有集成固持法蘭的滾動軸承和用于制造滾動軸承的方法
【專利說明】有集成固持法蘭的滾動軸承和用于制造滾動軸承的方法
[0001]本發(fā)明的實施例涉及的是具有固持法蘭的滾動軸承以及用于制造滾動軸承裝置的方法。
[0002]在一些應用中，滾動軸承沿軸向固定在殼體中或者其他結構上。為此至少一個軸承圈常常配備堅固的法蘭。也就是說，軸承內圈或軸承外圈具有法蘭或者與法蘭相連，其中，所涉及的軸承圈和法蘭由一個零件、亦即一體式地例如作為鍛造件制成。此外已知其他實施可能性用于將法蘭固定在軸承圈上。例如常常設置軸承座，也就是具有法蘭的軸承箱，其中滾動軸承或滾動軸承的軸承圈與軸承箱摩擦配合、材料接合和/或形狀配合地相連。在這里形狀配合意味著，連接(其阻止相互連接的部件沿至少一個連接方向的相對運動)由此被引起，即用于連接的部件的幾何形狀這樣選擇，使得它們在優(yōu)選垂直于連接方向的方向上重疊，用于這樣阻止沿連接方向的運動。摩擦配合在這里意味著，連接(其阻止相互連接的部件沿至少一個連接方向的相對運動)通過在部件之間垂直于連接方向作用的力引起，所述力例如導致提高內聚力或附著力。摩擦配合尤其這樣長時間地存在，如在部件之間的由靜摩擦引起的力不會被超過。材料結合在這里意味著，連接(其阻止相互連接的部件沿至少一個連接方向的相對運動)通過原子力或分子力產生。其中相連的部件的材料的混合至少部分地在界限面上進行。這并非僅能在相連的部件的材料之間進行。相反附加地引起或支持混合的材料部件、例如可以以粘結劑或焊條的材料的形式存在，因此在邊界面上多重材料以微觀尺度相互混合。
[0003]已知的可行方案之一是，將軸承圈或滾動軸承與軸承箱通過塑料注塑包封進行形狀配合連接連接。當前所用的方法都非常耗費時間和成本，因為這使所用構件需要高耗費的加工，例如在一體式構件情況中軸承圈的鍛造或者軸承座的切削加工。
[0004]因此存在這種需求，提供一種方法，借助該方法可以廉價和高效地制造具有用于軸向固定滾軸軸承的法蘭的軸承圈或滾動軸承。
[0005]本發(fā)明的實施例實現了該方法，即在軸承圈、例如在軸承內圈或軸承外圈上產生在軸承圈的圓周上設置的、沿圓周延伸的槽，在制造方法的過程中通過預成型的法蘭的材料擠壓而將用于與軸承圈連接的法蘭部段置入所述槽中。
[0006]所述法蘭尤其這樣預成型，即根據法蘭是否與軸承內圈或軸承外圈相連，法蘭在其法蘭的徑向內端或徑向外端具有用于與軸承圈相連的法蘭部段。在滾動軸承或滾動軸承裝置的制造過程中，被提供的法蘭這樣相對軸承圈定向，使得法蘭沿徑向與槽鄰接，也就是位于槽內或槽外。
[0007]接下來法蘭和軸承圈相互固定，對此法蘭在法蘭部段中這樣變形，使得通過變形法蘭的材料被擠壓并且法蘭的法蘭部段至少部分地移動到槽中。也就是說，在制造過程中通過施加力這樣擠壓法蘭的材料，使得材料移動到槽中，用于在那通過形狀配合阻止法蘭在變形之后沿軸向相對軸承圈移動。因此通過在軸承圈中制造簡單的槽以及通過用于法蘭的板材的合適的冷變形，并借助一個額外的單獨冷變形步驟、通過廉價的方式方法提供法蘭與軸承圈的連接，而不需要高耗費的切削工藝或鍛造工藝。按照一些實施例，連接區(qū)域、亦即在突起變形之后或在材料擠壓之后所述法蘭延伸到槽中的那個區(qū)域，借助澆注材料或填充材料澆注，所述澆注材料一方面導致連接的附加的穩(wěn)定，并且另一方面可以阻止法蘭的材料的可能的彈性的回復變形，這種回復變形可能導致法蘭部段至少部分地又從槽中移出。
