CN1112523C - 同步转动活节的活节外部配件 - Google Patents

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Abstract

同步转动活节的活节外部配件包括一内设嵌接扭矩传递元件导轨的外部圆筒形外套配件和推压到外套配件并与之连接的中部内凹环形法兰配件，其周边配有与对接法兰螺固的紧固螺栓孔，法兰配件周围有相互分隔的加强部分以接受紧固螺栓孔，还包括把加强部分连接起来的连接部分，它与加强部分相比有较大的柔性。

Description

同步转动活节的活节外部配件
本发明涉及同步转动活节的一种外部配件，它包括一圆筒形外套配件，外套内部形成嵌接扭矩传递元件的内轨道；还包括一基本上呈环形的有中部内凹部分的法兰配件，法兰被推压到外套上并与外套连接，有紧固螺栓孔分布在法兰周围，以便与对接法兰螺固。
根据德国专利DE 43 14 503C1，已知有这种类型的活节外部配件。呈园弧状被限定在外边缘处的诸加强部分之间分别有凹进的连接部分，连接部分与加强部分比较，径向尺寸较小。外套配件与法兰配件采用环绕的焊接连接起来。
上述类型的活节外部配件，由于一般要尽量减轻重量，越来越采用薄壁结构形式。在部分场合，过去仅作为锻造零件或热成型零件制作的活节外部配件，现在则采用板材利用冷成型方法制作。
这种薄壁活节外部配件本身在选材适当的情况下是容易成型的。现代成型工艺的基本目标在于，在成型过程中应当把活节外部配件的导轨完整地制作出来，随后只需进行表面处理工序即可。
这样做的危险性在于，在下一步装配法兰配件时可能导致活节外部配件的外套配件内发生变形，可能使前面精确制作的导轨产生精度误差。在制作法兰配件时或在外套配件上加工法兰配件的配合面时提高精度，借以防止发生上述变形，因成本提高，是不可取的。
据此，作为本发明的基础的任务是提供上述类型的活节外部配件，它既能充分利用制造成本低廉的优点，又不会在装配外套配件和法兰配件时影响导轨形状精度。
符合上述要求的解决方案的特征在于，法兰配件在其周边有相互分隔的加强部分，用于布置紧固螺栓孔，而且分别有将加强部分连接起来的连接部分，与加强部分相比较连接部分具有较大的柔性，其中，法兰配件仅在加强部分的范围内与外套配件焊接。
在上述解决方案中，连接部分可开有缺口或槽口。
在上述解决方案中，连接部分有一部分的壁厚可小于加强部分的壁厚。
在上述解决方案中，连接部分可有突出于加强部分平面的皱边。对于上述的后三个解决方案，法兰配件可以在周边与外套配件焊接。
利用本发明，可以在考虑到使用时所需强度的情况下充分利用轻型结构的极限，同时还可以在考虑到法兰配件成型以及在外套配件上制作相应的配合面方面降低制造精度要求。装配工作本身也可在配合不精确的情况下进行，不会在外套配件内造成变形。不精确度可以通过连接区范围内的变形得到补偿。即使在加工公差相对较大的情况下也不需要对外套配件和法兰配件进行分级。通过外套配件与法兰配件的连接，首先得到了使用时必需的刚性。把法兰配件推压到外套配件上后，连接区依赖其柔性能够抵消压配合时的作用力，特别是能够均衡由于变形而产生的不均匀力。
连接区的尺寸可以减小，使连接区仅被看作是单个紧固区的相互连接，以便容易进行装配。这种情况下，单一加强部分彼此之间通过与外套配件的焊接而固定，紧固时则焊接在一足够稳定的对接法兰上。
为了抵消装配过程中进行压配合时的作用力，可以根据优先采用的加工工艺预先规定，要么在一连续的周线上位于法兰配件的内凹部分处设一些内突的圆头，要么在一连续的外周线上位于法兰配件配合面范围内的外套配件处设一些外突的圆头，这些圆头比连接区更容易变形，因此装配时的一部分作用力或顶尖顶力可立即被抵消。圆头范围内接触点之间的缝隙可通过焊缝封闭。圆头的高度最好要小一点，这样还可以对缝隙采用激光焊接法。
连接区的特殊的成型形状在具体内容涉及到的权项要求中说明。尤其要参阅附图说明。紧固区最好可分别有一个或两个紧固螺栓孔。紧固区的数目以选择三个或更多为宜。
图1为作为单件表示的根据本发明的一活节外部配件的法兰，
a)前视图，
b)图1a中的A-A纵剖面图；
图2所示为采用根据本发明第一种结构形式的活节外部配件的三脚活节
