CN102067417A - 一种借助于紧配合将衬套安装在轴的一部分上的方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用过盈配合将衬套安装在轴的一部分(2)上的方法，该方法包括以下步骤：提供具有至少部分为锥形的外表面(8)的引导元件(7，23)；将该引导元件(7，23)设置在所述轴(1)的所述一部分(2)的延伸部分中；将所述衬套(5)推动通过所述引导元件(7，23)以及推动到所述轴(1)的所述一部分(2)上。

Description

一种借助于紧配合将衬套安装在轴的一部分上的方法
技术领域
本发明涉及一种采用过盈配合将衬套安装在轴的一部分上的方法。
在并不局限于以下的情况下，本发明的应用领域例如可以为利用电动机器的永磁体将衬套安装在转子轴上，或者任意其它用途，由此必须按照非转动的方式将衬套固定在轴的一部分上，并且由此衬套受到转动力，例如与通常具有高转速的用途的情况一样。
背景技术
用于将元件固定在轴的圆柱形部分上的方法是已知的。
在许多情况中，例如在US4549341中所述一样，采用了具有其内径小于上述轴的一部分的外径的内部通道的元件。
为了能够将这种元件应用在轴的圆柱形部分上，这些已知的方法采用了物体受热膨胀并且受冷收缩的原理。
通过加热该元件并且冷却上述轴的那部分，从而消除了在元件的内径和轴的外径之间的差，从而可以将元件推到该轴的圆周形部分上，之后在元件冷却并且重新加热该轴时，能够实现过盈配合。
这些已知方法的第一个缺点在于，它们只能应用于具有足够高热膨胀系数的材料。
该已知方法的另一个缺点在于，必须对元件进行强加热以实现足够的膨胀，这会对元件或甚至对轴造成损害。
在具有永磁体形状的元件的情况下，所述加热会改变磁铁的磁性。
还有在由聚合物或塑料制成的元件的情况下，这种加热会是致命的，由此限制了该已知方法的应用领域。
另外，以一致方式的加热大型元件(例如金属环或类似的)是非常昂贵且不容易的。
而且，所述已知方法的危险在于，当将该受热元件布置在轴上的时候，元件将冷却太快，并且在安放在正确位置之前将会粘附在轴上，从而不能保证后面的结果。
在用于将元件施加在轴上的其它已知方法的情况中，例如从US5188478和US6104115所知的一样，轴的一部分设有锥形外表面，其上已经设有具有互补锥形通道的元件。
这种锥形实施方案的缺点在于，它们是昂贵的。
即使在该元件例如由纤维加强复合材料制成，由于该元件的锥形形状，也将难以大量生产。
为此，在制造例如锥形复合材料环时，将通过将复合材料带材缠绕在因为所需的锥度而限制于一个环的长度的锥形心轴上来获得该环的内部锥度。
相反，容易从很长的锥形管中切割出圆柱形复合材料环，由此可以通过将复合材料带材缠绕在其长度可以随机选择的圆柱形心轴上来获得这种圆柱形管。
因此，生产圆柱形环本质上比生产锥形环容易得多。
发明内容
因此，本发明目的在于克服上述和/或其它缺点中的一个或几个。
具体地说，本发明的目的在于获得一种利用过盈配合将衬套安装在轴的一部分上的廉价方法。
由此本发明的目的在于在衬套和轴之间实现过盈配合，并且为此不需要衬套具有复杂形状例如具有锥形表面、锥形通道等。
本发明的另一个目的在于，获得这样一种方法，该方法能够在室温下应用，并且由此该衬套例如由合成材料例如纤维加强复合材料或者金属等制成。
为此，本发明涉及一种利用过盈配合将衬套安装在轴的一部分上的方法，该方法包括以下步骤：
在所述轴的那部分的延伸部分上设置引导元件，由此该引导元件具有至少部分为锥形的外表面，该锥形部分的最大直径与所述轴的那部分的外径最大偏差5％，由此将所述引导元件被布置成将所述锥形部分的最大直径部分引导至所述轴的那部分上；
将衬套推动通过在引导元件的具有最小直径一侧的引导元件并且推动到所述轴的那部分上；
在使得衬套在引导元件上移动中的第一步骤期间使得加压件朝着锥形部分轴向运动，由此该加压件设有在加压期间让衬套的整个端面抵靠在其上的承载面；并且
在使得衬套在引导元件上移动中的第二步骤期间采用其内径大于或等于轴的那部分的外径的加压元件。
