专利名称：固定环和固定环的安装设备以及安装方法
技术领域：
本发明涉及一种固定环。
采用这类固定环例如可以在一个孔中沿轴向固定梯级式轴。为此在先有技术(例如DE 26 20 142 C3)中已知圆钢丝卡紧环。这类用于轴或孔的圆钢丝卡紧环在轴或孔的安装槽内处于径向压缩或径向张开的受力状态时，通过沿轴向套入或插入，可以安装相应的机器零件，借助于此卡紧环，当它们处于沿径向卸荷并插入制在机器零件上的止动槽内的状态下，可以沿轴向定位地固定住此机器零件。此外，这种圆钢丝卡紧环的端部，当用于轴时向内弯曲或当用于孔时向外弯曲，弯曲达环长度的约10％，使得端部支承在槽底上并保持圆钢丝卡紧环基本上相对于其安装槽同心。
由DE 36 35 020C2已知一种由弹簧钢丝制的卡圈，它有向内折角的端部。这种卡圈在弹性撑开的状态通过滑动装在止动垫圈的槽内，使其折角的端部进入止动垫圈上的轴向空缺中。这种由止动垫圈和卡环组成的预装配的组件，装配时被推入圆柱形外壳中，此时，卡圈借助于一个作用在折角端上的夹具沿径向夹紧到这样的程度，即，在推入的过程中卡圈完全隐蔽在止动垫圈槽内。在此预装配组件轴向定位后，卡圈重新沿径向张开，所以卡圈的一部分在止动垫圈的槽内，一部分在圆柱形外壳的环形槽内，从而按预期的方式沿轴向固定止动垫圈。
DE 125109182中介绍了两个外壳部件的一种可拆式的连接，其中，一个外壳部分的圆柱形附加段外圆周上有一环槽，另一个外壳部分容纳此附加段的圆柱孔壁上有一个沿径向与第一个环槽相接的环槽。在这两个环槽内有一个椭圆形的环状件，在拆卸状态它有圆环形，并具有一个在两个环槽底部的直径之间的直径。在安装状态，此环状件被两个彼此错开180°的螺钉压成椭圆形，其中在孔壁的外端有一个扩张的、以宽大的间隙围绕此附加段的直径。这种可拆式连接可以承受比较大的轴向力。然而，它的制造比较昂贵，因为必须加工用于两个夹紧螺钉的螺纹，并必须将夹紧螺钉拧入其螺纹中。
若对于轴向力的承受能力以及方便的装配性提出更高的要求，则使用薄板冲压成的轴卡环，在卡环的端部制有用于置入夹具的孔。
这类轴卡环通常有沿着轴卡环的圆周改变的横截面。在端部的横截面基本上与在中部的一样大小。其结果是，这类卡环在压缩状态变成椭圆。因此这些卡环不能用在非常狭窄的装配条件上。
此外，当这类轴卡环必须安装在一根台阶轴与一个圆柱孔之间狭小的间隙内或从那里拆出时，由于一般的安装钳容易从轴卡环的孔中滑出而会产生困难。再者，这种情况同样也出现在钢丝制作的具有弯曲环端的轴卡环中。轴卡环往往进入在台阶轴与圆柱孔之间的环形间隙内若干厘米深。这就使得操作极为困难。最好，卡入环形槽内的轴卡环往往深深地卡入孔的环形槽内，以至用于置入夹具的孔或在折角端形成的眼，局部地被环槽侧面遮盖住。其结果是使得轴卡环的夹具不能或很难抓住此轴卡环。
因此，本发明的目的是，制备一种能便于装配和分解的固定环。
为达到这一目的，设计一种在不受力时基本上有一个圆环形状的固定环，它有两个彼此隔开间距的环端；有一个至少沿其圆周150°基本上不变的横截面；以及在每个环端区内有一个朝其内圆周敞开的缺口。
因此，夹具可以可靠地插入环端的缺口中，缺口可以足够大地在环面内延伸，使夹具能毫无困难地插入。通过沿固定环较长的区段有相同的横截面，有效地防止了环端会埋入环槽中到这样的程度，即，夹具不再能插入槽中。
按本发明的固定环有一种特别令人惊奇的特性，即，固定环能承受的轴向力比类似的轴卡环要大。
按本发明的固定环另一个出乎意外的效果在于，在收拉两个环端时固定环基本上保持其圆环的形状，具有较小的直径。
在固定环的一种最佳实施形式中，横截面基本上不变的区域，横截面是矩形、正方形、圆形或椭圆形的，这一区域相对于环端是对称的。
