Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Vorrichtung wie einen Motor oder eine Pumpe, die ein erstes Stück, das aus einem Teil des Gehäuses, in dem ein Zylinderblock angeordnet ist, und ein zweites Stück aufweist, das an diesem ersten Stück befestigt ist, wobei die Vorrichtung ein System zur Rotationsverbindung der beiden Stücke aufweist, derart, dass der Durchgang eines Moments zwischen diesen Stücken möglich ist, wobei letztere jeweils eine Kontaktseite aufweisen, wobei die beiden Kontaktseiten gegeneinander gehalten werden durch Mittel, die eine axiale Spannung ausüben, wobei das System wenigstens zwei Anordnungen zur Rotationsverbindung aufweist, die jeweils zwei ausgerichtete Bohrungen, die jeweils in jedem der beiden Stücke ausgeführt sind und sich in ihre jeweiligen Kontaktseiten öffnen, sowie ein Scherelement aufweisen, das sich in diese Bohrungen erstreckt, wobei die Scherelemente geeignet sind, die durch das übertragene Moment erzeugten Scherbeanspruchungen aufzunehmen.

Bei hydraulischen Motoren oder Pumpen umfasst das Gehäuse im Allgemeinen mehrere Teile, die individuell gefertigt und untereinander zusammengefügt sind. Dieses Zusammenfügen muss den Durchgang eines Moments ermöglichen. Beispielsweise weist das Gehäuse eines hydraulischen Motors ein Nockenteil, dessen innerer Rand gewellt ist, um mit den Kolben des Zylinderblocks zusammenzuwirken, und ein Teil, den sog. Verteilerdeckelteil, auf, das um den inneren Verteiler angeordnet ist, der das Fluid an die Zylinder des Zylinderblocks verteilt. Diese beiden Teile müssen untereinander so befestigt sein, dass sie hinsichtlich Rotation perfekt miteinander verbunden sind. Im Falle eines festen Gehäuses ist im Allgemeinen das Verteilerdeckelteil an einem festen Stück, wie dem Gestell eines Fahrzeugs, befestigt und das Nockenteil muss perfekt an diesem Deckelteil befestigt sein, ohne dass es sich drehen kann, da die Rotation des Zylinderblocks bezüglich der Nocke den Betrieb des Motors bedingt. In diesem Fall ist es das Moment, das zwischen dem Verteilerdeckel und dem Nockenteil übertragen wird, das dem Motormoment widersteht.

Im Übrigen sind einige hydraulische Motoren mit Bremssystemen versehen, die in einem Gehäuseteil, dem sog. Bremsdeckel, angeordnet sind. Dieses Teil ist an einem anderen Teil des Gehäuses befestigt, beispielsweise dem Verteilerdeckel und es muss hinsichtlich Rotation damit perfekt verbunden sein, um das Bremsmoment zu übertragen.

Im Falle eines Motors mit drehendem Gehäuse müssen das Motormoment oder das Bremsmoment auch zwischen den zusammengefügten Teilen des Gehäuses übertragen werden.

Es ist bekannt, die verschiedenen Gehäuseteile eines hydraulischen Motors durch Schrauben zu verbinden. Diese Schrauben ermöglichen es, die Kontaktseiten der zusammengefügten Gehäuseteile gegeneinander zu drücken. So wird ein Teil des Moments, das zwischen diesen Stücken übertragen werden muss, durch die Reibungskräfte zwischen den beiden Kontaktseiten übertragen.

Im Allgemeinen sind die Reibungskräfte proportional zu den axialen Druckspannungen der Kontaktseiten gegeneinander. Bei vielen Anwendungen würde die Tatsache, dass versucht wird, das Moment zwischen den untereinander befestigten Teilen nur durch die Reibungskräfte zu übertragen, extrem hohe axiale Druckspannungen nötig machen, die eine entsprechende Dimensionierung der Schrauben zur Befestigung der Stücke und dieser Stücke selbst obligatorisch machen würde. Bei vielen Anwendungen ist dies nicht realisierbar, so dass man auf Scherelemente zurückgreift, die die Übertragung der größeren Momente ermöglicht unter Einhaltung eines begrenzten Platzbedarfs der Vorrichtung.

Bei den bekannten Vorrichtungen, z. B. US-A-3 844 198, sind diese Scherelemente durch zylindrische Bolzen gebildet, die in zwei zylindrische Bohrungen eingreifen, die gegenüber in den Kontaktseiten der beiden Stücke liegen. Diese Bolzen und diese Bohrungen müssen sehr präzise dimensioniert sein, da selbst ein sehr geringes Spiel zwischen den Bolzen und Bohrungen eine leichte Verschiebung im Winkel zwischen den beiden Stücken ermöglichen, jeweils Bewegungen zwischen den beiden Stücken erzeugen, der Übertragung des Moments abträglich und eine vorzeitige Abnutzung begünstigen könnte. Wenn der Motor oder die Pumpe reversibel ist, d.h. dass ihr Rotor bezüglich seinem Stator in zwei entgegengesetzte Richtungen drehen kann, können die Spiele und die jeweiligen Bewegungen zwischen den beiden Stücken noch weniger toleriert werden, da die mit der Rotation in einer Richtung verbundenen, eventuellen Verformungen, d.h. beim Durchgang des Moments in einer Richtung, jeweils Spiele und Bewegungen, die der Transmission des Moments in die andere Rotationsrichtung schaden würden, begünstigen könnten. Die Risiken einer vorzeitigen Abnutzung sind noch größer.

