轴承装置和用于制造轴承装置的方法
【专利摘要】一种具有至少一个板状构件和至少一个滚动轴承的轴承装置和用于制造轴承装置的方法，滚动轴承容纳在轴承容纳部中，轴承容纳部有内柱体形的且通过第一直径描述的第一区段，滚动轴承的外圈位于第一区段内，第一区段轴向连接第二区段，从第二区段径向地凸出有至少一个由塑性挤压出的材料形成的止挡部，该止挡部轴向贴靠在外圈的端侧上，第二区段轴向连接内柱体形的第三区段，描述内柱体形的第三区段的直径大于第一区段的通过第一直径描述的内部尺寸，第二区段具有至少一个止挡部，止挡部由从内柱体形的第三区段塑性挤压出的材料形成，轴向止挡滚动轴承，第二区段在止挡部的周围在内部通过第二直径描述，第二直径大于第一直径并且等于第三区段的直径。
【专利说明】轴承装置和用于制造轴承装置的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有至少一个板状构件和至少一个滚动轴承的轴承装置，该滚动轴承容纳在轴承容纳部中，其中
[0002]-轴承容纳部具有内柱体形的并且通过第一直径来描述的第一区段，滚动轴承的外圈位于该第一区段内，
[0003]-第一区段轴向连接第二区段，其中从第二区段径向地凸出有至少一个由塑性地挤压出的材料形成的止挡部，该止挡部轴向贴靠在外圈的端侧上，
[0004]第二区段轴向连接内柱体形的第三区段，其中描述内柱体形的第三区段的直径大于第一区段的通过第一直径来描述的内部尺寸。
【背景技术】
[0005]DE10001575C2示出具有板状构件的轴承装置，在该轴承装置中，两个滚动轴承容纳在轴承容纳部中。轴承容纳部内柱体形地并且与板状构件单材料地(einmaterialig)构造。轴承容纳部在端部上以径向向内指向的止挡部来结束，位于轴承容纳部中的滚动轴承的外圈在该止挡部上轴向止挡。相应的容纳部的第一区段是用于滚动轴承外圈的内柱体形的支座。该支座轴向连接止挡部并且其直径匹配于外圈在支座中的配合或压合。轴承容纳部的相邻的第二区段由塑性成形的材料构成，该材料在周侧环绕地形成隆起部。该隆起部轴向严密地贴靠外圈的从止挡部远离指向的端侧。外圈并且因此还有滚动轴承通过止挡部并且通过隆起部沿两个轴向方向锁止在轴承容纳部中。
[0006]第二区段轴向连接轴承支座的第三区段，形成隆起部的材料的一部分从该第三区段中塑性地挤压出。第三区段内柱体形地构造并且具有第二直径。第二直径大于第一区段的第一直径。第三区段连接内柱体形的第四区段，形成隆起部的材料的另一部分从该第四区段中挤压出。第四区段的第三直径大于第二直径，第三区段通过该第二直径来描述。第四区段在板状构件的端侧上轴向地在沿径向方向任意延伸的表面处中止，并且在构件面中径向地延续。
[0007]从上述事实中可以推断出，第三区段和第四区段的内柱体形的轮廓通过从板状构件中挤压并且压缩材料来形成。这也可以借助在DE10001575C2中描述的用于制造轴承装置的方法来实施。据此，具有轴承容纳部的板状构件首先通过变形来产生。在其完成后构件以如下形状存在，在该形状中，相应的轴承容纳部贯穿至止挡部地、内柱体形地构造并且通过第一直径来描述。第一直径匹配于随后的外圈在轴承容纳部中的配合。在随后的方法步骤中，具有外圈的两个滚动轴承分别导入或压入轴承容纳部中，直到滚动轴承贴靠在轴承容纳部的相应的轴向止挡部上。在下一个方法步骤中，第四区段通过利用压印的变形来产生，其中第一区段放大到第四区段的第三直径。在此板状构件的材料的一部分沿外圈方向挤压且另一部分被压缩。利用另一方法步骤来制造第三区段，其方法是，材料的沿外圈方向挤压的该部分部分地与构件的其它材料沿外圈方向挤压并且在此产生隆起部。
