專利名稱：膜片聯(lián)接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及膜片聯(lián)接器。
背景技術(shù)：
膜片聯(lián)接器用于在兩個(gè)旋轉(zhuǎn)部件之間提供等速連結(jié)，該連結(jié)容許部件之間的少量 角位移。聯(lián)接器包括兩個(gè)平行的撓性板，撓性板圍繞其外緣連結(jié)在一起，且在中央座架處連 結(jié)到相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)部件上。作為備選，板件可在中央連結(jié)到一起而在其外緣處連結(jié)到旋轉(zhuǎn)部 件上。當(dāng)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)部件之間存在角位移時(shí)，兩個(gè)板件就會(huì)彎曲，以對(duì)其適應(yīng)。這些聯(lián)接器所 具有的多種優(yōu)點(diǎn)在于它們沒有活動(dòng)零件，且很少或不需要維護(hù)。在US4133188，US3959988， US4802882, US6394387, US4191030, US4411634, EP0627571, US6183317, US6050865, US5755622和US5407386中描述了膜片聯(lián)接器的實(shí)例。然而，膜片聯(lián)接器的確具有多種不利之處。能夠處理高負(fù)載且在不利的環(huán)境條件 下工作的聯(lián)接器趨于較為復(fù)雜、笨重和昂貴。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種備選的膜片聯(lián)接器。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種膜片聯(lián)接器，其具有圍繞其外緣連結(jié)在一起 的第一膜片板和第二膜片板，各膜片板均具有軸向延伸的中央套節(jié)，第一板件的套節(jié)在其 內(nèi)部銷部件支承，該銷部件在各端處具有向外凸出的肩部，適于在一端接合第一板件的套 節(jié)上的內(nèi)肩部，而在另一端接合第二板件的套節(jié)上的內(nèi)肩部，以便限制兩個(gè)套節(jié)彼此間的 軸向間距。一個(gè)板件上的套節(jié)優(yōu)選為在另一個(gè)板件的套節(jié)內(nèi)延伸，以在其間限定環(huán)形間隙， 該環(huán)形間隙容許兩個(gè)套節(jié)之間的角位移達(dá)到預(yù)定角度，以及防止角位移超過該預(yù)定角度。 銷部件的一端優(yōu)選為抵靠第一板件的套節(jié)上的內(nèi)肩部向外模鍛(swaged)。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于膜片聯(lián)接器的膜片板，該板件具有中央 套節(jié)部件和適于與另一膜片板相連結(jié)的外緣，膜片板從套節(jié)部件至外緣在厚度上成漸縮 形，且在外緣處較薄，板件的至少一側(cè)所具有的輪廓為，在鄰近套節(jié)部件的第一區(qū)域處以第 一曲率半徑彎曲，而在鄰近第一區(qū)域的第二區(qū)域處以大于第一曲率半徑的第二曲率半徑彎 曲ο優(yōu)選的是，板件的兩側(cè)具有大致相似的輪廓。根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供了一種包括根據(jù)本發(fā)明上述第二方面的至少一個(gè) 膜片板的膜片聯(lián)接器。
現(xiàn)在將參照附圖以舉例的方式對(duì)本發(fā)明的膜片聯(lián)接器進(jìn)行描述，在附圖中圖1為聯(lián)接器的透視3
