CN103987981A - 十字万向节轴 - Google Patents
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Abstract
在包括第一和第二万向节轴截段(2,3)和分别在第一和第二万向节轴截段(2,3)的固定区域(7)中尤其借助于螺栓连接(8)被固定的轴承板(4)的一种十字万向节轴(1)中，轴承板(4)分别一端伸出超过分别相关联的第一或第二万向节轴截段(2,3)且在该伸出区域(4a)中在其间保持一件式地构造的万向节十字头(6)，其分别利用轴头(5)被支承在相应轴承板(4)的开口(10)中，应提供一种解决方案，其使能够实现紧凑地构建的且尽管如此确保传递较大转矩的万向节。这由此来实现，即每个轴承板(4)至少局部形状配合地传递力地分别接合到在直径上相对而置地在固定区域(7)中在第一和第二万向节轴截段(2,3)的外表面、尤其周缘面中构造的两个凹口(12)的一个中。
Description
技术领域
本发明涉及一种十字万向节轴(Kreuzgelenkwelle)，其包括第一和第二万向节轴截段(Gelenkwellenabschnitt)和分别在第一和第二万向节轴截段的固定区域处尤其借助于螺栓连接被固定的轴承板(Lagerlasche)，轴承板分别一端伸出超过分别相关联的第一或第二万向节轴截段且在该伸出区域中在其间保持一件式地构造的万向节十字头(Zapfenkreuz)，其分别利用轴头(Zapfen)被支承在相应轴承板的开口中。
此外，本发明涉及一种带有一定数目的矫直辊和用于矫直辊的驱动器的矫直机，其中，矫直辊布置在交换盒(Wechselkassette)中且经由万向节轴(Gelenkwelle)可与主传动装置连接。
背景技术
金属带的矫直在具有多个矫直辊的矫直机中实现，矫直辊通常分别借助于双十字万向节轴来驱动。在矫直金属带时存在一方面带的厚度和强度与另一方面矫直辊的所需的数量以及直径之间的相关性。为了矫直带有不同带厚的金属带，因此在矫直机处使用交换盒，其分别配备有不同直径的轧辊。在带矫直的领域中持续提高的要求需要在矫直滚子或矫直辊较小的情况下同时应用越来越高的矫直力矩。各个矫直滚子的驱动通常经由马达/传动单元实现，其通过合适的离合器与各个矫直滚子相连接。因为传动单元的从动轴和可能可更换的矫直滚子盒的驱动轴头通常具有可调节的轴偏移，该离合器须能够平衡该偏移。基于在此待实现的、相对较大的弯曲角(Beugungswinkel)和较高的可使用性，为了该目的常常使用带有万向节和万向节十字头的双万向节轴。
该类型的一件式的万向节十字头和具有分开的叉形件(Gabelteil)的十字万向节轴由文件US 1,153,789 A已知。在该已知的十字万向节轴中，轴承板利用螺栓连接被固定在相应的万向节轴截段处，其中，螺栓的杆形状配合地且传递力地接合到构造在相应的万向节轴截段的表面中的固定区域中的凹口中。在该已知的十字万向节轴中不利的是，在传递转矩时出现的力仅经由螺栓连接的杆来传递。此外，螺栓连接和轴瓦从相应的万向节轴截段的表面伸出，使得其一方面受强烈地机械负荷且另一方面作为从表面伸出的元件例如在矫直机的损坏情况中在材料块撞击时遭受特别的破坏风险。
同样地由文件DE 36 19 892 A1已知一种带有由分开的轴承叉(Lagergabel)构成的万向节的十字万向节轴。在此，保持一件式地构造的万向节十字头的各个叉元件被固定在圆环形地构造在待相互连接的第一和第二万向节轴截段处的凸缘处。在此，为了构造防旋转的连接，构造在叉元件中的突起形状配合地传递力地接合到圆环形的止挡凸缘(Anschlagsflansch)的相应的凹口中。该结构也具有缺点，即此处构造有从万向节轴截段的表面伸出的凸缘。除了机械问题之外，该实施形式如前所述具有缺点，即由此万向节的构型比较大地、至少大于仅基于毗邻的万向节轴截段的尺寸和其用于传递期望的转矩的强度设计必要的来设定尺寸。
