CN102483096A - 用于夹紧轴毂连接的夹紧系统和方法 - Google Patents

Abstract

用于轴毂连接的夹紧系统，具有一个具有外啮合齿(34)的轴部件(28)和一个具有内啮合齿(30)的毂部件(26)，其中为了夹紧轴部件与毂部件，设有一个具有啮合齿(12)的齿环(10)，其中在夹紧状态所述齿环的啮合齿以一个角度与毂部件的内啮合齿和/或与轴部件的外啮合齿错开地设置。本发明还涉及一种用于夹紧轴毂连接的方法。

Description

用于夹紧轴毂连接的夹紧系统和方法

技术领域

本发明涉及一种用于轴毂连接的夹紧系统。本发明还涉及一种用于夹紧轴毂连接的方法。

背景技术

例如由WO 2007/000140已知离合器系统形式的这种夹紧系统。这个夹紧系统具有一个具有外啮合齿的离合器齿缘形式的轴部件和一个具有内啮合齿的缓冲器法兰形式的毂部件。为了以尽可能降低的由于扭转振动引起的止挡噪声或噼啪噪声实现轴部件与毂部件之间的完好转矩传递，在此建议，使轴部件具有多个缺口，在其中分别设置弹性部件，它具有弹性臂，弹性臂嵌入到毂部件的内啮合齿里面并由此实现轴部件与毂部件的夹紧。但是这种夹紧系统的缺陷是高的结构费用，首先必须在轴部件里面加入缺口，由此产生由于必须加工轴部件引起的高成本。

发明内容

因此本发明的目的是，提供一个用于轴毂连接的夹紧系统以及一种用于夹紧轴毂连接的方法供使用，其特征在于降低的结构费用和由此降低的加工成本。

按照本发明这个目的通过权利要求1以及权利要求10的特征得以实现。在从属权利要求中给出有利的扩展结构。

按照本发明的用于轴毂连接的夹紧系统具有一个具有外啮合齿的轴部件和一个具有内啮合齿的毂部件，其中为了夹紧轴部件与毂部件设有一个具有啮合齿的齿环，其中在夹紧状态所述齿环的啮合齿以一个角度与毂部件的内啮合齿和/或与轴部件的外啮合齿错开地设置。

在此所述齿环最好这样位于夹紧系统上，使齿环可以执行沿着其旋转轴线的轴向运动，其中通过轴向运动所述齿环可以相对于轴部件或毂部件旋转，由此可以实现轴部件在毂部件上的装配。所述齿环的轴向运动和由此引起的齿环的旋转运动通过齿环的啮合齿与毂部件的内啮合齿和/或轴部件的外啮合齿之间的错置实现，其中最好不仅在轴毂连接的夹紧状态之前而且在夹紧状态中都存在错置，其中错置的角度从夹紧状态之前向着夹紧状态变化。从开始就已经存在在齿环的啮合齿与毂部件的内啮合齿或轴部件的外啮合齿之间的错置，由此使齿环在装配轴部件在毂部件上时或者在装配毂部件在轴部件上时轴向沿着其旋转轴线的运动并且接着基本与其旋转轴线切向地运动。例如所述齿环的啮合齿与毂部件的内啮合齿之间的错置这样构成，使轴部件的外啮合齿的齿宽大于齿环啮合齿的一个齿与毂部件内啮合齿的一个齿之间的间隙。

在此最好这样实现轴毂连接的装配，使轴部件的外啮合齿的齿具有纫入倒角，利用它可以使轴部件的齿插到毂部件内啮合齿的齿与齿环的啮合齿的齿之间的各间隙里面，其中所述齿环首先轴向运动并由此沿着其旋转轴线旋转，由此使齿环的啮合齿的一个齿与毂部件的内啮合齿的一个齿之间的间隙一直加大到足够的尺寸，由此使轴部件的一个齿可以固定在齿环的一个齿与毂部件的一个齿之间的间隙里面、尤其通过夹紧固定间隙里面，由此实现夹紧。利用夹紧所述齿环可以使轴部件的外啮合齿与毂部件的内啮合齿夹紧。由此可以使轴部件、毂部件和齿环的啮合齿在相对旋转方向上相互间夹紧。通过轴部件、毂部件和齿环的啮合齿的按照角度的位置可以使它们相互间相对固定在一个位置，该位置保证，在两个相对旋转方向上存在啮合齿之间的旋转间隙，尽管是小的。通过由此实现的预紧和在此实现的夹紧可以降低轴部件和毂部件的啮合齿的磨损。此外在按照本发明的夹紧系统中尤其有利的是，为了实现夹紧无需附加地在结构上改变轴部件和毂部件，而是仅仅附加地设有一个齿环，由此可以明显降低这种轴毂连接的结构费用并由此可以降低加工成本。

