專利名稱：在板上形成凸起的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及 一 種軸承組件的結構和制造該軸承組件的方法， 該軸承組件特別適用于在沒有通向軸承座的緊固工具通道的極其 緊湊的機器裝置中軸承承受軸向載荷的場合，和希望機器人進行 機器裝配的場合。
背景技術：
本發(fā)明起因于解決在小型車輛齒輪箱中裝配軸承的問題，其 中，軸承與許多其它元件諸如齒輪一起支撐齒輪箱的齒輪軸的軸 頸。這將在下文進行說明，但除非另有說明，本發(fā)明可以用于許 多其它類似的結構中。在這種齒輪箱中，齒輪軸以其軸頸支撐在 軸承上，并且該軸承被容納在齒輪箱殼體中形成的軸承座中。外 圏的配合是典型的工程干涉配合或者類似的定位方法，這樣，該 外圈不會自由地占據(jù)不同的角度方向。在運轉(zhuǎn)過程中，軸承受軸 向載荷，該軸向載荷迫使軸承沿各軸向離開其軸承座。這種軸向 地離開殼體的力由殼體上形成的肩部抵抗。然而，必須在軸承外 座圏(outer race ) ,口殼體之間i殳置J呆持才幾構(retaining means )， 以避免沿相反方向的軸向位移。傳統(tǒng)才幾構的一個例子可以是開口 彈簧環(huán)圏(circlip),該開口彈簧環(huán)圈被容納在軸承座壁上形成的
槽內(nèi)?？墒?，安裝這種保持機構需要工具進入殼體內(nèi)部的通道， 用機器人操作是困難的。此外，使用開口彈簧環(huán)圏和類似機構需 要軸承外座圏和開口彈簧環(huán)圏之間是松配合，這就使軸承有不希
3望的軸向運動，并在軸向上占據(jù)空間。再者，沒有良好的工具通 道，開口彈簧環(huán)圈和類似機構不容易拆卸。如果這種通道的需求 可以排除，就可以實施機器人裝配，齒輪箱的體積可以減小，其 巨大的利益對于本領域的技術人員是顯而易見的。
在現(xiàn)有技術中，還已知EP1265339,其公開了馬達中的一種 軸承組件。首先，將保持板臨時安裝在軸上。再用軸承支撐軸的 軸頸。然后，以將軸承外座圈插入軸承座的狀態(tài)將裝配好的保持 板和軸承插入馬達殼體中。這里存在一個問題，因為在運轉(zhuǎn)之前， 必須將保持板從軸上拆卸。此外，保持板不能設置成與軸承的內(nèi) 端平齊，所以，軸承和軸承座組件的軸向長度沒有被最小化。

發(fā)明內(nèi)容
因此，為了使這些問題得以緩解，本發(fā)明提供了一種軸承組 件，其包括
軸承，該軸承具有外座圏，其容納在殼體中形成的軸承座內(nèi)、 和內(nèi)座圈，其支撐軸的軸頸；以及保持板，在組裝到軸承座內(nèi)或 者安裝在軸上之前，該保持板安裝在外座圏上，并設置有緊固機 構，該緊固機構與設置在殼體的壁內(nèi)或壁上、面對保持板的緊固 機構協(xié)同工作。
對于某些應用，可將保持板設置成不可旋轉(zhuǎn)地緊固，例如使 用壓配合。然而，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，保持板被緊固，使 其可相對于外座圈旋轉(zhuǎn)，從而，在外座圈被不可旋轉(zhuǎn)地保持在軸 承座內(nèi)后，保證緊固機構方4更地對準。
也根據(jù)本發(fā)明，提供了一種制造軸承組件的方法，該方法包 括下列步驟
將保持板安裝在軸承的外座圈上，從而當軸承座落在軸承座 內(nèi)時，軸承被保持板軸向保持，保持板由在其中形成有軸承座的殼體與保持板之間起作用的緊固機構固定。
根據(jù)本發(fā)明的另 一方面，提供了 一種在板上形成凸起的方法，
該板在使用時將承受周期性疲勞載荷，該方法包括
