專利名稱：軸-轂連接件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軸-轂連接件，具有由軸提供的轂座(Nabensitz)和構(gòu)件的由該 轂座容納的轂，其中，轂座和構(gòu)件的轂構(gòu)成非圓形-連接件。
背景技術(shù)：
在本申請(qǐng)的范圍內(nèi)，“非圓形-連接件”包括所有非圓形的軸-轂連接件，S卩，橢圓 形、多邊形、嚙合部、非對(duì)稱的多棱形等。作為工作名稱，下面總是說(shuō)成是所謂的“多邊形連 接件”。只要在如下說(shuō)到“多邊形連接件”，則總是意指并且包括全部可能的非圓形_連接 件。由現(xiàn)有技術(shù)公知軸、軸桿(Achse)和軸頸與構(gòu)件的轂的大量各式各樣的連接件， 所述構(gòu)件例如為運(yùn)轉(zhuǎn)輪、齒輪、偏心盤、桿和/或類似的構(gòu)件。這種連接件可以依據(jù)力傳遞 的方式被劃分為形狀配合的連接件、摩擦配合的連接件、預(yù)緊的形狀配合的連接件和材料 配合的連接件。在形狀配合的連接件中，軸與轂之間的連接件通過(guò)確定的造型方案來(lái)制造， 造型方案例如有花鍵軸型廓、花鍵嚙合部或多邊形型廓，或是額外的、稱為“隨動(dòng)件”的元 件，例如導(dǎo)向鍵、滑鍵或橫向銷。作為形狀配合的連接件，多邊形連接件特別適合用于傳遞沖擊類型的扭矩，并且 特別被設(shè)置用于可松開(kāi)的連接、滑移配合(Schiebsitz)以及設(shè)置用于壓配合。另外，多邊 形連接件是自身定中心的，也就是說(shuō)，可能存在的余隙在扭轉(zhuǎn)時(shí)得到對(duì)稱地自行補(bǔ)償。此 外，鑒于凹口作用，多邊形連接件比其他形狀配合的連接件在很多方面更為有利。

發(fā)明內(nèi)容
雖然形狀配合的軸-轂連接件以及在此特別是多邊形連接件已經(jīng)在日常實(shí)踐應(yīng) 用中被證明是可行的，但仍然還存在改進(jìn)需求。因此，本發(fā)明基于如下任務(wù)，即，提出一種相 對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)得到改進(jìn)的、開(kāi)頭所提及的軸-轂連接件，這種軸-轂連接件尤其在將力導(dǎo)入 軸中這方面得到優(yōu)化。此外，這種連接件在其生產(chǎn)和/或裝配方面也得以簡(jiǎn)化。為解決所述任務(wù)，憑借本發(fā)明提出軸-轂連接件在軸的縱向上具有至少一個(gè)徑 向凸肩。軸-轂連接件應(yīng)具有至少一個(gè)徑向凸肩，由此包括在兩個(gè)構(gòu)件的一個(gè)中，也就是 在軸側(cè)的轂座上或在構(gòu)件的轂上構(gòu)成有至少一個(gè)徑向梯級(jí)。轂座或轂可具有圓柱形的和/ 或錐形的段。在“徑向凸肩”或徑向梯級(jí)這些概念中，可以包括矩形的梯級(jí)式分布或者還有 錐形的梯級(jí)式分布，同樣還有倒圓的梯級(jí)式分布。在按現(xiàn)有技術(shù)公知的軸與轂之間的多邊形連接件中，設(shè)置為轂座在軸的縱向上 具有各處于一個(gè)平面中的多邊形面。與此不同地，在這里憑借本發(fā)明提出連接件，即例如 轂座具有至少一個(gè)徑向凸肩，也就是說(shuō)設(shè)置有至少分兩個(gè)梯級(jí)的轂座。依據(jù)本發(fā)明，在每個(gè) 多邊形側(cè)上提供至少兩個(gè)多邊形面。優(yōu)選的是在軸的縱向上設(shè)置有多個(gè)徑向凸肩并且進(jìn)而設(shè)置有分多梯級(jí)的轂座。徑向凸肩或轂座梯級(jí)的數(shù)目在此依賴于整個(gè)轂座在軸縱向上的長(zhǎng)度和使用情況而得出。在 此，各個(gè)轂座梯級(jí)在軸的縱向上具有優(yōu)點(diǎn)地具有相同的長(zhǎng)度，也就是相同的軸向延伸。通過(guò)設(shè)置各個(gè)徑向凸肩，將轂座劃分為各個(gè)梯級(jí)的特別的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)在按常規(guī) 的使用情況中作用在軸上的力進(jìn)行由此而獲得的力分配。