专利名称：轴-毂连接件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轴-毂连接件，具有由轴提供的毂座(Nabensitz)和构件的由该 毂座容纳的毂，其中，毂座和构件的毂构成非圆形-连接件。
背景技术：
在本申请的范围内，“非圆形-连接件”包括所有非圆形的轴-毂连接件，S卩，椭圆 形、多边形、啮合部、非对称的多棱形等。作为工作名称，下面总是说成是所谓的“多边形连 接件”。只要在如下说到“多边形连接件”，则总是意指并且包括全部可能的非圆形_连接 件。由现有技术公知轴、轴杆(Achse)和轴颈与构件的毂的大量各式各样的连接件， 所述构件例如为运转轮、齿轮、偏心盘、杆和/或类似的构件。这种连接件可以依据力传递 的方式被划分为形状配合的连接件、摩擦配合的连接件、预紧的形状配合的连接件和材料 配合的连接件。在形状配合的连接件中，轴与毂之间的连接件通过确定的造型方案来制造， 造型方案例如有花键轴型廓、花键啮合部或多边形型廓，或是额外的、称为“随动件”的元 件，例如导向键、滑键或横向销。作为形状配合的连接件，多边形连接件特别适合用于传递冲击类型的扭矩，并且 特别被设置用于可松开的连接、滑移配合(Schiebsitz)以及设置用于压配合。另外，多边 形连接件是自身定中心的，也就是说，可能存在的余隙在扭转时得到对称地自行补偿。此 外，鉴于凹口作用，多边形连接件比其他形状配合的连接件在很多方面更为有利。
发明内容
虽然形状配合的轴-毂连接件以及在此特别是多边形连接件已经在日常实践应 用中被证明是可行的，但仍然还存在改进需求。因此，本发明基于如下任务，即，提出一种相 对于现有技术得到改进的、开头所提及的轴-毂连接件，这种轴-毂连接件尤其在将力导入 轴中这方面得到优化。此外，这种连接件在其生产和/或装配方面也得以简化。为解决所述任务，凭借本发明提出轴-毂连接件在轴的纵向上具有至少一个径 向凸肩。轴-毂连接件应具有至少一个径向凸肩，由此包括在两个构件的一个中，也就是 在轴侧的毂座上或在构件的毂上构成有至少一个径向梯级。毂座或毂可具有圆柱形的和/ 或锥形的段。在“径向凸肩”或径向梯级这些概念中，可以包括矩形的梯级式分布或者还有 锥形的梯级式分布，同样还有倒圆的梯级式分布。在按现有技术公知的轴与毂之间的多边形连接件中，设置为毂座在轴的纵向上 具有各处于一个平面中的多边形面。与此不同地，在这里凭借本发明提出连接件，即例如 毂座具有至少一个径向凸肩，也就是说设置有至少分两个梯级的毂座。依据本发明，在每个 多边形侧上提供至少两个多边形面。优选的是在轴的纵向上设置有多个径向凸肩并且进而设置有分多梯级的毂座。径向凸肩或毂座梯级的数目在此依赖于整个毂座在轴纵向上的长度和使用情况而得出。在 此，各个毂座梯级在轴的纵向上具有优点地具有相同的长度，也就是相同的轴向延伸。通过设置各个径向凸肩，将毂座划分为各个梯级的特别的优点在于对在按常规 的使用情况中作用在轴上的力进行由此而获得的力分配。在按常规的使用情况中，由于毂 座被划分为各个梯级的原因，基于对轴-毂连接件的加载而作用在轴上的最大力被基本分 配到各个梯级上，尤其是在将预应力施加到各个梯级上的情况下，其中预应力优选是不同 的。在此，基于过盈量而产生不同的预应力。结果就是以具有优点的方式产生的力分配，这 种力分配与仅单梯级的毂座构造方案的区别在于具有很小的最大荷载。依据本发明的构造 方案的最大优点在于，在轴的总荷载保持相同的情况下，调整出整体上减小的荷载最大值。 按照现有技术，轴的毂座的特别是被加载的区域可以被这样去负荷，这使得对轴的最大荷 载减小。这样，在轴中还有在毂区域内不希望地高的材料应力得到避免，这也是依据本发明 的轴-毂连接件在尺寸设定相同的情况下具有长得多的使用寿命或更高的总体效率的原 因。在与现有技术相比使用寿命不变的情况下，依据本发明的构造方案允许了各个构件减 小的尺寸设定，这使得节省了材料。尤其是通过依据本发明的构造获得了更多的结构自由 度，并可以根据使用情况，相对于现有技术使用显著改善的解决方案。相对于现有技术的另一个优点呈例如锥形的压配合的形式以如下方式获得，即， 对于按常规的使用情况就不需要那么高的制造精度。尤其是在轴的纵向上准确的定位方 面，这被证明是具有优点的，这是因为与公知的锥形-圆形压接件的不同之处在于，该连接 件的功效不再通过特别是轴向公差来确定。总体上，依据本发明的构造方案允许了将作用于轴上的最大力或最大应力分配到 多个凸肩上，从而在总体上能够实现相当(vergleichmafiigt)的力分配或应力分配。