用于形成连接件的方法以及连接件技术

本发明专利技术涉及一种用于形成连接件的接触面（６、６ａ、６ｂ）和相对接触面（７、７ａ、７ｂ）的方法，其中所述连接件由至少两个构件组成，用于将压力负载从第一构件（１）传递向至少一个第二构件（２、２ａ、２ｂ）。为了降低在压力负载发生的局部应力峰值，建议将第一构件（１）的几何支撑面（３）和第二构件（２、２ａ、２ｂ）的几何支撑面（４）的重叠区域（５）在其几何层面上设定为第一构件的接触面（６、６ａ、６ｂ）和第二构件的相对接触面（７、７ａ、７ｂ），接触面和相对接触面完全互相重叠，并且从所设定的接触面和相对接触面的边缘开始，形成凹槽，第一和第二构件的支撑面上的那些接触面和相对接触面以外的区域与接触面和相对接触面在空间上偏离。本发明专利技术还涉及一种根据本方法生产的连接件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于形成连接件的接触面和相对接触面的方法，该连接件由至少两个构件组成，用于将压力负载从第一构件传递向至少一个第二构件。本专利技术还涉及一种采用本专利技术的方法形成的连接件，该连接件由两个构件组成，用于将压力负载从第一构件传递向第二构件，其中第一构件的接触面与第二构件的相对接触面邻接。
技术介绍
本专利技术这种类型的连接件特别适用于将力(例如支撑力)或者力矩特别是扭矩从第一构件传递向第二构件。一个可行的实施例是轴-轮毂连接，轮毂以压座或收缩座固定在轴上。根据另一实施例，其中一个构件是施压构件，例如压力塞、旋压螺母或者中压缸的活塞杆，另一个构件是支撑元件，例如是框或者类似构件，与所施加的压力反作用。在轧机架中，第一构件例如可以形成为轧机架支柱，第二构件例如可以形成为被支撑在轧机架支柱上的具有丝杠的螺母。特别在轴-轮毂连接的情况中，从实际损害状况和实验测试结果可知，压力连接上的张力和压力分布具有很高的应力峰值且特别是压力连接的端面附近的压力远远高于分离面的中间区域。这些压力会导致构件在边缘区出现损坏，从而导致塑性变形和出现裂缝，在严重情况下会出现永久性损坏。这些破坏性应力峰值是由于较小的制造上的失误和工作负载下的弹性变形造成的。在Franz G.Kollmann的手册“Welle-Nabe-Verbindung Gestaltung Auslegung Auswahl”(轴-轮毂连接、结构、设计和选择，Springer Verlag 1984，p.50-59和72-80)中谈到这些接合压力中的局部的有限偏差和边缘上的额外应力峰值，并用多个轴-轮毂连接的实施例说明形成方法对接合压力的影响。这本手册的对形成方法的指南非常多。除了建议注意根据DIN标准的峰-谷高度和形状和位置容限外，还有一个建议涉及设计具有预设渐变半径的轴肩。但是，这个对形成方法的建议也不是很有效。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是避免现有连接件的上述缺点和提供一种用于形成连接件的接触面和相对接触面的方法，其中，压力负载能够保持基本不变，特别是能够很大程度上避免接触面的边缘区域上的应力峰值。本专利技术的又一目的是大幅提高连接件的疲劳强度和有效避免永久性损坏。根据开始提到的那种类型的方法，该目的通过如下方式实现第一构件的几何支撑面和第二构件的几何支撑面的重叠区域在几何层面上设定为第一构件的接触面和第二构件的相对接触面，接触面和相对接触面完全互相重叠，并且从所设定的接触面和相对接触面的边缘开始，形成凹槽，第一和第二构件的支撑面上的那些接触面和相对接触面以外的区域与接触面和相对接触面具有空间上的偏离。第一和第二构件的支撑面理解为表示将被互相挤压的两个构件的无边缘连续的平面或空间曲面，所述的面包含在根据本专利技术的方法形成或限定之前的第一构件的接触面和第二构件的相对接触面。每个支撑面的部分区域的几何形状可以对应于接触面，其中两个支撑面之一也可以完全对应于所限定的接触面。相对的支撑面的重叠区域内的两个平坦或曲状接触面的界定决定了那些在后来必须确保力或转矩的传递的面。通过以优选方式形成的凹槽，每个接触面被相对于支撑面的延伸出部分而界定。在接触面和相对接触面的所有边界(边缘)制作凹槽，即形成凹槽面，从而确保应力峰值大幅降低或甚至避免。与接触面和相对接触面连接的凹槽形成为凹槽面，其在接触面和相对接触面的切线上分别与接触面和相对接触面近似正交并且以及对于其他支撑面形成为切口。在此的切口理解为是倒圆。凹槽面完全界定了相对于两个构件的其他表面的接触面和相对接触面，并且围绕接触面或相对接触面形成封闭的环形区。