專利名稱：液壓機械式夾緊裝置的制作方法
液壓機械式夾緊裝置本發(fā)明涉及一種夾緊裝置，其具有包含壓力室的基體。DE 29 15 088 Al描述了一種具有圓柱件和將其包圍的環(huán)形件的軸承元件，液壓的壓力件持續(xù)地作用在所述零件上，其中，在所述環(huán)形件上貼靠有具有空腔的壓力元件，該空腔通過液壓壓力件被施加載荷。該壓力元件是鋼環(huán)，其空腔具有矩形的橫截面。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種可選的夾緊裝置。所述技術(shù)問題通過一種夾緊裝置解決，其具有基體，該基體具有至少一個壓力室，所述壓力室分別具有至少一個朝向作用方向的開口，所述夾緊裝置具有封閉所述至少一個開口的薄膜，該薄膜與基體壓力密封地連接，其中，在所述壓力室中包含恒定量的壓力液體，所述薄膜構(gòu)成所述壓力室的第一側(cè)壁段并且所述夾緊裝置具有用于在所述夾緊裝置上移動壓力室的第二側(cè)壁段的裝置。所述夾緊裝置用于將至少一個機械元件，尤其是滾動軸承或其兩個軸承環(huán)的至少一個沿軸向在軸上或支承孔中通過壓力固定在支座或其他機械元件上，或附加地用于其他形式的固定，例如確保壓力配合。夾緊裝置還可用于，在兩個對置的機械元件之間、尤其在滾動軸承，例如兩個貼靠的錐形滾子軸承之間使用，用于夾緊兩個構(gòu)件。通過該夾緊裝置還能夠固定多個機械元件，尤其將多個滾動軸承或其各個軸承環(huán)的至少一個一起固定和/或穩(wěn)定在軸承上或支承孔中。夾緊裝置能夠按照液體施壓的工作缸的基本原理發(fā)揮作用，其中按照本發(fā)明的基體構(gòu)成具有壓力室的殼體，其中封閉有壓力液體，并且按照本發(fā)明的薄膜相當(dāng)于活塞，其由于液體壓力在由基體構(gòu)成的壓力室中運動。在此，本發(fā)明意義上的作用方向應(yīng)理解為一個方向，沿該方向薄膜可以運動，用于將力傳遞至待夾緊的機械元件或滾動軸承或滾動軸承環(huán)上。在一種變型方案中，按照本發(fā)明的薄膜由一個或多個螺栓的螺紋段的端面構(gòu)成，該端面壓入所述壓力室。薄膜可以根據(jù)基體的造型而不同地設(shè)計。本發(fā)明意義上的薄膜應(yīng)理解為任意薄壁式構(gòu)件，其對于所使用的壓力液體是壓力密封的并且具有彈性，盡管其封閉按照本發(fā)明的開口并與基體壓力密封地相連，但是該薄膜可以運動。通過對壁厚的選擇、薄膜部段的結(jié)構(gòu)設(shè)計、薄膜材料特性或至少兩個這種特征的組合實現(xiàn)所述彈性。所述薄膜可以采用與基體相同的材料制造，并且在其構(gòu)件邊緣與基體壓力密封地固定，并且可以通過薄膜中部區(qū)域的彈性鼓起引起用于傳遞夾緊力的運動?；w可以由鋼制成，尤其例如由用于已知的滾動軸承的軸承環(huán)的材料制成。薄膜可以由板材構(gòu)成。當(dāng)按照本發(fā)明使薄膜與具有壓力室的基體壓力密封地連接時，可以改善夾緊裝置的功能。因此例如薄膜可以由不同于基體材料的其他材料制成。薄膜為了具有所需的彈性特征可以具有比基體更小的硬度?？蛇x地，薄膜可以具有比基體更大的硬度，并且為了具有所需的彈性特征而設(shè)計得非常薄。由于使用了至少一個按照本發(fā)明的薄膜，所以可以在所選擇的區(qū)域上，而不是整面地形成用于傳遞夾緊力彈性移動。為了改善功能，基體可以簡單并廉價地制造，因為所制造的空腔不必具有咬邊，而是壓力室在基體上單側(cè)開口并且該開口由按照本發(fā)明的金屬薄膜貼靠地封閉，以構(gòu)成壓力密封的壓力室。