在固定环的一种最佳实施形式中，横截面基本不变的区域沿固定环圆周延伸达250°，最好沿圆周的约202°延伸。因此可以特别方便地装配和拆卸固定环。
在固定环的一种实施形式中，在横截面基本上不变的区域两端，各邻接一个朝固定环外圆周方向敞开的缺口。为了使固定环能够可靠地保持在一个压缩状态，以后，用一个夹具将固定环置于这一状态。
为了能尽可能可靠和准确地将固定环保持在其当时的压缩状态，最好使每一个朝固定环外圆周方向敞开的缺口包含一个角向区约为5°-30°。
在固定环的一种特别有利的实施形式中，每一个朝固定环外圆周方向敞开的缺口，有一个相对于固定环外围偏心地向内偏移的底面，底面有一个凸的最好大体为半圆形的形状。底面的偏心度可这样定义，即，一个直径小于固定环外围的圆，从此外围的中心最好朝横截面不变的区域的方向，偏移固定件外围直径的约1％-10％。
为避免在装配时固定环钩住或歪斜，在每一个朝固定环外圆周方向敞开的缺口的底面上，各连接有带修圆的过渡区的槽的侧面。
为了使固定环可靠地保持在其压缩状态，最好每一个朝固定环外圆周敞开的缺口邻近有关环端的那个侧面，比远离有关环端的侧面的深度更深。
每一个朝固定环外圆周方向敞开的缺口，约占固定环横截面的10％-60％。
为了使环端能按所需要的程度压缩，以便固定环能够容易地被置于其安装状态，环端在固定环不受力时最好通过一个5-50°的张开角彼此隔开间距。
为了在狭窄的环境也能方便地拆卸而使夹具能轻易地插入，朝内圆周方向敞开的缺口有一个凸的最好大体为半圆形的底面，并在底面上连接沿直线延伸的侧面。
为了在压缩或收合固定环时能在它的环端施加大的夹紧力，朝内圆周方向敞开的缺口，各有一条偏离固定环的中心的中心线。
在这种情况下，偏离固定环中心的中心线与固定环的对称轴线，最好构成一个约5°-25°的夹角。这就允许施加大的夹紧力，并与此同时即使在狭窄的环境下也能可靠地插入夹钳或夹具。
本发明的另一方面涉及一种用于安装前面所介绍的固定环的设备。这种设备有一个固定环的支座，固定环的环端至少局部收拢压缩；以及，有两个从支座突出的凸块，它们分别插入固定环朝外圆周方向开口的一个槽内。
因此，上述固定环可以方便和可靠地在一个狭窄的环境中快速安装。
支座最好通过一个套筒构成，它的一个端面近似于固定环的圆周形状。在这一端面设有凸块。
在此设备的一种实施形式中，支座至少有一个横截面为弓形段或扇形段状的缩入，在缩入处设有推移机构。通过此推移机构，可以将一个已位于设备上的固定环，置入其装配的最终位置。
支座最好有一个第一推移机构，它作用在固定环的环端区上，以及有一个第二推移机构，它与第一推移机构沿径向相对设置并尤其能与第一推移机构共同操纵。因此，可以方便和快速地装配即便要装在深孔内的固定环(必要时也可借助于具有这样一个设备的自动操作机)。
为了借助于此设备将固定环装在一个制在孔中的环槽内或一个台阶后，每一个推移机构可以沿套筒的纵向，在一个回退位置与一个前移位置之间移动，在回退位置推移机构相对于支座后撤，在前移位置推移机构超出凸块。
按照一种特别有利的实施形式，在设备中套筒设计成用来接收一个要借助于固定环来固定的构件或组件。当此套筒与构件或组件准确相配时，在公差很小的情况下也可以达到快速和可靠地装配。
按照本发明的另一个方面，安装以上所述固定环的方法包括下列步骤收合环端，使固定环有一个减小了的直径；保持固定环处于其减小后的直径；将固定环置入一个孔内，直至孔中的一个槽或台阶处；松开固定环，所以它的直径重新增大，以及固定环插入此槽中或贴靠在台阶处。
其中，收合环端的步骤最好借助于朝内圆周方向敞开的缺口实现，以及，保持固定环的步骤借助于朝外圆周敞开的缺口实现，在缺口各插入一个凸块。