在按常規(guī)的使用情況中，由于轂 座被劃分為各個(gè)梯級(jí)的原因，基于對(duì)軸-轂連接件的加載而作用在軸上的最大力被基本分 配到各個(gè)梯級(jí)上，尤其是在將預(yù)應(yīng)力施加到各個(gè)梯級(jí)上的情況下，其中預(yù)應(yīng)力優(yōu)選是不同 的。在此，基于過(guò)盈量而產(chǎn)生不同的預(yù)應(yīng)力。結(jié)果就是以具有優(yōu)點(diǎn)的方式產(chǎn)生的力分配，這 種力分配與僅單梯級(jí)的轂座構(gòu)造方案的區(qū)別在于具有很小的最大荷載。依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造 方案的最大優(yōu)點(diǎn)在于，在軸的總荷載保持相同的情況下，調(diào)整出整體上減小的荷載最大值。 按照現(xiàn)有技術(shù)，軸的轂座的特別是被加載的區(qū)域可以被這樣去負(fù)荷，這使得對(duì)軸的最大荷 載減小。這樣，在軸中還有在轂區(qū)域內(nèi)不希望地高的材料應(yīng)力得到避免，這也是依據(jù)本發(fā)明 的軸-轂連接件在尺寸設(shè)定相同的情況下具有長(zhǎng)得多的使用壽命或更高的總體效率的原 因。在與現(xiàn)有技術(shù)相比使用壽命不變的情況下，依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造方案允許了各個(gè)構(gòu)件減 小的尺寸設(shè)定，這使得節(jié)省了材料。尤其是通過(guò)依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造獲得了更多的結(jié)構(gòu)自由 度，并可以根據(jù)使用情況，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)使用顯著改善的解決方案。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)呈例如錐形的壓配合的形式以如下方式獲得，即， 對(duì)于按常規(guī)的使用情況就不需要那么高的制造精度。尤其是在軸的縱向上準(zhǔn)確的定位方 面，這被證明是具有優(yōu)點(diǎn)的，這是因?yàn)榕c公知的錐形-圓形壓接件的不同之處在于，該連接 件的功效不再通過(guò)特別是軸向公差來(lái)確定?？傮w上，依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造方案允許了將作用于軸上的最大力或最大應(yīng)力分配到 多個(gè)凸肩上，從而在總體上能夠?qū)崿F(xiàn)相當(dāng)(vergleichmafiigt)的力分配或應(yīng)力分配。這以具 有優(yōu)點(diǎn)的方式使得接觸腐蝕減小。依據(jù)本發(fā)明的另一特征，轂座相對(duì)于構(gòu)件的轂具有徑向過(guò)盈量。該徑向過(guò)盈量可 以是例如10 μ m至100 μ m。根據(jù)使用情況，徑向過(guò)盈量可設(shè)置為20 μ m至80 μ m，并且更加 優(yōu)選為25 μ m至75 μ m。這種徑向過(guò)盈量的構(gòu)造在與依據(jù)本發(fā)明的多梯級(jí)轂座構(gòu)造相組合 下，使得再次改善了力分配或應(yīng)力分配。在此，在一種按本發(fā)明的特別構(gòu)造中，可以設(shè)置為 徑向過(guò)盈量與轂座的各個(gè)梯級(jí)相關(guān)地不同地構(gòu)造。這樣，轂座的第一梯級(jí)就可以例如具有 與轂座的第二梯級(jí)、第三梯級(jí)或第四梯級(jí)不同的徑向過(guò)盈量。