[0008]DE10225747A1描述了具有滚动轴承的张紧辊或导向辊。滚动轴承以外圈位于构造成辊的滚圈的轴承容纳部中。滚圈借助拉深工艺或通过滚压制成。外圈在内柱体形的第一区段处以径向压合位于滚圈中。轴向锁止部在右边通过实心的第一凸肩形成，该第一凸肩在滚圈上构造为阶梯部。该阶梯部在径向上最窄的部位上设有小于内柱体形的第一区段直径的直径。在第一种情况下，第一区段的左边连接有第二区段，该第二区段的阶梯部在内部具有小于通过第一区段形成的用于外圈的轴承支座的直径。第二区段通过第二凸肩形成，该第二凸肩在内部通过如下直径来描述，即，该直径大于实心凸肩的阶梯部的直径但是小于第一区段的直径。外圈在其装配时被按压轴向通过第二区段的凸肩。第二凸肩在此径向弹性地弹回。当外圈位于第二区段内时，第二凸肩又被弹性地弹入并且形成用于外圈的轴向止挡部。这种第二凸肩鉴于具有轴承支座的第一区段的直径而通过变形技术形成咬边。咬边的径向尺寸必须一方面足够小，以便无损伤地按入轴承外圈，并且另一方面必须足够大，以便卡住轴向止挡部。因此对滚圈和外圈的尺寸精确度的要求是非常高的。允许的公差必须是非常小的并且制造成本会相应较高。在另一情况下，第一区段的左边连接有第二区段，该第二区段具有和在第一区段处的轴承支座相同的内直径。从第二区段凸出有由压制形成的轴向止挡部。第二区段的左边是第三区段，通过该第三区段，外圈被导入到滚圈中。第三区段的直径在内部大于轴承支座处的直径，并且相应地也大于第二区段的直径，从而在这两个区段之间构造成阶梯部。
【发明内容】
[0009]本发明的任务是创造一种轴承装置，其可简单地且低成本地制造。
[0010]该任务根据权利要求1所述的主题来解决。
[0011]本发明提出一种轴承装置，其具有板状构件和至少一个滚动轴承，该滚动轴承容纳在构件的轴承容纳部中。轴承板和轴承容纳部要么是单独的结构元件要么单材料地共同构造。单独的结构元件彼此形状锁合地和/或力锁合地和/或材料锁合地固定。此外，板状构件也可以由多个板状元件装配成。由板状构件和容纳部形成的轴承板优选是通过冲压、拉深和压制制成的与材料相关地形成的结构。此外本发明也设置如下轴承装置，其具有带有滚动轴承的其它轴承容纳部。此外，板状地构造的构件设有固定元件，其可以是用于固定螺栓或者外螺纹或内螺纹的简单的通孔。
[0012]轴承容纳部优选是空心柱体形的结构元件，但也可以在外部具有任意其它的轮廓。在内部，轴承容纳部具有内柱体形的和通过第一直径来描述的第一区段。第一直径匹配于滚动轴承的外圈在第一区段中的配合或压合。在轴承容纳部的端部侧构造有至少一个轴向止挡部，或者轴向止挡部施加到容纳部中。滚动轴承的外圈利用侧面，尤其利用端侧轴向地支撑并且沿轴向方向保持住。该至少一个止挡部可以由轴承容纳部的材料形成并且与轴承容纳部单材料地构造。该至少一个止挡部例如通过单独的、沿滚动轴承的旋转轴线的方向径向向内指向的止挡元件或者通过环绕的边缘部来形成。
[0013]在第一区段的背离该止挡部的端部上，第一区段轴向连接第二区段并且还进一步从该止挡部远离地连接第三区段。第三区段的径向的内尺寸大于第一区段的通过第一直径来描述的径向的内尺寸。
[0014]第二区段在其原始形状中，也就是说在将滚动轴承装配到外圈中之前，不可与第三区段的形状区分。两个区段内柱体形地构造并且具有共同的直径。第三区段的直径大于描述内柱体形的第一区段的直径。在装配滚动轴承之后，第二区段具有至少两个沿滚动轴承的旋转轴线方向径向凸出的止挡部或者具有构造成隆起部的止挡部。在止挡部的周围，第二区段在止挡部之间的周侧上内柱体状地保留有第二区段直径并且因此保留有第三区段直径。替选地，第二区段设有周侧上环绕的隆起部，其从第二区段的材料中凸出，并且也由从第三区段塑性地挤压出的材料形成。
[0015]第三区段从止挡部起在轴向上以首先内柱体形的形状连接第二区段，并且在板状构件的端面上，可能地在通过半径或棱角描述的面上，过渡到构件的端面中。止挡部部分地通过第三区段的从内柱体形的第三区段的表面塑性地挤压到第二区段中的材料来形成，所述止挡部中断第二区段的在其他部位上是内柱体形的面，并且径向向内凸出于该内柱体形的面。