圖2為聯(lián)接器的截面?zhèn)纫晥D；圖3為聯(lián)接器的部分膜片板的放大比例的截面?zhèn)纫晥D；圖4為處于有限角位移的部分聯(lián)接器的截面?zhèn)纫晥D；圖5為聯(lián)接器的銷部件在組裝之前的截面?zhèn)纫晥D；以及圖6為用于組裝聯(lián)接器中的銷部件的工具的放大側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式首先參看圖1和圖2，聯(lián)接器包括分別具有中央套節(jié)部件11和21的兩個(gè)膜片板構(gòu) 件1和2。右手邊的構(gòu)件1上的套節(jié)部件11大致為圓柱形，且設(shè)有在外部的花鍵部分12。 另一個(gè)構(gòu)件2上的套節(jié)部件21具有圓柱部分22，圓柱部分22軸向延伸且由橫向延伸的安 裝法蘭23端接，在安裝法蘭23的角部處具有四個(gè)安裝孔24。各構(gòu)件1和2還包括分別從 相應(yīng)的套節(jié)11和21沿徑向向外延伸且圍繞其外緣連結(jié)在一起的整體式膜片板15和25。 在使用中，將花鍵部分12插入齒輪等(未示出)的驅(qū)動(dòng)輸入端中，而將法蘭23用螺栓固定 到位于轉(zhuǎn)矩管或其它可旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)部件的一端處的類似法蘭(未示出)上。這樣，經(jīng)由膜 片聯(lián)接器將來自于轉(zhuǎn)矩管的驅(qū)動(dòng)傳遞到齒輪或其它從動(dòng)部件上。膜片聯(lián)接器設(shè)置成容許與 聯(lián)接器的對(duì)置端相聯(lián)接的旋轉(zhuǎn)部件之間的有限的相對(duì)角位移。兩個(gè)膜片板構(gòu)件1和2由不銹鋼(按AMS 5659-類型1 (Var)的15-5PH H1025) 加工而成。如在圖2中可看到，左手邊的構(gòu)件2的套節(jié)21為圓柱形且為空心的，并且相對(duì) 于膜片板25遠(yuǎn)離短的圓柱套環(huán)210向左軸向延伸。套環(huán)210向膜片板25的右側(cè)凸出，且 提供橫向延伸的平坦的環(huán)形接觸端面211。在內(nèi)部，套節(jié)21具有靠近其左手端的較淺的環(huán) 形凹部212，限定面向右側(cè)的環(huán)形肩部213。在朝向其右手端且剛好在膜片板25的左側(cè)，套 節(jié)21具有在內(nèi)部凸出的環(huán)形臺(tái)階214，限定面向左側(cè)的肩部215。膜片板25相對(duì)于套節(jié)21 以直角徑向向外地凸出，且漸縮至位于其外緣216處的減小的厚度。膜片板25的構(gòu)造與在 右手邊的構(gòu)件1上的膜片板15相同。在其外緣216處，膜片板25形成有周向壁217，該周 向壁軸向向右地延伸，且具有臺(tái)階狀的邊緣218?，F(xiàn)在將參照?qǐng)D3來描述左手邊的膜片板25的形狀，圖3詳細(xì)地示出了板件的輪 廓。板件25由四個(gè)不同的區(qū)域構(gòu)成。鄰近套節(jié)21的第一區(qū)域220在兩側(cè)以大約3mm的較 小曲率半徑彎曲。該彎曲區(qū)域220形成與套節(jié)21的平滑的無臺(tái)階的混合過渡。第二區(qū)域 221在板件25的兩側(cè)作為平滑的無臺(tái)階的過渡而從第一區(qū)域220繼續(xù)延伸，且同樣也彎曲， 但是以大約25mm的相對(duì)較大的曲率半徑彎曲。第三區(qū)域222在板件25的兩側(cè)作為平滑的 無臺(tái)階的過渡而從第二區(qū)域221繼續(xù)延伸，并且是平坦的且成漸縮形的，使得從第一區(qū)域 220至第三區(qū)域222外端的厚度逐漸減小。第四區(qū)域223為較短的區(qū)域，其僅在內(nèi)部的右手 側(cè)以大約1. 6mm的曲率半徑彎曲，周向壁217從該側(cè)凸出。板件25的相對(duì)的外側(cè)在整個(gè)第 四區(qū)域223上至板件的外緣是平坦的。