CN101142421B - 用于制造接头连接装置的方法及接头连接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造接头连接装置的方法，该接头连接装置用于使一个部件(1)与一个等速接头(2)相连接，该部件具有一个端齿结构(13)，该等速接头设有一个相关联的端齿结构(11)，其中，这些端齿结构可通过用于施加一个轴向预载的机构彼此啮合并且分别具有彼此靠触的齿面作为功能面。此外，本发明还涉及一种这样的接头连接装置。

Description

用于制造接头连接装置的方法及接头连接装置
技术领域
本发明涉及一种用于制造一个接头连接装置的方法，该接头连接装置用于使一个部件与一个等速接头传递转矩地相连接，该部件具有一个端齿结构，该等速接头设有一个相关联的端齿结构，其中，这些端齿结构可通过用于施加轴向预载的机构彼此啮合并且分别具有彼此靠触的齿面作为功能面。本发明还涉及一种这样的接头连接装置。
背景技术
为了使一个接头与一个任意的其他部件、例如一个轴传递转矩地及可脱开地连接，公开了一些法兰连接，但是这些法兰连接对于一些应用场合需要太大的结构空间。
此外还公开了，将一个键槽轴插入到该接头的一个相应设计的孔中来产生传递转矩的连接。但是该连接需要轴向上比较大的装配位移。
因此在DE 36 36 243 C2、DE 43 10 007 C1及DE 101 27 458 C2中提出了一些接头连接，其中，一个接头的外毂设有一个端齿结构，该端齿结构可与设置在另一部件上的相应的端齿结构啮合来传递转矩。
由DE 197 51 855 C1、DE 199 58 674 C2及DE 101 27 458 C2也公开了一种连接装置，其中，一个接头的外毂可借助于一个端齿结构与一个连接元件连接。所述端齿结构可很大程度上通过无切削的成形加工来产生。但是，所述端齿结构制造不仅在端齿结构的制造成本上而且在加工精度上都能被改善。
发明内容
因此，本发明的任务在于，提出一种开头所述类型的方法以及一种相应的接头连接装置，其特征在于在同时保持低制造成本的情况下实现高的加工精度。
根据本发明，该任务基本上通过以下方式解决，即，这些齿结构在一个或多个加工步骤中预成形并且然后通过仅通过功能面的无切削的成形加工到最终尺寸。在此，这些齿结构可例如通过热成形或半热成形来预成形并且接着仅通过功能面的压制加工到最终尺寸。
有利的是，至少在最后一个无切削的加工步骤中仅是功能面被压制挤出。与无切削地加工所有端齿结构相比——其中产生挤压压力并且最终需要高的成形加工力，可通过用比较小的能量耗费仅加工功能面实现所需的由于挤压导致的成形。通过功能面的压制，这些功能面可被以非常高的可再现的精度加工到最终尺寸。
根据本发明方法的一个优选的实施形式，这些功能面通过无切削的加工增大到最终尺寸。
在此，有利的是，在预成形齿结构时这样地构造齿形，使得在无切削地加工到最终尺寸期间在这些齿的邻近功能面的面上保证一个自由的材料流。这一点尤其是通过以下方式实现，即，在预成形这些齿结构时例如在每个齿的头部区域和/或脚部区域上构造有一个用于接收所述无切削地加工到最终尺寸期间挤出的材料的自由空间。由此实现了，仅需挤出尽可能少的材料并且同时在尽可能少的部位上出现挤压压力。
当这些端齿结构及必要时邻近这些端齿结构的部件被调质或被表面硬化处理时，则例如在施加轴向预载和/或在传递转矩时，这些端齿结构沉降。因为这些端齿结构被静力学地超定，所以在装配或在使用该接头连接装置时，这些功能面的小沉降是必须的并且是所希望的。为此有利的是，所述部件的芯较软，以便使所述沉降变得容易，而边缘层是硬的并且是具有抵抗能力的。
此外，本发明的任务还通过一个最好按照上述方法制造的接头连接装置来解决。
为了使所述部件及等速接头彼此对中，这些端齿结构必须至少具有一个小楔角。该楔角最好处于自锁附近。但在本发明的接头连接装置中为了在传递转矩时仅出现尽可能小的轴向力，端齿结构的楔角最好在约1°与15°之间、尤其是在约1.5°与约5°之间选择。
对此替代或附加地，根据本发明的一个优选的实施形式，在该部件及在该(等速)接头上这样地设置有用于与一个外加螺母或者说锁紧螺母连接的配合机构，使得这些端齿结构通过该锁紧螺母在轴向预载下彼此啮合地固定。为此，该接头连接装置具有一个内毂，在该内毂的一个端部上设置所述端齿结构。在此，该等速接头的外毂可以以本身公知的方式与一个空心轴相连接。
