專利名稱:彈性聯(lián)軸節(jié)的制作方法
本發(fā)明關(guān)于一種彈性聯(lián)軸節(jié)，它有一個(gè)徑向的內(nèi)剛性轂件，一個(gè)外剛性件和一個(gè)用橡膠之類制成的整體的環(huán)形中間物，這中間物用來傳遞兩剛性件之間的扭矩，這中間物被固定在內(nèi)件上，例如用熱膠法固定，而在它的外周緣上有齒部和外件的內(nèi)齒部嚙合，可允許軸向運(yùn)動(dòng)，中間物的組成由一個(gè)徑向的內(nèi)部區(qū)域，它具有相同的扭強(qiáng)度，即具有徑向向外減少的軸向厚度;一個(gè)短的傳遞區(qū)域;和一個(gè)外周緣上帶齒部的外部區(qū)域，它的軸向厚度大致上對(duì)應(yīng)于內(nèi)部區(qū)域的內(nèi)緣厚度。
這種彈性聯(lián)軸節(jié)又稱為蛇形彈簧聯(lián)軸器，特別使用于安裝空間不能從邊上接近的場(chǎng)合。在這種先有的彈性聯(lián)軸節(jié)中，中間物的形式是一個(gè)整體環(huán)形橡膠件。這種聯(lián)軸節(jié)所能傳遞的扭矩受到一定的限制，因?yàn)楫?dāng)?shù)竭_(dá)臨界負(fù)荷時(shí)，橡膠齒從外剛性聯(lián)接部的內(nèi)齒上脫離嚙合。在運(yùn)行中，離心力的作用阻止這種脫離嚙合，離心力迫使易變形的橡膠齒向外，進(jìn)入內(nèi)齒中，因而平時(shí)表現(xiàn)出來的間隙就被填滿了。
為了使這種聯(lián)軸節(jié)所能傳遞的扭矩增大，通常的辦法是用較硬的橡膠來制彈性中間物。然而，這種方法和高扭彈性相矛盾。中間物的徑向彈性長(zhǎng)度不能增加，因?yàn)檫@樣一來，會(huì)使聯(lián)軸節(jié)的外形尺寸也增加。當(dāng)企圖用較軟的橡膠于某一給定的特性和給定的尺寸以得到高扭彈性時(shí)，運(yùn)行不可靠性的危險(xiǎn)就增加，因?yàn)樽畲罂蓚鬟f扭矩和平均驅(qū)動(dòng)扭矩之間的差別變得相當(dāng)小。
為了使中間物齒部有較大的強(qiáng)度，一個(gè)平直的或成形的金屬環(huán)被埋在齒部附近，基本上遍及橡膠件的整個(gè)軸向長(zhǎng)度。因此，當(dāng)使用平直的環(huán)時(shí)，齒部就徑向地被加強(qiáng);可惜，聯(lián)軸節(jié)運(yùn)行時(shí)離心力的有利作用也就被消除了。用成形環(huán)，即環(huán)的外形配合著齒部，能導(dǎo)致基本上剛性的齒部，在這種場(chǎng)合基本上是金屬的齒其外面被覆蓋著橡膠。同樣，由于它們相對(duì)顯著的質(zhì)量，使用了這種金屬環(huán)于橡膠件的整個(gè)軸向長(zhǎng)度上會(huì)使聯(lián)軸節(jié)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生附加的應(yīng)力，有振動(dòng)的危險(xiǎn)。寬的環(huán)也比較貴。
因此，本發(fā)明的目的是把這種彈性聯(lián)軸節(jié)進(jìn)一步地發(fā)展和改進(jìn)，以排除上面所說的缺點(diǎn)，即本發(fā)明的目的之一是提供一種彈性聯(lián)軸節(jié)，它有相對(duì)高的扭彈性，但能可靠地比先有的同尺寸的聯(lián)軸節(jié)傳遞更高的扭矩。
因此，按照本發(fā)明，由上述的這種彈性聯(lián)軸節(jié)出發(fā)，在外部區(qū)域中靠近它的徑向內(nèi)界面和靠近軸向外表面，至少各有一個(gè)封閉的金屬環(huán)，最好是圓形斷面的，被埋在橡膠中，和旋轉(zhuǎn)軸同心。
和先有結(jié)構(gòu)相比較，本發(fā)明提供的對(duì)中間物外部區(qū)域的加強(qiáng)，僅在軸向端部的環(huán)形區(qū)域中，這里特別危險(xiǎn);在兩側(cè)，外部區(qū)域的這些部分的徑向支撐，比軸向限制的內(nèi)部區(qū)域相對(duì)地凸出，并被設(shè)置有至少一個(gè)相對(duì)小的質(zhì)量的封閉金屬環(huán)，所以防止了這些部分在傳遞大扭矩時(shí)的彎回(bending-back)。由于中央?yún)^(qū)域處于自由狀態(tài)，即不受金屬環(huán)作用的影響，中間物的軸向內(nèi)部物質(zhì)或中間物的主要成份在聯(lián)軸節(jié)運(yùn)行時(shí)不會(huì)因離心力而徑向伸長(zhǎng)，所以橡膠齒在克服了傳統(tǒng)的間隙后和外剛性聯(lián)軸節(jié)件的齒部空間更緊地嚙合。