Es ist auch noch festzustellen, dass bei diesen Systemen die Positionierungen der Bohrungen extrem präzise sein müssen, damit die beiden Bohrungen jeder Anordnung zur Rotationsverbindung sich exakt gegenüber befinden.

Daraus ergibt sich, dass sich bei der Realisierung der Anordnungen zur Rotationsverbindung extrem hohe Anforderungen hinsichtlich der Fertigung ergeben, mit verringerten Toleranzen und extrem präziser Bearbeitung. Dadurch werden die Fabrikationskosten extrem erhöht.

Außerdem ist die Demontage der Stücke schwierig und, im Falle einer Abnutzung der zylindrischen Bolzen oder der Bohrungen ist es praktisch unmöglich, eine Wiedermontage ohne Spiel vorzunehmen. Hierzu müsste man die Bohrungen neu bearbeiten und Bolzen mit größeren Abmessungen platzieren.

Aus diesen Gründen ist man gehalten, die Anzahl von Anordnungen zur Rotationsverbindung soweit als möglich zu begrenzen, indem akzeptiert wird, dass ein großer Teil des Moments zwischen den Stücken durch Reibungskräfte zwischen ihren Kontaktseiten übertragen wird. Bei einem vorgegebenen Raumbedarf ist die Anzahl der Schrauben und ihre Größe begrenzt. Ebenso sind die Klasse der Schrauben (Normung) und die Spannmomente, die auf diese ausgeübt werden, begrenzt. Außerdem hängt das durch Reibung übertragene Moment sehr vom Zustand der Fläche der Kontaktseiten (Reibungskoeffizient) und vom Spannmoment der Schrauben (Präzision von ± 10 % bis ± 30%) ab. Die Verwendung von Klebstoff auf den Kontaktseiten hat sich als begrenzt wirksam erwiesen. Für einige Anwendungen ist dies zu unsicher.

Die Erfindung hat zum Ziel den oben genannten Nachteilen abzuhelfen, indem sie ein verbessertes System zur Rotationsverbindung zwischen zwei Stücken einer hydraulischen Vorrichtung, wie einem Motor oder einer Pumpe, zwischen denen ein Moment übertragen werden muss, offenbart.

Dieses Ziel wird erreicht durch die Tatsache, dass für jede Anordnung zur Rotationsverbindung das Scherelement und die Bohrungen jeweils Abmessungen im freien Zustand aufweisen, die den Kontakt zwischen den Kontaktseiten nicht ermöglichen, wenn das Scherelement in den Bohrungen angeordnet ist, und dass, für jede Anordnung zur Rotationsverbindung, das Scherelement ohne Spiel mit den Bohrungen zusammenwirkt und wenigstens eines der durch die beiden Bohrungen und das Scherelement gebildeten Elemente, aufgrund der Ausübung der axialen Spannung auf die Stücke, eine Verformung im Bereich der homogenen plastischen Verformungen aufweist, wobei die Verformung einen Bereich betrifft, der nahe bei, aber außerhalb der Kontaktebene zwischen den Kontaktflächen liegt.

Mit der Erfindung ist es, im Gegensatz zum Stand der Technik, nicht nötig, Bearbeitungen vorzunehmen, die an die Abmessungen der Scherelemente angepasst sind, sondern man wählt im Gegenteil frei, dass diese für die Bohrungen zu groß sind. Durch Zusammenfügen der Stücke verformt man die Bohrungen und/oder die Scherelemente, um den Kontakt zwischen den Kontaktseiten und den beiden Stücken zu ermöglichen. Die axialen Spannungen, die auf die Stücke bei ihrem Zusammenfügen ausgeübt werden, beispielsweise durch Schrauben, müssen somit ausreichend sein, um die durch die Scherelemente auf die Wände der Bohrungen ausgeübten Spannungen zu überwinden, die diese Stücke voneinander entfernen wollen, bis sich die Bohrungen und/oder Scherelemente verformen. Daher trifft man zwei wesentliche Vorsichtsmaßnahmen, da man einerseits sicherstellen will, dass die durchgeführten Verformungen im Bereich von homogener plastischer Verformung liegen und, andererseits, dass sie einen Bereich betreffen, der außerhalb der Kontaktebene zwischen den Kontaktflächen liegt.

