专利名称:锥形箍紧装置的制作方法
本发明涉及一种用于把轮毂连接到轴上的锥形箍紧装置。
在德国的公开文件DE-OS 23 29 940和德国书DE-PS 12 94 751中说明了典型的锥形箍紧装置。在DE-OS 23 29 940中，双锥形环作为外环，单锥形环安装在位于双锥形环内的轮毂上。在DE-PS 12 94 751中，双锥形环安装在轮毂上，而单锥形环作为外环，在箍紧期间，由单锥形环产生环形拉应力。
然而在前述两种情况中，双锥形箍紧组件全部安装在轮毂上。对传递扭矩起决定性作用的轮毂与轴之间的摩擦连接，仅仅通过双锥形箍紧组件把轮毂与轴箍紧在一起来实现。
锥形箍紧装置经常用于重载驱动连接。在这种情况下，必须避免由于开键槽而削弱轴的强度和受键槽影响导致局部应力增加的可能性。轴的直径通常在几百毫米的范围内。轮毂被加工成适当的尺寸，以便能把从驱动轴产生的力传递到与轴连接的被驱动件上。轮毂壁不应该做得太厚，否则双锥形箍紧组件的箍紧力会大量地消耗在轮毂的变形上。因此，轮毂的尺寸十分关键，实际上它决定了在过载情况下轮毂的输出能力。在轮毂上，由传递的扭矩所引起的剪力迭加在由双锥形箍紧组件施加的可观的径向压缩力上。因此，产生了相当大的应力，该应力实际上可能处于材料的屈服点或流动极限范围中。
构成本发明的基本问题是提供一种能减小轮毂中应力的锥形箍紧装置。
本发明提供一种用于把轮毂连接到轴上的锥形箍紧装置，此装置包括一个适于安装在轮毂外圆周上的双锥形箍紧组件，这样轮毂能被径向压缩，并通过摩擦力使其与轴刚性地连接。这种双锥形箍紧组件包括
一个双锥形环，它有两个沿轴向分开设置的同轴的锥形表面，其锥度方向相反，因此双锥形环的最大壁厚处位于轴向长度上的中部;
两个单锥形环，其中每一个都有一个锥形表面，分别与所述的双锥形环的相应的锥面相连接;
轴向拉紧螺栓，它们环绕圆周布置，插入所述的单锥形环上轴向钻出的孔中，在轴向拉紧力作用下，强迫单锥形环沿着锥形表面滑动;
其中一个单锥形环把双锥形箍紧组件箍紧在轮毂上，而另一个单锥形环把双锥形箍紧组件箍紧在位于轮毂轴向前方的轴上。
与以前结构一样，一个单锥形环使箍紧力作用在轮毂上，但与已有的装置不同的是，通过另一个单锥形环使箍紧力直接作用在轴上。在已有的装置中，双锥形箍紧组件的两个单锥形环都安装在轮毂的外部，因此它们并不能参与扭矩的传递，而扭矩的传递几乎仅能靠轮毂内圆柱面处的摩擦力来实现。与此相反，在本发明中，其一端直接箍紧在轴上的双锥形环能参与扭矩的传递，而把轮毂外圆柱面上的相应的扭矩部分传到轮毂上，也就是说，传到有较大半径和较大的转动力臂的地方;因此，对于传递同样大小的扭矩，可以减小单锥形环作用于轮毂上的相应数量的径向箍紧力。以这种方式，由传递的扭矩和径向箍紧力产生的相应的应力(此应力决定材料流动的开始)也减少了，也就是说，为产生同样大小的扭矩而必须施加在轮毂上的应力也减小了。
本发明可用两个可供选择的实施例来实现。在第一个实施例中，双锥形环是放在两个单锥形环的内部，且有一端直接与轴接触。在第二个实施例中，双锥形环相对于单锥形环是外环，有一个单锥形环是直接安装在轴上，而在这种情况下，扭矩也必然传递到单锥形环与双锥形环之间的锥形表面上。
现在参照附图中所示的非限定的例子说明本发明的实用实施例，在附图中
图1是根据本发明制造的一种锥形箍紧组件的第一个实施例的局部轴向剖视图;
图2是本发明的第二个实施例的局部轴向剖视图。