在本发明的一个有利的扩展结构，所述齿环弹性地构成。所述齿环弹性构成，由此改善齿环的运动性和旋转性，由此实现弹性夹紧，在夹紧时可以使轴部件、毂部件和齿环的啮合齿或齿在相对旋转方向上相互夹紧。在由于扭转振动在一个相对旋转方向上出现转矩负荷时利用起到弹性夹紧作用的齿环实现振动滤波或缓冲。

此外优选地规定，所述齿环由弹性板构成。该弹性板具有高弹性，由此可以实现最佳的夹紧。此外所述弹性板最好具有非常薄的厚度和非常轻的重量。此外所述弹性板只需非常少的结构空间，由此可以使齿环节省空间地加入到轴毂连接里面并且尽管如此也可以实现可靠的夹紧。

按照本发明的另一优选的扩展结构，所述齿环可以固定在毂部件或轴部件上。如果所述齿环可以固定在毂部件上，则所述齿环最好具有内啮合齿，它以一个角度与毂部件的内啮合齿错置地构成。为了装配轴毂连接最好首先将齿环固定在毂部件上，接着将轴部件与其外啮合齿插入到齿环的内啮合齿与毂部件的内啮合齿之间的间隙里面，在其中通过施加力在轴部件上所述轴部件使齿环沿着其旋转轴线轴向运动并由此实现齿环围绕其旋转轴线的旋转，直到轴部件的外啮合齿可以配合到毂部件的内啮合齿与齿环的内啮合齿之间的间隙里面。为了改善轴部件的外啮合齿到间隙里面的接合使轴部件的外啮合齿的齿在其端面上最好具有倾斜的倒角。而如果齿环可以固定在轴部件上，则所述齿环最好具有外啮合齿，它以一个角度与轴部件的外啮合齿错置地构成。为了装配轴毂连接最好首先将齿环固定在轴部件上，接着将毂部件与其内啮合齿插入到齿环的外啮合齿与轴部件的外啮合齿之间的间隙里面，在间隙里面通过施加力到毂部件上所述毂部件使齿环沿着其旋转轴线轴向运动并由此实现齿环围绕其旋转轴线的旋转，直到毂部件的内啮合齿可以夹紧到轴部件的外啮合齿与齿环的外啮合齿之间的间隙里面。为了改善毂部件在间隙中的接合所述毂部件的内啮合齿的齿在其端面上最好具有倾斜的倒角。

还优选地规定，所述齿环具有至少两个短臂部件，利用它们可以使齿环固定在毂部件或轴部件上。在此所述短臂部件最好在齿环的侧面上构成，该侧面最好与配有啮合齿的侧面对置，其中所述短臂部件最好臂状地对应于齿环的圆周面形状离开齿环的外圆周面或内圆柱面地以确定的距离构成。通过短臂部件能够使齿环以与毂部件的内啮合齿或轴部件的外啮合齿的确定距离固定，由此可以使齿环在装配轴毂连接时在其运动中具有尽可能大的灵活性，由此实现最佳的弹性夹紧。

在此所述短臂部件最好弹性地构成。通过短臂部件的弹性可以使齿环尽可能弹性地轴向运动和旋转，由此使齿环的啮合齿可以相对于毂部件的内啮合齿和轴部件的外啮合齿轴向运动和旋转。通过在此产生的齿环扭转，它由于毂部件的内啮合齿和/或轴部件的外啮合齿相对于齿环的啮合齿的角度错置地旋转产生，可以产生夹紧转矩，它使轴毂连接或轴毂啮合的间隙减小或者以一定的范围减小。可以在求得所需的毂部件和/或轴部件与齿环之间的角度错置以后通过误差计算、例如利用有限元方法求得产生的预紧转矩或夹紧转矩并且在实验中验证。通过相应地匹配短臂部件的弹性或结构形状可以提高或减小预紧转矩或夹紧转矩。由此能够实现特别最佳地夹紧轴毂连接。

