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CN1314976A - 弹性联轴器中的柔性元件的撕裂结构 - Google Patents

弹性联轴器中的柔性元件的撕裂结构 Download PDF

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Abstract

一种弹性联轴器(11),它在两轴(13,15)之间传递扭矩,联轴器包括一复合的弧形延伸件(21),该弧形延伸件包括一闸瓦状物和一弹性中心件(23),该闸瓦状物具有第一部分(51)和第二部分(53),该弹性中心件具有由两个支架部分限定的U形横截面,该支架部分包括一内侧部分(71)、一外侧部分(73)和一轴向延伸的桥接部分(65),所述桥接部分连接所述外侧部分并包括一削弱区(81),该削弱区在过度传递力时更有助于撕裂。

Description

弹性联轴器中的柔性元件的撕裂结构
本发明的技术背景
本发明涉及柔性的联轴器，特别涉及在与一轴线对齐的、一对轴之间传递扭矩的弹性联轴器，即连接一对轴向间隔的轴的弹性联轴器。
本发明还涉及这样的联轴器，它们具有不连续的环形的弹性部分。
还请注意1987年1月6日公布的美国专利第4,634,400号，它在这里被参考引用。
现有技术的介绍
在使用上述类型的联轴器时存在的一个共有的和反复出现的问题是，如果该联轴器经受过度的扭矩负载时，联轴器的弹性材料将过早失效。这种失效一般以弹性联轴器沿着弹性件的一侧撕裂的形式出现，这种撕裂在转动轴里产生不平衡的状态和振动。轴的轴承和密封件可能由于这种不平衡而受到损害，且高的应力将作用在其它联轴器零件上。此外，当联轴器在转动时沿着弹性件的侧壁撕裂时，离心力可能使撕裂的联轴器部分向外延伸超过工作的正常区域，而与环绕着联轴器的防护装置发生干扰。
本发明的简要说明
本发明提供一种弹性联轴器，以便在与一轴线大致对齐的两轴之间传递扭矩，该联轴器包括一弹性中心件和一轴向延伸的桥接部分，该弹性中心件在一自轴线延伸的径向平面里具有一向内敞口的、U形的、由两轴向间隔的、径向延伸的支架部分限定的横截面，该支架部分分别包括一粘结在一闸瓦状物上的内侧部分和一外侧部分，该桥接部分与外侧部分连接并包括一削弱区，该削弱区位于距离轴线的远端处，它有助于在过度的扭矩作用在联轴器上时在削弱区处的桥接部分撕裂。
在本发明的一个实施例里，在闸瓦状物的外周上的削弱区是由一在柔性的联轴器的弹性材料的外周表面上的V字形缝槽形成的。
对于本技术领域的技术人员来说，本发明的其它特征和优点将通过下面的详细说明和附图将变得更清楚。
附图的简要说明
图1是具体表现本发明各种特征的一联轴器的一部分的一实施例的立体图，该图是从联轴器的内侧看去；
图2是图1所示的联轴器的内侧的视图；
图3是图1所示的整个联轴器的局部剖视的轴向侧视图，其中，一半用虚线表示；
图4是具体表现本发明各种特征的一联轴器的第二实施例的部分视图；
图5是具体表现本发明各种特征的一联轴器的第三实施例的部分视图。
在详细描述本发明的一个实施例前，应该知道，本发明不限于下面的说明书所描述的或附图所显示的结构细节和零件布置情况。本发明可以有其它的实施例，并可以用多种方式实施。此外，还应该知道，这里使用的专门名词和术语只是用于描述的目的，不应该认为是一种限制。
较佳实施例的介绍
附图中所示的是一弹性联轴器11，它被用来在轴向间隔和反向延伸的第一轴13和第二轴15之间传递扭矩，而第一轴13和第二轴15大致沿一轴线17对齐。
虽然也可使用其它的结构，然而在此具体公开的结构里，联轴器11包括有角度间隔的、复合的第一和第二弹性弧形件21和23(图3)，它们具有相同的结构，它们分别延伸约180度，并且分别包括反向延伸的第一和第二弧形闸瓦状物31和33，而一弧形弹性中心件41位于第一闸瓦状物31和第二闸瓦状物33之间。
由于第一复合件21和第二复合件23以大致相同的方式制成，因此，这里仅详细介绍复合件21。更具体地说，第一闸瓦状物31和第二闸瓦状物33也具有相同的结构，它们分别弧形延伸一弧形距离，该弧形距离几乎可达180度。此外，第一闸瓦状物31和第二闸瓦状物33互相沿相反方向轴向延伸。具体地说，第一和第二闸瓦状物31和33各包括一结合在中心件41上的内侧部分51和一自该内侧部分51延伸的、可以任何适当方式连接在反向延伸的轴13和15中的一相关轴上的外侧部分53。在具体描述的结构里，外侧部分53各包括一个或几个孔55，以便可通过螺栓30将闸瓦状物31和33固定在圆筒形的毂32上。毂32包括安装轴13和15的中心孔34。
