專利名稱：滾動軸承的外套圈的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有兩套軸承滾珠的角接觸滾動軸承的卷繞(rolled)的外套圈。特 別地，本發(fā)明意在用于小型到中型汽車的車輪的輪轂中。
背景技術：
在過去已經(jīng)提出由薄壁金屬元件卷繞形成外套圈而制造滾動軸承的許多方法，其 中一個例子在專利文獻DE 2636903A1中提出。到目前為止，從行業(yè)的觀點來看，該技術沒 有產(chǎn)生令人滿意的結果，因為通過這樣的卷繞處理制成的軸承在實際的汽車行業(yè)的應用中 呈現(xiàn)出耐用性的不足的。當受到操作載荷時，太高百分比的這些軸承套圈呈現(xiàn)出破裂或者 斷裂，這樣，在實際中排除了從財務觀點來看是高度有利的設計的實際應用。在其它情形 中，套圈甚至在它們被卷繞時就斷裂。專利DE 924924C公開一種用于具有兩套軸承滾珠的滾動軸承的外套圈，其由薄 壁金屬元件的塑性變形制成。外套圈的整體形狀在權利要求1的前序部分限定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于軸承的外套圈，其中上述缺點被完全消除。該目的通過根據(jù)本發(fā)明具有在所附權利要求中限定的特征的軸承套圈實現(xiàn)。


本發(fā)明的許多優(yōu)選的但非限定性的實施例將參照附圖進行描述，在附圖中圖1是本發(fā)明的第一實施例的通過軸承套圈的部分軸向截面；圖2是通過包括如圖1所示的套圈的具有兩套軸承滾珠的角接觸軸承的部分軸向 截面；圖3是如圖1所示的套圈的一部分的放大視圖；以及圖4-7以示意圖的形式示出本發(fā)明的其它實施例。
具體實施例方式首先參照圖1和2，標號10是根據(jù)本發(fā)明的套圈的總的附圖標記。套圈10構成用 于機動車輛的車輪的輪轂的軸承的徑向外套圈，并包括帶外圓柱表面lla、12a的兩個管狀 圓柱側面部分11、12以及帶外表面13a的中心部分13，該外表面13a成形為具有徑向凹陷 到圓柱表面Ila和12a中的U形軸向截面的凹槽。套圈10具有關于與具有兩套軸承滾珠(圖2)的角接觸滾動軸承的旋轉軸重合的 中心軸χ軸對稱的結構，該軸承的套圈10構成形成用于各自的兩系列的滾珠24、25的外滾 道14、15的外套圈。套圈10還關于中心徑向中間平面P對稱。兩個滾道14、15由兩個各 自的環(huán)形表面的部分形成，所述兩個環(huán)形表面都具有不小于20°但不大于45°的角度的 相同的恒定曲率半徑。曲率半徑是在4毫米和6毫米之間。曲率中心標注有C(圖3)。滾珠24、25徑向地介于外套圈10和軸向方向相鄰的兩個各自的徑向內(nèi)套圈34、35之間。凹 陷的中心表面13a的軸向尺寸使得包圍與外滾道14、15徑向對齊的區(qū)域。當外套圈10布 置在機動車輛的懸架的圓柱殼體(未示出)中時，在殼體和套圈10的凹陷外表面13a之間 沒有明顯的接觸。與殼體的接觸限制到圓柱側表面Ila和12a。套圈10在圖1和3中示出為形成在滾動操作結尾。套圈10由薄壁管狀或者環(huán)形 片制成，其可以通過指示具有大約1毫米和大約6毫米之間的徑向厚度。套圈10由具有一 定碳含量(大約)的一類鋼制成以使得其適于在卷繞后通過單一淬火/回火周期經(jīng)受 通體加硬的熱處理。特別優(yōu)選的是“100Cr6”鋼，其能夠在淬火后具有高度精確的最終幾何 結構，具有適當?shù)囊苯饘傩浴，F(xiàn)參照圖3:χ是位于關于套圈10的末端軸對稱的軸上的點的橫坐標；w是套圈10的兩個相對軸向末端之間的距離；χ’是位于軸對稱的軸上的橫坐標χ的點的相對位置，限定為
,XX =一