最后，松开固定环的步骤最好通过推移固定环实现，使缺口与凸块脱开。
下面借助于
本发明的其他有利的设计、改进和特性，其中图1用示意俯视图表示固定环；图1a用放大示意俯视图表示图1中用A表示的局部；图2用示意剖视图表示用于安装图1所示固定环的设备；
图3用侧视图表示图2所示的设备；图4从上面看的视图表示图3所示之设备；图5表示通过一种机械式操纵机构的局部剖面，其中借助于图1所示的固定环使用按图2至4所示之设备装配一个组件。
图1表示了按本发明的一个用冷拉弹簧钢板冲压并经干法磷酸锌处理过的固定环，在不受力状态它有一个大体为圆环的形状。固定环有两个彼此相隔间距的环端11、12，并沿一个约202°的区域B有一个基本不变的横截面。这一区域B相对于环端11、12对称设置，所以，固定环相对于一条在环端11和12之间延伸的固定环对称轴线S也是对称的。
在每个环端11、12区内设有一个朝固定环内圆周方向敞开的缺口13、14。这些开口13、14用来在固定环安装前夹紧固定环。在横截面基本上不变的区域B两端，各邻接一个朝固定环外圆周方向敞开的缺口17、18。这些开口17、18包括一个角向区α约为21°。开口17、18有一个相对于固定环外围U偏心地向内偏移的底面21、22，它们有一种凸的半圆形的形状。在向外敞开的缺口17、18的底面21、22上，各连接有带修圆的过渡区17c、17d；18c、18d的侧面17a、17b；18a、18b。通过沿对称轴线S朝区域B的方向向内偏移底面的偏心度为距离E，使每一个朝固定环外圆周方向敞开的缺口17、18邻近有关环端11、12的那个侧面17a、18a的深度，比远离有关环端11、12的侧面17b、18b的更深。向外敞开的缺口17、18减小固定环的横截面，在远离有关环端11、12的侧面17b、18b所在区约为四分之一，在邻近有关环端11、12的侧面17a、18a所在区约为二分之一。
在不受力状态，环端11、12通过一个约30°的张开角b彼此隔开间距。
朝内圆周方向敞开的缺口13、14有一个半圆形底面23、25，在底面上连接有沿直线延伸的平行侧面13a、13b；14a、14b。朝内圆周方向敞开的缺口13、14在固定环横截面内延伸到这样的程度，即，在环端11、12的横截面最薄的位置D处，横截面减小为约20％至40％。向内敞开的缺口13、14定向为，使它的中心线M偏离固定环的中心引出。在这种情况下，开口13、14的中心线与固定环的对称轴线S构成一个约15°的夹角C。
图2至4表示了用于安装上述固定环的设备。此设备有一个用于一个固定环(图中未表示)的支座30。支座30通过一个管状套筒32的端面30a构成，套筒32的端面30a有一个与固定环圆周形状近似的形状，也就是说同样基本上是圆环形的。在端面30a上设有两个凸块33、34，它们的形状设计为，在环端压缩时它们能插入朝固定环外圆周方向敞开的缺口中。凸块33、34在管状套筒32的外侧处制成与之齐平。
支座30和圆柱形套筒32有两个彼此沿径向相对的扇形块状缩入36、37(见图4)，缩入36、37制成垂直于一条在两个凸块33、34之间延伸的对称轴线V。
在每一个扇形块状缩入36、37中设有一个推移机构38、39，它们的尺寸选择为使它们不超出套筒32的外接圆。其中，第一推移机构39作用在处于支座30中的一个固定环上在凸块33、34之间的环端区内。第二推移机构38作用在固定环闭合区内。这两个推移机构38、39可通过一个(图中未表示的)操纵装置一起操纵，使这两个推移机构38、39可平行于套筒32的纵轴线W(见图2)在一个回退位置与一个前移位置之间移动，在回退位置推移机构38、39相对于支座30和端面30a后撤，在前移位置推移机构38、39沿轴向超出凸块33、34。