根据本发明的这种方法的优点在于，衬套不必具有难以实现的复杂形状例如锥形表面，以便在轴和衬套之间实现牢固连接。
根据本发明的方法的另一个优点在于，它能够在室温下应用。
这样，不存在与一些已知方法的情况一样由于进行加热以便将衬套过盈配合在轴上而导致的表面氧化等而对轴或衬套造成损坏的危险。
而且，采用根据本发明的这种方法，不需要任何加热，衬套可以由复合材料例如玻璃纤维加强复合材料制成，由此这些纤维优选相对于彼此沿着所有方向延伸。
根据本发明的这种方法的另一个优点在于，与已知方法相比，可以将长度更长的衬套夹在轴上。
实际上，通过在第一步骤中进行推压期间使得加压件的承载面抵靠在衬套的整个端面上以便在引导元件上推动衬套，从而大大降低了衬套在压力作用下弯曲的危险。
而且，衬套的轴向强度在最大程度上得到利用。
因此，与已知方法相比，能够克服在推动期间在衬套和引导元件或轴之间的更大摩擦力。
由于该摩擦力与在上述部分之间的接触表面成正比，并且因此随着衬套的长度增大而增大，所以因此采用根据本发明的方法能够在轴或引导元件上推动长度更长的衬套。
这样的附加优点在于在组装期间能够节约很多时间。
实际上，与相同长度的轴必须通过应用已知方法设置衬套的情况相比，根据本发明的方法需要更少的操作来将长度相对更长的衬套夹在轴上，由此在该情况中必须将几个衬套一个接一个地夹在轴上。
还有，采用根据本发明的方法，在加压期间该衬套的其它故障模式出现的危险更小，尤其是在由复合材料制成的衬套的情况下。
通过应用不正确的加压方法，复合材料衬套的组成部分会剥离，例如在外部复合材料层或多层等中出现裂纹。
采用根据本发明的方法将所述危险限制于最小。
根据本发明的优选方法，在使得所述衬套在所述引导元件上轴向移动的所述第一步骤期间，使得所述加压件朝着所述引导元件的锥形部分轴向运动。
因此，在第一移动步骤期间加强件只要可能将抵靠在衬套的整个端面上，这当然有利于衬套在加压期间的稳定性。
根据本发明的优选实施方案，轴是阶梯的，并且引导元件至少部分是中空的，由此通过将引导元件的中空部分设置在其直径小于其上必须设置衬套的那部分轴的一部分轴上来将引导元件在轴上定中。
这种将引导元件在轴上定中是非常简单并且实用的。
根据本发明的可选方法，轴在其远端上设有凹槽，并且引导元件设有与在轴中的凹槽互补的轴向凸出部分，由此通过轴向凸出部分将引导元件至少部分地设置在所述轴的凹槽中来使得引导元件在轴上定中。
这种方法例如在衬套必须在轴的远端或者靠近轴的远端处设置时是实用的。
附图说明
为了更好地说明本发明的特征，根据本发明用于利用过盈配合将衬套安装在一部分轴上的方法的以下优选实施方案，将参照附图仅仅以实施例的方式进行描述而不会受到任何限制，由此所包含的图1至10显示出看作是一部分的本发明的连续步骤，并且其中：
图1为阶梯轴的一部分的侧视图；
图2显示出如何将衬套设置在图1的阶梯轴上；
图3显示出如何将衬套设置在引导元件上；
图4显示出如何能够将加压件设置成压靠在衬套上；
图5显示出在加压件抵靠引导元件的锥形部分轴向运动之后的情况；
图6显示出在已经将加压件拆除之后的情况；
图7显示出如何将另外的附件设置在衬套上；
图8显示出如何能够再次将加压件向上施加在另外的附件上；
图9显示出这样一种情况，其中衬套已经通过附加附件和加压件轴向向上运动到轴的一部分上；
图10显示出在衬套和轴的那部分之间最终形成的夹紧连接部；
图11显示出与图9类似的可选实施方案，其中采用还有一个另外附件作为中间步骤；
图12显示出可选实施方案，其中轴在其远端上设有空腔，将引导元件按照配合的方式引导到该空腔中；以及
图13至17显示出在应用利用过盈配合将复合衬套安装在轴的一部分上的已知方法时经常出现的故障模式，通过根据本发明的方法避免了或者至少更不经常出现这些故障模式。
具体实施方式
本发明涉及一种利用过盈配合将衬套安装在轴的一部分上的方法。
图1表示阶梯圆柱形轴1的一个远端的一部分，并且在该情况中在这里根据减小的轴厚度，轴1总计有至少三个圆柱形部分2、3和4，由此轴1的每个部分2至4具有其自身的直径，即从大到小相应的直径D1、D2和D3。
