專利名稱:彈性聯(lián)軸器的制作方法
本發(fā)明關(guān)于彈性聯(lián)軸器在DE-AS1067644中公開(kāi)了一種強(qiáng)制型彈性聯(lián)軸器的基本結(jié)構(gòu)，它的兩個(gè)同心圓轂具有相配合的凸齒，通過(guò)許多周向連續(xù)的彈性橡膠聯(lián)接件來(lái)傳扭矩，這種結(jié)構(gòu)有很多變型。在這種先有聯(lián)接室中，每?jī)蓚€(gè)相鄰?fù)过X之間的聯(lián)接室中各可容納一個(gè)圓斷面的橡膠聯(lián)接件;這些室的尺寸和設(shè)計(jì)是這樣的，當(dāng)聯(lián)軸器無(wú)負(fù)荷時(shí)，室中的彈性聯(lián)接件不接觸周圍的凸齒，即，各個(gè)在周向延伸的彈性聯(lián)接件在凸齒之間具有縮小的間隙。因此，當(dāng)扭矩作用于聯(lián)軸器上時(shí)，靠近中性點(diǎn)的扭剛變不受限定，但當(dāng)縮小的間隙被消除，彈性聯(lián)接件受到壓力時(shí)，再繼續(xù)施加扭矩時(shí)扭剛度很快地升至高的數(shù)值。
在這種聯(lián)接系統(tǒng)中，不可能在間隙被消除后在低扭矩范圍中提供低限定水平的扭剛度。其結(jié)果是，例如，在車輛中用內(nèi)燃機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)時(shí)，在低速起動(dòng)時(shí)有典型的卡搭聲。
本發(fā)明的目的是對(duì)這種強(qiáng)制型彈性聯(lián)軸器作改進(jìn)，使得它比起先有的帶有中間彈性聯(lián)接件的彈性強(qiáng)制型聯(lián)軸器來(lái)，它的扭剛度在低扭矩時(shí)大大降低，并保持這低扭剛度于零平均有用扭矩，并且它在這種狀況下運(yùn)行時(shí)沒(méi)有間隙和在全負(fù)荷下沒(méi)有任何扭剛度損傷。而且，新的彈性聯(lián)軸器被設(shè)計(jì)成在運(yùn)行中高度可靠，需要較少的維護(hù)和能被經(jīng)濟(jì)地制造。
按照本發(fā)明，從上面說(shuō)的那種彈性聯(lián)軸器出發(fā)，把彈性聯(lián)接件固定在內(nèi)、外聯(lián)接環(huán)的造形面上，把軸聯(lián)接于它的正常位置上，在各彈性聯(lián)接件和各對(duì)凸齒之間就存在間隙，以便彈性聯(lián)接件能相應(yīng)于起始剪切應(yīng)力作自由地扭曲，直至予定的剪切應(yīng)力水平，在此水平時(shí)彈性聯(lián)接件基本上同時(shí)嚙合著形成室的凸齒。
各分開(kāi)的彈性聯(lián)接件在裝配前的形狀基本上相似于一個(gè)圓形斷面的桿。當(dāng)它們被裝配后，它們被徑向裝載力相對(duì)地壓緊，因而它們的斷面變成基本上卵形。
固定這些彈性聯(lián)接件的簡(jiǎn)單方法是把平行于聯(lián)軸器旋轉(zhuǎn)軸的保持條通過(guò)徑向相對(duì)的表面，把部分深度連接和固定在聯(lián)接件上;保持條的從彈性聯(lián)接件上徑向伸出的那部分被夾持于內(nèi)、外聯(lián)接環(huán)壁的相鄰凹槽中。最好是用熱膠法把保持條固定在彈性聯(lián)接件上，又最好是保持條的伸出部分的斷面以及容納這個(gè)斷面的相應(yīng)的內(nèi)、外聯(lián)接環(huán)上的槽都是燕尾形的。
這些有預(yù)定外形尺寸的彈性聯(lián)接件的彈性變形能力能符合要求;如，制有一個(gè)平行于環(huán)的旋轉(zhuǎn)軸的連續(xù)孔，并有一個(gè)特定的尺寸以便比實(shí)心的彈性聯(lián)接件更增加彈性。
按照本發(fā)明的另一特征，把各室在其端面上封閉起來(lái)，各平端的環(huán)可拆地固定在內(nèi)、外聯(lián)接環(huán)的各端面上，在各端環(huán)上有彼此徑向相鄰的齒，它們帶有間隙地交錯(cuò)嚙合，任何兩個(gè)在同一端面上周向連續(xù)布置的齒形成一對(duì)并圍成一個(gè)室。在這場(chǎng)合，當(dāng)聯(lián)軸器在正常位置時(shí)，一對(duì)齒之間的間隙必須足夠大以保證各彈性聯(lián)接件到達(dá)予定剪切應(yīng)力水平時(shí)，即當(dāng)兩同心的聯(lián)接環(huán)彼此相對(duì)地作相應(yīng)旋轉(zhuǎn)之后，各齒彼此不頂著。同時(shí)，當(dāng)?shù)竭_(dá)最大扭矩時(shí)這些齒可被作為頂著裝置以停止旋轉(zhuǎn)。
