连接装置 本发明涉及用于制动一个构件的连接装置,该构件在一根筒状轴上有一个基本上是筒状的孔,且它是权利要求1的前序部分所限定的那种构件。
把带孔的不同机械构件例如风扇叶轮、皮带轮及相似构件,安装在筒状轴上,其安装方式是使该机械构件相对于该轴不会环绕地和/或轴向地移动,此种安装能够以不同的方式实现。因此,通常在该轴和/或该机械构件的轴套或轮毂中使用一个键槽,并在该键槽中插入一个拱键以防止相对的环绕移动。然而,此种制动要花造价来增加对轴中那个键槽的机械加工,该键槽降低该轴的强度,且还不大可能与又轻又不昂贵的空心轴一起使用。
采用螺纹接头也能出现相似限制,因为这样就要求对该机械构件的轴及孔的内表面进行螺纹切削。
这种安装也可采用斜削地接头套筒来实现,但这又要求该机械构件的轴或孔具有对应的斜度,这意味着制造成本的增加。
当然,也可采用或不采用油压装置以压配合方式来得到筒状轴及轮毂接头,但在这种情况下,由于径向朝内的力大,也难以使用空心轴。
一种高度消除上述缺点的夹接装置,先前已为人所知。这种由德国克雷菲尔德(Krefeld)的Ringfeder GmbH制造的名为Ringfeder的装置,由一对环构件组成,这种构件轴向外延短,且具有匹配的斜削表面,因此,这对构件的第一闭合环构件具有用来安置得与轴的包络面相接触的筒状孔,孔的相反一侧上则有斜削的表面。这对构件的第二闭合环构件,具有用来与该构件的筒状孔接触的筒状外包络面,以便连接在轴上,同时该第二环构件具有基本上与第一环构件的外包络面上孔的锥度对应的孔的锥度。当这对构件的第一环构件已装配在轴上,第二环构件已松弛地装配在那附近并松弛地配在被装配的机械构件的孔里时,通过把第二环构件沿着第一环构件的外包络面轴向推动,就可以在这两个环构件之间并经由也在轴与机械构件之间的这两个环构件的中介物,达到良好的紧夹,从而逐渐增大这两个环构件的径向宽度。为了进一步加大轴与机械构件之间的制动力,可多加几对Ringfeder环,以便达到合乎要求的紧夹。因此,把连续几对环构件中的那些第一环构件,安置得使它们相邻的山形齿沟底面彼此结合,各对相邻环构件的第二环构件也是如此。使环构件互相移位所需的轴向力,借助于一个凸缘环而获得,该凸缘环由于被用螺栓紧固在机械构件的螺纹孔中,就轴向地朝着机械构件移动。
由于各对环构件因此不是互相连接的,当这些环构件不集中于一点时,就总会有不同轴的危险。这意味着,要确定轴与机械构件之间的紧夹可能会一个场合与另一个场合不相同,这种不同当然不合要求。另外,多个独立的构件即多对独立的环构件,会使这些连接构件的库存管理与搬动,数量又大而且麻烦。
本发明的目的是提供一种连接装置,它以简单而高效的方式,使筒状轴与具有筒状孔的机械构件互相连接,而不必要将各个部件机械加工成紧公差的,也不会经受早先各种解决方案例如上文所述方案所带来的缺陷,且这样所获的符合本发明的连接构件,被赋予了所附权利要求1限定的那些性能。
下面,通过附图所示的一个非限制性实施例,进一步叙述并阐明本发明。
图1显示借助于符合本发明的连接装置连接在一根轴上的一个风扇叶轮的横截面图;
图2是一幅对应视图,显示以相似方式连接在一根轴上的皮带轮;
图3是放大尺寸的详图,显示处于已安装位置上的连接装置的一部分;
图4是类似于图3中那个部分的该装置的横截略图;以及
图5至图7是图4所示装置所包括的一些部件的分离断片视图。
图1显示一根轴1的一部分,该轴可转动地支承在一些轴承(未显示)上,该图还显示加接得邻靠该轴自由端上的一个具有轮毂3的风扇叶轮2,该轮毂被借助于符合本发明的连接装置4而连接着轴1。还将参照图3详述的连接装置4,包括由螺栓7而连接着轮毂3的一个两件合一的套筒5及一个环6。接合处会强得足以防止风扇叶轮相对于轴1环绕地及轴向地移动,而不要其他任何部件来防止此种移动。
图2以相似方式显示皮带轮8是如何借助于连接装置4而装配在轴1上,该连接装置与图1所示那个相似,且具有同样的相关部件。
