專利名稱：彈性聯(lián)軸器中的柔性元件的撕裂結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的技術(shù)背景本發(fā)明涉及柔性的聯(lián)軸器，特別涉及在與一軸線對齊的、一對軸之間傳遞扭矩的彈性聯(lián)軸器，即連接一對軸向間隔的軸的彈性聯(lián)軸器。
本發(fā)明還涉及這樣的聯(lián)軸器，它們具有不連續(xù)的環(huán)形的彈性部分。
還請注意1987年1月6日公布的美國專利第4,634,400號，它在這里被參考引用。
現(xiàn)有技術(shù)的介紹在使用上述類型的聯(lián)軸器時存在的一個共有的和反復出現(xiàn)的問題是，如果該聯(lián)軸器經(jīng)受過度的扭矩負載時，聯(lián)軸器的彈性材料將過早失效。這種失效一般以彈性聯(lián)軸器沿著彈性件的一側(cè)撕裂的形式出現(xiàn)，這種撕裂在轉(zhuǎn)動軸里產(chǎn)生不平衡的狀態(tài)和振動。軸的軸承和密封件可能由于這種不平衡而受到損害，且高的應(yīng)力將作用在其它聯(lián)軸器零件上。此外，當聯(lián)軸器在轉(zhuǎn)動時沿著彈性件的側(cè)壁撕裂時，離心力可能使撕裂的聯(lián)軸器部分向外延伸超過工作的正常區(qū)域，而與環(huán)繞著聯(lián)軸器的防護裝置發(fā)生干擾。
本發(fā)明的簡要說明本發(fā)明提供一種彈性聯(lián)軸器，以便在與一軸線大致對齊的兩軸之間傳遞扭矩，該聯(lián)軸器包括一彈性中心件和一軸向延伸的橋接部分，該彈性中心件在一自軸線延伸的徑向平面里具有一向內(nèi)敞口的、U形的、由兩軸向間隔的、徑向延伸的支架部分限定的橫截面，該支架部分分別包括一粘結(jié)在一閘瓦狀物上的內(nèi)側(cè)部分和一外側(cè)部分，該橋接部分與外側(cè)部分連接并包括一削弱區(qū)，該削弱區(qū)位于距離軸線的遠端處，它有助于在過度的扭矩作用在聯(lián)軸器上時在削弱區(qū)處的橋接部分撕裂。
在本發(fā)明的一個實施例里，在閘瓦狀物的外周上的削弱區(qū)是由一在柔性的聯(lián)軸器的彈性材料的外周表面上的V字形縫槽形成的。
對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將通過下面的詳細說明和附圖將變得更清楚。
附圖的簡要說明

圖1是具體表現(xiàn)本發(fā)明各種特征的一聯(lián)軸器的一部分的一實施例的立體圖，該圖是從聯(lián)軸器的內(nèi)側(cè)看去；圖2是圖1所示的聯(lián)軸器的內(nèi)側(cè)的視圖；圖3是圖1所示的整個聯(lián)軸器的局部剖視的軸向側(cè)視圖，其中，一半用虛線表示；圖4是具體表現(xiàn)本發(fā)明各種特征的一聯(lián)軸器的第二實施例的部分視圖；圖5是具體表現(xiàn)本發(fā)明各種特征的一聯(lián)軸器的第三實施例的部分視圖。
在詳細描述本發(fā)明的一個實施例前，應(yīng)該知道，本發(fā)明不限于下面的說明書所描述的或附圖所顯示的結(jié)構(gòu)細節(jié)和零件布置情況。本發(fā)明可以有其它的實施例，并可以用多種方式實施。此外，還應(yīng)該知道，這里使用的專門名詞和術(shù)語只是用于描述的目的，不應(yīng)該認為是一種限制。