比起先有彈性強(qiáng)制聯(lián)軸器來(lái)，本發(fā)明提供的主要優(yōu)點(diǎn)是在低扭矩時(shí)有很低的扭剛度和相當(dāng)高的轉(zhuǎn)角，因?yàn)樵诘团ぞ貢r(shí)這些彈性聯(lián)接件(不像在強(qiáng)制式或爪式聯(lián)軸器中的那樣)開(kāi)始時(shí)只受剪切應(yīng)力。這種剪切應(yīng)力由各彈性聯(lián)接件和圍成相關(guān)室的一對(duì)凸齒間的間隙造成。只有當(dāng)由自由變形引起的允許剪切應(yīng)力幾乎達(dá)到時(shí)，兩個(gè)聯(lián)接環(huán)的凸齒才能接觸這些彈性聯(lián)接件以產(chǎn)生進(jìn)一步的自由扭曲。當(dāng)聯(lián)軸器的扭矩負(fù)荷增加時(shí)，這些彈性聯(lián)接件的應(yīng)力由剪切變?yōu)閴嚎s。這種工作狀態(tài)的效果是比傳統(tǒng)的彈性爪式聯(lián)軸器能傳送更高的扭矩。
下面參照附圖對(duì)按照本發(fā)明彈性聯(lián)軸器的一個(gè)實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。這些圖中圖1是彈性聯(lián)軸器的一個(gè)端視圖，其頂上的一半被垂直于旋轉(zhuǎn)軸的平面所剖開(kāi)，圖2是彈性聯(lián)軸器沿圖1中Ⅰ-Ⅰ線軸向剖面的側(cè)視圖。
彈性聯(lián)軸器的金屬聯(lián)接件有一個(gè)內(nèi)聯(lián)接環(huán)1和一個(gè)與它同心的外聯(lián)接環(huán)2，內(nèi)環(huán)1有一個(gè)中心孔3以容納一根輸入軸或輸出軸(未示出)。外環(huán)2的周緣上有一個(gè)法蘭環(huán)4，其上有許多通孔5，它們彼此等距分布排列在周向，它們的軸線平行于聯(lián)軸器的旋轉(zhuǎn)軸;這些孔5用來(lái)容納固緊螺釘以便把聯(lián)軸器固定到另外的傳動(dòng)件上。
在內(nèi)環(huán)1的外部圓筒形造形面6上有基本上徑向的凸齒7，它們的斷面基本呈鐮刀形，彼此等距地分布排列在周向，凸齒7的自由端延伸靠近外環(huán)2的內(nèi)造形面8。從表面8上徑向向內(nèi)伸出同樣數(shù)目的凸齒9;凸齒9有和凸齒7相同的斷面形狀，只是鐮刀的彎曲方向相反。
任何外環(huán)凸齒9和一個(gè)內(nèi)環(huán)凸齒7形成一對(duì)，凸齒7在凸齒9的周向后面。凸齒對(duì)9、7圍成一個(gè)軸向室，在本實(shí)施例中共有6個(gè)室，被置于各室中的是一個(gè)彈性聯(lián)接件10，它用橡膠之類做成，其軸向長(zhǎng)度相應(yīng)于室的軸向長(zhǎng)度，即各聯(lián)接環(huán)1、2的軸向長(zhǎng)度。這些彈性聯(lián)接件10的形狀在安裝前是圓斷面桿狀;安裝后它們被徑向壓縮而形成圖1中所示的卵形斷面。這種壓縮使件10受到予定的徑向負(fù)荷。各個(gè)件10有一個(gè)圓形通孔11，受壓后也變成卵形了，如圖1中所示。這些件10的彈性以及聯(lián)軸器的扭剛度能通過(guò)改變孔11的斷面尺寸來(lái)變化。
這些件10由其和內(nèi)環(huán)1以及外環(huán)2的接觸支承表面來(lái)固定。這樣，在每個(gè)這種表面的中央有一條平行于聯(lián)軸器旋轉(zhuǎn)軸延伸的槽，其中容納著保持條12、13，它的伸出部分是燕尾形斷面的。各保持條12、13牢固地固定在彈性聯(lián)接器10上，最好用熱膠法。這些條12、13的伸出的燕尾部分各自牢固地置于內(nèi)、外聯(lián)接環(huán)1、2的相配槽14、15中。為了使件10進(jìn)入工作位置，把相應(yīng)的被壓縮了的彈性聯(lián)接件從一個(gè)端面軸向地引入，使它的兩個(gè)條12、13配入槽14、15中。