发明内容
本发明目的在于提供一种解决方案，其使能够实现紧凑地构造的且尽管如此确保传递较大转矩的万向节。
在开头详细说明的类型的十字万向节轴中，该目的根据本发明由此来实现，即每个轴承板至少局部形状配合地传递力地分别接合到在直径上相对而置地在固定区域中在第一和第二万向节轴区域的外表面、尤其周缘面中构造的两个凹口的一个中。
同样地，在开头详细说明的类型的矫直机中上述目的由此来实现，即万向节轴至少部分地构造为根据权利要求1-11中任一项所述的十字万向节轴。
本发明的有利的设计方案和适宜的改进方案是从属权利要求的内容。
因此，本发明的一重要方面在于，轴承板接合到分别形状配合地传递力地在每个万向节轴的外表面、尤其周缘面中构造的凹口、尤其构造滑键槽的凹口处且被固定在该位置中。尤其地，每个万向节接板(Kreuzgelenklasche)布置在尤其根据配合槽(Passnut)的类型构造的凹口中，本发明在设计上设置这。
总地来说，由此提出一种带有分开的叉和一件式的万向节十字头的十字万向节轴的构型，其在结构上和在制造技术上可相对简单地来实现。此外，万向节非常紧凑地构建成使得可传递的转矩非常大且明显大于目前在市场上常见的万向节轴。因为在根据本发明的实施形式中与由现有技术已知的实施形式相区别轴承板尤其以其整个不伸出超过相应的相关联的万向节轴区域的主体段(Körperabschnitt)集成到相关联的万向节轴截段的主体中地来布置，对于所给出的结构尺寸传递明显大于如根据现有技术利用纯粹的螺栓连接的转矩变得可能。这同样意味着，对于确定的、最大待传递的转矩万向节的构型和因此还有属于此的十字万向节轴的直径可比在现有技术中更小地来实施。
在此，当轴承板以至少近似延续到相应的万向节轴截段的外轮廓中的方式来构造且布置在凹口中时，此外那么是有利的，由此本发明同样出众。
此外根据本发明的改进方案将凹口分别构造为敞开的滑键槽是适宜的。
在此，当每个轴承板的不伸出超过分别相关联的第一或第二万向节轴截段的区域具有对应于分别相关联的凹口和滑键槽构造的滑键或者构造为对应于分别相关联的凹口或滑键槽构造的滑键时，那么是特别适宜的。
有利地，那么每个滑键槽在第一或第二万向节轴截段的端面处开始，本发明同样设置这。
为了实现相应的轴承板区域在相关联的凹口或滑键槽中的特别可靠的固定，本发明此外特征在于，每个滑键槽在第一或第二万向节轴截段的端面处开始。
为了改善万向节连接的强度，本发明此外设置成，在前面的、联接到第一或第二万向节轴截段的分别所属的端面处的凹口区域的基底中在边缘侧分别构造有不形状配合地被轴承板搭接的至少一个底切(Freistich)。
万向节十字头的轴头在轴承板的分别相关联的开口中的一种特别有利的支承可由此来实现，即该轴承构造为关节轴承(Gelenklager)。关节轴承特征在于较高的静态承载数(Tragzahl)。由此可补偿万向节十字头的弹性变形。因此本发明此外特征在于，轴头分别被保持和支承在布置在轴承板的分别相关联的开口中的衬套或轴承、尤其关节轴承中。
特别有利地，根据本发明的十字万向节轴可被应用在矫直机的矫直辊的驱动器中，在其中十字万向节轴是矫直机的矫直辊驱动器的组成部分。
因为在此通常使用双十字万向节轴，本发明最后还设置成，十字万向节轴是双十字万向节轴的组成部分，双十字万向节轴的两个万向节分别具有带有借助于轴承板联结的万向节十字头的第一和第二万向节轴截段。
附图说明
下面根据附图示例性地来详细阐述本发明。其中：
图1以透视性的图示显示了十字万向节轴的万向节区域，
图2以透视性的图示显示了万向节区域的一子区域以及
图3显示了在移除的轴承板的情况下根据图2的子区域。