在按照本發(fā)明的夾緊裝置中，可以通過單獨調(diào)節(jié)壓力室的第二側(cè)壁段改變壓力室的壓力。這是可行的，因為壓力室包含有恒定量的壓力液體。通過第二側(cè)壁段的移動和由于壓力液體的恒定量，第一側(cè)壁段或薄膜向外鼓起。借助該鼓起的薄膜能夠?qū)C械元件如滾動軸承有限制地機械預(yù)緊。按照本發(fā)明的夾緊裝置能夠被控制，也就是其功能被監(jiān)測并且必要時也可以被重新設(shè)置。該夾緊裝置能夠多次地重復(fù)使用。該夾緊裝置可以通用，也就是可用于廣泛領(lǐng)域；其尤其能夠在不同的機械元件或滾動軸承中使用，而無需使用夾緊裝置的昂貴的結(jié)構(gòu)配合件。用于移動第二側(cè)壁段的裝置可以具有機械調(diào)節(jié)裝置。機械調(diào)節(jié)裝置要么直接壓入壓力室，要么移動第二側(cè)壁段或間接地作用在壓力室的第二側(cè)壁段上。在一種結(jié)構(gòu)設(shè)計中，機械調(diào)節(jié)裝置直接作用在壓力室上，機械調(diào)節(jié)裝置或該機械調(diào)節(jié)裝置的機械部分壓入壓力室。機械調(diào)節(jié)裝置為此例如具有壓入壓力室的推桿或推桿段。在一種結(jié)構(gòu)設(shè)計中，機械調(diào)節(jié)裝置間接作用在壓力室的側(cè)壁上，機械調(diào)節(jié)裝置使至少一個側(cè)壁移動。可選地，機械調(diào)節(jié)裝置使至少一個側(cè)壁變形。因此機械調(diào)節(jié)裝置設(shè)計用于使壓力室的第二側(cè)壁段移動和/或變形?？蛇x地，壓力室的側(cè)壁或第二側(cè)壁段通過推桿或推桿段移動或變形。在一種實施形式中，機械調(diào)節(jié)裝置可以具有用于操作推桿段的調(diào)節(jié)螺栓。例如推桿段可以由調(diào)節(jié)螺栓的螺紋段構(gòu)成。在所有按照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，限定所述壓力室邊界的第二側(cè)壁段與所述薄膜或第一側(cè)壁段相對置地設(shè)置。所述第二側(cè)壁段尤其平行于所述薄膜或第一側(cè)壁段。在一種實施形式中，至少一個調(diào)節(jié)螺栓借助外螺紋段，軸向可調(diào)節(jié)地保持在基體的內(nèi)螺紋孔中。該調(diào)節(jié)螺栓例如可以調(diào)節(jié)螺栓頭，也就是旋轉(zhuǎn)螺栓頭。與螺栓頭相對置的螺栓的端面沿軸向壓在壓力室的側(cè)壁段上。該第二側(cè)壁段通過螺栓的推進，借助端面可以發(fā)生彎曲或拱起。由此所述薄膜，也就是夾緊裝置的第一側(cè)壁段也向外拱起。薄膜或第一側(cè)壁段以及第二側(cè)壁段可由螺栓操作，也就是變形，它們能夠與基體焊接以構(gòu)成壓力液體密封的壓力室。在按照本發(fā)明的壓力室中包含有恒定量的壓力液體。在所有按照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，夾緊裝置具有注入孔用于填充空的壓力室。用于壓力液體的注入孔可以設(shè)置在基體的圓周側(cè)上。注入孔在所有的結(jié)構(gòu)設(shè)計中由塞子封閉。因此恒定量的壓力液體被封閉在夾緊裝置的壓力室內(nèi)。