選擇具有超過0.35的高應變硬化系數(shù)的板材料；以及
貼靠模具擠壓成形所述凸起，使原始板與所述凸起的壁之間
區(qū)域的曲率半徑滿足下列公式， 半徑=板厚度xA
其中，"A"值在0.3和0.7之間，這樣，凸起的彎曲部在載荷 下加工硬化，以產(chǎn)生具有高局部拉伸強度的區(qū)域。
本發(fā)明的軸承組件緩解了上述問題，這從下文對軸承組件及 形成這種軸^c組件的方法的 一個實施例所^故的不具限制性的詳細 說明是顯而易見的。


圖l為齒輪箱體的剖視圖，其示出了在安裝到在殼體內(nèi)形成的 軸承座的過程中的軸7 義組件；
圖2為通過模具沖頭剖切的放大剖視圖，其示出了在軸承組件 的保持板上的咬合部的形成；
圖3為在保持板安裝在軸承組件上時，從軸承的肩部剖切的放 大剖視圖4為示出了咬合部與保持板上的槽的接合狀態(tài)的放大剖視
圖5為保持板單獨的剖視圖6為保持板的俯視圖7A和7B示出了在保持板上的凸起的形成。
具體實施方式
參看附圖，圖l示出了軸承組件，該軸承組件包括軸承l(wèi),該
軸承l(wèi)具有外座圏，其容納于在車輛齒輪箱的殼體3中形成的軸承 座2中。軸承l(wèi)的內(nèi)座圏支撐軸4的軸頸。軸承1被容納至軸承座2 中，使軸承1貼靠在軸承座內(nèi)形成的肩部5，以避免軸承沿軸向(相 對于軸)移到殼體3之外。為避免軸承l(wèi)沿相反的軸向發(fā)生位移， 安裝保持板6，使其相對于軸承l(wèi)的外座圈轉(zhuǎn)動。當軸承l(wèi)座落于軸 承座內(nèi)時，由在保持板6上形成的帶螺紋的凸起7提供的緊固機構， 均對準穿透殼體3上形成的通孔8，這樣，可以通過這些通孔擰動 螺釘9,以與凸起7接合并保持保持板6。因此，可以安裝軸承組件， 使安裝在軸上的零件10與保持板極其靠近，以避免在保持板與零 件之間進行工具的操作，而殼體包圍軸承軸、零件和保持板，達 到緊固工具不能在保持板上進行操作的程度。這又允許在軸承組 件和軸裝配之前，更多的零件例如齒輪10以極其靠近軸承1的方式 安裝在軸上。
保持板6通過首先沖出凸起7，由金屬帶制成。再沖出中央孔 11。然后，沿繞保持板6的圓形內(nèi)邊緣彼此隔開的圓弧形成多個咬 合部12。本實施例中形成三個唇緣，然而，根據(jù)具體要求可以形 成二至五個唇緣。
圖2示出使用專門設計的沖壓工具來形成咬合部?？譴l定位于 環(huán)繞圓形引導部14的沖模板13上。然后，在驅(qū)動精壓沖頭16在距 孔的邊緣一小段距離處壓入保持板表面一部分之前，環(huán)形壓板 (platen ring) 15壓靠保持板的曝露表面。精壓沖頭具有楔形刀 片(wedge shaped blade ) 17,此楔形刀片與保持板表面接合， 使保持板的邊緣塑性變形，從而在保持板的邊緣形成唇緣，該唇 緣從保持板的表面向上，即沿軸向方向延伸，并沿遠離孔的邊緣 留下槽18。精壓沖頭還可以在圓弧的每一端形成凹口 ( notch )19, 以控制每一端的變形。由精壓沖頭引起變形的每段圓弧，以從12度至36度之間的圓弧延伸，所以變形的邊緣部分總共占10%至 30%。
在軸承l(wèi)的外座圈的邊緣形成肩部20。在肩部20形成三角形槽 21,該槽鄰近構成肩部的軸表面22。在本實施例中，槽的深度大 約為0.3-0.4mm,并且咬合部12具有類似的高度。保持板上的孔 的尺寸制成大于肩部20的直徑。
為了使保持板6緊固在軸承1上，在咬合部12與軸表面22接合 的狀態(tài)下，保持板在軸承上定位。值得注意的是，孔11與肩部20 的配合，是如圖3和圖4所示被放大的間隙所表明的松配合。然后， 沿圖3中箭頭所示方向施加裝配力，使咬合部12塑性變形，使其如 圖4所示接合于槽21中。