如果该内毂具有一个圆柱形区段——在其一个端部上设置所述端齿结构，那么该圆柱形区段的外表面就可具有用于固定所述锁紧螺母的机构，该锁紧螺母用于施加一个轴向预载。同样，所述待被通过该接头连接装置连接的部件也可具有一个圆柱形区段，在其一个端部上设置所述端齿结构，并且其外表面具有用于固定所述锁紧螺母的机构。在此，该锁紧螺母可例如借助于一个锁紧涨圈固定并且与所述另一圆柱形区段用螺钉拧紧，所述锁紧涨圈配合在两个圆柱形区段之一的槽及锁紧螺母中的一个相应槽中。由此可施加一个确定的轴向预载，以便使两个端齿结构彼此啮合。
根据本发明的另一实施形式，也可能的是，所述部件及等速接头的内毂分别具有一个孔，其中至少一个孔设有内螺纹，从而可通过一个使所述部件及内毂彼此连接的螺纹销或螺钉施加确定的轴向预载。尤其是当等速接头的外毂与一个轴连接时，有利的是，使该螺钉穿过部件中的孔并且拧入到内毂中。
该等速接头最好是一个对头轨接头(Gegenbahngelenk)，尤其是一个例如由DE 102 09 933 A1公开的对头轨接头。
为了能实现这些端面的功能面的沉降，有利的是，该等速接头的内毂被表面硬化处理，而待被与该等速接头连接的部件或至少是其设有端齿结构的区段可被调质或也被表面硬化处理。
附图说明
从下面对实施例及附图的说明中得出本发明的进一步构型、优点及应用可能性。在此所有描述和/或图示的特征本身或任意组合都是本发明的主题，而与其在权利要求或其回引中的概括无关。图中示意性示出：
图1按照本发明的第一实施形式的接头连接装置的剖视图，
图2按照本发明的第二实施形式的接头连接装置的剖视图，
图3按照本发明的第三实施形式的接头连接装置的剖视图，
图4按照本发明的在不同加工工位中的接头连接装置的一个齿。
具体实施方式
在图1-3所示的接头连接装置中，在图的上半部中分别示出一个与一个部件1连接的等速接头2，而在图的下半部中，部件1还未与等速接头2连接。在附图1-3中，相同的部件用相同的参考标号表示。
在所示的实施形式中，等速接头2是一个对头轨接头，就像例如由DE 102 09 933 A1公开的那样。
等速接头2具有一个外毂3——它带有设置在该外毂3的内侧上的滚道3a、一个内毂4——它带有设置在其外侧上的内滚道4a、一个设置在该内毂4与外毂3之间并且在外毂3中被导向的保持架5以及一些滚珠6，这些滚珠在滚道3a及4a中被导向。外毂3被一个由金属板制成的接收件7围作用并且与该接收件7无相对转动地连接。该接收件7例如通过一个焊接连接8与一个空心轴9连接。
待与等速接头2连接的部件1可以是一个任意的其他部件，例如一个轴、一个轮法兰、一个另外的接头或类似物。等速接头2的内毂4具有一个在所示实施形式中套筒状的圆柱形区段10，该区段向着部件1的方向延伸并且在其向着部件1的端部上设有一个端齿结构11。
以相同的方式，部件1也具有一个圆柱形的区段12，在其向着等速接头2的端部上构造了一个端齿结构13。在此，这些端齿结构11及13这样地彼此适配，使得它们分别如图1-3的附图上半部所示地彼此啮合以传递转矩。
部件1的圆柱形区段12可像在图3中所示那样与该部件一体地构成。替代地，该圆柱形的区段12也可如图1及2所示地是一个单独的元件，该元件可与部件1无相对转动地连接。在根据图1及2的实施形式中，该圆柱形区段12作为一个套筒构成，它可借助于一个至少部分地设置在其内表面上的纵向齿结构与一个部分地设置在部件1的外表面上的相关联的纵向齿结构14无相对转动地连接。
部件1与等速接头2的内毂4之间的传递转矩的连接是通过将两个齿结构11及13在轴向预载下彼此啮合实现的。为此在根据图1及2的实施形式中设置了一个锁紧螺母15，该锁紧螺母具有内螺纹，该内螺纹可拧在圆柱形区段12的外螺纹16上。
在内毂4的圆柱形区段10上，在一个槽中固定了安全环17，具有一个向着等速接头2的突出部18的锁紧螺母15支撑在该安全环上。以此方式可通过锁紧螺母15的确定的拧紧将部件1的圆柱形区段12这样地拧紧在内毂4的圆柱形区段10上，使得两个齿结构11及13彼此啮合。
相反，在图3所示的实施形式中，部件1设有一个孔19。另外，在等速接头2的内毂4中开设了一个螺纹孔20。因此，部件1和内毂4可借助于一个螺纹销21这样地彼此拧紧，使得这些齿结构11及13传递转矩地彼此啮合。
下面参照图4详细说明这些端齿结构11及13的制造。这些端齿结构11及13由多个齿组成，在图4中示意性示出这些齿中的一个齿22。