[0008]按照一些實施例，法蘭還在法蘭部段內部具有沿軸向從法蘭的表面延伸出來的突起，用于變形和擠壓材料的力作用在該突起上。
[0009]按照一些優(yōu)選的實施例法蘭部段的變形在注塑過程中進行，也就是軸承圈和法蘭被保持在注塑模具或工具中的時候。在此軸承圈首先相對法蘭借助自身閉合的注塑模具被固定而不用附加的方法步驟。在該固定位置中，在預制成的法蘭中的法蘭部段的材料例如突起借助相對注塑模具的分模可移動的沖?；蛞粋€或多個相對注塑模具可移動的沖模變形。按照一些優(yōu)選的實施例，在沖模仍施加力的過程中澆注材料被噴注到注塑模具中，使得例如可能的彈性回復變形在沖模抬起之后通過被噴注的和硬化的注塑體抑制。按照一些優(yōu)選的實施例，沖?；蛘邲_模和注塑模具在澆注材料完全硬化之后再打開。
[0010]按照本發(fā)明的一些實施例，所述槽這樣提供，使得其沿整個圓周環(huán)繞，使得在制造過程中可以取消法蘭或用于連接的相對槽的法蘭部段的精確校準。
[0011]按照本發(fā)明的一些實施例，軸承圈和法蘭分別由金屬材料構成。
[0012]法蘭部段、其用于沿軸向的形狀配合連接并且在法蘭的材料變形之后至少部分地延伸到槽中、在此可以具有任意的形狀和幾何。例如多個在圓周上均勻分布的舌形體可以沿徑向向內或向外延伸，它們的外端通過變形被擠壓到槽中，或者完整的徑向環(huán)繞的法蘭部段通過材料的擠壓被壓入槽中。對于這種連接任意的幾何形狀是可行的。
[0013]換句話說，按照本發(fā)明的一些實施例，具有簡單的槽的軸承或軸承圈被制造，以及視尺寸大小與之相配的法蘭被制造，該法蘭例如通過單純的沖壓和變形技術被預制造。所述兩個零件被置于注塑模具中。在模具閉合時，軸承圈和法蘭相互固定。法蘭的板件的特殊的法蘭部段、例如其突起(其被支承在注塑模具的一側)這樣彈性和/或塑性地變形，使得預成型輪廓或法蘭的法蘭部段至少部分地形狀配合地嚙合到軸承圈的槽中。在這種預緊力下或在非彈性的變形之后，然后在產生的自由空間中噴注填充材料，例如塑料。在此咬合、亦即法蘭部段和槽的形狀配合在一定程度上永久保持，使得在隨后的注塑材料硬化之后、也在注塑模具或模具分離運動之后所述形狀配合也保持存在。
[0014]應該理解的是，除了塑料也可以使用其他的填充材料或注塑材料，用于穩(wěn)定所述連接。為此優(yōu)選使用注塑工藝，但是也可以考慮所有其他已知的成型工藝，例如壓制工藝。
[0015]按照一些實施例，填充材料的一部分尤其部分地延伸到槽中，因此可以實現在槽中或在槽和法蘭之間的咬合，這有利于在軸承圈和法蘭之間的連接或形狀配合的更好的軸向固定。
[0016]通過這種方法可行的是，標準化的滾動軸承或軸承環(huán)以廉價的方式方法配備法蘭任意的幾何形狀，這例如在組裝系統(tǒng)的范疇中被用于以簡單的方式方法實現任意的應用。在此例如避免否則會需要的環(huán)槽磨削。
