专利名称：夹紧装置及用于其的压出环和锥形环的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1、9以及14的前序部分所述的夹紧装置以及用于 其的压出环和锥形环。
背景技术：
这种可松开的夹紧装置用于两个构件，尤其是轴和轮毂的力接合连接。为此，夹紧 装置以在轴和轮毂之间插入的方式被夹紧。夹紧装置使得能够传递高转矩且必要时传递轴 向力。除了能够传递非常高的转矩的优点，其还具有在交变应力时的高同轴度精度和无间 隙的优点。由于这些优点，这种夹紧连接的应用领域非常广泛且包括例如船用螺旋桨、离合 器、链轮和飞轮等的装配。这种夹紧装置的装配较简单。为此，将两个带彼此面对的圆锥形圆周表面的锥形 环引入位于轴和与轴相连接的轮毂之间的径向空隙。通过将锥形环在轴向以彼此相对的方 式移动至彼此重叠的方式增大了锥形环的外部的外直径，与此同时锥形环的内部的内直径 减小。所述移动借助于夹紧螺栓实现，该夹紧螺栓将扩大的外锥形环与轮毂夹紧、将被挤压 的内锥形环与轴夹紧以及将两个锥形环以彼此相对的方式夹紧。锥形环以彼此相对的方式 在圆锥形圆周表面上的夹紧在此为自锁的。在拆卸时必须消除自锁。为此，由DE 1190266C1已知，在其中一个锥形环上沿周 向在夹紧螺栓孔之间设有压出螺纹孔。在该压出螺纹孔中可以拧入压出螺栓，该压出螺栓 与另一个锥形环上的无孔位置相接触并且使得能够将其在轴向压出。然而该解决方案的缺 点是，即压出螺纹孔限制了在周向使用的夹紧螺栓的数量。如果例如设有四个压出螺纹孔， 沿着圆周会相应地使用更少的夹紧螺栓。在较小的直径时这尤其导致了这种夹紧装置不能 够传递足够高的转矩。为了不减少夹紧螺栓的数量，由DE 29603922U1和DE 3343446C1已知的是，将这 种压出螺纹孔分别设在两个夹紧螺栓孔之间。这种解决方案然而减弱了锥形环的机械负荷 能力，因为位于夹紧螺栓孔和压出螺纹孔之间的隔板变得非常细长。此外产生不均勻的应 力曲线。由DE 3215618A1和GB 904551A分别已知一种夹紧装置，在该夹紧装置中两个锥 形环借助于挡圈以彼此相对的方式夹紧。DE 3804673C1涉及一种外夹紧系统，在该外夹紧系统中从外面将空心轴压紧在内 轴上，与此同时该发明涉及在外部构件和内部构件之间设置的能够沿径向的传递力的中间 夹紧系统。由 DD 83046A.DE 7302286U.DE 8703454U1 和 DE 3343446C1 已知的夹紧装置以熟 知的方式设置为彼此相邻的贯通孔和螺纹孔。DE 29603922U1示出一种作为法兰连接的外夹紧系统。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种根据权利要求1、9以及14的前序部分所述的夹紧 装置以及用于其的压出环和锥形环，该夹紧装置能够在可容易拆卸的情况下传递高转矩。该目的按照权利要求1、9以及14的特征来实现。 因此，根据权利要求1提供了一种夹紧装置，在该夹紧装置中用于夹紧螺栓的一 些贯通孔具有用于拧入压出螺栓的压出螺纹。总归存在的用于夹紧螺栓的贯通孔根据本发 明因此也用于压出螺栓。不再需要另外的压出螺栓螺纹孔。用于夹紧装置的夹紧的有效夹 紧螺栓的数量因此不变。也不需要另外的位于用于夹紧螺栓的孔之间的孔，使得锥形环没 有减弱。根据本发明因此能够使用尽可能多的夹紧螺栓，以提高最大的可传递转矩，其中夹 紧装置不会被额外的孔减弱并且能够以简单的方式拆卸。