收缩圆盘单元、用于装配和/或拆卸其的工具及两者组合转让专利
申请号 : CN200480041250.4
文献号 : CN1914433B
文献日 : 2010-05-05
发明人 : 威尔汉·蓝特威
申请人 : 威尔汉·蓝特威
摘要 :
权利要求 :
1.一种收缩圆盘单元,包含:
a)旋转体(2;4),包含圆周外表面(24;4d);
b)轮毂(1),围绕该旋转体(2;4),并包含圆周内表面(25),该圆周内表面(25)和该圆周外表面(24;4d)一起形成在该旋转体(2;4)和该轮毂(1)之间的接缝(27),在该收缩圆盘单元的纵断面上,该接缝(27)相对于该旋转体(2;4)的旋转轴(R)倾斜,其中,该轮毂(1)沿该接缝(27)可收缩到或被收缩到该旋转体(2;4)上;
c)液体通道(11,12,13;16,17),引入穿过该旋转体(2;4)或该轮毂(1),用于把压力液充入该接缝(27);
d)以及固定器件(2a,5,6;4b,5,6),该固定器件由该旋转体(2;4)和该轮毂(1)中的一个形成,是单独的或者和另一个组合,工具(7;7,8;7,9)通过该固定器件可被轴向地支撑在该旋转体(2;4)或轮毂(1)上,并以预定的旋转角位置固定在该旋转体(2;4)和/或该轮毂(1)上,用于装配和/或拆卸该轮毂(1),其特征在于,
e)该旋转体(2;4)和/或该轮毂(1)被设置为只有在该工具(7;7,8;7,9)被安装时压力液才能被压进该接缝(27)。
2.根据权利要求1所述的收缩圆盘单元,其特征在于,该接缝(27)至少在一段上或在圆周上为圆锥形,
3.根据权利要求1所述的收缩圆盘单元,其特征在于,为了以强制联锁方式支撑该工具(7;7,8;7,9),在该旋转体(2;4)或该轮毂(1)上形成支撑轴环(2f)。
4.根据权利要求1所述的收缩圆盘单元,其特征在于,在该旋转体(2;4)或该轮毂(1)上的形成为空腔(6)或突出的定位元件,适合于该工具(7;7,8;7,9)的形成为突出(5)或空腔的定位元件,以便按精确的旋转角定位该工具(7;7,8;7,9)。
5.根据权利要求4所述的收缩圆盘单元,其特征在于,在该旋转体(2;4)或该轮毂(1)上的该定位元件(6)被设置在靠近该收缩圆盘单元的液体通道的端口、相对于该旋转轴至多距离该液体通道端口30°的旋转角位置。
6.一种用于装配和/或拆卸根据前述权利要求中任一项所述的收缩圆盘单元的工具,包含:
a)定位元件,用于在旋转体(2;4)或轮毂(1)上以精确的旋转角定位工具(7;7,8;7,9),以及在该旋转体(2;4)和该轮毂(1)中的一个上支撑该工具(7;7,8;7,9);
b)压力元件或拉力元件(8;9),被该工具(7;7,8;7,9)支撑,使得它能够移动,当工具(7;7,8;7,9)被轴向支撑在该旋转体(2;4)和该轮毂(1)中的一个上时,该旋转体(2;4)和该轮毂(1)中的另一个能够依靠该压力元件或拉力元件(8;9)承受轴向力;
c1)以及液体通道(10a,10b;35a),形成在工具(7,8;7,9)中,并且当工具(7,8;7,9)被固定时,连接到该收缩圆盘单元的液体通道(11,12,13;16,17),这样接缝(27)能够通过工具(7,8;7,9)的液体通道(10a,10b;35a)被充入压力液;
c2)或者密封器件(19),由工具(7)形成,其中轮毂(2)的液体通道(16,17)包括第一通道部分(16)和第二通道部分(17),其中该第一通道部分(16)的一端部形成用于供给压力液的端口(18),该第二通道部分(17)从第一通道部分(16)分叉,其中密封器件(19)在工具(7)被固定到该收缩圆盘单元上时密封该轮毂(2)的第二通道部分(16)。
7.一种组合装置,包括根据权利要求1所述的收缩圆盘单元和根据权利要求6所述的沿轴向支撑在该收缩圆盘单元上并定位在精确旋转角度上的工具。
8.一种包括收缩圆盘单元和单独的工具的系统,该收缩圆盘单元包含:
a)圆锥形的圆周外表面(24),由旋转体(2;4)形成;
b)轮毂(1),具有圆锥形的圆周内表面(25),该轮毂(1)被推到该圆周外表面(24)上;
c)其中,用于装配和/或拆卸该收缩圆盘单元的该工具不是该收缩圆盘单元的零件;
其特征在于,
d)为了装配和/或拆卸该收缩圆盘单元,该工具以非强制联锁或强制联锁方式只连接到该旋转体(2;4)和该轮毂(1)中的一个;
e)为了装配和/或拆卸该收缩圆盘单元,该圆锥形的圆周外表面(24)和该圆锥形的圆周内表面(25)之间的接缝(27)被充入压力液,其中,这只有在该工具被适当地固定在旋转体(2;4)和轮毂(1)中的所述一个上时才可以实现。
9.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,该工具包含一个或多个突出或缩进部分,该突出或缩进部分与该旋转体(2;4)与该轮毂(1)之一的多个对应部分相啮合,该对应部分与该工具的一个或多个突出或缩进部分基本相适合,当固定该工具时,其中该一个或多个突出部分和所述多个对应部分的结构和排列只允许该工具被固定,这样该工具和该收缩圆盘单元的功能能够被完全地保证。
10.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,通过该工具的结构和该旋转体(2;4)和该轮毂(1)中的一个的结构,该工具被强制完全固定到旋转体(2;4)和轮毂(1)中的所述一个上。
