CN1099931C - 用于裂分一环形零件的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明有关一种用于裂分一种象一连杆(2)那样的环形零件的装置。该连杆(2)具有一静止的和一移动的扩张爪(8，10)，用于插入由环形零件形成的孔中，还具有一扩张机构，用于分开扩张爪(8，10)。本发明的特征为：装置的裂断性能可被影响。为此，扩张爪(8，10)的外围表面被构造成如下形式：使得扩张爪(8，10)仅仅经过局部精确规定的一个参考表面区域或线条与孔的内表面接触。

Description

用于裂分一环形零件的装置
技术领域：
本发明有关一种用于裂分一环形零件的装置，这种环形零件比如是一种连杆，它具有一位置固定的和一可移动的扩张爪，用于嵌接进环形零件所形成的孔中，还具有一扩张机构，用于分开扩张爪。
这样的一种装置比如在EP-0 396 797中是已知的。这些装置用来将一个整件的、环形零件-在本情况下为一连杆-通过裂分的方法将它分成为两部分，亦即一个帽和一个杆。这些已有装置具有扩张爪，其外围面完全贴在孔的内表面上，亦即贴在大连杆孔的内表面上。扩张爪的这样一种大面积地靠在孔上的做法通常对一个好的裂断效果来说被认为是必要的。
GB-A-724358公开了一种装置，该装置用于在一专门的环形零件(即一滚动轴承的轴承环)外围的一单一位置上来裂分该零件。该装置具有两个截面各为半圆形的、运动的扩张爪，用于嵌接进一由环形零件形成的孔中。扩张爪的外表面非常匹配地、且在全部外表面范围上紧靠在孔内表面上。为进行撑开，则将一楔敲进两扩张爪之间。两扩张爪中的仅仅一个，此处称第一扩张爪，其外围表面被如下地构造：其外围的一限定的部分区域仅仅经一位置精确规定的部分表面区域或点区域与孔的内表面相接触。该部分表面区域或点区域(在两扩张爪的实质为圆形的、整个外围表面上度量的话)则由一位于该第一扩张爪中的、在约90°的范围上伸展且所包围的区段给出，在该区段上直至一“按钮式”的突起为止在第一扩张爪的外围表面和孔的内表面之间没有任何接触。第一扩张爪的其余部分以及实质性地整个第二扩张爪则经一全部约270°的区域重新大面积地紧靠在孔的内表面上。在“按钮式”突起实质性地仅逐点地靠在孔内表面上的位置上，在环形零件的外围上提供有一裂断切口且决定了该零件被裂断的位置。第一扩张爪外围表面上的其余部分以及实质上第二扩张爪的全部外围表面则经一约270°的角范围整面积地靠在孔的内表面上。在一扩张过程中，则根据本文所提供的数据，环形零件首先在其整个圆周上被置于应力作用之下。在扩张爪的进一步扩张中，在位于突起附近的区域中在零件中产生一轻微的弯曲。由于该由(普通)应力和弯应力所形成的复合应力的作用，环形零件经该唯一的裂断切口由此在一单一的位置上被分开，这样该零件在一定程度上具有带两相对立的断裂端的一C形结构形状。
发明内容：
本发明的目的是：提供一种用于裂分一环形零件的装置，用该装置尤其在关键的零件部位上更加有目的地对裂断性能加以影响，且用该装置还可在对由非均匀硬度或极高刚度材料组成的零件作裂分时取得一更好的最终结果，此外用该装置还应有效地避免那种在常规装置中常出现的“收缩效应”的产生。
为实现上述目的，按本发明的一个方面提供了这样一种用于裂分一环形零件的装置，它具有：一位置固定的和一运动的扩张爪(8，10)，用于嵌接进由环形零件所形成的孔中；以及一扩张装置，用于分开扩张爪；其特征在于，扩张爪的外围表面被如下地进行构造：使得扩张爪仅仅经一位置精确规定的部分表面区域或线性区域与孔的内表面相嵌接，所述部分表面区域或线性区域沿孔的周向延伸。
另外，为实现上述目的还提供了这样一种用于裂分一环形零件的装置，它具有：一位置固定的扩张爪和一运动的扩张爪，用于嵌接进由环形零件所形成的孔中；一扩张机构，用于分开扩张爪；其特征在于：扩张爪的外围表面被如下地进行构造，使得扩张爪仅仅经一位置精确规定的部分表面区域或线性区域与孔的内表面相接触，且其中该部分表面区域或线性区域沿孔的轴向延伸，且其中扩张爪的半径大于孔的半径。
试验表明，最好的裂断效果令人惊奇地并不总是通过扩张爪的外围表面大面积地贴在孔的内表面上来达到的。相反它更经常具有优点的是根据环形零件的材料及其裂断性能以及根据其它的参数如裂断表面几何形状等来把裂断力仅仅导入一定的部分表面区域中或者也可以线性形式导入零件中。
因此合乎目的的是，仅仅在孔的轴向或者可能的话也可在孔的周向上来引入仅限于部分表面的或线性形状的裂断力。对某些特殊的情况，也可具有优点地既在轴向也在周向上来实施这种对裂断力的引入。
试验表明，采用这种结构形式可令人惊奇地来避免在已有装置中经常出现的双重裂痕、碎屑和毛刺。这些发生在当在裂断表面内具有如钻孔、开口或类似情况的时候。因此，连杆比如在裂断表面范围内具有两螺钉孔，用它们在接下来的分开过程之后将帽和杆栓在一起。若裂断过程被引发，则裂痕从制造连杆时所提供的标称断裂位置起在孔内表面范围内围绕着螺钉孔侧向向外流动。裂断表面在螺钉孔后面重新统一起来。由于裂断表面在螺钉孔两侧不能够强迫地在同一平面上传播开来，因此在裂断表面重新统一时会导致双重裂痕、碎屑或毛刺。这种双重裂痕、碎屑和毛刺都必须要加以避免。
藉于导入裂断力的部分表面区域或线性区域基本上可设计成各种不同的结构形式。专门的结构形状和局部的放置方式可各自根据试验来加以确定或优化。
因此扩张爪的外围表面-从孔的轴向加以观察的话-比如可以是球形的或者锥形的。同样，扩张爪的半径为补偿所谓的收缩效应也可选择得大于环形零件的孔的半径。
对于特殊的应用场合，可合乎目的地在扩张爪外围表面上配置一种弹性材料。该弹性材料可伸展在整个外围表面上，然而也可更具优点地仅仅伸展在部分区域上。试验表明，根据应用的范围不同，该弹性材料肖氏A硬度为50～95。
对某些特殊的应用目的，也可优越地将弹性材料做成轴套的形式。该轴套相对于孔内表面比如可配置在中心。
通过配置弹性材料可消除能导致不能控制的断裂传播的峰值应力。这种弹性材料的配置也特别适用于这样的场合：在这些场合中环形零件的孔应该以未被加工的状态被裂断。
对某些专门的应用场合，该弹性材料也可采取弹性段的形式被配置在扩张爪的外周表面上。
按本发明的进一步发展，扩张爪也可如下地来加以构造：每一扩张爪被做成两件式且各自具有一扩张爪芯和一扩张爪壳，其中扩张爪壳的外表面与环形零件孔的内表面相接触。
在这样一种结构形式中，可将扩张爪壳的外表面构造成圆柱形。
一种由扩张爪芯和扩张爪壳组成的扩张爪结构形式其优点在于：装置可很简单地被做成与具有不同造型和尺寸的环形零件相匹配。为实现这种匹配，仅需更换扩张爪壳，而这是很容易做到的。而扩张爪芯包括扩张机构与此相反则可不必加以改变。
通过根据本发明的结构形式此外还可采用简单的方式经交换扩张爪壳来影响裂断性能。这样在同样的、环形零件情况下为取得一种所希的裂断结果，需要时可换以一具有另外形状外表面的扩张爪壳，该更换过程可一直重复直至取得所希望的、最佳裂断效果为止。
扩张爪壳可以各种不同的方式来加以制造。当各扩张爪壳被加工成车削零件，而该车削零件在其后的加工过程中又被分成两个或多个环形段时，则可获得一种特别简单且价格便宜的制造实施形式。
扩张爪壳或其环形段基本上可简单地固结到扩张爪芯之上。然而，当每一扩张爪壳在它的一边缘上具有一适合于接收诸如固定螺栓、快速释放夹持器或类似物的保持装置时，这种情况也是具有优点的。
如上所述，本发明能够将裂断力如下地导入环形零件，使得能具有一规定的裂断开始和一规定的裂断过程。采用本发明的措施则可精确地来影响裂断性能。由此则可采用本发明的不同扩张爪几何形状来不仅在未被加工的、也在粗加工的、或在加工完毕的环形零形的孔情况下影响裂断性能。
以下根据附图来详细描述和说明本发明的实施形式以进一步理解本发明。
附图说明：
图1示出根据本发明的装置的一第一实施例的主要部件的顶视图，
图2示出沿图1中I-I线所得的纵剖视图，
图3示出对本发明的一第二实施例的沿图1中I-I线所得的纵剖视图，
图4示出本发明的一第三实施例的扩张爪部分的一放大了的顶视图，
图5示出对本发明的一第四实施例的沿图1中I-I线所得的纵剖视图，
图6示出在分成为环形段之前的一扩张爪壳的纵剖视图，
图7为图6所示扩张爪壳的一顶视图。
在图1所示的实施例中示出一形式为连杆2的环形零件，它应在本装置中裂断为一杆4和一盖6。所示装置的细节在EP-0 396 797中有所描述。
对于将连杆2的杆4和盖6分开来说关键的是一个运动的扩张爪8和一个位置固定的扩张爪10嵌接进一由盖6和杆4所形成的、形式为一圆柱形连杆孔12的孔中。运动的扩张爪8被固结到一运动的装置部分14上，而位置固定的扩张爪10则固结到一位置固定的装置部分16上。为分开杆4和盖6，则比如通过一作用在该运动的装置部分16上的撞击块将两装置部分14、16突然驱动将其分开。另一种分开的方法也可通过一图中未示出的扩张楔来进行，该楔嵌入一在两扩张爪8、10中间沿轴向形成的空隙中且被突然地给予撞击。
两扩张爪8、10在图1和2所示的实施例中实质性地具有一半圆形截面。如图2中所能看到的那样，图中示出根据图1的示图沿I-I线所作的一纵剖视图，其中第一所示的实施例的扩张爪8、10被设计成球形结构，因此半圆形扩张爪8、10的最大半径被配置在连杆孔12的中央。
在所示的实施例中，最大半径的范围铺开在连杆孔12的约10％的轴向高度H的一个宽度B上。这样可将扩张力导入连杆孔12的一精确规定的中间区域中。这种结构形式尤其适合于那些具有不均匀硬度的材料，在这些材料中存在着局部的高硬度会导致一不可预示的裂断开始的危险。
图3中示出本发明的另一实施形式的一纵剖视图，该视图对应于图1示例中I-I线。
该实施形式的扩张爪8，10同样也具有一实质为半圆形的截面。但根据第二实施例的扩张爪8、10却是锥形的。在连杆孔12的直径约相应于两扩张爪8、10的外径处，连杆2在连杆孔12的范围内则靠在扩张爪8、10上。一个配置在位置固定的装置部分16上的圆柱形保持件20则伸入一活塞销孔22中。在连杆2和装置部分16之间配置有一可在保持件20的纵向上移动的支座24。通过这种配置方式则可将连杆2这样地来支撑，使得连杆孔和活塞销孔的轴在分开杆4和盖6时完全垂直于运动的装置部分14的运动方向。这样一种布置形式对取得一个好的裂断结果是重要的。通过支座24的这种高度可调性则在当大、小连杆孔的不等表面不在同一平面中时亦能保证得到上述的布置形式。
由于连杆2的保持作用，因此锥形扩张爪8、10和连杆孔12相互同心。结果产生将力线性地导入连杆孔12的一外边缘上。
若为分开杆4和盖6而对两扩张爪8、10突然地撞开，那么断裂将从外边缘起实质性地沿着连杆孔12的轴传播。由于力是沿着在连杆孔边缘上的一条十分薄的线条引入的，因此所示的实施形式尤其适用于那些由一种十分坚硬的材料所制成的连杆。但那些由一种不太硬材料制成的连杆也可以用所示的实施例来加以分开。为避免使连杆孔外围表面在过程中变形，连杆在其外边缘上可配备一种物相。
图4中示出本发明的另一实施例。同样在该实施例中，扩张爪8、10也具有一实质为半圆形的截面，其中扩张爪8、10与前述的扩张爪8、10相反是做成柱形的。因此扩张爪8、10在整个的纵向上具有一恒定半径。
在图4所示的实施例中扩张爪8、10的半径R却是大于连杆孔12的半径r。由此则对于扩张爪来说在一起行走的状态时具有一约为椭圆的截面形状。
由于该椭圆截面形状的原因，因此在裂断过程中裂断力首先被导入连杆中标称裂断位置S的范围中。大的连杆孔以这样的方式在裂断过程中横着连杆的纵向“扩展”。这种“扩展过程”对在连杆裂断时所经常能看到的“收缩效应”起着一种反作用，而这种“收缩效应”则是由被释放的应力所产生的。
扩张爪8、10的椭圆截面形状的长轴在共同运行状态时与连杆2的纵向垂直且位置精确规定的、伸展于孔12轴向上的部分表面区域或线性区域位于一垂直于连杆2纵向的、且由两相互相对的标称裂断位置S所规定的标称裂断平面上，这样在一裂断过程中一裂断力首先在标称裂断位置S的范围内被导入连杆2中且孔12被垂直于连杆2的纵向扩展。
图5中示出本发明的一第四实施例，其中比如通过粘接或涂覆在扩张爪8、10的外围表面上固结有一种例如为橡胶的弹性材料26。这种弹性材料26的配置阻止了在裂断具有未被加工好的大连杆孔的连杆时或可能情况下也在裂断过程中出现脏物时应力峰值的产生。围绕两扩张爪8、10的弹性材料26具有的优点是：能够附加地对加力撞开的装置部分14、16给予阻尼。
图6示出一扩张爪壳的毛坯件的一纵剖图。该尚未被分开的毛坯件具有一壳体段30和一法兰段32。壳体段30具有一圆形、柱状的内表面，其半径对应于一相应的扩张爪芯的半径。壳体段30的外表面在本实施例中被做成圆锥形的，其锥角一般小于1°。此外，上端面还被倒棱，以便将连杆孔方便地装到扩张爪上。
为制造环形段，则将扩张爪壳沿T-T线分开。于是得到两相同的半壳。为将该两半壳固结并定中到运动的装置部分14或位置固定的装置部分16上，则在法兰段32上形成有孔或半孔34。
由于这种结构形式使得装置能简单地适应于裂断具有不同形状和尺寸的连杆。为此，仅需将环形段或半壳体拆下并替代以另外尺寸的半壳体。具有扩张机构的所有部件的扩张爪芯则为此无需加以改装或改变。
通过应用扩张爪壳可另外在需要时以简单的方式来影响裂断性能。为取得各种裂断结果，仅需应用那些为达所需裂断效果而具有专门的外表面的环形段或半壳体。

Claims (19)