膜片板25的厚度選定為容許些許撓曲，同時(shí)確保最 大的轉(zhuǎn)矩傳遞。另一個(gè)板件15以相同方式定形。不同的膜片板可在一面或兩面上具有不 同的表面輪廓。右手邊的構(gòu)件1的套節(jié)11為空心的圓柱形，且主要地朝向其膜片板15的右側(cè)延 伸，以提供花鍵部分12。套節(jié)11還具有朝向膜片板15左側(cè)凸出的部分111。凸出部分111 的外徑減小，形成環(huán)形的面向左側(cè)的橫向接觸面112。凸出部分111提供了與穿過左手邊限制止動(dòng)件。具體而言，止動(dòng)件部分111的外表 面113成角度為3°的漸縮形，使得其外徑在其左手端較小。止動(dòng)件部分111相對(duì)緊密地裝 配在臺(tái)階214的右手端內(nèi)，止動(dòng)件部分上的漸縮形確保了相對(duì)端上的間隙略微較大。這允 許兩個(gè)套節(jié)11和21相對(duì)于彼此的角位移，如圖4中所示，角位移一定程度上由止動(dòng)件部分 111的外表面113抵靠臺(tái)階214的內(nèi)表面的接觸來限制，其中，右手邊的構(gòu)件的右手端略微 向下成一定角度。在內(nèi)部，套節(jié)11具有沿其長(zhǎng)度延伸的開孔114，且由面向右側(cè)的肩部117 分成了左手邊區(qū)域115和直徑較大的右手邊區(qū)域116。膜片板15相對(duì)于套節(jié)11以直角徑 向向外地凸出，且漸縮至位于其外緣118處的減小的厚度。在其外緣118處，膜片板15形 成有周向壁119，其軸向向右延伸，且具有臺(tái)階狀的邊緣120，該邊緣120定形為與另一個(gè)板 件25上的臺(tái)階狀邊緣218相配合。配合的邊緣120和218通過焊接而彼此連結(jié)和密封，優(yōu) 選為通過電子束焊接121。兩個(gè)膜片板15和25的內(nèi)表面和外表面均處理成用以在焊接在一起之前產(chǎn)生具有 壓縮殘余應(yīng)力的較薄的表層。這通過以受控的方式使表面經(jīng)受介質(zhì)沖擊來實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的是， 這通過在受控壓力下使用噴砂機(jī)中的無水玻璃珠來實(shí)現(xiàn)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種處理有助于給予膜 片板15和25期望的機(jī)械強(qiáng)度。在使用不同膜片材料的情況下，可能并不需要以此方式處
理膜片。從圖2中可看到，膜片聯(lián)接器還包括兩個(gè)構(gòu)件，即止動(dòng)銷30和密封塞40。圖5中 也示出了組裝前的止動(dòng)銷30。銷30由不銹鋼加工而成，且大致為具有圓形截面和一定外徑 的圓柱形，該銷穿過套節(jié)11緊密地滑動(dòng)裝配在開孔114的左手邊區(qū)域115內(nèi)。在銷30的 左手端處，凸緣31徑向向外地凸出。凸緣31的外徑大于在右手邊的套節(jié)11上的止動(dòng)件部 分111的外徑以及在左手邊的套節(jié)21上的臺(tái)階214的內(nèi)徑，使得法凸緣凸出越過肩部215。 在正常工作中，小的間隙32設(shè)置在凸緣31的面向右邊的表面與肩部215之間。當(dāng)軸向拉 力施加到聯(lián)接器上時(shí)，趨于將兩個(gè)套節(jié)11和21遠(yuǎn)離彼此拉動(dòng)，間隙32閉合。通過適當(dāng)?shù)?選擇該間隙32的大小，限制了膜片聯(lián)接器的兩半間的軸向間距。剛好在凸緣31的右邊圍 繞銷30的外側(cè)形成的環(huán)形通道33收容0形密封圈34，該密封圈34在銷30的外側(cè)與套節(jié) 11的內(nèi)側(cè)之間產(chǎn)生不透流體的密封。止動(dòng)銷30的右手端通向銷內(nèi)的軸向開孔35，該開孔 接近沿銷長(zhǎng)度的路徑的大約三分之二。