與轂座的各個(gè)梯級(jí)相關(guān)地不 同過(guò)盈量的構(gòu)造方案以具有優(yōu)點(diǎn)的方式實(shí)現(xiàn)了如下結(jié)構(gòu)上的可行性方案，即，在至轂座的 各個(gè)梯級(jí)上的力分配或應(yīng)力分配方面，以可預(yù)先規(guī)定的方式產(chǎn)生影響。這樣，可以例如通過(guò) 對(duì)與轂座的各個(gè)梯級(jí)相關(guān)的徑向過(guò)盈量進(jìn)行相應(yīng)不同的配置而得以確保與例如轂座的關(guān) 于軸的縱向延伸在中間的一個(gè)或多個(gè)梯級(jí)相比，轂座的關(guān)于軸的縱向延伸在端側(cè)的梯級(jí)在 按常規(guī)的加載情況下被強(qiáng)度稍小地施加荷載。依據(jù)本發(fā)明設(shè)置的構(gòu)造一般適用于軸與轂之間的多邊形連接件，并且不局限于確 定的軸構(gòu)造和/或構(gòu)件構(gòu)造。就此而言，轂可以被構(gòu)造為由軸容納的構(gòu)件的單獨(dú)的或一體 的部件。依據(jù)本發(fā)明本身涉及的是一方面的軸與另一方面的轂之間的實(shí)際連接的構(gòu)造。 本發(fā)明在多方面是可變的。工作名稱“多邊形連接件”完全普適性地表示非圓形的連接件， 即，對(duì)稱的或不對(duì)稱的四角形、橢圓形、嚙合部、隆起部(Auswerfimg)等非圓形的構(gòu)造。“徑 向凸肩”這一名稱標(biāo)示至少一個(gè)梯級(jí)狀的徑向凸起部。不同的梯級(jí)可以相互結(jié)合，即，呈圓柱形地、錐形地、錐形_錐形地、圓柱形_圓柱形地等形式相互組合。過(guò)渡梯級(jí)或凸肩可以 徑向地、倒圓地、呈錐形地和以類似形式分布。同樣在這里，所有組合都包含在本發(fā)明中。此外，足夠的是，在共同作用的構(gòu)件之一上構(gòu)造有徑向凸肩。該凸肩可以根據(jù)使用 情況而以相應(yīng)的過(guò)盈量彼此跟隨地構(gòu)造，以便產(chǎn)生最佳的受力狀態(tài)。最后，依據(jù)本發(fā)明可以設(shè)置為，彼此跟隨的多邊形以繞著軸的縱軸線分布的、偏轉(zhuǎn) 的方式構(gòu)造。例如在五角多邊形的簡(jiǎn)單的可設(shè)想的情況下，跟隨第一多邊形梯級(jí)的第二多 邊形梯級(jí)以偏轉(zhuǎn)過(guò)很小的角度的方式構(gòu)造。此外，這引起了力傳遞方面的改善。


由結(jié)合附圖的下列說(shuō)明獲得本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和特征。在此圖1以示意圖示出按現(xiàn)有技術(shù)的軸_轂連接件；圖Ia與依照?qǐng)D1的軸_轂連接件相關(guān)地示出力分配曲線；圖2以示意圖示出依據(jù)本發(fā)明的軸-轂連接件；圖2a與依照?qǐng)D2的軸-轂連接件相關(guān)地示出力分配曲線；以及圖3以示意圖示出依照?qǐng)D2的在視線方向III上的依據(jù)本發(fā)明的軸-轂連接件。
具體實(shí)施例方式在圖1中示出軸-轂連接件，具有由軸1提供的轂座2和構(gòu)件5的由轂座2容納 的轂。轂座2和構(gòu)件5的所述轂構(gòu)成了多邊形連接件，也就是說(shuō)，轂座2具有在截面上呈多 邊形的外部輪廓，其中，構(gòu)件5具有例如構(gòu)造為鉆孔的容納處，該容納處具有與轂座2的外 部輪廓相對(duì)應(yīng)地構(gòu)造的內(nèi)部輪廓。所使用的多邊形型廓可以例如是五角形。原則上當(dāng)然可 行的是，多邊形型廓作為非圓形型廓可以具有按需求相應(yīng)多個(gè)角。就此而言，本發(fā)明并不僅 局限于五角多邊形型廓。正如根據(jù)圖1可辨識(shí)地，轂座2和由轂座2容納的構(gòu)件5在軸1的縱向11上等長(zhǎng) 地構(gòu)造或關(guān)于依照?qǐng)D1的畫頁(yè)平面等寬地構(gòu)造。