闸瓦状物31和33可任何数量的适当的形状，在公开的结构里，内侧部分51和外侧部分53较佳的是半圆筒形的形状。此外，闸瓦状物31和33可用任何适当的金属或塑料制造，在公开的结构里，较佳的是用适当的塑料制造。
弹性中心件41是用可弯曲的弹性塑料制造的，而较佳的是用诸如聚醚型聚氨酯的氨基甲酸乙酯材料制造。此外，可弯曲的弹性中心件41以弧形方式延伸一弧形距离，而该弧形距离几乎是180度，并且在一自轴线延伸的轴向平面内呈现一敞口的、通常是U形的横截面，该U形横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，且它们互相轴向间隔，通过一与支架部分61和63连接的桥接部分65连接支架部分61和63。具体地说，支架部分61和63分别包括一轴向内侧部分71和自内侧部分71延伸的外侧部分73，内侧部分71粘结在相关的一个闸瓦状物31或33的圆筒形部分上。更具体地说，内侧部分71分别包括互相面对的、以弧形方式延伸的凹槽75，以接纳相关的支架31和33的内侧部分51。在这种情况下，如曾经讨论的，支架31和33被粘结在内侧部分71的凹槽75里。可使用任何适当的、将支架31和33粘结在内侧部分71上的方法。
弹性中心件41可包括(如美国专利第4,634,400号所示的)一沿直径方向延伸的弧形凹槽57和在直径方向的凹槽57各端附近的一轴向延伸的、与直径方向的凹槽57连通的安全凹口59。直径方向的凹槽57可采用各种形状，而在图1至3所示的结构里，它包括一内侧部分和一外侧部分，其中，内侧部分如一径向延伸的缝槽并具有平行的侧面，而外侧部分通常是半环形结构。直径方向的凹槽57将中心件41分隔为两个轴向间隔的支架部分61和63，如已经指出的，它们通过桥接部分65互相连接。
具体地说，桥接部分65与支架部分61和63的外侧部分73连接，并包括一削弱区81，削弱区81位于离开轴线17的最远距离处，在扭矩传递联轴器上存在过度负载的情况下，这将有助于桥接部分65在削弱区81处撕裂。在这种情况下，虽然其它的结构也可使用，但在较佳的结构里，桥接部分65包括一外侧表面83，而该外侧表面83包括一沿圆周延伸的、并形成削弱区81的凹槽85。在本发明的一种较佳形式里，两个支架部分61和63分别在它们的径向内侧部分的轴向方向上具有比径向外侧部分的厚度厚的厚度，即支架部分61和63的厚度从它们的径向内侧部分至径向外侧部分均匀地缩小。
在本发明描述的实施例里，削弱区85是由大致V字形槽形成的。使用V字形槽具有额外的优点，它能降低作用在两轴13和15上的轴向力，而该两轴是由可弯曲的联轴器连接的。可以知道，联轴器的转动将在可弯曲的联轴器的弹性材料上产生径向向外的力。在现有技术的联轴器里，弹性材料径向向外扭曲，将给连接的轴施加一个轴向力，从而将它们拉在一起。在轴上的这些力可能增加作用在支承轴的轴承上的负载。在本发明里，通过减少在联轴器外周面上的材料，就只有小的切向力作用在联轴器的弹性材料上，及小的轴向力作用在轴上。此外，由于用V字形的凹槽结构改变质量分配和硬度性能，这种结构将抵消由于联轴器转动时的离心力而使材料向外扩张的趋势。这将减少向内的力，即在已知的、没有V字形的结构里将支架和轴轴向拉在一起的力。
也可通过其它的方式提供削弱区81，如在桥接部分65的内表面上设置沿圆周方向延伸的凹槽(未画出)。在另一种替换的结构里，可对桥接部分65进行简单的加工，在距离轴线17最远的桥接部分的区域里形成一具有较小横截面的、沿圆周方向延伸的区域。这样，桥接部分65可以这样制造，即削弱区本身沿圆周延伸，并位于径向离轴线17最远的地方。
这样，由于公开的结构，如果过度的负载作用在公开的联轴器11上时，联轴器11将在削弱区81处被撕裂，结果，撕裂部分将具有距离轴线17相同的径向长度，而该径向长度也几乎是联轴器11在撕裂前的径向尺寸。这种结构避免了与环绕着联轴器的联轴器防护装置的干扰。
图4显示了联轴器111的第二实施例，它具有与图1至3所示相同的结构，除了直径方向的凹槽57用在径向截面内较大的圆形代替前面所述的径向缝槽和半环形之外。
图5显示了联轴器211的第三实施例，它具有与图1至3所示相同的结构，除了轴向凹口59被省略之外。
本发明的各种特征由要求保护的权利范围限定。