Die homogenen plastischen Verformungen beinhalten einen Teil mit plastischer Verformung und einen elastischen Teil. Durch die plastische Verformung findet eine Selbstanpassung der Bearbeitung bezüglich der Kugel statt und es wird sichergestellt, dass die Kontaktflächen zwischen den Scherelementen und den Wänden der Bohrungen, die sich gegenüberliegen, ausreichend sind, damit die zwischen den Bohrungen und den Elementen ausgeübten Spannungen korrekt verteilt werden. Das elastische Teil der Verformungen ermöglicht eine Demontage und Wiedermontage der Stücke ohne Schwierigkeit und ohne Risiko, dass sich ein Spiel bildet.

Sobald die Stücke zusammengefügt und die homogenen plastischen Verformungen realisiert sind, werden die axialen Druckspannungen der Kontaktseiten gegeneinander zum Teil verwendet, um die Tendenz der Stücke, sich voneinander zu entfernen, aufgrund des elastischen Teils der Verformungen, zu überwinden, und für den verbleibenden Teil, um die beide Stücke in Rotation durch Reibung zu verbinden. So verringert sich der Teil der Reibung bei den Spannungen zur Rotationsverbindung der Stücke, während der Teil durch die Reaktionen zwischen den Bohrungen und den Scherelementen sich vergrößert, im Vergleich zum Stand der Technik. Vorteilhafterweise übertragen die Scherelemente ein Moment im Bereich von 40 % des maximal zu übertragenden Moments, wobei der verbleibende Teil durch die Reibungskräfte übertragen wird.

Da die mechanischen Eigenschaften der Materialen, aus denen die Wände der Bohrungen und die Scherelemente hergestellt sind, insbesondere deren Härte, die im Wesentlichen durch die Brinell-Methode gemessen wurde, bekannt sind, kann der Fachmann die Überdimensionierung der Scherelemente bezüglich der Bohrungen so wählen, dass die Verformungen, die notwendig sind beim Kontaktieren der Kontaktseiten, sich im Bereich der homogenen plastischen Verformungen befinden.

Vorteilhafterweise weisen die Scherelemente Kugeln auf.

Die Kugeln weisen sowohl den Vorteil auf, dass sie einfach und kostengünstig herzustellen sind, wobei man sie auch, aufgrund ihrer sphärischen Form, optimal in den Bohrungen positionieren kann.

Vorteilhafterweise sind die Wände der Bohrungen und die Scherelemente aus Materialien gebildet, die unterschiedliche Härten aufweisen. In diesem Fall, unter der Wirkung der Belastungen axialer Spannung der beiden Stücke gegeneinander, verformen sich entweder die Wände der Bohrungen oder die Scherelemente vorzugsweise so, dass man vorab die Teile bestimmt, die von der Verformung betroffen sind.

In diesem Fall sind die Wände der Bohrungen vorteilhafterweise aus einem Material gebildet, das eine Härte aufweist, die kleiner ist als diejenige des Materials, aus dem die Scherelemente gebildet sind. Beispielsweise wird man die Stücke, aus denen diese Bohrungen gebildet sind, aus einem Material herstellen, wie Stahl oder Gusseisen mit einer Brinell-Härte beispielsweise zwischen 100 und 250, während die Scherelemente, insbesondere wenn es sich um Stahlkugeln für Lager handelt, eine Rockwell-Härte zwischen 58 und 65 haben werden, was einer Brinell-Härte größer als 600 entspricht. Kugeln mit einer Härte in dieser Größenordnung, die normalerweise für Kugellager verwendet werden, werden in großen ökonomischen Produktsserien hergestellt.

Dadurch wird sichergestellt, dass die Verformungen nur die Bohrungen beeinflussen. Im Falle der Verwendung von Materialien mit verschiedenen Härten ist es möglich, durch Vergleich mit einem Brinell-Versuch und durch die Anwendung der Daten der Norm EN 10003-1 auf die Brinell-Härte, ein Gesetz zu bestimmen, das die Härten der Materialien der Wände der Bohrungen jedes der beiden Stücke mit den Kontaktdurchmessern zwischen den Bohrungen und den Kugeln und den jeweiligen Tiefen (Amplituden) der Verformungen und somit mit den Positionen der Kontaktbereiche zwischen den Bohrungen und den Kugeln bezüglich der jeweiligen Kontaktseiten in Beziehung setzt.

Man stellt fest:

Vorteilhafterweise weist wenigstens eine der Bohrungen wenigstens einer Anordnung zur Rotationsverbindung ein kegelstumpfförmiges Teil auf, mit dem das Scherelement zusammenwirkt. Die konische Form ermöglicht die korrekte Verschiebung des Scherelements gegen die Wand der Bohrung, indem dieses in der Bohrung zentriert wird.