關(guān)于依照?qǐng)D1的畫頁(yè)平面相關(guān)地，轂座2 在左側(cè)還有右側(cè)分別通過(guò)連接區(qū)域3或連接區(qū)域4來(lái)界定，連接區(qū)域3和4與轂座2相區(qū) 別地呈圓形地構(gòu)造。在圖1中示出的軸-轂連接件是依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的這種軸-轂連接件。在圖2中示 出依據(jù)本發(fā)明的軸_轂連接件。正如根據(jù)圖2可以辨識(shí)地，在所示出的實(shí)施例中，轂座2具有兩個(gè)徑向凸肩9和 10，從而總體上分三個(gè)梯級(jí)的轂座2構(gòu)造有三個(gè)梯級(jí)I、II和III。構(gòu)件5的轂相應(yīng)于轂座 2的按本發(fā)明的多梯級(jí)性地構(gòu)造。轂座的各個(gè)梯級(jí)I、II和III關(guān)于依照?qǐng)D2的圖畫平面等寬地構(gòu)造，也就是說(shuō)，關(guān) 于軸1的縱向11等長(zhǎng)地構(gòu)造。形成轂座2的第二梯級(jí)II的徑向凸肩9根據(jù)實(shí)施方式和使用情況在徑向上超出 轂座2的第一梯級(jí)I幾ym直至數(shù)毫米。通過(guò)徑向凸肩10構(gòu)成的第三梯級(jí)III以相同的 方式在徑向上超出轂座2的通過(guò)徑向凸肩9所提供的第二梯級(jí)II。圖3示出依照?qǐng)D2的在視線方向III上的依據(jù)本發(fā)明的軸-轂連接件。由該視圖 可以清楚辨識(shí)各個(gè)徑向凸肩9和10以及轂座的各個(gè)梯級(jí)I、II和III。由該圖示非常明顯的是，轂座2構(gòu)成五角的多邊形輪廓，與此相對(duì)地，關(guān)于依照?qǐng)D2的圖示在左側(cè)還有右側(cè)連 到轂座2上的連接區(qū)域3和4在截面上呈圓形地構(gòu)造。如果在負(fù)載情況下，例如關(guān)于依照?qǐng)D2的畫面平面在構(gòu)件5的右側(cè)，如同圖3中借 助力作用箭頭F所示出的那樣在該構(gòu)件5上作用有力的話，則獲得了對(duì)軸1在轂座2的區(qū) 域內(nèi)的荷載，如同其在圖2a中舉例示出的那樣。圖2a示出在軸1的轂座2的區(qū)域內(nèi)的力 分配或應(yīng)力分配8的圖表，其中，導(dǎo)入軸1中的力在y_軸7上，在轂座2的軸向延伸上，按 X-軸6分散(abtragen)。正如由該圖表可獲悉的那樣，獲得了如下的力分配或應(yīng)力分配圖 線8，該力分配或應(yīng)力分配圖線8關(guān)于依照?qǐng)D2的圖畫平面，對(duì)于轂座2的每個(gè)梯級(jí)I、II和 III由左至右增長(zhǎng)。最大荷載分別關(guān)于依照?qǐng)D2的圖畫平面，在轂座2的每個(gè)梯級(jí)1、11、和 III的右側(cè)上獲得。在這里，需要著重指出的是，圖Ia和2a僅用于直觀形象的闡述，并且絕不應(yīng)當(dāng)是 在科學(xué)技術(shù)上準(zhǔn)確的。此外，力的峰值限定平均的力，該平均的力大致相當(dāng)于0與Fmax之間的中間值 (Mittelwert)。該平均力是軸_轂連接件的功效的量值，并且中間值以虛線示出。在按現(xiàn)有技術(shù)的軸-轂連接件中，獲得了如圖Ia所示出的力分配或應(yīng)力分配8。 在對(duì)按圖Ia的圖表和按圖2a的圖表進(jìn)行比較時(shí)，可以得出的是要么是總體上導(dǎo)入轂座2 中的力同樣大，但依照按本發(fā)明的構(gòu)造，在作用于轂座2的各個(gè)梯級(jí)I、II和III上的最大 力方面實(shí)現(xiàn)了力分配。要么是正相反地，依據(jù)本發(fā)明的軸-轂連接件能被更高地加載并且 能夠傳遞更大的平均力。由此可得出的結(jié)論是在依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造形式中，與現(xiàn)有技術(shù)相 比，在相同的力導(dǎo)入情況下，作用在軸1上的最大負(fù)載最小化。