在所有按照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，基體是金屬的基體。在所有按照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，薄膜或第一側(cè)壁段和/或第二側(cè)壁段與基體壓力密封地連接，尤其焊接或粘接。所述基體可以設(shè)計為環(huán)形體或環(huán)，所述環(huán)形體在其朝向作用方向的端面上具有至少部分環(huán)繞所述環(huán)形體的槽以構(gòu)成至少一個壓力室，所述槽被基本呈環(huán)形板狀的且與所述槽的環(huán)形延伸相配合的薄膜所封閉。薄膜的厚度和槽的深度可以這樣設(shè)定，使得薄膜外側(cè)與基體的端面齊平地連接。為了構(gòu)成用于薄膜的支承位置，在槽中，在第一槽的槽底設(shè)置限定壓力室大小的第二槽。這意味著，槽設(shè)計為階梯式的，因此具有梯段，薄膜在其安裝位置上時支承在該梯段上。可選地，基體在其朝向作用方向的端面上具有狹長的槽，其構(gòu)成封閉的通道，該通道與薄膜外邊界的形狀相匹配。反向于作用方向延伸的薄膜的邊緣能夠嵌入該槽中。在所有按照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，基體為構(gòu)成夾緊螺母具有螺紋，尤其是設(shè)置在所述基體的外周側(cè)的外螺紋和/或設(shè)置在所述基體的內(nèi)周側(cè)的內(nèi)螺紋。設(shè)計為夾緊螺母的按照本發(fā)明的夾緊裝置能夠用于夾緊滾動軸承。借助具有螺紋的夾緊螺母，能夠?qū)L動軸承的單獨的軸承環(huán)或多個滾動軸承的多個軸承環(huán)夾緊在軸承座或另一滾動軸承上?；w可以是金屬基體。附加或可選的是，薄膜或第一側(cè)壁段和/或第二側(cè)壁段是金屬薄膜。薄膜或第一側(cè)壁段和/或第二側(cè)壁段可以制造成復(fù)合式構(gòu)件，尤其制成具有金屬成分的復(fù)合式構(gòu)件。例如金屬薄膜或第一側(cè)壁段和/或第二側(cè)壁段能夠與基體壓力密封地連接，尤其是焊接或粘接。尤其金屬薄膜或第一側(cè)壁段和/或第二側(cè)壁段能夠在邊緣側(cè)貼靠在基體上。尤其金屬薄膜或第一側(cè)壁段和/或第二側(cè)壁段能夠與基體構(gòu)成對接接頭或端接頭，其借助在尤其金屬薄膜或第一側(cè)壁段和/或第二側(cè)壁段的邊緣上環(huán)繞的焊縫，尤其是I型焊縫或V型焊縫優(yōu)選齊平地焊接。按照本發(fā)明的夾緊裝置或夾緊螺母尤其能夠用于緊固用于支承風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)子的滾動軸承，尤其是幾兆瓦級的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。這種大型滾動軸承可以在例如外徑為2330毫米的雙列式錐形滾子軸承的基礎(chǔ)上被緊固。該雙列式錐形滾子軸承除了能夠額外承受通常的徑向和軸向載荷外，還能夠承受傾覆力矩。由此實現(xiàn)轉(zhuǎn)子僅由一個單獨的軸承支承。在所有按照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，為了使壓力室的第二側(cè)壁段移動，可以在基體的圓周上分布地、尤其均勻分布地設(shè)置多個裝置、尤其多個機械調(diào)節(jié)裝置。在附圖中示范性地顯示本發(fā)明的實施例。在附圖中:

圖1示出按照本發(fā)明的夾緊裝置的俯視圖，圖2示出沿剖切線A-A剖切按照圖1的按照本發(fā)明的夾緊裝置所得的截面圖；圖3示出按照圖2的視圖的局部橫截面B的處于未緊固或未夾緊位置的放大圖；圖4示出按照圖2的視圖的局部橫截面B的處于緊固或夾緊位置的放大圖；圖5示出裝配組件的局部橫截面，其具有軸承座、滾動軸承和按照圖1至4的處于緊固安裝狀態(tài)中的按照本發(fā)明的夾緊裝置。在圖1中所示的夾緊裝置I具有圓環(huán)形基體3。在圖1中可見的置于正面的基體3的背側(cè)端面5上，設(shè)置多個，也就是在實施例中所示的二十四個均勻地分布在圓環(huán)上的機械調(diào)節(jié)裝置9。在圖2中顯示了沿剖切線A-A剖切按照圖1的按照本發(fā)明的夾緊裝置I所得的截面圖。在基體3的與背側(cè)端面5相對的前側(cè)端面15上，夾緊裝置I具有薄膜21。在圖3的放大詳細(xì)視圖中示出，薄膜21設(shè)置在夾緊裝置1，尤其設(shè)置在基體3上。在圖3中顯示了按照本發(fā)明的夾緊裝置處于未夾緊的位置，也就是例如無壓力的位置。夾緊裝置I的基體3具有壓力室13。為了構(gòu)成壓力室13，基體3設(shè)計為環(huán)3a，該環(huán)3a在其面向作用方向的端面15，亦即前側(cè)端面15上設(shè)置有環(huán)繞的槽17。槽17具有梯段19，在梯段19上支承尤其圓盤狀的薄膜21。該圓盤狀薄膜21封閉槽17以構(gòu)成壓力室
13。在朝前側(cè)端面15的方向上，也就是沿作用方向，槽17具有開口 23，該開口 23在構(gòu)成壓力室13的情況下被薄膜21壓力密封地封閉。薄膜21與基體3壓力密封地相連?；w3和薄膜21優(yōu)選由金屬材料制成，特別優(yōu)選地由鋼制成。薄膜21在所示實施例中借助環(huán)繞的焊縫25與基體3壓力密封地焊接。在槽底19的區(qū)域中，第二薄膜27與基體3密封地相連，例如借助環(huán)繞的焊縫35焊接。在薄膜21或第一側(cè)壁段31與薄膜27或第二側(cè)壁段37之間包含壓力液體29。壓力液體29通過注入孔11注入壓力室13中。借助塞子33將壓力液體29密封地保持在壓力室13中。在圖4中顯示了根據(jù)圖3的按照本發(fā)明的夾緊裝置處于鎖緊滾動軸承45的位置。機械式調(diào)節(jié)裝置9具有調(diào)節(jié)螺栓9a。所示的調(diào)節(jié)螺栓9a展示了圖1所示的多個機械式調(diào)節(jié)裝置之一。調(diào)節(jié)螺栓9a借助構(gòu)成推桿段7的螺紋段，軸向可調(diào)地擰入環(huán)形基體3a中，也就是環(huán)3a中。當(dāng)調(diào)節(jié)螺栓9a擰入時，則調(diào)節(jié)螺栓9a的的端面在推桿段7的區(qū)域中這樣壓向第二薄膜27的背面，使得第二薄膜27向內(nèi)，也就是朝向壓力室13方向、即朝向壓力液體29拱起。第二薄膜27在環(huán)側(cè)借助焊縫35與基體3、亦即環(huán)3a壓力密封地相連。在卸壓狀態(tài)下，第二薄膜27如圖3所示，平面地或齊平地貼靠在槽17的槽底19上。因為恒定量的例如可以是甘油的壓力液體29被包圍在壓力室13中，所以第一薄膜21或壓力室13的第一側(cè)壁段31向外拱起,并且如圖5所示,將滾動軸承45或在所示實施例中將滾動軸承45的內(nèi)圈壓在軸承座44上。