11.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,通过多个拉力螺栓(8),该工具能以非强制联锁方式连接到该旋转体(2;4)和该轮毂(1)中的一个上。
12.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,该工具通过至少一个凹槽(2a;4b)以强制联锁方式连接到该旋转体(2;4)和该轮毂(1)中的一个,该凹槽(2a;4b)至少部分地环绕该旋转体(2;4)和该轮毂(1)中的所述一个的外表面,并且该工具的至少一部分(7a)以强制联锁方式与至少一个凹槽(2a)啮合。
13.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,该工具连接到该旋转体(2;4)和该轮毂(1)中的所述一个,其中该旋转体(2;4)和该轮毂(1)通过表面接触处于摩擦锁紧。
14.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,
a)该接缝(27)通过集成在该旋转体(2;4)和该轮毂(1)的一个中的供给导管(11,12,13;16)和集成在该工具中的供给导管(10a,10b)被充入压力液;
b)并且其中当该工具被恰当固定在该旋转体(2;4)和该轮毂(1)中的所述一个上时,该供给导管之间存在连接。
15.根据权利要求14所述的系统,其特征在于,
a)该系统包括轴(4);
b)该旋转体为箍筒(2);
c)该接缝(27)通过集成在该轴(4)中的供给导管(11,12,13)、通过集成在该箍筒(2)中并连接到集成在该轴(4)的供给导管(11,12,13)的供给导管(31,32)、以及通过集成在该工具中的供给导管(10a,10b)被充入压力液;
d)并且其中当该工具被恰当固定到该轴(4)时,在轴(4)的供给导管(11,12,13)和工具的供给导管(10a,10b)之间存在连接。
16.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,该接缝(27)经由集成在该旋转体(2;4)和该轮毂(1)的所述一个中的供给导管(11,12,13),以及经由通过该工具的零件而形成的供给导管(35a)被充入压力液,其中该零件被螺纹连接到该工具的固定结构(7)上,并且插入到该零件中的供给导管(35a)相对于该旋转体(2;4)的旋转轴基本沿径向设置。
17.根据权利要求16所述的系统,其特征在于,形成在该工具中的供给导管是由旋入矛状螺钉(35)的纵向孔(35a)形成,并且该旋入矛状螺钉(35)通过外螺纹(35d)旋入固定结构(7)的安装孔(7g)的内螺纹(7e),其中,该安装孔(7g)的纵向延伸相对于该旋转体(2;4)的旋转轴基本沿径向。
18.根据权利要求17所述的系统,其特征在于,当该旋入矛状螺钉(35)旋入该安装孔(7g)时,面向该旋转体(2;4)的旋转轴的该旋入矛状螺钉(35)的端部包含圆锥形的耳轴(35c),一旦该工具被装到该旋转体(2;4)和该轮毂(1)中的一个上,该耳轴(35c)在供给导管(11,12,13)的圆锥形孔(36)的适合的壁(36a)上停止移动。
19.根据权利要求18所述的系统,其特征在于,一体地形成在该旋转体(2;4)和该轮毂(1)的所述一个中的、供给导管(11,12,13)的圆锥形孔(36)与该供给导管(11,12,13)的径向孔(11)基本对齐地被插入,其中存在与该径向孔(11)的连接。
20.根据权利要求18或19所述的系统,其特征在于,在该壁(36a)上停止移动的该圆锥形耳轴(35c)相对于该旋转体(2;4)和该轮毂(1)中的所述一个密封该旋入矛状螺钉(35),以防止压力液溢出到该收缩圆盘单元的周围。
21.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,形成在该工具中的压力液供给导管由管(40)的导管通道(40a)形成。
22.根据权利要求21所述的系统,其特征在于,该管(40)的一端被永久地和压力密闭地连接到大体上的球形件(39)。
23.根据权利要求22所述的系统,其特征在于,该管(40)的另一端可以间接地或直接地连接到压力端口。
24.根据权利要求21所述的系统,其特征在于,该球形件(39)包围该管(40)的端部,其中该导管通道(40a)的开口不被阻塞。
25.根据权利要求21所述的系统,其特征在于,该管(40)沿着安装孔(7g)的中心轴纵向延伸,该安装孔(7g)相对于的该旋转体(2;4)和该轮毂(1)中的所述一个的中心轴基本沿径向设置。
26.根据权利要求22所述的系统,其特征在于,该工具一旦被安装到旋转体(2;4)和轮毂(1)中的所述一个上,当设置有外螺纹(43c)的压力件(43)被拧进安装孔(7g)的内螺纹(7e)时,该球形件(39)在供给导管(11,12,13)的圆锥孔(36)的壁(36a)上停止移动,其中该安装孔(7g)相对于的该旋转体(2;4)和该轮毂(1)中的所述一个的中心轴基本沿径向设置。
27.根据权利要求18、19和21所述的系统,其特征在于,圆锥孔(36)基本与径向孔(11)对齐地插入旋转体(2)和轮毂(1)中的所述一个中,其中存在到该径向孔(11)的连接。