圖1所示的彈性聯(lián)軸器是處于無(wú)負(fù)荷正常位置。在此位置，件10在周向并沒(méi)有充滿室;而是，在其前后有著間隙16、17。當(dāng)聯(lián)軸器開(kāi)始承受負(fù)荷，即，如當(dāng)外環(huán)2相對(duì)于內(nèi)環(huán)1作順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，間隙16、17能使件10開(kāi)始作自由扭曲而受到剪切應(yīng)力。
間隙16、17的尺寸是這樣的，即當(dāng)各件10的剪切應(yīng)力到達(dá)予定水平，相關(guān)的凸齒7、9基本上同時(shí)和件10的兩相對(duì)造形表面接觸，此后它就不再自由變形而只承受壓縮應(yīng)力。
在聯(lián)軸器負(fù)荷的初始階段，聯(lián)軸器的扭剛度僅由件10的自由變形一起的剪切力所決定。由于這個(gè)力被相對(duì)地縮小了，聯(lián)軸器在起動(dòng)時(shí)有很低的扭剛度，這種起動(dòng)剛度純由彈性件10的剪切應(yīng)力造成，即使在零扭矩下也被嚴(yán)格地限定的。另外的優(yōu)點(diǎn)是在這初始負(fù)荷階段具有很低的扭剛度而聯(lián)軸器的兩個(gè)金屬件無(wú)間隙地相互接觸著。
當(dāng)隙16、17被消除后，即當(dāng)各對(duì)的凸齒7、9和相關(guān)的彈性件10接觸后，各件10不能再作自由變形，各件10的應(yīng)力由剪切變?yōu)閴嚎s。聯(lián)軸器能以適當(dāng)?shù)母叩呐偠葋?lái)傳送所需的高扭矩。
被發(fā)覺(jué)各件10的自由變形量可做成前端比后端稍為大些。為了保證凸齒7、9決不在各件10的自由變形階段結(jié)束之后基本上同時(shí)接觸，間隙16的寬度，在相關(guān)的件10前面要大于后面。
具有相同強(qiáng)度的一個(gè)扁平的外端環(huán)18和一個(gè)扁平的徑向向內(nèi)的端環(huán)19被用來(lái)封蓋各室的兩端面。聯(lián)軸器兩相對(duì)側(cè)的各端環(huán)也如此地被設(shè)計(jì)出來(lái)，因而在圖中不表示出了。各個(gè)環(huán)18、19各自用相應(yīng)的螺紋頭銷20、21可拆地固定在環(huán)2、1上，即通過(guò)銷20、21配入各環(huán)上螺紋孔中，那些螺紋孔平行于聯(lián)軸器的旋轉(zhuǎn)軸延伸。在各環(huán)靠近軸向造形面的地方有齒22、23，它們彼此帶有間隙地嚙合，而其自由端伸近有關(guān)的特定相對(duì)造形表面。
如圖1所示，各齒22、23都是梯形的，任何兩個(gè)相連的齒22、23的傾斜齒側(cè)面彼此相近。任何兩個(gè)傾斜齒側(cè)面彼此相近的齒22、23形成一對(duì)并配合著在它們的端面上圍成一個(gè)室;當(dāng)聯(lián)軸器在其正常位置時(shí)，一對(duì)齒22、23大致上對(duì)稱于室的中心線布置，并部分地蓋著相關(guān)的件10的前端和后端。在一對(duì)齒22、23之間留有間隙24，它至少足夠大到以保證當(dāng)?shù)竭_(dá)各彈性件10的予定水平的剪切應(yīng)力時(shí)，各齒22、23并不相互頂著。
這種彈性聯(lián)軸器僅用于單向工作。如需要使聯(lián)軸器作雙向工作，可用兩個(gè)相連的聯(lián)軸器來(lái)保證兩相反方向的傳動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種彈性聯(lián)軸器有兩個(gè)金屬件，一個(gè)可連接輸入，另一個(gè)可連接輸出，在兩個(gè)件之間傳送的扭矩是通過(guò)許多周向排列的用橡膠之類做的彈性聯(lián)接件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，金屬件包括一個(gè)內(nèi)聯(lián)接環(huán)和與它同心的一個(gè)外聯(lián)接環(huán)，各環(huán)的造形表面上沿著周向形成有許多交錯(cuò)相嵌的基本上徑向的凸齒和齒，它們延伸于各聯(lián)接環(huán)的軸向長(zhǎng)度上并靠近有關(guān)