CN112424494B - 轴毂连接结构和用于制造轴毂连接结构的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轴毂连接结构和一种用于制造轴毂连接结构的方法，该轴毂连接结构具有毂(2)和轴(1)，特别是其中，轴(1)被至少部分地压入毂(2)中，其中，轴(1)具有柱体区域C和齿部区域E，其中，在柱体区域C和齿部区域E之间布置有过渡区域D，该过渡区域的外径从柱体区域向齿部区域单调增大，其中，毂(2)具有接纳孔(3)，柱体区域和齿部区域被压入该接纳孔中，特别是其中，接纳孔(3)在轴(1)被压入之前具有与轴向位置无关的恒定的内径。

Description

轴毂连接结构和用于制造轴毂连接结构的方法
技术领域
本发明涉及一种轴毂连接结构和用于制造轴毂连接结构的方法。
背景技术
从文献DE 101 37 024B4中已知一种轴毂连接结构，该轴毂连接结构根据该文献的权利要求1的特征j)公开了在接纳孔中通过切割形成齿部，因为在柱体区域和齿部之间布置有沉凹槽/退刀槽、特别是环形槽。
发明内容
因此，本发明的目的是制造和/或改进轴毂连接结构，其中，该连接结构应该是牢固稳定的。
根据本发明，该目的通过根据下述特征的轴毂连接结构以及用于制造轴毂连接结构的方法来实现。
本发明的轴毂连接结构的重要特征在于，轴毂连接结构具有毂和轴，
特别是其中，轴被至少部分地压入毂中，
其中，轴具有柱体区域和齿部区域，其中，在柱体区域和齿部区域之间布置有过渡区域，该过渡区域的外径从柱体区域向齿部区域单调增大，
其中，毂具有接纳孔，柱体区域和齿部区域被压入该接纳孔中，
特别是其中，接纳孔在轴被压入之前具有与轴向位置无关的(不因轴向位置变化而变化的)恒定的内径。
在此的优点是，由于齿部不是切入的，而是仅引起毂材料的塑性流动，这减小了齿部区域内的最小内径，从而实现了形锁合的固定，所以在轴和毂之间的连接被形锁合地固定。这是因为在柱体区域中的内径基本不变并因此大于在齿部区域中、即在轴向上被齿部覆盖的区域中的毂的最小内径。
在一个有利的实施例中，从柱体区域到齿部区域的过渡区域的外径以非连续的方式增大。这样做的好处是没有沉凹槽，也没有其它凹陷或隆起。尽管在直径轮廓中存在跳跃点，但仍防止切屑形成，并且仅引起材料流动，特别是因为没有空间区域供材料流入。但以此方式填充了间隙并且因此实现了形锁合的连接。
在一个有利的实施例中，从柱体区域到齿部区域的过渡区域的外径连续地增大。此处的优点是，防止了齿部的磨损、特别是齿部的前边缘的磨损。
轴毂连接结构的另一变型方案的重要特征在于，该轴毂连接结构具有毂和轴，
特别是其中，轴被至少部分地压入毂中，
其中，轴具有柱体区域和齿部区域，其中，柱体区域直接邻接于齿部区域，
其中，毂具有接纳孔，柱体区域和齿部区域被压入该接纳孔中，
特别是其中，从柱体区域到齿部区域外径单调增大，
特别是其中，接纳孔在轴被压入之前具有与轴向位置无关的恒定的内径。
在此有利的是，不需要过渡区域。因为在没有过渡区域时，被挤出的塑性变形的材料会在齿部区域中完全被导入齿部的间隙区域中。
在一个有利的实施例中，齿部区域的齿根圆直径小于柱体区域的外径，
特别是其中，齿部区域的齿顶圆直径大于柱体区域的外径。在此的优点是，由于间隙在径向上布置得低于柱体区域，因此被挤出的材料能够完全被导入间隙区域中。
在一个有利的实施例中，连接结构是无切屑的，和/或毂的材料是塑性变形的，特别是仅塑性变形。在此的优点是，该材料具有高的承载能力。因此特别是与当轴的齿部被压入接纳孔中时通过齿部对接纳孔进行切削加工时相比，毂的承载能力更强。
在一个有利的实施例中，轴具有沉凹槽，该沉凹槽在齿部区域的在轴向上、特别是沿轴向看与柱体区域相背离的一侧上邻接于齿部区域。在此的优点是，可以为用于制造齿部的刀具提供退刀部。
在一个有利的实施例中，另一齿部的区域在沉凹槽的与齿部区域相背离的一侧上邻接于该沉凹槽，
特别是其中，所述另一齿部的外径大于齿部的外径。在此的优点是，该另一齿部可以用作运行齿部。例如，该另一齿部可以用作传动机构的进行驱动的小齿轮和/或用作行星齿轮传动机构的太阳轮齿部部分。
在一个有利的实施例中，用作穿入区域的柱体区域邻接于柱体区域的与齿部相背离的一侧。在此的优点是，使穿入变得更容易。
在一个有利的实施例中，倾斜部/倒角部邻接于用作穿入区域的柱体区域的与柱体区域相背离的一侧。此处的优点在于，更简便地实施穿入。
在一个有利的实施例中，毂在其外表面上具有用于支撑压紧工具的环形槽，借助于该压紧工具能将轴压入毂中。在此的优点是，可以施加高的压力并且借助于穿过柱体区域的引导可以实现高度精确的压入。
在一个有利的实施例中，被至少部分地压入毂中的轴以形锁合的方式得到保持。这样做的好处是确保连接结构牢固稳定。
用于制造轴毂连接结构的方法的重要特征在于，在第一方法步骤中，在毂中产生接纳孔，该接纳孔具有与轴向位置无关的恒定的内径，
在随后的第二方法步骤中，将轴至少部分地压入毂中，
其中，轴具有柱体区域和齿部区域，其中，将过渡区域布置在柱体区域和齿部区域之间，该过渡区域的外径从柱体区域向齿部区域单调增大，或者，柱体区域直接邻接于齿部区域，从柱体区域到齿部区域外径单调增大，
其中，将柱体区域这样深地压入接纳孔中，使得齿部区域至少部分地被设置在接纳孔中，特别是被压入接纳孔中。
这样做的好处是，接纳孔只有一种直径。
在一个有利的实施例中，这样选择齿部的齿相对于接纳孔的内径的过量尺寸/尺寸盈余，使得在压入接纳孔中时被齿挤出的毂材料填充齿部的间隙的30％至80％。此处的优点是，在间隙中有足够多的可以由流动的材料填充的自由空间。因此，借助于毂的材料的塑性流动能够实现轴向压入，而不会发生切屑形成。
因此，本发明涉及一种轴毂连接结构，其中，将具有柱体区域并且然后具有齿部区域的轴压入毂的接纳孔中，其中，没有沉凹槽、而是过渡区域在中间布置。
有利地，没有发生切屑形成，而是材料塑性地流入齿部的间隙中；因此，轴以简单的方式与毂在轴向上形锁合地连接，这是因为，毂在齿部的轴向区域中的最小内径小于毂在柱体区域中的最小内径。
本发明不限于上述特征组合。对于本领域技术人员而言，特别是出于所提出的任务和/或出于与现有技术比较而提出的任务，存在上述特征组合和/或单个上述特征和/或下面说明的特征和/或附图特征的其它有意义的可能组合。
附图说明
现在参考示意图更详细地解释本发明：
图1以侧视图示出轴1，并且以轴毂连接结构的剖视图分离地示出毂2。
图2示出轴毂连接结构。
图3示出轴毂连接结构，带有被切割的区域。
图4示出根据图3的实施例的横剖面A-A。
图5示出图4的放大局部。
具体实施方式
如图所示，轴1具有轴颈区域(A，B，C，D，E，F)，该轴颈区域被至少部分地压入毂2的接纳孔(3，H)中。
轴1例如被设计为插入式小齿轮。在此在区域G中加工出齿部、特别是蜗齿或渐开线齿。
轴1在其背离毂2的轴向端部区域上具有齿部G，该齿部邻接于沉凹槽F，该沉凹槽被设置用于滚齿刀具的退刀并且用于减小切口应力集中效应。由滚齿刀具产生的齿部E——特别是滚齿齿部——在背离齿部G的一侧上邻接于沉凹槽。
齿部E被精磨过，即，通过磨削加工非常精确地确定外径E。
在齿部E的与沉凹槽F相背离的一侧上连接有过渡区域D，该过渡区域布置在齿部E和用于压配合的柱体区域之间。
过渡区域D和柱体区域C的外径大小相同，因为它们是通过磨削加工在相同的加工过程中产生的。在柱体区域C的与过渡区域D相背离的一侧上，在柱体区域C处连接有穿入区域B，该穿入区域的外径小于柱体区域C的外径。此外，穿入区域B的外径小于在毂2的接纳孔的区域中的内径。
毂2在其在接纳孔H的汇合区域中具有朝向环境的倾斜部，该倾斜部在图中标识为区域J。
当将轴1插入毂2中时，布置在轴1的轴向端部处的倾斜部A与毂2的接纳孔的倾斜部J一起使穿入更容易。
在将轴1进一步推入毂2中时，穿入区域B被带有游隙地导入接纳孔J中。
因此可以更容易地找到轴1与毂2的精确的同轴位置。
当将轴1进一步导入毂2的接纳孔中时，柱体区域C越来越多地被压入接纳孔J中。
因此，轴1现在被居中地对中心，即同轴对准，并且被稳定地对中心以便进一步导入。
在将轴进一步导入毂中时，过渡区域D首先进入接纳孔J中，然后开始将齿部E的、特别是滚齿齿部的齿压入接纳孔J中。
尽管齿部E的外径大于接纳孔J的内径，但没有产生切屑，因为柱体区域C、特别是与过渡区域D一起支撑毂2的材料，并且不允许有任何形成切屑的自由空间。
因此，毂2的材料流入轴1的齿部E的间隙中。在毂2的外周上形成有用于支撑按压工具的环形槽4，该按压工具将轴压入毂2的接纳孔3中。
在图3中用附图标记d表示接纳孔3的内径。
因此，柱体区域C贴靠在该内径d上并且其本身具有外径d。
在齿部E的轴向区域中，毂2的材料的最小内径在图3中用附图标记d1表示。
由于在将轴1推入毂2的接纳孔3中之后，由齿部E的齿挤出的材料已经流入齿部的间隙中，所以直径d1小于d。
以这种方式实现了轴1在接纳孔3中的形锁合的轴向固定。特别地，在将轴1压入毂2的接纳孔3中之后，不再能够进行无损拉出。
这样选择齿部E的齿相对于接纳孔3的内径的过量尺寸，使得毂2的被齿部E的齿挤出的材料分别填充齿部E的间隙的大约一半，特别也就是在横剖面中的每个间隙被填满了30％至80％之间。
在此重要的是，过渡区域外径的轴向变化是单调的，并且从柱体区域的外径到齿部E的外径单调增加。不连续的变化在此是无害的。但是在任何情况下都不应在此处设置沉凹槽或环形槽，因为随后会发生切屑形成、即切入。
根据本发明，不存在切屑形成，而仅有被挤出的材料塑性地流入齿部E的间隙中。
因此，从柱体区域C到齿部E的轴向直径变化是连续的。
在根据本发明的另外的示例性实施例中，过渡区域D的外径不是不连续地、即跳跃式地从齿部区域E过渡至柱体区域C，而是连续地过渡。因此，外径朝着柱体区域连续减小。
在根据本发明的其它实施例中，区域E直接邻接于区域C，使得过渡区域D具有可忽略的小的轴向范围。
附图标记列表：
1轴
3接纳孔
4用于支撑压紧工具的环形槽
50自由空间
A倾斜部
B穿入区域
C用于压配合的柱体区域
D过渡区域
E齿部，特别是滚齿齿部
F沉凹槽，特别是用于滚齿刀具并减少切口应力集中效应的沉凹槽
G齿部，特别是运行齿部，例如太阳轮齿部
H接纳孔
J倾斜部
H1流动区域
H2压配合。

Claims (16)

1.一种轴毂连接结构，
具有毂和轴，
轴被至少部分地压入毂中，
轴具有柱体区域(C)和齿部(E)区域，其中，在柱体区域(C)和齿部(E)区域之间布置有过渡区域(D)，该过渡区域的外径从柱体区域向齿部区域单调增大，
毂具有接纳孔，柱体区域和齿部区域被压入该接纳孔中，
接纳孔在轴被压入之前具有与轴向位置无关的恒定的内径(d)，
其特征在于，
柱体区域(C)的外径等于接纳孔的恒定的内径(d)，
齿部(E)的齿相对于接纳孔的内径(d)具有过量尺寸，该过量尺寸被设计为，使得在压入接纳孔中时被齿挤出的毂材料塑性地流入齿部(E)的间隙中，从而毂在齿部(E)区域中的最小内径小于毂在柱体区域(C)中的最小内径。
2.根据权利要求1所述的轴毂连接结构，
其特征在于，
从柱体区域到齿部区域的过渡区域的外径以非连续的方式增大，也就是跳跃式地增大，和/或在此具有唯一一个跳跃点。
3.根据权利要求1所述的轴毂连接结构，
其特征在于，
从柱体区域到齿部区域的过渡区域的外径连续地增大。
4.一种轴毂连接结构，
具有毂和轴，
轴被至少部分地压入毂中，
轴具有柱体区域(C)和齿部(E)区域，柱体区域(C)直接邻接于齿部(E)区域，
毂具有接纳孔，柱体区域和齿部区域被压入该接纳孔中，
