用于对机械元件进行轴向预加载的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于对设置于壳体中的机械元件进行轴向预加载的装置，所述装置包括环形的、在横截面中具有开口空心廓型的钢质弹簧，在所述钢质弹簧上至少在一侧形成有一抵靠在所述机械元件上的、具有轴向支承面的环形凸缘，其中所通过一止动件朝向所述机械元件对所述钢质弹簧施加一超过出现的工作载荷的力。通过以下方式实现一种在提供有效的公差补偿的同时确保高预载力的、构造简单的装置：所述钢质弹簧（２２）以具有基本上均匀的半径Ｒ１的、旋转对称的半圆形部段（２２ａ）间接地或直接地通过一较小的半径Ｒ２过渡到环形凸缘（２２ｃ）。

【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根据权利要求1的前序部分所述的、用于对机械元件进行轴向预加载/预加应力/预紧的装置。
技术介绍
例如US 4,798,560结合用于机动车车轮的车轮轴承公开了这种类型的装置。在此，在轮毂支架和法兰轴之间通过一环形的、在横截面中大致呈V形的钢质弹簧和一嵌入的卡环将双列滚动轴承的内圏预压紧到法兰轴的环形凸缘/轴环/台肩上。因此卡环可以补偿制造公差，必要时在保持相对均匀的预载的情况下补偿安装过程。不言而喻，预载必须大于出现的最大工作载荷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于实现一种开头所述类型的装置，所述装置利用简单的结构在高预载值下实现较大的公差补偿，进而提供广泛的应用领域。作为所述机械元件例如可考虑高负荷的滚动轴承或者膜片式离合器。根据本专利技术，所述目的利用权利要求1所述的特征来实现。本专利技术的有利的改进方案可以从其它权利要求中获悉。根据本专利技术提出，钢质弹簧以一具有基本上均匀的半径Rl的、旋转对称的半圆形部段间接地或直接地通过较小的半径R2过渡到环形凸缘。钢质弹簧的这种设计方案利用经半径R2向环形凸缘的有利过渡而产生尽可能均匀的应力分布(Spannungsverlauf)，所述环形凸缘抵靠在待预加载的机械元件上。半圆形部段可以呈弧形地以具有较小的不同半径Rl的多个连续相切的过渡部延伸，必要时根据比例数/传动比(Verhaitniszahl)来确定。在本专利技术的另一^:计方案中，在所述半圆形部段和环形凸缘的半径R2之间可以设置一与垂直线成一特定角度Wl的线性过渡区域，所述特定角度\￥1在+-10度之间、特别是大致+ 5度，所述过渡区域相切地过渡到与之相邻的半径Rl、 R2。这有助于可以实现具有均匀存在的压缩应力的更有利的应力分布。此外，为了获得可靠定心，可以在钢质弹簧上形成与环形凸缘轴向相对的装配凸缘，所述装配凸缘利用一支承面抵靠在止动件上，其中具有半径R4的装配凸缘间接地或直接地过渡到钢质弹簧的半圆形部段中。在此可以在半圆形部段和装配凸缘的半径R4之间同样设置有一线性过渡区域，所述线性过渡区域相对于垂直线成一角度W2，该角度W2在+ 5度至+ 15度之间，所述过渡区域相切地过渡到与之相邻的半径R2和R4，另外具有应力加载均匀的优点。当在钢质弹簧上应用待嵌入的卡环时，轴向取向的装配凸缘在其外周上具有朝向钢质弹簧的过渡区域或半圆形部段的阶梯成型部，所述过渡区域或半圓形部段以有利的方式用于放置装配装置。以有利的方式，钢质弹簧的壁厚度T至多15%不同，优选是不变的。壁厚度的较小偏差例如可能由于制造方法或由于弯曲过程而特别是在半径R2和R4的区域中形成。此外，在环形凸缘的外周上的阶梯成型部中，壁厚度T在半径R4的区域中的最窄横截面不小于60%,以避免在这个区域中出现不允许的应力。特别有利地，所述钢质弹簧在结构上在其长度、壁厚度和/或强度方面设计成使得所述钢质弹簧在安装时能在弹性/塑性区域中变形，其中装配力必须大于预载力，所述预载力必须大于出现的工作载荷。这种当然是在一限定为很窄的范围内引起的塑性变形实现了 在限定预载值的情况下进一步增大通过钢质弹簧进行的公差补偿。机械元件可以优选是双列滚动轴承，所述滚动轴承设置在传动机构壳体中并具有两个轴承内圏，所述轴承内圏一方面轴向地抵靠在固定于轴上的构件上，另一方面通过钢质弹簧和止动件进行轴向预加载。在这种高负载类型的滚动轴承中，通过钢质弹簧不仅在补偿安装外观(Setzerscheimmg)、启动过程、轴承磨损等的情况下补偿轴承预载，而且还吸收总的工作载荷。最后提出所述止动件是一可插入轴的环形槽中的卡环，所述卡环在安装简单且制造技术费用低的情况下形成可靠的轴向固定。