在图1所示的锥形箍紧组件100中，轮毂2不可转动地装于轴1上。“轴”应该理解为具有外圆柱表面3的任何结构件，例如轴颈，管子外表面及类似的构件。“轮毂”应该理解为具有一个内圆柱表面4和一个外圆柱表面5的任何管状构件。在这种条件下“壁厚”仍然允许有一定量的径向变形，以与轴1产生摩擦连接，也就是说，壁厚通常是小于轮毂外廓的直径。轮毂2可以设置在齿轮或鼓轮上，或者它也可以由中空轴端或在另一根轴端镗出孔来形成。
用一个双锥形箍紧组件10可以实现把轮毂2刚性地定位在轴1上，双锥形箍紧组件10包括一个双锥形环20和两个单锥形环30，40。双锥形环20具有阶梯形圆柱内表面，在这种情况下，较大内径部分21安装在轮毂2的外圆柱表面5上，而位于图1右侧的较小直径部分22直接装于轴1的外圆柱表面上。
双锥形环20的外周表面包括两个锥形面23，24，它们沿着轴向其直径朝相反的方向逐渐减小，在它们之间有一个环形辐板25，它从锥面23，24上径向地向外凸出。单锥形环30，40以它们的内锥形面27，28与双锥形环的外锥形面23，24连接，在所有情况下，锥角都是相同的。
轴向拉紧螺栓非常靠近地分布在环绕周边的节圆26上，利用这些螺栓使单锥形环30，40紧紧地径向压在双锥形环20的锥面23，24上，以便由摩擦力把其固定在轴1上。因此，当拧紧拉紧螺栓时，在未开槽的单锥环30，40中产生的环形拉应力在可能的最小损失的情况下被转变成径向箍紧力。在双锥形环20的圆周上的某一位置也可开一个纵向槽。
在图1中有一组拉紧螺栓29，它们可轴向从右侧插入通孔41中，并穿过单锥形环40，如图1所示。这样螺栓头与单锥形环40的右侧端面靠紧，螺栓的外螺纹端部轴向地拧入环形辐板25中的内螺纹孔中。另一组拉紧螺栓29′从右侧穿过单锥形环40和环形辐板25中的通孔，然后其螺纹端部轴向地拧入单锥形环30中的内螺纹孔中。这样就可以使单锥形环30，40都可以右侧被拉紧。
如果锥面支承角在自锁范围内，那么解除压力螺栓(图中未画出)用来迫使单锥形环30，40以轴向沿着双锥形环彼此脱离。在图1所示的拉紧螺栓29′与螺栓29在周向上以适当的距离分布，以便于对它们分别地操作。
单锥形环40把以其圆柱部分22直接地包围着轴1的双锥形环20箍紧。单锥形环30在它与轮毂2的外圆柱表面5之间箍紧双锥形环20，此外，它还迫使轮毂2的内圆柱表面4箍在轴1上。这样加强了在轮毂2上的外圆柱面5处的摩擦锁定，这种锁定主要用于把从双锥形环的部分22产生的扭矩传递到轮毂2上，而且传递到轮毂2的内圆柱表面4处，在那里可以通过轮毂的径向压缩来传递扭矩。
在图2所示的锥形箍紧组件200的情况下，对于轮毂2的定位作用与图1一样。不同之处仅仅是如图2所示的双锥形箍紧组件110的配置方法不同，双锥形环120径向地位于单锥形环130，140的外面，锥形表面123，124属于内锥面。单锥形环130，140分别具有外锥形表面127和128，它们分别与内锥表面123，124连接，且它们还分别有一个内圆柱面105，122。这两个内圆柱面分别安置在轮毂2的外圆柱表面5上和轴1的外圆柱表面3上。
在图2所示的实施例中，轴1的外部有一不显著的台阶，因此单锥形环140的内圆柱表面122的直径稍小于轮毂2的内圆柱表面4的直径。
双锥形环120的环形辐板125位于单锥形环130，140之间，并径向地向内凸出，与图1所示的环形辐板25类似，它也用于与轴向拉紧螺栓29，29′连接。