图3以较大尺寸及横截面,显示一根空心轴10的一部分,该轴上固定了一个仅部分显示了的机械构件11。如图所示,空心轴10具有筒形外包络面10a,且机械构件11具有筒状内孔11a,该孔的直径大于轴的外径。在机械构件11的孔的一个轴向一侧上,有一个凸肩12,它的直径略微大于轴的直径,从而仅留有这样一个间隙,即机械构件能被容易地推得使轴10到达合乎要求的制动位置。形成于机械构件11的孔11a的内表面与轴10的外包络面10a之间的环状间隔13,具有某个径向尺寸X。在此间隔中插入了符合本发明的连接装置的首要部分即两件合一的套筒15。该两件合一的套筒包括第一套筒即内套筒15a,此套筒具有筒形内表面以及外表面,外表面上连续着一系列轴向上斜削且基本上是锯齿形的表面组成部分,其中,第一组成部分15b从大直径处往小直径处倾斜,后面跟着一个依次相连的表面组成部分15c,此表面组成部分经由一个基本上是径向的壁部分15d而连接着第一组成部分15b,因此,邻接着组成部分15b狭窄一端的组成部分15c的那一端,外径基本上与组成部分15b较大一端即远离第二组成部分15c那一端的外径相同。第二组成部分15c涉及并连接着依次相连的组成部分15e,如此等等,其方式如同第一与第二组成部分15b与15c之间的关系一样。两件合一的套筒的第二件即外套筒15′,被设计为第一套筒即内套筒15a反象,且它具有筒状外包络面,然而,它的内表面上带有锯齿形表面组成部分,与第一套筒15a上的那些表面组成部分互补。外套筒15′被安置得包住内套筒15a,使内套筒15a的一个短的组成部分15f从第二即外套筒15′的内部轴向地伸出来。
连接装置还包括一个环构件16,它安置在机械构件11背离机械构件凸肩12那一侧上的轴10周围。此环构件16带有多个轴向通孔16a,每个通孔接纳一根穿过通孔16a而突出的螺栓17,且该螺栓被拧入机械构件11的对应螺纹孔18中。此环构件16邻接着突出的套筒部分15f,且由于拧紧螺栓17,就可使内套筒15a相对于外套筒15′轴向地移动,从而使内、外套筒15a、15′的合作斜削表面彼此对着分别滑动,因而首先到达间隔13的径向尺寸X处,且随后当继续拧紧螺栓时,就增强连接装置与轴10之间以及连接装置与机械构件11内部之间的紧夹,直至顺着圆周及径向方向获得牢固的紧夹,且环构件不必使用键螺栓、螺纹或类似物体。由于依次相连的各个锯齿形斜削部分是制造得联为一体的,直至也使连接装置集中于其中心处,它就没有不同轴的危险,而且与Ringfeder系统比较起来,连接构件的搬动与库存管理均简化了,这是因为大量的Ringfeder斜削构件已被简化为仅仅两个套筒形构件,而这两个套筒形构件又是作为两件合一的单个组件来分送与管理的。
套筒构件即15a与15′的制作方式,最好是用钢带在滚轧机上进行处理,因此使钢带的一面带有顺钢带纵向方向延伸的锯齿形结构。随后从钢带上分切成适当尺寸的两个长度的钢带,接着把这两个长度的钢带,位置定得使那些锯齿形外廓彼此面对且邻接,并定得彼此相对偏离而便于获得突出在其他部分之外的一个部分(从而便于形成突出的套筒部分15f)。最后,对以此方式使彼此相对定位的两个长度的钢带加以滚轧加工,使它们形成基本上是筒形的外形态与内形态。这样形成的至少一个套筒构件,但最好是套筒构件15a、15′二者,具有一条横向槽(图中未显示),以便当两个套筒构件被推到一起时径向扩张,且由于这样的制作工序,两个套筒构件就被合为一个组件,不解构该组件,它就不能被拆卸。
图4以横截面,显示了对应于图3的符合本发明的空心轴10、机械构件11及一个连接装置。该图所示例子与图3所示实施例的主要区别在于,机械构件11中的螺纹孔18′是一个通孔。
图5至图7很好地显示了接合处形成部分各部件的简图,分别显示的是环构件16、空心轴10及机械构件11。要明白,这些部件均不要求复杂的制作工序,且对紧公差的要求也是适度的。
本发明不限于图中所示及相关说明的实施例,但在随附权利要求范围内,却可做一些修改与变更。