止动件却例如还可以是拧到所述轴上螺母。附图说明下面利用其它细节详细阐述本专利技术的实施例。在示意图中图1示出了用于在带有锥齿轮的轴和传动机构壳体之间利用环形的钢质弹簧和卡环来对双列滚动轴承进行预加载的装置；图2示出了根据图l所示的钢质弹簧的放大图；和图3示出了根据图l和图2所示的钢质弹簧的力-位移图。具体实施例方式在图1中示出了以IO标注的用于对机械元件进行预加载的装置，该装置在此用于在一仅部分示出的传动机构壳体14与一带有锥齿轮16的轴18之间对双列滚动轴承或径向推力球轴承12进行预加载。球轴承12的轴承外圏12a被装入在传动机构壳体14的孔14a中，并且沿轴向一方面保持在环形凸缘14b上，另 一方面由嵌入的卡环20保持。球轴承12的两个轴承内圏12b、 12c被压a轴18上，其中轴承内圏12b抵靠在锥齿轮16的径向表面16a上，而第二轴承内圏12c通过一环形的、旋转对称的钢质弹簧22和一嵌入轴18的环形槽18a中的卡环24沿轴向、在预加载的情况下保持。由钢质弹簧22施加的预载通过分开的轴承内圏12b、 12c传递到具有装入的球12d的径向推力球轴承12上并且确保了无间隙的、处于预载下的支承结构，所述两轴承内圏之间具有一环形隙部。根据图2，钢质弹簧22包括一具有半径Rl的半圆形部段22a,所述 部段在滚动轴承侧通过一线性过渡区域22b以及反向的半径R2和R3过渡 到环形凸缘22c。所述环形凸缘22c利用径向支承面22ca抵靠在球轴承12 的轴承内圏12c上。半圆形部段22a还可以设计成具有不同的较小半径Rl的弧形，所述 半径相切地彼此过渡，必要时通过比例数来确定。此外，钢质弹簧22的半圆形部段22a同样通过一线性的过渡区域22d 并且通过反向的半径R4过渡到重新轴向取向的装配凸缘22e，所述装配凸 缘在安装状态下利用径向延伸的支承面22ea支承在卡环24上。装配凸缘中。由此实现了用于套筒形装配工具(未示出)的、环形的且平的支承面 以用于有利地引入高装配力。过渡区域22b和22d设计成分别以-3度的角度Wl和+10度的角度 W2倾斜于相对于轴18的旋转轴线(垂直)的垂直线(参见图2)，并且 分别相切地进入相邻区域或半径R1、 R2、 R3和R1、 R4中。钢质弹簧22的壁厚度T设计成恒定的，但于由于在装配凸缘22e上、 在22f处的阶梯状结构，横截面缩小了壁厚度T的大致20%。此外在本实施例中，环形凸缘22c和装配凸缘22e的内径大小不同， 以确保钢质弹簧22在轴18上以及轴18的直径也不同的轴部段18b、 18c (图1)上的精确定心。图3示出了钢质弹簧22的力-位移图或者其预载曲线。关于钢质弹簧 22的位移s绘出(相应的)预载力F。在此水平的虛线F2表示所出现的、由钢质弹簧22支持的最大工作力。关于位移s连续升高的线Fl是随着钢质弹簧22的逐渐增加的压缩而 施加的预载力，所述预载力在一种结构性设计中仅在弹性区域中具有特征 曲线Fl、 Fl.l (随后以虛线示出的分支线)。预载力Fl、 Fl.l连续升高 直到超出垂直画出的线E。线E表示钢质弹簧22的最终装配状态，在所述最终装配状态中所述钢质弹簧在嵌入卡环24之后相应地支承。在这种状态 中，(相应在线E上)实现预载力FO,所述预载力必须明显地大于F2。如果钢质弹簧22在结构方面如此设计，使得所述钢质弹簧在安装中在 塑性变形区域中被加载以装配力F3，以补偿在装置10内部的较大的制造 公差，则形成以实线画出的根据F1、 F1.2的力-位移特征曲线。如图所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对在壳体（１４）中设置的机械元件（１２）进行轴向预加载的装置，所述装置包括一环形的、在横截面中具有开口空心廓形的钢质弹簧（２２），在所述钢质弹簧上至少在一侧形成有一抵靠在所述机械元件（１２）上的、具有轴向支承面的环形凸缘（２２ｃ），其中通过一止动件（２４）朝向所述机械元件（１２）对所述钢质弹簧（２２）施加一超过出现的工作载荷的力ＦＯ，其特征在于，所述钢质弹簧（２２）以具有基本上均匀的半径Ｒ１的、旋转对称的半圆形部段（２２ａ）间接地或直接地通过较小的半径Ｒ２过渡到所述环形凸缘（２２ｃ）。

【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：S鲁斯特博格，F福尔许特，K森，
申请(专利权)人：奥迪股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]