較佳實施例的介紹附圖中所示的是一彈性聯(lián)軸器11，它被用來在軸向間隔和反向延伸的第一軸13和第二軸15之間傳遞扭矩，而第一軸13和第二軸15大致沿一軸線17對齊。
雖然也可使用其它的結(jié)構(gòu)，然而在此具體公開的結(jié)構(gòu)里，聯(lián)軸器11包括有角度間隔的、復合的第一和第二彈性弧形件21和23(圖3)，它們具有相同的結(jié)構(gòu)，它們分別延伸約180度，并且分別包括反向延伸的第一和第二弧形閘瓦狀物31和33，而一弧形彈性中心件41位于第一閘瓦狀物31和第二閘瓦狀物33之間。
由于第一復合件21和第二復合件23以大致相同的方式制成，因此，這里僅詳細介紹復合件21。更具體地說，第一閘瓦狀物31和第二閘瓦狀物33也具有相同的結(jié)構(gòu)，它們分別弧形延伸一弧形距離，該弧形距離幾乎可達180度。此外，第一閘瓦狀物31和第二閘瓦狀物33互相沿相反方向軸向延伸。具體地說，第一和第二閘瓦狀物31和33各包括一結(jié)合在中心件41上的內(nèi)側(cè)部分51和一自該內(nèi)側(cè)部分51延伸的、可以任何適當方式連接在反向延伸的軸13和15中的一相關(guān)軸上的外側(cè)部分53。在具體描述的結(jié)構(gòu)里，外側(cè)部分53各包括一個或幾個孔55，以便可通過螺栓30將閘瓦狀物31和33固定在圓筒形的轂32上。轂32包括安裝軸13和15的中心孔34。
閘瓦狀物31和33可任何數(shù)量的適當?shù)男螤?，在公開的結(jié)構(gòu)里，內(nèi)側(cè)部分51和外側(cè)部分53較佳的是半圓筒形的形狀。此外，閘瓦狀物31和33可用任何適當?shù)慕饘倩蛩芰现圃?，在公開的結(jié)構(gòu)里，較佳的是用適當?shù)乃芰现圃臁?br> 彈性中心件41是用可彎曲的彈性塑料制造的，而較佳的是用諸如聚醚型聚氨酯的氨基甲酸乙酯材料制造。此外，可彎曲的彈性中心件41以弧形方式延伸一弧形距離，而該弧形距離幾乎是180度，并且在一自軸線延伸的軸向平面內(nèi)呈現(xiàn)一敞口的、通常是U形的橫截面，該U形橫截面是由第一和第二支架部分61和63形成的，而第一和第二支架部分61和63通常是用相同的方式制成的，且它們互相軸向間隔，通過一與支架部分61和63連接的橋接部分65連接支架部分61和63。具體地說，支架部分61和63分別包括一軸向內(nèi)側(cè)部分71和自內(nèi)側(cè)部分71延伸的外側(cè)部分73，內(nèi)側(cè)部分71粘結(jié)在相關(guān)的一個閘瓦狀物31或33的圓筒形部分上。更具體地說，內(nèi)側(cè)部分71分別包括互相面對的、以弧形方式延伸的凹槽75，以接納相關(guān)的支架31和33的內(nèi)側(cè)部分51。在這種情況下，如曾經(jīng)討論的，支架31和33被粘結(jié)在內(nèi)側(cè)部分71的凹槽75里?？墒褂萌魏芜m當?shù)?、將支?1和33粘結(jié)在內(nèi)側(cè)部分71上的方法。
彈性中心件41可包括(如美國專利第4,634,400號所示的)一沿直徑方向延伸的弧形凹槽57和在直徑方向的凹槽57各端附近的一軸向延伸的、與直徑方向的凹槽57連通的安全凹口59。直徑方向的凹槽57可采用各種形狀，而在圖1至3所示的結(jié)構(gòu)里，它包括一內(nèi)側(cè)部分和一外側(cè)部分，其中，內(nèi)側(cè)部分如一徑向延伸的縫槽并具有平行的側(cè)面，而外側(cè)部分通常是半環(huán)形結(jié)構(gòu)。直徑方向的凹槽57將中心件41分隔為兩個軸向間隔的支架部分61和63，如已經(jīng)指出的，它們通過橋接部分65互相連接。