[0016]本发明也设置一种轴承装置，在该轴承装置中，滚动轴承借助轴承容纳部固定在轴承板上，并且轴承板法兰安装到壳体上。轴承容纳部在此插在壳体的孔中，该孔优选内柱体形地构造。在轴承容纳部与孔之间构造有压配合，过渡配合或间隙配合。本发明的设计方案设置如下，即，在轴承容纳部与孔之间构造有环形空隙。这种装置的优点在于滚动轴承可简单地通过法兰安装到壳体上而安装到汽车变速器中。此外，滚动轴承通过这种悬挂尽可能地从壳体分离,从而通过轴施加到滚动轴承中的振荡不直接通过轴承支座传递到壳体上。
[0017]本发明设置一种用于制造根据权利要求1所述的轴承装置的方法，该方法的特征在于如下步骤:
[0018]-通过变形板材来制造具有轴承容纳部的轴承板，其中变形意味着冲压、拉深和压制。板状构件和轴承容纳部相应单件式地、单材料地构造。轴承容纳部直接通过将材料从板状构件中拉伸出而制成。在此首先拉深用于具有底部的轴承容纳部的、轴向突出的、盆状的突起部。底部为了制造止挡部而打孔，从而止挡部以径向环绕的并且指向轴承容纳部的对称轴线的边缘形式存在。第一区段、第二区段和第三区段被拉深且校准至预定的端部尺度上。在完成的拉深件上，第三区段和第二区段首先在视觉上不可区分，这是因为两个区段都是内柱体形的，并且具有相同的直径。
[0019]-将具有外圈的滚动轴承导入第一区段，直到外圈轴向地贴靠在第一止挡部上。概念导入也包括压入。
[0020]-将材料相对于滚动轴承的外圈的端侧地从第三区段的表面塑性地挤压到第二区段中，用于通过压制来制造随后从第二区段的表面凸出的、在周侧彼此相邻的第二止挡部。
[0021]替选地，本发明设置用于制造轴承装置的方法，其中板状构件和轴承容纳部首先彼此单独地制成。在此又可区分出两种方法。要么首先轴承板通过连接轴承容纳部与板状构件来制造并且此后轴承装置通过将滚动轴承安装到轴承容纳部中来制造，要么滚动轴承首先安装到轴承容纳部中并且然后板状构件与轴承容纳部连接。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1以沿着滚动轴承3的旋转轴线2的纵剖面图示出轴承装置I的实施例的局部。
[0023]图2示出轴承板4的整体视图。
[0024]图3示出沿着旋转轴线2穿过具有轴承容纳部8的轴承板4的纵剖面图。[0025]图4放大地示出图3的细节Z。
[0026]图4a明显放大地且未按比例地示出细节Y。
[0027]图4b明显放大地且未按比例示出图1的细节X。
[0028]图4c借助细节Y示出本发明的另一设计方案。
[0029]图5明显放大地且未按比例示出图1的细节X。
[0030]图6示出沿着图5的线V1-VI的剖面图。
【具体实施方式】
[0031]图1以沿着滚动轴承3的旋转轴线2的纵剖面图示出轴承装置I的实施例的局部。轴承装置I由实施为轴承板4的板状构件7和滚动轴承3形成。轴承板4位于壳体5中，并且应该借助未示出的螺栓固定在该壳体上，所述螺栓穿过法兰孔6。轴承板4利用板状构件7的区段平面地贴靠在壳体5上。轴承容纳部8轴向地沉入到壳体5中的孔9内。在此轴承容纳部8不接触孔9的内壁，替选地但是也可以接触孔9的内壁。在根据图1所示的轴承装置中构造有在轴承容纳部8与壳体5之间的空隙尺度SM。轴6利用轴承装置I支承在壳体5内，该轴位于滚动轴承3的内圈10内。滚动轴承3由内圈10、球体11、密封件12和外圈13形成。外圈13位于轴承容纳部8中。
[0032]图2示出轴承板4的整体视图。
[0033]图3示出沿着旋转轴线2穿过具有轴承容纳部8的轴承板4的纵剖面图。
[0034]图4放大地示出图3的细节Z。轴承板4单件式地、单材料地由板状的具有三个法兰孔6的构件7和轴承容纳部8形成。
[0035]轴承容纳部8是空心柱体形的构件，并且具有内柱体形地构造的且因此通过第一直径Dl描述的第一区段14，所述空心柱体形的构件轴向地从板状构件7中导出。该区段的轴向宽度相应于尺度A。在轴承容纳部8的端部侧构造有止挡部15，其边缘状环绕旋转轴线2地、径向地指向旋转轴线2。在图1中示出外圈13如何位于第一区段14中并且如何轴向贴靠在止挡部15上。
[0036]第一区段14在背离止挡部15的端部上轴向地连接内柱体形的第二区段16，该第二区段通过直径D2来描述。D2大于D1。这不仅由图4a、图4b和图4c得知而且由图5和图6得知。