Claims (15)

1．一种弹性联轴器，它在与一轴线对齐的两轴之间传递扭矩，所述联轴器包括一复合的弧形延伸件，该弧形延伸件包括一闸瓦状物和一弹性中心件，该闸瓦状物具有第一部分和自第一部分延伸的、能与所述轴之一连接的第二部分，该弹性中心件在自所述轴线延伸的径向平面里具有一向内敞口的、由两个轴向间隔的、径向延伸的支架部分限定的U形横截面，该支架部分包括一内侧部分、一外侧部分和一轴向延伸的桥接部分，所述内侧部分粘结在所述闸瓦状物的第一部分上，所述桥接部分连接所述外侧部分并包括一削弱区，该削弱区位于所述轴线的远端，它在过度传递力时比在其它区域内的所述桥接部分更有助于在所述区域处的所述桥接部分的撕裂。
2．如权利要求1所述的弹性联轴器，其特征在于，所述内侧部分包括用来接纳所述闸瓦状物的所述圆筒形部分的弧形凹槽。
3．如权利要求1所述的弹性联轴器，其特征在于，所述中心件是用塑料制造的。
4．如权利要求1所述的弹性联轴器，其特征在于，所述中心件是用聚醚型聚氨酯制造的。
5．如权利要求1所述的弹性联轴器，其特征在于，所述闸瓦状物是用塑料制造的。
6．如权利要求1所述的弹性联轴器，其特征在于，所述闸瓦状物是用金属材料制造的。
7．如权利要求1所述的弹性联轴器，其特征在于，所述桥接部分包括一外侧表面，所述削弱区包括在所述外侧表面的一凹槽。
8．如权利要求1所述的弹性联轴器，其特征在于，所述削弱区包括一厚度减小的区域。
9．如权利要求1所述的弹性联轴器，其特征在于，所述削弱区包括一强度降低的区域。
10．如权利要求1所述的弹性联轴器，其特征在于，所述削弱区位于距离所述轴线的最大径向距离处。
11．一种弹性联轴器，它在与一轴线对齐的两轴之间传递扭矩，所述联轴器包括一复合的弧形延伸件，该弧形延伸件包括一弧形延伸闸瓦状物和一弧形延伸的可弯曲的弹性中心件，该延伸件具有一弧形延伸部分和自所述弧形延伸部分延伸、并能与所述轴之一连接的第二部分，该弹性中心件具有在自所述轴线延伸的径向平面内的、一向内敞口的、由两轴向间隔的、径向延伸的支架部分限定的U形横截面和一轴向延伸的桥接部分，所述支架部分各包括一内侧部分和一外侧部分，所述内侧部分粘结在所述闸瓦状物的所述弧形延伸部分上，所述桥接部分连接所述外侧部分并包括一削弱区，所述削弱区位于所述轴线的远端，它在过度传递力时比在其它区域内的所述桥接部分更有助于在所述区域处的所述桥接部分的撕裂。
12．一种弹性联轴器，它在与一轴线对齐的两轴之间传递扭矩，所述联轴器包括一复合的半环形件，所述半环形件包括一第一半环形闸瓦状物、一第二半环形闸瓦状物、以及一半环形可弯曲弹性中心件；所述第一半环形闸瓦状物具有一圆筒形部分和自所述圆筒形部分延伸的、并能与所述轴之一连接的外侧部分；所述第二半环形闸瓦状物与所述第一半环形闸瓦状物轴向间隔，并具有向所述第一闸瓦状物的所述圆筒形部分延伸的圆筒形部分，它能与所述另一轴连接；所述弹性中心件在自所述轴线延伸的径向平面内具有一向内敞口的、由第一径向延伸的支架部分和第二径向延伸的支架部分形成的、U形横截面，以及一轴向延伸的桥接部分；所述第一支架部分包括