最好是這個(gè)彈性中間物由兩件組成，即外部區(qū)域是用比內(nèi)部區(qū)域更硬的橡膠制成。外部區(qū)域和外部齒部一起，增強(qiáng)了抗彎能力，這就明顯增加了扭矩傳遞能力而不顯著地削弱扭彈性，扭彈性實(shí)際上由內(nèi)部區(qū)域來決定，而此處的橡膠比外部區(qū)域的為軟。在這種結(jié)構(gòu)中也至少各有一個(gè)封閉的金屬環(huán)被埋在橡膠中，位于外部區(qū)域的軸向凸出的環(huán)形區(qū)域，這和中間物結(jié)構(gòu)的情況完全相同，在這些特別危險(xiǎn)的場(chǎng)所，徑向支撐作為一個(gè)均質(zhì)的橡膠件運(yùn)作。
按照另外的優(yōu)點(diǎn)，金屬環(huán)是用金屬絲束照鋼絲索的形式做成;各個(gè)束的接頭沿著圓周基本上等距分布。這種形式的鋼絲索能簡(jiǎn)單地用機(jī)器以傳統(tǒng)方法低價(jià)制出。由于各獨(dú)立的金屬絲數(shù)量很多，因斷裂而引起的危險(xiǎn)比用一根實(shí)心環(huán)要小得多。另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是多束金屬絲環(huán)比光滑表面實(shí)心環(huán)有大得多的表面積，因此具有相應(yīng)較大的結(jié)合面積以便在熱膠時(shí)和橡膠粘合，橡膠可以滲入各獨(dú)立的束間的細(xì)微空隙中。總之，圓斷面的金屬絲的優(yōu)點(diǎn)是可以減少質(zhì)量，所以即使驅(qū)動(dòng)時(shí)的振動(dòng)應(yīng)力很嚴(yán)重，也不會(huì)發(fā)生過度的加速力來松弛金屬環(huán)。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例被示意地顯示在附圖中，下面將詳細(xì)說明。
圖1是本發(fā)明彈性聯(lián)軸節(jié)的通過圖2中Ⅰ-Ⅰ線的一個(gè)軸向剖面圖，圖2是聯(lián)軸節(jié)的一個(gè)軸向部份視圖。
參照附圖中的彈性聯(lián)軸節(jié)，一個(gè)內(nèi)剛性聯(lián)軸件由轂1組成，它的端面有一個(gè)車出的相對(duì)于環(huán)形表面2的凸起，環(huán)形表面2相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸垂直延伸，并用螺栓4可拆卸地固裝著法蘭環(huán)3。一個(gè)軸向延伸的支撐環(huán)5形成于環(huán)3上，并沿著轂1延伸在兩者之間形成環(huán)形間隙6。連通孔7位于環(huán)3上，它們的軸線相互平行，把間隙6和環(huán)3的另一側(cè)連通，這樣可以讓冷卻空氣流形成。
一個(gè)中間物8，其形式是一個(gè)整體環(huán)形橡膠件，被用熱膠法固定在環(huán)5的外部形成表面。環(huán)形件被形成于徑向向內(nèi)區(qū)域9中，作為一個(gè)相等旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度的另件。內(nèi)部區(qū)域9逐漸發(fā)展成為徑向的短的傳遞區(qū)域9a，9a又逐漸發(fā)展成為外部區(qū)域10，10的軸向厚度基本上相應(yīng)于內(nèi)部區(qū)域9的基本部分的軸向厚度。傳遞區(qū)域9a的界面是一個(gè)凹壁面11，它終止于外部區(qū)域10的外部表面13的內(nèi)緣12處。同樣情況，在10的外周形成有小齒輪，即，外部區(qū)域在這里有相同的齒14形成的齒部。
橡膠齒14和形成在外剛性聯(lián)接件上的外環(huán)16上的內(nèi)齒部的齒谷15嵌合。內(nèi)聯(lián)接件和中間物8能用簡(jiǎn)單的軸向運(yùn)動(dòng)和外環(huán)16可靠地嚙合，和用相反方向的運(yùn)動(dòng)脫開。
圖2所示的是外環(huán)16帶有通孔17，孔17在圓周方向以連續(xù)等距的關(guān)系分布著，并和旋轉(zhuǎn)軸D相平行地延伸，并可容納螺釘頭螺栓18，即把螺釘頭端擰入馬達(dá)飛輪19的攻絲孔中，用以把外環(huán)16可拆卸地固定在飛輪19上。
在這種彈性中間物8中存在一種危險(xiǎn)，即當(dāng)傳遞大扭矩時(shí)，外部區(qū)域10的軸向端部，它是凸出于限制著的內(nèi)部區(qū)域9的，可能會(huì)徑向向內(nèi)地彎回，這就得齒14和外環(huán)16的內(nèi)齒部的齒谷15脫開，為了防止這種脫開，兩個(gè)圓形斷面的封閉金屬環(huán)20被埋入或被熱膠于橡膠中，和旋轉(zhuǎn)軸D同心，位于外部區(qū)域10的凸出部分，靠近它們的徑向內(nèi)內(nèi)的圓柱形界面10a。最好是把環(huán)20用金屬絲束以鋼絲索的形式制成。
環(huán)20為外部區(qū)域10的軸向凸出環(huán)形部分提供徑向支持，這就使這些部分在聯(lián)軸節(jié)重載運(yùn)行時(shí)不會(huì)彎回。如圖1所示，環(huán)20彼此在軸向相隔足夠遠(yuǎn)，所以彈性中間物8的核心區(qū)域保持自由狀態(tài)，結(jié)果是當(dāng)聯(lián)軸節(jié)在運(yùn)行時(shí)橡膠材料由于離心力的作用可自由地向外伸展，因此橡膠齒14被相應(yīng)地壓入外環(huán)16的齒部的齒谷15中。
如果彈性中間物8的外部區(qū)域10是用比內(nèi)部區(qū)域9和傳遞區(qū)域9a更硬的橡膠制成，也即件8是用兩件組成的話，就能進(jìn)一步提高可傳遞扭矩。在這情況下的特殊優(yōu)點(diǎn)是并不存在對(duì)聯(lián)軸節(jié)的旋轉(zhuǎn)彈性的太大削弱，這彈性主要由內(nèi)部區(qū)域9的較軟橡膠的特性來決定的。
對(duì)于特殊尺寸的聯(lián)軸節(jié)，例如，內(nèi)部區(qū)域9包括傳遞區(qū)域9a的橡膠的硬度可以是肖氏A的45°左右，外部區(qū)域10可以是肖氏75°A左右。
權(quán)利要求
1.一種彈性聯(lián)軸節(jié)，它有一個(gè)徑向的內(nèi)剛性轂件，一個(gè)外剛性件和一個(gè)用橡膠之類制成的整體的環(huán)形中間物，這中間物用來傳遞兩剛性件之間的扭矩，這中間物被固定在內(nèi)件上，例如用熱膠法固定，而在它的外周緣上有齒部和外件的內(nèi)齒部嚙合，可允許軸向運(yùn)動(dòng)，中間物的組成由一個(gè)徑向的內(nèi)部區(qū)域，它具有相同的扭強(qiáng)度，即具有徑向向外減小的軸向厚度；一個(gè)短的傳遞區(qū)域；和一個(gè)外周緣上帶齒部的外部區(qū)域，它的軸向厚度大致上對(duì)應(yīng)于內(nèi)部區(qū)域的內(nèi)緣厚度，其特征為，在外部區(qū)域(1)中靠近它的徑向內(nèi)界面(10a)和靠近軸向外表面(13)的地方，至少各有一個(gè)封閉的金屬環(huán)(20)，最好是具有圓形斷面的，被埋在橡膠中并與旋轉(zhuǎn)軸線(D)同心。
2.如權(quán)利要求
1中的聯(lián)軸節(jié)，其特征為該外部區(qū)域(10)是用比內(nèi)部區(qū)域(9，9a)硬的橡膠制成。
3.如權(quán)利要求
1或2中的聯(lián)軸節(jié)，其特征為該金屬環(huán)(20)是用金屬絲束按照鋼絲索的形式制成。
4.如權(quán)利要求
3中的聯(lián)軸節(jié)，其特征為該鋼絲索是由多個(gè)金屬絲束編織成，各金屬絲束的接頭各自沿著圓周基本上等距分布。
專利摘要
彈性聯(lián)軸節(jié)的橡膠中間物8在內(nèi)外剛性聯(lián)接件1和16之間傳遞扭矩。中間物外周的橡膠齒14和件16的內(nèi)齒嚙合，可軸向活動(dòng)。中間物徑向內(nèi)部區(qū)域9是等扭強(qiáng)度件。橡膠中靠近10的徑向內(nèi)界面10a和軸向外表面13埋有一對(duì)圓斷面的和旋轉(zhuǎn)軸D同心的并如鋼絲索那樣制成的封閉金屬環(huán)20以徑向支持外部區(qū)域10的凸部。10用比9更硬的橡膠制成以提高可傳扭矩。用環(huán)20這辦法后在件8軸向中央核心區(qū)域橡膠仍能由離心力促動(dòng)向外填滿齒隙。
文檔編號(hào)F16D3/76GK86107642SQ86107642
公開日1987年6月24日 申請(qǐng)日期1986年11月7日
發(fā)明者朱根·沃爾特, 曼弗雷德·倫克, 烏爾里克·法爾茲 申請(qǐng)人:哈克福思股份公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan