JP5599229B2 - Method of pressure forming end face dentition - Google Patents
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Description
本発明は、転がり軸受け、特にホイール軸受けの揺動鋲締め突出部から端面歯列を加圧成形する方法に関する。さらに本発明は、好適に成形された端面歯列を備えた転がり軸受けもしくはホイール軸受けに関する。 The present invention relates to a method for pressure-molding an end face tooth row from a rocking and tightening protrusion of a rolling bearing, particularly a wheel bearing. Furthermore, the present invention relates to a rolling bearing or a wheel bearing provided with a suitably shaped end face tooth row.
このような方法は、特に自動車分野においてホイール軸受けを製造する際に用いられる。 Such a method is used when manufacturing wheel bearings, particularly in the automotive field.
以前突出部理解されているように、ホイール軸受けのみならず揺動鋲締め突出部を備えた別の転がり軸受けは、有利には端面歯列を介して、駆動トレーンの駆動要素と結合することができ、これによって構造スペースを節減するか、または半径歯列の嵌合問題を回避することができる。 As previously understood, other rolling bearings with not only wheel bearings but also rocking clamp projections can be coupled with the drive elements of the drive train, preferably via end face teeth. This can save structural space or avoid problems with radial dentitions.
米国特許第20010046339号明細書において、ホイールハブの端部を変形加工する方法が公知であり、ここでは端部は、揺動鋲締め突出部に成形される。揺動鋲締め突出部が当て工具としてのいわゆるスナップによって成形される間に、内輪の不要な拡開が、半径方向外側から内側に支持部材によって支持されることによって回避される。 In U.S. Pat. No. 20010046339, a method of deforming the end of a wheel hub is known, where the end is molded into a swinging and clamping projection. While the swinging and tightening protrusion is formed by a so-called snap as a contact tool, unnecessary expansion of the inner ring is avoided by being supported by the support member from the radially outer side to the inner side.
スナップ成形法によって、ホイールハブの端部は、軸方向および半径方向で成形加工される。この場合軸方向に向けられた歯が形成され、歯は、回転軸を中心とする歯列円を形成する。このような方法ならびに対応する、端面歯列の形成された揺動鋲締め突出部を備えたホイール軸受けは、国際公開第2006105748号パンフレットに起因する。 The end portion of the wheel hub is molded in the axial direction and the radial direction by the snap molding method. In this case, teeth oriented in the axial direction are formed, and the teeth form a dentition circle centered on the rotation axis. Such a method as well as a corresponding wheel bearing with a swinging and tightening projection formed with end face dentitions is due to WO 2006105748.
端面歯列の歯溝深さは、高い回転モーメントの軸方向伝達に関する場合に決定的な値である。歯溝深さが大きいほど、伝達される最大回転モーメントも大きくなる。しかし大きな歯溝深さで多数の薄い歯を製作する場合、スナップ成形法は制限される。当て工具の揺動(当て工具とハブの端部との当接部分の経過が円を成すように順次当て工具をすりこぎ運動させるような運動)に基づいて、歯の凹部は能動的に成形することができるが、歯の尖端は成形が困難である。なぜならば材料流れ方向が力作用方向とは逆向きであり、成形しようとする鋲締め突出部が、表面の拡張に抗して作用するからである。 The tooth gap depth of the end face dentition is a decisive value in the case of axial transmission of a high rotational moment. The greater the tooth gap depth, the greater the maximum rotational moment transmitted. However, when producing a large number of thin teeth with a large tooth gap depth, the snap forming method is limited. The tooth recess is actively formed on the basis of the swinging of the contact tool (a motion that causes the contact tool to sequentially move so that the contact portion between the contact tool and the end of the hub forms a circle). However, the tooth tips are difficult to mold. This is because the material flow direction is opposite to the force acting direction, and the clamping protrusion to be molded acts against the expansion of the surface.
さらに実地から明らかであるが、スナップ成形法によって多くの場合端面歯列が不均等に成形され、この場合対向歯列への係合が均等なトルク伝達に十分な精度で適合されない。 Further, as is apparent from practice, end face dentitions are often unevenly formed by the snap forming method, in which case the engagement to the opposing dentition is not adapted with sufficient accuracy for even torque transmission.
