专利名称：包括径向中间接头的组件以及结合两个部件的对应方法
技术领域：
本发明涉及一种组件，其包括通过可变形的插件围绕第二部件共轴结合的第一部件，该可变形的插件被按压进在第一和第二部件之间的凹槽中。本发明进一步涉及对应的结合方法。
背景技术：
具有许多应用，其对于围绕第二部件结合第一部件是或者必需的或者有利的。当部件由金属制成时，焊接是通常应用的结合技术。然而，由焊接形成的热影响区不利地影响要结合的部件的材料特性。在坚硬的轴承钢的情况下，例如，热影响区严重地减少了材料的硬度，其是如滚动元件轴承的环的部件的重要特性。围绕第二部件结合第一部件的可替换的技术是通过塑料流接头。该技术的一个例 子在US4249298中公开，其中外元件(例如，飞轮)通过连接环结合至内元件(例如轴套)。圆周凹槽(groove)形成在两个元件的连接表面上,轴向开槽(recess)形成在每个圆周凹槽的内表面上。接着，连接环放置在内和外元件之间。最后，连接环被按压以及塑性变形以使得环的材料流入凹槽和开槽中。因为在未变形状态下，在两个连接表面之间的最大间隙大于连接环的厚度，连接环需要由有延展性的金属制成，以使得它在按压下，可以径向地膨胀以填充每个圆周凹槽且径向地锁定内和外元件。铜，黄铜，铝和软铁被提及为用于连接环的适合的材料。例如与钢相比，这些材料具有相对低的屈服强度。例如，铁具有近似50MPa的屈服强度，而碳钢具有250-1300MPa的屈服强度。在US4249298中公开的结合方法因此不适合用于在使用中承受高轴向载荷的部件，因为接头必须接着具有高剪切强度。因此，在此具有改进的空间。
发明内容
本发明涉及一种组件，包括通过中间接头与第二部件结合的第一部件。第一部件具有第一结合表面，其围绕第二部件的第二结合表面同轴且有间隔地并列设置，以使得一凹槽限定在第一和第二结合表面之间。中间接头通过压入凹槽的插入环形成。根据本发明，至少一段凹槽具有弓形几何形状。形成弓形几何形状是因为第一和第二结合表面其中之一包括凹入部分且第一和第二结合表面其中的另一个包括与凹入部分径向地相对的凸出部分。当插入环被压进凹槽时，它变形且适应弓形段的形状，以使得插入环的材料填充凹入部分且围绕凸出部分。因此，第一和第二部件在两个轴向方向上相对于彼此锁定。进一步，凹槽的弓形几何形状允许插入环由高强度材料制成，意味着由此得到的接头在两个轴向方向上具有良好的剪切强度。适合地，插入环具有如下体积，该体积填充弓形段至如下程度，S卩，其在两个轴向方向上足够提供必需的接头强度。在优选实施例中，插入环的体积至少等于凹槽的弓形段的体积。这有助于弓形段由插入环的材料完全填充，这在两个轴向方向上最大化剪切强度。进一步，凹槽的弓形段适合设计以使得凸出部分不凸出进入由凹入部分限定的开槽(recess)中。该凹槽设计有助于确保弓形段在弓形段的第二侧处完全由插入环材料填充，弓形段的第二侧与插入环进入凹槽的第一侧相对。在本发明的一些实施例中，凹入和凸出部分由在弓形段的第一侧处和/或在弓形段的第二侧处的锥形表面形成。可替换地，在弓形段的第一侧处，至少部分凸出部分由第一半径限定且与其径向相对，至少部分凹入部分由第二半径限定。在第一半径和第二半径之间的差(半径间隙)优选地等于在未变形状态下所述插入环的厚度。当弓形段的第一侧由相对锥形表面限定时，在两个表面之间的间隙也适合地等于未变形的插入环的厚度。因此，促进第一和第二部件的径向锁定。在凹槽(弓形段)的第二侧处，至少部分凸出部分可以由第三半径限定，该第三半径基本上等于第一半径。第三半径也可以小于第一半径，这使得在第二侧处相对更多的材料能够围绕凸出部分。当在对应的方向接头需要更大的轴向强度时，这是有利的。进一步，凹入部分的第二侧可以至少由第四半径限定，其某种程度小于第二半径。在优选的实施例中，第三半径和第四半径之间的差稍微小于在未变形状态下的插入环的厚度。还有，当弓形段的第二侧由相对锥形表面限定时，两个表面之间的间隙可以稍微小于在第一侧处的间隙。在第一和第二侧之间的间隙宽度的差允许当插入环围绕凹槽的顶点变形时可能出现的插入环的稍微变窄。因此，凹槽的第二侧会完全由材料填充，由此最大化了接头的强度。