夹紧装置在锥形环的数量和构造方面是灵活的；该夹紧装置在其中将至少两个锥 形环彼此相对地并且紧靠着内部的和外部的构件夹紧的地方都可以使用。在最简单的情况下 存在如轴(轮毂)的内部(外部)构件，所述构件然而具有套在轴上的(插入在轮毂中的) 或者与其此外相连接的其它构件，内部的(外部的)锥形环那么与所述其它构件相接触。因此能够例如使用常见的带环形法兰的锥形环，在该锥形环中设有用于插入夹紧 螺栓的孔。环形法兰能够沿径向从内部构件向外延伸并且在轴向紧贴着外部构件。由此使 得能够与另外的锥形环的稳定地夹紧，所述另外的锥形环被拉向环形法兰。必要时环形法 兰朝内部构件延伸。在夹紧装置中这种构造同样是常见的。内锥形环和内部构件的紧挨着的接触面可以是圆柱形或者圆锥形。所述圆柱形或 者圆锥形同样适用于外锥形环和外部构件的紧挨着的接触面。由此，外部的和/或内部构 件在形状上的最优匹配是可能的。本发明在以下的夹紧装置中也是适用的，即在所述夹紧装置中以轴向彼此相邻的 方式设有多个，尤其是两个内部的和/或两个外部的锥形环。在此，孔以合适的方式沿着圆周均勻分布。这造成均勻的应力曲线。每二个、三个 或者四个的用于插入夹紧螺栓的孔在此最好具有一个压出螺纹，使得压出螺栓也均勻地分 布并且在其之间设置的压出面不会过负载。本发明此外提供了一种用于这种夹紧装置的压出环，其具有用于插入压出螺栓的 孔和在孔之间的周边设置的压出面，其中所述压出螺栓可旋入锥形环的压出螺纹中，所述 压出面紧贴着部分松开的夹紧螺栓的夹紧螺栓头，以在拧紧压出螺栓时将压出力传递到夹 紧螺栓头上。压出环能够与多个具有匹配的直径和匹配个数的压出螺纹的夹紧装置一起使用。以合适的方式在压出环中设有工具孔，该工具孔用于穿过压出面将螺丝刀插入。 由此能够进一步松开或者再次拧入夹紧螺栓，而不需要再次拆下压出环。这实现了在压出 时夹紧螺栓的简单可调性。工具孔的直径适当小于用于插入压出螺栓的孔的直径，使得保持足够的压出面用 于与夹紧螺栓头的接触。压出环可以也与锥形环一样为封闭的或者沿着其圆周被狭缝中断。通过狭缝获得 在夹紧时圆周的匹配性。压出环能够沿着其圆周被划分成至少两段。由此，如果结构环境妨碍或者阻止封闭环套到轴上，这种构造那么也能够更容易使用。本发明最后提供了 一种用于这种夹紧装置的锥形环，其具有用于插入夹紧螺栓的孔，该夹紧螺栓可以与夹紧装置的另一个相邻的锥形环拧紧，其中用于插入夹紧螺栓的孔 具有用于压出螺栓的压出螺纹，该压出螺栓的直径大于另一个无压出螺纹的孔的直径。由 此取消了设置另外的用于压出螺栓的孔的必要性。按照夹紧装置的构造锥形环可分为内部的和外部的锥形环，也就是说与内部构件 或者与外部构件相接触。
图1示出通过借助于夹紧螺栓在轴和轮毂之间夹紧的锥形环的剖面图；图2示出图1的夹紧装置的锥形环的俯视图；图3示出通过带有附接的压出环的夹紧装置的剖面图；图4示出图3的压出环的俯视图；图5至图8分别示出另外的夹紧装置的剖面图；图9示出另一压出环的俯视图。
具体实施例方式为了在轮毂1和轴2之间建立力接合连接，在图1中借助于夹紧螺栓5将内部的 和外部的锥形环3、4彼此相对地且紧靠着轮毂1和轴2夹紧。对此，轮毂1具有空隙6，在该空隙6中插入带有套上的锥形环3、4的轴2。空隙 6形成面向轴2的柱形面7，该柱形面7在这里以合适的圆柱形的方式构成。柱形面7也能 够以圆锥形的方式或者以另外的合适方式构成。外锥形环4的在这里同样为圆柱形的圆周表面8紧贴着柱形面7。远离圆柱形圆 周表面8且朝向内锥形环3的是圆锥形圆周表面9。圆锥度造成外锥形环4的内径从其面向夹紧螺栓5的端面10到另一边的端面11 下降。