專利名稱：用于形成連接件的方法以及連接件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于形成連接件的接觸面和相對接觸面的方法，該連接件由至少兩個構件組成，用于將壓力負載從第一構件傳遞向至少一個第二構件。本發(fā)明還涉及一種采用本發(fā)明的方法形成的連接件，該連接件由兩個構件組成，用于將壓力負載從第一構件傳遞向第二構件，其中第一構件的接觸面與第二構件的相對接觸面鄰接。
背景技術：
本發(fā)明這種類型的連接件特別適用于將力(例如支撐力)或者力矩特別是扭矩從第一構件傳遞向第二構件。一個可行的實施例是軸-輪轂連接，輪轂以壓座或收縮座固定在軸上。根據(jù)另一實施例，其中一個構件是施壓構件，例如壓力塞、旋壓螺母或者中壓缸的活塞桿，另一個構件是支撐元件，例如是框或者類似構件，與所施加的壓力反作用。在軋機架中，第一構件例如可以形成為軋機架支柱，第二構件例如可以形成為被支撐在軋機架支柱上的具有絲杠的螺母。
特別在軸-輪轂連接的情況中，從實際損害狀況和實驗測試結果可知，壓力連接上的張力和壓力分布具有很高的應力峰值且特別是壓力連接的端面附近的壓力遠遠高于分離面的中間區(qū)域。這些壓力會導致構件在邊緣區(qū)出現(xiàn)損壞，從而導致塑性變形和出現(xiàn)裂縫，在嚴重情況下會出現(xiàn)永久性損壞。這些破壞性應力峰值是由于較小的制造上的失誤和工作負載下的彈性變形造成的。在Franz G.Kollmann的手冊“Welle-Nabe-Verbindung Gestaltung Auslegung Auswahl”(軸-輪轂連接、結構、設計和選擇，Springer Verlag 1984，p.50-59和72-80)中談到這些接合壓力中的局部的有限偏差和邊緣上的額外應力峰值，并用多個軸-輪轂連接的實施例說明形成方法對接合壓力的影響。這本手冊的對形成方法的指南非常多。除了建議注意根據(jù)DIN標準的峰-谷高度和形狀和位置容限外，還有一個建議涉及設計具有預設漸變半徑的軸肩。但是，這個對形成方法的建議也不是很有效。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的是避免現(xiàn)有連接件的上述缺點和提供一種用于形成連接件的接觸面和相對接觸面的方法，其中，壓力負載能夠保持基本不變，特別是能夠很大程度上避免接觸面的邊緣區(qū)域上的應力峰值。本發(fā)明的又一目的是大幅提高連接件的疲勞強度和有效避免永久性損壞。
根據(jù)開始提到的那種類型的方法，該目的通過如下方式實現(xiàn)第一構件的幾何支撐面和第二構件的幾何支撐面的重疊區(qū)域在幾何層面上設定為第一構件的接觸面和第二構件的相對接觸面，接觸面和相對接觸面完全互相重疊，并且從所設定的接觸面和相對接觸面的邊緣開始，形成凹槽，第一和第二構件的支撐面上的那些接觸面和相對接觸面以外的區(qū)域與接觸面和相對接觸面具有空間上的偏離。
第一和第二構件的支撐面理解為表示將被互相擠壓的兩個構件的無邊緣連續(xù)的平面或空間曲面，所述的面包含在根據(jù)本發(fā)明的方法形成或限定之前的第一構件的接觸面和第二構件的相對接觸面。每個支撐面的部分區(qū)域的幾何形狀可以對應于接觸面，其中兩個支撐面之一也可以完全對應于所限定的接觸面。相對的支撐面的重疊區(qū)域內的兩個平坦或曲狀接觸面的界定決定了那些在后來必須確保力或轉矩的傳遞的面。通過以優(yōu)選方式形成的凹槽，每個接觸面被相對于支撐面的延伸出部分而界定。在接觸面和相對接觸面的所有邊界(邊緣)制作凹槽，即形成凹槽面，從而確保應力峰值大幅降低或甚至避免。
