專利名稱：撓性扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種撓性扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸節(jié)，帶有一外緣，可相對于一輪轂撓性地轉(zhuǎn)動。
為了提供一傳動連接裝置之中的、一種結(jié)構(gòu)簡單的撓性扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸節(jié)，一直企圖配置一撓性橡膠圓盤作為一種聯(lián)軸節(jié)，以抗扭方式在輪轂一側(cè)連接于有待連接的傳動鏈之一，而在外緣一側(cè)連接于另一。不過，這種撓性橡膠圓盤只能用于傳遞較小的扭矩。為了傳遞較大的扭矩，或是采用復(fù)雜的多盤橡膠聯(lián)軸節(jié)，或是采用其外緣經(jīng)由各徑向葉片彈簧連接于輪轂的聯(lián)軸節(jié)。為了這種撓性扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸節(jié)的減震，位于外緣與輪轂之間的充液腔室經(jīng)由各扼流導(dǎo)管在液壓方面相互連接，以致一當(dāng)外緣和輪轂彼此相對轉(zhuǎn)動，液體就在各腔室之間移動。不過，這種減震式撓性扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸節(jié)在結(jié)構(gòu)方面是很復(fù)雜的。
按照DE 4338039，也建議一種用于傳遞扭矩的撓性聯(lián)軸節(jié)，配備著一撓性中間裝置，此裝置配置在輪轂與外部環(huán)圈件之間，而系統(tǒng)各部件各自掠過一個周邊部分，并且一方面基本上嚙合在輪轂處，而另一方面在外部環(huán)圈件處。這些系統(tǒng)部件，成銳角地伸向輪轂的切線，具有各撓性輻條的效應(yīng)并同樣不適于傳遞較大的扭矩。
此外，DE 4201597A指出一種業(yè)已為人所知的扭轉(zhuǎn)減振器，配有兩個彼此套裝的螺卷帶條，而兩個帶條之間的間隙填滿很粘的液體。每一帶條的一端連接于減振器的另一半，而另一端仍然是自由的，以致相當(dāng)量級的減振徑向位移都是可能的。結(jié)果是一種純粹的扭轉(zhuǎn)減振器，需要一附加的撓性聯(lián)軸節(jié)，最好是一橡膠聯(lián)軸節(jié)，具有撓性地把減振器的兩半聯(lián)接起來。
DE 4006121A披露了一種扭轉(zhuǎn)減震裝置，裝有一螺旋彈簧，在主動與從動件之間的一減震腔室之內(nèi)以其內(nèi)端作用在主動件上，而以其外端在從動件處。在主動與從動件之間具有相對運動的情況下，在填滿很粘液體的減震腔室之中的螺旋彈簧的螺紋也形成徑向移動而導(dǎo)致減震效應(yīng)。螺旋彈簧以主動與從動件之間的大扭轉(zhuǎn)角造成一扭轉(zhuǎn)減震器，并具有一特有的彈簧特征。這種減震器對于一種用于傳遞大扭矩的撓性聯(lián)軸節(jié)的結(jié)構(gòu)并未提供任何新的主意。
因此，本發(fā)明的任務(wù)是以如下方式設(shè)計一種以上提及類型的撓性扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸節(jié)，即使大的扭矩也可以以充分的扭轉(zhuǎn)撓性和帶有極少結(jié)構(gòu)耗費的較小結(jié)構(gòu)容積得以傳遞。
本發(fā)明完成這一任務(wù)的方式是，至少一個環(huán)圈組合件設(shè)置在輪轂與外緣之間，由至少一個彈性體螺卷層構(gòu)成，而此螺卷層的螺紋以抗剪方式連接于一扭轉(zhuǎn)彈性的和撓性的中間層，后者填充螺紋之間的空間，此中間層的拉伸和剪切彈性小于彈性體層的。
由于螺卷彈性體層的螺紋之間的撓性中間層以抗剪方式連接于此彈性體層并具有小于此彈性體層的拉伸和剪切彈性，所以，周向力的大部分經(jīng)由此中間層予以傳遞，從而以一等于各撓性橡膠聯(lián)軸盤體積的結(jié)構(gòu)體積使彈性體層減輕載荷并使聯(lián)軸節(jié)可能傳遞一相當(dāng)大的扭矩。彈性體層的彈性特性與中間層的拉伸彈性同時確保聯(lián)軸節(jié)充分的扭轉(zhuǎn)撓性，這一點，連同相應(yīng)的尺寸，可以經(jīng)由彈性體層和中間層的周向長度匹配于相應(yīng)的各種要求。根據(jù)有效扭矩的方向，拉伸彈性和撓性中間層承受拉伸或壓縮應(yīng)力。