外径保持不变。外锥形环4的径向厚度与此相应地在夹紧螺栓方向从端面10到端 面11增大。圆锥形圆周表面9紧贴着内锥形环3的同样为圆锥形的圆周表面12。圆周表面 9、12在此具有相同的锥角，然而锥角沿着相反的轴向方向上升。远离内锥形环3的圆锥形 圆周表面12且朝向轴2的圆柱形圆周表面13的是内锥形环3的圆柱形圆周表面14，所述 内锥形环3通过圆柱形圆周表面14位于轴2上面。内锥形环3具有周缘的环形法兰15，该环形法兰15在轴向支撑着轮毂1。用于插 入夹紧螺栓5的孔16延伸穿过环形法兰15。在孔16的延长部分中，在外锥形环4中设有 用于拧入夹紧螺栓5的螺纹孔17。为了装配图1示出的夹紧装置，首先将锥形环3、4引入位于轮毂1和轴2之间的 环形空间中。随后将夹紧螺栓5插入穿过内锥形环3的环形法兰15中的孔16，并且将其 拧入外锥形环4的螺纹孔17中。在此夹紧螺栓5的夹紧螺栓头18支撑在环形法兰15上， 使得在拧紧时锥形环3、4沿轴向朝向彼此移动。由于紧挨着的圆锥形圆周表面9、12的坡 度的原因，外锥形环4在径向扩宽，与此同时内锥形环3在径向被挤压。这实现了径向的夹紧，即在分别成对的紧挨着的圆柱形圆周表面7、8，圆锥形圆周表面9、12和圆柱形圆锥表面13、14之间的夹紧。两个锥形环3、4也彼此相对地且紧靠着轮毂1和轴2被夹紧。通过 锥形环3、4实现了轮毂1和轴2之间的力接合连接。该力接合连接使得能够将转矩从轴2 传递到轮毂1上并且反之亦然。此外，能够传递在轴2和轮毂1之间的轴向力。用于夹紧螺栓5的孔16最好沿着内锥形环3的圆周均勻分布，见图2。孔16的直 径可以略大于夹紧螺栓5的直径。因此，在孔16中提供夹紧螺栓5的径向间隙，该间隙允 许在夹紧时内锥形环3的径向压缩。此外设有狭缝19，该狭缝19在圆周方向将内锥形环3 中断，使得该内锥形环3能够被更容易压缩。在内锥形环3中的孔16的至少一个具有压出螺纹20。图2中仅示例性地示出五 个压出螺纹20。压出螺纹20为内螺纹，由于孔16的较大直径，夹紧螺栓5不能够被拧入该 压出螺纹20中。换言之，在从带有压出螺纹20的孔16移除夹紧螺栓5后，能够将压出螺 栓21与内锥形环3的环形法兰15拧紧，见图3。这发生在下述的夹紧组件的拆卸中。为了松开轮毂1、外锥形环4、内锥形环3和轴2之间的夹紧，使用压出环22。压出环22能够滑动到轴2上，并且压出环22在合适的位置具有用于插入压出螺 栓21的孔23，该孔23与环形法兰15中的带有压出螺纹20的孔16对齐。在位于无压出螺 纹20的孔16的对面的位置处，压出环22没有孔；必要时能够如图4所示在那里设有用于 转动工具的工具孔24。工具孔24的直径小于夹紧螺栓头18的直径。因此，一方面使得能 够保证从压出环22到夹紧螺栓头18上的力传递，并且另一方面使得能够借助于如压出环 22的安装状态下的螺丝刀的工具将夹紧螺栓5松开或者拧紧。为了拆卸，将夹紧螺栓5从带有压出螺纹20的孔16移除。另外的夹紧螺栓5被 松开，即以合适的方式分别从外锥形环4的螺纹孔17拧开同样量。该松开的夹紧螺栓5的 夹紧螺栓头18那么如图3所示相对于环形法兰15间隔开。随后，压出环22被放置在松开 的夹紧螺栓5的夹紧螺栓头18上，并且通过压出螺栓21与内锥形环3拧紧。由此，通过压 出螺栓头25使得压出环22沿轴向朝向内锥形环3移动，其由箭头26示出。这再次造成作 用在松开的夹紧螺栓5的夹紧螺栓头18上的力。夹紧螺栓5将该力通过螺纹孔17传递到 外锥形环4上，该外锥形环4因此在轴向按照箭头27的方向从内锥形环3和轮毂1之间的 夹紧状态被压出。该夹紧连接因此被松开。图5示出，轮毂1或者说是外锥形环4的圆周表面7、8和/或轴2或者说是内锥 形环3的圆周表面13、14不是必须为圆柱形，而是如示例性地示出同样可以为圆锥形。圆 周表面7、8或者13、14的锥角在此以成对的方式相同。图6中除了圆锥形圆周表面13、14还示出，内部和外部的锥形环3或者4的角色 相对于图1的实施形式能够互换。在此，外锥形环4具有环形法兰15。环形法兰15沿径向 朝轴2的方向延伸并且与轴2间隔开，然而必要时能够在径向支撑着轴2。带有部分具有压 出螺纹20的孔16的环形法兰15的构造相应于图1中示出的环形法兰15的构造。图6中 示出的实施方式能够以同样的方式被拆卸，如在图3中示出。在根据图7的实施形式中设置有两个轴向相邻的外锥形环4、4'。在这种夹紧装 置中，夹紧螺栓5的一些如图所示延伸通过环形法兰15的孔16并且穿过内锥形环4直到 进入锥形环4'中的螺纹孔17。其余的夹紧螺栓5'较短并且延伸穿过环形法兰15中的孔 16进入锥形环4中的螺纹孔17。所述较短的夹紧螺栓5'没有到达锥形环4'。环形法兰15中的且夹紧螺栓5延伸通过的孔16的一些以及环形法兰15中的较短夹紧螺栓5'延伸 通过的孔16的一些在此具有压出螺纹20。为了拆卸，首先将这种在带有压出螺纹20的孔16中插入的较长夹紧螺栓5移除。 剩余的较长夹紧螺栓5，但不是较短的夹紧螺栓5'，然后被略微松开，例如松开一个或者 两个螺旋，以提供如图3所示的位于夹紧螺栓头18和环形法兰15之间的间隔。然后附接 压出环22，并且借助于压出螺栓21将压出环22拉动到环形法兰15上，其中压出环22挤压 松开的较长夹紧螺栓5，使得锥形环4'从夹紧状态松开。移除压出环22，剩余的较长夹紧 螺栓5从锥形环4'被拧出并且锥形环4'从夹紧装置被拉出。接着松开锥形环4。这如图 1至4的实施例一样实现。为此，首先移 除延伸通过带有压出螺纹20的孔的较短夹紧螺栓 5'。剩余的较短夹紧螺栓被略微旋开，以在夹紧螺栓头18和环形法兰15之间提供间隔， 如图3中所示。然后紧挨着松开的较短夹紧螺栓5'的夹紧螺栓头18放置压出环22并且 通过压出螺栓21沿轴向朝着环形法兰15拉动压出环22。由此外锥形环4也从夹紧状态松 开。在图8所示的实施形式中设有外锥形环3，其具有T形横截面。T形臂在此以圆锥 形的方式从中间向外逐渐变细。必要时与轴2间隔开的T形外锥形环3的中央隔板的两侧 分别设有内锥形环4、4'。内锥形环4、4'的锥角与T形外锥形环3的臂的锥角相一致。锥 形环4、4'通过夹紧螺栓5、5'能够与锥形环3和轴2夹紧。当拆卸时与此相应地同样按 照两步进行。在第一步中通过移除或者从内锥形环4'的螺纹孔17部分地旋出较长的夹 紧螺栓5的方式将内锥形环4'松开。随后借助于压出环22将内锥形环4'从夹紧状态松 开。在第二步中移除较短的夹紧螺栓5'，该夹紧螺栓5'延伸通过内锥形环4中的具有压 出螺纹20的孔16。剩余的较短夹紧螺栓5'以合适的方式分别松开相同量。随后紧靠着 松开的较短夹紧螺栓5'的螺栓头18放置锥形环22，并且通过压出螺栓21将其与内锥形 环4拧紧。如果压出螺栓21被进一步旋入，其造成作用在松开的较短夹紧螺栓5'上的轴 向力。夹紧连接因此被松开。压出环22还能够由两部分构造成，见图9。该压出环22的两个半部22'和22〃 能够从外边套在轴2上。如果由于结构的情况不可以将压出环22滑动到轴2上，这种构造 那么是有利的。以合适的方式，在这种情况下设有用于压出螺栓且分别位于部件22'和22"的 端部的孔23。环形法兰15中的与所述孔23对齐的孔16分别具有压出螺纹20。由此，尽 管夹紧螺栓5沿着环形法兰15的圆周均勻分布还是保证了压出环22的半部22'和22" 均勻地承受机械负荷。参考标记目录1 轮毂2 轴3内锥形环4,4'外锥形环5夹紧螺栓6 空隙7柱形面
8圆周表面9 圆周表面10 端面11 端面 12圆周表面13圆周表面14圆周表面15环形法兰16 孔17螺纹孔18夹紧螺栓头19 狭缝20压出螺纹21压出螺栓22压出环22' 22〃 半部23 孔24工具孔25压出螺栓头26 箭头27 箭头28圆周表面
权利要求
夹紧装置，用于将尤其是轮毂(1)的具有空隙的外部构件力接合连接在尤其是轴(1)的内部构件上，其具有内锥形环(3)，所述内锥形环(3)紧挨着所述内部构件并且具有远离所述内部构件的圆锥形圆周表面(12)，以及外锥形环(4)，所述外锥形环(4)紧挨着所述外部构件并且具有远离所述外部构件的圆锥形圆周表面(9)以便与所述内锥形孔(3)的圆锥形圆周表面(12)共同作用，其中所述锥形环的其中一个(3)具有用于插入夹紧螺栓(5)的孔(16)，并且所述相应的另一个锥形环(4)具有用于拧入所述夹紧螺栓(5)的螺纹孔(17)，以便将所述锥形环(3、4)以在所述的彼此面对的圆锥形圆周表面(9、12)上彼此相对的方式且紧靠着所述内部的和外部的构件夹紧，其特征在于，用于插入夹紧螺栓(5)的孔(16)具有用于压出螺栓(21)的压出螺纹(20)，所述压出螺栓(21)的直径大于所述的相应夹紧螺栓(5)的直径，并且设有带有孔(23)的压出环(22)，所述孔(23)用于将能够拧入到所述压出螺纹(20)中的所述压出螺栓(21)插入，并且所述压出环(22)具有用于未完全拧入相应螺纹孔(17)中的夹紧螺栓(5)的夹紧螺栓头(18)的压出面，以使得在拧入所述压出螺栓(21)时将压出力传递到所述夹紧螺栓头(18)上。
2.根据权利要求1所述的夹紧装置，其特征在于，用于插入夹紧螺栓(5)的所述孔 (16)设在环形法兰(15)中。
3.根据权利要求2所述的夹紧装置，其特征在于，所述环形法兰(15)在径向从所述内 部构件向外延伸并且在轴向紧贴着所述外部构件。
4.根据权利要求2所述的夹紧装置，其特征在于，所述环形法兰(15)沿径向朝所述内 部构件的方向延伸。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的夹紧装置，其特征在于，所述内锥形环(3)和所 述内部构件的紧挨着的圆周表面(7、8)为圆锥形。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的夹紧装置，其特征在于，所述外锥形环(4)和所 述外部构件的紧挨着的接触面为圆锥形。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的夹紧装置，其特征在于，以轴向彼此相邻的方式 设有至少两个内部的和/或至少两个外部的锥形环(4、4')。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的夹紧装置，其特征在于，多个孔(16、23)沿着所 述圆周均勻分布，并且每二个、三个或者四个用于插入夹紧螺栓(5)的孔(16)具有压出螺 纹(21)。