關(guān)于按照本發(fā)明的夾緊裝置1、尤其是軸承夾緊裝置的制造方面，首先在基體3中車削出槽17，然后焊接第二薄膜27，再然后焊接第一薄膜21。接下來通過注入孔11向壓力室13中填充壓力液體29并且借助塞子33封閉壓力室13。塞子33例如可以焊接，粘接或壓入?；w3在圖5所示的實施例中具有螺紋43以構(gòu)成夾緊螺母。在所示實施例中，螺紋43設(shè)置在基體3的內(nèi)圈側(cè)并且構(gòu)成內(nèi)部螺紋41。因此本發(fā)明通過夾緊螺母Ia保護滾動軸承。為此目的，優(yōu)選一體式基體3在其貼靠在軸承內(nèi)圈上的端面15上具有環(huán)繞的壓力室13。壓力室13在實施例中通過焊接的薄膜21封閉。當(dāng)夾緊螺母Ia被旋緊直至薄膜21無間隙地貼靠在滾動軸承的軸承環(huán)上時，壓力室13內(nèi)的壓力通過擰緊調(diào)節(jié)螺栓9a而升高。第一薄膜21拱起并且將滾動軸承45的兩個內(nèi)圈47a、47b緊固或夾緊在軸承座44上。夾緊裝置I在所有設(shè)計方案中構(gòu)成軸承夾緊裝置。焊接在基體3上的相對較薄的薄膜21的端壁彈性地鼓起并且向滾動軸承施加所需的軸向預(yù)緊力。圖5示出裝配組件的局部橫截面，其具有軸承座44、滾動軸承45和按照本發(fā)明的夾緊裝置I或夾緊螺母la。夾緊螺母Ia將圖示的雙列式錐形滾子軸承45a的兩個內(nèi)圈47a、47b相互地夾緊在預(yù)緊位置并且一起抵靠軸承座44。雙列式錐形滾子軸承45a的兩個軸承列在所示實施例中具有45°壓力角。這使得錐形滾子軸承45a具有較大的支承范圍和較高的剛度。大壓力角的另一優(yōu)點是，滾子49的錐角較小。錐角越小，則滾子49和滾道邊緣51的摩擦越小。此外，滾道邊緣51能夠在摩擦工藝上有利地構(gòu)造，由此能夠在滾子邊緣接觸中設(shè)置理想的潤滑膜。當(dāng)例如出現(xiàn)最大的軸向運行載荷Fax，max=7500kN時，則用于這種雙列式錐形滾子軸承45a的在壓力室13中的壓力約為350bar?；谠谇皞?cè)端面15上的焊縫25，以及由于完整的前側(cè)端面15能夠平整地貼靠在待夾緊的構(gòu)件，如按照圖5所示的內(nèi)圈47b上，因此焊縫能夠避免開裂。為了填充壓力室，例如在圖2所示的填充孔11能夠用于抽空，同時通過其他注入孔11填充壓力液體。此外，通過合適的裝置在填充壓力液體前抽空壓力室13，使得在壓力室13中不再存留空氣。附圖標(biāo)記清單I夾緊裝置Ia夾緊螺母3 基體3a 環(huán)5背側(cè)端面7推桿段9機械調(diào)節(jié)裝置11注入孔13壓力室15前側(cè)端面17 槽19 槽底21第一薄膜23 開口25 焊縫27第二薄膜29壓力液體31第一側(cè)壁段33 塞子35 焊縫37第二側(cè)壁段41內(nèi)螺紋43 螺紋44軸承座45滾動軸承45a雙列式錐形滾子軸承47a, 47b 內(nèi)圈49 滾子51滾道邊緣
權(quán)利要求
1.一種夾緊裝置，其具有基體(3)，該基體(3)具有至少一個壓力室(13)，所述壓力室(13)分別具有至少一個朝向作用方向的開口(23)，并且所述夾緊裝置還具有封閉所述至少一個開口(23)的與所述基體(3)壓力密封地連接的薄膜(21)，其中，在所述壓力室(13)中包含恒定量的壓力液體(29)，所述薄膜(21)構(gòu)成所述壓力室(13)的第一側(cè)壁段(31)，并且所述夾緊裝置(I)具有用于在所述夾緊裝置(I)上移動所述壓力室(13)的第二側(cè)壁段(37)的裝置。