In diesem Fall weist vorzugsweise wenigstens eine der Bohrungen wenigstens einer Anordnung zur Rotationsverbindung einen zylindrischen Abschnitt und einen kegelstumpfförmigen Abschnitt auf, die durch eine kreisförmige Kante verbunden sind, wobei der kegelstumpfartige Abschnitt sich quer zur Kontaktseite des Stücks befindet, in dem die jeweilige Bohrung angebracht ist; das Scherelement ist in Kontakt mit dieser Kante.

So wird der Bereich des Kontakts zwischen dem Scherelement und der Wand der Bohrung auf einer Kante gebildet. Daraus resultiert, dass das Material viel leichter fließt unter der Wirkung der axialen Spannungen, die die beiden Kontaktseiten der beiden Stücke in Kontakt bringen. Aufgrund dieser Tatsache erhält man für eine gegebene axiale Spannung eine Verformung mit größerer Amplitude als wenn die Kontaktbereiche zwischen den Scherelementen und den Bohrungen auf den Tangentialflächen erfolgen würden. Wenn das Scherelement härter ist als das Material der Kante, neigt letztere dazu sich durch Zusammendrücken zu verformen. Im gegenteiligen Fall neigt die Kante dazu eine Nut in dem Scherelement zu bilden.

Da die Kante sich an der Verbindungsstelle des kegelstumpfartigen und zylindrischen Teils befindet, bildet sie einen stumpfen Winkel, der es nach der Verformung ermöglicht, die Kontaktfläche zwischen dem Scherelement und der Wand der Bohrung zu vergrößern, wodurch die Verteilung der Scherspannungen begünstigt wird.

Außerdem erleichtert diese Form der Bohrungen dabei die Bearbeitung und das Entgraten.

Die Kontaktflächen zwischen den Bohrungen und den Scherelementen sind begrenzt, wobei sie ausreichend sind, um eine Übertragung des Moments zu sichern. Bei einer gegebenen axialen Spannung ist der Teil der Spannung, der dazu dient, die verbleibende Elastizität der Verformung der Kontaktkante und/oder des Scherelements zu überwinden, weniger groß als derjenige der notwendig wäre, wenn die Kontaktflächen beispielsweise ebene oder zylindrische Flächen wären. Daraus resultiert, dass man einen größeren Teil der axialen Spannungen bewahrt, um diesen in Reibungskraft zwischen den Kontaktflächen zu transformieren.

Außerdem befindet sich der kegelstumpfartige Abschnitt der Bohrung zum Eingang dieser Bohrung hin und ermöglicht die Zentrierung des Scherelements, derart dass es sich korrekt auf der kreisförmigen Kante positioniert. Diese Zentrierungsfunktion gibt die Möglichkeit, eventuellen Fehlern von Dezentrierung zwischen den gegenüberliegenden Bohrungen abzuhelfen und somit weniger präzise Bearbeitungen zu ermöglichen.

Außerdem kann durch das kegelstumpfartige Teil verhindert werden, dass die Verformung die Planheit der Kontaktseite stört, die dem Transfer eines Teils des Moments durch Reibung dient.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Variante weist eine der Bohrungen wenigstens einer Anordnung zur Rotationsverbindung einen Blockierungsabschnitt auf, mit dem das Scherelement zusammenwirkt, indem es in die Bohrung eingeklemmt wird.

Das Scherelement greift mit Kraft in den Blockierungsabschnitt der Bohrung des jeweiligen Stücks ein, vor dem Zusammenfügen dieses Stücks mit einem anderen. Der Blockierungsabschnitt weist Querabmessungen auf, die etwas kleiner sind als diejenigen des Scherelements, wodurch letzteres mit Kraft manuell oder mit Hilfe eines Werkzeugs, wie einem Hammer, eingeführt werden kann. Man kann für die Scherelemente jeder Anordnung zur Rotationsverbindung ebenso verfahren, wodurch das Stück, dessen Bohrungen mit Blockierungsabschnitten mit den in diesen Bohrungen angeordneten Scherelementen ausgestattet sind, als ein Ganzes beim Zusammenfügen dieses Stücks mit einem anderen gehandhabt werden kann.

Die Erfindung wird besser verstanden und ihre Vorteile erscheinen deutlicher beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung einer Ausführungsform, die als nicht einschränkendes Beispiel dargestellt ist. Die Beschreibung bezieht sich auf die beiliegenden Zeichnungen, in denen:

1 eine Ansicht im axialen Schnitt eines hydraulischen Motors ist, der mit erfindungsgemäßen Systemen zur Rotationsverbindung ausgestattet ist; und

die 2 bis 4 Detailansichten einer Anordnung zur Rotationsverbindung, in drei Varianten, sind.