具體地說，橋接部分65與支架部分61和63的外側(cè)部分73連接，并包括一削弱區(qū)81，削弱區(qū)81位于離開軸線17的最遠距離處，在扭矩傳遞聯(lián)軸器上存在過度負載的情況下，這將有助于橋接部分65在削弱區(qū)81處撕裂。在這種情況下，雖然其它的結(jié)構(gòu)也可使用，但在較佳的結(jié)構(gòu)里，橋接部分65包括一外側(cè)表面83，而該外側(cè)表面83包括一沿圓周延伸的、并形成削弱區(qū)81的凹槽85。在本發(fā)明的一種較佳形式里，兩個支架部分61和63分別在它們的徑向內(nèi)側(cè)部分的軸向方向上具有比徑向外側(cè)部分的厚度厚的厚度，即支架部分61和63的厚度從它們的徑向內(nèi)側(cè)部分至徑向外側(cè)部分均勻地縮小。
在本發(fā)明描述的實施例里，削弱區(qū)85是由大致V字形槽形成的。使用V字形槽具有額外的優(yōu)點，它能降低作用在兩軸13和15上的軸向力，而該兩軸是由可彎曲的聯(lián)軸器連接的?？梢灾?，聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動將在可彎曲的聯(lián)軸器的彈性材料上產(chǎn)生徑向向外的力。在現(xiàn)有技術(shù)的聯(lián)軸器里，彈性材料徑向向外扭曲，將給連接的軸施加一個軸向力，從而將它們拉在一起。在軸上的這些力可能增加作用在支承軸的軸承上的負載。在本發(fā)明里，通過減少在聯(lián)軸器外周面上的材料，就只有小的切向力作用在聯(lián)軸器的彈性材料上，及小的軸向力作用在軸上。此外，由于用V字形的凹槽結(jié)構(gòu)改變質(zhì)量分配和硬度性能，這種結(jié)構(gòu)將抵消由于聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動時的離心力而使材料向外擴張的趨勢。這將減少向內(nèi)的力，即在已知的、沒有V字形的結(jié)構(gòu)里將支架和軸軸向拉在一起的力。
也可通過其它的方式提供削弱區(qū)81，如在橋接部分65的內(nèi)表面上設(shè)置沿圓周方向延伸的凹槽(未畫出)。在另一種替換的結(jié)構(gòu)里，可對橋接部分65進行簡單的加工，在距離軸線17最遠的橋接部分的區(qū)域里形成一具有較小橫截面的、沿圓周方向延伸的區(qū)域。這樣，橋接部分65可以這樣制造，即削弱區(qū)本身沿圓周延伸，并位于徑向離軸線17最遠的地方。
這樣，由于公開的結(jié)構(gòu)，如果過度的負載作用在公開的聯(lián)軸器11上時，聯(lián)軸器11將在削弱區(qū)81處被撕裂，結(jié)果，撕裂部分將具有距離軸線17相同的徑向長度，而該徑向長度也幾乎是聯(lián)軸器11在撕裂前的徑向尺寸。這種結(jié)構(gòu)避免了與環(huán)繞著聯(lián)軸器的聯(lián)軸器防護裝置的干擾。
圖4顯示了聯(lián)軸器111的第二實施例，它具有與圖1至3所示相同的結(jié)構(gòu)，除了直徑方向的凹槽57用在徑向截面內(nèi)較大的圓形代替前面所述的徑向縫槽和半環(huán)形之外。