與接觸面和相對接觸面連接的凹槽形成為凹槽面，其在接觸面和相對接觸面的切線上分別與接觸面和相對接觸面近似正交并且以及對于其他支撐面形成為切口。在此的切口理解為是倒圓。凹槽面完全界定了相對于兩個構件的其他表面的接觸面和相對接觸面，并且圍繞接觸面或相對接觸面形成封閉的環(huán)形區(qū)。由于凹槽面的切線與相關接觸面基本正交，所以連接接觸面和相對接觸面的兩個凹槽面形成一個空間彎曲的凹槽面。由于存在與接觸面正交的起始于接觸邊緣的凹槽面，在接觸邊緣上一直存在的高應力集中問題得到解決，并減輕為凹槽面的切口應力問題，這能夠通過一般計算軟件得到優(yōu)化。
凹槽或凹槽面可以設計為其輪廓的剖面近似為橢圓或橢圓拱的一部分。與基于固定倒圓半徑的凹槽面相比，我們建議凹槽面的剖面曲線的半徑逐步減小然后再增大，從而同樣實現(xiàn)使構件的應力峰值達到最小。
考慮到制造時的經(jīng)濟問題，凹槽面的一般切口形狀可以采用最新優(yōu)化軟件通過一系列弧線和直線近似形成。
在由三個構件組成的連接件中，其中力或力矩傳遞發(fā)生在第一構件與另兩個構件之間且三個構件被組裝成沿直的或彎曲的接觸線互相接觸，這樣在構件中特別是在這個接觸線的外圍區(qū)域會出現(xiàn)高壓力和抗壓力峰值。在這些狀況下，如果沿共同的接觸線形成凹槽面，則能夠大幅平衡應力性能，其中如果接觸線是曲線時則形成封閉的環(huán)狀空間，如果是直線則形成凹槽通道，其剖面是封閉的且在縱向上圍繞接觸線。
另一個在接觸面和相對接觸面上平衡相接合構件上的負載的方法是在接觸面或相對接觸面中的至少一個上設有弧面。根據(jù)負載情況和需要，弧面延伸至整個接觸面或相對接觸面或者延伸至這兩個接觸面之一的部分區(qū)域。
如果接觸面或相對接觸面的弧面的輪廓形成為其至少一個剖面至少具有部分凸起和漸變曲線，則在接觸面或相對接觸面上的弧面可以采用其他有利于應力平衡的設計。
用于有效改善應力分布的另一可行設計是使接觸面或相對接觸面的弧面的輪廓的至少一個剖面由至少兩個漸變曲線段形成，其中至少一個曲線段設為凸起曲線外形，漸變性設置在與過渡點相鄰的曲線段上。在本實施例的開發(fā)中，接觸面或相對接觸面的弧面的輪廓由三個曲線段形成，中間曲線段由直線形成以及相鄰曲線段由凸起曲線形成。
同樣，為了達到均勻應力分布，可以將接觸面或相對接觸面的弧面的輪廓的至少一個剖面形成為具有雙凸起且優(yōu)選為對稱外形的曲線。
為了傳遞轉矩，具有接觸面的第一構件和具有相對接觸面的第二構件形成收縮接合。這優(yōu)選應用于軸-輪轂連接，其中第一構件為可驅動軸，第二構件為轉矩傳遞元件，例如齒輪、摩擦輪、驅動輪等。
在滾軋技術的特殊應用上，第一構件為具有設置在其十字頭中間的盲孔的軋機架支柱，第二構件為被軸向地支撐在盲孔上的具有絲杠的旋壓螺母。
采用根據(jù)本發(fā)明的方法，本發(fā)明包括由至少兩個構件組成的連接件，用于將壓力負載從第一構件傳遞向至少第二構件，第一構件設有與第二構件的相對接觸面相鄰接的接觸面。這種連接件的特征在于接觸面和相對接觸面完全互相重疊并且從接觸面和相對接觸面的所有邊緣開始設有凹槽或凹槽面。優(yōu)選地，接觸面或相對接觸面中的至少一個具有弧面，其延伸至接觸面之一的整個區(qū)域或者延伸至接觸面的至少一部分區(qū)域。兩個構件的接觸表面上的弧面與在工作狀態(tài)下被互相擠壓處于相對位置上的所述接觸面是同樣可行的。