當(dāng)組裝在套節(jié)11中時(shí)，凸緣31抵靠套節(jié)上的止動(dòng)件部分111的左手端。止動(dòng)銷 30的右手端向外模鍛，以形成唇緣36，該唇緣接合套節(jié)11內(nèi)側(cè)上的面向右邊的肩部117。 進(jìn)行模鍛不但使唇緣36向外變形，而且還以冷加工使銷30的較短區(qū)域37變硬，該區(qū)域37 鄰近唇緣，且穿過套節(jié)11定位在開孔114的左手邊區(qū)域115內(nèi)。這是使用圖6中所示的模 鍛工具40來進(jìn)行的。模鍛工具40的工作頂端具有帶有凸曲率的第一區(qū)域41，其從小于銷 30中的開孔35的直徑漸縮至比開孔大大約0. 5mm的直徑。鄰近的第二區(qū)域42具有圓柱形 狀以及沿其長(zhǎng)度的恒定直徑，直到其接觸第三區(qū)域43，第三區(qū)域43以凹形輪廓向外張開。 第三區(qū)域43鄰接具有截頭圓錐形狀的第四區(qū)域44。從圖5中可看到，在組裝前，止動(dòng)銷30 中的開孔35具有張開的入口 38。當(dāng)定位在套節(jié)11中的適當(dāng)位置上時(shí)，通過將工具40的 頂端插入止動(dòng)銷30的張開的入口 38來進(jìn)行模鍛和加工硬化操作。工具40的后端(未示 出)從套節(jié)11的右手端凸出。通過單次擊打來推動(dòng)工具40的凸出端，以迫使工作頂端進(jìn) 一步進(jìn)入止動(dòng)銷30中。當(dāng)此發(fā)生時(shí)，通過與工具40的張開的第三區(qū)域43接合，止動(dòng)銷30
5的后端受到向外的力，以形成唇緣36。該區(qū)域37還受到向外壓縮和加工硬化。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)， 當(dāng)力施加到唇緣36上時(shí)，可有效減小對(duì)止動(dòng)銷30的應(yīng)力破壞。因此，止動(dòng)銷30有效地保 持在套節(jié)11中，而不需要螺栓或任何附加構(gòu)件。這有助于最大限度地減小復(fù)雜性、重量、成 本和尺寸，且不需要日常維護(hù)。止動(dòng)銷30和外部O形密封圈34的閉合特性阻止材料經(jīng)由 右手邊的構(gòu)件1進(jìn)入聯(lián)接器的內(nèi)部。 借助于密封塞40，防止了材料從相對(duì)側(cè)進(jìn)入聯(lián)接器中。塞40由不銹鋼加工而成， 且具有大致為杯形的形狀，具有閉合端41和相對(duì)的開口端42，開口端42具有淺的向外凸 出的唇緣43。在外部，塞40具有傾斜的環(huán)形斜面44，其定位成鎖入套節(jié)21中的凹部212 中并且接合后方的肩部213，從而防止拆卸。在此位置，唇緣43抵靠法蘭23的左手邊的表 面。塞40還具有圍繞其外表面靠近其閉合端41的環(huán)形凹部45，0形密封圈46收容在該凹 部45中，定形成用以在塞的外側(cè)與套節(jié)21的內(nèi)側(cè)之間形成不透流體的密封?？墒褂脗溥x 材料來用于該塞40。因此，膜片聯(lián)接器通過使止動(dòng)件部分111抵靠臺(tái)階214的內(nèi)側(cè)相接觸來防止過度 的角位移。通過使凸緣31抵靠臺(tái)階214上的肩部215相接觸來防止過度的軸向拉力負(fù)載。 還通過使套環(huán)210上的端面211與右手邊的套節(jié)11上的接觸面112相接觸來防止過度軸 向壓縮或相反方向上的沖壓負(fù)載。膜片聯(lián)接器以可在低成本下提供的相對(duì)簡(jiǎn)單的方式來防 止這些力，而不需要螺栓或類似的緊固件。膜片聯(lián)接器可如所述地設(shè)置成完全密封，以確保 沒有可干擾各種止動(dòng)件表面的外來物質(zhì)的進(jìn)入。然而，在一些應(yīng)用中，可能不需要具有完全 密封的單元。
權(quán)利要求