したがって本発明の課題は、冒頭で述べたような、端面歯列を加圧成形する方法および端面歯列を備えた転がり軸受けを改良して、前述の欠点が解消されたものを提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method in which the above-mentioned drawbacks are eliminated by improving the method of pressure-molding the end face dentition and the rolling bearing provided with the end face dentition as described at the beginning. is there.
この課題を解決するための本発明の方法によれば、転がり軸受け、特にホイール軸受けの揺動鋲締め突出部から端面歯列を加圧成形する方法において、第1ステップで、ハブの端部を変形加工するまえに、雌型を、前組立状態で転がり軸受けに軸方向に配置し、第2ステップで、端部を変形加工して、同時に端面歯列を成形する間、雌型が、形成される揺動鋲締め突出部の半径方向の拡がりを半径方向で制限するようにする。 According to the method of the present invention for solving this problem, in the method of press-molding an end face tooth row from a rolling bearing, particularly a swinging and tightening protrusion of a wheel bearing, in the first step, the end of the hub is Before deforming, the female mold is placed in the axial direction on the rolling bearing in the pre-assembled state, and in the second step, the end is deformed, and at the same time the end face dentition is formed, the female mold is formed. The radial spread of the swinging and tightening protrusion is limited in the radial direction.
有利には、雌型は、揺動鋲締め突出部の軸方向および/または半径方向の外面を成形する。 Advantageously, the female mold forms the axial and / or radial outer surface of the rocking clamp projection.
有利には、雌型の内側付加部は、揺動鋲締め突出部の半径方向の外面を成形し、制限する。 Advantageously, the inner add-on part of the female molds and limits the radially outer surface of the rocking and clamping protrusion.
有利には、クランプリングは、転がり軸受けの内輪を、第2ステップの間に、半径方向で外側から内側に支持する。 Advantageously, the clamp ring supports the inner ring of the rolling bearing in the radial direction from outside to inside during the second step.
有利には、クランプリングは、雌型に取り付けられているか、または雌型と一体的に結合されている。 Advantageously, the clamp ring is attached to the female mold or is integrally connected to the female mold.
さらにこの課題を解決するために本発明の構成では、転がり軸受け、特にホイール軸受けにおいて、端部歯列の一体的に成形された揺動鋲締め突出部を備えており、揺動鋲締め突出部は、揺動鋲締め突出部を形成する間に、半径方向の外面で、半径方向に制限され、かつ/または成形されるようになっている。 Furthermore, in order to solve this problem, in the configuration of the present invention, a rolling bearing, particularly a wheel bearing, is provided with a swinging and tightening protrusion formed integrally with an end tooth row. Is configured to be radially limited and / or molded with a radially outer surface during the formation of the swinging and clamping projections.
有利には、揺動鋲締め突出部の外面は、リング状、円錐形またはこれに類する形状に成形されている。 Advantageously, the outer surface of the rocking and clamping protrusion is shaped like a ring, a cone or the like.
有利には、揺動鋲締め突出部の外面は、周方向に連続する、特に繰り返し設けられた凹みを有している。 Advantageously, the outer surface of the rocking and tightening projection has a recess which is continuous in the circumferential direction, in particular repeatedly.
有利には、周方向に連続する凹みが、エンコーダとして形成されている。 Advantageously, a circumferentially continuous recess is formed as an encoder.
有利には、外面は、少なくとも部分的にエンコーダリングまたはシールエレメントのための座として設けられている。 Advantageously, the outer surface is at least partly provided as a seat for the encoder ring or sealing element.
本発明による、転がり軸受け、特にホイール軸受けの揺動鋲締め突出部から端面歯列を加圧成形する方法は、少なくとも以下のステップを有している。
a)第1ステップで、転がり軸受のハブの端部を最終的に変形加工するまえに、たとえば端部を形状付与して前処理(いわゆる縁拡開)したあとで、前処理されない端部で、雌型を、前組立状態で転がり軸受けに軸方向に配置する。端部は、たとえばハブの中空円筒状の端部であってよく、ホイールハブは、当て工具によって、軸方向のみならず半径方向でも変形される。転がり軸受けのハブは、転がり軸受けの切削加工可能な部分であり、この部分に、ホイール軸受けの場合にはホイールフランジが一体的に成形されている。
The method of pressure-forming an end face tooth row from a rocking and tightening protrusion of a rolling bearing, in particular a wheel bearing, according to the present invention comprises at least the following steps.
a) In the first step, for example, after the end of the rolling bearing hub is finally deformed, for example, after the end has been shaped and pretreated (so-called edge expansion), The female mold is axially arranged on the rolling bearing in the pre-assembled state. The end portion may be, for example, a hollow cylindrical end portion of a hub, and the wheel hub is deformed not only in the axial direction but also in the radial direction by the contact tool. The hub of the rolling bearing is a portion of the rolling bearing that can be machined. In the case of a wheel bearing, a wheel flange is integrally formed with this portion.
前組立状態では、ハブまたは単数または複数の内輪、単数または複数の外輪および転動体が既に運転姿勢で相並んで配置されていて、揺動鋲締め突出部の冷間加工変形によって最終的に結合され、転がり軸受けユニットが形成される。 In the pre-assembled state, the hub or the inner ring or rings, the outer ring and the rolling elements are already arranged side by side in the driving position, and finally joined by cold working deformation of the rocking and tightening protrusion Thus, a rolling bearing unit is formed.
b)第2ステップで、ハブの端部を変形加工して、同時に端面歯列を成形する間、雌型は、形成される揺動鋲締め突出部の半径方向の拡がりを制限する。ここでは転がり軸受けユニットは、内輪を軸方向で固定するために、形成される揺動鋲締め突出部によってプレロードを掛けられる。 b) During the second step, the end of the hub is deformed, and at the same time the end face dentition is formed, the female mold restricts the radial spread of the swinging and clamping protrusion to be formed. Here, the rolling bearing unit is preloaded by the formed rocking and clamping protrusions to fix the inner ring in the axial direction.
雌型は、冷間変形加工中の半径方向の拡がりを制限するために、ある種の制限を行う要素として型のように用いられる工具である。これによって揺動鋲締め突出部の材料流れは、冷間変形加工に際して、強く軸方向に向けられる。したがって当て工具(当て工具の力作用は材料流れに抗して向けられている)による形状付与は、概ね良好に行われる。端面歯列の歯部は、精確に成形することができる。たとえば雌型なしでは得られない比較的大きな軸方向の歯の高さの成形も実現可能である。 A female die is a tool used like a die as an element that performs some kind of restriction in order to restrict radial spread during cold deformation. As a result, the material flow of the swing clamp tightening protrusion is strongly directed in the axial direction during cold deformation. Therefore, the shape imparting by the contact tool (the force action of the contact tool is directed against the material flow) is generally performed well. The tooth portion of the end face dentition can be accurately formed. For example, it is possible to realize a relatively large axial tooth height that cannot be obtained without a female mold.
有利には、雌型は、揺動鋲締め突出部の軸方向および/または半径方向の外面を成形する。雌型による半径方向の制限の他に、雌型は、揺動鋲締め突出部の形状付与にも用いられる。このことはたとえば円筒形の外面に適用され、また揺動鋲締め突出部の軸方向の外面にも適用される。したがって極めて高い構成自由度が得られ、有利には揺動鋲締め突出部の所望の形状に利用される。雌型と当て工具とは、所望の材料流れが生じるように協働する。その結果として、雌型および当て工具によって、生じ得る材料損失発生を管理することができ、形成される揺動鋲締め突出部に作用する変形加工圧力が高められる場合に、一層精確な形状が得られる。 Advantageously, the female mold forms the axial and / or radial outer surface of the rocking clamp projection. In addition to the radial restriction by the female mold, the female mold is also used to give the shape of the swinging and tightening protrusion. This applies, for example, to a cylindrical outer surface and also to the outer surface in the axial direction of the swing clamp projection. Therefore, a very high degree of freedom of construction is obtained, and it is advantageously used for the desired shape of the swinging and clamping projection. The female mold and the application tool cooperate to produce the desired material flow. As a result, it is possible to manage the occurrence of material loss that can occur with the female mold and the abutting tool, and a more accurate shape can be obtained when the deformation pressure acting on the formed swing clamp projection is increased. It is done.
