摩擦配合的連接和用于提高轉(zhuǎn)矩和/或橫向力的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于摩擦配合地、傳遞轉(zhuǎn)矩和/或橫向力地連接兩個機械元件的裝置。此外，本發(fā)明涉及一種用于提高通過兩個機械元件的摩擦配合的傳遞轉(zhuǎn)矩和/或橫向力的連接可傳遞的轉(zhuǎn)矩和/或通過摩擦配合的連接可傳遞的橫向力的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由現(xiàn)有技術(shù)已知機械元件的不同連接，其具有傳遞轉(zhuǎn)矩或橫向力負載的任務(wù)。除了形狀配合的連接之外，在機械結(jié)構(gòu)中常常運用摩擦配合的連接。可傳遞的扭轉(zhuǎn)力矩在此取決于摩擦面的直徑D、其與旋轉(zhuǎn)軸線或扭轉(zhuǎn)軸線的距離以及作用在那里的法向力Fn和在該部位處的摩擦值μ。
[0003]由實踐已知，在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中后來才可證實存在用于現(xiàn)有的用于傳遞轉(zhuǎn)矩或橫向力負載的摩擦配合的連接的應(yīng)用情況，而現(xiàn)有結(jié)構(gòu)未充分設(shè)計用于其。在此產(chǎn)生技術(shù)問題，如果改變摩擦面的直徑D、作用在那里的法向力^和摩擦值(摩擦系數(shù))μ同時不可能(因為不應(yīng)改變現(xiàn)有結(jié)構(gòu))可如何提高通過摩擦配合的連接可傳遞的轉(zhuǎn)矩或橫向力負載。
[0004]接下來作為本發(fā)明的所強調(diào)的應(yīng)用以商用車的傳動系的兩個借助于螺栓摩擦配合地連接的殼體件為例來闡述技術(shù)問題。
[0005]圖1A顯示了組件100的前視圖，其包括作為可自由振動的變速器單元、也就是說僅支撐在發(fā)動機側(cè)的變速器單元的部分的離合器罩(Kupplungsglocke) 10和作為商用車的傳動系的發(fā)動機單元的部分的飛輪殼體20。圖1B以縱剖面顯示了由現(xiàn)有技術(shù)已知的圖1A的組件。
[0006]在離合器罩10的內(nèi)腔14中布置有傳動件而在飛輪殼體20的內(nèi)腔24中布置飛輪，其然而為了簡化圖示且為了說明問題未被示出。在圖1B的圖示中，發(fā)動機單元(未示出)在左邊聯(lián)接到飛輪殼體20處。以虛線2表示曲軸2的中軸線，其在由箭頭標(biāo)記的方向上旋轉(zhuǎn)。
[0007]在該示例中，這兩個殼體件10、20通過八個螺栓I相互旋擰。對此，離合器罩10在連接區(qū)域中具有法蘭區(qū)域，其構(gòu)造為環(huán)形地圍繞的凸緣11。飛輪殼體20具有與此對應(yīng)的環(huán)形地圍繞的凸緣21。在離合器罩10和飛輪殼體20的相對的且構(gòu)造為摩擦面的分離面lla、21a處，這些摩擦面lla、21a被由螺栓I產(chǎn)生的預(yù)緊力相互壓緊，從而在分離面處產(chǎn)生摩擦配合的連接。
[0008]以附圖標(biāo)記21b和Ilb表示殼體壁，其在離合器罩10和飛輪殼體20的連接的狀態(tài)中相對而置、但是不直接相互接觸。
[0009]在車輛運行中，由發(fā)動機和變速器構(gòu)成的整個單元遭受非常高的扭轉(zhuǎn)負荷，尤其因為10:1或15:1的變速器傳動比是常見的。在此，以取決于發(fā)動機力矩與相應(yīng)傳動比的乘積的高的反應(yīng)力矩來加載自由振動的變速器單元。
[0010]在實踐中顯示出，例如在建筑工程車輛中在油門全開的情況中且在滿負載的狀態(tài)中可出現(xiàn)峰值力矩，其導(dǎo)致由于產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩變速器相對于發(fā)動機滑轉(zhuǎn)或者螺栓I可被高扭轉(zhuǎn)負載損壞。
[0011]上面已提及，通過在分離面Ila和21a處的摩擦配合可傳遞的扭轉(zhuǎn)負載取決于摩擦面的直徑D、其與曲軸2的平均距離、作用在那里的法向力FjP在摩擦面處的摩擦值μ。在現(xiàn)有的不再能改變的結(jié)構(gòu)中，這些參數(shù)不再能改變，從而產(chǎn)生該技術(shù)問題，即盡管如此可如何來改進現(xiàn)有裝置100使得這兩個殼體件10、20的摩擦配合的連接經(jīng)受住更高的扭轉(zhuǎn)負載。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]因此本發(fā)明的目的是提供一種用于摩擦配合地、傳遞轉(zhuǎn)矩和/或橫向力地連接兩個機械元件的改進的裝置，利用其可避免傳統(tǒng)的摩擦配合的連接的缺點。本發(fā)明的目的尤其是將現(xiàn)有的用于摩擦配合地、傳遞轉(zhuǎn)矩和/或橫向力地連接兩個機械元件的裝置改進成使得可提高利用該裝置可傳遞的橫向力或轉(zhuǎn)矩。本發(fā)明的另一目的是提供一種用于提高通過兩個機械元件的摩擦配合的傳遞轉(zhuǎn)矩和/或橫向力的連接可傳遞的轉(zhuǎn)矩和/或橫向力的方法。
[0013]該目的通過具有相應(yīng)的獨立權(quán)利要求的特征的裝置和方法來實現(xiàn)。本發(fā)明的有利的實施形式和應(yīng)用是從屬權(quán)利要求的內(nèi)容并且在接下來的說明中部分地參照附圖來詳細闡述。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的用于摩擦配合地、傳遞轉(zhuǎn)矩或者說扭轉(zhuǎn)力矩和/或橫向力地連接兩個機械元件的裝置具有第一機械元件和第二機械元件以及至少一個第一固定件，利用第一固定件可產(chǎn)生預(yù)緊力，該預(yù)緊力將第一機械元件和第二機械元件的相對的且構(gòu)造為摩擦面的分離面相互壓緊以傳遞轉(zhuǎn)矩。該至少一個第一固定件可以是可松開的固定件、例如螺栓。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的通常的方面，該裝置此外具有用于提高可傳遞的轉(zhuǎn)矩的至少一個附加元件，其固定在第一機械元件處和在第二機械元件處，其中，該至少一個附加元件在第一機械元件處的固定在利用該至少一個第一固定件的預(yù)緊力的情況下摩擦配合地實現(xiàn)。
[0016]優(yōu)選地，附加元件在相對于旋轉(zhuǎn)軸線的切向上剛性地來實施。因此，附加元件在第一機械元件處被固定成使得附加元件在第一機械元件處的摩擦配合的連接吸收轉(zhuǎn)矩負荷或橫向力負載的一部分。根據(jù)本發(fā)明，該至少一個固定件的預(yù)緊力、也就是說法向力因此不僅作用在第一構(gòu)件與第二構(gòu)件之間的分離面處、而且作用在第一機械元件與該至少一個附加元件之間的接觸面或摩擦面處。
[0017]通過平行于扭轉(zhuǎn)負載的作用路徑引入一個或多個這樣的附加元件，可多重地利用該至少一個第一固定件的預(yù)緊力并且提高可傳遞的扭轉(zhuǎn)力矩。由此得到可傳遞的轉(zhuǎn)矩的提升，即現(xiàn)在須克服這些附加的摩擦接觸的總和直到實現(xiàn)第一機械元件相對于第二機械元件的不期望的旋轉(zhuǎn)。
[0018]本發(fā)明的特別的優(yōu)點因此在于，可提高通過在第一機械元件與第二機械元件之間的摩擦配合的連接可傳遞的轉(zhuǎn)矩或橫向力負載，而不必改變在第一機械元件與第二機械元件之間的摩擦配合的連接本身，也就是說在第一和第二機械元件之間的摩擦面的直徑D保持不變、法向力Fn保持不變且摩擦面的摩擦值(摩擦系數(shù))μ保持不變的情況下。
[0019]根據(jù)優(yōu)選的第一設(shè)計形式，該至少一個附加元件借助于至少一個第二固定件摩擦配合地固定在第二機械元件處，其中，可由該至少一個第二固定件產(chǎn)生的預(yù)緊力大致垂直于可由該至少一個第一固定件產(chǎn)生的預(yù)緊力。這提供該優(yōu)點，即能夠平衡可能的公差。第二固定件可實施為螺栓。
[0020]根據(jù)該第一設(shè)計形式，該至少一個附加元件可具有L形的橫截面。在此，該構(gòu)造的較短的邊腿用于與第一構(gòu)件摩擦配合地連接而較長的邊腿用于搭接第一機械元件和第二機械元件的分離面且用于固定在第二機械元件處。
[0021]此外，在本發(fā)明的范圍中存在該可能性，即第一機械元件或第二機械元件的相對的且構(gòu)造為摩擦面的分離面分別構(gòu)造為第一或第二構(gòu)件的法蘭的部分。
[0022]根據(jù)第二設(shè)計形式，第一機械元件或第二機械元件的相對的且構(gòu)造為摩擦面的分離面又分別構(gòu)造為第一或第二構(gòu)件的法蘭的部分。根據(jù)第二設(shè)計形式，該至少一個附加元件構(gòu)造成與法蘭形狀匹配并且至少在部分區(qū)域中夾子式地包圍法蘭。對此，為了夾子式地包圍法蘭區(qū)域，附加元件優(yōu)選地可具有U形的橫截面。
[0023]根據(jù)第二設(shè)計形式，連接元件在第二機械元件處的固定可在利用該至少一個第一固定件的預(yù)緊力的情況下摩擦配合地實現(xiàn)。這意味著，在利用相同的固定件的預(yù)緊力的情況下附加元件不僅在第一機械元件處而且在第二機械元件處摩擦配合地布置，由此雙重地利用了預(yù)緊力。
[0024]假如該至少一個第一固定件實施為螺栓，此外對此可設(shè)置有螺母，或者該至少一個附加元件可具有螺母螺紋(Muttergewinde)。
[0025]在該第二設(shè)計形式的有利的變體中，該至少一個附加元件在預(yù)緊力的方向上柔性地而在相對于待傳遞的轉(zhuǎn)矩和/或扭轉(zhuǎn)負載的旋轉(zhuǎn)軸線的切向上剛性地來實施。由此可平衡在螺栓的法向力的方向上或在預(yù)緊力的方向上的公差，由此使夾子形的附加元件易于安裝并且同時可保證，附加元件能夠可靠地吸收出現(xiàn)的扭轉(zhuǎn)負載。
[0026]此外存在該可能性，即法蘭構(gòu)造為環(huán)形地圍繞的凸緣。
[0027]附加元件可以是板件。板件可成本有利地且靈活地以不同的形式來制造，以便由此能夠使附加元件與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)相匹配。
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