CN201387341Y

CN201387341Y - 夹紧元件

Info

Publication number: CN201387341Y
Application number: CN200920002510U
Authority: CN
Inventors: K·诺赫; K·斯坦曼; C·穆勒
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2008-01-29
Filing date: 2009-02-01
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2019-02-01
Also published as: DE102008006489A1

Abstract

本实用新型提供一种夹紧元件(2)，用于力传递性地且防扭地与一个轴段(6)夹紧，其具有两个轴瓦，它们在包围轴段(6)时可彼此夹紧并可与轴段(6)夹紧。该夹紧元件(2)的特征在于，其具有一个具有两个第一轴瓦(14)的内环(8)和一个外环(12)，该外环(12)包围内环(8)并借助于夹紧装置(10)可与内环(8)夹紧，并且将内环朝轴段(6)夹紧，所述外环(12)带有两个第二轴瓦。

Description

夹紧元件

技术领域

本实用新型涉及一种用于力传递性(Kraftschlüssig)且抗扭地与一个轴段夹紧的夹紧元件，该夹紧元件具有两个轴瓦，它们在包围轴段时可彼此夹紧，并可与轴段夹紧。

背景技术

由DE 100 59 917 A1已知这样一种夹紧元件，该夹紧元件用作转矩测量的测量值感应器连接到轴段上。这种已知夹紧元件的每个轴瓦上都具有一个圆柱形的感应部，其形状为适合于圆柱形轴段的正片(Positiv)的负片(Negativ)。安装时，将两个轴瓦放置在轴段上并在包围轴段时借助于两个螺栓连接件使两个轴瓦彼此夹紧，并与轴段夹紧。此时，螺栓连接件的夹紧方向相互平行并且平行于轴段的切线。

已表明，这样一种夹紧元件--根据DE 100 59 917 A1将安装在轴上用于轴的转矩和弯矩测量--在转矩的防滑传递上具有弱点，如在高功率轿车的驱动轴上所发生的。该转矩的值取决于汽车驱动装置的转矩、被引入传动系中的传动比，并取决于启动时出现的动态效应，该值介于100Nm和5000Nm之间。防滑传递对转矩测量尤其重要。

实用新型内容

鉴于这些背景，本实用新型的任务在于提供一种属于本文开头所述领域的夹紧元件，其以相似的大小获得改进的防滑性能，并由此以容许在不进行昂贵的驱动轴拆卸的情况下将夹紧元件安装至汽车的驱动轴上以及从其上拆卸的尺寸，实现所述量级的转矩防滑传递。

该任务通过本实用新型的夹紧元件来实现。在本实用新型中，通过使用两个环，形成一个力传递性的轴-毂连接件(Well-Nabe-Verbindung)，其特征是使作用于内环和轴段之间的夹紧力分布得更为均匀。

本实用新型基于这样的发现，即DE 100 59 917 A1中已知的几何形状导致不均匀的表面压力，这对于转矩传递的最大化是不利的。不均匀的表面压力是结合两个轴瓦对由拧紧螺栓连接件而形成的夹紧力进行切线调整的结果。表面压力在夹紧元件与轴段之间平行于螺栓连接件的接触面的法线处是最大的。与此相反，表面压力在垂直于螺栓连接件的法线处是最小的。

本实用新型的夹紧元件的结构包括一个具有两个第一轴瓦的内环和一个外环，所述外环具有两个第二轴瓦，该外环包围内环并借助于夹紧装置可与内环夹紧，并将内环朝轴段夹紧，这样的结构首先是将作用于外环上的夹紧力与现有技术相比更为均匀地分配在内环上，从而，与现有技术相比，使内环和轴段之间的表面压力总体变得更均匀。

这种优点也可这样加强，即外环的轴瓦被布置成在其角位置上扭转地对着内环的内壳。在一个这样的结构中，外环和内环之间表面压力的最小值在另一个角位置上以内环和轴段之间表面压力的最小值形式出现。

已知轴瓦结构产生的全部优点在本实用新型所有实施方案中得以保持。新的夹紧元件尤其能够力传递性地且抗扭地与轴段夹紧，其直径比相邻的轴段的直径小。这样，新的夹紧元件例如还能够与安装在汽车上的驱动轴的轴段夹紧。这种驱动轴的轴段通常位于凸缘之间和/或等速万向节的转向罩(Glenkkoerben)之间，它们具有比轴段更大的直径。