有利には、雌型の内側付加部が、揺動鋲締め突出部の半径方向の外面を成形し、制限する。内側付加部が制限を行う要素として用いられる場合、揺動鋲締め突出部の様々な所定の形状に関して様々な内側付加部を設けると有利であり、この場合内側付加部は雌型に挿入可能である。 Advantageously, the inner addition of the female mold shapes and restricts the radially outer surface of the rocking and clamping protrusion. When the inner addition part is used as a limiting element, it is advantageous to provide various inner addition parts for various predetermined shapes of the swing clamp projection, in which case the inner addition part can be inserted into a female mold. is there.
有利には、クランプリングが、転がり軸受けの内輪を、変形加工(第2ステップ)の間、半径方向で外側から内側に支持する。このようなクランプリングは、スナップ成形の「間、半径方向に内輪が不都合に拡張するのを防止する。 Advantageously, the clamping ring supports the inner ring of the rolling bearing from the outside inward in the radial direction during the deformation process (second step). Such a clamp ring prevents the inner ring from undesirably expanding in the radial direction during the snap molding.
有利には、クランプリングは、雌型に固定されているか、または雌型と一体的に結合されている。一体的な形態よって、1作業ステップで、つまり前取付された転がり軸受けに雌型を配置する際に、同時に内輪の半径方向支持が保証される。 Advantageously, the clamp ring is fixed to the female mold or is integrally connected to the female mold. Due to the integral form, radial support of the inner ring is ensured at the same time in one working step, that is to say when the female mold is placed on the pre-mounted rolling bearing.
本発明による転がり軸受け、特にホイール軸受けは、一体的に成形された端部歯列を有する揺動鋲締め突出部を備えており、揺動鋲締め突出部は、揺動鋲締め突出部を形成する間、半径方向の外面で、半径方向で制限され、かつ/または成形されるようになっており、転がり軸受けは、均等な歯列加圧成形部を有し、かつ最適な歯溝深さに基づいて、高い回転モーメントを伝達するのに使用可能である。 A rolling bearing according to the present invention, particularly a wheel bearing, includes a swinging and tightening protrusion having an integrally formed end tooth row, and the swinging and tightening protrusion forms a swinging and tightening protrusion. In the meantime, it is designed to be radially limited and / or molded on the radially outer surface, the rolling bearing has a uniform dent pressing part and an optimum tooth gap depth Can be used to transmit high rotational moments.
有利には、揺動鋲締め工程に際して、揺動鋲締め突出部の外面は、リング状、円錐形またはこれらに類する形状に成形される。揺動鋲締め突出部は、転がり軸受けに有利に成形することができる。たとえば揺動鋲締め突出部は、シール配置構造のシール機能を助勢するか、または別の構成部材、たとえばジョイントハウジングと共にシールギャップを形成する。 Advantageously, the outer surface of the swinging and clamping projecting portion is formed into a ring shape, a conical shape or the like in the swinging and clamping process. The swinging and tightening protrusion can be advantageously formed on the rolling bearing. For example, the rocking squeeze protrusions assist the sealing function of the seal arrangement structure or form a seal gap with another component, such as a joint housing.
有利には、揺動鋲締め突出部の外面は、周方向で連続する、特に繰り返し設けられた圧刻凹部を有している。したがって揺動鋲締め突出部は、たとえば製造者表示、シリアルナンバー、規格、商品記号に関する情報を取り付けるために有用である。 Advantageously, the outer surface of the rocking and tightening projection has an indented recess that is continuous in the circumferential direction, in particular repeatedly. Accordingly, the swinging and tightening protrusion is useful for attaching information related to, for example, manufacturer's display, serial number, standard, and product symbol.