Der hydraulische Motor der 1 ist ein Motor mit radialen Kolben. Er weist ein Gehäuse aus vier Teilen 1A, 1B, 1C und 1D auf. Das Teil 1B weist einen inneren gewellten Rand auf und bildet die Nocke, gegen die die Kolben 2' des Zylinderblocks 2 reagieren. Die Antriebswelle 3 ist hinsichtlich Rotation mit dem Zylinderblock durch Rillen verbunden und erstreckt sich in das Teil 1A des Gehäuses, das die Lager 4 des Motors trägt. Letzterer weist einen internen Flüssigkeitsverteiler 5 auf, dessen Verteilungsleitungen 6 abwechselnd mit den Zylinderleitungen 7 des Zylinderblocks 2 verbunden sind. Der Verteiler erstreckt sich ins Innere des Teils 1C des Gehäuses, bezeichnet als Verteilerdeckel. Im Inneren des Verteilers erstreckt sich auch eine Bremswelle 8, die wie die Welle 3, hinsichtlich Rotation mit dem Zylinderblock 2 verbunden ist. Das Ende dieser Welle, das dem Zylinderblock entgegengesetzt ist, erstreckt sich ins Teil 1D des Gehäuses, bezeichnet als Bremsdeckel. Dieses Ende und dieses Teil des Gehäuses tragen Bremselemente, die im vorliegenden Fall durch ineinander geschobene Scheiben 9 gebildet sind. Ein Bremskolben 10 ist durch eine Feder 11 belastet, um die Scheiben 9 in Bremskontakt zu drücken und kann in entgegengesetzter Richtung durch Speisung mit Fluid einer Bremskammer 12 gesteuert werden.

Der in 1 dargestellte Motor ist von der Art mit Drehwelle, da sein Gehäuse fest ist, wobei das Teil des Gehäuses 1C einen Flansch 13 zur Befestigung an einem äußeren Element, wie beispielsweise dem Gestell eines Fahrzeugs, aufweist. Die Teile 1A, 1B und 1C des Gehäuses sind untereinander durch Befestigungsschrauben 14 verbunden, während die Teile 1C und 1D durch Befestigungsschrauben 15 verbunden sind.

Das Motormoment wird durch den drehenden Zylinderblock 2 auf die Welle 3 übertragen, die, durch Flansche 3', dazu bestimmt ist, ein äußeres Element anzutreiben. Um den Betrieb des Motors zu ermöglichen, ist es wichtig, dass die Nocke 1B, gegenüber der Rotation um die Achse A, perfekt mit dem Teil 1C des Gehäuses verbunden ist, welches dasjenige ist, das an einem festen Element durch die Flansche 13 befestigt ist. Ein sich dem Motormoment widersetzendes Moment muss somit zwischen den Teilen 1C und 1B des Gehäuses übertragen werden. Letztere weisen Kontaktseiten 1C' bzw. 1B' auf, die im Wesentlichen eben und senkrecht zur Rotationsachse A des Motors verlaufen.

Ebenso muss beim Bremsen das Bremsmoment zwischen dem Teil 1D des Gehäuses, das feste Scheiben 9 trägt, und dem Teil 1C übertragen werden. Diese Teile 1D und 1C weisen Kontaktseiten 1D" bzw. 1C" auf, die auch eben und senkrecht zur Achse A sind.

Die Schrauben 14 oder 15 dienen dazu, axiale Spannungen jeweils zwischen den Stücken 1C und 1B und zwischen den Stücken 1C und 1D auszuüben, um ihre jeweiligen Kontaktseiten gegeneinander anzulegen. Aufgrund der Fabrikationstoleranzen und der Gewinde der Schrauben dienen letztere nicht zur Übertragung der oben genannten Momente.

Diese Momente werden durch die Reibungskräfte zwischen den Kontaktseiten übertragen, die aufgrund des axialen Drucks zwischen diesen Seiten und durch die Anordnungen zur Rotationsverbindung erzeugt werden. Man sieht so in 1 eine erste Anordnung zur Rotationsverbindung 20 zwischen den Stücken 1C und 1B und eine zweite Anordnung zur Rotationsverbindung 30 zwischen den Stücken 1C und 1D. Obwohl im Schnitt nicht sichtbar, weist das Verbindungssystem zwischen den Stücken 1C und 1B wenigstens zwei zur Anordnung 20 analoge Anordnungen auf, während das System zur Rotationsverbindung zwischen den Stücken 1C und 1D wenigstens zwei zur Anordnung 30 analoge Anordnungen aufweist. Man kann beispielsweise drei winkelmäßig in regelmäßigem Abstand angebrachte Anordnungen vorsehen, aber selbstverständlich kann diese Anzahl auch größer sein.

Die Anordnungen 20 und 30 sind analog und Anordnung 20 wird genauer beschrieben. Letztere weist eine Bohrung 20B, die im Teil 1B des Gehäuses eingebracht ist und sich in dessen Kontaktseite 1B' öffnet, und eine Bohrung 20C auf, die in das Teil 1C des Gehäuses eingebracht ist und sich in dessen Kontaktseite 1C' öffnet. Die Bohrungen 20B und 20C sind auf der Achse A' ausgerichtet. Die Anordnung 20 weist auch ein Scherelement 22 auf, das sich zum Teil in jede der Bohrungen 20B und 20C erstreckt. Bei dem dargestellten bevorzugten Beispiel ist dieses Scherelement durch eine Kugel gebildet.