保持板6上還設有形狀為"U"形的支架23的保持元件，形狀 為"U，，形的支架23從保持板的外周突出。"U"形板的叉部與變 速支撐桿(gear change support rod )(未示出)接合。
不希望保持板的尺度大于任何所需尺度，以使保持板占據(jù)的 空間最小化。關鍵的是使軸承保持在其最小移動下，所以需要緊 固機構向保持板提供貼靠軸承的軸表面的夾緊作用。進一步的情 況是，保持板在運轉(zhuǎn)過程中承受體現(xiàn)金屬疲勞問題的周期性載荷。 傳統(tǒng)地在保持板上沖壓成形凸起，由于板的加工硬化，加劇了金 屬疲勞問題，所以沖壓成形凸起是不可取的。然而，與可供替代 的形成緊固機構的傳統(tǒng)方法相比，沖壓成形具有顯著的經(jīng)濟性。 用沖壓成形凸起的另外一個問題是要保證凸起端面精確平整。
為了使凸起能沖壓成形，保持板可方便地由具有高應變硬化 系數(shù)的材料形成。優(yōu)選的例子是奧氏體不銹鋼牌號3 0 4和普通碳鋼 牌號1020—1040。另外一種方法是選擇一種高可成形性材料，并 在凸起成形之后對其進一步處理，例如進行表面硬化處理或者氮 化處理，以改善其抗疲勞性。圖7A和7B示出了所設計的用于凸起成形的工具。該工具包括 具有彎曲邊緣(arcuate rim) 25的模具24。圓弧的半徑必須仔細 形成，以避免在保持板6出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象(necking)。圓弧半徑優(yōu)選 滿足下列公式半徑=板厚度xA其中，"A，，值在0.3和0.7之間選取。沖頭2 6是特別成艱的，以確保在與模具協(xié)同工作的情況下， 凸起7的端面"F"平直并成直角。盡管所述實施例使用螺釘緊固板，在本發(fā)明范圍內(nèi)，可以使 用其它緊固^L構，例如可以^使用鉚^T。8
權利要求
1.一種在板上形成凸起的方法，該板在使用中將承受周期性疲勞載荷，該方法包括選擇具有超過0.35的高應變硬化系數(shù)的板材料，以及貼靠模具擠壓成形所述凸起，使原始板與所述凸起的壁之間的區(qū)域的曲率半徑滿足下列公式半徑＝板厚度×A其中，“A”值在0.3和0.7之間，這樣，所述凸起的彎曲部在載荷下加工硬化，以產(chǎn)生具有高局部拉伸強度的區(qū)域。
2. 根據(jù)權利要求l所述的在板上形成凸起的方法，其中，所 述板的材料是奧氏體不銹鋼牌號304。
3. —種在使用中將承受周期性疲勞載荷的具有凸起的板，該 板選擇具有超過0.35的高應變硬化系數(shù)的板材料，原始板與所述 凸起的壁之間的區(qū)域的曲率半徑滿足下列公式半徑==板厚度xA其中，"A"值在0.3和0.7之間。
4. 根據(jù)權利要求3所述的在使用中將承受周期性疲勞載荷的 具有凸起的板，其中，所述板的材料是奧氏體不銹鋼牌號304。
全文摘要
公開了一種在板上形成凸起的方法，該板在使用中將承受周期性疲勞載荷，該方法包括選擇具有超過0.35的高應變硬化系數(shù)的板材料，以及貼靠模具擠壓成形凸起，使原始板與凸起的壁之間的區(qū)域的曲率半徑滿足下列公式半徑＝板厚度×A，其中，“A”值在0.3和0.7之間，這樣，凸起的彎曲部在載荷下加工硬化，以產(chǎn)生具有高局部拉伸強度的區(qū)域。
文檔編號F16C35/067GK101642789SQ200910136648
公開日2010年2月10日 申請日期2004年9月3日 優(yōu)先權日2003年9月3日
發(fā)明者理查德·威廉 菲斯克 申請人:恩斯克歐洲有限公司