接觸面和相對接觸面上的凹槽形成為凹槽面，其在接觸面和相對接觸面上的切線分別與接觸面和相對接觸面近似正交以及在空間彎曲的凹槽面的情況下形成為切口。這些切口設有特殊的輪廓，以確保使應力峰值達到最小。因此，凹槽或凹槽面的輪廓的一個剖面由橢圓或橢圓拱的一部分近似組成。
在由三個構件組成的連接件中，其中構件沿共同的接觸線互相接觸，設有凹槽面或凹槽通道，凹槽面形成封閉的環(huán)狀空間，凹槽通道的剖面是封閉的且在其縱向上圍繞接觸線。環(huán)狀空間的剖面輪廓或者具有封閉剖面的凹槽通道的剖面輪廓由曲線形成。
接觸面或相對接觸面的弧面的輪廓形成為其至少一個剖面至少具有部分凸起和漸變曲線?；蛘呓佑|面或相對接觸面的弧面的輪廓的至少一個剖面可以由至少兩個漸變曲線段形成，其中至少一個曲線段設為凸起曲線外形，漸變性設置在與過渡點相鄰的曲線段上。此外，接觸面或相對接觸面的弧面的輪廓還可以由三個曲線段形成，中間曲線段由直線形成以及相鄰曲線段由凸起曲線形成。另一可行實施例是將接觸面或相對接觸面的弧面的輪廓的至少一個剖面形成為具有雙凸起且優(yōu)選為對稱外形的曲線。
所建議的連接件可以被用在各種技術領域。
根據(jù)可以用于基本元件軸-輪轂連接一組可行應用，第一構件為可驅動軸，其例如與馬達連接，第二構件為傳遞轉矩的元件，例如齒輪、摩擦輪、驅動輪等。在這種情況中，具有接觸面的第一構件和具有相對接觸面的第二構件形成收縮接合。
另外一組優(yōu)選應用涉及壓力塞的接觸面和支撐元件的反作用支撐面的設計。一個優(yōu)選的具體實施例涉及軋機架的基本結構。具體地說，第一構件為具有設置在其十字頭中間的盲孔的軋機架支柱，第二構件為被軸向地支撐在盲孔中的具有絲杠的旋壓螺母。


其他優(yōu)點和特征在下面對非限制性的示例性實施例的說明中給出，附圖中給出參考。在附圖中圖1a是具有設定的接觸面和相對接觸面的連接件的一般示圖。
圖1b是根據(jù)本發(fā)明形成圖1a的接觸面和相對接觸面的形成方法的示圖。
圖1c是根據(jù)本發(fā)明形成圖1a的接觸面和相對接觸面的又一形成方法的示圖。
圖2a是軸-輪轂連接的基本設計的第一實施例的示圖。
圖2b是圖2a中的軸-輪轂連接的第一實施例的示圖，其采用根據(jù)本發(fā)明形成接觸面和相對接觸面的形成方法。
圖3a是軸-輪轂連接的基本設計的第二實施例的示圖。
圖3b是圖3a中的軸-輪轂連接的第二實施例的示圖，其采用根據(jù)本發(fā)明形成接觸面和相對接觸面的形成方法。
圖4a是軸-輪轂連接的基本設計的第三實施例的示圖。
圖4b是圖4a中的軸-輪轂連接的第三實施例的示圖，其采用根據(jù)本發(fā)明形成接觸面和相對接觸面的形成方法。
圖5a是在盲孔中設置旋壓螺母的基本設計的第四實施例的示圖。
圖5b是圖5a中的在盲孔中設置旋壓螺母的基本設計的第四實施例的示圖，其采用根據(jù)本發(fā)明形成接觸面和相對接觸面的形成方法。
圖5c是根據(jù)本發(fā)明形成接觸面和相對接觸面的邊緣的放大圖。
圖6a是具有兩個螺旋嚙合齒輪的軸-輪轂連接的基本設計的第五實施例的示圖，其中兩個齒輪設置在軸上，端側接觸。
圖6b是具有兩個螺旋嚙合齒輪的軸-輪轂連接的第五實施例的示圖，其采用根據(jù)本發(fā)明形成接觸面和相對接觸面的形成方法，其中兩個齒輪設置在軸上，端側接觸。
