bezug auf die radiale Richtung des zylindrischen Abschnittes ist die Mitte des Krümmungsradius des Bogens auf der Seite des Außendurchmessers auf derselben Position wie die äußere Umfangsfläche des zylindrischen Abschnittes oder innen in der radialen Richtung der äußeren Umfangsfläche vorhanden.
Entsprechend des vorliegenden Herstellungsverfahrens einer Nabeneinheit für die Lagerung eines Rades wird eine durchschnittliche Zugbeanspruchung, die Risse hervorruft, in dem zylindrischen Abschnitt und dem inneren Umfangsabschnitt des Ver stemmabschnittes nicht erzeugt, wenn der Verstemmabschnitt spanend bearbeitet wird (der erste Aspekt). Alternativ wird eine Intensität der durchschnittlichen Zugbeanspruchung, die Risse hervorruft, sogar dann reduziert, wenn sie erzeugt wird (der zweite Aspekt). Der Außendurchmesser des Basisabschnittes des zylindrischen Abschnittes wird sogar dann nicht erweitert, wenn der Verstemmabschnitt bearbeitet wird. Demzufolge wird keine durchschnittliche Zugbeanspruchung in der Umfangsrichtung auf den Innenring, der außen mit dem Stufenabschnitt im Eingriff ist, aufgebacht.
Demzufolge kann die Haltbarkeit des Verstemmabschnittes und der zweiten Innenring-Lauffläche verbessert werden, d. h., es wird möglich einen Nabenabschnitt für die Lagerung eines Rades zu schaffen, dessen Haltbarkeit hoch ist.
Wenn der Verstemmabschnitt mit dem Werkzeug für die Herstellung der Nabeneinheit für die Lagerung eines Rades entsprechend des dritten Aspektes gebildet wird, kann ein ausgezeichneter Verstemmabschnitt stabil gebildet werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Nabeneinheit zum Lagern eines Rades, wobei die Nabeneinheit enthält: einen Nabenkörper (2, 2a), der eine Endfläche hat, an der ein Flansch (6) zum Lagern des Rades gebildet ist; eine erste Innenring-Lauffläche (11), gebildet auf einer Außenumfangsfläche eines Zwischenabschnittes des Nabenkörpers (2, 2a), direkt oder über einen ersten Innenring (3a), vorgesehen verschieden von dem Nabenkörper (2, 2a); einen Stufenabschnitt (7), gebildet in dem anderen Endabschnitt des Nabenkörpers (2, 2a) und der einen Außendurchmesser kleiner als einen Außendurchmesser eines Abschnittes hat, in dem die erste Innenring-Lauffläche (11) gebildet ist; einen zweiten Innenring (3b), von außen mit dem Stufenabschnitt (7) im Eingriff, eine zweite Innenring-Lauffläche (11), die auf einer Außenumfangsoberfläche des zweiten Innenrings (3b) gebildet ist; einen Außenring (4), der eine Innenumfangsoberfläche hat, auf der eine erste Außenring-Lauffläche (10) gegenüberliegend zu der ersten Innenring-Lauffläche (11) und eine zweite Außenring-Lauffläche (10) gegenüberliegend zu der zweiten Innenring-Lauffläche (11) gebildet sind; eine Mehrzahl von Rollelementen (5), vorgesehen zwischen der ersten Innenring-Lauffläche (11) und der ersten Außenring-Lauffläche (10) und zwischen der zweiten Innenring-Lauffläche (11) und der zweiten Außenring-Lauffläche (10); und einen Verstemmabschnitt (9b), der den zweiten Innenring (3b) in dem Nabenkörper (2, 2a) während des Pressens des zweiten Innenringes (3b) gegen eine Stufenfläche des Stufenabschnittes (7) befestigt, wobei das Herstellungsverfahren der Nabeneinheit die Schritte aufweist von: Vorbereiten eines zylindrischen Abschnittes (8a), gebildet in dem anderen Endabschnitt des Nabenkörpers (2, 2a), wobei der zylindrische Abschnitt (8a) gebildet ist, um von dem zweiten Innenring (3b), von außen im Eingriff mit dem Stufenabschnitt (7) im Eingriff, vorzuspringen; und Anlegen einer Kraft in der axialen Richtung und einer Kraft in der radialen Richtung nach außen auf den zylindrischen Abschnitt (8a) durch ein Werkzeug (15a), während des Pressens des Werkzeuges (15a) gegen eine vordere Endfläche des zylindrischen Abschnittes (8a), um einen vorderen Endabschnitt des zylindrischen Abschnittes (8a) nach außen in der radialen Richtung während des Drückens des zylindrischen Abschnittes (8a) in die axiale Richtung zu deformieren, um dadurch den Verstemmabschnitt (9b) zu bilden, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Anlegeschritt ein Abschnitt des metallischen Materials, das den zylindrischen Abschnitt (8a) bildet, in der radialen Richtung nach innen bewegt wird, so dass ein Expansionsabschnitt (24), der in der radialen Richtung nach innen expandiert, in dem Innendurchmesserabschnitt des Verstemmabschnittes (9b) nach der Fertigstellung des Bildens des Verstemmabschnittes (9b) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (15) gegen den zylindrischen Abschnitt (8a) in einem Zustand gepresst wird, dass ein Mittelachse (a) des Werkzeuges (15a) in Bezug auf eine Mittelachse (b) des zylindrischen Abschnittes (8a) geneigt ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dicke (t) des vorderen Endabschnittes des zylindrischen Abschnittes (8a) auf 70 bis 100% einer Dicke (T) eines Basisendabschnittes des zylindrischen Abschnittes (8a) festgelegt wird.
Werkzeug, geeignet zum Herstellen einer Nabeneinheit zum Lagern eines Rades entsprechend des Verfahrens von Anspruch 1, wobei das Werkzeug vorgesehen ist, um eine Kraft in der axialen Richtung und eine Kraft in der radialen Richtung nach außen auf einen zylindrischen Abschnitt (8a) des Nabenkörpers anzuwenden, durch Pressen des Werkzeuges (15a) gegen eine vordere Endfläche des zylindrischen Abschnittes (8a), wobei das Werkzeug (15a) aufweist: einen vorspringenden Abschnitt (16), dessen Form ein kreisförmiger Kegelstumpf ist, gebildet an der Mitte der vorderen Endfläche, wobei der vorspringende Abschnitt (16) vorgesehen ist in den zylindrischen Abschnitt (8a) gedrückt zu werden; und einen ringförmig ausgesparten Abschnitt (23), gebildet in dem Umfang des vorspringenden Abschnittes (16), um einen gesamten Umfang des vorspringenden Abschnittes (16) zu umgeben, dadurch gekennzeichnet, dass eine Form eines Querschnittes des ringförmig ausgesparten Abschnittes (23) einen innendurchmesserseitigen-Bogenabschnitt (27) enthält, der in einem Abschnitt nahe zu dem innendurchmesserseitigen- und einem außendurchmesserseitigen-Bogenabschnitt (28) vorhanden ist, wobei der Krümmungsradius des außendurchmesser seitigen-Bogenabschnittes (R₂₈) kleiner als der des innendurchmesserseitigen-Bogenabschnittes (R₂₇) ist, wobei der innendurchmesserseitige-Bogenabschnitt (R₂₇) und der außendurchmesserseitige-Bogenabschnitt (R₂₈) zueinander glatt fortgesetzt werden, und wobei wenn der ringförmig ausgesparte Abschnitt (23) gegen die vordere Endfläche des zylindrischen Abschnittes (8a) gepresst wird, eine Mitte des Krümmungsradius ((R₂₇) des innendurchmesserseitigen-Bogenabschnittes (27) nicht außerhalb einer Mitte des Krümmungsradius ((R₂₈) des außendurchmesserseitigen-Bogenabschnittes (28) in Bezug auf die radiale Richtung des zylindrischen Abschnittes (8a) vorhanden ist, und die Mitte des Krümmungsradius ((R₂₈) des außendurchmesserseitigen-Bogenabschnittes (28) nicht außerhalb der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnittes (8a) in Bezug auf die radiale Richtung des zylindrischen Abschnittes (8a) vorhanden ist.
Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der innendurchmesserseitige-Bogenabschnitt (27) und der außendurchmesserseitige-Bogenabschnitt (28) zueinander direkt glatt ineinander übergehen.
Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesserseitige-Bogenabschnitt (27) und der außendurchmesserseitige-Bogenabschnitt (28) zueinander glatt über einen dazwischen gebildeten geraden Linienabschnitt (29) ineinander übergehen.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmig ausgesparte Abschnitt (23) einem keramischen Beschichten unterworfen wird.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmig ausgesparte Abschnitt (23) der Kugeltrommel-Behandlung unterworfen wird.