[发明专利]用于在轮毂的内圈上形成前齿的改进的设备和方法

说明书

设备(30)包括刚性的板(15)，该刚性的板(15)设置有多个刀具(20)，多个刀具(20)被构造为依次压靠轮毂(1)的内圈(3)的型锻环形挡环(10)，该挡环形成有第一径向轮廓(9)；刀具(20)在轴向上滑动穿过板(15)并朝向板的抵接挡环(10)搁置的第一面(11)滑动；其中，板的第一面在刀具的区域中设置有凹形的环形座(15)，该凹形的环形座(15)具有第二径向轮廓(16)，该第二径向轮廓(16)被构造为至少部分地复制挡环的第一径向轮廓(9)，环形座(15)被构造为在压靠挡环的步骤期间由刀具(20)穿过并且容纳形成挡环(10)的金属材料的任何径向流。

技术领域

本发明涉及用于通过塑性变形在轮毂的内圈上形成前齿的改进的设备和相关联的方法。

特别地，本发明可适用于轮毂，轮毂的内圈包括短轴(stub axle)和“插件”环(insert ring)，短轴设置有用于第一列滚动体的第一滚道，“插件”环设置有用于第二列滚动体的第二滚道，其中，插件环通过由短轴的已经塑性变形的端部部分限定的型锻挡环(swaged collar)而在轴向上被锁定在短轴上。

背景技术

在上述类型的轮毂中，所述前齿的目的是将轮毂的内圈与等速万向节(/等速接头)(constant-velocity joint)的外圈的对应的前齿端对端地联接，以确保将扭矩从等速万向节传递到轮毂的内圈，轮毂通过其凸缘端部承载车辆的车轮。在US-A-4893960中描述了这种类型的联接，其也教导了如何在轮毂的内圈上形成前齿。特别地，通过包括型锻挡环的截头圆锥形元件和在轴向上可滑动地安装在截头圆锥形元件的外部并且在仍在变形的挡环上压出齿的前面带齿的管状元件的工具，在形成型锻挡环的同时使用所谓的“摆碾成形(orbital forming)”方法形成前齿。在径向上位于带齿管状元件外部的元件(可以形成同一工具的一部分或形成第二单独工具)控制挡环在径向上朝向外部的变形。

诸如在US-A-4893960中描述的成形方法虽然令人满意，但需要使用相对复杂的工具，特别是不能确保形成具有齿形轮廓高度均匀的特征的齿，考虑到必须传递的扭矩越来越高，这是绝对必要的。

上述问题已经通过使用用于前齿的压制的多个刀具来解决，所述多个刀具依次压在型锻挡环上，每个刀具彼此独立地移动，使得可以通过塑性变形获得前齿，其中齿的轮廓保持大体上均匀，同时确保如此获得的齿具有较大的尺寸精度。

然而，在轮毂和等速万向节的组装期间，可能发生一个齿与另一个齿之间的不正确配合，这意味着两个组件的齿没有正确地接合在一起。这归因于以下事实：根据设计规格，通过在轮毂上摆碾成形而不是完全倒圆而获得的齿的尖端在成形过程中倾向于变平。这阻碍在使用期间等速万向节的对应齿在轮毂的前齿的齿之间的槽中的一个槽内执行正确的接合，所述槽限定所述前齿的底部。

随后，由于接纳轮毂/等速万向节单元的车辆的重量或者在扭矩从等速万向节第一次传递到车轮期间，已经不正确地组装的轮毂/等速万向节单元的齿自然地接合到正确的位置，但是，这导致了用于将两个组件锁定在一起的中心螺丝或螺母立即失去在组装期间施加的紧固力，并且即使仍然确保扭矩传递，也可能在轮毂和等速万向节的两组接合齿之间形成正面游隙(frontal play)。

由于中心螺丝的紧固力至少部分地减小，因此这导致沿着轴的哨声噪声(whistling noise)，因为每当传递较高的扭矩时，齿从正确接合的位置跳出。

在受这种情况影响的车辆中，在2WD(两轮驱动)(two wheel drive)车辆的情况下，由于车轴差速器的机械结构，即使一侧没有牵引力也会阻止整个车辆的牵引，因此齿逐渐磨损而牵引力完全丧失。在AWD车辆中，其中四个驱动轮不总是接合，因此存在车辆的牵引力的部分损失。

在这两种情况下，如果驾驶员没有检测到车轴上的动力损失，则可能出现齿轮的逐渐劣化，因为无牵引车轴仍然产生似乎合理的ABS信号而使车辆的控制单元不会及时检测到异常状况。

发明内容