1.一种用于裂分一环形零件(2)的装置，它具有：
一位置固定的和一运动的扩张爪(8，10)，用于嵌接进由环形零件所形成的孔中；
一扩张装置，用于分开扩张爪(8，10)；
其特征在于：
所述扩张爪(8，10)的外围表面被如下地进行构造：使得扩张爪(8，10)仅仅经一位置精确规定的部分表面区域或线性区域与孔(12)的内表面相嵌接，所述部分表面区域或线性区域沿孔(12)的周向延伸。
2.一种用于裂分一环形零件(2)的装置，它具有：
一位置固定的扩张爪(10)和一运动的扩张爪(8)，用于嵌接进由环形零件所形成的孔(12)中；
一扩张机构，用于分开扩张爪(8，10)；
其特征在于：
所述扩张爪(8，10)的外围表面被如下地进行构造，使得扩张爪(8，10)仅仅经一位置精确规定的部分表面区域或线性区域与孔(12)的内表面相接触，且其中该部分表面区域或线性区域沿孔(12)的轴向延伸，且其中扩张爪(8，10)的半径(R)大于孔(12)的半径(r)。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：扩张爪(8，10)具有一半圆形的截面。
4.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：部分表面区域或线性区域伸展在孔(12)的轴向和周向上。
5.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：扩张爪(8，10)在一共同运行的状态下具有一椭圆形的截面。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于：扩张爪(8，10)的椭圆截面形状的长轴在共同运行状态时与环形零件(2)的纵向垂直且位置精确规定的、伸展于孔(12)轴向上的部分表面区域或线性区域位于一垂直于环形零件(2)纵向的、且由两相互相对的标称裂断位置(S)所规定的标称裂断平面上，这样在一裂断过程中一裂断力首先在标称裂断位置(S)的范围内被导入环形零件(2)中且孔(12)被垂直于环形零件(2)的纵向扩展。
7.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：沿孔(12)的轴线的纵剖面方向观察，扩张爪(8，10)的外围表面被做成球形结构。
8.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：沿孔(12)的轴线的纵剖面方向观察，扩张爪(8，10)的外围表面被做成锥形结构。
9.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：扩张爪(8，10)的半径(R)大于孔(12)的半径(r)。
10.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：在扩张爪(8、10)的外围表面上配置有一种弹性材料。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于：该弹性材料为橡胶。
12.如权利要求10所述的装置，其特征在于：弹性材料的肖氏A硬度为50～95。
13.如权利要求10所述的装置，其特征在于：弹性材料形成一轴套，其长度小于孔的长度。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于：轴套相对于孔的内表面被配置在中间。
15.如上述权利要求1或2所述的装置，其特征在于：每一扩张爪做成两件式结构，且各具有一扩张爪芯和一扩张爪壳(30，32)，其中扩张爪壳的外表面与孔(12)的内表面相接触。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于：扩张爪壳(30，32)可拆地与扩张爪芯相连接。
17.如权利要求15所述的装置，其特征在于：扩张爪壳(30，32)具有一环形段，该环形段由车削加工制成。
18.如权利要求15所述的装置，其特征在于：每一扩张爪壳在其一个边缘上具有一法兰(32)。
19.如权利要求18所述的装置，其特征在于：在法兰(32)上有形状为圆形或半圆形的法兰孔(34)，用于将半壳体固结和定中到扩张机构的一运动部分(14)或装置的一位置固定部分(16)上。
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