Man wählt Scherelemente, die die durch das übertragene Moment erzeugten Scherspannungen aushalten können. Beispielsweise wählt man Kugeln, die jeweils Scherspannungen im Bereich von 550 daN aushalten können.

Unter Bezug auf die 2A bis 2C wird jetzt die Anordnung 20 genauer beschrieben. 2A zeigt teilweise diese Stücke in ihrer zusammengefügten Stellung, in der ein Moment zwischen diesen übertragen werden kann. Man hat eine Kugel 22 aus einem Material gewählt, das härter ist als dasjenige aus dem die Wände der Bohrungen 20B und 20C hergestellt sind, und man sieht, dass diese Kugel nicht oder praktisch nicht verformt ist, während die Wände etwas verformt sind. So wirkt die Kugel ohne Spiel mit den Wänden jeder der beiden Bohrungen zusammen.

2B zeigt dieselbe Anordnung vor dem Zusammenfügen der Stücke 1B und 1C in einer Stellung, in der die Kugel 22 die Wände der Bohrungen 20B und 20C einfach berührt, ohne dass axiale Spannungen ausgeübt werden, um die Stücke 1B und 1C einander anzunähern. In dieser Stellung sieht man, dass die Kontaktseiten 1B' und 1C' in einem Abstand D1 voneinander entfernt sind. Um von der Situation der 2B in diejenige der 2A zu gelangen, müssen axiale Spannungen auf die Stücke 1B und 1C ausgeübt werden, beispielsweise mit Hilfe der Schrauben 14 oder mit Hilfe einer äußeren Vorrichtung wie einer Presse, um wenigstens die Seiten 1B' und 1C' in Kontakt zu bringen und die dieser Annäherung sich widersetzenden Kräfte durch Zusammenwirken zwischen der Kugel und den Wänden der Bohrungen 20B und 20C zu überwinden. Hierzu verformt man die Wände der Bohrungen und/oder die Kugel 22, wobei diese Verformung im Bereich der homogenen plastischen Verformungen bleibt.

Vorzugsweise sind die axialen Druckspannungen zwischen den Seiten 1B' und 1C' selbst größer als die erforderlichen minimalen Spannungen, um die oben genannten sich widersetzenden Kräfte zu überwinden, damit die Spannungen, die diese minimalen Spannungen übersteigen, der Ursprung von Reibungskräften zwischen diesen beiden Seiten sind.

Bei der dargestellten Ausführungsform weist jede der Bohrungen 20B und 20C ein kegelstumpfartiges Teil 24B bzw. 24C, das sich an seinem breiten Ende in die Kontaktseite 1B' bzw. 1C' öffnet, und ein zylindrisches Teil 26B bzw. 26C auf, das auf der der Kontaktseite gegenüberliegenden Seite liegt. Für jede Bohrung sind diese Teile durch eine ringförmige Kante 25B bzw. 25C verbunden. Beim Beispiel der 2A bis 2C sind die beiden Bohrungen 20B und 20C identisch, d.h. dass ihre jeweiligen zylindrischen Abschnitte denselben Durchmesser D aufweisen, dass der Winkel an der Spitze der kegelstumpfartigen Abschnitte ɑ derselbe ist und dass der Abstand H zwischen der kreisförmigen Kante 25C oder 25B und der Kontaktseite 1C' oder 1B' derselbe ist. Vorteilhafterweise wählt man so, dass der Winkel ɑ zwischen 70° und 110° (beide Werte einschließlich) beträgt, vorzugsweise im Bereich von 90°. Überaus bevorzugt wählt man so, dass der axiale Abstand H zwischen 15 % und 40 % (beide Werte einschließlich) des Durchmessers D beträgt, vorzugsweise zwischen 20 % und 30 % dieses Durchmessers. Wie nachfolgend unter Bezug auf die 3 zu sehen ist, können die beiden Bohrungen verschieden sein, aber die oben genannten Werte für den Winkel ɑ und das Verhältnis H/D können in denselben Bereichen bleiben, indem sie beispielsweise an den beiden Enden dieser Bereiche liegen.

2C zeigt dieselbe Anordnung 20 nach einer Demontage, in einer Stellung, in der die Stücke 1C und 1B nur angenähert sind, damit die Kugel die Wände der Bohrungen berührt, ohne besondere Spannungen auf letztere auszuüben.

Man sieht, dass die Kanten 25B und 25C bezüglich der Situation der 2B verformt wurden. Die in 2C sichtbare Verformung ist der rein plastische Teil, bei dem die ihm zugefügte Verformung nicht reversibel ist. Jedoch selbst in der Situation der 2C sind die Kontaktseiten 1B' und 1C' der Stücke 1B und 1C nicht in Kontakt, sondern in einem Abstand D2 voneinander entfernt. Um diese Seiten wieder in Kontakt gegeneinander zu bringen und erneut den Durchgang eines Moments zwischen den Stücken 1B und 1C zu ermöglichen, ist es nötig, noch die Kanten 25B und 25C zu verformen. Dieses von der Verformung übrig gebliebene Teil ist die verbleibende Elastizität, die reversibel ist. So kann man selbst nach der Demontage und Wiedermontage leicht einen Kontakt ohne Spiel zwischen dem Scherelement, beispielsweise der Kugel 22, und den Bohrungen erhalten.

Vorzugsweise wird derart verfahren, dass der von der homogenen plastischen Verformung übrig gebliebene, elastische Teil zwischen 10 % und 20 % der Verformung beträgt. Mit anderen Worten beträgt das Verhältnis D2/D1 zwischen 0,1 und 0,2. Im Allgemeinen, da die Geometrie der Kugel aufgrund ihrer Härte, die größer ist als diejenige der Stücke 1B und 1C, unverändert bleibt, haben die Verformungen der Kanten 25B und 25C die Form von sphärischen Kalottenscheiben, die zwischen zwei Ebenen begrenzt sind, die parallel zu den Ebenen der Kontaktseiten 1B' und 1C' verlaufen.

Im Beispiel der 2A bis 2C sind die Geometrien der Bohrungen 20B und 20C dieselben und man setzt voraus, dass die Stücke 1B und 1C im Wesentlichen dieselbe Härte aufweisen. Folglich haben die Verformungen der Kanten 25B und 25C im Wesentlichen dieselbe Amplitude und die Eindringstrecke der Kugel in jede der Bohrungen 20B und 20C ist die gleiche. Wenn man Stücke unterschiedlicher Härte wählen würde, wäre das Verhältnis zwischen den Eindringenstrecken des Scherelements in jede der beiden Bohrungen umgekehrt proportional zum Verhältnis der Härten.

3 zeigt eine Ausführungsvariante, in der die beiden Bohrungen unterschiedliche Abmessungen haben. Man sieht beispielsweise, dass die in dem Stück 1B angebrachte Bohrung unverändert ist. Die in dem Stück 1C angebrachte Bohrung 120C weist, wie die Bohrung 20C, einen kegelstumpfartigen Abschnitt 124C, der sich quer zur Kontaktseite 1C' befindet, und einen zylindrischen Abschnitt 126C, der sich entgegengesetzt befindet, sowie eine Kante 125C auf, die diese beiden Abschnitte verbindet. Jedoch wurde, im Verhältnis zu den 2A bis 2C, der Durchmesser D' des zylindrischen Teils 126C verringert, während der Winkel an der Spitze des Kegels, der durch den kegelstumpfartigen Abschnitt 124C begrenzt ist, geöffnet wurde. So erstreckt sich die homogene plastische Verformung im Bereich der Kante 125C auf einen Teil des kegelstumpfförmigen Abschnitts 124C, derart, dass in der Bohrung 120C die Kontaktfläche zwischen der Kugel 22 und der Wand der Bohrung größer ist.

Man kann so die Geometrie der Bohrungen an die Härten der jeweiligen Teile anpassen. In den Beispielen der 2A und 3 weisen die Kontaktbereiche zwischen der Kugel 22 und den Wänden der Bohrungen Berührungspunkte 28B, 28C bzw. 128C für die Bohrungen 20B, 20C und 120C auf, an denen der Kontakt zwischen der Kugel und den Wänden der Bohrungen tangential verläuft. Wenn, wie im dargestellten Beispiel, dieser Kontakt auf den kreisförmigen Kanten stattfindet, wo die kegelstumpfförmigen Teile und die zylindrischen Teile der Bohrungen verbunden werden, liegen diese Berührungspunkte in den zentralen Bereichen der Verformungen dieser Kanten. Man bestimmt dann die Kontaktwinkel, welche die Winkel ɑB, ɑC und ɑ'C sind, die zwischen den Radien der Kugeln, die diese Kontaktpunkte 28B, 28C und 128C passieren, und der Ebene P zur Verbindung zwischen den Kontaktseiten der Stücke 1B und 1C gebildet sind. Vorzugsweise betragen diese Kontaktwinkel zwischen 25° und 35°, derart, dass die Verformung die Kontaktseite nicht beeinflusst. Wie in 3 zu sehen, sind die Kontaktwinkel ɑ'C und ɑB verschieden. Im vorliegenden Fall ist der Winkel ɑ'C größer als der Winkel ɑB, da der Durchmesser D' kleiner ist als der Durchmesser D und die Höhe N' zwischen der Kante 125C und der Ebene P ist größer als die Höhe H zwischen der Kante 25B und derselben Ebene P.