2.按照權(quán)利要求1所述的夾緊裝置，其中，所述用于移動所述壓力室(13)的第二側(cè)壁段(37)的裝置在所述夾緊裝置(I)上具有機械式調(diào)節(jié)裝置(9)。
3.按照權(quán)利要求2所述的夾緊裝置，其中，所述機械式調(diào)節(jié)裝置(9)設(shè)計用于調(diào)節(jié)和/或變形所述壓力室(13)的第二側(cè)壁段(37)。
4.按照權(quán)利要求2或3所述的夾緊裝置，其中，所述機械式調(diào)節(jié)裝置(9)具有壓入所述壓力室(13)的和/或使所述第二側(cè)壁段(37)移動或變形的推桿段(7)。
5.按照權(quán)利要求3或4所述的夾緊裝置，其中，限定所述壓力室(13)邊界的所述第二側(cè)壁段(37)與所述薄膜(21)或所述第一側(cè)壁段(31)相對置地設(shè)置。
6.按照權(quán)利要求3至5之一所述的夾緊裝置，其中，所述第二側(cè)壁段(37)平行于所述薄膜(21)或第一側(cè)壁段(31)延伸。
7.按照前述權(quán)利要求之一所述的夾緊裝置，其中，所述薄膜(21)或所述第一側(cè)壁段(31)和/或所述第二側(cè)壁段(37)與所述基體(3)壓力密封地連接、尤其焊接或粘接。
8.按照前述權(quán)利要求之一所述的夾緊裝置，其中，所述基體(3)基本設(shè)計為環(huán)形體(3a)，所述環(huán)形體(3a)在其朝向作用方向的端面(15)上具有至少部分環(huán)繞所述環(huán)形體(3a)的槽(17)以構(gòu)成至少一個壓力室(13)，所述槽(17)被基本呈環(huán)形板狀的且與所述槽(17)的環(huán)形延伸相適配的薄膜(21)所封閉。
9.按照前述權(quán)利要求之一所述的夾緊裝置，其中，為了構(gòu)成夾緊螺母(la)，所述基體(3)具有螺紋(43)，尤其是設(shè)置在所述基體(3)的外周側(cè)的外螺紋和/或設(shè)置在所述基體(3)的內(nèi)周側(cè)的內(nèi)螺紋(41)。
10.按照前述權(quán)利要求之一所述的夾緊裝置，其中，所述薄膜(21)或所述第一側(cè)壁段(31)和/或所述第二側(cè)壁段(37)被制成復(fù)合式構(gòu)件，尤其制成具有金屬成分的復(fù)合式構(gòu)件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種夾緊裝置，其具有基體(3)，該基體(3)具有至少一個壓力室(13)，所述壓力室(13)分別具有至少一個朝向作用方向的開口(23)，所述夾緊裝置還具有封閉所述至少一個開口(23)的薄膜(21)，該薄膜(21)與基體壓力密封地相連，其中，在所述壓力室(13)中包含恒定量的壓力液體(29)，所述薄膜(21)構(gòu)成所述壓力室(13)的第一側(cè)壁段(31)并且所述夾緊裝置(1)具有用于在所述夾緊裝置(1)上移動所述壓力室(13)的第二側(cè)壁段(37)的裝置。
文檔編號F16B31/04GK103097750SQ201180044178
公開日2013年5月8日 申請日期2011年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月15日
發(fā)明者M.蘇伯林 申請人:Skf公司