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CN117242272A - 轴毂连接结构和具有轴毂连接结构的制动装置 - Google Patents

轴毂连接结构和具有轴毂连接结构的制动装置 Download PDF

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CN117242272A
CN117242272A CN202280027691.7A CN202280027691A CN117242272A CN 117242272 A CN117242272 A CN 117242272A CN 202280027691 A CN202280027691 A CN 202280027691A CN 117242272 A CN117242272 A CN 117242272A
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CN
China
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shaft
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Application number
CN202280027691.7A
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S·阿肖霍夫
G·费希特纳-普夫劳姆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Original Assignee
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by SEW Eurodrive GmbH and Co KG filed Critical SEW Eurodrive GmbH and Co KG
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Abstract

一种轴毂连接结构和一种具有轴毂连接结构的制动装置，其中，轴具有外齿部，毂具有内齿部，其中，毂利用其内齿部被套装到具有外齿部的轴上，使得外齿部与内齿部啮合，其中，轴具有环形槽、特别是在周向方向上完全地和/或不中断地环绕的环形槽，其中，环形弹簧、特别是弹簧环布置在环形槽中，其中，环形槽特别是居中地形成在外齿部中。

Description

轴毂连接结构和具有轴毂连接结构的制动装置
技术领域
本发明涉及一种轴毂连接结构和具有轴毂连接结构的制动装置。
背景技术
普遍已知的是，在轴毂连接结构中，轴与毂以不能相对转动的方式连接。
作为最接近的现有技术，从DE 10 2011 121 790 A1中已知一种具有减振器的齿式离合器、一种制动器以及一种设备。
从US 4 136 982 A中已知一种对中的连接装置。
从US2 800 800 A中已知一种防震颤装置。
从DE 10 2006 010 656 B3中已知一种具有制动盘的弹簧压力制动器，制动盘在彼此背离的侧上具有摩擦面。
发明内容
因此本发明的目的是，以可低噪声地运行的方式改进轴毂连接结构。
根据本发明，该目的通过在权利要求1中给出的特征实现。
在轴毂连接结构中，本发明的重要特征是，可转动地支承的轴具有外齿部，毂具有内齿部，
其中，毂利用其内齿部被套装到具有外齿部的轴上，使得外齿部与内齿部啮合，
其中，轴具有环形槽、特别是在周向方向上完全地和/或不中断地环绕的环形槽，
特别是其中，轴以不能相对转动的方式与毂连接并且布置成在轴向方向上可相对于毂移动，
其中，环形弹簧、特别是弹簧环布置在环形槽中，
其中，
-环形槽特别是居中地形成在外齿部中，和/或