如果只是設(shè)置一個螺卷彈性體層，就必須接受某種附帶的不平衡。因此，在較高速度的情況下，推薦設(shè)置旋轉(zhuǎn)對稱配置的帶有相應(yīng)中間層的至少兩層彈性體，而各彈性體層的螺紋長度在周邊處跨越一個角度，超過這些層的相互角度間距。由于所形成的比各彈性體層具有較小拉伸彈性的各中間層的疊置，確保了遍及環(huán)圈狀組合件整個圓周的圓周力的大部分是經(jīng)由各中間層傳遞的。
為了避免在某些扭矩載荷下各中間層受到拉伸載荷期間各螺卷彈性體層的某種過分收縮，可以設(shè)置兩個或多個同心配置的組合件以代替一個組合件，它們通過一中間環(huán)圈各自相互連接，以致在各個環(huán)形組合件的區(qū)域內(nèi)各螺卷層的接觸角度受到限制，而各螺卷層被支承在這些中間環(huán)圈處。因而各中間層夾持區(qū)域之中的彎矩顯著減小，導(dǎo)致這些中間層的立即減輕負(fù)荷。當(dāng)然，這些把組合件劃分為各個環(huán)圈的各中間環(huán)圈的支承效果也用于就各中間層的壓縮應(yīng)力而論的聯(lián)軸節(jié)扭矩載荷的情況，以防止螺卷螺紋不適合的解開。
各螺卷彈性體層之間的扭轉(zhuǎn)彈性中間層可以以不同方式構(gòu)成。不過，如果這些中間層是由纖維增強塑料或由彈簧鋼制成的，可以獲得特別有利的結(jié)構(gòu)特性。特別是使用纖維增強塑料時，組合件容易借助于一種纏繞方法制成。各層之間的抗剪連接不會在這方面引起任何問題。
下面結(jié)合附圖描述本發(fā)明的一項實施例。


圖1以一軸向投影表明符合本發(fā)明的一種撓性扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸節(jié)；圖2以此聯(lián)軸節(jié)沿圖1直線Ⅱ-Ⅱ的一軸向截面表明此聯(lián)軸節(jié)；圖3以一軸向截面表明符合本發(fā)明的一種撓性扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸節(jié)的一結(jié)構(gòu)改型；圖4以一沿圖3直線Ⅳ-Ⅳ的正交于軸線的截面表明此聯(lián)軸節(jié)。
符合圖1和2設(shè)計實例的撓性扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸節(jié)具有一輪轂1，支承一環(huán)狀組合件2，此件經(jīng)由粘接或微細(xì)齒接(micro-toothing)以抗扭方式連接于輪轂。此組合件2由一種彈性體的各螺卷層3構(gòu)成，配置成旋轉(zhuǎn)對稱的，其各道螺紋以一徑向距離相互交織，而各道螺紋之間的空間充滿具有拉伸彈性和撓性的各中間層4，它們比如是由纖維增強塑料制成的。此外，這種以抗剪方式連接于各彈性體層3的纖維增強塑料，構(gòu)成組合體2的一外部和一內(nèi)部周邊層，在組合體2經(jīng)由內(nèi)部周邊層連接于輪轂1的同時，外部周邊層構(gòu)成一外緣5，各套筒6在此粘牢用于容納各連接螺釘7。當(dāng)然，也可以采用一鋼圈來代替這一由纖維增強塑料制成的外緣。
從圖2中可以推斷出來，此撓性扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸節(jié)以習(xí)慣的方式裝設(shè)在用虛線勾劃出來的一傳動鏈的兩軸8與9之間，與輪轂1的聯(lián)接固定在軸8上，而外緣5沿軸向用各螺釘7與軸9的連接凸緣10形成螺紋接合。有待傳遞于外緣5與輪轂1之間的扭矩的大部分由各螺卷彈性體層3之間的各中間層4予以承接，因為這些中間層4比各彈性體層3具有較小的拉伸和剪切彈性，以致各彈性體層3被減輕載荷，導(dǎo)致在各彈性體層3的一給定的允許載荷下一個相應(yīng)很高的最大傳遞扭矩。由于各中間層4的拉伸彈性，聯(lián)軸節(jié)的所需扭轉(zhuǎn)撓性可以經(jīng)由以抗剪方式與這些中間層4連接起來的各彈性體層3予以確保。彈性體層3和拉伸彈性中間層4的數(shù)量以及它們的螺紋長度，結(jié)合相關(guān)的層厚和聯(lián)接寬度，確定了聯(lián)軸節(jié)的撓性扭轉(zhuǎn)性能，可以使之因而經(jīng)由這些參數(shù)匹配于各項主要條件。
輪轂1與轉(zhuǎn)軸8之間的抗扭連接可以經(jīng)由一滑鍵予以實現(xiàn)?；I鍵槽11畫在輪轂1之中，那里還有一些軸向通孔12，用于聯(lián)軸節(jié)的通風(fēng)。當(dāng)然，也可以設(shè)置錐形壓配合式輪轂或者凸緣式輪轂。
符合圖3和4的撓性扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸節(jié)不同于圖1和2的，主要是由于，各彈性體層3和各扭轉(zhuǎn)彈性中間層4的螺紋不從輪轂1直通外緣5，而是由各中間環(huán)圈13使之中斷，以致存在一些由在這些中間環(huán)圈13之間的各螺卷彈性體層3組成的同心組合件2，各自經(jīng)由一中間層4以抗剪方式相互連接起來。這些中間環(huán)圈13可以由如同為中間層4所提供的纖維增強塑料制成，不過，這絕非必不可少的。這些中間環(huán)圈13的主要效果是它們的支承功能，防止各彈性體層3被壓縮到不可允許的地步和/或各彈性體螺卷螺紋在一相反方向的矩扭載荷的情況下在相反方向上繞松。當(dāng)然，這樣一種由幾個同心配置的環(huán)圈形組合件構(gòu)成的聯(lián)軸節(jié)的基本功能是得到確保的。
同時，在符合圖3和4的設(shè)計情況下，輪轂1經(jīng)由一滑鍵以抗扭方式連接于轉(zhuǎn)軸8，與符合圖1和2的聯(lián)軸節(jié)情況一樣，連接經(jīng)由一金屬外緣5實現(xiàn)，此外緣配備各通孔14，用于在轉(zhuǎn)軸9的連接凸緣10處擰上螺釘。
當(dāng)然，本發(fā)明不限于所描述的各設(shè)計范例。比如，兩個或多個環(huán)圈形的聯(lián)接件2可沿軸向串聯(lián)配置以便在這些組合件之間造成各適當(dāng)?shù)耐L(fēng)間隙。此外，聯(lián)接寬度可以著眼于在材料和制造技藝方面的優(yōu)化而針對每一直徑任由選定。
權(quán)利要求
1．一種撓性扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸節(jié)，帶有一外緣(5)，相對于一輪轂(1)可撓性地轉(zhuǎn)動，其特征在于，至少一個環(huán)圈形組合件(2)設(shè)置在輪轂(1)與外緣(5)之間，由至少一個彈性體螺卷層(3)構(gòu)成，此螺卷層(3)的螺紋以抗剪方式連接于一扭轉(zhuǎn)彈性和撓性中間層(4)，后者填充螺紋之間的空間，此中間層(4)的拉伸和剪切彈性小于彈性體層(3)的。
2．按照權(quán)利要求1所述的聯(lián)軸節(jié)，其特征在于，至少兩個彈性體(3)，配置成旋轉(zhuǎn)對稱的，設(shè)置有相應(yīng)的各中間層(4)，而各彈性體層(3)的螺紋長度伸過超過這些層(3)的相互角度間距的周向角度。
3．按照權(quán)利要求1或2所述的聯(lián)軸節(jié)，其特征在于，至少兩個同心配置的組合件(2)經(jīng)由一中間環(huán)圈(13)相互連接。
4．按照權(quán)利要求1至3之中任一項所述的聯(lián)軸節(jié)，其特征在于，各彈性體螺卷層(3)之間的各中間層(4)由纖維增強塑料或彈簧鋼制成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種撓性扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸節(jié),帶有一外緣(5),后者相對于一輪轂(1)可具有撓性地轉(zhuǎn)動。為了形成有利的結(jié)構(gòu)特性,建議在輪轂(1)與外緣(5)之間設(shè)置至少一個環(huán)圈形組合件(2),由至少一個彈性體螺卷層(3)組成,此螺卷層(3)的螺紋以抗剪方式連接于一扭轉(zhuǎn)彈性的和撓性的中間層(4),填充螺紋之間的空間。中間層(4)的拉伸和剪切彈性小于彈性體層(3)的。
文檔編號F16D3/12GK1283752SQ00122229
公開日2001年2月14日 申請日期2000年7月31日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月10日
發(fā)明者馬賽厄斯·蓋斯林格 申請人:艾勒根驅(qū)動工程有限責(zé)任公司