9.用于夹紧装置的压出环(22)，所述夹紧装置用于将具有空隙的外部构件力接合连 接在内部构件上，尤其是根据权利要求1至8中任一项所述的夹紧装置，其特征在于，与所述夹紧装置的锥形环⑷的压出螺纹(20)对齐的孔(23)用于插入压出螺栓 (21)，所述压出螺栓(21)能够拧入所述压出螺纹(20)中，并且通过在所述孔(23)之间的 周边设置的压出面，所述压出面紧贴着部分松开的夹紧螺栓(5)的夹紧螺栓头(18)，以使 得在拧紧所述压出螺栓(21)时将压出力传递到所述夹紧螺栓头(18)上。
10.根据权利要求9所述的压出环，其特征在于，工具孔(24)用于螺丝刀穿过压出面的 插入。
11.根据权利要求10所述的压出环，其特征在于，所述工具孔(24)的直径小于用于插 入所述压出螺栓(21)的所述孔(23)的直径。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的压出环，其特征在于，所述压出环(22)为封 闭的或者沿着其圆周由狭缝中断。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的压出环，其特征在于，所述压出环(22)沿着 其圆周分割成至少两段(22'、22〃)。
14.用于夹紧装置的锥形环(3)，所述夹紧装置用于将具有空隙的外部构件力接合连 接在内部构件上，尤其是根据权利要求1至8中任一项所述的夹紧装置，所述锥形环(3)具 有用于插入夹紧螺栓(5)的孔(16)，所述螺栓(5)与所述夹紧装置的另一个相邻的锥形环 (4)拧紧，其特征在于，用于插入夹紧螺栓(5)的孔(16)具有用于压出螺栓(21)的压出螺纹(17)，所述压出 螺栓(21)的直径大于另一个无压出螺纹的孔(16)的直径。
15.根据权利要求14所述的锥形环，其特征在于，所述锥形环为夹紧装置的内部的或 者外部的锥形环(3、4)。
16.根据权利要求14或15所述的锥形环，其特征在于，在环形法兰(15)中设有用于插 入夹紧螺栓(5)的所述孔(16)。
17.根据权利要求16所述的锥形环，其特征在于，所述环形法兰(15)沿径向从所述内 部构件向外延伸并且在轴向紧贴着所述外部构件。
18.根据权利要求16所述的锥形环，其特征在于，所述环形法兰(15)朝所述内部构件 的方向延伸。
19.根据权利要求14至18中任一项所述的锥形环，其特征在于，每二个、三个或者四个 孔(16)具有一个压出螺纹(17)。
全文摘要
本发明涉及一种用于将轮毂(1)力接合连接在轴(2)上的夹紧装置，其具有内部的锥形环(3)和外部的锥形环(4)，其中所述锥形环中的一个(3)具有用于插入夹紧螺栓(5)的孔(16)并且所述锥形环中的另一个(4)具有用于拧入所述夹紧螺栓(5)的螺纹孔(17)，以使得将所述锥形孔(3、4)彼此相对地且紧靠着所述轮毂和所述轴夹紧，其中用于插入夹紧螺栓(5)的孔(16)具有用于压出螺栓(21)的压出螺纹(20)，所述压出螺栓(21)的直径大于相应的所述夹紧螺栓(5)的直径，并且设有带有孔(23)的压出环(22)，所述孔(23)用于将能够拧入到所述压出螺纹(20)中的所述压出螺栓(21)插入，而且所述压出环(22)具有用于未完全拧入相应螺纹孔(17)中的夹紧螺栓(5)的夹紧螺栓头(18)的压出面，以使得在拧入所述压出螺栓(21)时将压出力传递到所述夹紧螺栓头(18)上。此外，本发明还涉及锥形环和压出环。
文档编号F16D1/094GK101849116SQ200880109973
公开日2010年9月29日 申请日期2008年8月1日 优先权日2007年8月1日
发明者兹拉特科·迪兹达雷维奇 申请人:碧科技术有限责任公司