CN102483097B - 轴与被压于轴上的驱动元件或从动元件的压配合连接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轴(12)与被压于所述轴上的驱动元件或从动元件的压配合连接(8)，其特征在于，所述轴(12)包括在所述驱动元件或从动元件被压到轴(12)上的轴向长度区域(压配合区域)中，至少局部地在轴向上延伸的凹口，所述轴通过所述凹口而在此处构成为中空轴。

Description

轴与被压于轴上的驱动元件或从动元件的压配合连接装置
技术领域
本发明涉及一种压配合连接装置。
背景技术
齿轮输送泵是从市场上已知的，在齿轮输送泵中，驱动齿轮在轴向上由一个轴驱动。所述已知的齿轮输送泵用作例如输送柴油燃料、汽油或特殊发动机燃料的燃料输送泵。形状锁合或力锁合地实现从所述轴到驱动齿轮的力传递。对于形状锁合连接，例如使用联接元件实现将轴连接到驱动齿轮上。而在力锁合连接中，所述驱动齿轮被挤压在所述轴上。在未挤压状态下，所述轴的外半径比所述挤压的齿轮的内半径大一定值。此时，所述轴实施为实心体，并且与所述齿轮相比，在径向方向上具有相对小的弹性。因此，这种挤压或热压冷缩配合使所述驱动齿轮比轴膨胀得更严重。
发明内容
本发明的目的在于改良一种轴与驱动元件或从动元件的压配合连接。
这个目的通过一种轴与被压于所述轴上的驱动元件或从动元件的压配合连接装置实现，其中，所述轴具有至少在所述驱动元件或从动元件挤压在所述轴上的轴向长度范围中至少局部地轴向延伸的凹口，所述轴通过所述凹口而在该处构成为中空轴，其中，所述轴在所述驱动元件或从动元件区域中具有径向轴承，所述径向轴承在所述驱动元件或从动元件的轴向延伸部分的一部分上及在驱动元件或从动元件和轴之间延伸。
在下面的描述和附图中可进一步发现本发明的重要特征，其中，所述特征能够不仅独立地而且以不同的组合对本发明是重要的，下面不再明确指出这一点。
根据本发明，所述膨胀和由此造成的可能变形更均匀地分配在所述轴和挤压在所述轴上的驱动或从动齿轮之间。在所述轴和驱动元件或从动元件的可比的容差中，在挤压前，根据本发明的解决方案相对于按照现有技术实施的布置，所述驱动或从动元件的轴向和径向变形更小。由此同样得到减小的轴向和径向间隙。特别地，如果所述驱动或从动元件是齿轮泵的齿轮，则使所述齿轮泵的泄漏损失降低且齿轮泵的效率提高。这也在启动齿轮泵时有利地起作用。此外，在相对于现有技术的驱动元件或从动元件(轮毂)的类似几何形状中可能传递更大的扭矩，或者替代地，在对扭矩的要求相同时，所述轮毂敷设得更松弛。这样，所述轴与驱动元件或从动元件的压配合连接被改良。
本发明的根据是所述轴的弹性在径向方向上被提高。这通过所述轴具有至少在所述驱动或从动元件被挤压在所述轴上的轴向长度范围(压配合区域)中至少局部地轴向延伸的凹口实现，所述轴通过所述凹口而在此处构成为中空轴。
当所述压配合区域是所述轴的轴向端部区域时，和当所述凹口是盲孔性质时，本发明是尤其容易使用的。这种盲孔性质的凹口能够非常容易地被引入，例如盲孔的形式。此时，本发明能够使用在许多应用中，这是因为在许多应用中，所述驱动或从动元件被挤压在所述轴的端部上。例如，由此简单地装配齿轮泵。
进一步提出，所述轴整体上是一个中空轴。因为整体上是中空轴的设计而节约了重量。这首先在这种应用是有利的，其中，所述驱动元件或从动元件只需要传递相对小的扭矩。此外，引入所述凹口的附加工作步骤不是必需的。
当所述轴在所述驱动元件或从动元件的区域中具有径向轴承，所述径向轴承在所述驱动或从动元件的轴向延伸的一部分上和驱动或从动元件与轴之间延伸时，使用本发明是特别合理的。根据本发明，不仅所述驱动或从动元件的轴向间隙，而且还有所述驱动或从动元件的径向间隙相对于围绕的壳体减小。因此，例如在齿轮泵中使用时能够提高它的效率。本发明的基础是，根据本发明，所述驱动元件或从动元件的轮毂因在所述轴上挤压和因为径向轴承降低的挤压长度所带来的变形从它的平面向外降低或者甚至完全消除。所述径向轴承还能够相对于通过所述驱动元件或从动元件产生的力传递而适宜地放置，并且所述径向轴承需要更小的轴向作用力。
补充提出，所述驱动元件或从动元件是齿轮。根据本发明减小所述齿轮的轮毂的载荷，进而还减小它的变形。这能够使所述齿轮最佳地工作。
本发明的特别有用的应用情形是在所述驱动或从动元件是齿轮泵的齿轮时。与变速器相比，所述齿轮泵的齿轮大多数传递较小的扭矩。由此在所述传动装置的疲劳极限没有改变的情况下，更容易实现使所述轴构成为中空轴或设有盲孔性质的孔。进一步地，在齿轮泵中，为了保持所述齿轮泵的低泄漏损失和提高所述齿轮泵的效率，要求所述齿轮尽可能小的轴向和径向间隙。因此，在轴和齿轮的压配合连接中，所述膨胀较均匀地分配在轴和齿轮之间具有非常大的意义。
附图说明
下面参照附图阐明本发明的示例性实施例。在附图中：
图1显示轴-轮毂连接的张紧示图；
图2显示轴和齿轮的压配合连接的第一实施方式；以及
图3显示轴和齿轮的压配合连接的第二实施方式。
具体实施方式
在所有附图中和不同的实施例中，功能等同的元件和尺寸用相同的附图标记表示。
图1显示轴-轮毂连接的压配合连接的张紧示图。在水平轴10上标绘图2中所示的轴12和驱动元件14的径向膨胀。在下面，驱动元件14描述为齿轮14。在竖轴16上标绘轴12和齿轮14的径向应力。
在图1中，直线18在示图的左部分中从左向右上升，直线18表示膨胀和应力的关系。直线18相对于水平轴10具有角度α。齿轮14的径向膨胀越大，所产生的应力越大，因而在齿轮14上产生的力和压力也越大。为了建立固定关系，在图1中，假定齿轮14具有恒定的特性。特别地，仅分配轴12的可能的机械容差。
在图1中，直线20在更右侧从左向右下降，直线20表示轴12的膨胀和应力的关系。直线20相对于水平轴10具有角度β。轴12径向收缩越大，所产生的应力越大，并因而在轴12上产生的力和压力越大。
在连接中，轴12和齿轮14受到相等的应力，因而直线18与直线20的交点22的特征是这个应力的最高值，共同的量块也是这样。交点22表示在图中轴12和齿轮14之间的最小的必需应力。距离24说明轴12和齿轮14之间因此必需的径向差，并且相应地在挤压前，轴12的外半径大于齿轮14的内半径。
轴12与齿轮14的半径差能够具有制造造成的容差范围28。对于正极限情况，附图中从左向右降低的直线26描绘轴12的膨胀与应力的附属关系。直线26相对于水平轴10同样具有角度β。直线26平行于直线26延伸。在轴12与齿轮14的连接中，因此得到产生更高应力的新交点30。
在图1中同样相互平行的直线32和34向右描绘图2中所示轴12的膨胀与应力的关系，其中，轴12在端部区域35和在长度范围37上具有形状为盲孔性质的孔的凹口46，长度范围37稍微大于长度范围50，在长度范围50中，齿轮14挤压在轴12上(压配合区域或长度范围50)。轴12在这个范围内还构造成中空轴。直线32和34相对于水平轴具有角度γ。因为通过孔46而提高了轴12的径向弹性，直线32和34比直线20和26更平坦地延伸。直线32适当选择相对于表示轴12与齿轮14的径向差的距离36，使得它与直线18和20一起被交点22截断。与此相反，距离直线32在容差28以上得出的直线34在交点38截断直线18。在竖轴16上看出，在假设相等容差范围28时，作出孔46的轴12在所引起的应力下导致比轴12没有这个空46(容差42)时更小的容差40。
如所述的，图2以局部剖视图的方式显示轴12和齿轮14的压配合连接8的第一实施方式。所述连接现在实施为轴12的端部区域35与被挤压的齿轮14大约齐平地闭合。齿轮14具有相对于齿轮高度48减小的挤压长度50。由此能够改良轴12的径向装配，轴12伸入齿轮14中。然而，由于对应所引起的应力的从图1已知的适宜容差40，减小的挤压长度50是不苛刻的。径向轴承51补充地显示为未详细地阐明的齿轮泵壳体的一部分。
图3以局部剖视图的方式显示轴12与齿轮14的压配合连接的第二实施方式。在这里，轴12整个地实施为中空轴。由此节约重量和简化生产。

Claims (5)

1.一种轴(12)与被压于所述轴(12)上的驱动元件(14)或从动元件的压配合连接装置(8)，所述轴(12)具有至少在所述驱动元件(14)或从动元件挤压在所述轴(12)上的轴向长度范围(50)中至少局部地轴向延伸的凹口(46)，所述轴(12)通过所述凹口(46)而在该凹口处构成为中空轴，其特征在于，
所述轴(12)在所述驱动元件(14)或从动元件区域中具有径向轴承(51)，所述径向轴承(51)在所述驱动元件(14)或从动元件的轴向延伸部分的一部分上及在驱动元件(14)或从动元件和轴(12)之间延伸。
2.根据权利要求1所述的压配合连接装置(8)，其特征在于，
所述轴向长度范围(50)位于所述轴(12)的轴向端部区域(35)中，并且所述凹口(46)是盲孔性质的。
3.根据权利要求1所述的压配合连接装置(8)，其特征在于，
所述轴(12)整体上是中空轴。
4.根据前述权利要求中的任意一项所述的压配合连接装置(8)，其特征在于，
所述驱动元件或从动元件是齿轮(14)。
5.根据权利要求4所述的压配合连接装置(8)，其特征在于，
所述驱动元件或从动元件是齿轮泵的齿轮(14)。
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