WY是由套圈的中線M和軸平面之間的交叉標識的點，所述軸平面為通過旋轉中心 軸(或軸對稱的軸)的平面；t是沿著垂直于通過點Y的中線M的直線測量的套圈的厚度；XC’是滾道的曲率中心C的相對位置；T是套圈的厚度，其中X’ = xc，也就是在曲率中心C;t’是套圈10的相對厚度，限定為 ,tt' = 〒DI是套圈10在總相對位置X’中的內(nèi)徑；DMAX是套圈10的最大外徑；DI’是相對內(nèi)徑，限定為DF = DI
DMAX根據(jù)本發(fā)明的套圈的幾何結構現(xiàn)將利用上面標識的參數(shù)并在其兩個軸向末端之 一開始以其各個部分進行限定，所述各個部分在軸向方向彼此相隨，其中X橫坐標為零。a)對于 0 < χ，< 0. 020. 5 < t，< 0. 8在標注有“a”的第一軸向末端部分，套圈的外圓柱表面Ila和內(nèi)圓柱表面lib在 Ilc和Ild處圓錐倒角或者圓倒角，從而減小套圈在軸向向外方向的徑向厚度，這是由于以 下數(shù)個原因-為了便于將套圈插入到其殼體(未示出)中，所述殼體通過汽車的懸架形成；-為了便于軸承密封件的干涉配合以密封軸承外套圈和內(nèi)套圈之間的間隙；以及-為了優(yōu)化在向著套圈的軸向末端過渡的區(qū)域中的結構張力的分布。b)對于 0. 025 < χ，< 0. 140 0. 96 < t，< 1，其中 t，為常數(shù)。緊隨圓錐或者圓形部分IlcUld的是恒定截面的標注有“b”的管狀圓柱部分這 用以分布由套圈在其殼體內(nèi)的徑向干涉配合所致的應力。部分“b”通過干涉而優(yōu)化分布來自套圈的中心向外的接觸力。在整個部分“b”，套圈10施加大致恒定的徑向壓力在外部殼 體上。c)對于 0. 15 < χ，< 0. 1850. 93 < t，< 0. 90從套圈的內(nèi)圓柱表面lib延伸的是限制深度的圓周凹槽16，其提供在旋轉元件的 接觸力中并不涉及的外部恒定截面部分和在旋轉元件的接觸力中涉及的滾道截面之間的 集中的過渡區(qū)域。凹槽16提供用于密封件S(圖4)的軸向保持座。作為一種替代，凹槽16 可以提供用于具有向外延伸部A(圖5)的保持架G的導引。將該凹槽布置在這個位置產(chǎn)生 用于打磨滾道的砂輪的退出區(qū)域。d)對于 0. 20 < χ，< 0. 25 t，= 1緊隨凹槽16，套圈具有部分“d”，其比部分“b”更厚，因此更不易變形，以在殼體的 相應的更大區(qū)域分布由于通過軸承滾珠傳遞到套圈10的大部分徑向載荷產(chǎn)生的應力。e)對于 0. 26 < χ，< 0. 28 1. 01 < t，< 1. 04T套圈10的厚度在區(qū)域“e”(在此稱作“非接觸區(qū)域”)中最大以處理套圈10的圓 柱區(qū)域“d”和軸向中心區(qū)域之間的彎曲應力，所述圓柱區(qū)域“d”接觸殼體，所述軸向中心區(qū) 域徑向凹陷并形成中心U形凹槽，在那里套圈10并不接觸殼體。f)對于 0. 29 < χ，< 0. 40 0. 69 < t，< 0. 98在這個下一非接觸部分“f”中，在區(qū)域0.29 <x< 0.40中相對厚度t’隨著χ’ 增大而從t’ = 0. 98減小到t’ = 0. 69。這種形狀優(yōu)化在塑性變形過程中材料的流動以最 小化在成形工藝過程中的應力并防止在金屬材料進行卷繞時形成裂縫和裂口。g)對于 0. 40 < χ，< 0. 42 0. 81 > DI' > 0. 795在這個部分中，相對內(nèi)徑DI，隨著X’增大而在0.81和0.795之間的值中減小。h)對于 0. 42 < X，< 0. 475 0. 795 > t，> 0. 785在這個部分中，DI，隨著V增大而在0. 795和0. 785之間減小。在0.42<x，< 0.44附近，t，=0.89。在此，相對厚度達到其最大值0. 89，這樣 在包含滾道的彎曲部分和與套圈的兩個半部結合在一起的水平部分之間的過渡中產(chǎn)生更 強的區(qū)域，以使得經(jīng)受得起操作條件下的彎曲載荷。i)對于 0.475 <X，<0. 50，值 DI，為常數(shù)。由參數(shù)DI’關于在g)、h)和i)部分中的相對位置χ'的路徑限定的內(nèi)部輪廓是 為了優(yōu)化在轉動過程中潤滑劑在離心力下的流動以實現(xiàn)最好的潤滑狀態(tài)的目的。為了能夠結合在本發(fā)明的殼體和套圈之間，其提供冷卻劑(例如水)沿著外部中 心凹槽的充分流動的用于冷卻該套圈的系統(tǒng)，以及為了同時保證在單獨的結構中足夠的徑 向間隙以容納適于保持外套圈10在殼體H(參照圖6)中的壓縮彈簧B，套圈10驗證以下條 件式0.84 < D°M <0.86