-沿轴向方向被环形槽覆盖的区域包含在沿轴向方向被外齿部覆盖的区域中。
在此的优点是，借助于环形弹簧实现无间隙的轴毂连接结构，并且由此抑制由于转速波动所引起的噪声。此外，环形弹簧形锁合地被固定在并且由此不可丢失地布置在环形槽中。此外，环形弹簧可夹紧在槽之内并且由此也自身无间隙地布置在环形槽中。由此，环形弹簧也不产生嘎嘎噪声，特别是在转速波动时也不产生嘎嘎噪声。
环形弹簧也可被称为弹簧环。但在轴向方向上的斜度是圆周角的单调上升的函数、特别是线性函数。仅仅环形弹簧的径向距离是圆周角的周期函数。
在一个有利的设计方案中，环形弹簧相对于轴转动轴线的最大径向距离是圆周角的可变函数、特别是周期函数，
特别是其中，在函数的局部最小值处，环形弹簧贴靠在环形槽的槽底处，
特别是其中，函数的局部最大值在周向方向上分别设置在毂的内齿部的两个齿之间。在此的优点是，在将毂推到轴上时，环形弹簧在径向方向上被弹性张紧，并且由此在径向方向上不允许在轴与毂之间有间隙。
在一个有利的设计方案中，环形弹簧由金属丝制成，特别是制成为折弯件，
特别是其中，金属丝的丝直径是恒定的，特别是与圆周角无关，然而特别为圆周角的常值函数。在此的优点是，可实现成本适宜的制造，并且环形弹簧的使用寿命长。此外，也能够实现在高温下运行。因为与橡胶或塑料相比，金属可在显著更高的温度下弹性变形，即特别是可逆地弹性变形。
在一个有利的设计方案中，环形弹簧具有斜度和/或斜角。在此的优点是，环形弹簧弹性地保持在槽壁之间并且由此沿轴向以不可丢失的方式定位。由此，环形弹簧可夹紧在环形槽之内，并且由此也自身无间隙地布置在环形槽中。由此，环形弹簧也不产生嘎嘎噪声，特别是在转速波动时也不产生嘎嘎噪声。
在一个有利的设计方案中，环形弹簧具有随着圆周角的增大而上升的、特别是相对于圆周角成比例地上升的轴向位置，
特别是其中，轴向方向平行于轴的转动轴线。在此的优点是，环形弹簧弹性地保持在槽壁之间并且由此轴向上以不可丢失的方式定位。由此，环形弹簧可夹紧在环形槽之内，并且由此也自身无间隙地布置在环形槽中。由此，环形弹簧也不产生嘎嘎噪声，特别是在转速波动时也不产生嘎嘎噪声。
在一个有利的设计方案中，环形弹簧以弹性张紧的方式布置在环形槽的槽壁之间。在此的优点是，环形弹簧以不可丢失的方式布置。
在一个有利的设计方案中，环形弹簧的两个端部压入环形槽的槽底中。在此的优点是，可实现高的静摩擦以及进而稳定的定位。
在一个有利的设计方案中，毂、特别是毂的内齿部特别是仅仅在其第一轴向端部区域处具有倾斜部/倒角部，
特别是其中，倾斜部设计为，内齿部的净内径、特别是最小净内径在轴向方向上随着与内齿部的第一轴向端部的距离的增大而增大，特别是相对于与内齿部的第一轴向端部的距离成比例地增大。在此的优点是，毂首先在推上方向上穿入，并且随后在继续以轴向定向的方式被推上时，毂滑动到环形弹簧上，从而随后使环形弹簧径向向内弹性变形，即特别是被压到环形槽的槽底上。于是，环形弹簧的由此产生的弹性的弹簧力消除在轴与毂之间的间隙。
在一个有利的设计方案中，内齿部和外齿部分别设计为直齿部。在此的优点是，能够实现沿轴向将轴推到毂上。
在一个有利的设计方案中，内齿部和外齿部分别设计为渐开线齿部。在此的优点是，能够实现成本适宜的且高精度的制造。
在一个有利的设计方案中，环形弹簧在周向方向上覆盖小于360°的圆周角度、特别是在200°至340°之间的圆周角度。在此的优点是，能够实现快速且简单地将环形弹簧插入环形槽中。
在具有轴毂连接结构的制动装置中的重要特征是，轴是制动装置的带动件，毂是制动装置的制动片载体，
其中，轴是空心轴部件。
在此的优点是，制动片载体可低噪声地与轴连接，特别是在运行中出现转速波动时也可低噪声地与轴连接。尽管如此，制动片载体仍布置成可轴向移动，从而在制动器接合或松开时可相应地沿轴向定位制动片载体。