这种轴1仅仅为根据本发明的方法所涉及的轴的示例，并且它例如可以为发电机的转子轴，其中将永磁体设在转子轴上，并且其中在轴1上必须设置衬套以保护例如磁体。
在另一个用途中，轴1必须例如为发动机的轴，其上设有飞轮以便使得电机轴更稳定运行。
当然，不排除许多其它用途。
但是在后面为了简化起见，假设在图3至12中所显示出的衬套5必须利用过盈配合设在轴1的圆柱形部分2上。
衬套5具有圆柱形通道6，其内径D4小于其上必须固定衬套5的轴1的部分2的外径D1上。
根据本发明的方法包括为提供具有至少部分锥形的外表面8的引导元件7的步骤。
一方面，引导元件7的锥形部分9的最大外径D5由此与其上必须固定衬套5的轴1的部分2的外径D1最大偏差5％。
另一方面，锥形部分9的最小外径D6在该情况中小于衬套5的内径，或者在其它情况中可能最大等于该衬套5的内径。
优选的是，至少衬套5的引导元件7在位于两者之间的接触表面的边缘上设有倒角，由此上述倒角的半径优选为锥形部分9的最小直径D6的10-10倍至锥形部分9的最小直径D6的10-1倍。所涉及的这些边缘在图3中分别由附图标记R和R’表示。
在这里所述的实施例中，引导元件7的外表面8在锥形部分9的具有最小直径D6的侧面10上设有圆柱形部分11，圆柱形部分11通过轴环过渡部分与锥形部分9连接。
所述圆柱形部分11的外径D7在该情况下小于锥形部分9的最小直径D6。
根据本发明，所述直径D7在其它情况中可以最大等于直径D6，在后面的情况下锥形部分11在没有任何轴环过渡部分的情况下与锥形部分9直接连接。
另外，在如这里所述的图1至11的实施例中，引导元件7制成为至少部分中空。
更具体地说，引导元件7在该情况中设有中央通道12，其内径D8与位于其上必须固定衬套5的轴1的部分2相邻的轴部分3的直径D2对应。
因此，引导元件7可以定中于轴1上，例如在图2中所示一样，通过将其中空部分或其通道12设在轴1的部分3上来进行定中，部分3具有比轴1的其上必须设置衬套5的部分2更小的直径D2。
根据本发明的方法，其目的在于将引导元件7更具体地说引导元件7的锥形部分9设置在轴1的部分2的延伸部分中，其中更具体地说将引导元件7的具有最大外径D5的锥形部分9引导至轴1的部分2上。
如图3所示，随后可以在所设置的引导元件7上将衬套5的通道6设置在所述引导元件7的另一侧上。
接着，沿着轴线方向AA’在衬套5上施加力F，并且将该力朝着轴1的部分2引导以便使得衬套5在轴1的部分2上的引导元件7上滑动。最后，在该情况中再次拆除引导元件7。
轴向力F可以按照许多方式施加，由此该方法可以包括两个或几个步骤，例如根据衬套5的壁厚h或者根据在施加轴向力F时所采用的辅助装置。
在衬套5上施加轴向力的优选方式包括采用例如部分中空或者如在图4给出的实施例中所表示的一样完全中空的圆柱形加压件13。
更具体地说，加压件13在该情况中设有中央凹槽14，其内径D9实际上等于引导元件7的圆柱形部分11的外径D7。
根据本发明的方法的目的由此在于用加压件在衬套5上施加轴向力F，从而衬套5在引导元件7的锥形部分9上滑动，其中加压件13自身在所述轴向运动期间在引导元件7的圆柱形部分11上运动。
中空加压件13设有突出部15，其用作让环5的整个端面16在加压期间在第一步骤中能够抵靠在其上的承载面。
这降低了环5在加压期间翻倒或向内弯曲的危险。
而且，根据本发明的方法，在使得衬套5在引导元件7上滑动的这个第一步骤期间，圆柱形加压件13优选轴向运动到引导元件7的锥形部分9。
这在图5中显示出。
在该给定示例中，加压件13甚至不能进一步向轴1的部分2运动，因为在加压件中的凹槽14的直径D9在加压件13的整个长度上对应于引导元件7的圆柱形部分11的外径D7，由此在直径D6和D7之间的差形成了一种止动件。
这例如可以通过为在加压件13中的一部分凹槽14形成稍大的直径来避免。
但是，因此在加压件13和衬套5的端面16之间的接触表面减小，这会导致衬套5翻转或向内弯曲。
为了避免出现这种情况，例如可以通过选择相同或实际上相同的直径D4、D6和D7来为衬套5正压在锥形部分11上期间提供额外的支撑。
在去除加压件13之后，实现如在图6中所示的情况。
