制造用于保持滚动轴承的外环的凸缘的方法与流程

本发明涉及制造用于保持滚动轴承的外环的凸缘的方法，涉及通过该方法获得的保持凸缘，并且涉及集成了这种保持凸缘的旋转导向组件。本发明更具体地适用于保持凸缘，这些保持凸缘使得可以在滚动轴承的外环安装在机动车辆的外壳(例如变速箱或马达外壳，特别是电动马达外壳)内的过程中保持和引导滚动轴承的外环。一旦变速箱已经组装好，这种保持凸缘就不必具有功能。

背景技术：

1、文件fr 3032500描述了一种将保持凸缘组装在滚动轴承的外环的凹槽中的方法，该凹槽形成在该环的具有第一直径的前表面与该环的具有大于该第一直径的第二直径的后表面之间。该保持凸缘具有：孔口，该孔口的直径在第一直径与第二直径之间；安装凸耳，该安装凸耳相对于该孔口的直径径向向内突出；以及至少一个组装构件，至少一个组装构件在正在安装状态与已安装状态之间是径向可变形的。为了将保持凸缘组装到滚动轴承的外环上，安装凸耳被布置在凹槽中，然后组装构件径向地变形以至少部分地布置在凹槽中。该组件必须绝对地保留足够功能性间隙以允许该轴承环在该保持凸缘中的移动。在实践中，这种类型的保持凸缘可以用于促进滚动轴承在外壳中的盲安装。在将轴承安装在轴上并且将保持凸缘安装在滚动轴承的外环上之后，将由此形成的子组件盲插入到变速箱外壳中。穿过外壳底板的安装孔的螺纹杆或螺钉被拧入到保持凸缘的螺纹孔中，并且使得可以通过间接地在滚动轴承的外环上施加轴向力来逐渐地将凸缘带入到最终位置中，该轴向力允许将该外环定位、特别是调节或热缩装配在为此目的而设置在外壳底板中的凹部中。在这个组装阶段，重要的是在滚动轴承环与保持凸缘之间提供间隙，以便一方面允许轴承环具有足够的定位自由度以确保其在热缩装配凹部中的居中，并且另一方面允许保持凸缘具有旋转自由度，从而保证螺纹杆或螺钉上的纯轴向力，从而确保安装，以便避免它们的剪切和/或弯曲。

2、具有相对大厚度以赋予其良好刚度的保持凸缘旨在在通过冲压步骤和压切步骤中制造。然而，应注意，难以在板的整个厚度上控制孔的尺寸，因为压切仅在板的厚度的一部分上是清洁的，而是更倾向于在板的厚度的另一部分上撕裂。因此，制造和组装公差不能保证保持凸缘和滚动轴承的外环之间的期望的移动自由度。

技术实现思路

1、本发明旨在克服现有技术的缺点并且提出一种以有限数量的操作制造前述类型的保持凸缘的方法，所产生的保持凸缘使得可能在组装过程中限制上述问题。

2、为此目的，根据本发明的第一方面，提出了一种由金属板制造保持凸缘的方法，该保持凸缘旨在被插入到滚动轴承的外环的凹槽中，该金属板具有在该金属板的前面与相对的后面之间测量的板厚度，该方法的特征在于，该方法包括至少以下两个步骤：

3、-通过第一工具沿着垂直于板的参考轴线并且在从前面穿入至小于板的厚度的中间深度的方向上的穿入，最初位于前几何包络线内的材料被推回到在穿入方向上位于第一工具之外并且由坯件几何包络线界定的空间中，该坯件几何包络线在垂直于参考轴线的平面上的投影中位于前几何包络线内，该前几何包络线包括以参考轴线为中心的至少两个圆柱形部分，该至少两个圆柱形部分由相对于圆柱形部分相对参考轴线径向地突出的至少一个保持凹口和一个组装凹口间隔开；

4、-通过第二工具沿着参考轴线并且在穿入方向上的穿入，该板被穿孔以形成具有后几何包络线的最终孔口，该后几何包络线在与垂直于参考轴线的平面上的投影中径向地位于前几何包络线内并且位于坯件几何包络线外侧。