由于凹槽面的切线与相关接触面基本正交，所以连接接触面和相对接触面的两个凹槽面形成一个空间弯曲的凹槽面。由于存在与接触面正交的起始于接触边缘的凹槽面，在接触边缘上一直存在的高应力集中问题得到解决，并减轻为凹槽面的切口应力问题，这能够通过一般计算软件得到优化。凹槽或凹槽面可以设计为其轮廓的剖面近似为椭圆或椭圆拱的一部分。与基于固定倒圆半径的凹槽面相比，我们建议凹槽面的剖面曲线的半径逐步减小然后再增大，从而同样实现使构件的应力峰值达到最小。考虑到制造时的经济问题，凹槽面的一般切口形状可以采用最新优化软件通过一系列弧线和直线近似形成。在由三个构件组成的连接件中，其中力或力矩传递发生在第一构件与另两个构件之间且三个构件被组装成沿直的或弯曲的接触线互相接触，这样在构件中特别是在这个接触线的外围区域会出现高压力和抗压力峰值。在这些状况下，如果沿共同的接触线形成凹槽面，则能够大幅平衡应力性能，其中如果接触线是曲线时则形成封闭的环状空间，如果是直线则形成凹槽通道，其剖面是封闭的且在纵向上围绕接触线。另一个在接触面和相对接触面上平衡相接合构件上的负载的方法是在接触面或相对接触面中的至少一个上设有弧面。根据负载情况和需要，弧面延伸至整个接触面或相对接触面或者延伸至这两个接触面之一的部分区域。如果接触面或相对接触面的弧面的轮廓形成为其至少一个剖面至少具有部分凸起和渐变曲线，则在接触面或相对接触面上的弧面可以采用其他有利于应力平衡的设计。用于有效改善应力分布的另一可行设计是使接触面或相对接触面的弧面的轮廓的至少一个剖面由至少两个渐变曲线段形成，其中至少一个曲线段设为凸起曲线外形，渐变性设置在与过渡点相邻的曲线段上。在本实施例的开发中，接触面或相对接触面的弧面的轮廓由三个曲线段形成，中间曲线段由直线形成以及相邻曲线段由凸起曲线形成。同样，为了达到均匀应力分布，可以将接触面或相对接触面的弧面的轮廓的至少一个剖面形成为具有双凸起且优选为对称外形的曲线。为了传递转矩，具有接触面的第一构件和具有相对接触面的第二构件形成收缩接合。这优选应用于轴-轮毂连接，其中第一构件为可驱动轴，第二构件为转矩传递元件，例如齿轮、摩擦轮、驱动轮等。在滚轧技术的特殊应用上，第一构件为具有设置在其十字头中间的盲孔的轧机架支柱，第二构件为被轴向地支撑在盲孔上的具有丝杠的旋压螺母。采用根据本专利技术的方法，本专利技术包括由至少两个构件组成的连接件，用于将压力负载从第一构件传递向至少第二构件，第一构件设有与第二构件的相对接触面相邻接的接触面。这种连接件的特征在于接触面和相对接触面完全互相重叠并且从接触面和相对接触面的所有边缘开始设有凹槽或凹槽面。优选地，接触面或相对接触面中的至少一个具有弧面，其延伸至接触面之一的整个区域或者延伸至接触面的至少一部分区域。两个构件的接触表面上的弧面与在工作状态下被互相挤压处于相对位置上的所述接触面是同样可行的。接触面和相对接触面上的凹槽形成为凹槽面，其在接触面和相对接触面上的切线分别与接触面和相对接触面近似正交以及在空间弯曲的凹槽面的情况下形成为切口。这些切口设有特殊的轮廓，以确保使应力峰值达到最小。因此，凹槽或凹槽面的轮廓的一个剖面由椭圆或椭圆拱的一部分近似组成。在由三个构件组成的连接件中，其中构件沿共同的接触线互相接触，设有凹槽面或凹槽通道，凹槽面形成封闭的环状空间，凹槽通道的剖面是封闭的且在其纵向上围绕接触线。环状空间的剖面轮廓或者具有封闭剖面的凹槽通道的剖面轮廓由曲线形成。接触面或相对接触面的弧面的轮廓形成为其至少一个剖面至少具有部分凸起和渐变曲线。或者接触面或相对接触面的弧面的轮廓的至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成连接件的接触面（６、６ａ、６ｂ）和相对接触面（７、７ａ、７ｂ）的方法，所述连接件由至少两个构件组成，用于将压力负载从第一构件（１）传递向至少一个第二构件（２、２ａ、２ｂ），其特征在于，第一构件（１）的几何支撑面（３）和第二构件（２）的几何支撑面（４、４ａ、４ｂ）的重叠区域（５）在其几何层面上限定为第一构件的接触面（６、６ａ、６ｂ）和第二构件的相对接触面（７、７ａ、７ｂ），其中接触面和相对接触面完全互相重叠，并且从所限定的接触面和相对接触面的边缘开始，形成凹槽，其中第一和第二构件的支撑面上的那些接触面和相对接触面以外的区域与接触面和相对接触面在空间上偏离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡尔迈尔霍费尔，鲁多夫格鲁伯，
申请(专利权)人：西门子VAI金属技术两合公司，
类型：发明
国别省市：AT[奥地利]