这些端齿结构的齿22首先被预成形，从而使得它们具有例如在图4中通过虚线示出的轮廓23。该预成形可例如无切削地借助于热成形进行。然后，这些齿22被无切削地加工到最终尺寸，使得它们得到在图4中用实线示出的最终轮廓24。
该无切削的加工步骤最好可通过一个或多个压制工序进行，但是其中仅在齿的功能面25上、即在齿面——这些齿面在运行中靠触在对应齿结构的齿面上——的区域上施加挤出压力。因为仅仅是这些功能面25受到压制过程(Praegevorgang)，所以在无切削的加工时不出现挤压压力，从而可将这些功能面25以少的力耗费及高的精度加工到最终尺寸。
在此，预成形好的齿的轮廓23被这样选择，使得在压制工序时在邻近功能面的面上保证自由的材料流。为此，例如可设置一个自由空间26，通过成形加工被挤出的材料可流入到该自由空间中。在图4中示出的自由空间26仅仅是被示例性地示出的，并且取决于这些齿22的最终轮廓24地，不同的自由空间和/或设置在其他部位上的自由空间也可能是有利的。
如果这些端齿结构11及13被调质和/或被表面硬化处理，那么这些功能面25就具有所需的用于传递转矩的硬度。然而，这些齿22的芯足够软，从而使得这些功能面25可由于轴向预载——该轴向预载由锁紧螺母15或螺纹销21施加——或由于由转矩施加的力而沉降(setzen)。当尽可能所有的齿22都应均匀地传递转矩时，在这些端齿结构被静力地超定的情况下该沉降是必需的。

Claims (12)

1.用于使一个部件与一个接头传递转矩地相连接的接头连接装置，该部件具有一个端齿结构，该接头设有一个相关联的端齿结构，其中，这些端齿结构可通过用于施加轴向预载的机构彼此啮合并且分别具有彼此靠触的齿面作为功能面，其特征在于：在该部件及在该接头上这样地设置了用于与一个锁紧螺母相连接的啮合机构，使得这些端齿结构通过该锁紧螺母在轴向预载下被彼此啮合地固定。
2.按权利要求1所述的接头连接装置，其特征在于：端齿结构的这些功能面具有一个在自锁附近的、在大致1°与大致15°之间的楔角。
3.按权利要求2所述的接头连接装置，其特征在于：所述楔角在大致1.5°与大致5°之间。
4.按权利要求1或2所述的接头连接装置，其特征在于：该接头具有一个内毂，所述端齿结构设置在该内毂的一个端部上。
5.按权利要求4所述的接头连接装置，其特征在于：该内毂具有一个圆柱形的区段，所述端齿结构设置在该区段的一个端部上，并且该区段的外表面具有用于固定一个锁紧螺母的机构，该锁紧螺母作为用于施加轴向预载的机构。
6.按权利要求1或2所述的接头连接装置，其特征在于：所述部件具有一个圆柱形的区段，所述端齿结构设置在该区段的一个端部上，并且该区段的外表面具有用于固定一个锁紧螺母的机构，该锁紧螺母作为用于施加轴向预载的机构。
7.按权利要求1或2所述的接头连接装置，其特征在于：该接头是一个对头轨接头。
8.按权利要求4所述的接头连接装置，其特征在于：所述内毂被表面硬化处理和/或所述部件的至少是设有端齿结构的区段被调质。
9.用于使一个部件与一个接头传递转矩地相连接的接头连接装置，该部件具有一个端齿结构，该接头设有一个相关联的端齿结构，其中，这些端齿结构可通过用于施加一个轴向预载的机构彼此啮合并且分别具有彼此靠触的齿面作为功能面，其特征在于：端齿结构的这些功能面具有一个在自锁附近的、在大致1°与大致15°之间的楔角，该接头具有一个内毂，所述端齿结构设置在该内毂的一个端部上，该内毂具有一个圆柱形的区段，所述端齿结构设置在该区段的一个端部上，并且该区段的外表面具有用于固定一个锁紧螺母的机构，该锁紧螺母作为用于施加轴向预载的机构。
10.按权利要求9所述的接头连接装置，其特征在于：所述楔角在大致1.5°与大致5°之间。
11.用于使一个部件与一个接头传递转矩地相连接的接头连接装置，该部件具有一个端齿结构，该接头设有一个相关联的端齿结构，其中，这些端齿结构可通过用于施加一个轴向预载的机构彼此啮合并且分别具有彼此靠触的齿面作为功能面，其特征在于：端齿结构的这些功能面具有一个在自锁附近的、在大致1°与大致15°之间的楔角，所述部件具有一个圆柱形的区段，所述端齿结构设置在该区段的一个端部上，并且该区段的外表面具有用于固定一个锁紧螺母的机构，该锁紧螺母作为用于施加轴向预载的机构。
12.按权利要求11所述的接头连接装置，其特征在于：所述楔角在大致1.5°与大致5°之间。
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