a)图2b中B-B的纵剖面图，
b)图2a中A-A的横剖面图，
c)与图2a等同的纵剖面图，
d)图2c的“X”前视图；
图3所示为根据本发明第二种结构形式的一活节外部配件的三脚活节
a)图3b中A-B的纵剖面图，
b)图3a中“Y”的前视图；
图4所示为根据本发明的一活节外部配件的半截面图
a)采用第三种结构形式带有一法兰的四分之一视图，
b)采用第四种结构形式带有一法兰的四分之一视图；
图5所示为根据本发明的一活节外部配件的半截面图
a)采用第五种结构形式带有一法兰的四分之一视图，
b)采用第六种结构形式带有一法兰的四分之一视图；
图6所示为根据本发明的一活节外部配件的半截面图
a)采用第七种结构形式带有一法兰的四分之一视图，
b)根据图1带有一法兰的四分之一视图；
图7所示为根据本发明的一活节外部配件的半截面图
a)结合一预装空隙的法兰，法兰上有圆头，
b)结合一预装空隙的法兰，铰接件上有圆头。
图1所示为一基本上呈环形的法兰配件11，它基本上是由一块等厚的平板切割而成的。法兰配件11有一基本上呈圆形的内凹部分12，可供一根据本发明的活节外部配件的外套配件插入其中。在法兰配件的周边上可以看到有三个强度较大和径向延伸长度大致相同的加强部分13，还有三个由于采用了条板形状而使强度大大减弱了的连接部分14。每个加强部分分别有二个紧固螺栓孔15和16。在两个螺栓孔之间是一外凹部分17，它基本上不影响界于紧固螺栓孔15和16之间的加强部分13的强度。在内侧，加强部分有一园弧形的加强边缘18。连接部分14在径向外侧用鱼尾板19、20与临近的加强部分13相连，并以相等的宽度形成一向外开口的U形条板21。连接部分14根据本发明在内侧相对于插入内凹部分12的外套配件是不接触的，并且不与该配件持续地相连接。相反地，加强部分13则沿圆形加强边缘18焊接在插入的外套配件上。由于提高了柔性，在将法兰配件推压到外套配件上时出现的配合误差可在连接部分14内被抵消而不会对外套配件发生不利的影响。图中所示法兰配件11是为外部为圆筒形的外套配件而设计的，特别在球形同步活节时会出现这种情况。但这种设计也可用于仅在外部至少在本体范围内有一圆筒形外圈的外套配件，尤其是三脚活节的外套配件。
在图2a、2b、2c和2d中示出了一完整的三脚活节，其活节外部配件由一外套配件42和一法兰配件31构成；后者与图1所示法兰配件11是一致的。外套配件42有一筒形部分43，在一端有一开口44，在另一端用一底板45封闭。该配件采用大致相等的壁厚，设有三叶草状的环形线，用以构成三根导轨46。活节内部配件由一个带三个三角棍颈48的三角星形物47和支撑于其上的棍子装置49构成。在三角星形物47内插入一内轴50，并在轴向加以固定。外套配件42的开口44借助一波纹管51对外密封，同时在外套配件42上安装一平衡元件52，该元件在内部与筒形部分43的形状相配，在外部有一圆形截面以加固波纹管51。法兰配件31与图1所示的形状类似，由三个各配有二个紧固螺栓孔35、36的加强部分33及三个带有连接法兰39、40和一段U形条板41的连接部分构成。分段环绕着筒形部分43的内加固边缘38坐落在底板45上的外圈53上，其配合部分为圆形截面。U形条板41相对于分别处在导轨46之间的外套配件42的各部分有径向间距。
在图3a和3b中示出了一个根据本发明的活节外部配件，它由一外套配件72和一法兰配件61构成。外套配件72有一个带开口74的筒形部分73，用壁厚减薄、中部呈球形的底部配件75封闭。根据这种结构形式，法兰配件61共有六个加强部分63、65和把这些加强部分连接起来的六个连接部分64。加强部分63、65仅仅各有一个紧固螺栓孔66、67布置在中部。紧固部分63、65彼此的区别在于其加固边缘68、70的形状，其三叶草状筒形部分73的各个形状相异的部分是在装置之内，因而整个法兰配件是在防护扭转的状态下安装在外套配件72上的。连接部分64是径向厚度较小的简单的环形条板，与外套配件形成一定距离。
图4中在一个外套配件122上分别用四分之一的视图示出了第四法兰配件81和第五法兰配件101。
从图4a中可以看出法兰配件81有二个加强部分83、85，它们各设有一个中部紧固螺栓孔86、87。把二个加强部分连接起来的连接部分84采取了周向狭窄条板的形式，相对外套配件122的筒形部分123有一定径向间距，其柔性通过一周边缝隙89而有所提高，该缝隙延伸到加强部分83、85，并在一园弧上通到法兰中心。连接部分84的形状是通过外凹部分97和内凹部分98而形成的。加固边缘88、90适合于筒形部分123的外轮廓形状，这样就使法兰配件81在转动时在外套配件122上能够达到定型配合。
从图4b中可以看出法兰配件101有二个加强部分103、105，它们各设有一个中部紧固螺栓孔106、107。把二个加强部分连接起来的连接部分104，其形状是由外侧环形边缘117和与外套配件122的筒形部分123上在内侧相配合的部分118确定的，此时其柔性仅在通过三个径向缝隙109而提高，这些缝隙位于加强部分103、105之间，并径向延伸到法兰中心。加固边缘108、110与筒形部分123的外轮廓形状相配合，因而法兰配件81转动时因其形状而定位在外套配件122上。
图5中在一个外套配件182上分别用四分之一的视图示出了第六法兰配件141和第七法兰配件161；后者与图3b的法兰配件61是一致的。
从图5a中可以看出法兰配件141有二个加强部分143、145，它们各设有一个中部紧固螺栓孔146、147。把二个加强部分连接起来的连接部分144，其形状是由外凹部分157和与外套配件182的筒形部分183在内侧相配合的部分158确定的，其柔性唯在通过径向槽口149而提高，该槽口位于加强部分143、145之间，并径向延伸到法兰中心。加固边缘148、150与筒形部分183的外轮廓形状相配合，因而法兰配件转动时因其形状而定位在外套配件182上。在截面图上，以详图示出了两种结构形式的径向槽口形状。第一个详图a的径向槽口是通过单面模压产生的，第二个详图b是通过双面模压产生的。
从图5b中可以看出法兰配件161有二个加强部分163、165，它们各设有一个中部紧固螺栓孔166、167。把二个加强部分连接起来的连接部分164采取了周向狭窄条板的形式，相对外套配件182的筒形部分183有一定径向间距，其柔性仅仅是因采用这一形状而有所提高。连接部分的形状是通过外凹部分177和内凹部分178而形成的。加固边缘168、170适合于筒形部分183的外轮廓形状，因而法兰配件161转动时因其形状而定位在外套配件182上。
图6中在一个外套配件242上分别用四分之一的视图示出了第八法兰配件201和第九法兰配件221；后者与图1和图2的法兰配件11、31完全一致。
从图6a中可以看出法兰配件201有二个加强部分203、205，它们各设有一个中部紧固螺栓孔206、207。把二个加强部分连接起来的连接部分204采取了宽度减小的条板的形式，条板上有一外凹部分217和与外套配件242的筒形部分243在内侧相配合的部分218，其柔性通过膨胀皱边209而提高，该皱边位于加强部分之间，并延伸到法兰中心。加固边缘208、210适合于筒形部分243的外轮廓形状，因而法兰配件201转动时因其形状而定位在外套配件242上。在截面图上，以放大的详图示出了膨胀皱边209的形状。
从图6b中可以看出法兰配件221有二个强度较大的加强部分223和因采用了条板状形式而使强度明显减小的连接部分224。加强部分223各有二个紧固螺栓孔225、226，图中各示出了一个。加强部分各有一外凹部分227，它们对紧固螺栓孔225、226之间的加强部分223的强度没有多大影响。在内侧，加强部分有一各与外套配件243相配合的加固边缘228。连接部分224在径向外侧用鱼尾板229、230与临近的加强部分邻接，并以相同的宽度形成一向外开口的U形条板231。
图7中分别用四分之一的视图示出了第十法兰配件261和第十一法兰配件281，它们基本上相当于图5a和图6a中的法兰配件141和201，并且紧套在所属的外套配件部分302、322上。
从图7a中可以看出法兰配件261有二个加强部分263、265，它们在中部分别有紧固螺栓孔266、267。把二个加强部分连接起来的连接部分264，其形状是由一外凹部分277和与外套配件302的筒形部分303的内侧配合的部分278确定的，其柔性通过图中没有进一步示出的径向薄弱区269而提高，该薄弱区位于加强部分263、265之间，并延伸到法兰中心。加固边缘268、270适合于筒形部分303的外轮廓形状，因而法兰配件201转动时因其形状而定位在外套配件302上。在加强部分上分别布置了成对的圆头271、272，在装配时它们相对于筒形部分303形成一径向间隙273，供焊缝置于其中。
从图7b中可以看出法兰配件281有二个加强部分283、285，它们在中部分别有一个紧固螺栓孔286、287。把二个加强部分连接起来的连接部分284，其形状是由一外凹部分297和与外套配件322的筒形部分323的内侧配合的部分298确定的，其柔性仅是通过图中没有进一步示出的径向薄弱区289而提高，该薄弱区位于加强部分283、285之间，并延伸到法兰中心。加固边缘288、290适合于筒形部分323的外轮廓形状，因而法兰配件转动时因其形状而定位在外套配件322上。在筒形部分323的外部轮廓上分别布置了成对的圆头291、292，在装配时它们相对于法兰配件281形成一径向间隙293，供焊缝置于其中。

Claims (11)

1.一同步转动活节的活节外部配件，它包括一外部筒形外套配件(42，72等)，外套内部形成嵌接扭矩传递元件(48，49)的轨道(46)，还包括一基本上呈环形的有中部内凹部分的法兰配件(11，31等)，法兰被推压到外套配件(42，72等)上并与外套配件连接，有紧固螺栓孔(15，16等)分布在法兰周围，以便与对接法兰螺固，其中，法兰配件(11，31等)在其周边上有逐个互相分隔的加强部分(13，33等，63，65等)，用来布置紧固螺栓孔(15，16，35，36等)；还有把加强部分连接起来的连接部分(14，34等)，它们比加强部分具有更大的柔性，而法兰配件(11，31等)仅在加强部分(13，33等，63，65等)的范围内是与外套配件(42，72等)焊接的。
2.按照权利要求1的活节外部配件，其特征在于，连接部分(14，34等)有裂口或缝隙(89，109)。
3.按照权利要求1的活节外部配件，其特征在于，连接部分(14，34等)有一部分壁厚与加强部分(13，33等)的壁厚比较起来有所减小。
4.按照权利要求1的活节外部配件，其特征在于，连接部分(14，34等)包括有从加强部分(13，33等)的平面上突起的膨胀皱边(209)。
5.按照权利要求1活节外部配件，其特征在于，法兰配件(11，31等)的内凹部分(12)和外套配件(42，72等)的配合面(53)至少在加强部分(13，33等，63，65等)的范围内有园弧曲线。
6.按照权利要求1的活节外部配件，其特征在于，与加强部分(13，33等)相比，连接部分(14，34等)具有较小的径向尺寸。
7.按照权利要求1的活节外部配件，其特征在于，连接部分(14，34等)有径向槽口(149)或豁口。
8.按照权利要求1的活节外部配件，其特征在于，连接部分(14，34等)到外套配件(42，72等)有径向间距。
9.按照权利要求1的活节外部配件，其特征在于，连接部分(14，34等)相对于圆周方向有波纹形曲线。
10.根据权利要求1的活节外部配件，其特征在于，法兰配件(11，31等)形成有一内凹部分(12)，在其连续的内轮廓面上有突出的圆头(271，272等)，法兰配件(11，31等)在推压到外套配件(42，72等)上之后相对于该外套配件在圆头(271，272)范围内形成一压配合面，而且至少在其余内轮廓面的部分范围内留出适合于对着外套配件焊接的空隙余量，并且法兰配件在这部分范围内与外套配件焊接起来。
11.根据权利要求1的活节外部配件，其特征在于，外套配件(42，72等)在连续的外轮廓面上，至少在法兰配件的配合面(53)范围内有突出的圆头(291，292)，法兰配件(11，31等)在推压到外套配件(92)上之后，相对于圆头(291，292)区域的外套配件范围形成一压力配合面，而且至少在其余内轮廓面的部分范围内留出适合于对着外套配件焊接的空隙余量，并且法兰配件在这部分范围内与外套配件焊接起来。
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