套筒32有一个空腔42，它设计用于配合准确地置入一个要借助于固定环固定的构件。
下面参见图5说明借助于一个上面所介绍的固定环，按本发明用于固定一个构件或一个组件的方法。
图5表示了机械式操纵机构的一部分，例如在EP 0403635B1中所介绍的操纵机构那样，对此操纵机构的其余部分在这里不予以进一步的关心。圆柱筒50内装有弹簧54的弹簧保持器52，图中只是表示了弹簧保持器52和弹簧54很短的一部分。弹簧54作用在一根操纵杆56上，操纵杆56穿过弹簧保持器52伸出。
为了将弹簧保持器52和与之有关的构件安装在圆柱筒50内，先将弹簧保持器52与其他构件一起预装配成一个组件。借助于一个夹钳，它的夹子插入固定环的环端处朝内圆周方向敞开的缺口中，收合固定环并将它放在支座30上。因此固定环的直径减小，但基本上仍保持其圆环形。在套筒32端面30a上的凸块33、34保持固定环为其减小了的直径。现在，将与弹簧保持器一起预装配好的组件置入套筒32的空腔42中。带有固定环和此组件的工具现在装入圆柱筒50中，直至固定环60处于加工在圆柱筒50内壁上的环槽62的高度时为止。然后，两个推移机构38、39从它们的回退位置移到一个前移位置。在这种情况下，固定环离开支座30，以及，固定环方向朝外的槽与凸块33、34脱开。固定环回弹到它的具有增大了的直径的原始形状，并插入环槽62中。因此弹簧保持器52不会失落地固定在圆柱筒50中。接着将套筒32从圆柱筒50中取出。于是装配过程结束。
在拆下时，借助于夹钳，它的夹子插入朝固定环内圆周方向敞开的缺口内，收合固定环，使它的直径减小。在这一状态，可以沿圆柱筒50的轴向从环槽62取出固定环。因此组件被释放，并同样可以从圆柱筒50取出。
权利要求
1.固定环，它在不受力时基本上有一个圆环的形状，它有两个彼此隔开间距的环端(11、12)；有一个至少沿其圆周150°基本上不变的横截面；以及，在每个环端(11、12)区有一个朝其内圆周方向敞开的缺口(13、14)。
2.按照权利要求1所述的固定环，其特征为横截面基本上不变的区域(B)相对于环端(11、12)是对称的。
3.按照权利要求1或2所述的固定环，其特征为横截面基本上不变的区域(B)沿固定环圆周延伸达250°，最好沿约202°延伸。
4.按照权利要求1至3所述的固定环，其特征为在横截面基本上不变的区域(B)的两端，各邻接一个朝固定环外圆周方向敞开的缺口(17、18)。
5.按照权利要求4所述的固定环，其特征为每一个朝固定环外圆周方向敞开的缺口(17、18)包含一个角向区(α)约为5°-30°最好约21°。
6.按照权利要求4或5所述的固定环，其特征为每一个朝固定环外圆周方向敞开的缺口(17、18)，有一个相对于固定环外围(U)偏心地向内偏移的底面(21、22)，底面(21、22)有一个凸的最好大体为半圆形的形状。
7.按照权利要求4、5或6所述的固定环，其特征为在每一个朝固定环外圆周方向敞开的缺口(17、18)的底面(21、22)上，各连接有带修圆的过渡区(17c、17d；18c、18d)的开口(17、18)侧面(17a、17b；18a、18b)。
8.按照权利要求4-7之一所述的固定环，其特征为每一个朝固定环外圆周方向敞开的缺口(17、18)邻近有关环端(11、12)的那个侧面(17a、18a)，比远离有关环端(11、12)的侧面(17b、18b)的深度更深。
9.按照权利要求4-8之一所述的固定环，其特征为每一个朝固定环外圆周方向敞开的缺口(17、18)，约占固定环横截面的10-60％。
10.按照权利要求1-9之一所述的固定环，其特征为环端(11、12)通过一个5-50°的张开角(b)彼此隔开间距。
11.按照权利要求1-10之一所述的固定环，其特征为朝内圆周方向敞开的缺口(13、14)有一个凸的大体为半圆形的底面(23、25)，在底面上连接有沿直线延伸的侧面(13a、13b；14a、14b)。
12.按照上述权利要求所述的固定环，其特征为朝内圆周方向敞开的缺口(13、14)各有一条偏离固定环中心的中心线(M)。
13.按照上述权利要求所述的固定环，其特征为偏离固定环中心的中心线(M)，与固定环的对称轴线(S)构成约5°-25°的夹角。
14.用于安装按照前列诸权利要求之一所述固定环的设备，其特征为有一个用于固定环的支座(30)，固定环的环端至少部分收合；以及，有两个从支座凸出的凸块(33、34)，它们分别插入朝固定环外圆周方向敞开的缺口中。
15.按照上述权利要求所述的用于安装固定环的设备，其特征为支座(30)通过一个近似于固定环圆周形状的套筒(32)构成，在套筒的一个端面(30a)上设有凸块(33、34)。
16.按照上述权利要求所述的用于安装固定环的设备，其特征为支座(30)至少有一个横截面为弓形段或扇形段状的缩入(36、37)，在缩入(36、37)处设有推移机构(38、39)。
17.按照上述权利要求所述的用于安装固定环的设备，其特征为支座(30)有一个第一推移机构(39)，它作用在固定环上的环端区内，以及，最好有一个第二推移机构(38)，它与第一推移机构(39)沿径向相对设置，并尤其能与第一推移机构(39)共同操纵。
18.按照上述两项权利要求之一所述的用于安装固定环的设备，其特征为每一个推移机构(38、39)可以沿套筒(32)纵向，在一个回退位置与一个前移位置之间移动，在回退位置，推移机构相对于支座(30)后撤；在前移位置，推移机构超出凸块(33、34)。
19.按照权利要求14-18之一所述的用于安装固定环的设备，其特征为套筒(32)设计用于置入一个要借助于固定环固定的构件或组件。
20.安装具有权利要求1-14之一项或多项所述特征的固定环的方法有下列步骤a)收合环端，使固定环有一个减小的直径；b)保持固定环为其减小后的直径；c)将固定环置入一个孔中，直至孔中的一个槽或台阶处；d)松开固定环，所以它的直径重新增大，以及固定环插入槽中或贴靠在台阶处。
21.按照上述权利要求所述的安装具有权利要求1-14之一项或多项所述特征的固定环的方法，其中，a1)收合环端的步骤a)借助于朝内圆周方向敞开的缺口实现。
22.按照上述两项权利要求之一所述的安装具有权利要求1-14之一项或多项所述特征的固定环的方法，其中，b1)保持固定环的步骤b)借助于朝外圆周方向敞开的缺口实现，在缺口中各插入一个凸块。
23.按照上述权利要求所述的安装具有权利要求1-14之一项或多项所述特征的固定环的方法，其中，d1)松开固定环的步骤d)通过推移固定环来实现，所以缺口与凸块脱开。
全文摘要
在不受力时基本上有圆环形状的固定环，有两个彼此隔开间距的环端(11、12)；有一个至少沿其圆周150°基本上不变的横截面；以及，在每个环端(11、12)区有一个朝其内圆周方向敞开的缺口(13、14)，这种固定环可以方便地安装。一个专用设备可以将固定环特别有效地安装在非常狭窄的环境内。
文档编号B25B27/20GK1161730SQ95195832
公开日1997年10月8日 申请日期1995年10月17日 优先权日1994年10月24日
发明者H·克劳特克伦马, G·迈尔, R·斯特劳布 申请人:卢卡斯工业有限公司