轴瓦结构还容许在这些情况下将夹紧元件快速地安装在一体化的轴上。不再需要将轴拆除或将轴的一部分分开。另外，如果在对轴段的进一步运行中本实用新型的夹紧元件不再使用，则可以立即从圆柱形的轴段移除。

本实用新型夹紧元件的改进方案这样设计，即内环具有锥形的外表面，并且外环具有一个与所述外表面配合的锥形内表面。

这样可保证外环与内环通过圆锥形压入配合而被夹紧。由此，外环的锥形内表面与内环的锥形外表面一起以楔形方式起作用。结果是产生两个环彼此之间特别高的力传递性，这对于高转矩值的防滑传递极其有利。

安装时将两个内环轴瓦放置在驱动轴上。那么锥形外表面即朝向外部。然后，锥形的外环轴瓦被放置在内环上并借助于一个螺栓连接件压在内环上。通过这种锥形的设计可在夹紧元件与驱动轴之间获得最佳的力传递性连接。通过内环与外环间表面的锥形设计方案，在内环和轴之间形成一种锁紧装置。因此，这种压配合与外环与内环的压紧方式成正比例。通过外环与内环彼此夹紧，内环的内径与外环的内径同时减小，由此形成与圆柱形轴段的力传递性。

锥形连接具有特殊优点，即锥形表面上的轴向夹紧力产生径向向内作用的表面压力分力。因为这适用于内环与外环的接触表面的每一点，因此在外环与内环间存在非常均匀的表面压力，同样在内环与轴段之间也形成非常均匀的表面压力。由此可将开头所述的高转矩值非常充分地防滑地传递。另外的优点在于，通过径向向内的力，轴的圆整误差可被平衡掉。

两个第一轴瓦都优选具有一个与轴段的形状相配合的内表面。两个第一轴瓦能够以力传递性防扭的压紧状态互补成一个近乎完整的环。优选地，在一个实施方案中，两个第一轴瓦各自由一个160°-180°之间、优选165°-179°之间，更优选170°-178°之间的弓形段构成。一个实施方案中，两个第一轴瓦的特征在于结构相同。在另一个实施方案中，两个第一轴瓦在结构上虽有差异，但它们之间功能上是互补的。同样，这些特征也适用于外环的第二轴瓦。

在一个优选的实施方案中，内环的锥形外表面与外环的锥形内表面与轴段的纵轴或侧面围成17°以内的α角。对于大于17°的角度α，则存在内环与外环之间通过摩擦腐蚀而产生不想要的自锁现象的风险。这样即可理解在摩擦腐蚀中会出现塑性形变，由此一个环的轴瓦会插入另一个环的轴瓦中。

优选这样的夹紧元件：其中，锥形外表面和锥形内表面与夹紧元件夹紧的圆柱形轴段的一个侧面围成一个0.5°至17°、优选1°至10°、特别优选地3°至6°的角度。

通过选择锥形表面的角度，可调节在抗扭夹紧时作用于单独零件上的力。锥体的长度应如此选择：使连接自动居中并使外环与内环之间倾斜的风险降低。

在夹紧元件的一个实施方案中，采用以下设计：使得夹紧装置通过至少一个第一螺栓连接件而构成。在夹紧元件的这种具有锥形表面的实施方案中，螺栓连接件的取向优选与轴段的纵轴平行，或者与通过轴瓦构成的环平面垂直或近似垂直。这样，在螺栓连接件拧紧时，外环压内环，由此借助于锥形表面获得夹紧作用。然而，螺栓连接件还可垂直于轴布置，例如通过螺栓-螺母连接，可产生外环与内环之间的力传递性。

夹紧元件的另一个改进方案中，内环具有一个在径向方向上突出于其锥形外表面的凸缘区域。此时该凸缘区域至少突出这样的宽度：即它们至少部分盖住外环。在一个优选的实施方案中，内环的凸缘区域在径向上超出外环。

由此，在内环与外环之间构成一个挡板，其限定了最大的力传递性并因此防止了对夹紧元件的破坏或轴的形变。另一个优点在于，通过径向向外突出的凸缘区域提供了这样一种可能性，即可将测量装置或保持装置安装在夹紧元件上。本实用新型的夹紧元件可用在例如驱动轴的转矩测量中。通过夹紧元件可将测量适配器力传递性地与驱动轴相连，以使轴的扭转传递到测量适配器上，并借助于例如测量适配器上的测量带(Messstreifen)进行测量。另外，在测量元件附近还可安装一个转向轴传送器，用于量取驱动轴的数据。