5、在这个定义中并且在整个说明书中，坯件几何包络线、前几何包络线以及后几何包络线是三个封闭表面。

6、在被第一工具的穿入结束时，凸缘坯件在其位于前几何包络线内的部分上具有在坯件几何包络线与前几何包络线之间的厚度，该厚度对应于板的初始厚度与第一工具的穿入深度之间的差。因此，通过第二工具的穿入来切削最终孔口是在小于板的初始厚度的厚度上进行的，这使得可能显著地减小在切削结束时的撕裂效果，并且因此更好地控制最终孔口的尺寸。

7、所得保持凸缘在最终孔口的周缘上在前几何包络线与后几何包络线之间的空间中具有减小的厚度，该减小的厚度对应于该板的初始厚度与第一工具的穿入深度之间的差。该减小的厚度优选地被选择成严格地小于在保持凸缘旨在用于的外环中形成的凹槽的宽度。保持凸缘的厚度保持等于板的初始厚度的部分径向地在前几何包络线外侧，并且在标称位置中没有与滚动轴承的外环接触的风险。

8、对于组装线生产，工具可以被布置在不同的成形工位上，并且金属板可以通过任何适当的器件(例如通过传送带)从一个成形工位运送到下一个成形工位。每个工位配备有下模，金属板搁置在该下模上并且在每个成形步骤中被保持在该下模上。工具可由任何合适的器件驱动，例如由一个或更多个机械压机或液压压机驱动。优选地，除了别的以外，仅一个且相同的压机支承第一工具和第二工具，因此第一工具和第二工具在每次升高压机时在从一个工位输送至另一个工位的金属板上同步作业。

9、在第一工具的穿入步骤过程中，被推动的材料可以被容纳在面向第一工具的模具中。可替代地，提供了预备步骤，其中，坯件工具沿着参考轴线在穿入方向上从前面穿入，以对该板进行穿孔并且形成坯件孔，该坯件孔具有围绕参考轴线的作为轮廓的坯件几何包络线。在这种情况下，通过第一工具的穿入而被推回的材料穿入到坯件孔中。使得可以对板进行穿孔的坯件工具可以是任何形状的冲头，例如圆形或矩形冲头，其截面等于坯件几何包络线的截面。

10、该金属板优选地是矩形的。

11、根据一个实施例，前几何包络线的组装凹口沿着参考轴线被穿孔以形成孔和位于孔与后几何包络线之间的可塑性变形的组装构件。穿孔优选地在第一工具的穿入步骤过程中或在第二工具的穿入步骤过程中进行。然后在没有附加步骤的情况下获得形成在前几何包络线的凹口上的组装构件。

12、根据一个实施例，后几何包络线包括以参考轴线为中心的圆柱形部分，这些圆柱形部分中的两个圆柱形部分位于后几何包络线的第一特征部的任一侧上，该第一特征部与保持凹口被定位成径向地共线，以形成舌部，该舌部的厚度具有小于金属板的厚度，该舌部相对于后几何包络线的圆柱形部分朝向参考轴线径向突出。凸片将由于在前几何包络线与坯件几何包络线之间推动材料的步骤而产生的材料中形成。

13、根据一个实施例，第一特征部包括位于舌部与位于第一特征部的任一侧上的这两个圆柱形部分之间的连接区，连接区在位于第一特征部的任一侧上的圆柱形部分外侧径向地延伸。

14、根据一个实施例，后几何包络线包括至少一个第二特征部，该至少一个第二特征部被定位成在后几何包络线的圆柱形部分中的两个相邻圆柱形部分之间、与组装凹口径向地共线，该第二特征部包括具有这两个相邻圆柱形部分的连接区，第二特征部的连接区：

15、-在后几何包络线的圆柱形部分外侧径向地延伸并且在后几何包络线的厚度上轴向地延伸，或者

16、-在后几何包络线的圆柱形部分外侧径向地延伸并且在保持凸缘的整个厚度上轴向地延伸。

17、根据优选实施例，前几何包络线总共包括两个在直径上相对的圆柱形部分以及将前几何包络线的这两个圆柱形部分间隔开的保持凹口和组装凹口，该保持凹口和该组装凹口在直径上相对。