Im Beispiel der 4 ist die im Stück 1C eingebrachte Bohrung 20C analog zu derjenigen der 2A bis 2C. In dieser Bohrung bestimmt man übrigens denselben Kontaktwinkel ɑC zwischen dem durch den Berührungspunkt gehenden Radius der Kugel und der Ebene P.

Die Bohrung 120B, die im Stück 1B eingebracht wurde, ist unterschiedlich. Sie weist nämlich einen Blockierungsabschnitt auf, mit dem das Scherelement, in diesem Fall die Kugel 22, zusammenwirkt, indem es in dieser Bohrung eingeklemmt ist. Daher wird vor dem Verbinden der Teile 1B und 1C die Kugel 22 mit Kraft in die Bohrung 120B eingeführt. Selbstverständlich ist es wünschenswert, da mehrere Anordnungen zur Verbindung vorgesehen sind, dass die Kugeln aller dieser Anordnungen auf dieselbe Weise in den Bohrungen desselben Stücks angeordnet werden. Um die Stücke 1B und 1C zusammenzufügen, genügt es, schließlich das Stück 1C anzunähern und die ausreichenden axialen Spannungen auszuüben, um, wenigstens in der Bohrung dieses Stücks, die gewünschten Verformungen zu realisieren. Je nach der jeweiligen Härte der beiden Stücke können die Verformungen auch die Bohrung 120B des anderen Stücks betreffen. Im einen oder anderen Fall wird so verfahren, dass die Verformungen im Bereich der homogenen plastischen Verformungen bleiben, um eine verbleibende Elastizität, die eine Wiedermontage ohne Spiel ermöglicht, anzubringen.

Vorteilhafterweise ist die Einklemmfläche der Kugel in der Bohrung 120B durch eine Fläche gebildet, die parallel zur Achse A ausgerichtet ist, bezüglich der das Moment bestimmt ist, das zwischen den Stücken 1B und 1C übertragen werden muss und die parallel zur in 4 dargestellten Ausrichtungsachse A' der Bohrungen verläuft. Beispielsweise weist, wie in dem dargestellten Beispiel, die Bohrung 20B einen einzigen zylindrischen Abschnitt 126B auf, der sich auf die Kontaktseite 1B' öffnet und dessen Durchmesser etwas geringer ist als der Durchmesser der Kugel 22. So sind die Kontaktbelastungen zwischen der Kugel und der Einklemmfläche rein radial ausgerichtet, so dass die Kugel in ihrer Bohrung 120B eingeklemmt bleibt, ohne dass sie sich daraus entfernen will. In diesem Fall sind die Abstände D1 und D2, die vorab unter Bezug auf die 2B und 2C erläutert wurden, zu bemerken, wenn die Kugel in ihrer Aufnahme 120B eingeklemmt ist.

Die Geometrie der Bohrungen ist vorteilhafterweise so ausgelegt, dass die Kontaktbereiche zwischen dem Scherelement (insbesondere der Kugel) und den Wänden dieser Bohrungen nahe der Kontaktebene P liegen, wobei sie nur wenig von letzterer entfernt sind, um die Planheit dieser Kontaktseiten 1B' und 1C' nicht zu beeinflussen. Beispielsweise, wenn die Bohrungen ein kegelstumpfförmiges Teil und ein zylindrisches Teil aufweisen, ermöglicht das vorab erläuterte Verhältnis H/D, diese Bedingung zu erfüllen.

Es ist von Vorteil, wie man in 1 sieht, dass die Bohrungen der Anordnungen zur Rotationsverbindung nahe dem äußeren Rand der Kontaktseite wenigstens eines der Stücke ausgeführt sind, im vorliegenden Fall, sind die beiden Bohrungen in der Nähe des äußeren Durchmesser realisiert, der im Wesentlichen analog bei den Stücken 1B und 1C ist. Wenn man die Anordnungen zur Rotationsverbindung so fern wie möglich von der Rotationsachse A anbringt, begünstigt man die Übertragung eines umso größeren Moments durch diese Anordnungen. Ebenso weist das Teil des Bremsdeckels 1D einen Durchmesser auf, der kleiner ist als der maximale Durchmesser des Teils 1C, aber man sieht, dass die Anordnung zur Rotationsverbindung 30 in der Nähe des äußeren Rands dieses Teils des Bremsdeckels 1D liegt.

Der Einfachheit halber wurden in der Beschreibung in den 2A bis 4 die Teile 1B und 1C teilweise dargestellt. Es versteht sich, dass die Anordnung zur Rotationsverbindung, die unter Bezug auf diese Figuren beschrieben wurde, auch die Anordnung 30 zur Rotationsverbindung zwischen den Teilen 1C und 1D sein kann. Man kann so wählen, dass alle Anordnungen zur Rotationsverbindung identisch sind oder dass einige von diesen verschieden sind, indem man beispielsweise eine der oben beschriebenen Varianten der 2A bis 4 nimmt.