[0037]图4a借助明显放大地且未按比例示出的细节Y示出:在根据本发明的方法的方法步骤中，三个区段14、16和16a如何借助工具成形到轴承容纳部8中。
[0038]图4和图4a:第二区段16轴向地连接旋转对称的第三区段16a，该第三区段的径向尺寸大于直径D1。第三区段16a在装配轴承装置后例如内锥形地或者喇叭形地，优选也内柱体形地构造。第三区段16a的最后提到的内柱体形的实施方案优选也通过直径D2来描述，所述直径D2和第二区段16的直径D2 —样大，并且大于第一区段14的直径D1。第三区段16a在板状构件7的端面18处中止。因为第二区段16和第三区段16a是内柱体形的，并且通过相同的直径D2来描述，所以这两个区段在将外圈装配到轴承容纳部之前在视觉上不可区分，并且他们整体上都在通过尺度B描述的区域中延伸。
[0039]图4b和图5明显放大地且未按比例示出图1的细节X。图6示出沿着图5的线V1-VI的剖面图。利用本发明的设计方案设置如下，借助至少一个从第二区段16径向突出的、由压制部20形成的止挡部17，滚动轴承3的外圈13轴向地锁止在轴承容纳部8中。当滚动轴承3的外圈13位于区段16中时，至少两个在周边方向上绕滚动轴承3的旋转轴线2而间隔开的止挡部17构造在第二区段16上，在图1和图4b中仅示出其中一个止挡部，止挡部在端侧贴靠在外圈13上并且在此沿旋转轴线2的方向径向凸出。止挡部17由如下材料形成，该材料通过压制从第三区段16a中塑性地挤压出。压制部20或者说止挡部17的体积相应于槽21的排空体积，所述槽21通过材料挤压而形成。第三区段16a在槽处的径向尺寸相应于尺度T (图5和图6)，并且大于第二区段16的直径D2和第一区段14的直径Dl。在其他情况下，第三区段16a的径向尺寸通过第二区段16的直径D2来描述，该直径D2描述了第二区段16沿周边方向在止挡部17之间的内柱体形区域。
[0040]图4c借助细节Y示出本发明的另一设计方案，根据该设计方案，外圈13利用仅一个径向凸出于第二区段16的止挡部17来轴向地锁止在轴承容纳部8中。止挡部17通过环绕的隆起状的压制部22形成。在该情况下，止挡部17由从第三区段16a中塑性地挤压出的材料形成，由此，第三区段16a的直径从D2 (在压制前)放大到直径D3 (在压制后)。
[0041]附图标记列表
[0042]I 轴承装置
[0043]2 旋转轴线
[0044]3 滚动轴承
[0045]4 轴承板
[0046]5 壳体
[0047]6 法兰孔
[0048]7 板状构件
[0049]8 轴承容纳部
[0050]9 孑 L
[0051]10 内圈
[0052]11 球体
[0053]12密封件
[0054]13 外圈
[0055]14第一区段
[0056]15止挡部
[0057]16第二区段
[0058]16a第三区段
[0059]17止挡部
[0060]18 端面
[0061]19 工具
[0062]20压制部
[0063]21 槽
[0064]22压制部
【权利要求】
1.一种具有至少一个板状构件(7)和至少一个滚动轴承(3)的轴承装置(I),所述滚动轴承容纳在轴承容纳部(8)中，其中 -轴承容纳部(8)具有内柱体形的并且通过第一直径(Dl)来描述的第一区段(14)，所述滚动轴承(3)的外圈(13)位于所述第一区段内， -所述第一区段(14)轴向连接第二区段(16)，其中从所述第二区段(16)径向地凸出有至少一个由塑性地挤压出的材料形成的止挡部(15)，所述止挡部轴向贴靠在所述外圈(18)的端侧上， -所述第二区段(16)轴向连接内柱体形的第三区段(16a)，其中描述内柱体形的所述第三区段的直径大于所述第一区段(14)的通过所述第一直径(Dl)来描述的内部尺寸， 其特征在于，所述第二区段(16)具有至少一个止挡部(17)，其中所述止挡部(17)由从内柱体形的所述第三区段(16a)塑性地挤压出的材料形成，轴向止挡滚动轴承(3)，并且，所述第二区段(16)在所述止挡部(17)的周围在内部通过第二直径(D2)来描述，其中所述直径(D2)大于所述直径(Dl)并且等于所述第三区段的直径。