18、根据一个实施例，穿孔通过冲孔制成。

19、第一工具是具有等于前几何包络线的截面的截面的冲头。它执行可以热或冷作业的冲压。用于对该板进行穿孔的第二工具是圆柱形冲头，该圆柱形冲头的截面在坯件几何包络线的截面与前几何包络线的截面之间，该冲头使得可能获得至少部分清洁切口。

20、根据一个实施例，在该板的前几何包络线外侧径向地从该板上切削出安装孔和保持孔，保持孔用于在制造步骤过程中保持该板。保持孔可径向地定位在螺纹安装孔外侧。螺纹安装孔允许使用紧固元件将保持凸缘附接到车辆的外壳。

21、根据一个实施例，在该板的制造结束时，该板的轮廓被切削出，该板包围安装孔并径向地位于保持孔内。在制造凸缘的步骤结束时，使用切削工具切削板的轮廓。

22、根据各种实施例：

23、-中间深度大于板的厚度的三分之一，和/或

24、-中间深度小于板的厚度的三分之二，和/或

25、-板的厚度与中间深度之间的差大于1mm并且小于3mm，和/或

26、-中间深度大于1mm并且小于3mm，和/或

27、-板的厚度大于3mm，例如4mm，并且小于6mm。

28、根据一个实施例，第二工具在中间深度处产生尖锐边缘并且在穿入方向上距该尖锐边缘至少0.5mm的深度上对最终孔口进行清洁切削。优选地，在板的整个厚度上进行清洁切削。

29、根据各种优选大小：

30、-前几何包络线的圆柱形部分位于距最终孔口的一径向距离处，该径向距离大于0.1mm并且优选地大于0.5mm，并且小于1.0mm、优选地小于0.7mm；和/或

31、-前几何包络线的圆柱形部分位于距坯件几何包络线的一径向距离处，该径向距离大于1mm并且优选地大于3mm，并且小于10mm、优选地小于7mm。

32、根据本发明的另一方面，本发明涉及一种制造旨在安装在外壳内的旋转导向组件的方法，该方法包括制造如上所述的保持凸缘以及将保持凸缘安装在滚动轴承的外环的凹槽中，该凹槽具有前表面和后表面，前表面具有第一直径，后表面具有大于第一直径的第二直径，其特征是，保持凸缘的舌部被插入到滚动轴承的外环的凹槽中，并且其特征是，组装构件塑性变形以将组装构件径向地并且至少部分地插入到凹槽中，其中，在变形的组装构件与凹槽的底部之间具有大于0.1mm的间隙。

33、根据本发明的另一方面，本发明涉及一种旋转导向组件，该旋转导向组件旨在安装在外壳内部、是通过前述制造方法获得的。

技术特征：

1.一种由金属板(37)制造保持凸缘(20)的方法，所述保持凸缘(20)旨在插入到滚动轴承(12)的外环(14)的凹槽(22)中，所述金属板具有在所述金属板(37)的前面(201)与相对的后面(202)之间测量的板厚度，所述方法的特征在于，所述方法包括至少以下两个步骤：

2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括预备步骤，在所述预备步骤中，坯件工具(38)在所述穿入方向(a)上从所述前表面(201)沿着所述参考轴线(1)穿入，以对所述板(37)进行穿孔并且形成具有包围所述参考轴线(1)的作为轮廓的所述坯件几何包络线(39)的坯件孔。

3.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述前几何包络线(41)的所述组装凹口(31)沿着所述参考轴线(1)被穿孔以形成孔(310)以及在所述孔(310)与所述后几何包络线(43)之间的能够塑性变形的组装构件(26)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述后几何包络线(43)包括以所述参考轴线(1)为中心的圆柱形部分(241，242)，所述圆柱形部分(241，242)中的两个被定位在所述后几何包络线(43)的第一特征部(11)的任一侧上，所述第一特征部(11)被定位成与所述保持凹口(29)径向地共线，以形成舌部(33)，所述舌部的厚度小于所述金属板(37)的厚度，所述舌部相对于所述后几何包络线(43)的所述圆柱形部分(241，242)朝向所述参考轴线(1)径向地突出。

5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述第一特征部(11)包括在所述舌部(33)与位于所述第一特征部(11)的任一侧上的所述两个圆柱形部分(241，242)之间的连接区(9)，所述连接区(9)在位于所述第一特征部(11)的任一侧上的所述圆柱形部分(241，242)外侧径向地延伸。

6.根据权利要求4至5中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述后几何包络线(43)包括至少一第二特征部(13)，所述第二特征部(13)被定位成在所述后几何包络线(43)的所述圆柱形部分中的两个相邻圆柱形部分(241、242)之间并且与所述组装凹口(31)径向地共线，所述第二特征部(13)包括具有所述两个相邻圆柱形部分(241，242)的连接区(15)，所述第二特征部(13)的所述连接区(15)：

7.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述前几何包络线(41)总共包括在直径上相对的两个圆柱形部分(251，252)以及将所述前几何包络线(41)的两个圆柱形部分(251，252)间隔开的保持凹口(29)和组装凹口(31)，所述保持凹口(29)和所述组装凹口(31)在直径上相对。

8.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述穿孔通过冲孔制成。

9.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其特征在于，通过冲压将所述材料推回。

10.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其特征在于，在所述板(37)的所述前几何包络线(41)径向外侧，从所述板(37)上切削出安装孔(28)和保持孔(21)，在所述制造步骤期间，所述保持孔(21)用于保持所述板(37)。

11.根据权利要求10所述的制造方法，其特征在于，在所述板(37)的制造结束时，切削出所述板(37)的轮廓，所述板包围所述安装孔(28)并径向地位于所述保持孔(21)内。

12.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其特征在于：

13.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述第二工具(42)在所述中间深度处产生尖锐边缘并且在所述穿入方向(a)上距所述尖锐边缘至少0.5mm的深度上产生所述最终孔口(24)的清洁切口。

14.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其特征在于：

15.一种制造旨在安装在外壳(10)内的旋转导向组件的方法，包括制造根据前述权利要求中任一项与权利要求3和权利要求4组合所述的保持凸缘(20)以及将所述保持凸缘(20)安装在滚动轴承(12)的外环(14)的凹槽(22)中，所述凹槽(22)具有前表面(17)和后表面(19)，所述前表面(17)具有第一直径，所述后表面(19)具有大于所述第一直径的第二直径，其特征在于，所述保持凸缘(20)的所述舌部(33)被插入到所述滚动轴承(12)的所述外环(14)的所述凹槽(22)中，并且所述组装构件(26)被塑性变形以将所述组装构件(26)径向地并且至少部分地插入到所述凹槽(22)中，其中，在变形的所述组装构件(26)与所述凹槽(22)的底部之间具有大于0.1mm的间隙。

16.一种旨在安装在外壳(10)内的旋转导向组件，其特征在于，所述旋转导向组件通过权利要求15所述的方法获得。

技术总结
为了从具有在金属板的前面与相对的后面之间测量的板厚度的金属板制造旨在插入到滚动轴承的外环的凹槽中的保持凸缘，以至少两个步骤执行一种方法。通过第一工具沿着垂直于板的参考轴线并且在穿入方向上从前面在小于板厚度的中间深度上的穿入，最初位于前几何包络线内的材料被推回到轴向地位于中间深度与保持凸缘的后表面之间并且由坯件几何包络线界定的空间中。接下来，通过第二工具沿着参考轴线并且在穿入方向上的穿入，板被穿孔以形成具有后几何包络线的最终孔口，该后几何包络线在垂直于参考轴线的平面上的投影中径向地位于前几何包络线内并且位于坯件几何包络线外侧。

技术研发人员：文森特·帕兰查德,路易斯·雷杜蒂,罗曼·托马斯
受保护的技术使用者：NTN欧洲公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23