的特定相對(duì)的造形表面，任何兩個(gè)在周向連續(xù)的凸齒形成一對(duì)，它們相互間的靠近的表面是凹形的，圍成一個(gè)室，其縱軸平行于旋轉(zhuǎn)軸延伸，一個(gè)彈性聯(lián)接件被置于該室中，此各彈性聯(lián)接件的形狀在安裝前基本上像圓形桿，其長(zhǎng)度基本上相應(yīng)于各聯(lián)接環(huán)的軸向長(zhǎng)度，在安裝后，此各彈性聯(lián)接件承受一個(gè)予定的徑向負(fù)荷，其特征為該各彈性聯(lián)接件(10)被固定到內(nèi)聯(lián)接環(huán)(1)和外聯(lián)接環(huán)(2)的造形表面(6、8)上，當(dāng)聯(lián)軸器在它的正常位置時(shí)，在各彈性聯(lián)接件(10)和各對(duì)凸齒(7、9)之間有間隙(16、17)，使各彈性聯(lián)接件(10)能自由地扭曲，以應(yīng)答一個(gè)初始剪切應(yīng)力，直至各彈性聯(lián)接件(10)基本上同時(shí)和圍成室的凸齒(7、9)接觸的一個(gè)予定水平的剪切應(yīng)力。
2.如權(quán)利要求
1的聯(lián)軸器，其特征為平行于聯(lián)軸器旋轉(zhuǎn)軸延伸的保持條(12、13)以其部分深度配合并固定在聯(lián)接件(10)中，件(10)的徑向相對(duì)的表面和內(nèi)、外聯(lián)接環(huán)(1、2)配合;條(12、13)的從彈性聯(lián)接件(10)徑向伸出的部分各自保持在內(nèi)、外聯(lián)接環(huán)(1、2)的相應(yīng)的槽(14、15)中。
3.如權(quán)利要求
2的聯(lián)軸器，其特征為各保持條(12、13)用熱膠法固定于彈性聯(lián)接件(10)上。
4.如權(quán)利要求
2或3中的聯(lián)軸器，其特征為各保持條(12、13)的伸出部分是燕尾形斷面的并各自保持于內(nèi)、外聯(lián)接環(huán)(1、2)的相符形狀的槽(14、15)中。
5.如權(quán)利要求
1-4中任一的聯(lián)軸器，其特征為各彈性聯(lián)接件(10)制有一個(gè)平行于聯(lián)軸器旋轉(zhuǎn)軸的中央通孔(11)。
6.如權(quán)利要求
1-5中任一的聯(lián)軸器，其特征為各扁平的端環(huán)(18、19)都是可拆地各自裝在內(nèi)、外聯(lián)接環(huán)(1、2)的兩端面上，在各端環(huán)(18、19)上有齒(22、23)它們都相互徑向地靠近并且兩側(cè)有空隙地交錯(cuò)地嚙合，任何兩個(gè)在同一端面上周向連續(xù)布置的齒(22、23)形成一對(duì)并配合著圍成一個(gè)室。
7.如權(quán)利要求
6中的聯(lián)軸器，其特征為當(dāng)聯(lián)軸器在它的正常位置時(shí)，一對(duì)齒(22、23)之間的間隙(24)至少足夠大到保證當(dāng)各彈性聯(lián)接件(10)的剪切應(yīng)力達(dá)到予定水平時(shí)，各齒(22、23)彼此不頂著。
專利摘要
彈性聯(lián)軸器的金屬件包括內(nèi)聯(lián)接環(huán)1和同心的外聯(lián)接環(huán)2，各環(huán)的相對(duì)造型面上有許多基本上徑向的凸齒7、9它們?cè)谥芟虮舜私诲e(cuò)嚙合并伸近有關(guān)的特定相對(duì)造型面，任何兩個(gè)周向相連凸齒形成一對(duì)，其相鄰的凹面圍成一室，室的縱軸平行于聯(lián)軸器的旋轉(zhuǎn)軸，室中置有彈性聯(lián)接件10。件10被徑向預(yù)加負(fù)荷并固定于環(huán)1、2的造型面；聯(lián)軸器正常位置時(shí)各件10和各凸齒間有間隙16、17以允件10自由扭曲受切應(yīng)力。優(yōu)點(diǎn)是低扭矩時(shí)扭剛度低及無(wú)游隙。
文檔編號(hào)F16D3/68GK87104205SQ87104205
公開(kāi)日1988年1月13日 申請(qǐng)日期1987年6月10日
發(fā)明者彼得·賴夏特 申請(qǐng)人:哈克福思股份公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan