CN116557433A - 力的传输装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明披露一种力的传输装置(1)，具有通过压配连接彼此互连的第一构件(2)和第二构件(4)。其中，第一构件(2)和第二构件(4)被设置为能够将力从其中一个构件相应传递至另外一个构件上，第一构件(2)具有相对于第二构件(4)的过盈尺寸，并且，第一构件(2)与第二构件(4)之间设置有在装配期间起润滑层作用的粘着层(8)。

Description

力的传输装置与方法

技术领域

本发明涉及一种根据技术方案1的前序部分的力的传输装置(force-transmitting device)。本发明还涉及一种根据技术方案8的前序部分的在第一构件和第二构件之间形成力的传输连接(force-transmitting connection)的方法。

背景技术

当下，在许多领域中，人们都期望通过减重来形成重量较轻的设备，以便，例如，降低移动这些设备所需的能量。例如，在电动迁移(即电动车)(electromobility)领域，人们期望将车辆设计得尽可能地轻，用以增加电动车的(行驶)里程。

为实现该减重意图，除了提供较轻的构件(/组成部件)(components)以外，还有必要使两个或者更多个构件之间的连接处(的构造)变轻。这可以通过，例如，节省螺栓、螺丝、螺母之类的连接件予以实现，也可以，例如，通过压配连接(/压力连接/挤压连接/压接)(press connection)直接在两个或者更多个构件之间形成连接予以实现。

在压配连接中，两个构件(其中一个构件相较于另外一个构件尺寸过盈(/尺寸大)(oversized))被压(/压配)在一起，用以实现两个构件之间的连接。两个构件之间的过盈尺寸越大，通过压配连接能够传递的力就越大。然而，当采用较大过盈尺寸时，有必要在第一和第二构件之间设置润滑层，所述润滑层使压在一起(/压配在一起)成为可能。然而，即使在两个构件被压在一起以后，这种润滑层也仍然在一定程度上得以存在(/保留)(remains)，因而可能对可传输力的水平造成不利影响。

发明内容

因此，本发明的目的在于在第一和第二构件之间提供一种改进的压配连接，这种改进的压配连接能够改善力的传输。

这种目的由技术方案1所述的力传输装置和技术方案8所述的在第一构件和第二构件之间形成力的传输连接的方法来予以实现。

以下呈献一种力的传输装置，具有通过压配连接彼此相连的第一构件(/组成部件)(component)和第二构件。其中，第一构件和第二构件被设置为能够将力(从其中一个构件)相应传递至另外一个构件上。特别是，所述第一和/或第二构件既可以是单独的一个构件，也可以是，例如，彼此直接或者间接相连的一群(/一组)不同的构件。例如，所述第一构件可以是(转)轴，所述第二构件可以是轴承组合体(/轴承组件)(bearing assembly)。此外，所述第一构件相对于所述第二构件尺寸过盈(/过尺寸)(oversized)。

为增加第一构件与第二构件之间能够传递的力，第一构件与第二构件之间设置有粘着层，在装配期间起润滑层的作用。在装配过程中，粘着层起润滑层或者润滑膜的作用，通过降低第一和第二构件之间的摩擦系数，促进第一构件与第二构件之间的压配连接(/压接)(press connection)。在装配以后，由于粘合剂的凝聚和粘结作用得以形成，第一和第二构件之间的摩擦系数再次增加，从而使压配结合处(/压缩结合处)(compression joint)能够传递的力得以增加，尤其是与传统的压配结合处相比。

所述第一构件具有过盈尺寸(oversize)，特别是根据，例如，DIN7190规定的标准，具有至少5‰、优选8‰～15‰的过盈尺寸。这可以使作用在第一和第二构件之间压配连接处的法向力增加，从而增加能够从第一构件传递至第二构件的力。

根据进一步的示范性实施方式，形成粘着层的粘合剂是一种固化粘合剂，尤其是自固化粘合剂(self-curing adhesive)。这使得在连接两个构件以后增加第一和第二构件之间的摩擦系数成为可能。这种粘合剂特别适合于在压配结合处中固化。所述粘合剂优选为化学和/或厌氧固化粘合剂，例如，环氧粘合剂或保留粘合剂(retaining adhesive)。作为另外的或者额外的选择，也可以通过加热来促进粘合剂的固化。

此外，第一构件也可以是中空的，藉此第一构件可被设计成具有较轻的重量。再有，第一构件在优选情况下可以具有圆柱或者圆锥形状。尤其是，圆锥形状具有促使第一构件在第二构件中居中的优势。

根据进一步的优选实施方式，第一和/或第二构件在连接期间接触所述另外一个构件的至少一处表面是经过表面处理的，并且/或者具有增加的摩擦系数。例如，所述表面经过磷化、蚀刻、镀锌和/或喷击(尤其是喷砂和/或喷丸)处理。这能够使所述表面接触所述另外一个构件的区域的摩擦系数得以增加，藉此使压配连接(press connection)能够传递的力增加。作为另外的或者额外的选择，粘合剂也可以被设置为能够使所述表面粗糙，并且/或者增加所述表面的摩擦系数。例如，所述粘合剂可以具有蚀刻特性，并且/或者是一种填充粘合剂，即填充有更多物质(尤其是增加摩擦系数的物质)的粘合剂。

从第一构件传递至第二构件的力优选是一种转矩(/扭矩)(torque)。在传统的压配连接中，润滑层是由润滑剂或者类似物质形成的，这种润滑层会限制压配连接能够传递的最大力或者最大转矩。因此，传统的压配连接无法在某些应用中使用，因为压配连接能够传递的力小于意向用途所需的力。然而，与之形成对照的是，在以上描述的装置中，可被传输的最大力或者可被传输的最大转矩得以增加，使所述装置非常适于在车辆的驱动轴中使用。尤其是，采用特定尺寸的所述装置的可传输转矩大体上能够翻倍。

根据进一步方面，本发明还提出一种在第一构件和第二构件之间形成力传递连接的方法，所述方法包括：提供第一和第二构件，其中，第一构件具有相较于第二构件的过盈尺寸；在第一和/或第二构件上施加润滑剂，其中，所述润滑剂是一种粘合剂；以及，将第一和第二构件压配连接起来。

上述方法优选还进一步包含对第一和/或第二构件有待形成压配连接的区域表面进行处理，用以增加所述表面的摩擦系数。这使第一和第二构件之间的更大力的传输成为可能。这里，对所述表面的处理可包含磷化、蚀刻、镀锌和/或喷击(尤其是喷砂和/或喷丸)处理。

根据进一步的优选实施方式，所述方法还包含使粘合剂固化。这里，固化粘合剂，尤其是自固化粘合剂，可被优选予以采用。所述粘合剂特别适合于在压配结合处(pressjoint)中固化。所述粘合剂优选是一种化学固化粘合剂和/或厌氧固化粘合剂，例如，环氧粘合剂或者保留粘合剂。作为另外的或者额外的选择，也可以利用加热来促使粘合剂固化。这能够可靠促使粘合剂形成凝结和粘合。作为另外的或者额外的选择，所述粘合剂也可以被设置为能够使所述表面粗糙化，并且/或者增加所述表面的摩擦系数。例如，所述粘合剂可以是一种填充粘合剂，即填充有更多物质(尤其是增加摩擦系数的物质)的粘合剂。所述粘合剂的施加，例如，可以采用平面或者线性的方式予以实现。

本发明进一步的优势和有利的实施方式将在说明书、附图和权利要求中予以阐述。这里，尤其是说明书和附图中阐述的特征组合纯粹系示范性质，这些特征也可以其他方式单独或者组合存在。

以下根据附图所示的示范性实施方式详细描述本发明。这里，所述示范性实施方式以及示范性实施方式展示的特征组合纯粹系示范性质，并非意在限制本发明的范围。本发明的范围仅由随附的权利要求书唯一限定。

附图说明

图1显示本发明第一种实施方式的力的传输装置的示意图；

图2显示本发明第二种实施方式的力的传输装置的示意图；以及

图3显示根据第一种实施方式在第一构件和第二构件之间形成力的传输连接的方法流程图。

附图标记说明

1 装置

2 第一构件

4 第二构件

6 内孔

8 粘着层

10、12 区域表面

S1-S5 方法中的步骤

具体实施方式

在以下描述中，相同的或者功能等同的部件被赋予相同的标记数字。

图1显示根据第一种实施方式被构造为用于从第一构件向第二构件4传递力(尤其是转矩(/扭矩))的装置1。在图1中，第一构件2是一根圆锥形的中空轴杆(例如，驱动轴)，第二构件4是一个包含有内孔6的(轮)毂。第一构件2的锥度角(/锥角)(cone angle)，例如，可以介于1°～89.5°之间。作为另外一种选择，第一构件2也可以具有圆柱形状。

为形成装置1，第一和第二构件2、4通过压配连接彼此互连，使力能够从第一构件2传递至第二构件4，抑或相反(/反之亦然)。为使第一和第二构件2、4之间的连接能够传递力，第一构件2的直径相对于第二构件4的孔(/内孔)6具有过盈尺寸。在图1中，第一构件2具有至少5‰、优选8‰～15‰的过盈尺寸。

为增加能够从第一构件2传递至第二构件4的力，第一构件2与第二构件4之间设置有在装配期间起润滑层作用的粘着层(adhesive layer)8。在图1中，粘着层8在装配以后尤其被施加在第一构件2与第二构件4接触的区域。从图1中可以看出，粘着层8同时被施加在第一构件2和第二构件4上。作为另外一种选择，也可以两构件2和4中仅有一个被设置粘着层8。

在装配过程中，粘合剂起润滑剂的作用，通过粘着层8作为润滑层使用，降低第一和第二构件2、4之间的摩擦系数，促进第一构件2与第二构件4之间的压配连接。在装配以后，粘合剂固化，使第一和第二构件2、4之间的摩擦系数再次增加，从而使压配连接能够传递的力得以增加，尤其是与传统压配连接的情形相比。

用于粘着层8的粘合剂是一种固化粘合剂，可在装配以后通过固化使第一和第二构件2、4之间的摩擦系数增加。例如，所述粘合剂可以是一种厌氧固化粘合剂和/或化学固化粘合剂，并且，在有利情况下，可以通过加热来促使粘合剂固化。

图2显示第二种实施方式的装置1。图2所示装置1与图1所示装置1的不同之处在于，在连接期间彼此接触的第一构件2的表面10与第二构件4的表面12具有增大的摩擦系数。这可以，例如，通过相应的表面处理来予以实现。例如，所述表面被磷化、蚀刻和/或喷击(blasting)(喷射颗粒，尤其是喷砂和/或喷丸(sand-and/or shot-blasted))处理。在图2中，表面10与表面12均被表面处理过。作为另外一种选择，也可以使两个表面10和12中仅有一个经过处理。作为另外的或者额外的选择，粘合剂也可被设置为能够使表面10、12粗糙，并且/或者用于增加表面10、12的摩擦系数。例如，粘合剂可以具有蚀刻性，并且/或者是一种填充粘合剂，即填充有更多物质(尤其是增加摩擦系数的物质)的粘合剂。

图3显示用于在第一构件2与第二构件4之间形成力的传输连接的方法的流程示意图。在第一步骤S1中，所述方法包括提供第一和第二构件2、4，其中，第一构件2具有相对于第二构件4的过盈尺寸。在之后进行的第二步骤S2中，在第一和/或第二构件2、4上施加润滑剂，其中，所述润滑剂是一种固化粘合剂。所述润滑剂的施加，例如，可以以平面或者线性的方式予以实现。

然后，第一和第二构件2、4在步骤S3中被压配在一起(/压在一起)，并且最终在步骤S4中粘合剂发生固化。为增加第一构件2与第二构件4之间能够传递的最大力，所述方法还可以进一步包含对第一和/或第二构件2、4的表面10、12的压配连接区域进行表面处理的步骤S5，用以增加表面10、12的摩擦系数。这里，所述表面处理，例如，可以通过使用能使表面10、12粗糙并且/或者增加表面10、12摩擦系数的粘合剂，例如，在施加粘合剂之前或者在施加粘合剂期间予以实现。

总而言之，由于使用了能够使第一和第二构件2、4压配在一起的作为润滑层的粘着层8，第一构件2能够传递至第二构件4的力，尤其是转矩，能够增加。尤其是在给定尺寸的情况下，第一构件2与第二构件4之间能够传递的力或转矩有可能被大致翻倍(即增加一倍)(doubled)。这使得除了在其他情况以外，所述装置1或者所述方法还可以被用于车辆中的连接。

Claims (10)

1.一种力的传输装置(1)，具有通过压配连接彼此相连的第一构件(2)和第二构件(4)，其中，第一构件(2)和第二构件(4)被构造为能够将力从其中一个构件相应传递至另外一个构件上，并且，第一构件(2)具有相对于第二构件(4)的过盈尺寸，其特征在于：第一构件(2)与第二构件(4)之间设置有在装配期间起润滑层作用的粘着层(8)。

2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于：第一构件(2)的过盈尺寸至少是5‰，优选介于8‰～15‰之间。

3.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于：形成粘着层(8)的粘合剂为固化粘合剂，优选为厌氧固化粘合剂和/或化学固化粘合剂。

4.根据前述权利要求中任意一项所述的装置(1)，其特征在于：第一构件(2)是中空的，优选具有圆柱或者圆锥形状。

5.根据前述权利要求中任意一项所述的装置(1)，其特征在于：第一和/或第二构件(2、4)在连接期间与所述另外一个构件(2、4)接触的至少一处表面(10、12)经过表面处理，并且/或者具有增加的摩擦系数。

6.根据权利要求5所述的装置(1)，其特征在于：所述表面(10、12)经过磷化、蚀刻、镀锌和/或喷击，尤其是喷砂或者喷丸处理。

7.根据前述权利要求中任意一项所述的装置(1)，其特征在于：所述力是转矩。

8.一种在第一构件(2)与第二构件(4)之间形成力的传输连接的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤一(S1).提供第一构件(2)和第二构件(4)，其中，第一构件(2)具有相对于第二构件(4)的过盈尺寸；

步骤二(S2).在第一构件(2)和/或第二构件(4)上施加润滑剂，其中，所述润滑剂为粘合剂；以及

步骤三(S3).压配连接第一和第二构件(2、4)。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括步骤五(S5)：对第一构件(2)和/或第二构件(4)有待形成压配连接的区域表面(10、12)进行处理，以增加所述表面(10、12)的摩擦系数。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：对所述表面(10、12)的处理包括磷化、蚀刻、镀锌和/或喷击，尤其是喷砂和/或喷丸处理。