28.根据权利要求18和22所述的系统,其特征在于,在该壁(36a)上停止移动的该球形件(39)相对于旋转体(2;4)和轮毂(1)中的所述一个密封该管(40),以防止压力液溢出到该收缩圆盘的周围。
29.根据权利要求26所述的系统,其特征在于,该压力件(43)间接或直接地连接到该球形件(39)上。
30.根据权利要求26所述的系统,其特征在于,该压力件(43)通过轴向弹簧元件并通过压力套(41)被连接到该球形件(39)。
31.根据权利要求30所述的系统,其特征在于,该管(40)从该压力套(41)的孔(41a)中穿过。
32.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,当装配该收缩圆盘单元时,该轮毂(1)通过多个的保护元件(29)在该旋转体(2;4)上以强制联锁方式被保证防止沿该旋转体(2;4)的中心轴轴向移动,其中,保护元件(29)以非强制联锁或强制联锁方式在该旋转体(2;4)和该轮毂(1)的一个中被可靠定位。
33.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,该系统包括具有一中心轴线的轴(4),其中该旋转体为箍筒(2),并且通过该箍筒(2)和该轴(4)的结构,该箍筒(2)避免了沿该轴(4)的中心轴线轴向移动。
34.根据权利要求6所述的工具,其特征在于,该固定结构(7)是环形体并具有多个子部件(8;9),该子部件(8;9)施加用于装配该收缩圆盘单元的轴向力,并且其中,该固定结构(7)具体为一个或多个零件,其中,至少一部分相对于该固定结构(7)的纵轴沿轴向设置。
35.根据权利要求34所述的工具,其特征在于,用于施加轴向力的该子部件具体为液压操作的工作缸、或为螺栓元件、或为楔入机构、或为杠杆机构、或者为以上的组合,并且其中,这些子部件间接地或直接地连接到该固定结构(7)。
36.根据权利要求35所述的工具,其特征在于,用于施加轴向力的子部件具体为液压缸,该液压缸大体包含缸孔(26)和活塞(9),该缸孔(26)包括压力端口(26a),其中,该缸孔(26)在该固定结构(7)中直接工作。
37.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,该圆周外表面(24;4a)和该圆周内表面(25)包含多个适合的部分。
说明书 :
本发明涉及一种收缩圆盘单元,该收缩圆盘单元尤其适合于连接两个轴。本发明进一步涉及一种用于建立和/或解除由收缩圆盘单元形成的干涉配合部件的工具。最后,本发明涉及一种用于建立和/或解除干涉配合部件的组装和/或拆卸排列,即,该收缩圆盘单元和该工具的组合。
在很多应用中,为了传递扭矩,通过圆柱形的干涉配合部件来连接两个轴端,其中,一个轴端具体为空心的圆柱形轴,另一个轴端通常形成为实心的圆柱形轴插入空心的圆柱形轴中。一个附加子部件放置在空心轴的圆柱形的外表面,并对空心轴施加向内的径向力。这个力使得空心轴的圆柱形的内表面压紧在实心轴的圆柱形的外表面上,产生能从一个轴端向另一个轴端传递扭距和轴向力的摩擦锁紧(frictional lock)。
这种收缩部件被应用于,例如风力发电站中,以把传动系统的旋转轴连接到输入轴。这种部件也是本发明的一个优选的实施例。
所谓的收缩圆盘优选地被用作为用于产生径向压力的子部件中,其中,一个厚壁的、内部为圆锥形的轮毂被机械地或液压地推到一个薄壁的、外部为圆锥形的箍筒上。箍筒的圆柱形内表面设置在空心轴的圆柱形的外表面上。通过把轮毂推到箍筒上,在空心轴上施加该径向作用力。
两个目前最常用的收缩圆盘设计包括集成的装置,该装置使用于组装和拆卸的外部的工具过于多余。组装和拆卸该收缩圆盘需要用到的外部工具只有扳手或液压泵。用于把轮毂推到箍筒上的轴向力可以由拉力螺栓或液压腔产生。
为拆卸一个设计,拉力螺栓被松开。在箍筒和轮毂之间的锥形面装配体现为非自锁,这样轮毂自动的从箍筒中滑离。在另一种设计中,安装有第二个液压腔,为了拆卸,该液压腔在轮毂上产生指向圆锥的小直径的轴向力。这样箍筒向与轮毂和箍筒之间的锥形连接的自锁相反的方向推该轮毂。
集成用于产生用于组装和拆卸的轴向力的装置是非常复杂,因此导致了相当高的生产成本。假设一台设备的寿命是,例如20年,组装和拆卸的过程只会被执行一次或两次,集成这些装置的复杂性在经济上是不相称的。
由于为了防止收缩圆盘受力不均匀,圆周上大量分布的拉力螺栓必须在各阶段被拧紧,直到达到最大装配扭矩,因此在空心轴上组装第一种设计的收缩圆盘非常费时。此外,必须插入间隔,该间隔是通过螺钉连接的安装过程和必要的重新加紧所必须的。组装收缩圆盘因此相当费时。
由于用于产生装配力的液压腔的集成,第二种设计的收缩圆盘有一显著大于用于产生径向压力所需的圆锥的结构长度。为了提供收缩圆盘的安装空间,较大的结构长度还需要较长的空心轴。设备的体积和转动惯量增加,这在很多应用中能导致工作上的负面效果。
本发明的目的是提供一个简单并且因此造价低的用于干涉配合装配的设计,该设计基于用于旋转体收缩连接——下面称为收缩圆盘单元.尽管如此装配和/或拆卸所需要的时间应当很短.其转动惯量优选地小于已知的收缩圆盘单元.另外的一个目的是在装配和/或分解收缩圆盘单元时,避免该收缩圆盘单元的零件之间的无阻碍的轴向运动.