圖5顯示了聯(lián)軸器211的第三實施例，它具有與圖1至3所示相同的結(jié)構(gòu)，除了軸向凹口59被省略之外。
本發(fā)明的各種特征由要求保護的權(quán)利范圍限定。
權(quán)利要求
1．一種彈性聯(lián)軸器，它在與一軸線對齊的兩軸之間傳遞扭矩，所述聯(lián)軸器包括一復合的弧形延伸件，該弧形延伸件包括一閘瓦狀物和一彈性中心件，該閘瓦狀物具有第一部分和自第一部分延伸的、能與所述軸之一連接的第二部分，該彈性中心件在自所述軸線延伸的徑向平面里具有一向內(nèi)敞口的、由兩個軸向間隔的、徑向延伸的支架部分限定的U形橫截面，該支架部分包括一內(nèi)側(cè)部分、一外側(cè)部分和一軸向延伸的橋接部分，所述內(nèi)側(cè)部分粘結(jié)在所述閘瓦狀物的第一部分上，所述橋接部分連接所述外側(cè)部分并包括一削弱區(qū)，該削弱區(qū)位于所述軸線的遠端，它在過度傳遞力時比在其它區(qū)域內(nèi)的所述橋接部分更有助于在所述區(qū)域處的所述橋接部分的撕裂。
2．如權(quán)利要求1所述的彈性聯(lián)軸器，其特征在于，所述內(nèi)側(cè)部分包括用來接納所述閘瓦狀物的所述圓筒形部分的弧形凹槽。
3．如權(quán)利要求1所述的彈性聯(lián)軸器，其特征在于，所述中心件是用塑料制造的。
4．如權(quán)利要求1所述的彈性聯(lián)軸器，其特征在于，所述中心件是用聚醚型聚氨酯制造的。
5．如權(quán)利要求1所述的彈性聯(lián)軸器，其特征在于，所述閘瓦狀物是用塑料制造的。
6．如權(quán)利要求1所述的彈性聯(lián)軸器，其特征在于，所述閘瓦狀物是用金屬材料制造的。
7．如權(quán)利要求1所述的彈性聯(lián)軸器，其特征在于，所述橋接部分包括一外側(cè)表面，所述削弱區(qū)包括在所述外側(cè)表面的一凹槽。
8．如權(quán)利要求1所述的彈性聯(lián)軸器，其特征在于，所述削弱區(qū)包括一厚度減小的區(qū)域。
9．如權(quán)利要求1所述的彈性聯(lián)軸器，其特征在于，所述削弱區(qū)包括一強度降低的區(qū)域。
10．如權(quán)利要求1所述的彈性聯(lián)軸器，其特征在于，所述削弱區(qū)位于距離所述軸線的最大徑向距離處。
11．一種彈性聯(lián)軸器，它在與一軸線對齊的兩軸之間傳遞扭矩，所述聯(lián)軸器包括一復合的弧形延伸件，該弧形延伸件包括一弧形延伸閘瓦狀物和一弧形延伸的可彎曲的彈性中心件，該延伸件具有一弧形延伸部分和自所述弧形延伸部分延伸、并能與所述軸之一連接的第二部分，該彈性中心件具有在自所述軸線延伸的徑向平面內(nèi)的、一向內(nèi)敞口的、由兩軸向間隔的、徑向延伸的支架部分限定的U形橫截面和一軸向延伸的橋接部分，所述支架部分各包括一內(nèi)側(cè)部分和一外側(cè)部分，所述內(nèi)側(cè)部分粘結(jié)在所述閘瓦狀物的所述弧形延伸部分上，所述橋接部分連接所述外側(cè)部分并包括一削弱區(qū)，所述削弱區(qū)位于所述軸線的遠端，它在過度傳遞力時比在其它區(qū)域內(nèi)的所述橋接部分更有助于在所述區(qū)域處的所述橋接部分的撕裂。
12．一種彈性聯(lián)軸器，它在與一軸線對齊的兩軸之間傳遞扭矩，所述聯(lián)軸器包括一復合的半環(huán)形件，所述半環(huán)形件包括一第一半環(huán)形閘瓦狀物、一第二半環(huán)形閘瓦狀物、以及一半環(huán)形可彎曲彈性中心件；所述第一半環(huán)形閘瓦狀物具有一圓筒形部分和自所述圓筒形部分延伸的、并能與所述軸之一連接的外側(cè)部分；所述第二半環(huán)形閘瓦狀物與所述第一半環(huán)形閘瓦狀物軸向間隔，并具有向所述第一閘瓦狀物的所述圓筒形部分延伸的圓筒形部分，它能與所述另一軸連接；所述彈性中心件在自所述軸線延伸的徑向平面內(nèi)具有一向內(nèi)敞口的、由第一徑向延伸的支架部分和第二徑向延伸的支架部分形成的、U形橫截面，以及一軸向延伸的橋接部分；所述第一支架部分包括一粘結(jié)在所述第一閘瓦狀物的所述圓筒形部分上的內(nèi)側(cè)部分，以及自所述內(nèi)側(cè)部分延伸的外側(cè)部分，而所述第二支架部分與所述第一支架部分成軸向間隔關(guān)系并包括一粘結(jié)在所述第二閘瓦狀物的所述圓筒形部分上的內(nèi)側(cè)部分，以及自所述第二支架部分的所述內(nèi)側(cè)部分延伸的外側(cè)部分；所述橋接部分連接所述第一和第二支架部分的外側(cè)部分，并包括一外側(cè)部分，在外側(cè)表面上形成橫截面較小的削弱區(qū)，它在過度傳遞力時比在其它區(qū)域內(nèi)的所述橋接部分更有助于在所述區(qū)域處的所述橋接部分的撕裂。
13．如權(quán)利要求12所述的彈性聯(lián)軸器，其特征在于，所述中心件包括一弧形延伸的徑向凹槽，它隔開所述第一和第二支架部分。
14．如權(quán)利要求13所述的彈性聯(lián)軸器，其特征在于，所述中心件在所述徑向凹槽的各端還包括一軸向延伸的凹口。
15．一種彈性聯(lián)軸器，它在與一軸線對齊的兩軸之間傳遞扭矩，所述聯(lián)軸器包括第一復合半環(huán)形件和第二復合半環(huán)形件；所述第一復合半環(huán)形件包括一第一半環(huán)形閘瓦狀物，它具有一圓筒形部分，以及自所述第一半環(huán)形件的所述第一閘瓦狀物的所述圓筒形部分延伸的外側(cè)部分；一第二半環(huán)形閘瓦狀物，它與所述第一半環(huán)形件的所述第一閘瓦狀物軸向間隔，并具有一向所述第一半環(huán)形件的所述第一閘瓦狀物的所述圓筒形部分延伸的圓筒形部分，以及自所述第一半環(huán)形件的所述第二閘瓦狀物的所述圓筒形部分延伸的外側(cè)部分；以及一半環(huán)形可彎曲的彈性中心件，它位于所述第一半環(huán)形件的所述第一和第二閘瓦狀物之間，并在自所述軸線延伸的徑向平面內(nèi)具有向內(nèi)敞口的、U形的橫截面；該橫截面由第一徑向延伸的支架部分、第二徑向延伸的支架部分和一軸向延伸的橋接部分限定；所述第一徑向延伸的支架部分包括一粘結(jié)在所述第一半環(huán)形件的所述第一閘瓦狀物的所述圓筒形部分上的內(nèi)側(cè)部分，以及自所述第一半環(huán)形件的所述中心件的所述第一支架部分的所述內(nèi)側(cè)部分延伸的外側(cè)部分；所述第二徑向延伸的支架部分與所述第一半環(huán)形件的的所述中心件的所述第一支架部分成軸向間隔關(guān)系，并包括粘結(jié)在所述第一半環(huán)形件的所述第二閘瓦狀物的所述圓筒形部分上的內(nèi)側(cè)部分，以及自所述第一半環(huán)形件的所述中心件的所述第二支架部分的所述內(nèi)側(cè)部分延伸的外側(cè)部分；所述軸向延伸的橋接部分連接所述第一半