此外最好规定，所述短臂部件板簧形地构成。板簧形的短臂部件最好由扁平金属带构成，它们与齿环一体地连接，其中可以使金属带弧形地预紧。在此所述短臂部件最好弧形地沿着齿环的外圆周面的至少一个局部部位或者沿着内圆周面的至少一个局部部位构成。在此板簧形的短臂部件的长度最好是恒定的，这意味着，通过拉或压负荷不会改变板簧形短臂部件的长度。通过板簧形短臂部件的恒定长度可以实现在齿环沿着其旋转轴线的轴向运动时的齿环旋转。

按照本发明的优选扩展结构，所述短臂部件利用铆接与毂部件或轴部件连接。为此该短臂部件最好在其一端上具有一个开孔，这一端位于短臂部件连接在齿环本身上的端部对面，在开孔里面可以加入铆接。通过铆接实现齿环在毂部件或轴部件上尽可能简单的固定。所述齿环固定在短臂部件上并且不在齿环的啮合齿部位实现，由此可以实现齿环用于夹紧轴部件与毂部件的轴向运动和旋转运动的最佳运动自由度。在此齿环的啮合齿最好有目的地去除，即，对于毂部件或轴部件定义啮合齿的齿相对于用于固定所需孔的位置，根据齿环是否固定在毂部件使或轴部件上。此外最好同样规定，当齿环固定在毂部件上的时候，使毂部件的内啮合齿有目的地去除，即，对于齿环定义毂部件的齿相对于用于固定所需的孔的位置。代替铆接也可以规定其它的形状锁合的连接，例如螺栓连接。

本发明还涉及一个转矩传递系统，包括质量飞轮和复式离合器，其中该质量飞轮和复式离合器通过上述的扩展和改进的夹紧系统相互连接。

在此所述夹紧系统的轴部件形成复式离合器的次级端的从动装置，其中该夹紧系统的毂部件形成质量飞轮的次级端的驱动毂，其中该质量飞轮可以一体或多体地构成。在由现有技术已知的转矩传递系统中通过非切向地预紧轴毂连接实现质量飞轮与复式离合器之间的连接。通过在此产生的在非切向预紧的轴毂连接中的间隙引起在空转时的噪声，由于内燃发动机的旋转均匀性引起的噪声通过毂部件的内啮合齿与轴部件的外啮合齿的相遇引起。通过在这种离合器系统中使用按照本发明的夹紧系统可以避免这些缺陷。通过按照本发明的夹紧系统在这种轴毂连接中可以施加夹紧转矩，用于消除轴毂间隙中直到确定转矩的间隙。

此外所述离合器系统可以以复式离合器的形式构成，具有例如位于弧形弹簧法兰之间的同步环，它具有按照本发明的夹紧系统，用于传递转矩和补偿轴向误差。

关于离合器系统的其它优点可以参阅按照本发明的夹紧系统的上述优点。

本发明还涉及一种用于夹紧轴毂连接的方法，其中一个具有外啮合齿的轴部件与一个具有内啮合齿的毂部件连接，其中一个具有啮合齿的齿环设置在轴毂连接上，其中该齿环的啮合齿以一个角度与毂部件的内啮合齿和/或与轴部件的外啮合齿错开地设置。

所述齿环在第一步骤中首先设置在毂部件或轴部件上，其中齿环的啮合齿已经与毂部件的内啮合齿或轴部件的外啮合齿错开地设置。如果所述齿环先固定在毂部件上，则在第二步骤中使轴部件通过其外啮合齿接合在各存在于齿环的内啮合齿和毂部件的内啮合齿的齿之间的间隙之间，通过使齿环执行沿着其旋转轴线的轴向运动，同时相对于毂部件旋转。在此使齿环这样多地旋转直到轴部件的外啮合齿的齿分别夹紧在毂部件的内啮合齿与齿环的内啮合齿之间的间隙里面。而如果在第一步骤中齿环先设置在轴部件上，则在齿环的外啮合齿与轴部件的外啮合齿之间存在角度错位。在第二步骤中最好使毂部件固定在轴部件上，通过使毂部件的内啮合齿的齿分别嵌入到轴部件的外啮合齿与齿环的外啮合齿之间的间隙里面，通过使齿环通过相对于其旋转轴线的轴向运动相对于轴部件旋转。