根据本发明,装配轴向力由分离的工具提供,该工具优选为至少基本上是环形且优选为分离的,也就是分成一个多于一个的环形段,并且该工具可以从收缩圆盘单元上拆卸下,并且在装配和拆卸时,只固定到收缩圆盘单元或空心轴。由于这种结构,有可能生产出比较简单的收缩圆盘单元,并因此生产出造价较低的零件。此外,这实现了轴连接的质量和转动惯量的减小。
收缩圆盘单元包含一个轮毂,该轮毂有沿轴向加宽的圆周内表面,该圆周内表面被工具的装配轴向力推到旋转体的圆周外表面,该旋转体窄到相对于轮毂的圆周内表面至少基本适合。旋转体可以具体为轴,优选地是空心轴,或者沿径向设置在该轮毂和该轴之间的箍筒。圆周表面形成斜的接缝,他们通过该接缝在磨擦表面上相互接触。也可以称为收缩表面的圆周表面,优选地形成为锥形表面。
优选地选择收缩表面的楔度或锥度,使得表面间的接缝的摩擦力达到抵抗轮毂沿轴向滑离圆周外表面的自锁。在装配和拆卸轮毂时,为了减少或很大程度上消除由此产生的轴向保持力,在组装和拆卸过程中接缝优选地被充入压力液。
由于轮毂体加宽时在组装的过程中轮毂的径向张应力增大,轮毂趋于沿其圆周内表面的斜面方向滑动。如果在轮毂和旋转体的圆周外表面之间的摩擦力通过压入压力液体到接缝中而减小或消除,轮毂有突然滑向旋转体外的危险。如果没有例如轴螺母的另外的保护元件为限制轮毂的轴向运动而安装在旋转体上,由于轮毂释放的较高动能,这对于设备的组装工具和其它部分表现出极大的危险。
在一个具体的优选实施例中,本发明设计该工具和该旋转体和/或轮毂的结构,使得当只有当该工具被合适的安装时压力液才可以被压进接缝。这可以通过经由工具施加压力液或通过密封接缝使其与其周围的环境分离而实现。工具也可以被设置成满足两个功能的组合。进一步设置工具通过轮毂自身限制轮毂的轴向运动。通过该工具控制了轮毂在旋转体的圆周外表面上的轴向运动。
工具以非强制联锁和/或强制联锁的方式连接到例如箍筒或空心轴的自由端的旋转体,或轮毂上。非强制联锁连接优选地通过拉力螺栓实现,该拉力螺栓拧入箍筒、空心轴或轮毂的前面并相对该箍筒、空心轴或轮毂固定该工具,因而在箍筒、空心轴或轮毂上保护它。优选地通过与相对的尾端啮合的工具的圆周内表面上的尾端实现强制联锁连接,该相对的尾端具体地由径向的、优选的是旋转体或轮毂的圆周外表面的圆周凹槽形成。
优选地由多个液压工作汽缸施加装配轴向力。然而,也可以选用拉力螺钉、压力螺钉、楔入机构或杠杆机构或这些的组合。
轮毂在旋转体上轴向移动,直到达到了干涉配合组装的设计径向压力,优选的是空心轴在实心轴上的压力。由于在接缝产生的力-位移比,可以通过轮毂的移动路径或施加地装配力来决定径向压力。
通过沿接缝的倾斜方向和/或向优选的锥形接缝的较小直径方向移动旋转体上的轮毂而拆卸收缩圆盘单元。如果合适地设计,装配工具也可以用作拆卸工具;或者可以使用单独的拆卸工具。
轮毂的对抗圆周外表面上的移动的自锁使得允许在轮毂和旋转体之间的附加的保护装置在某些应用的工作过程中被省略。
在因为预期变化而增加收缩圆盘单元的功能安全要求的应用中,轮毂应该在圆周外表面上附加轴向保护。依靠优选地在轮毂和旋转体之间建立强制联锁连接的至少一个保护元件来保证安全。
通过设置用于将压力油充入优选为液压的接缝中使得该接缝仅能由作为该工具的直接的部分的对立件施加的压力端口,防止轮毂在组装和拆卸过程中不受控制的滑开,并且防止了相关的危险;在由液压螺钉连接或类似连接的干涉配合部件上,优选地不设置压力液的自备端口。为了使收缩圆盘单元的压力系统可以被密封并且压力可以因此增大,压力端口和对立件的设置迫使工具被正确安装。这些措施保证了如果轮毂不受控制的从旋转体滑出,它会被工具接住,这样对人或物没有危险。
工具优选必须正确地安装,因为当工具被正确安装时,工具的至少一部分和旋转体或轮毂的至少一对立部分唯一互锁。否则,这些部分的结构防止工具被完全地安装。
所述的收缩圆盘单元的实施例尤其适合新结构,该实施例中作为收缩表面的圆周外表面由空心轴的一部分形成;通过省略分离的箍筒,制造和装配成本及设备制造的总成本减少。
在现有的设备中,由于端口尺寸保持一致,迄今为止使用的收缩圆盘单元可以被根据本发明的包含一个箍筒的收缩圆盘单元代替。
本发明的优选特征也在从属权利要求和其组合中被描述。其中描述的特征,和以上的解释,有益的相互补充。
下面在实施例的基础上解释本发明。特征通过示例性实施例解释,每个单独的和公开在特征组合中的通过实施例解释的特征,有利地展开了权利要求的主题。如下所示:
图1根据第一实施例的收缩圆盘单元;
图2根据第二实施例的收缩圆盘单元;
图3根据第三实施例的收缩圆盘单元;
图4根据第四实施例的收缩圆盘单元;
图5根据第五实施例的收缩圆盘单元;
图6根据第六实施例的收缩圆盘单元;
图7根据第七实施例的收缩圆盘单元;以及
图8根据第八个示例性实施例的收缩圆盘单元。
图1示出根据所述收缩圆盘单元的第一实施例。
箍筒(2)的优选是圆柱形的内表面(14)设置在空心轴(4)的适合的外表面(15)上。实心轴(3)插入到空心轴(4)中,其中,空心轴(4)的优选是圆柱形的内表面(22)邻接实心轴(3)适合的外表面(23)。箍筒(2)包含锥形外表面(24),设置有适合的圆锥的轮毂(1)的内表面(25)支撑在该在该锥形外表面(24)。
形成为环形体(7)的组装工具的装配结构优选地包含多个至少两个径向分隔,且通过从优选是圆柱形的内表面(7d)沿径向指向内部的支柱以强制联锁(positive lock)固定在箍筒(2)的环形槽(2a)中。
轴向装配力由液压方式产生,并通过多个工作汽缸施加,该汽缸主要由活塞(9)和包含压力端口(26a)的汽缸孔(26)组成。汽缸孔(26)优选地直接在环形体(7)内工作。当汽缸孔(26)承受压力液(pressurised fluid)时,活塞(9)在面向其的轮毂(1)的前面(1a)施加轴向力,在箍筒(2)上轴向地移动该轮毂(1).