在一个有利的设计方案中，带动件被套装到电机的转子轴上并且以不能相对转动的方式与转子轴连接，
其中，转子轴以能相对于电机的壳体件转动的方式被支承。在此的优点是，不是转子轴自身、而是带动件需要外齿部。在带动件与转子轴之间的不能相对转动的连接优选地可通过成本适宜的键连接建立。
在一个有利的设计方案中，制动装置具有磁体，磁体以不能相对转动的方式与壳体件连接，特别是与电机的法兰件连接，或者与和电机的法兰件以不能相对转动的方式连接的部件连接，
其中，在磁体中接纳有可被通电的线圈，
其中，衔铁片特别是在周向方向上以不能相对转动的方式与磁体连接，并且布置成可相对于磁体轴向移动，特别是借助于与磁体固定连接的、穿过衔铁片的开口的销，
其中，制动片载体特别是在周向方向上以不能相对转动的方式与带动件连接，并且布置成可相对于带动件轴向移动，
其中，衔铁片沿轴向布置在制动片载体与磁体之间，
其中，支撑在磁体处的弹簧元件压到衔铁片上，
其中，制动片载体沿轴向布置在制动面与衔铁片之间。在此的优点是，在电流消失时自动地开始制动作用，并且由此可实现高的安全性。制动器的松开能够通过线圈的通电实现。
在一个有利的设计方案中，在壳体件处形成有制动面。在此的优点是，可实现向环境的有效的制动热排出。
在一个有利的设计方案中，在给线圈通电时，衔铁片克服由弹簧元件产生的弹簧力被拉向磁体，弹簧元件在线圈未被通电时将衔铁片压向制动片载体，从而制动片载体利用其背离衔铁片的一侧压到制动面上。在此的优点是，在电流消失时自动地开始制动作用，并且由此可实现高的安全性。制动器的松开能够通过线圈的通电实现。
在一个有利的设计方案中，制动片载体仅仅在其内齿部的面对衔铁片的轴向端部区域处具有倾斜部。在此的优点是，倾斜部仅仅在设置成用于推上的端部区域处是必要的。
在另一个有利的设计方案中，制动片载体仅仅在其内齿部的背离衔铁片的轴向端部区域处具有倾斜部。在此的优点是，倾斜部仅仅在设置成用于推上的端部区域处是必要的。
在一个有利的设计方案中，倾斜部设计为，内齿部的净内径、特别是最小净内径在轴向方向上随着与内齿部的第一轴向端部的距离的增大而增大，特别是相对于与内齿部的第一轴向端部的距离成比例地增大。在此的优点是，能够实现简单地制造倾斜部，并且弹簧力的径向力分量与轴向位移行程成比例地增大。
另外的优点由从属权利要求给出。本发明不局限于权利要求的特征组合。对于本领域技术人员而言，特别是从目的提出和/或通过与现有技术相比较而提出的目的，可得到权利要求和/或单项权利要求特征和/或说明书特征和/或附图特征的其他合理的组合可能性。
附图说明
现在根据示意图详细说明本发明：
在图1中以斜视图示出特别是制动装置的轴毂连接结构的设计为制动片载体的毂。
在图2中以斜视图从另一视角示出毂。
在图3中示出毂的横截面。
在图4中放大地示出图中的区域。
在图5中以侧视图示出设计为切割的带动件50的轴，在带动件的外齿部51中环形弹簧被接纳在环绕的环形槽中。
在图6中示出横切的轴的俯视图。
在图7中以斜视图示出环形弹簧52。
在图8中示出环形弹簧52的侧视图。
具体实施方式
如在图中示出的那样，轴设计为具有外齿部51，毂被套装到轴上，使得毂的内齿部与外齿部51啮合，并且由此毂可轴向运动，但是在周向方向上形锁合地与轴连接。在外齿部51之内布置有在轴向方向上优选居中地布置在外齿部之内的、在周向方向上完全环绕的环形槽。在环形槽中接纳有环形弹簧52。
环形弹簧52由金属丝制成并且设计为在周向方向上非完全环绕。
环形弹簧52在周向方向上覆盖小于360°的圆周角度、特别是在200°至340°之间的圆周角度。
环形弹簧52具有特别是最大的径向距离，该最大径向距离根据圆周角周期性地变化和/或改变。
沿着环形弹簧52，丝直径基本上恒定。
环形弹簧52具有不为零的斜度，从而环形弹簧的轴向位置随着圆周角度的增大而上升。由此，能够实现在轴向方向上和与轴向方向相反地形成在环形槽处的槽壁之间的弹性夹紧。
此外，环形弹簧52的两个端部径向向内压到环形槽的槽底上，如可在图6中清楚地看到。由此，实现环形弹簧52在轴处的改进的附着。
在以轴向定向的方式将毂利用其内齿部套装到外齿部51上时，在毂处成型出的倾斜部2能够实现内齿部的径向向内伸出的齿滑动到环形弹簧52上。此时，环形弹簧52被径向向内压、特别是压向环形槽的槽底。在此，环形弹簧52被弹性地张紧，并且产生相应地径向向外作用的弹簧力，该弹簧力被引入毂中。
由此，毂与轴在周向方向上形锁合地连接，并且在轴向方向上，轴布置成可相对于毂移动。径向定向的间隙借助于弹性张紧的环形弹簧52消除。
通过环形弹簧52弹性预紧地贴靠在环形槽的两个槽壁处，环形弹簧52无间隙地布置在环形槽中。
在根据本发明的轴毂连接结构的一个示例性的应用方案中，毂设计为可电磁操纵的制动装置的制动片载体1，轴设计为该制动装置的带动件50。
在此，带动件50设计为外啮合的空心轴并且被套装到电机的转子轴上，并且以不能相对转动的方式、特别是借助于键连接与转子轴连接。
带动件50的外齿部优选地设计为滚齿，或者设计为轴向定向的、即具有为零的斜角的渐开线齿部。
被环形弹簧52覆盖的径向范围由被外齿部51的齿覆盖的径向范围所包括。由此，齿沿径向突出于环形弹簧52外。另选地，与齿部相比，在带动件50处的环形槽被径向更深地切入，从而被环形弹簧52覆盖的径向范围与被外齿部51的齿覆盖的径向范围重叠。
倾斜部2仅仅布置在制动片载体1的内齿部的两个轴向的端部区域中的一个处。特别是，由此预设用于将制动片载体1套装到带动件50上的套装方向。
制动片载体1沿轴向在两侧具有制动片。
转子轴借助于轴承可转动地支承，轴承被接纳在与电机的定子壳体连接的法兰件中。
制动装置具有制动面，制动面或者构造在法兰件自身中的一个处，特别是以精加工的方式，或者构造在与法兰件中的第一法兰件连接的部件处。
制动装置的磁体以不能相对转动的方式与该部件或法兰件连接。
在磁体中接纳有优选地设计为环形绕组的线圈。为此优选地，环形的或盆形的凹口形成在磁体中，线圈被插入该凹口中并且被用填料包封。
环形绕组的环形轴线平行于轴向方向。
衔铁片以不能相对转动的方式与磁体连接并且在此布置成可轴向移动。为此优选地，轴向取向的销与磁体连接，销穿过衔铁片的相应的开口。以这种方式，可借助于销将磁体与所述部件或法兰件连接。
衔铁片由铁磁的材料制成。
衔铁片在轴向方向上布置在磁体之间。制动片载体1在轴向方向上布置在制动面与衔铁片之间。
支撑在磁体处的、弹性变形的弹簧元件压到衔铁片上。
由此，在给线圈通电时，衔铁片克服由弹簧元件产生的弹簧力被拉向磁体。由此，释放制动片载体1并且使制动装置被松开。
此外，弹簧元件在线圈未被通电时以远离磁体的方式将衔铁片压向制动片载体，制动片载体由此在其背离衔铁片的一侧上被压到制动面上，并且由此制动装置接合，即，特别是制动装置将制动力矩引入转子轴中。
环形弹簧52也可被称为弹簧环。
在根据本发明的其它实施例中，在倾斜部2中，制动片载体的内齿部的最小径向距离不像在图中示出的示例中那样随着轴向位置线性地增大，而是倾斜部2设计为弯曲的。由此，内齿部特别是在倾斜部的区域中实现更长的使用寿命。
附图标记列表：
1制动片载体
2倾斜部
50 带动件
51 外齿部
52 环形弹簧

Claims (15)

1.一种轴毂连接结构，
其中，轴具有外齿部，毂具有内齿部，
其中，毂利用其内齿部被套装到具有外齿部的轴上，使得外齿部与内齿部啮合，
特别是其中，轴以不能相对转动的方式与毂连接并且布置成在轴向方向上能相对于毂移动，
其特征在于，
轴具有环形槽、特别是在周向方向上完全地和/或不中断地环绕的环形槽，
其中，环形弹簧——特别是弹簧环——布置在环形槽中，
其中，
-环形槽——特别是居中地——形成在外齿部中，和/或
-在轴向方向上被环形槽覆盖的区域由在轴向方向上被外齿部覆盖的区域所包括。
2.根据权利要求1所述的轴毂连接结构，
其特征在于，
环形弹簧具有以轴的转动轴线为基准的最大径向距离，所述最大径向距离是圆周角的可变函数、特别是周期函数，
特别是其中，在函数的局部最小值处，环形弹簧贴靠在环形槽的槽底处，
特别是其中，函数的局部最大值在周向方向上分别设置在毂的内齿部的两个齿之间。
3.根据前述权利要求中任一项所述的轴毂连接结构，
其特征在于，
环形弹簧由金属丝制成，特别是制成为折弯件，
特别是其中，金属丝的丝直径是恒定的，特别是与圆周角无关，特别为圆周角的常值函数。
4.根据前述权利要求中任一项所述的轴毂连接结构，
其特征在于，
环形弹簧具有斜度和/或斜角，
和/或
环形弹簧具有随着圆周角的增大而上升的——特别是相对于圆周角成比例地上升的——轴向位置，
特别是其中，轴向方向平行于轴的转动轴线。
5.根据前述权利要求中任一项所述的轴毂连接结构，
其特征在于，
环形弹簧以弹性张紧的方式布置在环形槽的槽壁之间。
6.根据前述权利要求中任一项所述的轴毂连接结构，
其特征在于，
环形弹簧的两个端部压入环形槽的槽底中。
7.根据前述权利要求中任一项所述的轴毂连接结构，
其特征在于，
毂——特别是毂的内齿部——特别是仅仅在其第一轴向端部区域处具有倾斜部，
特别是其中，倾斜部设计为，内齿部的净内径——特别是最小净内径——在轴向方向上随着与内齿部的第一轴向端部的距离的增大而增大，特别是相对于与内齿部的第一轴向端部的距离成比例地增大。
8.根据前述权利要求中任一项所述的轴毂连接结构，
其特征在于，
内齿部和外齿部分别设计为直齿部，
和/或
内齿部和外齿部分别设计为渐开线齿部。
9.根据前述权利要求中任一项所述的轴毂连接结构，
其特征在于，
环形弹簧在周向方向上覆盖小于360°的圆周角度、特别是在200°至340°之间的圆周角度。
10.一种具有根据前述权利要求中任一项所述的轴毂连接结构的制动装置，
其特征在于，
轴是制动装置的带动件，毂是制动装置的制动片载体，
其中，轴是空心轴部件。
11.根据前述权利要求中任一项所述的制动装置，
其特征在于，
带动件被套装到电机的转子轴上并且以不能相对转动的方式与转子轴连接，
其中，转子轴以能相对于电机的壳体件转动的方式被支承。
12.根据前述权利要求中任一项所述的制动装置，
其特征在于，
制动装置具有磁体，磁体以不能相对转动的方式与壳体件连接，特别是与电机的法兰件连接，或者与和电机的法兰件以不能相对转动的方式连接的部件连接，
其中，在磁体中接纳有能被通电的线圈，
其中，衔铁片——特别是在周向方向上——以不能相对转动的方式与磁体连接，并且布置成能相对于磁体轴向移动，特别是借助于与磁体固定连接的、穿过衔铁片的开口的销，
其中，制动片载体——特别是在周向方向上——以不能相对转动的方式与带动件连接，并且布置成能相对于带动件轴向移动，
其中，衔铁片沿轴向布置在制动片载体与磁体之间，
其中，支撑在磁体处的弹簧元件压到衔铁片上，
其中，制动片载体沿轴向布置在制动面与衔铁片之间。
13.根据前述权利要求中任一项所述的制动装置，
其特征在于，
在壳体件处形成有制动面，
和/或
在给线圈通电时，衔铁片克服由弹簧元件产生的弹簧力被拉向磁体，弹簧元件在线圈未被通电时将衔铁片压向制动片载体，从而制动片载体利用其背离衔铁片的一侧压到制动面上。
14.根据前述权利要求中任一项所述的制动装置，
其特征在于，
制动片载体仅仅在其内齿部的面对衔铁片的轴向端部区域处具有倾斜部，
或者
制动片载体仅仅在其内齿部的背离衔铁片的轴向端部区域处具有倾斜部。
15.根据前述权利要求中任一项所述的制动装置，
其特征在于，
倾斜部设计为，内齿部的净内径——特别是最小净内径——在轴向方向上随着与内齿部的第一轴向端部的距离的增大而增大，特别是相对于与内齿部的第一轴向端部的距离成比例地增大。
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