圖7a是具有三個互相接觸的力傳遞構件的第六實施例的示圖。
圖7b是沿圖7a中的線A-A的構件的第六實施例的剖面圖，其采用根據(jù)本發(fā)明的形成方法。
圖7c是沿圖7a中的線B-B的構件的第六實施例的剖面圖，其采用根據(jù)本發(fā)明的形成方法。
圖8a是滾軋驅動器的可軸向拆卸的連接的第七實施例的示圖。
圖8b是在滾軋驅動器中帶有可拆卸連接的第七實施例的部分示圖，其采用根據(jù)本發(fā)明的形成方法。
圖8c是在改變負載方向的情況下根據(jù)第七實施例的內板的示圖。
具體實施例方式
在圖1a中，未詳細繪出的連接件的第一構件1和第二構件2顯示為抽象的平行六面體，兩個構件之間有垂直距離。第一構件1的支撐面3和第二構件2的支撐面4互相相對，從垂直方向看這兩個支撐面在重疊區(qū)域5互相重疊。這個重疊區(qū)域定義為第一構件1上的接觸面6和第二構件2上的相對應的相對接觸面7，如粗線所示，其中這個接觸面和相對接觸面在后來的工作狀態(tài)中在垂直力F的作用下被互相擠壓，被應當使得接觸面上以及這個接觸面的外圍區(qū)域上的應力分布盡可能均勻地分布在這兩個共同作用的構件上，特別是避免了接觸面邊緣區(qū)域出現(xiàn)應力峰值，當如圖1a所示，構件被互相擠壓時，如果沒有額外的構造措施，則在操作中一定會出現(xiàn)這種應力峰值。
如圖1b所示，通過形成凹槽或凹槽面8，在第一步驟實現(xiàn)了在構件1上的接觸面6和在構件2上的相對接觸面7的應力優(yōu)化的構造，通過這種方式，在支撐面3和支撐面4的接合區(qū)限定了接觸面6和相對接觸面7。凹槽面8起始于接觸面6和7且與它們近似正交，并且以槽的形式延伸至支撐面3和4。如果接觸面3和4終止于構件之一的側壁9，則無需形成特定的凹槽面。但是，如圖1c所示，接觸面6和相對接觸面7可能尺寸較小，在接觸面和相對接觸面上各自形成外圍凹槽面8。
對互相重疊的接合接觸面和相對接觸面的綜合考慮是設置一條共同邊緣接觸線以及從這條共同邊緣接觸線開始在每個面上設置凹槽面，當沿邊緣接觸線有一條軸和接觸面中有一條軸時，凹槽面可以用直線示出且由笛卡爾坐標系統(tǒng)上的垂直線表示。
接合構件的凹槽面通過最新的優(yōu)化軟件確定且在制造時通過一系列橢圓拱和直線近似形成。在這種情況下，凹槽面的設計與每個構件分開且考慮局部的應力狀況。
如圖1b所示的相對接觸面7設計成在X方向和Y方向上具有弧面24，弧面中間為平坦區(qū)，在相對接觸面的邊緣下斜，如圖中細線所示。這種措施大幅降低了周邊區(qū)域的應力峰值。
圖2a-4b和6a及6b示出了根據(jù)本發(fā)明形成軸-輪轂連接的形成方法的優(yōu)選實施例。軸相當于連接件的第一構件1且輪轂相當于第二構件2。軸和輪轂通過收縮接合連接且特別適用于傳遞轉矩。圖中詳細示出了本發(fā)明的接觸面和相對接觸面的構成，但決不是對可行的連接的限制性選擇。
根據(jù)圖2a所示的設計，由輪轂形成的構件2嵌在由軸形成的構件1上，在縱向上輪轂的部分長度與軸連接。輪轂的圓形內壁形成構件2的支撐面3且軸的圓形表面形成構件1的支撐面4。在兩個支撐面3和4的重疊區(qū)域，設定了構件1的接合接觸面6和構件2的相對接觸面7，且這些設定的面必須完全互相重疊。
圖2b示出了起始于接觸面6和相對接觸面7的邊緣的凹槽面的形成方法。根據(jù)本發(fā)明，起始于這兩個接觸面的邊緣的凹槽面設定成與這些面正交且以拱形形狀回縮至各自的支撐面2和3。因此，起始于邊緣10的凹槽面8a形成為凹入軸(構件1)的凹槽且起始于邊緣11的凹槽面8b形成為凹入輪轂(構件2)的凹槽。與第一和第二構件的接觸面和相對接觸面接合的垂直端面無需要求在接觸面和相對接觸面上形成特定的凹槽。
圖3a所示的設計示出了軸-輪轂連接，其中，圓柱構件2(輪轂)被嵌在圓柱構件1(軸)上，且構件2被固定在軸肩上，與具有較大直徑的部分上的末端壁對準。在此，必須在構件1所設定的接觸面6的相鄰處設置凹槽面8a，以凹槽的形式伸入構件1。端側12和13與接觸面6和相對接觸面7正交，與這些接觸面的相應邊緣鄰接，因此在此不需要特定的凹槽。但是，在軸肩上提供倒圓，對應于傳統(tǒng)的設計方案。
圖4a所示的設計也示出了軸-輪轂連接，其中分級軸作為構件1，輪轂作為構件2，輪轂嵌在具有較小直徑的軸頸上且與軸的端面14鄰接。本實施例要求軸肩區(qū)域上的接觸面和相對接觸面有特殊的固定，因此，由于輪轂與軸的端面14鄰接，該區(qū)域的應力特性受到一定程度的影響，這在圖4b中示出。為了在軸肩區(qū)域提供設置凹槽面的空間，接觸面6和相對接觸面7首先與端面14距離一定的距離。從軸的接觸面6的邊緣開始，環(huán)形凹槽面8a和8b形成為伸入軸的翻轉槽或凹槽，凹槽面8a彎曲至端面14。起始于相對接觸面7的凹槽面8c為弧形且終止于輪轂的端面15?？傊陉P鍵邊緣區(qū)形成環(huán)形自由空間。
圖5a所示的設計示出了滾軋技術的一個實施例，其關于軋機架，特別是關于軋機架支柱16的十字頭與旋壓螺母17的接觸區(qū)，旋壓螺母17被支撐在軋機架支柱的盲孔18內。在盲孔和旋壓螺母的接觸區(qū)中，滾軋力通過絲杠和旋壓螺母傳遞入滾軋架支柱。在負載傳遞過程中，一般會局部產(chǎn)生高壓和抗壓區(qū)。由于接觸區(qū)的形成方法得到改善，兩個區(qū)域都能夠在低水平實現(xiàn)較大程度均勻的相匹配應力，從而達到最高程度對抗永久性破壞的能力。在傳統(tǒng)的結構中，如圖5a所示，在邊緣19和20的外圍區(qū)域以及在旋壓螺母17和軋機架支柱16的十字頭中會產(chǎn)生大的相匹配應力峰值(在盲孔的底部)，導致負載永久性損壞。
在圖5b和5c中放大示出，在相對的支撐面3和4上，在旋壓螺母17和軋機架支柱16的十字頭上限定接觸面6和相對接觸面7，它們提供了足夠的空間用于形成凹槽面8a、8b和8c?；拘D對稱的旋壓螺母17設置在盲孔的接觸區(qū)中，外圍環(huán)形凹槽面8a起始于端側相對接觸面7、與其正交并且向側壁21彎曲。凹槽面8a的輪廓對應于倒圓半徑r。在軋機架支柱的通孔區(qū)域中的旋壓螺母上同樣地形成凹槽面8c。
由于接觸面6和相對接觸面7完全互相重疊，十字頭中的凹槽面8b起始于接觸面6，從而與凹槽面8a(邊緣22)直接相連。凹槽面8b至少沿著邊緣弧形地延伸至邊緣23，再次與凹槽面8a相連，并且接觸面6與邊緣正交。凹槽面8b通過橢圓拱的一部分形成，其中第一區(qū)域的曲率半徑為r1，第二區(qū)域的曲率半徑為r2。通過這種特殊的形成方式，相匹配應力的峰值特別是抗應力峰值得到大幅降低且與根據(jù)圖5a的例子相比得到最佳的平衡。
圖6a所示的設計示出了作為構件1而構成的具有支撐面3的軸以及具有支撐面4a和4b的兩個徑向收縮在其上的齒輪作為構件2a和2b，兩個齒輪設置成在端側互相緊靠。在該例子中存在3體接觸，其中三個構件1、2a和2b以其支撐面3、4a和4b沿著接觸線L接合，由于各構件的互相支撐，在該區(qū)域的應力特性特別受影響。在接合面的輪轂邊緣上出現(xiàn)了異常大的應力集中。因此，從形成奇點的接觸線L開始，特別需要在構件1上設置接觸面6a和6b和在構件2a和2b上設置相對接觸面7a和7b以及在三個構件上設置必需的凹槽面。這些凹槽在圖6b中詳細示出。從成對地互相重疊的接觸面6a和7a以及6b和7b的邊緣10和11開始，形成凹槽面8a、8b、8c和8d，這些凹槽面在邊緣10和11與接觸面正交并形成封閉的環(huán)形空間16且包含奇點L。與根據(jù)圖2b、3b或4b的示例性實施例類似，在由齒輪形成的構件2a和2b的兩個外末端面與軸的接觸線上形成凹槽8e和8f。
如圖7a所示的設計示出了采用第六實施例的三個構件1、2a、2b的組合，兩個構件2a和2b以其支撐面4a和4b被支撐在構件1的支撐面3上。構件2a和2b以各自的另一側面互相接觸。作用力F與構件的支撐面正交。在該例子中同樣有3體接觸，其中三個構件以其支撐面沿著接觸線L接合，由于各構件的互相支撐，在該區(qū)域的應力特性特別受影響。因此，從形成奇點的接觸線L開始，特別需要固定設置在構件1上的接觸面6a和6b和在構件2a和2b上的相對接觸面7a和7b以及在三個構件上必需的凹槽面。這些凹槽在圖7b和7c中部分詳細示出。圖7b是沿圖7a中的剖面線A-A的剖面圖和圖7c是沿圖7a中的剖面線B-B的剖面圖。從成對地互相重疊的接觸面6a和7a以及6b和7b的邊緣10和11(圖7b)開始，形成凹槽面8a、8b、8c和8d，這些凹槽面在邊緣10和11與接觸面正交、形成剖面閉合的凹槽通道31并包圍奇點L。此外，從邊緣25、26、27、28、29和30開始，設置凹槽面，其在構件1中形成封閉的槽形凹槽，圖中示出凹槽面8e、8f、8g和8h。所有未示出的凹槽面的設計相同。
如圖8a所示的設計以剖面圖的方式示出了用于滾軋工作的滾軋驅動器，驅動軸具有扁轉動軸41，其伸入端側設有兩個內板43和44的圓柱匹配器42的中心槽中。扁轉動軸41的內壁45及46與內板的支撐面47及48之間設置了細縫s，用于使驅動系統(tǒng)的構件輕松地軸向組裝和拆卸。當施加驅動力矩和在負載下時，內板之間的扁轉動軸發(fā)生傾斜，在內板的支撐面47和48上的扁轉動軸的縱向邊緣50和51出現(xiàn)線接觸或點接觸，從而在構件的這個接觸區(qū)出現(xiàn)高的表面壓力和應力峰值。細縫s避免了扁轉動軸的內壁45和46平面地鄰接兩個內板的支撐面47和48。
為了優(yōu)化應力特性，平衡連接件的表面壓力，如圖8b所示，必須使圓柱匹配器42上的接觸面52與內板43上的對應相對接觸面53互相協(xié)調，從而使這些面互相重疊，還必須固定設置具有優(yōu)化輪廓的起始于邊緣10的凹槽面8a和8b。這些面的設置已在前面的示例性實施例中描述過。內板43的支撐面47設置成從垂直方向傾斜角度∈，這補償了連接件在未加負載情況下在內板43與內壁45之間預設的細縫s，并確保內壁平面地鄰接內板的支撐面。此外，如前面的示例性實施例，內板43的支撐面47與內壁45的表面互相協(xié)調，以互相重疊，并且具有優(yōu)化輪廓的起始于邊緣11的相應的凹槽面8c。
在改變旋轉方向進而改變負載方向的情況下，設置如圖8c所示的內板。
在根據(jù)本發(fā)明的構件的連接的結構中，對于兩個構件或三個構件的接合，接觸面和相對接觸面是否形成為平面或空間曲面(優(yōu)選圓柱面)或者幾何形狀(矩形、正方形、圓形、環(huán)形等)，這并不重要，重要的是這些面完全重疊以及凹槽面的結構起始于接觸面和相對接觸面的邊緣。
在以例子方式描述的所有實施例中，可以通過將接觸面或相對接觸面中的至少一個設計為弧形來進一步平衡表面壓力和相匹配應力狀況。
權利要求
1.一種用于形成連接件的接觸面(6、6a、6b)和相對接觸面(7、7a、7b)的方法，所述連接件由至少兩個構件組成，用于將壓力負載從第一構件(1)傳遞向至少一個第二構件(2、2a、2b)，其特征在于，第一構件(1)的幾何支撐面(3)和第二構件(2)的幾何支撐面(4、4a、4b)的重疊區(qū)域(5)在其幾何層面上限定為第一構件的接觸面(6、6a、6b)和第二構件的相對接觸面(7、7a、7b)，其中接觸面和相對接觸面完全互相重疊，并且從所限定的接觸面和相對接觸面的邊緣開始，形成凹槽，其中第一和第二構件的支撐面上的那些接觸面和相對接觸面以外的區(qū)域與接觸面和相對接觸面在空間上偏離。
2.如權利要求1所述的方法，其中，接觸面和相對接觸面上的凹槽由凹槽面(8、8a、8b、8c、8d、8e、8f、8g、8h)形成，該凹槽面在與接觸面和相對接觸面的切線上分別近似與其正交并且對于其他支撐面形成切口。
3.如權利要求1或2所述的方法，其中，所述凹槽的輪廓的剖面近似形成為橢圓的一部分。
4.如權利要求1或2所述的方法，其中，所述凹槽的輪廓的剖面近似形成為橢圓拱。
5.如前述權利要求中的任一項所述的方法，其中，在連接件由三個構件(1、2a、2b)組成的情況中，沿共同接觸線(L)形成凹槽面(8a、8b、8c、8d)，其形成封閉的環(huán)狀空間(16)或者剖面封閉且在縱向上圍繞接觸線(L)的凹槽通道(31)。
6.如前述權利要求中的任一項所述的方法，其中，接觸面或相對接觸面中的至少一個具有弧面(24)。
7.如權利要求6所述的方法，其中，接觸面或相對接觸面的弧面(24)的輪廓形成為在至少一個剖面具有至少部分凸起且可漸變的曲線。
8.如權利要求6或7所述的方法，其中，接觸面或相對接觸面的弧面(24)的輪廓在至少一個剖面由至少兩個可漸變的曲線段形成，其中至少一個曲線段具有凸起的曲線外形，并且在與過渡點相鄰的曲線段提供可漸變性。
9.如權利要求6或7所述的方法，其中，接觸面或相對接觸面的弧面(24)的輪廓由三個曲線段形成，其中中間曲線段由直線形成以及相鄰曲線段由凸起曲線形成。
10.如權利要求6或7所述的方法，其中，接觸面或相對接觸面的弧面(24)的輪廓在至少一個剖面中形成有具有雙凸起且優(yōu)選為對稱的曲線。
11.如前述權利要求中的任一項所述的方法，其中，具有接觸面的第一構件和具有相對接觸面的第二構件形成收縮接合。
12.如權利要求11所述的方法，其中，第一構件由可驅動的軸形成，第二構件由轉矩傳遞元件，例如輪轂、齒輪、摩擦輪或驅動輪形成。
13.如權利要求1-10中的任一項所述的方法，其中，第一構件由具有在十字頭中間設置的盲孔的軋機架支柱(16)形成，第二構件由軸向支撐在盲孔中且具有絲杠的旋壓螺母(17)。
14.一種由至少兩個構件組成的連接件，用于將壓力負載從第一構件(1)傳遞向至少一個第二構件(2)，其中第一構件具有與第二構件的相對接觸面(7、7a、7b)鄰接的接觸面(6、6a、6b)，這種連接件通過權利要求1-12中的任一項所述的方法制造，其特征在于，接觸面和相對接觸面完全互相重疊，并且從接觸面和相對接觸面的所有邊緣開始設有凹槽(8、8a、8b、8c、8d、8e、8f、8g、8h)。