箍筒(2)优选包含具有小于圆柱形内表面(14)的内部直径的尾端(2b)。当装配收缩圆盘单元时,箍筒(2)在空心轴(4)上被推到足够远,使尾端(2b)的前表面(2c)在空心轴(4)的自由端的前表面(4a)处停止移动。这限定在空心轴(4)上箍筒(2)的位置。
为了减少所需的轴向组装和拆卸力,应当优选考虑在锥形内表面(25)和锥形外表面(24)之间的接缝(27)提供压力液。
压力液通过孔(10a,10b,11,12和13)的系统提供到接缝(27)中,该孔(10a,10b,11,12和13)优选地直接插入到环形体(7)中并优选地直接插入到箍筒(2)中。孔(11)优选地具体为盲孔并被设置成从环形槽(2a)的圆柱形外表面朝向相对于箍筒(2)的中心轴径向方向。形成为盲孔的孔(13)被优选地设置成从锥形外表面(24)指向相对于箍筒(2)的中心轴基本上径向方向。相对于箍筒(2)的中心轴基本上朝向轴向方向的孔(12)将径向的孔(11)和径向的孔(13)相连。具体为盲孔的孔(12)在箍筒(2)的前表面(2d)上开有端口,并且优选地被密封以防止压力液通过适当的螺栓连接溢出到前表面(2d)一侧。环形体(7)中的孔(10a)具体为盲孔,并且设置在支柱(7a)上,这样当装配工具被适当地放上时,该孔(10a)优选地和径向孔(11)对齐。环形体(7)中的另一孔(10b)具体为盲孔,并且相对于环形体(7)的中心轴基本上轴向设置。它把在环形体(7)的前侧(7b)的压力端口(10c)与孔(10a)相连。密封元件(28)在压力液从孔(10a)向孔(11)导出的点从环形槽(2a)优选地沿径向密封支柱(7a)。当收缩圆盘单元已经被完全地装配并且工具被移除时,孔(11)被盖子密封以防止污染物进入。
举例来说,通过将圆柱形耳轴(5)收缩到环形体(7)的圆柱形内表面(7d),环形体(7)被迫完全安装在箍筒(2)上,其中环形体(7)被完全安装时,耳轴(5)的优选是半球形的一端突出到箍筒(2)的优选是圆柱形的外表面(2h)的沿径向的孔(6)中。箍筒(2)被设计成使得耳轴(5)不能被放置在除孔(6)之外的任何地方。因此环形体(7)不可能被安装在箍筒(2)上适当的位置之外的其它位置。孔(6)的内径优选地只比耳轴(5)的外径稍大,这样在传输点由装配引起的孔(10a,11)之间的角偏移达到最小。
箍筒(2)包含在其外表面(2h)上的多个径向凹槽(2i),在该径向凹槽(2i)中插有通过螺钉(30)固定在箍筒(2)上的保护元件(29)。保护元件(29)形成在箍筒(2)的径向凹槽(2i)和轮毂(1)的前侧(1a)之间的强制联锁连接,由此保护轮毂(1)免于从箍筒(2)上滑出。
当装配收缩圆盘单元时,以及当接缝(27)承受压力液时,轮毂(1)被轴向推到箍筒(2)上直到由于轮毂(1)的径向加宽而达到了空心轴(4)和实心轴(3)之间的限定压力。接缝(27)处的液体压力随后减少到大气压力水平,这样箍筒(2)的外表面(24)和轮毂(1)的内表面(25)相对静止。这样轮毂(1)中的径向张力以摩擦锁紧把轮毂(1)固定设置在箍筒(2)上。
一旦接缝(27)处的液体压力被释放,保护元件(29)用螺钉(30)安装并固定到箍筒(2)。因此收缩圆盘单元装配完成。随后压力在装配工具的汽缸孔(26)上被释放,并且装配工具从箍筒(2)移走。轴连接作好工作准备。
优选地,选择零件的几何形状和和接缝(27)中的压力液的压力,使得在压力液被压入之后的接缝(27)中的轴向摩擦阻力小于轴向力,该轴向力由轮毂(1)的径向力通过圆锥形的接缝(27)的角度产生,并趋向于从箍筒(2)驱动轮毂(1).这样,将压力液进压入接缝(27)导致轮毂(1)在外表面(24)上自动地沿轴向运动,释放收缩圆盘单元.