双锥形环120没有开槽，以便可以施加必要的箍紧力。而单锥形环130，140可以在它们的边缘上的某一位置纵向开槽，以便它们能很容易被压缩。如果轮毂2的端部(如图2的虚线2′所示)伸出而与单锥形环140的左端面相接触，这样可防止单锥形环140沿轮毂2的轴向方向，也就是沿轴1的轴向方向移动;然后，当拧紧拉紧螺栓29时，单锥形环140在轴1的外圆柱表面上保持静止，而在表面128上存在滑动，仅当拧紧拉紧螺栓29′时，表面105和127处发生滑动;这样就只有三对摩擦面而不是四对，因此减小了摩擦损失，由此提高了拉紧螺栓29，29′的效率。
在实施例中所述的锥形环30，40，120仅仅用来产生箍紧力。这些锥形环也可以作为功能元件，或者其他能被连接到如齿轮、皮带轮或类似功能元件上的元件。
也可以把锥形环30，40，120沿着一个同轴圆柱面43设置，它们可各包括一个带有锥形表面的内环41和一个围绕上述内环的外环42，如图2中左上部所示。外环42是由高抗拉强度的钢制成，它能经受很大的环应力而不发生塑性变形。这样可以施加较大的力，或这意味着当施加同样的力时，其横截面积可以减小，因此可减小锥形环30，40，120的外径。
权利要求
1、用于把一个轮毂连接到一根轴上的锥形箍紧装置，包括一个适合于安装在轮毂外围的双锥形箍紧组件，以便径向压缩轮毂，通过摩擦力，把它刚性地连接到轴上，上述的双锥形箍紧组件包括，
一个双锥形环，它有两个沿轴向分开设置的同轴的锥形表面，其锥度方向相反，因此双锥形环的最大壁厚处位于轴向长度上的中部，
两个单锥形环，其中每一个都有一个锥形表面，分别与所述的双锥形环的相应的锥面相连接。
轴向拉紧螺栓，它们环绕圆周布置，插入所述的单锥形环上轴向钻出的孔中，在轴向拉紧力作用下，迫使单锥形环沿着锥形表面滑动，
其中
上述的一个单锥形环把双锥形箍紧组件箍紧在轮毂上，而上述的另一个单锥形环把双锥形箍紧组件箍紧在位于轮毂轴向前方的轴上。
2、根据权利要求
1的锥形箍紧装置，其中，带有锥形表面的双锥形环的锥形表面是外锥面，把单锥形环的尺寸设计得具有必要的强度，以施加箍紧力产生足够的摩擦连接，上述单锥形环安装在双锥形环的外面，双锥形环的内表面是阶梯式的圆柱面，以便使其较大内径部分安装在轮毂上，而较小内径部分安装在轴上。
3、根据权利要求
1的锥形箍紧装置，其中，带有锥形表面的双锥形环的锥形表面是内锥面，把双锥形环的尺寸设计得具有必要的强度，以施加箍紧力产生足够的摩擦连接，单锥形环安装在双锥形环的内部，而且与单锥形环的锥形面对置的内圆柱表面有不同的内径，以使上述的一个单锥形环安装在轮毂上而另一个单锥形环安装在轴上。
专利摘要
锥形箍紧装置(100)包括一个带有一个双锥形环(20)和两个单锥形环(30，40)的双锥形箍紧组件(10)。一个单锥形环(30)把双锥形箍紧组件(10)箍紧在轮毂(2)上，而另一个单锥形环(40)把双锥形箍紧组件(10)箍紧在位于轮毂(2)，轴向前方的轴(1)上。双锥形环(20)的内表面为阶梯圆柱面，较大内径部分(21)安装在轮毂(2)上，而较小内径部分(22)安装在轴(1)上。
文档编号F16D1/06GK86103194SQ86103194
公开日1986年11月19日 申请日期1986年5月7日
发明者拉尔夫·穆兰伯格 申请人:拉尔夫·穆兰伯格导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan