專利名稱：具有扭轉(zhuǎn)元件的彈性聯(lián)軸器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有至少一個扭轉(zhuǎn)元件的彈性聯(lián)軸器，該扭轉(zhuǎn)元件具有至少一個彈性體作為傳動元件，在其輸入和輸出端固定安裝、特別經(jīng)硫化固定軸向的各金屬連接凸緣。
在這種具有扭轉(zhuǎn)元件的聯(lián)軸器中，只通過一個或多個彈性體，一般用優(yōu)質(zhì)的聯(lián)軸器用橡膠體實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的傳遞。為了將轉(zhuǎn)矩輸入彈性體或橡膠體在其軸向兩端面上固定安裝盤形金屬連接凸緣。人們通過硫化法得到目前最好的結(jié)合。
在動載荷，即在傳遞隨時間變化的轉(zhuǎn)矩時，例如其由于出現(xiàn)于飛輪質(zhì)量矩的大型柴油機中的轉(zhuǎn)矩峰值，傳動元件也經(jīng)歷同樣隨時間變化的扭曲。通過這樣的動載荷由于彈性體變形時的內(nèi)摩擦同時產(chǎn)生損耗熱。由于最有能力的彈體材料的承載能力本身隨溫度的升高而降低，采用有效措施來冷卻，即散發(fā)橡膠體的熱量。
為了冷卻橡膠體的核心部分，其由于彈體材料的一般較小的比導(dǎo)熱率要求給予特別的注意，長期以來已知的是，采用多個扇形扭轉(zhuǎn)元件代替一個環(huán)形連續(xù)的彈性體傳動元件，它們具有連接凸緣扇形體。這種結(jié)構(gòu)例如由DE3710390C2得知。
由所述DE3710390C2同樣已知的是，單件環(huán)形的扭轉(zhuǎn)元件以及各扇形的扭轉(zhuǎn)元件都設(shè)有軸向穿過連接凸緣的通口和通過彈性體的軸向通氣道。
在各扇形體之間或通過通口流入連接凸緣中的冷卻空氣以有利的方式為橡膠體提供有效的空氣冷卻，從而可以顯著地提高這種扭轉(zhuǎn)元件的功率密度。不過這必然導(dǎo)致彈性體與金屬的結(jié)合面，即橡膠體在連接凸緣上的有效硫化面的特別高的應(yīng)力。就橡膠中裂紋的形成或彈性體與金屬的結(jié)合的撕裂方面來說，特別有損害的是在連接凸緣扇形體的徑向外邊緣處或在通口的，即在連接凸緣中的通氣孔的內(nèi)邊緣處的結(jié)合面的各邊緣。
為了防止在橡膠與金屬的結(jié)合面之邊緣處的裂紋形成和分離，在AT154034中已建議，將邊緣倒圓并且將各邊緣的端面周圍嵌接式構(gòu)成橡膠體。該基本構(gòu)想的進一步構(gòu)成說明于DE3310695C2。這涉及扭轉(zhuǎn)元件，其中連接凸緣扇形體的徑向端部邊緣設(shè)有一經(jīng)倒圓的成型件，圍繞著橡膠體。
上述按照現(xiàn)有技術(shù)的措施的優(yōu)點是改善了橡膠體在橡膠與金屬的結(jié)合面的邊緣上的粘合性。另一有利的效果是橡膠體在這個邊緣部分的軸向?qū)挾炔⒂纱擞行У膹椥蚤L度被增大了。然而其中在上述措施的限度內(nèi)人們面臨要求的功率密度愈來愈高。在最大載荷作用下顯示出，盡管有邊緣的拱形成型件彎曲應(yīng)力仍施加于橡膠體的伸出部分上。此外，在扇形體的徑向端面的部分中或在連接凸緣的通口的截面中的有效彈性長度只提高連接凸緣的軸向的材料厚度。因此界定了極限載荷，其至今沒能被超過。
根據(jù)上述問題，本發(fā)明的目的在于，進一步構(gòu)造上述類型的扭轉(zhuǎn)元件使其能夠傳遞更高的功率密度。其中優(yōu)化應(yīng)該特別考慮在連接凸緣扇形體的端面部分的和連接凸緣的通口的邊緣的特別的應(yīng)力。
為了解決這個問題，本發(fā)明建議，連接凸緣至少在彈性體與連接凸緣之間結(jié)合面的徑向延伸的各邊緣處從連接凸緣平面相對于彈性體軸向向外成拱形凸出，并且彈性體(5)沿凸出部分硫化固定，其中所述各邊緣形成在連接凸緣扇形體的外邊緣處和/或在連接凸緣的通口之內(nèi)邊緣處。
按照本發(fā)明連接凸緣在其橡膠金屬結(jié)合面徑向延伸并由此承擔(dān)特別的載荷的各自由邊緣處，構(gòu)成軸向向外彎曲。這特別是針對通孔的，即連接凸緣中的通氣孔的內(nèi)邊緣，或者在成扇形的連接凸緣中針對連接凸緣扇形體的外邊緣。通過按照本發(fā)明向外凸出的邊緣部分實現(xiàn)橡膠與金屬之間的硫化面沿軸向方向越過連接凸緣的軸向?qū)挾认蛲鈹U張。
為了將按照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)為實用的，能夠勻稱地使盤形連接凸緣沿各邊緣向外彎曲，或者沿各邊緣成形一軸向向外凸出的凸緣。該最后所述的結(jié)構(gòu)特別是對于連接凸緣或連接凸緣扇形體用鑄鋼制造是有利的。
本發(fā)明的主要優(yōu)點在于，加大了粘合面，即在邊緣部分的硫化面，而與連接凸緣沿軸向方向的材料厚度無關(guān)。因此例如無疑增大了橡膠體在連接凸緣上的固結(jié)力。另外彎曲應(yīng)力由于凸出的或彎曲的各邊緣的較大彎曲半徑與現(xiàn)有技術(shù)中較窄的邊緣部分相比被顯著地減小了，因此優(yōu)化了橡膠體中力的輸入。
本發(fā)明的另一有利的效果是，在各連接凸緣的按照本發(fā)明的凸出邊緣部分之間的橡膠體的有效彈性長度比現(xiàn)有技術(shù)中原則上所可能的加厚了。其中從理論上來說橡膠體只有關(guān)于連接凸緣的軸向材料厚度的相應(yīng)擴張是可能的，對此在本發(fā)明中越過了這個限度。凸出邊緣部分的邊緣無疑可以經(jīng)多次向外彎曲，因此橡膠體在該部分自然得到相應(yīng)的擴張。這意味著在傳動中減小了產(chǎn)生的最大應(yīng)力值。與按照本發(fā)明的如上所述的加大了的粘合面共同作用可顯著地提高功率密度。
按照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)同樣可以轉(zhuǎn)用于連接凸緣扇形體的各徑向邊緣以及在連接凸緣內(nèi)設(shè)置的通口的構(gòu)形。對于通口這與其是否填滿橡膠材料或在橡膠體中加入通氣道無關(guān)。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施形式中，扭轉(zhuǎn)元件具有軸向穿過連接凸緣和彈性體的通氣孔。通過各軸向通氣道彈性體的內(nèi)部得到有效的空氣冷卻，其中通氣道接通連接凸緣中的軸向通口。通過通氣孔在按照本發(fā)明構(gòu)成的通口內(nèi)設(shè)有凸出的或彎曲的各邊緣，在那里存在的橡膠金屬結(jié)合的邊緣部分也得到改善的粘合性。
本發(fā)明的一有利的進一步結(jié)構(gòu)是彈性體設(shè)有多個徑向的通氣道。而且這出現(xiàn)了這樣的可能性，即該徑向通氣道與上述的軸向通氣孔連通。因此扭轉(zhuǎn)元件本身按照一離心壓縮機的方式構(gòu)成。旋轉(zhuǎn)時由于產(chǎn)生的離心力周圍的空氣通過軸向孔吸入并通過徑向通氣道通過彈性體元件的周邊向外散發(fā)。通過不斷的氣流得到特別有效的冷卻。
符合目的的是各徑向通氣道徑向向外敞開著。這意味著其徑向向內(nèi)可以是封閉的。借以在內(nèi)部保留有效的橡膠材料以便傳遞轉(zhuǎn)矩。
在具有徑向通氣孔的實施形式中，特別有利的是，連接凸緣在圓周部分所述各徑向通氣孔之間具有多個通口。該通口并不通入通氣道中，而是填滿橡膠材料。由于按照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)具有軸向向外凸出的邊緣部分，在通口的部分例如加大了有效的彈性長度并且另外為橡膠體提供了在各徑向通氣道之間的附加的粘合性和穩(wěn)定性。
以下借助于附圖對本發(fā)明的實施例更詳細(xì)地加以說明。附圖中

圖1本發(fā)明的一個扭轉(zhuǎn)元件扇形體的軸向視圖；圖2沿圖1的C-D剖切面的剖視圖；圖3沿圖1的C-A剖切面的半剖視圖；圖4按照圖1在參考半徑R內(nèi)沿圓周方向看的剖面圖之局部視圖；圖5圖1的扭轉(zhuǎn)元件扇形體的軸向剖視圖；圖6從外側(cè)看的徑向局部視圖。
圖1示出按照本發(fā)明的扇形扭轉(zhuǎn)元件的軸向視圖，其中將其用標(biāo)記1表示。該視圖基本上示出兩個軸向接連的、同樣構(gòu)造的四分之一圓形的連接凸緣扇形體2之一個的軸向平面圖。
在一完整的聯(lián)軸器中，總共四個所示的扭轉(zhuǎn)元件1如此組裝，使成圓形設(shè)置的連接凸緣扇形體2構(gòu)成一整圓形的連接凸緣。因此在各連接凸緣扇形體2的各徑向邊緣之間輸入端和輸出端的連接凸緣總共有四個斷口。
在連接凸緣扇形體2的徑向邊緣部分2a處連接凸緣2按照本發(fā)明向外凸出，因此在該圖中向觀察者的方向凸出，即沿徑向邊緣部分2a彎曲或卷邊。
此外，連接凸緣扇形體2具有總共五個沿圓周分布的、外形大致為U形的、軸向穿通的通口3。它們沿其各邊緣3a同樣向觀察者的方向彎曲或卷邊，如同所述的邊緣部分2a。
圓形的軸向穿通的多個通氣孔4位于內(nèi)部的分度圓上。它們同樣可以設(shè)有按照本發(fā)明的凸出的邊緣部分，但這在所示的結(jié)構(gòu)中沒有實施。
用作傳動元件的橡膠體用標(biāo)記5表示，其在兩軸向接連的連接凸緣扇形體2之間被硫化在這兩扇形體2上。該橡膠體5同樣是扇形的并且在該圖中絕大部分被連接凸緣扇形體2所覆蓋。橡膠體5只有在圍繞邊緣部分2a的部分是可見的，以及通過通口3顯露出，其用括號內(nèi)的標(biāo)記(5)表示。通氣孔4同樣延伸穿過橡膠體5。
圖2示出通過按照圖1的扭轉(zhuǎn)元件1的C-D面徑向剖視圖。其中同樣的構(gòu)件采用同樣的標(biāo)記。
在圖2中顯而易見，通口3的各邊緣3a向外凸出或彎曲，填滿通口3的橡膠體5沿著向外凸出的部分并且也在那里固定硫化在連接凸緣扇形體2上。
由該圖同樣可知通氣孔4通向橡膠體5中的徑向通氣道6，各通氣道6只向外向圓周方向敞開而向內(nèi)是封閉的。
圖3示出如圖2中同一圖的半剖視圖，不過，其位于各通口3之間的圓周部分。在該圖中同樣可附帶地看到凸緣式向外凸出的邊緣3a。
圖4示出通過連接凸緣扇形體2的徑向邊緣部分2a在參考半徑R內(nèi)沿圓周方向看的剖視圖之局部視圖。由此可特別清楚地得知，連接凸緣扇形體2在邊緣部分2a處從連接凸緣平面軸向向外凸出或彎曲。橡膠體5沿圓周方向周圍嵌接這些邊緣部分2a。該彎曲的部分2a在這里也可以視為凸緣式成形。
由圖4清楚可見，與位于各連接凸緣扇形體2的內(nèi)側(cè)之間的內(nèi)部部分相比，橡膠體5在邊緣部分2a處的有效彈性長度明顯地加大了。
圖5示出圖1的扭轉(zhuǎn)元件1在同一視圖中的軸向剖視圖。由此特別清楚地得知其各個功能元件的設(shè)置。
圖6示出由通氣道6的外面的徑向視圖。其中清楚可見其橢圓形的徑向向內(nèi)變窄的截面。
本發(fā)明的優(yōu)點在于，橡膠體5由于按照本發(fā)明向外彎曲或卷邊的各邊緣2a和3a而比現(xiàn)有技術(shù)中在那里的接界邊緣只是平面部分具有較大的有效硫化面。在該部分實際上也增大了橡膠體5的彈性長度，即軸向?qū)挾?。由此還降低了作用于橡膠金屬過渡區(qū)的相關(guān)應(yīng)力。
因此，橡膠體5與連接凸緣扇形體2的結(jié)合不僅在扭轉(zhuǎn)元件1的徑向端面部分而且在通口3中都可承受非常高的應(yīng)力。因此顯著地減小了撕裂與裂紋形成的危險。這使其能夠提高可傳遞的功率密度。
由于旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力冷卻空氣通過軸向通氣孔4吸入并通過徑向通氣道6向外徑向排出，從而為橡膠體5提供有效的冷卻。
通過在通口3的部分中有效加大的彈性長度，聯(lián)軸器獲得了最好的彈性特性。
權(quán)利要求
1．具有至少一個扭轉(zhuǎn)元件的彈性聯(lián)軸器，該扭轉(zhuǎn)元件具有至少一個彈性體作為傳動元件，在其輸入端和輸出端固定安裝、特別是經(jīng)硫化固定軸向的各金屬連接凸緣，其特征在于，連接凸緣(2)至少在彈性體(5)與連接凸緣(2)之間結(jié)合面的徑向延伸的各邊緣(2a,3a)處從連接凸緣平面相對于彈性體(5)軸向向外成拱形凸出，并且彈性體(5)沿凸出部分硫化之，其中所述各邊緣形成在連接凸緣扇形體(2)的外邊緣處和/或在連接凸緣(2)的通口(3)之內(nèi)邊緣處。
2．按照權(quán)利要求1所述的聯(lián)軸器，其特征在于，通口(3)的各邊緣(3a)和/或連接凸緣扇形體(2)的各邊緣(2a)具有卷邊。
3．按照權(quán)利要求1所述的聯(lián)軸器，其特征在于，沿各邊緣(2a,3a)形成軸向凸出于連接凸緣(2)的外表面的凸緣。
4．按照權(quán)利要求1所述的聯(lián)軸器，其特征在于，扭轉(zhuǎn)元件(1)具有軸向穿過連接凸緣(2)和彈性體(5)的多個通氣孔(4)。
5．按照權(quán)利要求4所述的聯(lián)軸器，其特征在于通氣孔(4)設(shè)置在通口(3)內(nèi)。
6．按照權(quán)利要求1所述的聯(lián)軸器，其特征在于，彈性體(5)具有多個徑向通氣道(6)。
7．按照權(quán)利要求6所述的聯(lián)軸器，其特征在于，所述徑向通氣道(6)徑向向外敞開著。
8．按照權(quán)利要求4和6所述的聯(lián)軸器，其特征在于，彈性體(5)的徑向通氣道(6)和軸向通氣孔(4)相互連通。
9．按照權(quán)利要求5所述的聯(lián)軸器，其特征在于，連接凸緣(2)在各徑向通氣道(6)之間的圓周部分具有通口(3)。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有至一個扭轉(zhuǎn)元件(1)的彈性聯(lián)軸器,該扭轉(zhuǎn)元件具有至少一個彈性體(5)作為傳動元件,在其輸入端和輸出端固定安裝、優(yōu)選經(jīng)硫化固定軸向的各金屬連接凸緣(2)。為了提高可傳遞的功率密度和改善在連接凸緣(2)的邊緣部分之橡膠金屬結(jié)合,本發(fā)明建議,連接凸緣(2)至少在彈性體(5)與連接凸緣(2)之間結(jié)合面的徑向延伸的各邊緣(2a,3a)處從連接凸緣平面相對于彈性體(5)軸向向外成拱形凸出,并且彈性體(5)沿凸出部分硫化之,其中所述各邊緣形成在連接凸緣扇形體(2)的外邊緣處和/或在連接凸緣(2)的通口(3)之內(nèi)邊緣處。
文檔編號F16D3/74GK1323378SQ99812024
公開日2001年11月21日 申請日期1999年10月6日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月12日
發(fā)明者于爾根·沃爾特, 烏爾里?！し柎?申請人:哈克福斯有限公司