由收缩圆盘单元不能在箍筒(2)上没有附加装配工具时被拆卸的事实,防止了轮毂(1)的装配杆不受控制的滑出的危险。优选地,一旦环形体(7)被附加到箍筒(2)上,活塞(9)在轮毂(1)的前侧(1a)上停止移动,并且工作汽缸内的压力相应于装配收缩圆盘单元时的压力增大。这防止了在压力液随后被压入接缝(27)时轮毂(1)在箍筒(2)上的轴向移动。一旦保护元件(29)被移除,通过从工作汽缸中缓慢释放压力液,轮毂(1)在受控制的情况下向较小的圆锥直径方向沿轴向移动,直到收缩圆盘单元被释放,其中,应确保在接缝(27)中压力液的压力被很大程度地维持,以保持低的轴向移动力以及防止箍筒(2)和轮毂(1)之间的“磨损(scuffs)”,该磨损也可以在表面(24和25)相对彼此同时运动时由其间的摩擦引起。
图2示出收缩圆盘单元的第二实施例。其设计和功能基本上与第一实施例一致。然而,与第一实施例不同,组装工具的环形体(7)通过强制联锁连接固定到空心轴(4)。
该连接优选地通过环形体(7)的径向环绕的支柱(7a)实现,该环形体(7)以强制联锁方式插入到空心轴(4)的优选是圆柱形的外表面(15)的对应的凹槽(4b)中。
在该实施例中,通过在沿轴向方向的螺纹孔(7c)中连接到环形体(7)的多个压力螺栓(8)机械地施加轴向组装力。螺纹孔(7c)优选地直接穿过环形体(7)。把压力螺栓(8)拧入螺纹孔(7c)对面向其的轮毂(1)的前侧(1a)施加轴向力,在箍筒(2)上沿轴向移动轮毂(1)。
在环形体(7)被完全安装时,用于接收耳轴(5)的径向的孔(6)被插入到空心轴(4)的外表面(15)中。这里讨论的空心轴(4)的轴向部分不包含任何其它的可接收耳轴(5)的开口或凹,从而使得组装工具以精确的旋转角被附加上。只有孔(6)实现了这点。
箍筒(2)的前侧(2e)优选地邻接空心轴(4)的尾端(4c),并且箍筒(2)因此被轴向设置在空心轴(4)上。
与根据图1的实施例不同,给接缝(27)提供压力液的孔(11,12和13)插在空心轴(4)中。孔(11)优选地具体为盲孔,并且被设置成从环形槽(4b)的圆柱形外表面朝向相对于空心轴(4)的中心轴的径向方向。同样地,另一个孔(13)优选地具体为盲孔,并且从空心轴(4)的外表面(15)到空心轴(4)的中心轴基本上沿径向设置。基本上沿相对于上述中心轴朝向轴向方向的孔(12)将径向的孔(11)和径向的孔(13)相连。箍筒(2)的圆柱形内表面(14)优选地包含径向的环形槽(31),设置该环形槽(31)使得当安装箍筒(2)时压力液能够从孔(13)进入环形槽(31)。孔(32)优选地相对于箍筒(2)的圆锥形外表面(24)沿径向从环形槽(31)引出,这样接缝(27)可以承受压力液。把空心轴(4)的外表面(15)相对于箍筒(2)的内表面(14)密封起来的圆周密封元件(33a,33b),在各种情况下,优选地沿箍筒(2)的纵向延长方向设置在邻近环形槽(31)的两侧。这样,使得压力液不能从箍筒(2)和空心轴(4)之间接缝(27)中溢出。
孔(10a和10b),压力端口(10c)和密封元件(28)在其在环形体(7)中的排列、其实施例和其功能上,优选地与第一实施例相一致。
收缩圆盘单元的装配和拆卸类似于在第一实施例中的情况,然而除了在轮毂(1)之上的轴向力是机械地而不是液压地产生。
图3示出了收缩圆盘单元的第三实施例。设计和功能基本上与第二实施例一致。然而,与第二实施例不同,圆锥形外表面(24)由空心轴(4)形成。轮毂(1)被直接安装在空心轴(4)上。在这里,接缝(27)也通过当组装工具被适当地装上时连接到环形体(7)的孔(10a)的供给管(11,12和13)的系统充入压力液。一旦安装完成,轮毂(1)同样地利用保护元件(29)以强制联锁方式被轴向固定在空心轴(4)上。
图4示出了收缩圆盘单元的第四实施例。设计和功能基本上与第一实施例一致。然而,与第一实施例不同,用于充入接缝(27)中的压力液由箍筒(2)的径向孔(11)中的旋入矛状螺钉(screw-in lance)(35)的压力端口(35b)和纵向孔(35a)提供。一旦装配工具被装到箍筒(2)上,旋入矛状螺钉(35)中的外螺纹被拧进环形体(7)基本上沿径向的安装孔(7g)中的内螺纹(7e),与孔(11)对齐设置。这使旋入矛状螺钉(35)中的外部圆锥形耳轴(35c)优选地靠在箍筒(2)的圆锥孔(36)的适合的壁(36a)上。设置圆锥孔(36)使得其中心线与孔(11)的中心线基本对齐,并使得它包含到孔(11)的连接。由于耳轴(35c)紧靠壁(36a),到接缝(27)的供给管(35a,11,12,13)系统被从收缩圆盘单元的周围密封。环绕在耳轴(35c)上的两个密封元件(37和38)形成了耳轴(35c)和壁(36a)之间的附加密封。通过多个的扳手平面(35f)产生用于拧入旋入矛状螺钉(35)的扭矩。
旋入矛状螺钉(35)中包含如果安装好的环形体(7)因工具的轴向装配力而变形时能够弹性弯曲的锥形轴(35e)。由于圆锥形耳轴(35c)的最大外径小于径向安装孔(7g)的没设置内螺纹的部分(7f)的内径,耳轴(35c)可以相对环形体(7)自由地移动。如果在工作过程中环形体(7)变形和/或偏移时,这些结构保证了耳轴(35c)保持紧靠在孔(36)的壁(36a)上,这样保证了接缝(27)能可靠地被充入压力液。