根据本发明的特殊方面，为了能够使得衬套5沿着轴线方向AA’在引导元件的锥形部分9上进一步朝着轴1的部分2滑动，在本方法的下一个步骤中采用了额外的附件17。
如图7所示，这种附件17例如可以由具有阶梯状凹槽18的圆柱形加压元件17构成。
在该实施例中，该凹槽18对于部分19具有内径D10，其大于衬套5的内径D4或者大于引导元件7的锥形部分11的最小直径D6。
更具体地说，所述部分的直径D10在该情况中等于或稍大于轴1的部分2的外径D1。
另外，附件17的相邻部分20的凹槽18具有内径D11，其对应于引导元件7的圆柱形部分11的直径。
因此，可以用部分20的凹槽18将附件17在引导元件7上定中，同时附件17能够利用位于部分19处的其远端21抵靠在衬套5上，并且在将轴向力F施加在附件17上时，衬套5能够部分或整个沿着轴线方向AA’在引导元件的锥形部分9上滑动。
如图8所示，在通过在所述引导元件7的圆柱形部分11上再次推动加压件13直到它用其突出部15抵靠在附件17上来使得加压件13重新按照定中的方式设在引导元件7上之后，这种轴向力F能够通过加压件13施加在附件17上。
如图9所示，当在附件17上施加轴向力F时，衬套5能够在引导元件7的锥形部分9上移动，由此在该实施例中，在该步骤中可以沿着轴线方向滑动的最大长度由具有更宽通道D10的附件17的部分19的长度决定。
应该指出的是，在该情况中的直径D10也足够大以将衬套5压到轴1的部分2上。
在去除加压件13、附件17和引导元件7之后，实现了如图10所示的情况，由此利用过盈配合将衬套5安装在轴1的部分2上，并且没有在在那个端部上的安装期间曾经采用的所用材料的热膨胀量。
有时，采用几个类似中间步骤是有用的，其中当在引导元件7上轴向推动衬套5时施加了几个连续可选附件22，其中在每个随后步骤中采用了具有不断增大的内径D10的可选附件22。
这种附件22的使用由图11例举说明。
显然，在衬套5的壁厚h减小，并且在衬套5的内径D4和其上要固定衬套5的轴1的部分2的外径D1之间的差增大时，优选必须采用几个这种中间步骤。
实际上，根据该方法施加的最后附件17必须总是具有至少与轴1的部分2的直径D1一样大的内径D10。
如果衬套5具有薄壁，并且在直径D1-D4中所跨的差较大，则这种附件17或22在加压期间将只是抵靠在衬套5的端面16的非常有限部分上，这会造成弯曲问题或类似问题。
在极端情况下，如果要采用其壁厚h小于直径D1-D4中所跨的差的衬套5，则不能通过单个附件17实现衬套5的任何变形。
这种情况实际上会在要采用在径向方向上非常弹性但是在轴向上相对刚性的材料的情况中发生。
实际上，衬套5所需的较大径向膨胀需要衬套5具有较大弹性，而在根据本发明方法进行加压时，必须将不可忽略的轴向力F施加在衬套5上。
这种材料例如可以为纤维加强复合材料，其纤维的取向使得获得良好的径向弹性和较大的轴向强度。较大的径向弹性实际上为现代复合材料的性质。
为此，本发明的一个优点在于，它使之能够让具有厚度h和原始内径D4的薄壁衬套5在具有外径D1的轴1上移动，由此直径D1-D4中的差大于衬套5的厚度h。
这在采用已知技术的情况中是不可能实现的。
下面的论述例举说明了这样可以提供什么优点。
例如，衬套5用来在已经夹在轴1上之后在轴1上施加一定的径向压力P，以便能够抵抗转子力。
该径向压力P由下面的公式表示：
P＝(h.σ)/D4＝(h.ε.E)/D4
其中
-P为由衬套5施加在轴1上的压力；
-h为衬套5的厚度；
-D4为衬套5的内径；
-E为制成衬套5的材料的杨氏模量；
-σ为在衬套5中的径向拉力；并且
-ε为衬套5的径向变形。
显然为了在轴1上实现相同的径向压力P，人们可以选择只是受到较小变形ε的具有相对较大厚度h的衬套5，或者受到较大变形ε的具有相对较小厚度h的衬套5。
由于人们能够节约衬套5的材料，所以后面的选择在许多情况中更加经济。
但是，在已知的方法中，在加压期间只是采用一个步骤，只能获得衬套5的有限变形。
通过应用在加压期间具有两个或多个步骤的根据本发明的方法，能够实现衬套5的更大变形，并且因此能够选择具有更小厚度h的衬套5。