環(huán)形件的所述中心件的所述第一和第二支架部分的所述外側(cè)部分，并包括一外側(cè)表面，外側(cè)表面上形成一較小橫截面的削弱區(qū)，它位于距離所述軸線的最大距離處，它在經(jīng)受過度傳遞的力的時候，有助于在所述第一半環(huán)形件的所述中心件的所述橋接部分的所述削弱區(qū)使所述第一半環(huán)形件的所述中心件的所述橋接部分撕裂；所述第二復合半環(huán)形件包括一第一半環(huán)形閘瓦狀物，它具有一圓筒形部分，以及自所述第二半環(huán)形件的所述第一閘瓦狀物的所述圓筒形部分延伸的外側(cè)部分；一第二半環(huán)形閘瓦狀物，它與所述第二半環(huán)形件的所述第一閘瓦狀物軸向間隔，并具有一向所述第二半環(huán)形件的所述第一閘瓦狀物的所述圓筒形部分延伸的圓筒形部分，以及自所述第二半環(huán)形件的所述第二閘瓦狀物的所述圓筒形部分延伸的外側(cè)部分；以及一半環(huán)形可彎曲的彈性中心件，它位于所述第二半環(huán)形件的所述第一和第二閘瓦狀物之間，并在自所述軸線延伸的徑向平面內(nèi)具有向內(nèi)敞口的、U形的橫截面；該橫截面由第一徑向延伸的支架部分、第二徑向延伸的支架部分和一軸向延伸的橋接部分限定；所述第一徑向延伸的支架部分包括一粘結(jié)在所述第二半環(huán)形件的所述第一閘瓦狀物的所述圓筒形部分上的內(nèi)側(cè)部分，以及自所述第二半環(huán)形件的所述中心件的所述第一支架部分的所述內(nèi)側(cè)部分延伸的外側(cè)部分；所述第二徑向延伸的支架部分與所述第二半環(huán)形件的的所述中心件的所述第一支架部分成軸向間隔關(guān)系，并包括粘結(jié)在所述第二半環(huán)形件的所述第二閘瓦狀物的所述圓筒形部分上的內(nèi)側(cè)部分，以及自所述第二半環(huán)形件的所述中心件的所述第二支架部分的所述內(nèi)側(cè)部分延伸的外側(cè)部分；所述軸向延伸的橋接部分連接所述第二半環(huán)形件的所述中心件的所述第一和第二支架部分的所述外側(cè)部分，并包括一外側(cè)表面，外側(cè)表面上形成一較小橫截面的削弱區(qū)，它位于距離所述軸線的最大距離處，它在經(jīng)受過度傳遞的力的時候，有助于在所述第二半環(huán)形件的所述中心件的所述橋接部分的所述削弱區(qū)使所述第二半環(huán)形件的所述中心件的所述橋接部分撕裂。
全文摘要
一種彈性聯(lián)軸器(11),它在兩軸(13,15)之間傳遞扭矩,聯(lián)軸器包括一復合的弧形延伸件(21),該弧形延伸件包括一閘瓦狀物和一彈性中心件(23),該閘瓦狀物具有第一部分(51)和第二部分(53),該彈性中心件具有由兩個支架部分限定的U形橫截面,該支架部分包括一內(nèi)側(cè)部分(71)、一外側(cè)部分(73)和一軸向延伸的橋接部分(65),所述橋接部分連接所述外側(cè)部分并包括一削弱區(qū)(81),該削弱區(qū)在過度傳遞力時更有助于撕裂。
文檔編號F16D9/00GK1314976SQ99810061
公開日2001年9月26日 申請日期1999年5月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月22日
發(fā)明者D·W·欣德曼, R·S·阿巴雷德斯, E·J·沃德, E·W·麥卡洛, J·D·斯米海 申請人:萊克斯諾股份有限公司