最大負(fù)載的最小化通過(guò)這種 方式實(shí)現(xiàn)，即，依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，將最大力和/或最大應(yīng)力分配到轂座2的各個(gè)梯級(jí) I、II和III上。基于這種應(yīng)力分配方案，可實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有技術(shù)相比得以改善的、也就是得到 減小的接觸腐蝕?；蛘哌x擇性地，可以將依據(jù)本發(fā)明的軸-轂連接件視為明顯更具功效的 軸-轂連接件，也就是說(shuō)，在各方面都表現(xiàn)出顯著的改善。附圖標(biāo)記列表1 軸2轂座/軸-轂連接件3連接區(qū)域4連接區(qū)域5 構(gòu)件6x-軸7y_ 軸8力分配9徑向凸肩10徑向凸肩11 縱向I 梯級(jí)II 梯級(jí)III 梯級(jí)
6
F 力Ffflax 最大力
權(quán)利要求
軸 轂連接件，具有由軸(1)提供的轂座(2)和構(gòu)件(5)的由所述轂座(2)容納的轂，其中，所述轂座(2)和所述構(gòu)件(5)的所述轂構(gòu)成非圓形 連接件，其特征在于，所述軸 轂連接件(2)在所述軸的縱向(11)上具有至少一個(gè)徑向凸肩(9、10)。
2.按權(quán)利要求1所述的軸-轂連接件，其特征在于，所述轂座(2)在所述軸(1)的縱向 上具有多個(gè)徑向凸肩(9、10)。
3.按權(quán)利要求2所述的軸-轂連接件，其特征在于，所述徑向凸肩(9、10)在所述軸(1) 的縱向(11)上提供等長(zhǎng)構(gòu)造的徑向段(I、II、III)。
4.按前述權(quán)利要求之一所述的軸-轂連接件，其特征在于，所述轂座(2)相對(duì)于所述構(gòu) 件(5)的所述轂具有徑向過(guò)盈量。
5.按權(quán)利要求4所述的軸-轂連接件，其特征在于，所述徑向過(guò)盈量為10μ m至 100 μ m,優(yōu)選為20 μ m至80 μ m，更優(yōu)選為25 μ m至75 μ m。
6.按權(quán)利要求4或5所述的軸-轂連接件，其特征在于，所述徑向過(guò)盈量與各個(gè)所述徑 向段(I、II、III)相關(guān)地不同地構(gòu)造。
7.按前述權(quán)利要求之一所述的軸-轂連接件，其特征在于，所述轂被構(gòu)造為由所述軸 (1)容納的所述構(gòu)件(5)的單獨(dú)的或一體的部件。
8.按前述上權(quán)利要求之一所述的軸-轂連接件，其特征在于，所述徑向凸肩呈錐形地 分布或倒圓地分布。
9.按前述權(quán)利要求之一所述的軸_轂連接件，其特征在于，所述徑向梯級(jí)中的至少一 個(gè)徑向梯級(jí)呈錐形地構(gòu)造。
10.按前述權(quán)利要求之一所述的軸-轂連接件，其特征在于，彼此跟隨的徑向段以彼此 相對(duì)偏轉(zhuǎn)的方式構(gòu)造。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種軸-轂連接件，具有由軸(1)提供的轂座(2)和構(gòu)件(5)的由轂座(2)容納的轂，其中，轂座(2)和構(gòu)件(5)的轂構(gòu)成了多邊形連接件。為提出如下的軸-轂連接件，該軸-轂連接件尤其在進(jìn)入軸內(nèi)的力導(dǎo)入方面得到優(yōu)化，憑借本發(fā)明提出，轂座(2)在軸(1)的縱向(11)上具有至少一個(gè)徑向凸肩(9、10)。
文檔編號(hào)F16D1/072GK101978185SQ200980109996
公開(kāi)日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2009年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月20日
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