有利には、周方向に連続して存在する刻印凹部は、エンコーダとして形成されている。したがって製造技術的に極めて有効な構成部材の組付が行われ、安定したセンサホイールが得られる。通常エンコーダは、別個の製造ステップを要する個別の構成素子として用いる必要がある。このステップはもはや不要である。さらにエンコーダは、回転数測定装置のセンサに対して軸方向で離間されない。したがって極めて信頼度の高い回転数測定が保証される。 Advantageously, the indentation recesses present continuously in the circumferential direction are formed as encoders. Therefore, the structural members that are extremely effective in terms of manufacturing technology are assembled, and a stable sensor wheel can be obtained. Typically, an encoder must be used as a separate component that requires a separate manufacturing step. This step is no longer necessary. Furthermore, the encoder is not axially spaced from the sensor of the rotational speed measuring device. Therefore, extremely reliable rotation speed measurement is guaranteed.
有利には、揺動鋲締め突出部の外面は、少なくとも部分的にエンコーダまたはシールエレメントの座として設けられている。外面は、各構成部材にとって最適に形成される。このことは、たとえば概ね平滑な外面によって摩擦結合(摩擦結合とは、部材相互の摩擦力に基づく結合を意味する)で、また各構成部材に係合する要素を有する外面によって形状結合(形状結合とは、嵌め合いまたは噛み合いなどの部材相互の形状的関係に基づく結合を意味する)で保証される。 Advantageously, the outer surface of the rocking and clamping projection is at least partly provided as a seat for the encoder or sealing element. The outer surface is optimally formed for each component. This means, for example, that the friction coupling (the friction coupling means a coupling based on the frictional force between the members) by the generally smooth outer surface, and the shape coupling (the shape coupling by the outer surface having an element that engages each component member). Means the connection based on the mutual geometrical relationship such as fitting or meshing).
本発明の別の形態および有利な改良形は、図面に関する説明および/または従属請求項から理解することができる。 Further aspects and advantageous refinements of the invention can be taken from the drawings and / or the dependent claims.
次に図面につき本発明の実施の形態を詳しく説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1には、正面歯形部としての端面歯列を加圧成形する方法の第1ステップで、揺動鋲締め工程(被加工部に当て具を当て付けてこねるように揺動させながら被加工部を鋲締めするように半径方向に拡張しつつ所望の形状を付与する工程)前の状態で、雌型5と共に、前組立(プリアセンブリ)された第3世代のホイール軸受けユニットを、縦断面図で示した。
In FIG. 1, in the first step of the method of press-molding the end face dentition as the front tooth profile part, the rocking and tightening process (working while swinging so as to knead the abutment against the work part) The step of applying a desired shape while expanding in the radial direction so as to squeeze the part) in the state before the third generation wheel bearing unit pre-assembled (pre-assembled) together with the
ホイールハブ2の、変形加工可能な円筒形の端部9は、所定の揺動鋲締め工程で冷間変形加工される。このために雌型5は前組立されたホイール軸受けユニットに配置され、内側付加部7の成形面8は、揺動鋲締め突出部(揺動鋲締め工程によって成形されるカラーとしての半径方向突出部)の半径方向制限および成形に用いられる。成形面8は、円筒形であり、これによって揺動鋲締め突出部に、同様に円筒形の形状が所与される。成形面8は、良好な離型を目的として円錐形に形成してもよい。
The deformable
内側付加部7は、雌型5と一体的に形成されており、これによって加圧成形法の容易な実施が維持される。
The
有利には、クランプリング6も同様に雌型5と一体的に形成されていて、半径方向内側で円錐形に形成されている。円錐形状によって、内輪4の半径方向の支持が得られ、高められた軸方向(矢印方向)のプレロード(予荷重)によって半径方向の支持力を調整することもできる。
Advantageously, the clamp ring 6 is likewise formed integrally with the
有利には、外輪1および転動体列3の転動体は、力伝達に関与せず、これによってこれらの構成部材に、揺動鋲締め工程の間に破損が生じることはない。
Advantageously, the rolling elements of the outer ring 1 and the rolling
選択的に、成形面8は、揺動鋲締め突出部に加工成形することのできるあらゆる所望の形状を有していてよい。内輪4による雌型5のセンタリングに基づいて、追加的に端面歯部の半径方向の振れが改善される。
Optionally, the
図2には、揺動鋲締め工程後の状態で、雌型5と共に、前組立されたホイール軸受けユニットを縦断面図で示した。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the wheel bearing unit that has been pre-assembled together with the
冷間変形加工後に、端面歯列10の加圧成形は完全に終了する。揺動鋲締め突出部12の半径方向の外面11に、成形面8(図1参照)の円筒形の形状が所与される。
After the cold deformation process, the pressure molding of the end
雌型5は、軸方向に取り外すことができる。なぜならば揺動鋲締め突出部12は、軸受け輪1,4およびホイールハブ2を介して転動体のプレロードを保持するからである。
The
本発明は、転がり軸受け、特にホイール軸受けを加圧成形する方法に関する。その課題とするところは、端面歯列の均整を改善し、比較的大きな歯溝深さを実現することである。このことは2つの方法ステップによって達成され、第1ステップでは、ハブの端部を変形加工するまえに、雌型が、前組立状態で転がり軸受けに軸方向に配置され、第2ステップでは、端部を変形加工して、端面歯列を成形する間に、雌型は、形成される揺動鋲締め突出部の半径方向の延びを制限する。さらに雌型によって半径方向の内輪拡張が抑えられるか、もしくは防止される。 The present invention relates to a method for pressure forming a rolling bearing, in particular a wheel bearing. The problem is to improve the leveling of the end face dentition and realize a relatively large tooth gap depth. This is achieved by two method steps, in which the female mold is placed axially on the rolling bearing in the pre-assembled state before the end of the hub is deformed, and in the second step the end is While the part is deformed and the end face dentition is formed, the female die restricts the radial extension of the swinging and clamping projection to be formed. Furthermore, the inner ring expansion in the radial direction is suppressed or prevented by the female mold.
1 外輪、 2 ホイールハブ、 3 転動体列、 4 内輪、 5 雌型、 6 クランプリング、 7 内側付加部、 8 成形面、 9 変形可能な円筒形の端部、 10 端面歯列、 11 揺動鋲締め突出部の外面、 12 揺動鋲締め突出部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Outer ring, 2 Wheel hub, 3 Rolling element row, 4 Inner ring, 5 Female type, 6 Clamp ring, 7 Inner addition part, 8 Molding surface, 9 Deformable cylindrical end part, 10 End face tooth row, 11 Oscillation The outer surface of the lash tightening protrusion, 12 The swing lash tightening protrusion
Claims (3)
ハブ(2)の端部(9)を変形加工するまえに、雌型(5)を、前組立状態で転がり軸受に軸方向に配置する第1ステップと、
端部(9)を変形加工して、同時に端面歯列(10)を成形する間、雌型(5)が、形成される突出部(12)の半径方向の拡がりを半径方向で制限する第2ステップと、
を備え、
第1ステップと第2ステップとの間で、転がり軸受の内輪(4)を用いて雌型(5)を当該転がり軸受の中心軸線に対してセンタリングし、
第2ステップの間に、雌型(5)と一体的に結合されているクランプリング(6)が、転がり軸受の内輪(4)を半径方向で外側から内側に支持することを特徴とする、端面歯列を加圧成形する方法。 In the method of pressure-molding the end face tooth row (10) from the protrusion (12) of the rolling bearing,
A first step of axially arranging the female die (5) on the rolling bearing in a pre-assembled state before deforming the end (9) of the hub (2);
While the end portion (9) is deformed and the end face dentition (10) is formed at the same time, the female die (5) restricts the radial expansion of the formed protrusion (12) in the radial direction. Two steps,
With
Between the first step and the second step , center the female die (5) with respect to the center axis of the rolling bearing using the inner ring (4) of the rolling bearing ,
During the second step, the clamp ring (6), which is integrally joined with the female mold (5), supports the inner ring (4) of the rolling bearing from outside to inside in the radial direction , A method of pressure forming an end face dentition.
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