一種膜片聯(lián)接器，其具有圍繞其外緣連結(jié)在一起的第一膜片板(15)和第二膜片板(25)，各膜片板(15，25)均具有軸向延伸的中央套節(jié)(11，21)，所述第一板件(15)的套節(jié)(11)在其內(nèi)部支承銷部件(30)，所述銷部件(30)在各端具有向外凸出的肩部(31，36)，適于在一端接合所述第一板件(15)的套節(jié)(11)上的內(nèi)肩部(117)而在另一端接合所述第二板件(25)的套節(jié)(21)上的內(nèi)肩部(215)，以便限制所述兩個(gè)套節(jié)(11，21)彼此間的軸向間距。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜片聯(lián)接器，其特征在于，一個(gè)板件(15)上的所述套節(jié)(11) 在另一個(gè)板件(25)的所述套節(jié)(21)內(nèi)延伸，以在其間限定環(huán)形間隙(32)，所述環(huán)形間隙 (32)容許所述兩個(gè)套節(jié)(11，21)之間的角位移達(dá)到預(yù)定角度，以及防止角位移超過所述預(yù)定角度。
3.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的膜片聯(lián)接器，其特征在于，所述銷部件(30)的一端抵 靠所述第一板件(15)的套節(jié)(11)上的所述內(nèi)肩部(117)向外模鍛。
4.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的膜片聯(lián)接器，其特征在于，在形成所述聯(lián)接器之前，所 述銷部件(30)具有可變形的中空端部(38)，用于在原位置形成保持唇緣(36)。
5.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的膜片聯(lián)接器，其特征在于，所述銷部件(30)包括用于 設(shè)置0形密封件(34)的凹部(33)。
6.一種用于膜片聯(lián)接器的膜片板(15，25)，所述板具有中央套節(jié)部件(11，21)和適于 與另一膜片板相連結(jié)的外緣，所述膜片板從所述套節(jié)部件(11，21)至所述外緣在厚度上呈 漸縮形且在所述外緣處更薄，所述板的至少一側(cè)所具有的輪廓為，在鄰近所述套節(jié)部件的 第一區(qū)域以第一曲率半徑彎曲，以及在鄰近所述第一區(qū)域的第二區(qū)域以大于所述第一曲率 半徑的第二曲率半徑彎曲。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的膜片板，其特征在于，所述板(15，25)的兩側(cè)具有大致相似的 輪廓。
8.一種膜片聯(lián)接器，包括根據(jù)權(quán)利要求6或權(quán)利要求7所述的至少一個(gè)膜片板(15，25)。
全文摘要
本發(fā)明的一個(gè)方面涉及膜片聯(lián)接器，其具有圍繞其外緣連結(jié)在一起的第一膜片板(15)和第二膜片板(25)。各膜片板(15，25)均具有軸向延伸的中央套節(jié)(11，21)。第一板件(15)的套節(jié)(11)在其內(nèi)部支承銷部件(30)，該銷部件(30)在各端上具有向外凸出的肩部(31，36)，適于在一端接合第一板件(15)的套節(jié)(11)上的內(nèi)肩部(117)，而在另一端接合第二板件(25)的套節(jié)(21)上的內(nèi)肩部(215)，以便限制兩個(gè)套節(jié)(11，21)彼此間的軸向間距。
文檔編號(hào)F16D3/72GK101939554SQ200880005693
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2008年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月21日
發(fā)明者J·P·戴維斯 申請(qǐng)人:通用電氣航空系統(tǒng)有限公司