关于本方法的其它优点可以参阅按照本发明的夹紧系统的上述优点。

按照本发明的有利扩展结构中，在连接轴部件与毂部件时所述齿环轴向沿着其旋转轴线运动，其中通过轴向运动所述齿环与其旋转轴线切向地旋转。通过齿环相对于其旋转轴线的切向旋转可以使毂部件或轴部件通过其各啮合齿容易地接合到齿环的啮合齿与轴部件的外啮合齿之间的间隙里面或者接合到齿环的啮合齿与毂部件的内啮合齿之间的间隙里面，由此可以相对简单且快速地实现装配。

附图说明

下面借助于附图中的优选实施例详细解释本发明。

图1简示出按照本发明的齿环的第一实施例，

图2简示出一个毂部件，具有在图1中所示的齿环，

图3简示出另一毂部件，具有在图1中所示的齿环和装配的轴部件，

图4简示出在图3中所示的齿环、轴部件与毂部件连接的局部放大图，

图5简示出按照第二实施例的齿环设置在毂部件上，

图6简示出在图5中所示的视图的局部放大图，

图7简示出轴毂连接的夹紧状态，具有在图5中所示的齿环和毂部件，

图8简示出在图7中所示的轴毂连接的局部放大图。

具体实施方式

图1示出按照本发明的齿环10的第一实施例，它可以用于夹紧轴毂连接。所述齿环10在其内圆周面14上具有内啮合齿12。在其外圆周面16上该齿环10具有短臂部件18，它们板簧形地构成。在这里所示的齿环10具有三个板簧形的短臂部件18，其中同样可以规定，在齿环10上设置两个或多于三个的板簧形短臂部件18。在短臂部件的第一端部20上分别设有开孔24，第一端部位于短臂部件18第二端部22的对面，第二端部直接连接在齿环10上，通过开孔使齿环10可以与毂部件26或轴部件28连接，例如利用如图2所示的铆接32。板簧形的短臂部件18最好弧形地构成，由此使他们沿着齿环10的外圆周面16的至少一个局部部位延伸。所述齿环10和尤其齿环10的短臂部件18具有高弹性，尤其沿着其纵轴线，其中短臂部件18的长度在齿环10轴向运动和旋转时最好保持恒定。最好由薄板制成齿环10，具有非常薄的厚度，最好以弹簧板的形式。

图2示出在图1中所示的齿环10，它固定在毂部件26上。该毂部件26最好形成双质量飞轮的次级端的驱动毂，其中在图2中的毂部件26以盖的形式构成。如图2所示，齿环10的内啮合齿12以一个角度相对于毂部件26的内啮合齿30错开地设置。此外齿环的齿12最好具有比毂部件26的齿30更小的宽度。利用铆接32使齿环10固定在毂部件26上，铆接设置在齿环10的开孔24和位于毂部件26上的开孔里面。

在图3中示出轴毂连接的夹紧状态，其中一个具有外啮合齿34轴部件28嵌入到齿环10的内啮合齿12的间隙与毂部件26的内啮合齿30之间并且固定在其中并由此实现轴毂连接的夹紧或预紧。在这里轴部件以同步环的形式构成，其中同步环或轴部件28最好形成复式离合器的次级端的从动装置。轴部件28的外啮合齿34的齿在其端面上具有倾斜的倒角，它易于使轴部件28的外啮合齿34的齿固定在齿环10的啮合齿12的齿与毂部件26的内啮合齿30的齿之间的间隙里面。

图4示出图3的轴毂连接的放大图，其中在此示出轴部件28的齿宽a与齿环10的啮合齿12的齿与毂部件26的啮合齿30的齿之间的间隙的比例。在达到夹紧状态之前，间隙b具有比轴部件28的齿宽a更小的宽度。只有通过齿环10沿着其旋转轴线36的轴向运动和由此引起的齿环相对于其旋转轴线36的切向旋转才这样加大齿环10的啮合齿12的齿与毂部件26的内啮合齿30的齿之间的间隙b，使得间隙b基本具有与轴部件28的齿宽a相同的宽度。因此使轴部件28的外啮合齿34的齿夹紧在齿环10的啮合齿12的齿与毂部件26的内啮合齿30的齿之间。