具体实施方式
图1显示了带有整体以1标明的十字万向节轴的万向节18的万向节区域，十字万向节轴带有第一万向节轴截段2和第二万向节轴截段3，在直径上相对而置的两个轴承板4分别布置在其处。轴承板4分别一端以伸出区域4a伸出超过分别相关联的第一或第二万向节轴截段2、3。在第一或第二万向节轴截段2、3处分别相对而置的伸出区域4a分别共同构造叉形件，在其之间保持有一件式构造的万向节十字头6的两个相对而置的轴头5。在万向节轴截段2、3的相应的固定区域7处，轴承板4分别借助于圆柱头螺栓(Zylinderschraube)8来固定且借助于圆柱销(Zylinderstift)9来紧固。轴头5分别被保持在构造在轴承板4的伸出区域4a中的开口10、轴承孔眼(Lagerauge)中。轴头5分别被支承在布置在相关联的开口10中的关节轴承11中。
在第一和第二万向节轴截段2、3的外表面或周缘面中成型有分别在直径上相对而置的凹口12，其分别构造为滑键槽13。以其分别不向外伸出超过第一和第二万向节轴截段2、3的自由的端面16的主体件，每个轴承板4形状配合地带有力传递可能性地接合到凹口12中且被固定在其中。在此，每个轴承板4的外轮廓构造成使得在被插入凹口12中的轴承板4中相应的万向节轴截段2、3的周缘面的外轮廓在轴承板4的外表面中至少大致延续。
每个轴承板4的不伸出超过分别相关联的第一或第二万向节轴截段2、3的区域具有对应于分别相关联的滑键槽13或凹口12构造的滑键或自身构造为对应于分别相关联的滑键槽13或开口12构造的滑键。如在该实施例中那样，轴承板14的不伸出的区域那么可完全插入敞开地构造的滑键槽13或开口12中。
每个滑键槽13或凹口12分别在第一或第二万向节轴截段2、3的端面16处开始且在凹口12或滑键槽13的轴向上具有略微楔形地彼此会聚地向凹口后壁14延伸的侧壁15。在前面的、联接到第一或第二万向节轴截段2、3的分别所属的端面16处的凹口区域的基底中，分别构造有不形状配合地传递力地被轴承板4搭接的至少一个底切17。此外，在凹口12或滑键槽13的基底或底部处存在孔用于容纳圆柱头螺栓8和圆柱销9。
轴头5分别被保持和支承在布置在轴承板4的分别相关联的开口10、轴承孔眼中的衬套或轴承、尤其关节轴承11中。
十字万向节轴1可以是双十字万向节轴的组成部分，双十字万向节轴的两个万向节18分别具有带有借助于轴承板4联结的万向节十字头的第一和第二万向节轴截段2、3。
十字万向节轴1是矫直机的未示出的矫直辊驱动器的组成部分。其矫直辊或矫直滚子布置在交换盒中且可经由十字万向节轴1与主传动装置相连接。
在前述实施形式中，万向节18的叉形件由配合到敞开的滑键槽13中的两个轴承板4形成。轴承板4借助于圆柱头螺栓8来装配。该固定借助于装入的圆柱销9实现。因此，万向节十字头6可一件式地来实施。为了将万向节十字头6支承在拧紧的轴承板4的轴承孔眼(开口10)中设置关节轴承11。其相对其它通常所使用的滚针轴承具有明显更高的静态承载数的优点。同样可以以该方式来补偿万向节十字头6的弹性变形。因此避免少数几个滚动体的单侧负荷或棱边挤压(Kantenpressung)。由于在运用于矫直机处的情况下适度的转速，提高的轴承摩擦的缺点无足轻重。
为了提高十字万向节轴1的机械强度，在每个滑键槽13的前面的区域中构造有底切17。
通过承载的侧翼(侧壁15)的略微的楔形在轴向上来确保轴承板4在两侧压入相应的滑键槽13中。轴承板4向后朝向后壁14被压入且拧紧。在该预装配的状态中实现用于圆柱销9和圆柱头螺栓8的孔19、20以及用于关节轴承11的容纳孔(开口10)的制造。在此，孔19、20不仅在轴承板4中而且在相应的凹口12或滑键槽13的基底中来构造。