[0017]此外軸承圈中的槽不需要緊密的配合，也就是說法蘭的材料厚度以及槽的厚度不需要滿足對配合的一般性需求，因為通過圍繞噴注工藝或澆注材料可以實現公差補償。對于所述方法由板件構成的簡單的法蘭可以被使用，其通過傳統(tǒng)的變形、沖壓或彎折處理制造。如按照一些實施例，若使用注塑工具或注塑模具來產生法蘭和軸承圈之間的形狀配合，則不需要附加的裝配步驟。在法蘭和軸承或滾動軸承之間的軸向力可以不受老化影響地被承受，這例如與制造方法相對比，其中所述連接通過將軸承圈環(huán)繞噴注到軸承座中進行，壽命明顯被改善。通過制造方法可以在兩個方向上承受軸向力，因為兩個金屬材料的咬合可以在兩個軸向上作用。此外，法蘭的用于由技術構成的法蘭的螺栓固定的支承面導致了軸承裝置的幾何形狀的更好的確定(相對可對比照的具有塑料軸承座的幾何形狀，其通過純粹的注塑制成)，因為在滾動軸承或滾動軸承裝置制造之后不再設置塑料，即使其被螺栓的力加載。
[0018]以下參照附圖進一步闡述本發(fā)明的優(yōu)選的實施例。在附圖中:
[0019]圖1示出剖切向心球軸承以及剖切在制造過程中要與向心球軸承連接的法蘭的剖視圖；
[0020]圖2示出在方法過程中的圖1的剖視圖，其中材料已經被擠壓到槽中；
[0021]圖3示出即通過按照本發(fā)明的方法的實施例制造的具有法蘭的滾動軸承裝置；
[0022]圖4示出制造按照本發(fā)明的一些實施例的滾動軸承裝置所需的預制部件；
[0023]圖5示出用在制造方法中的法蘭的實施例；
[0024]圖6示出法蘭的另一實施例；
[0025]圖7以示意方框圖示出用于制造滾動軸承的方法的實施例；和
[0026]圖8a、b示出剖切向心球軸承以及剖切在制造過程中要與向心球軸承連接的法蘭的剖視圖。
[0027]圖1示出剖切球軸承2以及剖切與球軸承2配合的法蘭4的剖視圖，該法蘭通過按照本發(fā)明的制造方法的實施例與球軸承2或與其軸承外圈6相連。其中應該這樣理解，盡管在圖1所示的實施例中法蘭4與軸承外圈6相連，但相似的法蘭也可以與軸承內圈相連。
[0028]以下結合圖1和圖2說明制造方法，其中法蘭4和軸承外圈6之間的連接在注塑模具中制造，該注塑模具由第一注塑分模8a和第二注塑分模Sb構成。注塑分模Sb具有附加的相對其可移動的沖模10，在制造方法中借助其可以將法蘭部段12擠壓到槽14中，該法蘭部段沿徑向16與軸承外圈6中的槽14對置。為此目的法蘭4在其在圖1所示的預制形狀中具有內徑，該內徑比軸承外圈6的外直徑略大，因此法蘭4和軸承外圈6可以這樣定位，使得槽14和法蘭部段12徑向上相互對置。為了將法蘭或法蘭部段12的材料擠壓到槽14的區(qū)域中，則法蘭還在與法蘭部段12徑向鄰接的位置上具有一個或多個從法蘭4的此外主要為平坦的形狀上沿軸向18突出的突起20或造型。
[0029]在制造方法的進一步說明之前需要注意的是，顯然按照本發(fā)明的其他實施例的滾動軸承的任意其他類型可以配備法蘭。此外應該理解的是，未預裝配的軸承的軸承圈也可以通過使用該方法的其他實施例配備法蘭，因此軸承自身在后續(xù)工藝步驟中才被完成預裝配。
[0030]圖2示出法蘭部段12的材料與軸承外圈6的材料的咬合如何被制造，亦即法蘭部段12的材料如何被擠壓到槽14中。為此目的，法蘭4首先相對軸承外圈6固定或定位。這通過兩個注塑分