在图5至8中示出按照第二实施例的轴毂连接。

图5示出毂部件26，在其上通过铆接32固定由弹簧板构成的齿环10。该齿环10在其内圆周面14上具有内啮合齿12并且沿着其外圆周面16构成弹性的短臂部件18，它们径向离开外圆周面16延伸。

图6示出在图5中示出的齿环10和毂部件26的局部放大图，其中可以看到齿环10的内啮合齿12与毂部件26的内啮合齿30之间的错置。

图7示出轴毂连接的夹紧状态，其中轴部件28的外啮合齿34嵌入到齿环10的内啮合齿12与毂部件26的内啮合齿30之间的间隙里面，这尤其在图8中示出，它示出在图7中所示的连接的局部放大图。

在图8中清楚地看出，所述轴部件28的外啮合齿34的齿在其端面38上具有倾斜构成的倒角，用于使轴部件28的外啮合齿34的齿更容易地纫入到齿环10的啮合齿12的齿与毂部件26的内啮合齿30的齿之间的间隙里面。

在图1至4中所示的夹紧系统最好可以在复式离合器中使用。在图5至8中所示的夹紧系统最好在缓冲器系统中使用。

通过按照本发明的夹紧系统尤其能够消除汽车中的噪声，它们由于在轴毂连接中在复式离合器与复式离合器传动之间的间隙产生，尤其以啮合齿噼啪声的形式。

附图标记清单

10 齿环

12 啮合齿

14 内圆周面

16 外圆周面

18 短臂部件

20 第一端部

22 第二端部

24 孔

26 毂部件

28 轴部件

30 啮合齿

32 铆接

34 啮合齿

36 旋转轴线

38 倒角

Claims (11)

1.用于轴毂连接的夹紧系统，具有一个具有外啮合齿(34)的轴部件(28)和一个具有内啮合齿(30)的毂部件(26)，其特征在于，为了夹紧轴部件(28)与毂部件(26)设有一个具有啮合齿(12)的齿环(10)，其中在夹紧状态所述齿环(10)的啮合齿(12)以一个角度与毂部件(26)的内啮合齿(30)和/或与轴部件(28)的外啮合齿(34)错开地设置。

2.如权利要求1所述的夹紧系统，其特征在于，所述齿环(10)弹性地构成。

3.如权利要求1或2所述的夹紧系统，其特征在于，所述齿环(10)由弹性板构成。

4.如权利要求1至3中任一项所述的夹紧系统，其特征在于，所述齿环(10)可以固定在毂部件(26)或轴部件(28)上。

5.如权利要求4所述的夹紧系统，其特征在于，所述齿环(10)具有至少两个短臂部件(18)，利用它们可以使齿环(10)固定在毂部件(26)或轴部件(28)上。

6.如权利要求5所述的夹紧系统，其特征在于，所述短臂部件(18)弹性地构成。

7.如权利要求5或6所述的夹紧系统，其特征在于，所述短臂部件(18)板簧形地构成。

8.如权利要求5至7中任一项所述的夹紧系统，其特征在于，所述短臂部件(18)利用铆接(32)与毂部件(26)或轴部件(28)连接。

9.转矩传递系统，包括质量飞轮和复式离合器，其中该质量飞轮和复式离合器通过如权利要求1至8中任一项所述的夹紧系统相互连接。

10.用于夹紧轴毂连接的方法，其中一个具有外啮合齿(34)的轴部件(28)与一个具有内啮合齿(30)的毂部件(26)连接，其特征在于，一个具有啮合齿(12)的齿环(10)设置在轴毂连接上，其中该齿环(10)的啮合齿(12)以一个角度与毂部件(26)的内啮合齿(30)和/或与轴部件(28)的外啮合齿(34)错开地设置。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，在连接轴部件(28)与毂部件(26)时所述齿环(10)轴向沿着其旋转轴线(36)运动，其中通过轴向运动所述齿环(10)与其旋转轴线(36)切向地旋转。

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