2.根据权利要求1所述的轴承装置，其特征在于，所述第二区段(16)具有至少两个在绕所述滚动轴承(3)的旋转轴线(2)的周边方向上间隔开的所述止挡部(17)。
3.根据权利要求1所述的轴承装置，其特征在于，所述第三区段(16a)直接轴向邻近于所述止挡部(17)地设有槽状的凹部，由此所述第三区段(16a)在凹部中的径向尺寸(T)大于所述第二直径(D2)，并且在所述第三区段(16a)的其余的内柱体形区域中相应于所述第二直径(D2)。
4.根据权利要求1所述的轴承装置，其特征在于，所述第三区段(16a)的径向尺寸直接轴向邻近于所述止挡部(17)地通过第三直径(D3)来描述，所述第三直径大于所述第二直径(D2)。
5.根据权利要求1所述的轴承装置，其特征在于，所述第三区段(16a)轴向地在所述板状构件(7)的端面(18)处中止，其中所述第三区段(16a)的径向尺寸向着所述端面(18)增大，并且大于所述第二直径(D2)。
6.根据权利要求1所述的轴承装置，其特征在于，所述轴承容纳部(8)内柱体形地并且与所述板状构件(7)单材料地构造。
7.根据权利要求1或根据权利要求1的前序部分所述的轴承装置，所述轴承装置具有壳体(5)和所述壳体(5)中的孔(9)，其中所述轴承容纳部(8)插在所述孔(9)中，其特征在于，所述轴承装置(I)固定在所述板状构件(7)上并且利用所述至少一个容纳在所述轴承容纳部(8)中的滚动轴承(3)沉入到所述孔(9)中,其中在所述轴承容纳部(8)与所述孔(9)之间径向地且在周侧地构造有过渡配合或环形空隙(SM)。
8.用于制造根据权利要求1或7所述的轴承装置的方法，其特征在于具有如下步骤: -通过变形加工板材来制造具有轴承容纳部的轴承板，其中第一区段和第三区段以及第一止挡部被施加到所述轴承容纳部中，以及准备直接邻近于第一区段的第二区段，并且其中第一止挡部构造在所述第一区段的背离所述第三区段的侧上， -将具有外圈的滚动轴承导入所述第一区段，直到所述外圈轴向地贴靠在所述第一止挡部上， -将材料相对于所述滚动轴承的外圈的端侧地从所述第三区段的表面塑性地挤压出，用于制造具有至少一个第二止挡部的第二区段。
9.用于制造根据权利要求1或7所述的轴承装置的方法，其特征在于具有如下步骤: -制造轴承板， -通过变形加工来制造轴承容纳部，其中第一区段、直接邻近于所述第一区段的第二区段和第三区段以及第一止挡部被施加到所述轴承容纳部中，并且其中所述第一止挡部构造在所述第一区段的背离所述第三区段的侧上， -在所述轴承板中安装且固定所述轴承容纳部， -将具有外圈的滚动轴承导入所述第一区段，直到所述外圈轴向地贴靠在所述止挡部上， -将至少两个部位上的材料相对于所述滚动轴承的外圈的端侧地从所述第三区段的表面塑性地挤压到所述第二区段中，用于制造在所述第二区段中在周侧上彼此相邻的至少两个第二止挡部。
10.用于制造根据权利要求1、4或7所述的轴承装置的方法，其特征在于具有如下步骤: -制造轴承板， -通过变形加工来制造轴承容纳部，其中第一区段、第二区段和直接邻近于所述第一区段的第三区段以及第一止挡部被施加到所述轴承容纳部中，并且其中所述第一止挡部构造在所述第一区段的背离所述第三区段的侧上， -将具有外圈的滚动轴承导入所述第一区段，直到所述外圈轴向地贴靠在所述止挡部上， -将材料相对于所述滚动轴承的外圈的端侧地从所述第三区段的表面塑性地挤压到所述第二区段中，用于完成具有隆起状环绕地从所述第二区段凸出的第二止挡部的第二区段， -在所述轴承板中安装且固定所述轴承容纳部。
【文档编号】F16C33/00GK103836077SQ201310590474
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年11月20日 优先权日:2012年11月20日
【发明者】马丁·格罗舍尔 申请人:谢夫勒科技股份两合公司