上述类型的十字万向节轴1可在比较小的紧凑的尺寸下传递非常高的力矩。同时可应付制造耗费。因此，万向节18也可在狭窄的空间情况下实现且可良好地安装以及拆卸。由于所实现的较高的承载数，十字万向节轴1或万向节18具有较高的使用寿命。
Claims (11)
1. 一种十字万向节轴(1)，其包括第一和第二万向节轴截段(2,3)和分别在第一和第二万向节轴截段(2,3)的固定区域(7)处尤其借助于螺栓连接(8)被固定的轴承板(4)，所述轴承板(4)分别一端伸出超过分别相关联的第一或第二万向节轴截段(2,3)且在该伸出区域(4a)中在其间保持一件式地构造的万向节十字头(6)，其分别利用轴头(5)被支承在相应轴承板(4)的开口(10)中，其特征在于，每个轴承板(4)至少局部形状配合地传递力地分别接合到在直径上相对而置地在所述固定区域(7)中在第一和第二万向节轴截段(2,3)的外表面、尤其周缘面中构造的两个凹口(12)的一个中。
2. 根据权利要求1所述的十字万向节轴(1)，其特征在于，所述轴承板(4)以至少近似延续到相应的万向节轴截段的外轮廓(2,3)中的方式来构造且布置在所述凹口(12)中。
3. 根据前述权利要求中任一项所述的十字万向节轴(1)，其特征在于，所述凹口(12)分别构造为敞开的滑键槽(13)。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的十字万向节轴(1)，其特征在于，每个轴承板(4)的不伸出超过分别相关联的第一或第二万向节轴截段(2,3)的区域具有对应于分别相关联的凹口(12)或滑键槽(13)构造的滑键或者构造为对应于分别相关联的凹口(12)或滑键槽(13)构造的滑键。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的十字万向节轴(1)，其特征在于，每个滑键槽(13)在第一或第二万向节轴截段(2,3)的端面(16)处开始。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的十字万向节轴(1)，其特征在于，每个凹口(12)、尤其所述滑键槽(13)的侧向的分界壁(15)略微楔形地彼此会聚地从第一或第二万向节轴截段(2,3)的分别从属的端面(16)开始在所述凹口(12)的轴向上向相反的后壁(14)延伸地来构造。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的十字万向节轴(1)，其特征在于，在前面的、连接到第一或第二万向节轴截段(2,3)的分别从属的端面(16)处的凹口区域的基底中在边缘侧分别构造有不形状配合地被轴承板(4)搭接的至少一个底切(17)。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的十字万向节轴(1)，其特征在于，所述轴头(5)分别被保持和支承在布置在述轴承板(4)的分别相关联的开口(10)中的衬套或轴承、尤其关节轴承(11)中。
9. 根据前述权利要求中任一项所述的十字万向节轴(1)，其特征在于，所述十字万向节轴(1)是矫直机的矫直辊驱动器的组成部分。
10. 根据前述权利要求中任一项所述的十字万向节轴(1)，其特征在于，所述十字万向节轴(1)是双十字万向节轴的组成部分，双十字万向节轴的两个万向节18分别具有带有借助于轴瓦(4)所联结的万向节十字头(6)的第一和第二万向节轴截段。
11. 一种带有一定数目的矫直辊和用于矫直辊的驱动器的矫直机，其中，所述矫直辊布置在交换盒中且经由万向节轴能够与主传动装置连接，其特征在于，所述万向节轴至少部分地构造为根据权利要求1-10中任一项所述的十字万向节轴(1)。
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