在上文所述的实施例的改进方案中，在凸缘区域上至少构成一个接收部。在一个具体的实施方案中，该接收部通过一个平行于轴向延伸的通孔或通过一个径向延伸的裂口构成。

另外，在夹紧元件的一个实施方案中，优选，外环具有保持装置，其使第二轴瓦至少沿径向互相固定。通过外环的两个轴瓦的径向固定，可以使外环的两个轴瓦在锥形面轴向夹紧时可以不发生径向移位。这样，可实现均匀的力传递，这可实现夹紧连接中——从周长的上方看——力的均匀分布。

最后，上述最后一个构思的一个改进方案中，保持装置通过至少一个第二螺栓连接件构成。通过螺栓连接件，外环可在之后的拆卸中毫不费力地卸下。

总之，本实用新型的内容例如可以非限制性地表述为下述1，而2-10为优选实施方案：

1.夹紧元件，用于力传递性地且防扭地与一个轴段夹紧，夹紧元件具有两个轴瓦，它们在包围轴段时可彼此夹紧，并可与轴段夹紧，其中，夹紧元件具有一个带有两个第一轴瓦的内环和一个外环，该外环包围内环并借助于夹紧装置可与内环夹紧，并将内环朝轴段夹紧，所述外环带有两个第二轴瓦。

2.上述1的夹紧元件，其中，内环具有一个锥形的外表面，而外环具有一个与所述外表面配合的锥形的内表面。

3.上述2的夹紧元件，其中，锥形的外表面与锥形的内表面与用夹紧元件夹紧的圆柱形轴段的一个侧面围成一个0.5°-17°、优选1°-10°、特别优选3°-6°的角。

4.上述1-3之一的夹紧元件，其中，夹紧装置具有至少一个第一螺栓连接件。

5.上述4的夹紧元件，其中，螺栓连接件平行于轴段的纵轴布置，以使外环在螺栓连接件拧紧时压在内环上。

6.上述4的夹紧元件，其中，螺栓连接件垂直于轴段的纵轴线布置。

7.上述1-6之一的夹紧元件，其中，内环具有一个在径向方向上超过其锥形外表面而突出的凸缘区域。

8.上述7的夹紧元件，其中，在凸缘区域构建至少一个接收部。

9.上述1-8之一的夹紧元件，其特征在于，外环具有保持装置，其使第二轴瓦对抗沿径向向外作用的力而与互相固定。

10.上述9的夹紧元件，其中，保持装置具有至少一个第二螺栓连接件。

附图说明

本实用新型的其它的特征、细节和优点由所述的权利要求和附图以及随后对本实用新型的一个优选实施方案的描述给出。所述附图中：

图1一个夹紧元件与一个圆柱形轴段以力传递性防扭的方式处于夹紧状态下的侧视图；

图2一个夹紧元件的内环的第一轴瓦和外环的第二轴瓦的透视图；以及

图3一个夹紧元件在装配状态下的透视图。

具体实施方式

图1详细地示出了一个用于力传递性防扭地与一个具有纵轴线4的圆柱形轴段6夹紧的夹紧元件2。所述纵轴线4与轴段6的侧面平行。此时，夹紧元件2具有一个内环8和一个外环12，该外环包围内环8并可借助于夹紧装置10与内环8夹紧，并将内环朝轴段6夹紧。该夹紧装置10在图1的图示中通过第一螺栓24实现。一个或多个第二螺栓30用于将外轴瓦12互相连接。

图2示出了内环8的一个第一轴瓦14和外环12的一个第二轴瓦16。外环12的第二轴瓦16此处具有垂直于轴线4(图2中未示出)的孔18和20。孔18此时可设计成一个通孔。孔20可设计成一个螺纹孔。另外，第二轴瓦16具有螺纹孔22，其与轴线4平行地延伸。

如图1中明显示出的，制成第一螺栓24的夹紧装置10啮合进螺纹孔22中。在第一螺栓24拧紧时，外环12平行于轴线4压在内环8上。

图2还示出了内环8具有一个锥形的外表面26。在夹紧装置10的作用下，该外表面26与外环12的锥形内表面28一起实现楔形作用。在图1和2的实施方案中，夹紧装置10起作用通过第一螺栓24的拧紧而实现。结果，外环12由此压在内环8上。

此时，锥形内表面28和锥形外表面26相对于轴4偏转一个锥角α＝4°。在其它的实施方案中，锥角α也可为其它值；然而优选小于17°。这样，可以抵抗摩擦腐蚀的风险。此时，锥面26、28的长度这样选择，即令外环12和内环8可以自动居中。对于大于轴段半径时的锥体长度来说，这尤为如此。然而，通过这种长度还可减小外环12和内环8之间倾斜的风险。

另外，图2还示出内环8具有一个在径向方向上超过其锥形外表面26而突出的凸缘区域40。该凸缘区域40具有以通孔32的形式形成的接收部34。该通孔32此时可具有不同的孔径。

图3示出装配状态下的夹紧元件2。外环12此时在径向方向上通过至少一个第二螺栓30结合，该第二螺栓通过通孔18插入一个第一轴瓦14，并拧入外环12的互补性的第一轴瓦14的螺纹孔中。内环8的两个第二轴瓦16互补，但不完全形成一个完整的360°的环。在外环12的两个第二轴瓦16之间可见缝隙36，其在外环12与内环8夹紧时减小，以使外环12的轴瓦16的间距减小。

再参照图1，下文将描述夹紧元件2的装配和工作方式。外环12的两个第二轴瓦16首先放置在圆柱形轴段6上，并通过第二螺栓30相互连接。然后，围绕轴段6放置内环8的第一轴瓦14。通过沿轴线4的移动，可将外环12移动至内环8的两个第一轴瓦14上。第一螺栓24通过内环8内的孔插入外环12的螺纹孔22中。通过拧紧第一螺栓24，外环12压在内环8上。结果，内环8的内径38减小，从而使缝隙36变小。这样，可实现夹紧元件2与圆柱形轴段6的力传递性的且防扭的夹紧。为松开连接，松开第一螺栓24并将外环12从内环8上敲下。最终将外环12的两个连接螺栓松开并可将轴瓦结构从轴上取下。

Claims

1.夹紧元件(2)，用于力传递性地且防扭地与一个轴段(6)夹紧，夹紧元件具有两个轴瓦，它们在包围轴段(6)时可彼此夹紧，并可与轴段(6)夹紧，其特征在于，夹紧元件(2)具有一个带有两个第一轴瓦(14)的内环(8)和一个外环(12)，该外环(12)包围内环(8)并借助于夹紧装置(10)可与内环(8)夹紧，并将内环朝轴段(6)夹紧，所述外环(12)带有两个第二轴瓦。

2.根据权利要求1所述的夹紧元件(2)，其特征在于，内环(8)具有一个锥形的外表面(26)，而外环(12)具有一个与所述外表面(26)配合的锥形的内表面(28)。

3.根据权利要求2所述的夹紧元件(2)，其特征在于，锥形的外表面(26)与锥形的内表面(28)与用夹紧元件(2)夹紧的圆柱形轴段(6)的一个侧面围成一个0.5°-17°的角。

4.根据权利要求3所述的夹紧元件(2)，其特征在于，锥形的外表面(26)与锥形的内表面(28)与用夹紧元件(2)夹紧的圆柱形轴段(6)的一个侧面围成一个1°-10°的角。

5.根据权利要求4所述的夹紧元件(2)，其特征在于，锥形的外表面(26)与锥形的内表面(28)与用夹紧元件(2)夹紧的圆柱形轴段(6)的一个侧面围成一个3°-6°的角。

6.根据前述权利要求之一所述的夹紧元件(2)，其特征在于，夹紧装置(10)具有至少一个第一螺栓连接件(24)。

7.根据权利要求6所述的夹紧元件，其特征在于，螺栓连接件(24)平行于轴段(6)的纵轴(4)布置，以使外环(12)在螺栓连接件(24)拧紧时压在内环(8)上。

8.根据权利要求6所述的夹紧元件，其特征在于，螺栓连接件(24)垂直于轴段(6)的纵轴线(4)布置。

9.根据权利要求1或2所述的夹紧元件(2)，其特征在于，内环(8)具有一个在径向方向上超过其锥形外表面(26)而突出的凸缘区域(40)。

10.根据权利要求9所述的夹紧元件(2)，其特征在于，在凸缘区域(40)构建至少一个接收部(34)。

11.根据权利要求1或2所述的夹紧元件(2)，其特征在于，外环(12)具有保持装置，其使第二轴瓦(16)对抗沿径向向外作用的力而与互相固定。

12.根据权利要求11所述的夹紧元件(2)，其特征在于，保持装置具有至少一个第二螺栓连接件(30)。