而且，已知的是，在磁路中，磁场通过气隙，例如在具有永磁体的电机的情况中，在转子和定子之间的气隙优选尽可能限制以便限制磁性阻力或磁阻。
通过采用根据本发明的方法，例如可以将这些永磁体嵌入在转子中，并且用具有能够选择为比已知方法更小的厚度h的衬套5将它们屏蔽，因为采用根据本发明的方法能够获得更大的径向延伸。
因此，所需的磁性材料也少得多，这还暗示了成本大大节约。
另外，根据本发明，引导元件7的锥形部分9的顶角α优选不太大，优选在0.01°至15°之间，因为在顶角α较小的情况下，与角度α更大的情况相比，通过施加轴向力F，可以使得衬套5相对更加容易变形。
甚至更优选的是，将该顶角α选择为小于或等于根据下面公式所获得的数值：
α＝k·|ε|·D4/(h·(D1-D4))
其中：
-α＝最大顶角(°)
-k＝根据构成衬套5的方式以及制成衬套5所用的材料选择的因子，该因子在10-6至10-2的范围内；
-|ε|＝用于衬套5的最小弹性材料的最大可能延伸的绝对值或者在衬套由金属制成的情况下金属的塑性极限；
-h＝衬套5的壁厚(m)；
-D4＝衬套5的内径(m)；
-D1＝轴1的部分2的外径(m)。
通过考虑该计算方法，将轴向力F保持在边界内，因此如将在下面进一步说明的一样能够在加压期间衬套5出现某些方式的故障。
根据未示出的变型，可以采用这样的引导元件，其在其纵向方向上包括多个连续锥形部分，其中每个锥形部分满足上述公式，并且其中D1每次由所涉及的锥形部分的最大外径决定。
通过选择足够小的顶角α，从而可以避免出现问题，例如制成该衬套5的各层的剥离(图15)或者如图16所示一样在衬套5外侧上的复合材料破裂。
而且，所选的顶角α越小，则衬套5能够更容易在引导元件7的锥形部分9上变形。
根据本发明认为实际上等于10-4的k值例如对于避免上述情况而言是适当的，其中在该k值的情况下覆盖了较宽范围的用于衬套5的材料以及构成衬套5的方式。
优选的是，衬套5由塑料制成，并且更优选的是由例如纤维加强的复合材料制成。
根据本发明的特别特征，衬套5由有或没有纤维加强的多层不同的复合材料层制成，其中位于衬套5的外周边附近的这些层具有比位于上述衬套5的内壁附近的那些层更大的弹性。
这种复合材料衬套优选由纤维加强复合材料制成，并且具有以下层中的至少一层或其组合：
内层，其纤维相对于衬套(5)的轴沿着在±70°和90°之间延伸的方向缠绕；
中间层，其纤维相对于衬套(5)的轴沿着在±70°和90°之间延伸的方向缠绕；
轴向层，其纤维相对于衬套(5)的轴沿着在0和±70°之间延伸的方向缠绕；以及
外层，其纤维相对于衬套(5)的轴沿着在±70°和90°之间延伸的方向缠绕。
由此可以根据衬套5所需的强度来调节纤维方向的不同角度。
根据本发明的而另一个优选方法，这种复合材料衬套5的上述内层用碳纤维制成。
根据本发明的方法非常适用于将衬套5夹在轴1上，并且尤其适用于将复合材料衬套5压在轴1上。
实际上，在根据本发明的方法中，避免了在将衬套5压在锥体9上时可能出现的许多故障模式，下面将参照图13至17描述一些这些故障方式。
通过首先在根据本发明的方法的情况下，使用抵靠在衬套5的整个端面16上的加压件或者使用抵靠在衬套5的整个端面16上的附件17，从而衬套5弯曲的危险显著减小或者完全消除。
如果不是这样，该衬套将很容易向内弯曲，如图13所示一样，因为在该第一加压阶段期间，衬套5在加压件13处或在附件17处的远端没有受到内部支撑。
而且，加压件13或附件17作用在衬套5上的非对称力或者锥体9的取向进一步促进了该弯曲。
在由几层制成例如由复合材料制成的衬套5的情况下，可能出现的另一种故障模式包括各层在加压期间剥离。
这种故障模式在图14和15中以示例的方式显示出，其中各层分别在衬套5的位于加压件13或附件17附近的远端上以及在衬套5的已经推压在轴部分2上的远端上剥离。
衬套5的各层分离的原因主要在于，引导元件7的锥体部分9采取了太大的顶角α。
图16还显示出由于锥体部分9的顶角α选择不恰当而导致出现的衬套5的另一种故障模式。