DMAX其中DOM是對于χ，= 0. 5的外徑，此外，其中DGB是對于χ，= XC，的內(nèi)徑，
DIM是對于χ，= 0. 5的內(nèi)徑，條件式
權利要求
一種具有兩套軸承滾珠的角接觸滾動軸承的外套圈(10)，該外套圈通過從薄壁金屬元件開始的卷繞而獲得，其中，所述套圈具有兩個管狀圓柱側部分(11、12)，其具有適于容納在圓柱殼體(H)中的各自的外圓柱表面(11a、12a)，以及中心部分(13)，其具有呈U形軸向截面的凹槽形狀的外表面(13a)，關于所述圓柱表面(11a、12a)徑向凹陷，所述中心部分(13)形成用于兩個各套軸承滾珠的外滾道(14、15)，所述套圈(10)關于通過所述中心部分(13)的中心徑向中間平面(P)對稱，其特征在于，所述套圈(10)由具有大約1％的碳含量的一類鋼制成，并且限定x是位于軸對稱的軸上的點的稱作套圈(10)的末端的橫坐標；w是套圈(10)的兩個相對軸向末端之間的距離；x’是具有位于軸對稱的軸上的橫坐標X的點的相對位置，限定為Y是套圈的中線(M)和軸平面之間的交叉點；t是沿著垂直于通過點y的中線(M)的直線測量的套圈的厚度；xc’是滾道(14、15)的曲率中心(C)的相對位置；T是套圈在曲率中心(C)的水平處的厚度；是套圈(10)的相對厚度；所述套圈依次提供其中相對厚度如下變化的長度對于0.025＜x’＜0.1400.96＜t’＜1，其中t’為常數(shù)；對于0.20＜x’＜0.25t’＝1；對于0.26＜x’＜0.281.01＜t’＜1.04T；對于0.29＜x’＜0.400.98＞t’＞0.69T；對于0.40＜x’＜0.420.81＞DI’＞0.795；對于0.42＜X’＜0.4750.795＞t’＞0.785。FSA00000202479100011.tif,FSA00000202479100012.tif
2.如權利要求1所述的軸承套圈，其特征在于，在0.42<x’<0.44附近，t'=0.89。
3.如權利要求1或2所述的軸承套圈，其特征在于，對于0.472<x’<0. 50，套圈(10) 的內(nèi)徑的值DI’恒定。
4.如前述任一權利要求所述的軸承套圈，其特征在于，限定深度的圓周向凹槽(16)從 所述套圈的內(nèi)圓柱表面(lib)延伸，由此在0. 15 < x，< 0. 185的部分，0. 93 < t，< 0. 90。
5.如前述任一權利要求所述的軸承套圈，其特征在于，它符合以下條件式0.84 <^^<0.86 DMAX其中
6.如前述任一權利要求所述的軸承套圈，其特征在于，它符合以下條件式
全文摘要
一種用于具有兩套軸承滾珠的角接觸滾動軸承的外套圈(10)，通過卷繞薄壁金屬元件而獲得。該套圈具有帶適于容納在圓柱殼體(H)中的各自的外圓柱表面(11a、12a)的兩個管狀的圓柱側部分(11、12)和帶在圓柱表面(11a、12a)中形成徑向凹陷的U形軸向截面的凹槽形式的外表面(13a)的中心部分(13)。一種套圈(10)，關于通過中心部分(13)的中心徑向中間平面(P)對稱，并由具有大約1％碳含量的鋼制成。該套圈包括一系列的固定或者可變厚度的部分，其賦予套圈良好的耐用性。
文檔編號F16C33/58GK101963192SQ20101023447
公開日2011年2月2日 申請日期2010年7月20日 優(yōu)先權日2009年7月21日
發(fā)明者斯蒂法諾·理喬德, 葆羅·雷 申請人:Skf公司