从柱体区域(C)到齿部(E)区域外径单调增大，
接纳孔在轴被压入之前具有与轴向位置无关的恒定的内径(d)，
其特征在于，
柱体区域(C)的外径等于接纳孔的恒定的内径(d)，
齿部(E)的齿相对于接纳孔的内径(d)具有过量尺寸，该过量尺寸被设计为，使得在压入接纳孔中时被齿挤出的毂材料塑性地流入齿部(E)的间隙中，从而毂在齿部(E)区域中的最小内径小于毂在柱体区域(C)中的最小内径。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的轴毂连接结构，
其特征在于，
齿部(E)区域的齿根圆直径小于柱体区域(C)的外径，
和/或齿部(E)区域的齿顶圆直径大于柱体区域(C)的外径。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的轴毂连接结构，
其特征在于，
所述连接结构是无切屑的，和/或毂的材料是塑性变形的。
7.根据权利要求6所述的轴毂连接结构，其特征在于，毂的材料仅塑性变形。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的轴毂连接结构，
其特征在于，
轴具有沉凹槽(F)，该沉凹槽在齿部(E)区域的在轴向上、即沿轴向看与柱体区域(C)相背离的一侧上邻接于齿部(E)区域。
9.根据权利要求8所述的轴毂连接结构，
其特征在于，
另一齿部(G)的区域在沉凹槽(F)的与齿部(E)区域相背离的一侧上邻接于该沉凹槽，
所述另一齿部(G)的外径大于齿部(E)的外径。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的轴毂连接结构，
其特征在于，
用作穿入区域(B)的柱体区域邻接于柱体区域(C)的与齿部(E)相背离的一侧。
11.根据权利要求10所述的轴毂连接结构，
其特征在于，
倾斜部(A)邻接于用作穿入区域(B)的柱体区域的与柱体区域(C)相背离的一侧。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的轴毂连接结构，
其特征在于，
毂在其外表面上具有用于支撑压紧工具的环形槽，借助于该压紧工具能将轴压入毂中。
13.根据权利要求1至4中任一项所述的轴毂连接结构，
其特征在于，
被至少部分地压入毂中的轴以形锁合的方式得到保持。
14.一种用于制造轴毂连接结构的方法，
其特征在于，
在第一方法步骤中，在毂中产生接纳孔，该接纳孔具有与轴向位置无关的恒定的内径(d)，
在随后的第二方法步骤中，将轴至少部分地压入毂中，
其中，轴具有柱体区域(C)和齿部(E)区域，
过渡区域(D)布置在柱体区域(C)和齿部(E)区域之间，该过渡区域的外径从柱体区域向齿部区域单调增大；或者，柱体区域(C)直接邻接于齿部(E)区域，从柱体区域(C)到齿部(E)区域外径单调增大，
将柱体区域(C)这样深地压入接纳孔中，使得齿部(E)区域至少部分地被压入接纳孔中，
柱体区域(C)的外径等于接纳孔的恒定的内径(d)，
齿部(E)的齿相对于接纳孔的内径(d)具有过量尺寸，该过量尺寸被设计为，使得在压入接纳孔中时被齿挤出的毂材料塑性地流入齿部(E)的间隙中，从而毂在齿部(E)区域中的最小内径小于毂在柱体区域(C)中的最小内径。
15.根据权利要求14所述的方法，
其特征在于，
这样选择齿部(E)的齿相对于接纳孔的内径(d)的过量尺寸，使得在压入接纳孔中时被齿挤出的毂材料填充齿部(E)的间隙的30％至80％。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，该轴毂连接结构是根据前述权利要求1至13中任一项所述的轴毂连接结构。
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