这以具 有优点的方式使得接触腐蚀减小。依据本发明的另一特征，毂座相对于构件的毂具有径向过盈量。该径向过盈量可 以是例如10 μ m至100 μ m。根据使用情况，径向过盈量可设置为20 μ m至80 μ m，并且更加 优选为25 μ m至75 μ m。这种径向过盈量的构造在与依据本发明的多梯级毂座构造相组合 下，使得再次改善了力分配或应力分配。在此，在一种按本发明的特别构造中，可以设置为 径向过盈量与毂座的各个梯级相关地不同地构造。这样，毂座的第一梯级就可以例如具有 与毂座的第二梯级、第三梯级或第四梯级不同的径向过盈量。与毂座的各个梯级相关地不 同过盈量的构造方案以具有优点的方式实现了如下结构上的可行性方案，即，在至毂座的 各个梯级上的力分配或应力分配方面，以可预先规定的方式产生影响。这样，可以例如通过 对与毂座的各个梯级相关的径向过盈量进行相应不同的配置而得以确保与例如毂座的关 于轴的纵向延伸在中间的一个或多个梯级相比，毂座的关于轴的纵向延伸在端侧的梯级在 按常规的加载情况下被强度稍小地施加荷载。依据本发明设置的构造一般适用于轴与毂之间的多边形连接件，并且不局限于确 定的轴构造和/或构件构造。就此而言，毂可以被构造为由轴容纳的构件的单独的或一体 的部件。依据本发明本身涉及的是一方面的轴与另一方面的毂之间的实际连接的构造。 本发明在多方面是可变的。工作名称“多边形连接件”完全普适性地表示非圆形的连接件， 即，对称的或不对称的四角形、椭圆形、啮合部、隆起部(Auswerfimg)等非圆形的构造。“径 向凸肩”这一名称标示至少一个梯级状的径向凸起部。不同的梯级可以相互结合，即，呈圆柱形地、锥形地、锥形_锥形地、圆柱形_圆柱形地等形式相互组合。过渡梯级或凸肩可以 径向地、倒圆地、呈锥形地和以类似形式分布。同样在这里，所有组合都包含在本发明中。此外，足够的是，在共同作用的构件之一上构造有径向凸肩。该凸肩可以根据使用 情况而以相应的过盈量彼此跟随地构造，以便产生最佳的受力状态。最后，依据本发明可以设置为，彼此跟随的多边形以绕着轴的纵轴线分布的、偏转 的方式构造。例如在五角多边形的简单的可设想的情况下，跟随第一多边形梯级的第二多 边形梯级以偏转过很小的角度的方式构造。此外，这引起了力传递方面的改善。
由结合附图的下列说明获得本发明的其他优点和特征。在此图1以示意图示出按现有技术的轴_毂连接件；图Ia与依照图1的轴_毂连接件相关地示出力分配曲线；图2以示意图示出依据本发明的轴-毂连接件；图2a与依照图2的轴-毂连接件相关地示出力分配曲线；以及图3以示意图示出依照图2的在视线方向III上的依据本发明的轴-毂连接件。
具体实施例方式在图1中示出轴-毂连接件，具有由轴1提供的毂座2和构件5的由毂座2容纳 的毂。毂座2和构件5的所述毂构成了多边形连接件，也就是说，毂座2具有在截面上呈多 边形的外部轮廓，其中，构件5具有例如构造为钻孔的容纳处，该容纳处具有与毂座2的外 部轮廓相对应地构造的内部轮廓。所使用的多边形型廓可以例如是五角形。原则上当然可 行的是，多边形型廓作为非圆形型廓可以具有按需求相应多个角。就此而言，本发明并不仅 局限于五角多边形型廓。正如根据图1可辨识地，毂座2和由毂座2容纳的构件5在轴1的纵向11上等长 地构造或关于依照图1的画页平面等宽地构造。关于依照图1的画页平面相关地，毂座2 在左侧还有右侧分别通过连接区域3或连接区域4来界定，连接区域3和4与毂座2相区 别地呈圆形地构造。在图1中示出的轴-毂连接件是依据现有技术的这种轴-毂连接件。在图2中示 出依据本发明的轴_毂连接件。正如根据图2可以辨识地，在所示出的实施例中，毂座2具有两个径向凸肩9和 10，从而总体上分三个梯级的毂座2构造有三个梯级I、II和III。构件5的毂相应于毂座 2的按本发明的多梯级性地构造。毂座的各个梯级I、II和III关于依照图2的图画平面等宽地构造，也就是说，关 于轴1的纵向11等长地构造。形成毂座2的第二梯级II的径向凸肩9根据实施方式和使用情况在径向上超出 毂座2的第一梯级I几ym直至数毫米。通过径向凸肩10构成的第三梯级III以相同的 方式在径向上超出毂座2的通过径向凸肩9所提供的第二梯级II。图3示出依照图2的在视线方向III上的依据本发明的轴-毂连接件。由该视图 可以清楚辨识各个径向凸肩9和10以及毂座的各个梯级I、II和III。由该图示非常明显的是，毂座2构成五角的多边形轮廓，与此相对地，关于依照图2的图示在左侧还有右侧连 到毂座2上的连接区域3和4在截面上呈圆形地构造。如果在负载情况下，例如关于依照图2的画面平面在构件5的右侧，如同图3中借 助力作用箭头F所示出的那样在该构件5上作用有力的话，则获得了对轴1在毂座2的区 域内的荷载，如同其在图2a中举例示出的那样。图2a示出在轴1的毂座2的区域内的力 分配或应力分配8的图表，其中，导入轴1中的力在y_轴7上，在毂座2的轴向延伸上，按 X-轴6分散(abtragen)。正如由该图表可获悉的那样，获得了如下的力分配或应力分配图 线8，该力分配或应力分配图线8关于依照图2的图画平面，对于毂座2的每个梯级I、II和 III由左至右增长。最大荷载分别关于依照图2的图画平面，在毂座2的每个梯级1、11、和 III的右侧上获得。在这里，需要着重指出的是，图Ia和2a仅用于直观形象的阐述，并且绝不应当是 在科学技术上准确的。此外，力的峰值限定平均的力，该平均的力大致相当于0与Fmax之间的中间值 (Mittelwert)。该平均力是轴_毂连接件的功效的量值，并且中间值以虚线示出。在按现有技术的轴-毂连接件中，获得了如图Ia所示出的力分配或应力分配8。 在对按图Ia的图表和按图2a的图表进行比较时，可以得出的是要么是总体上导入毂座2 中的力同样大，但依照按本发明的构造，在作用于毂座2的各个梯级I、II和III上的最大 力方面实现了力分配。要么是正相反地，依据本发明的轴-毂连接件能被更高地加载并且 能够传递更大的平均力。由此可得出的结论是在依据本发明的构造形式中，与现有技术相 比，在相同的力导入情况下，作用在轴1上的最大负载最小化。最大负载的最小化通过这种 方式实现，即，依据本发明的实施方式，将最大力和/或最大应力分配到毂座2的各个梯级 I、II和III上。基于这种应力分配方案，可实现与现有技术相比得以改善的、也就是得到 减小的接触腐蚀。或者选择性地，可以将依据本发明的轴-毂连接件视为明显更具功效的 轴-毂连接件，也就是说，在各方面都表现出显著的改善。附图标记列表1 轴2毂座/轴-毂连接件3连接区域4连接区域5 构件6x-轴7y_ 轴8力分配9径向凸肩10径向凸肩11 纵向I 梯级II 梯级III 梯级
6
F 力Ffflax 最大力
权利要求
轴 毂连接件，具有由轴(1)提供的毂座(2)和构件(5)的由所述毂座(2)容纳的毂，其中，所述毂座(2)和所述构件(5)的所述毂构成非圆形 连接件，其特征在于，所述轴 毂连接件(2)在所述轴的纵向(11)上具有至少一个径向凸肩(9、10)。
2.按权利要求1所述的轴-毂连接件，其特征在于，所述毂座(2)在所述轴(1)的纵向 上具有多个径向凸肩(9、10)。
3.按权利要求2所述的轴-毂连接件，其特征在于，所述径向凸肩(9、10)在所述轴(1) 的纵向(11)上提供等长构造的径向段(I、II、III)。
4.按前述权利要求之一所述的轴-毂连接件，其特征在于，所述毂座(2)相对于所述构 件(5)的所述毂具有径向过盈量。
5.按权利要求4所述的轴-毂连接件，其特征在于，所述径向过盈量为10μ m至 100 μ m,优选为20 μ m至80 μ m，更优选为25 μ m至75 μ m。
6.按权利要求4或5所述的轴-毂连接件，其特征在于，所述径向过盈量与各个所述径 向段(I、II、III)相关地不同地构造。
7.按前述权利要求之一所述的轴-毂连接件，其特征在于，所述毂被构造为由所述轴 (1)容纳的所述构件(5)的单独的或一体的部件。
8.按前述上权利要求之一所述的轴-毂连接件，其特征在于，所述径向凸肩呈锥形地 分布或倒圆地分布。
9.按前述权利要求之一所述的轴_毂连接件，其特征在于，所述径向梯级中的至少一 个径向梯级呈锥形地构造。
10.按前述权利要求之一所述的轴-毂连接件，其特征在于，彼此跟随的径向段以彼此 相对偏转的方式构造。
全文摘要
本发明涉及一种轴-毂连接件，具有由轴(1)提供的毂座(2)和构件(5)的由毂座(2)容纳的毂，其中，毂座(2)和构件(5)的毂构成了多边形连接件。为提出如下的轴-毂连接件，该轴-毂连接件尤其在进入轴内的力导入方面得到优化，凭借本发明提出，毂座(2)在轴(1)的纵向(11)上具有至少一个径向凸肩(9、10)。
文档编号F16D1/072GK101978185SQ200980109996
公开日2011年2月16日 申请日期2009年3月19日 优先权日2008年3月20日
发明者吉多·科赫斯伊科 申请人:伊普奥泰科机械及不锈钢产品有限公司