具体地说，太大的顶角α以及在锥体部分9和轴部分2之间的倒角太小都会造成衬套5中的方向变化太剧烈，因此在衬套5的表面上会出现裂纹。
但是，通过如上所述一样做并且通过选择适当的顶角α以及在引导元件7的锥体部分9和轴部分2之间的良好倒角，从而将使得所述衬套5剥离或者在衬套5的表面上形成裂纹的危险降低至最小，或者甚至消除，这再次阐明了根据本发明的方法的优点。
而且，根据还没有描述的本发明的可选方法，不排除提供具有多个附加纤维加强层的衬套，这些层仅仅用作在将衬套5安装在轴1上期间的加强件，准确地说用来防止在安装期间在衬套5中出现上述剥离或者形成裂纹或者在衬套5的表面上形成裂纹。
如上所述，衬套5例如可以由内层、中间层、轴向层和外层构成，其中在已经将衬套5安装在轴1上之后，可以再次从衬套5中将这些层中的一层或多层去除。
该方法的主要优点在于，衬套5在已经安装之后所保留的各层可以制成为与没有施加这些临时加强层的情况相比具有更大的纤维密度。
这样，最后安装的衬套5可以具有小厚度h，并且由一个或几个功能层形成，但是衬套可以在轴1上施加大的径向压力P。
根据本发明的方法的另一个优点在于，引导元件7、轴1和加压件13能够采用非常简单的方式进行非常好地对准，从而能够避免出现如图17所示的故障模式。
由于引导元件7相对于轴部分2的定位不好，在位于锥形部分9和轴部分2之间的对准不好的过渡部分处将形成衬套5的各层剥离和/或弯曲。
通过设置具有与位于轴1的部分2附近的轴部分3的直径D2对应的内径D8的中央通道12的引导元件7，从而如在根据本发明的方法中一样，自动地实现良好对准，因此良好对准是不言而喻的，并且避免了出现上述问题。
该复合材料衬套5的良好替换方案包括用相对较薄的金属来制成衬套5。
优选选择其屈服点高于在衬套5正在安装期间所出现的最大拉力的金属。
本发明不限于到目前为止所描述的方法；相反，不排除其它类似的方法。
例如，如图12所示一样，可以按照另一种方式将另一种引导元件13在轴上定中。
在图12给出的实施例中，轴1在其远端24上设有内部开口25，而引导元件23设有与在轴1中的内部开口25互补的轴向凸出部分26。
这样，可以通过利用其轴向凸出部分26将它插入在轴1的开口25中来将引导元件23在轴1上定中。
例如在衬套5必须固定在位于轴1的远端24或其附近处的轴1的部分2上时这是有利的。
根据本发明的还有一个可选方法，甚至不排除如此制成轴1，从而引导元件7为其一部分，例如通过将轴1在其部分2附近设有锥形部分，衬套5能够在其上推动以便实现衬套5的径向膨胀。
也不排出其它方法，其中例如采用了这样的加压件13，其中结合有一个或几个伸缩式附件17和22。
还有使得不同部分例如引导元件7、轴1、附件17和22以及加压件13相对于彼此定中可以按照不同的方式实现。
虽然在这些附图中，轴1的其上必须利用过盈配合安装衬套5的部分2为圆形或圆柱形，但是不排除本发明应用在轴1的具有椭圆形/圆柱形形状或者具有键槽的圆柱形形状等的部分2上，或者设置应用在轴1的具有锥形形状的部分2上。
本发明决不局限于以实施例的方式描述并且在这些附图中所示的这些方法和用途；相反，利用过盈配合将衬套安装在轴的一部分上的这种方法可以按照许多其它方式实施或者应用在其它用途中，同时仍然保持落入在本发明的范围内。

Claims (25)

1.一种采用过盈配合将衬套(5)安装在轴(1)的一部分(2)上的方法，该方法包括以下步骤：
在所述轴(1)的所述一部分(2)的延伸部分上设置引导元件(7，23)，其中所述引导元件(7，23)具有至少部分锥形的外表面(8)，其中锥形部分的最大直径(D5)与所述轴(1)的所述一部分(2)的外径(D1)最大偏差5％，并且所述引导元件(7，23)被布置成将所述锥形部分(9)的最大直径部分(D5)引导至所述轴(1)的所述一部分(2)上；
将衬套(5)推动通过在所述引导元件(7)的具有最小直径的一侧(10)上的所述引导元件(7，23)并且推动到所述轴(1)的所述一部分(2)上；
在使得所述衬套(5)在所述引导元件(7)上滑动的第一步骤期间，使得所述加压件(13)朝着所述锥形部分(9)轴向运动，其中所述加压件(13)设有承载面，所述承载面在加压期间能够让所述衬套(5)的整个端面(16)抵靠在其上；以及
在使得所述衬套(5)在所述引导元件(7)上滑动的第二步骤期间，使用其内径(D10)等于或大于所述轴(1)的所述一部分(2)的所述外径(D1)的加压元件(17)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在使得所述衬套(5)在所述引导元件(7，23)上轴向滑动的所述第一步骤期间，使得所述加压件(13)朝着所述引导元件(7，23)的所述锥形部分(9)轴向运动。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述锥形部分(9)的最小直径(D6)小于或正好等于所述衬套(5)的所述内径；并且至少所述衬套(5)的所述引导元件(7)在所述衬套(5)与所述引导元件(7)之间的接触表面的边缘上具有倒角。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述倒角的半径在所述锥形部分(9)的最小直径(D6)的10-10倍至所述锥形部分(9)的最小直径(D6)的10-1倍的范围内。
4.如前面权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述衬套(5)由塑料制成。
5.如前面权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述衬套(5)由经过纤维加强或没有经过纤维加强的复合材料制成。
6.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述衬套(5)由经过纤维加强或没有经过纤维加强的不同复合材料层制成。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述衬套(5)由经过纤维加强或没有经过纤维加强的不同复合材料层制成，并且其中位于所述衬套(5)的外周边附近的各复合材料层的弹性大于位于所述衬套(5)的内壁附近的各复合材料层的弹性。
8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述衬套(5)由具有以下至少一层或其组合的纤维加强复合材料制成：
内层，其纤维相对于所述衬套(5)的轴沿着在±70°和90°之间延伸的方向缠绕；
中间层，其纤维相对于所述衬套(5)的轴沿着在±70°和90°之间延伸的方向缠绕；
轴向层，其纤维相对于所述衬套(5)的轴沿着在0和±70°之间延伸的方向缠绕；以及
外层，其纤维相对于所述衬套(5)的轴沿着在±70°和90°之间延伸的方向缠绕。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述内层用碳纤维制成。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在另一步骤中，在将所述衬套(5)布置在所述轴(1)的所述一部分(2)上之后，将所述外层、轴向层和/或中间层部分或完全除去。
11.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述衬套(5)由金属制成。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述金属的屈服点高于当正在进行安装所述衬套(5)期间出现的最大拉力。
13.如前面权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述引导元件(7，23)的所述锥形部分(9)的顶角(α)被选择成小于或等于α，其中：
α＝k·|ε|·D4/(h·(D1-D4))
其中：
α＝所述锥形部分(9)的最大顶角，其单位为度；
k＝根据构成衬套(5)的方式以及制成衬套(5)所用的材料所选择的因子，该因子在10-6至10-2的范围内；
|ε|＝用于所述衬套(5)的最小弹性材料组成的最大可能延伸的绝对值或者在所述衬套由金属制成的情况下所述金属的塑性极限；
h＝衬套(5)的壁厚，其单位为米；
D4＝衬套(5)的内径，其单位为米；
D1＝轴(1)的所述一部分(2)的外径，其单位为米。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述引导元件(7，23)在其纵向方向上包括多个接连锥形部分，其中每个锥形部分满足权利要求13的所述公式，其中所述一部分的外径(D1)每次由所相关的锥形部分的最大外径确定。
15.如前面权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述轴(1)是阶梯的，并且所述引导元件(7)至少部分是中空的，由此通过将所述引导元件(7)的中空部分(12)设置在具有直径(D2)的轴部分(3)上来将所述引导元件(7)在所述轴(1)上定中，所述轴部分(3)的直径(D2)比所述轴(1)的其上将要设置所述衬套(5)的所述一部分(2)的直径要小。
16.如权利要求1至14中任一项所述的方法，其特征在于，所述轴(1)在其远端(24)上设有凹槽(25)，并且其中所述引导元件(23)设有与在所述轴(1)中的所述凹槽(25)互补的轴向凸出部分(26)，由此通过所述轴向凸出部分(26)将所述引导元件(23)至少部分地导入所述轴(1)的所述凹槽(25)中来使得所述引导元件(23)在所述轴(1)上定中。
17.如前面权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述引导元件(7，23)的所述外表面(8)在所述锥形部分(9)的具有最小直径(D6)的一侧上设有与所述锥形部分(9)连接的圆柱形部分(11)。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述引导元件(7，23)的所述圆柱形部分(11)的所述外径(D7)小于或等于所述锥形部分(9)的所述最小直径(D6)。
19.如前面权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了将所述衬套(5)推动通过所述引导元件(7，23)并且推动到所述轴(1)的所述一部分(2)上，使用至少部分中空的圆柱形加压件(13)。
20.如权利要求18和19所述的方法，其特征在于，所述中空的圆柱形加压件(13)设有凹槽(14)，所述凹槽(14)的内径(D9)实际上对应于所述引导元件(7，23)的所述圆柱形部分(11)的直径(D7)，其中所述中空的圆柱形加压件(13)在轴向运动期间在所述引导元件(7，23)的所述圆柱形部分(11)上运动。
21.如前面权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述中空的圆柱形加压件(13)设有突出部(15)，所述突出部在所述衬套(5)在所述引导元件(7，23)上轴向移动的第一步骤期间抵靠在所述衬套(5)的端面(16)上。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，在下面的步骤中，首先在所述中空的圆柱形加压件(13)和所述引导元件(7，23)之间设置附件(17，22)，所述附件(17，22)具有其内径(D10)大于所述衬套(5)的内径(D4)的凹槽。
23.如权利要求21所述的方法，其特征在于，在所述衬套(5)在所述引导元件(7，23)上轴向滑动时实施几个接连步骤，并且在其中每个后续步骤中使用内径(D10)持续增加的附件(17，22)。
24.如前面权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述引导元件(7，23)为所述轴(1)的一体部分。
25.如前面权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述轴(1)的其上采用过盈配合安装所述衬套(5)的所述一部分(2)具有圆柱形形状。
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