因此，根据本发明的接头不需要变形的插入环的径向扩张。在第一和第二部件之间的凹槽的弓形几何形状使得接头变形，这在两个轴向方向上相对于彼此锁定部件，同时要求插入环的相对小的塑性变形。因此，插入环可以由高强度材料制成。高强度材料应该被理解为具有在250至1200MPa之间的屈服强度的材料。在优选的实施例中，插入环由热处理钢制成(即，淬火和回火钢)，具有在800至1200MPa之间的屈服强度，更优选地，在1000至1200MPa之间。当插入环由具有在该区间的屈服强度的材料制成时，在第一侧处，凸出部分的表面适合地具有相对于平行于组件的轴向中心线的参考线在28和35度之间的最大角度。进一步，在凹槽的第二侧处，凹入部分适合地也具有相对于参考线在28和35度之间的最大角度。凹槽的几何形状允许了插入环的塑性变形的需要的程度，且因此得到的接头在两个轴向方向具有良好的剪切强度。当讨论的设备不需要该高程度的剪切强度时，插入环可以由具有低屈服强度的材料制成，例如屈服强度在250和700Mpa之间。凸出部分的第一侧可以接着具有在35和42度之间的最大角度，凹入部分的第二侧可以具有在35和42度之间的最大角度。这种低强度材料的更大的延展性允许凹槽的几何形状是更陡峭的弓形，这反过来允许在凸出部分任何一侧处的相对更大体积的材料。这增加了接头的剪切强度，意味着凹槽的几何形状可以适应于插入环的材料，从而形成具有需要强度的接头。在本发明的进一步的改进中，凹槽额外地包括在凹槽的进口侧的圆柱段。该改进的有利之处在于在进口侧改进了第一和第二部件的刚性。凹槽的弓形段也可以有利地定位在第一和/或第二部件的最大横截面区域中，以使得优化部件强度。取决于组件，在第一和第二结合表面之间的凹槽的轴向长度可以等于第一和/或第二部件的轴向长度。在一个该例子中，第一部件是凸缘轴承环的凸缘部分，第二部件是环部分，其包括用于容置滚动元件的滚道。第二结合表面可以设置在环部分的外圆周上。可替换地，第二结合表面可以设置在更小直径的开槽段上，因此在环部分上形成轴向邻接部。该轴向邻接部具有如下优点，它提供了参考表面，凸缘部分的相对表面可以抵靠该参考表面定位，以便于围绕环部分的凸缘部分的同轴布置。在根据本发明的组件的有利的实施例中，第一部件是车轮轴承单元的单独内环，第二部件是轴承单元的凸缘内环。根据本发明的车轮轴承单元的优点是不需要设置凸缘内环具有轴向延伸，其适用于围绕单独内环形成的轨道。在该实施例的进一步改进中，凸缘内环的内侧轴向侧面设置有面花键用于驱动轴承单元的旋转。相对于面花键设置在轨道形成部分上的车轮轴承单元，该改进的有利之处在于内侧轴向侧面，因此也是花键可以被硬化。额外地，在本发明的车轮端部应用和其他应用中，在结合部件会承受例如潮湿的环境污染的地方，接头的暴露部分优选地使用例如树脂密封剂处理。因此变形的插入环受到保护而免于被腐蚀。如所述的，在根据本发明的组件中使用的插入环的凹槽几何形状和材料取决于接头必需承受的轴向载荷进行选择。在一些实施例中，插入环由管状材料形成。在其它实施例中，环由片状材料制成。使用片材的优点在于相比管状形式，在片材中可获得更大范围的材料，这有助于选择优化材料。进一步，插入环可以由单段形成，或者可以由一起形成环形的两段或者更多段形成。在本发明的进一步的改进中，两个或者更多段包括径向延伸，且凹槽的结合表面包括对应的径向延伸开槽。在一个例子中，插入环由两段形成，其中一个包括沿着径向向外方向的径向延伸，另一个包括沿着径向向内方向的径向延伸。进一步，第一结合表面包括用于接收径向向外延伸的对应的开槽，第二结合表面包括用于接收径向向内延伸的对应的开槽。一个或者更多个径向延伸和对应的开槽的作用是插入环关于第一和第二部件两者旋转地锁定，接头能够传递扭矩。进一步的改进可以被用于有利于上述的车辆轴承单元，凭此，凸缘内环和/或单独内环设置有用于扭矩传递的面花键。在进一步的改进中，凹槽和插入环可以具有非圆形横截面；例如，具有圆角的三角形。再次，该改进的优点是扭矩可以经由接头传递。本发明不限于轴承部件的部件的结合，对应的方法可以使用在有利地是通过压进第一和第二部件的径向相对结合表面之间的间隙中的中间部件形成的高强度接头结合第一和第二部件的任何应用中。根据本发明的方法包括如下步骤在第一和第二部件的其中一个上设置凹入结合表面；在第一和第二部件的另一个上设置凸出结合表面；围绕第二部件同轴布置第一部件，以使得凸出和凹入结合表面彼此径向地相对且在它们之间形成径向间隙；将插入环压进径向间隙，以使得环被变形适应间隙的形状且在第一和第二部件之间形成接头。本发明的方法允许高强度接头的形成，其在两个轴向方向上相对于彼此锁定第一和第二部件。在一个实施例中，该方法被应用于结合凸缘至管。在进一步的实施例中，该方法被用于在轴上和/或壳体中安装轴承。适合地，凹入结合表面设置在例如，轴承内环的孔上，凸出结合表面设置在轴上。当插入环被压进结合表面之间的间隙中时，轴承内环被锁定到轴上。类似地，凹入结合表面可以设置在例如壳体的孔上，凸出结合表面可以设置在轴承外环的外圆周上。当插入环被压进间隙时，轴承外环锁定到壳体。根据本发明提供两个接头的优点是轴承的无游隙安装，其改进了载荷承载能力。从详细的说明和附图，本发明的其它优点会变得明显。
图1a是在组件的第一和第二部件之间的接头形成之前，根据本发明包括凹槽的组件的例子的横截面视图；图1b是图1a中示出的凹槽的详细视图；图1c是在第一和第二部件之间形成的接头的详细视图；图2是根据本发明的车轮轴承单元的横截面视图；图3a_3c不出了不同凹槽设计的例子；图4是根据本发明的组件的进一步的例子的横截面视图；图5是根据本发明的结合方法的流程图。
具体实施例方式可以根据本发明形成的组件的例子，在结合的最终步骤之前，以横截面示出在图1a中。该组件是凸缘轴承环100，其包括凸缘部分110和环部分120，它们适于通过插入环130结合。在示出的例子中，环部分120是轴承外环，在这种情况下，环部分的内圆柱表面适合地设置有一个或者多个滚道，用于容置一排或者多排滚动元件。凸缘110适合地包括安装孔以使得凸缘轴承环100能够固定至安装结构或者使得例如车辆车轮和刹车盘能够连接至凸缘110。通常，凸缘轴承环通过热锻制造，在热锻之后，机加工凸缘环至期望的公差。从两个分离部件成形凸缘环的一个优点是凸缘和圆柱环可以单独机加工。凸缘和环是简单的结构，其比更复杂形状的物体，例如凸缘环，加工起来更经济。在图1的组件中，凸缘部分110通过按压插入环130进入在凸缘部分110的第一结合表面112和环部分120的第二结合表面122之间形成的凹槽140而被连接到环部分120。第一和第二结合表面112,122涉及凸缘部分110和环部分120的各自的表面,第一和第二结合表面112，122在插入环130已经按压进入凹槽140之后与插入环130接触。根据本发明，至少部分的凹槽140包括由相对的凸出以及凹入结合表面之间的径向间隙限定的弓形段。将更详细地在下文说明的本发明的效果是环部分120和凸缘部分110相对于彼此在两个轴向方向锁定。此外，本发明能够使形成的接头在两个轴向方向具有良好的剪切强度。在示出的例子中，完整的凹槽140具有弓形几何形状，其通过在第一结合表面112上提供凸出部分115且在第二结合表面122上提供凹入部分125形成。可替换地，凹槽140可以通过提供第一结合表面具有凹入部分且第二结合表面具有凸出部分形成。优选地，更可能移动的部分包括凸出结合表面。
在该例子中，环部分120和凸缘部分110由轴承钢制成，凹入和凸出表面可以以例如硬车削(hard-turning)操作或者研磨操作形成。研磨比硬车削形成了更粗糙的表面光洁度，其被认为是更优选的。在插入环130已经按压进凹槽以形成接头之后，摩擦会额外地抑制插件和第一和第二结合表面之间的相对运动。插入环130从凹槽的进入侧150被按压进入环形凹槽140。环材料塑性地变形以使得适应凹槽140的弓形段的形状，且形成在凸缘部分110和环部分120之间的接头。为了完全填充该弓形段，插入环130优选地具有至少等于弓形段体积的体积。插入环130也优选地具有厚度t，其等于弓形段的第一和第二结合表面之间的最大径向间隙。进一步，插入环130具有适合的延展性以实现塑性流动的所需要的角度且具有屈服强度，该屈服强度适合于在使用中接头所必须承受的期待的施加力。在图1a示出的例子中，插入环130具有Imm的厚度且由热处理钢制成，即，淬火和回火钢，具有大约IOOOMPa的屈服强度。例如，等级DIN C55的钢。该钢比例如低碳钢更硬，但是也具有更少的延展性。凹槽140的几何形状因此对于可以选择用于插入环的材料有限制。图1b示出了图1a的凹槽的细节。凹槽140关于由凸出部分115的顶点限定的凹槽顶点148具有第一侧142和第二侧145。凹槽的第一侧142被限定作为从该侧插入环被按压进的一侧。当插入环130进入凹槽140时，环的引导边缘会撞击凹槽的第一侧142的凸出部分。如果相对于参考线170的凸出表面的角度太陡，插入环130的进一步按压不会引起它围绕顶点148变形。相反，凸出部分会形成障碍。参考线170平行于组件的轴向中心线且在凹槽的进入侧150通过凹入结合表面122的最大直径。本发明人已经发现当插入环由热处理钢制成时，大约28至35度的角度是在第一侧142处用于凸出部分115的表面的适合的最大角度。当使用具有更大延展性的钢时，对于例如具有400-650MPa屈服强度的渗碳钢，角度B1可以大约是35-38度，或者对于具有250-500MPa屈服强度的低碳钢，角度可以大约是38-42度。如图1a所示，凸出部分115可以是由半径部分限定，或者可以由相对取向的锥形表面形成。凹入部分125也可以由半径或者由相对取向的锥形表面部分限定。在示出的例子中，插入环会围绕凹槽顶点148变形。环的引导边缘在凹槽的第二侧145接着遇到凹入部分125的表面。再一次，相对于参考线170该表面的角度a2必需足够浅以允许插入环在第二侧145完全围绕凸出部分115。当插入环由热处理钢制成时，凹入部分可以具有28至35度的最大角度a2。对于更大延展性的材料,对于例如渗碳钢角度a2可以位于35-38度之间,对于低碳钢角度a2在38至42度之间。凹槽140的精确尺寸和对应容积适合地适应于插入环130会发生的变形角度，以使得至少凹槽的弓形段由插入环的变形材料完全填充。在第一和第二结合表面112，122之间的间隙大致恒定，但是可以某种程度变化以考虑当插入环130围绕凹槽顶点变形时，插入环130的塑性流动。在图1a的例子中，当插入环具有Imm的厚度，在凹槽的第一侧142处，在第一和第二结合表面112，122之间的径向间隙是1_。换句话说，凸出部分的第一侧具有第一半径A且凹入部分的第一侧具有第二半径r2，因此在第一和第二半径之间的差等于 Imnin为了补偿当插入环130围绕顶点148变形时可能出现的轻微狭窄，在凹槽的第二侧145处，在第一和第二结合表面之间的径向间隙稍微小于0. 9mm。换句话说，凸出部分的第二侧具有第三半径r3且凹入部分的第二侧具有第四半径r4，因此第三和第四半径之间的差是0.9_。适合地，凹入部分的第四半径1*4稍微小于第二半径r2。在该例子中，凸出部分的第三半径r3等于第一半径Γι，但是在第二侧处的凸出部分的曲率也可以比第一侧更大。在第二侧处凹入部分的曲率被接着适合地修正以确保在第二侧处凹槽被填充。本发明人也已经发现当凸出部分115的顶点没有凸出进入由凹入部分125限定的开槽中时，在第二侧145凹槽140出现最优填充。优选地，当第一结合表面112包括凸出部分，在凹槽顶点148的位置处，凸缘部分110的内侧直径等于在凹槽的进入侧150处第二结合表面122的最大外侧直径。当第二结合表面122包括凸出部分，在凹槽顶点位置处环部分的外侧直径优选地等于在凹槽进入侧第一结合表面的最小内侧直径。简而言之，凸出部分的顶点优选地与参考线170 —致。图1c示出了在插入环130已经压进凹槽140中之后，形成的接头的细节。插入环 130的材料已经围绕凹槽顶点148流动以在第一侧142和第二侧145处完全填充凹槽。换句话说，第一变形部分132在两个侧面142，145处围绕凸出部分，插入环130的第二变形部分135填充由凹入部分限定的开槽。结果，凸缘部分110和环部分120在两个轴向上关于彼此轴向锁定。环部分120和凸缘部分110的径向锁定受到的影响在于变形的插入环具有与第一和第二结合表面112，122之间的间隙相等的径向厚度。