15.如權利要求14所述的連接件，其中，接觸面和相對接觸面上的凹槽由凹槽面(8、8a、8b、8c、8d、8e、8f)形成，這些凹槽面在與接觸面和相對接觸面的切線上分別與接觸面和相對接觸面近似正交并且在空間彎曲的凹槽面的情況下形成切口。
16.如權利要求14或15所述的連接件，其中，所述凹槽面的輪廓的一個剖面近似由橢圓的一部分形成。
17.如權利要求14或15所述的連接件，其中，所述凹槽面的輪廓的一個剖面近似由橢圓拱形成。
18.如權利要求14-17中的任一項所述的連接件，其中，在連接件由三個構件(1、2a、2b)組成的情況中，沿共同接觸線(L)設置凹槽面(8a、8b、8c、8d)，其形成封閉的環(huán)狀空間(16)或者剖面封閉且在縱向上圍繞接觸線(L)的凹槽通道(31)。
19.如權利要求14-18中的任一項所述的連接件，其中，接觸面或相對接觸面中的至少一個具有弧面(24)。
20.如權利要求19所述的連接件，其中，接觸面或相對接觸面的弧面的輪廓在至少一個剖面由至少部分凸起且可漸變的曲線形成。
21.如權利要求19或20所述的連接件，其中，接觸面或相對接觸面的弧面的輪廓在至少一個剖面由至少兩個可漸變的曲線段形成，其中至少一個曲線段具有凸起曲線外形，并且可漸變性設置在與過渡點相鄰的曲線段。
22.如權利要求19或20所述的連接件，其中，接觸面或相對接觸面的弧面的輪廓由三個曲線段形成，其中中間曲線段由直線形成以及相鄰曲線段由凸起曲線形成。
23.如權利要求19或20所述的連接件，其中，接觸面或相對接觸面的弧面的輪廓在至少一個剖面中由具有雙凸起且優(yōu)選對稱的曲線形成。
24.如權利要求14-23中的任一項所述的連接件，其中，具有接觸面的第一構件和具有相對接觸面的第二構件形成收縮接合。
25.如權利要求24所述的連接件，其中，第一構件由可驅動的軸形成，第二構件由轉矩傳遞元件，例如輪轂、齒輪、摩擦輪或驅動輪等形成。
26.如權利要求14-23中的任一項所述的連接件，其中，第一構件由具有在十字頭中間設置的盲孔(18)的軋機架支柱(16)形成，第二構件由軸向支撐在盲孔中且具有絲杠的旋壓螺母(17)形成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于形成連接件的接觸面(6、6a、6b)和相對接觸面(7、7a、7b)的方法，其中所述連接件由至少兩個構件組成，用于將壓力負載從第一構件(1)傳遞向至少一個第二構件(2、2a、2b)。為了降低在壓力負載發(fā)生的局部應力峰值，建議將第一構件(1)的幾何支撐面(3)和第二構件(2、2a、2b)的幾何支撐面(4)的重疊區(qū)域(5)在其幾何層面上設定為第一構件的接觸面(6、6a、6b)和第二構件的相對接觸面(7、7a、7b)，接觸面和相對接觸面完全互相重疊，并且從所設定的接觸面和相對接觸面的邊緣開始，形成凹槽，第一和第二構件的支撐面上的那些接觸面和相對接觸面以外的區(qū)域與接觸面和相對接觸面在空間上偏離。本發(fā)明還涉及一種根據(jù)本方法生產(chǎn)的連接件。
文檔編號B23P11/02GK101090799SQ200580030735
公開日2007年12月19日 申請日期2005年8月23日 優(yōu)先權日2004年9月13日
發(fā)明者卡爾·邁爾霍費爾, 魯多夫·格魯伯 申請人:西門子Vai金屬技術兩合公司