专利名称：在板上形成凸起的方法
技术领域：
本发明涉及 一 种轴承组件的结构和制造该轴承组件的方法， 该轴承组件特别适用于在没有通向轴承座的紧固工具通道的极其 紧凑的机器装置中轴承承受轴向载荷的场合，和希望机器人进行 机器装配的场合。
背景技术：
本发明起因于解决在小型车辆齿轮箱中装配轴承的问题，其 中，轴承与许多其它元件诸如齿轮一起支撑齿轮箱的齿轮轴的轴 颈。这将在下文进行说明，但除非另有说明，本发明可以用于许 多其它类似的结构中。在这种齿轮箱中，齿轮轴以其轴颈支撑在 轴承上，并且该轴承被容納在齿轮箱壳体中形成的轴承座中。外 圏的配合是典型的工程干涉配合或者类似的定位方法，这样，该 外圈不会自由地占据不同的角度方向。在运转过程中，轴承受轴 向载荷，该轴向载荷迫使轴承沿各轴向离开其轴承座。这种轴向 地离开壳体的力由壳体上形成的肩部抵抗。然而，必须在轴承外 座圏(outer race ) ,口壳体之间i殳置J呆持才几构(retaining means )， 以避免沿相反方向的轴向位移。传统才几构的一个例子可以是开口 弹簧环圏(circlip),该开口弹簧环圈被容纳在轴承座壁上形成的
槽内。可是，安装这种保持机构需要工具进入壳体内部的通道， 用机器人操作是困难的。此外，使用开口弹簧环圏和类似机构需 要轴承外座圏和开口弹簧环圏之间是松配合，这就使轴承有不希
3望的轴向运动，并在轴向上占据空间。再者，没有良好的工具通 道，开口弹簧环圈和类似机构不容易拆卸。如果这种通道的需求 可以排除，就可以实施机器人装配，齿轮箱的体积可以减小，其 巨大的利益对于本领域的技术人员是显而易见的。
在现有技术中，还已知EP1265339,其公开了马达中的一种 轴承组件。首先，将保持板临时安装在轴上。再用轴承支撑轴的 轴颈。然后，以将轴承外座圈插入轴承座的状态将装配好的保持 板和轴承插入马达壳体中。这里存在一个问题，因为在运转之前， 必须将保持板从轴上拆卸。此外，保持板不能设置成与轴承的内 端平齐，所以，轴承和轴承座组件的轴向长度没有被最小化。
发明内容
因此，为了使这些问题得以緩解，本发明提供了一种轴承组 件，其包括
轴承，该轴承具有外座圏，其容纳在壳体中形成的轴承座内、 和内座圈，其支撑轴的轴颈；以及保持板，在组装到轴承座内或 者安装在轴上之前，该保持板安装在外座圏上，并设置有紧固机 构，该紧固机构与设置在壳体的壁内或壁上、面对保持板的紧固 机构协同工作。
对于某些应用，可将保持板设置成不可旋转地紧固，例如使 用压配合。然而，在本发明的优选实施例中，保持板被紧固，使 其可相对于外座圈旋转，从而，在外座圈被不可旋转地保持在轴 承座内后，保证紧固机构方4更地对准。
也根据本发明，提供了一种制造轴承组件的方法，该方法包 括下列步骤
将保持板安装在轴承的外座圈上，从而当轴承座落在轴承座 内时，轴承被保持板轴向保持，保持板由在其中形成有轴承座的壳体与保持板之间起作用的紧固机构固定。
根据本发明的另 一方面，提供了 一种在板上形成凸起的方法，
该板在使用时将承受周期性疲劳载荷，该方法包括
选择具有超过0.35的高应变硬化系数的板材料；以及
贴靠模具挤压成形所述凸起，使原始板与所述凸起的壁之间
区域的曲率半径满足下列公式， 半径=板厚度xA
其中，"A"值在0.3和0.7之间，这样，凸起的弯曲部在载荷 下加工硬化，以产生具有高局部拉伸强度的区域。
本发明的轴承组件緩解了上述问题，这从下文对轴承组件及 形成这种轴^c组件的方法的 一个实施例所^故的不具限制性的详细 说明是显而易见的。
图l为齿轮箱体的剖视图，其示出了在安装到在壳体内形成的 轴承座的过程中的轴7 义组件；
图2为通过模具冲头剖切的放大剖视图，其示出了在轴承组件 的保持板上的咬合部的形成；
图3为在保持板安装在轴承组件上时，从轴承的肩部剖切的放 大剖视图4为示出了咬合部与保持板上的槽的接合状态的放大剖视
图5为保持板单独的剖视图6为保持板的俯视图7A和7B示出了在保持板上的凸起的形成。
具体实施方式
参看附图，图l示出了轴承组件，该轴承组件包括轴承l,该
轴承l具有外座圏，其容纳于在车辆齿轮箱的壳体3中形成的轴承 座2中。轴承l的内座圏支撑轴4的轴颈。轴承1被容纳至轴承座2 中，使轴承1贴靠在轴承座内形成的肩部5，以避免轴承沿轴向(相 对于轴)移到壳体3之外。为避免轴承l沿相反的轴向发生位移， 安装保持板6，使其相对于轴承l的外座圈转动。当轴承l座落于轴 承座内时，由在保持板6上形成的带螺紋的凸起7提供的紧固机构， 均对准穿透壳体3上形成的通孔8，这样，可以通过这些通孔拧动 螺钉9,以与凸起7接合并保持保持板6。因此，可以安装轴承组件， 使安装在轴上的零件10与保持板极其靠近，以避免在保持板与零 件之间进行工具的操作，而壳体包围轴承轴、零件和保持板，达 到紧固工具不能在保持板上进行操作的程度。这又允许在轴承组 件和轴装配之前，更多的零件例如齿轮10以极其靠近轴承1的方式 安装在轴上。