例如，当凸缘部分110承受作用在沿着凹槽的第二侧145至第一侧142的方向上的轴向力时，对于接头该力足够大以使得接头破裂，插入环的第二变形部分135保持在由凹入部分125限定的开槽中，而第一变形部分132保持在凸出部分115上。在该例子中，接头的剪切强度因此部分地由在凹槽140的第一侧142处第一变形部分的材料的体积决定。该剪切强度进一步由插入环130的材料的屈服强度确定。因此，在给定轴向方向接头的剪切强度可以通过对于使用的插入环材料在第一侧处最大化第一变形部分132的体积得以优化。通过增加凸出部分115的角度ai，可以增加体积。然而，如所述的，插入环必须接着具有必需的延展性，意味着可能不得不使用具有低屈服强度的材料。本发明人已经发现相比变形材料的体积，接头的剪切强度更多地依赖插入环材料的屈服强度。因此，对于轴承设备，插入环130优选地由淬火和回火钢制成,诸如由在Verlag Stahlschlussel WegstGmbH第22版“Key to Steel”第二部分中的“可热处理的钢”所定义的钢。根据本发明形成的接头是坚固的，硬的，且特别适合用于在使用中沿着两个方向承受轴向力的部件的组件；例如，支撑车轮的轮毂单元的凸缘轴承环。在轮毂轴承单元中本发明的进一步的应用在图2中示出，其是适用于内环旋转的轮毂单元200的例子的横截面视图。轮毂单元包括凸缘内环220，刹车盘和车轮将安装到该凸缘内环220，且进一步包括凸缘外环260，该凸缘外环260适用于安装至例如转向节。第一和第二排滚动元件265，270容纳在内环和外环之间。用于第一排滚动元件265的第一内滚道275设置在凸缘内环220上。用于第二排滚动元件270的第二内滚道280设置在单独内环210上。为了在外环260已经安装在第一排上之后，允许第二排滚动元件插入轮毂单元200，单独内环210是必需的。该单独内环210安装在凸缘内环220的鼻端部分225上。在传统的轮毂单元中，鼻端部分包括围绕单独内环210环绕形成的轴向延伸，以锁定轴承单元和设定期望的预载量。需要的轴向延伸增加了轮毂单元的材料成本和重量。还有，因为轴向延伸需要是可变形的，同时凸缘内环的其它部分需要感应硬化(induction harden),所以当所述延伸环绕形成时，部分轴向延伸的非故意的硬化可以导致破裂。根据本发明形成的轮毂轴承单元克服了这些缺点。如图2中所示，通过可变形的插入环230被压入单独内环和鼻端部分的各自的结合表面之间所形成的凹槽中，单独内环210已经与凸缘内环220的鼻端部分225结合，因此结合表面包括相对的凹入和凸出部分。由此得到的接头不仅将单独内环锁定在适当位置，而且保持了轴承预载。在使用中，轮毂单元承受两个方向的轴向力。本发明人已经发现，当在凸缘内环的鼻端部分225上施加沿着由图2中箭头所指示的方向的“推出”力时，鼻端部分易于受到损坏。有利地，鼻端部分被设计以具有足够的刚性且承受硬化处理。整个鼻端部分225可以被硬化，因为根据本发明的轮毂单元不需要延展的轴向延伸。在进一步的改进中，鼻端部分的内侧轴向表面设置有力矩传递装置，该装置所呈现的形式为用于与在恒定速率的接头上的配合面花键合作的面花键(face spline)285。又一次，本发明允许面花键的齿被硬化，因此增加了扭矩传递装置相对于例如设置在未硬化的环形部分上的面花键的疲劳寿命。也可以修正凹槽的设计以改进鼻端部分的刚性。图3a示出了改进的凹槽设计的例子，如图2所示，凹槽设置在单独内环310和凸缘内环320之间。根据本发明，凹槽340包括由相对凹入和凸出表面之间的间隙限定的弓形段346，以使得当可变形的插入环(未示出)被压进凹槽340中时，单独内环310和凸缘内环320在两个轴向方向上关于彼此机械锁定。插入环从凹槽340的进入侧350压进，在该侧，该例子的凹槽包括由在单独内环的第一结合表面312的圆柱部分316和凸缘内环的第二结合表面322的圆柱部分326之间的间隙限定的第二段。凹槽340因此包括弓形段346和圆柱段347。结果，在进入侧350，凸缘内环320具有圆柱几何形状，其改进了刚性且减少了推出损坏的可能性。凸出结合表面的顶点也能够定位在这样的区域中，在那里单独内环310具有相对大的横截面，能够使其强度优化。在根据本发明的汽车轮毂单元的一个例子中，弓形段346具有大约5毫米的轴向长度X，圆柱段345具有大约3毫米的轴向长度I。优选地，圆柱段的轴向长度y至少是2毫米，这已经被发现设置凸缘内环320 (的鼻端部分)具有充分的刚性以承受通常发生在车轮端部中的应用力。图3b示出了凹槽设计的进一步的例子。凹槽在凹槽340的进入侧350处再次包括圆柱段347，其由第一和第二结合表面的相对圆柱部分316，326之间的间隙限定。在该例子中，单独内环310的第一结合表面的圆柱部分316包括台阶。因此，单独内环310的第一结合表面具有轴向侧面360，在环已经压入弓形段346之后，插入环的后缘可以抵靠其弯曲。其优点在于当轴向力沿着箭头指示的方向作用于单独内环310上时，形成的接头已经改进了轴向强度。在本发明中使用的凹槽设计的进一步的例子示出在图3c中。凹槽类似于图3b的凹槽，且具有弓形段，该弓形段具有关于通过弓形段顶点348的参考线的第一侧342和第二侧345。第一侧342被限定为更靠近凹槽340的进入侧350的一侧。在弓形段346的第一侧342处，图3c的凹槽与图3b的相同。在第二侧345处，图3c的凹槽是不同的。在第二侧345处凹入部分325的曲率向着凹槽的轴向尽头增加。对应地，凸出部分315的曲率向着它的轴向尽头增加。凹槽本身由单独内环310的邻接部317轴向限定。因此，当插入环被压进，通过在第二侧345处的凹入部分325的曲率，它的引导边缘将向上弯曲，以使得引导边缘被引导进入由邻接部317和凹入部分的第二侧限定的凹槽部分。
实际上，变形的插入环会围绕凸出部分315勾住。与图3b相比，在插入环压进图3c的凹槽中之后形成的接头会在第二侧345处包括围绕凸出部分315的更多材料。这意味着如果沿着箭头指示的方向单独内环310承受轴向力的话，在接头失效之前，更多的材料需要被折断；即，在指示的方向，接头已经改进了轴向强度。根据本发明形成的组件的部分的第三实施例以横截面示出在图4中。组件400是圆柱滚动轴承的内环，包括凸缘部分410，其通过压入在凸缘部分的第一结合表面412和环部分420的第二结合表面422之间的凹槽中的插入环430结合至环部分420。在该例子中，凹槽的弓形段已经通过设置第一结合表面412具有凹入部分425和第二结合表面422具有凸出部分415得以形成。进一步，环部分420包括用于凸缘部分410的相对轴向表面的轴向邻接部427。其有利之处在于轴向邻接部427不仅沿着一个方向提供轴向锁定，而且提供参考表面，在所述插入环430的插入之前，抵靠它可以保持凸缘部分。本发明不限于轴承部件的各部件的结合，且对应的方法可以在有利地是通过压进第一和第二部件的径向相对结合表面之间的间隙中的中间部件从而结合第一和第二部件的任何设备中使用。本发明的方法的一个实施例在图5的流程图中示出。在第一步骤510中，凹入结合表面形成在第一和第二部件的其中一个上。在第二步骤520中，凸出结合表面形成在第一和第二部件的另一个上。在第三步骤530中，第一部件围绕第二部件同轴定位，以使得凸出和凹入结合表面彼此径向地相对且在其之间形成径向间隙。在第四步骤中，插入环压进间隙，以使得环被变形以适应径向的形状且因此形成在第一和第二部件之间的接头。已经说明了本发明的多个方面/实施例。应理解的是每个方面/实施例可以与任何其它方面/实施例组合。本发明因此可以在附随的专利权利要求的范围中变化。附图标记100 凸缘轴承环110凸缘部分112凸缘部分的第一结合表面115第一结合表面的凸出部分120环部分122环部分的第二结合表面125第二结合表面的凹入部分130插入环132插入环的第一变形段135插入环的第二变形段140第一和第二结合表面之间的凹槽142凹槽的第一侧145凹槽的第二侧148凹槽顶点150凹槽的进入侧170 参考线
t插入环的厚度r1； r3插入环的第一和第三半径r2,r4凹入部分的第二和第四半径B1在第一侧处凸出部分的角度a2在第二侧处凹入部分的角度200轮毂单元 210单独内环220凸缘内环225凸缘内环的鼻端部分230插入环260凸缘外环265第一排滚动元件270第二排滚动元件275第一内滚道280第二内滚道285面花键310单独内环312单独内环的第一结合表面315第一结合表面的凸出部分316第一结合表面的圆柱部分317单独内环的邻接部320凸缘内环322凸缘内环的第二结合表面325第二结合表面的凹入部分326第二结合表面的圆柱部分340凹槽342凹槽的弓形段的第一侧345凹槽的弓形段的第二侧346凹槽的弓形段347凹槽的圆柱段348凸出部分的顶点/凹槽顶点350凹槽的进口侧360第一结合表面的轴向侧面X弓形段的轴向长度y圆柱段的轴向长度400圆柱滚柱轴承的内环410凸缘部分412第一结合表面415凸出部分
420环部分422第二结合表面425凹入部分427环部分的轴向邻接部430由插入环形成的接头
权利要求
1.一种组件，包括通过中间接头与第二部件(120，220，320，420)连接的第一部件 (110，210，310，410)，所述第一部件具有第一结合表面(112，312，412)，其围绕所述第二部件的第二结合表面(122，322，422)同轴且有间隔地并列设置，因此在第一和第二结合表面之间限定凹槽(140，340，440)，其特征在于第一和第二结合表面其中之一包括凹入部分(125, 325,425)且第一和第二结合表面其中另一个包括与所述凹入部分径向地相对的凸出部分(115，315，415)，以使得所述凹槽包括弓形段(346);以及所述中间接头由插入环(130，230，430)形成，所述插入环被压进凹槽且变形以适应所述弓形段(346)的形状。
2.根据权利要求1所述的组件，其中所述插入环具有至少等于所述凹槽(140，340)的所述弓形段(346)的体积的体积。
3.根据权利要求1或2所述的组件，其中所述插入环在未变形状态具有厚度(t)，其等于在所述凸出部分(115，315，415)和所述凹入部分(125，325，425)之间的最大径向间隙。
4.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其中所述凸出部分(115，315，415)具有顶点(148，348)，其具有与在凹槽的入口侧(150，350)处包括所述凹入部分(125，325，425)的结合表面的直径相等的直径。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的组件，其中在所述凹槽的第一侧(142，342)和/ 或第二侧(145，345)，所述凹入部分和所述凸出部分由锥形表面形成。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的组件，其中在所述凹槽(140，340)的第一侧(142， 342)处，至少部分的凸出部分(115，315，415)由第一半径G1)限定，至少部分的凹入部分 (125，325，425)由第二半径(r2)限定。
7.根据权利要求6所述的组件，其中在所述凹槽(140，340)的第二侧(145，345)处，至少部分的凸出部分由第三半径(r3)限定，其必需等于第一半径(Γι)。
8.根据权利要求6所述的组件，其中在所述凹槽的第二侧处，至少部分的凸出部分由第三半径(r3)限定,其小于第一半径(rj。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的组件，其中在所述凹槽的第二侧(145，345)处，至少部分的凹入部分由第四半径(r4)限定，其小于第二半径(r2)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其中所述插入环(130，230，430)由具有在800至1200MPa之间的屈服强度的热处理钢制成，以及在所述凹槽(140，340)的第一侧(142，342)处，所述凸出部分(115，315)的表面具有相对于参考线(170)在28和35度之间的最大角度U1)，以及在所述凹槽的第二侧(145，345)处，所述凹入部分(125，325)的表面具有相对于参考线(170)在28和35度之间的最大角度(a2)。
11.根据权利要求1-9中任一项所述的组件，其中所述插入环由具有在250至700MPa 之间的屈服强度的钢材料制成，以及在所述凹槽的第一侧处，所述凸出部分的表面具有在35和42度之间的最大角度U1),以及在所述凹槽的第二侧处，所述凹入部分的表面具有在35和42度之间的最大角度(a2)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其中所述凹槽(340)进一步包括圆柱段(347)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其中所述第一部件是凸缘部分(110， 410)，所述第二部件是轴承环的环部分(120，420)，所述第一结合表面具有与所述凸缘部分的轴向长度相等的轴向长度。
14.根据权利要求13所述的组件，其中所述第二结合表面由邻接部(427)轴向限定。
15.根据权利要求1-12中任一项所述的组件，其中所述第一部件是车轮轴承单元 (200)的单独内环(210，310)，所述第二部件是所述轴承单元的凸缘内环(220，320)。
16.根据权利要求15所述的组件，其中所述凸缘轴承环的内侧轴向侧面设置有面花键，用于驱动所述轴承单元的旋转。
17.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其中所述插入环(130，230，430)由管状材料形成。
18.根据权利要求1-17中任一项所述的组件，其中所述插入环由片状材料形成。
19.根据权利要求18所述的组件，其中所述插入环(130，230，430)由两段或者更多段形成。
20.根据权利要求19所述的组件，其中所述插入环由两段形成，其中一段包括沿着径向向外延伸，另一段包括径向向内延伸，凭此，所述第一结合表面(112，312，412)包括用于接收径向向外延伸的开槽，所述第二结合表面(122，322，422)包括用于接收径向向内延伸的开槽，以使得所述插入环关于所述第一和第二部件两者旋转锁定。
21.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其中所述凹槽和所述插入环具有圆形横截面或者非圆形横截面。
22.通过将中间部件压进第一和第二部件的径向相对结合表面之间的间隙从而连接第一部件至第二部件的方法，其特征在于所述方法包括如下步骤在所述第一和第二部件的其中一个上设置凹入结合表面(125，325，425)；在所述第一和第二部件的另一个上设置凸出结合表面(115，315，415)；围绕所述第二部件(120，220，320，420)同轴布置所述第一部件(110，210，310，410)， 以使得所述凸出和凹入结合表面彼此径向地相对且在它们之间形成径向间隙(140，340)；将插入环(130，230，430)压进所述间隙(140，340)中，以使得所述环被变形以适应所述径向间隙的形状且在所述第一和第二部件之间形成接头。
全文摘要
本发明定义了一种组件，包括通过中间接头与第二部件(120)结合的第一部件(110)，凭此，所述第一部件具有第一结合表面(112)，其围绕所述第二部件的第二结合表面(122)同轴且有间隔地并置，以使得凹槽(140)限定在第一和第二结合表面之间。根据本发明，至少一段凹槽包括弓形几何形状。形成弓形段是因为第一和第二结合表面的其中一个包括凹入部分(125)和第一和第二结合表面的另一个包括与凹入部分径向相对的凸出部分(115)。中间接头通过由高强度材料制成的插入环形成，插入环被压入凹槽且变形以使得插入环的材料填充凹入部分且围绕凸出部分。
文档编号B23P11/00GK103025454SQ201080068282
公开日2013年4月3日 申请日期2010年5月28日 优先权日2010年5月28日
发明者J.范德桑登, C.P.A.威瑟斯, V.汉斯, M.M.J.诺德曼 申请人:Skf公司