在旋入矛状螺钉(35)和安装孔(7g)设置在环形体(7)中两个相邻的汽缸孔(26)之间。为简化起见,一个汽缸孔(26)和一个活塞(9)在图4由虚线表示。
保护元件(29)形成并设置在箍筒(2)上,这样当装配收缩圆盘单元时它们不会突出到活塞(9)所占据的空间。
为了在安装为环形体(7)时,尽可能相对于圆锥孔(36)准确地定位旋入矛状螺钉(35),它们优选地设置在与耳轴(5)和对应的孔(6)大致相同的径向平面中。孔(6)和(36)应被设置成彼此尽量的接近。
箍筒(2)的环形槽(2a)优选地包含在其侧面面向前侧(2d)的圆锥形的壁(2f)。背向前侧(2d)的壁(2g)优选地具体为朝向垂直于箍筒(2)的中心轴的方向的平面。沿径向向内的环形体(7)的支柱(7a)包含与环形槽(2a)的壁(2f,2g)相一致的前面(7h,7i),当环形体(7)被适当地安装时,前面(7h,7i)与该壁(2f,2g)正面邻接。环形槽(2a)和支柱(7a)的这种结构使环形体(7)被箍筒(2)支撑,这减少了由液压汽缸的轴向装配力所引起的环形体(7)的变形。
图5示出了收缩圆盘单元的第五实施例。其设计和功能与图4中示出的实施例基本上一致。与图4中示出的实施例不同的是,用于充入接缝(27)的压力液通过箍筒(2)中的径向孔(11)的优选是圆柱形的管(40)提供。
管(40)的一端被压力密封并且永久地连接到优选为大体上的球形体(39),该球形体(39)沿径向套住管(40)但是使导管(40a)保持畅通。球形体(39)或者还可以形成为管(40)的一个零件,并且可以例如通过压缩由管(40)形成。
一旦环形体(7)被装到箍筒(2)上,球形体(39)被搁置在箍筒(2)内的孔的壁(36a)上,该箍筒(2)又优选地为圆锥形。圆锥孔(36)设置在箍筒(2)中,使得其中心与孔(11)的中心线基本对齐,并且使得其包含到孔(11)的连接。
把具有外螺纹(43c)压力件(43)拧进环形体(7)的内螺纹(7e),通过由压力套(41)并且优选地通过压力弹簧(42)在球形体(39)上施加力,上述力将球形体(39)固定地压在固定在孔(36)的壁(36a)上。在壁(36a)和球形体(39)的接触区域中,这种压力优选地使相接触的配合件弹性变形,达到它们之间的密封。通过某个长度均衡,如果工具工作时,由于变形或位移导致环形体(7)相对于箍筒(2)移动,压力弹簧(42)很大程度上保持了球形体(39)上的力。
球形元件(39)的外径小于安装孔(7g)的无螺纹的部分(7f)的内径。球形元件(39)和环形体(7)因此可以在不影响球形体(39)和圆锥孔(36)之间的密封的情况下相对于彼此移动。
压力件(43)和压力套(41)包含孔(43b,41a),管(40)被引导穿过该孔(43b,41a)。该管(40)也被引导穿过压力弹簧(42)的轴向开口。
通过多个扳手平面(43a)将用于把压力件(43)拧进内螺纹(7e)的扭矩引入压力件(43)。
如在第四实施例中,安装孔(7g)和组成管(40)的组件,压力套(41),压力弹簧(42)和压力件(43)设置在环形体(7)中彼此接近的两个汽缸孔(26)之间。为了简化起见,汽缸孔(26)和活塞(9)也在图5中由虚线示出。保护元件(29)也如在第四实施例中那样形成。
根据图4和5中的实施例所示的用于给径向孔(11)供给压力液的导管也可以与根据图2和3的实施例相结合,在图2和3的实施例中装配工具的环形体(7)通过强制联锁与空心轴(4)连接。圆锥孔(36)随后被插入到空心轴(4)内。
图6示出根据本发明的收缩圆盘单元的第六实施例。根据它的本质设计,收缩圆盘单元与第三实施例一致,即,轮毂1直接在收缩在轴4上。可以看到形成在接缝27处的用于使接缝27承受压力的分配系统。该分配系统由多个圆周凹槽形成,该圆周凹槽形成在在圆周内表面25内,沿旋转轴R彼此平行的隔开。该圆周凹槽通过至少一个同样形成在圆周内表面4d的轴向凹槽彼此互相连接。
第六实施例与前五个实施例的不同之处在于,接缝27通过形成在在轮毂1内的液体通道提供压力液。该液体通道包含径向部分16和连接到径向部分16并在轮毂1的前面1a大周围沿轴向相对该工具开有端口的轴向部分17,这样当端口没被密封时,在接缝27和周围之间有自由的压力平衡。这两个通道部分16和17再一次形成为直孔并之间彼此直接交叉。
工具的固定结构7再次支撑在旋转轴R周围平均分配设置的多个活塞9,这样它们可以沿与前面1a相反的轴向方向移动。可以设置单个环形活塞代替多个单独的活塞9——其它实施例中也有顺便提及。活塞9在其功能和结构上与其它实施例的活塞9一致。
固定结构7支撑另一个的活塞19,同样地这样它可以沿与前面1a相反的方向移动.活塞19充当使液体导管16、17和周围分离的密封活塞,即,当它压在前面1a上时把它和周围分离.密封活塞19被设置在固定结构7中,这样当工具——即它的固定结构7——被适当地安装时,该密封活塞19位于液体导管16、17的端口的对面,这样它可以远离端口区域移动.为了有利于装配和/或拆卸收缩圆盘单元,密封活塞19中形成液体通道20,压力液通过该液体通道20被引入液体导管16、17,并因此进入接缝27中.在实施例中为压力控制阀的阀21,被设置在密封活塞19的液体通道20中.该阀21密封液体通道直到达到预定的供给压力,并且一旦达到和超过了该预定的供给压力就释放它.