保持板6通过首先沖出凸起7，由金属带制成。再冲出中央孔 11。然后，沿绕保持板6的圆形内边缘彼此隔开的圆弧形成多个咬 合部12。本实施例中形成三个唇缘，然而，根据具体要求可以形 成二至五个唇缘。
图2示出使用专门设计的冲压工具来形成咬合部。孔ll定位于 环绕圆形引导部14的冲模板13上。然后，在驱动精压冲头16在距 孔的边缘一小段距离处压入保持板表面一部分之前，环形压板 (platen ring) 15压靠保持板的曝露表面。精压冲头具有楔形刀 片(wedge shaped blade ) 17,此楔形刀片与保持板表面接合， 使保持板的边缘塑性变形，从而在保持板的边缘形成唇缘，该唇 缘从保持板的表面向上，即沿轴向方向延伸，并沿远离孔的边缘 留下槽18。精压冲头还可以在圆弧的每一端形成凹口 ( notch )19, 以控制每一端的变形。由精压沖头引起变形的每段圓弧，以从12度至36度之间的圆弧延伸，所以变形的边缘部分总共占10%至 30%。
在轴承l的外座圈的边缘形成肩部20。在肩部20形成三角形槽 21,该槽邻近构成肩部的轴表面22。在本实施例中，槽的深度大 约为0.3-0.4mm,并且咬合部12具有类似的高度。保持板上的孔 的尺寸制成大于肩部20的直径。
为了使保持板6紧固在轴承1上，在咬合部12与轴表面22接合 的状态下，保持板在轴承上定位。值得注意的是，孔11与肩部20 的配合，是如图3和图4所示被放大的间隙所表明的松配合。然后， 沿图3中箭头所示方向施加装配力，使咬合部12塑性变形，使其如 图4所示接合于槽21中。
保持板6上还设有形状为"U"形的支架23的保持元件，形状 为"U，，形的支架23从保持板的外周突出。"U"形板的叉部与变 速支撑杆(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，以使保持板占据的 空间最小化。关键的是使轴承保持在其最小移动下，所以需要紧 固机构向保持板提供贴靠轴承的轴表面的夹紧作用。进一步的情 况是，保持板在运转过程中承受体现金属疲劳问题的周期性载荷。 传统地在保持板上冲压成形凸起，由于板的加工硬化，加剧了金 属疲劳问题，所以冲压成形凸起是不可取的。然而，与可供替代 的形成紧固机构的传统方法相比，冲压成形具有显著的经济性。 用冲压成形凸起的另外一个问题是要保证凸起端面精确平整。
为了使凸起能冲压成形，保持板可方便地由具有高应变硬化 系数的材料形成。优选的例子是奥氏体不锈钢牌号3 0 4和普通碳钢 牌号1020—1040。另外一种方法是选择一种高可成形性材料，并 在凸起成形之后对其进一步处理，例如进行表面硬化处理或者氮 化处理，以改善其抗疲劳性。图7A和7B示出了所设计的用于凸起成形的工具。该工具包括 具有弯曲边缘(arcuate rim) 25的模具24。圓弧的半径必须仔细 形成，以避免在保持板6出现缩颈现象(necking)。圆弧半径优选 满足下列公式半径=板厚度xA其中，"A，，值在0.3和0.7之间选取。冲头2 6是特别成艰的，以确保在与模具协同工作的情况下， 凸起7的端面"F"平直并成直角。尽管所述实施例使用螺钉紧固板，在本发明范围内，可以使 用其它紧固^L构，例如可以^使用铆^T。8
权利要求
1.一种在板上形成凸起的方法，该板在使用中将承受周期性疲劳载荷，该方法包括选择具有超过0.35的高应变硬化系数的板材料，以及贴靠模具挤压成形所述凸起，使原始板与所述凸起的壁之间的区域的曲率半径满足下列公式半径＝板厚度×A其中，“A”值在0.3和0.7之间，这样，所述凸起的弯曲部在载荷下加工硬化，以产生具有高局部拉伸强度的区域。
2. 根据权利要求l所述的在板上形成凸起的方法，其中，所 述板的材料是奥氏体不锈钢牌号304。
3. —种在使用中将承受周期性疲劳载荷的具有凸起的板，该 板选择具有超过0.35的高应变硬化系数的板材料，原始板与所述 凸起的壁之间的区域的曲率半径满足下列公式半径==板厚度xA其中，"A"值在0.3和0.7之间。
4. 根据权利要求3所述的在使用中将承受周期性疲劳载荷的 具有凸起的板，其中，所述板的材料是奥氏体不锈钢牌号304。
全文摘要
公开了一种在板上形成凸起的方法，该板在使用中将承受周期性疲劳载荷，该方法包括选择具有超过0.35的高应变硬化系数的板材料，以及贴靠模具挤压成形凸起，使原始板与凸起的壁之间的区域的曲率半径满足下列公式半径＝板厚度×A，其中，“A”值在0.3和0.7之间，这样，凸起的弯曲部在载荷下加工硬化，以产生具有高局部拉伸强度的区域。
文档编号F16C35/067GK101642789SQ200910136648
公开日2010年2月10日 申请日期2004年9月3日 优先权日2003年9月3日
发明者理查德·威廉 菲斯克 申请人:恩斯克欧洲有限公司