如在其它实施例中,为了装配和/或拆卸收缩圆盘单元活塞9承受压力,这样它们沿远离轮毂1的方向移动,并且或者为了装配的目的把它推到轴4的收缩表面4d上,或者为了拆卸的目的沿轴向保护轴4上的轮毂1。在活塞9承受压力的同时,密封活塞19也在轮毂1的方向承受压力液。一个或多个活塞9以及密封活塞19的汽缸空间中的每个都可以被充入压力液并且承受同样的压力。直到达到密封活塞19的汽缸空间中的预定供给压力后,阀21密封液体通道20,这样把压力液压入密封活塞19的汽缸空间最初导致密封活塞19被拔出。当密封活塞19的前面紧靠轮毂1的前面1a时,液体通道17相对于周围被密封起来并且这样的密封防止了压力液溢出。进一步压入压力液,以及封闭活塞19的汽缸空间中的压力相应增加,打开了阀21,这样压力液由密封活塞19的液体通道20和轮毂1的液体通道16、17进入接缝27,并且接缝27中液体压力增大。密封活塞19与一个或多个活塞19一起移动,并因此在装配合/和拆卸中与轮毂的前面1a保持密封的压力接触。
图7示出根据本发明的第七实施例的收缩圆盘单元,该收缩圆盘单元包含箍筒2,其机械设计因而与第一、,第二、第四和第五实施例一致。像上面的第六实施例那样,接缝27可以由轮毂1充入压力液。
然而,与上面的实施例不同的是,收缩圆盘单元具有压力液的端口,这样工具就被解除了提供压力液的功能。然而,在装配和/或拆卸过程中,提供了相对于周围环境密封轮毂1的液体通道的功能,并因此能够在接缝27处增大压力。
轮毂1的液体通道16,17包含从接缝27延伸到轮毂1的前面——在实施例中延伸到沿径向与接缝27相反的前面的通道部分16。通道部分16的一个端部形成用于提供压力液的端口18。当收缩圆盘单元工作时,端口18依靠密封元件密封。为了装配和/或拆卸,压力液供给连接到端口18,并且接缝27由通道部分16承受压力。从通道部分16分叉的通道部分17向轮毂1的前面1a的围绕物开有端口。当端口打开时,由此保证了围绕物和接缝27之间的恒定的压力平衡。
为装配和/或拆卸,工具以精确的旋转角定位在收缩圆盘单元上——如上面在其它实施例中所描述的——并且被凹槽2a的轴环2f沿轴向支撑。一旦工具以这种方式适当地固定,活塞9对着轮毂1移动,目的是在接缝27被充入压力液时,或者为了装配而推上轮毂1或者为了拆卸保护它。如在上面的第六实施例中,固定结构7支撑密封活塞19,这样它可以对着液体通道17的前面的端口移动,目的是为了装配和/或拆卸而密封液体通道17,并由此密闭收缩圆盘单元的压力系统。然而,与第六实施例不同的是,密封活塞19只用于密封液体通道17,而不同时用于压力液供给。
图8示出根据本发明的收缩圆盘单元的第八实施例,该实施例不同于第七实施例之处仅在于轮毂1在直接在轴4上收缩——如上面的第三和第六个实施例那样。收缩圆盘单元和工具的其它方面与第七实施例中的一致。
关于第六、第七和第八实施例,还应注意,一方面的推动和/或保护轮毂1的功能以及另一方面的单独地密封或由其它形成的密封和提供压力液的功能不是必需由两个活塞系统执行,而是可以由单独的活塞系统或者原则上由单独的活塞执行,只要保证当工具被适当地固定到收缩圆盘单元时,提供压力液的功能或者作为选择的密封功能唯一的被完成即可.
参考符号
(1): 轮毂
(1a): 前面
(2): 箍筒
(2a): 环形槽
(2b): 尾端
(2c): 前面
(2d): 前面
(2e): 前面
(2f): 轴环
(2g): 壁
(2h): 外表面
(2i): 径向凹槽
(3): 实心轴
(4): 空心轴
(4a): 前面
(4b): 环形槽
(4c): 尾端
(4d): 圆周外表面
(4f): 轴环
(5): 耳轴/突出部分
(6): 孔/缩进部分
(7): 环形体
(7a): 支柱
(7b): 前面
(7c): 螺纹孔
(7d): 内表面
(7e): 内螺纹
(7f): 没设置螺纹的部分
(7g): 安装孔
(7h): 前面
(7i): 前面
(8): 压力螺栓
(9): 活塞
(10a): 孔
(10b): 孔
(10c): 压力端口
(11): 径向孔
(12): 轴向孔
(13): 径向孔
(14): 内表面
(15): 外表面
(16): 液体通道
(17): 液体通道
(18): 端口
(19): 密封器件,密封活塞
(20): 液体通道
(21): 阀
(22): 内表面
(23): 外表面
(24): 圆周外表面
(25): 圆周内表面
(26): 汽缸孔,孔
(26a): 压力端口
(27): 接缝
(28): 密封元件
(29): 保护元件
(30): 螺栓
(31): 环形通道
(32): 孔
(33a): 密封元件
(33b): 密封元件
(34): 接缝
(35): 旋入矛状螺钉
(35a): 纵向孔
(35b): 压力端口
(35c): 圆锥形耳轴
(35d): 外螺纹
(35e): 锥形轴
(35f): 扳手平面
(36): 圆锥孔
(36a): 壁
(37): 密封元件
(38): 密封元件
(39): 球形件
(40): 管
(40a): 导管通道
(41): 压力套
(41a): 孔
(42): 压力弹簧
(43): 压力件
(43a): 扳手平面
(43b): 孔
(43c): 外螺纹
(R): 旋转轴