一粘结在所述第一闸瓦状物的所述圆筒形部分上的内侧部分，以及自所述内侧部分延伸的外侧部分，而所述第二支架部分与所述第一支架部分成轴向间隔关系并包括一粘结在所述第二闸瓦状物的所述圆筒形部分上的内侧部分，以及自所述第二支架部分的所述内侧部分延伸的外侧部分；所述桥接部分连接所述第一和第二支架部分的外侧部分，并包括一外侧部分，在外侧表面上形成横截面较小的削弱区，它在过度传递力时比在其它区域内的所述桥接部分更有助于在所述区域处的所述桥接部分的撕裂。
13．如权利要求12所述的弹性联轴器，其特征在于，所述中心件包括一弧形延伸的径向凹槽，它隔开所述第一和第二支架部分。
14．如权利要求13所述的弹性联轴器，其特征在于，所述中心件在所述径向凹槽的各端还包括一轴向延伸的凹口。
15．一种弹性联轴器，它在与一轴线对齐的两轴之间传递扭矩，所述联轴器包括第一复合半环形件和第二复合半环形件；
所述第一复合半环形件包括：
一第一半环形闸瓦状物，它具有一圆筒形部分，以及自所述第一半环形件的所述第一闸瓦状物的所述圆筒形部分延伸的外侧部分；
一第二半环形闸瓦状物，它与所述第一半环形件的所述第一闸瓦状物轴向间隔，并具有一向所述第一半环形件的所述第一闸瓦状物的所述圆筒形部分延伸的圆筒形部分，以及自所述第一半环形件的所述第二闸瓦状物的所述圆筒形部分延伸的外侧部分；以及
一半环形可弯曲的弹性中心件，它位于所述第一半环形件的所述第一和第二闸瓦状物之间，并在自所述轴线延伸的径向平面内具有向内敞口的、U形的横截面；该横截面由第一径向延伸的支架部分、第二径向延伸的支架部分和一轴向延伸的桥接部分限定；所述第一径向延伸的支架部分包括一粘结在所述第一半环形件的所述第一闸瓦状物的所述圆筒形部分上的内侧部分，以及自所述第一半环形件的所述中心件的所述第一支架部分的所述内侧部分延伸的外侧部分；所述第二径向延伸的支架部分与所述第一半环形件的的所述中心件的所述第一支架部分成轴向间隔关系，并包括粘结在所述第一半环形件的所述第二闸瓦状物的所述圆筒形部分上的内侧部分，以及自所述第一半环形件的所述中心件的所述第二支架部分的所述内侧部分延伸的外侧部分；所述轴向延伸的桥接部分连接所述第一半环形件的所述中心件的所述第一和第二支架部分的所述外侧部分，并包括一外侧表面，外侧表面上形成一较小横截面的削弱区，它位于距离所述轴线的最大距离处，它在经受过度传递的力的时候，有助于在所述第一半环形件的所述中心件的所述桥接部分的所述削弱区使所述第一半环形件的所述中心件的所述桥接部分撕裂；
所述第二复合半环形件包括：
一第一半环形闸瓦状物，它具有一圆筒形部分，以及自所述第二半环形件的所述第一闸瓦状物的所述圆筒形部分延伸的外侧部分；
一第二半环形闸瓦状物，它与所述第二半环形件的所述第一闸瓦状物轴向间隔，并具有一向所述第二半环形件的所述第一闸瓦状物的所述圆筒形部分延伸的圆筒形部分，以及自所述第二半环形件的所述第二闸瓦状物的所述圆筒形部分延伸的外侧部分；以及
一半环形可弯曲的弹性中心件，它位于所述第二半环形件的所述第一和第二闸瓦状物之间，并在自所述轴线延伸的径向平面内具有向内敞口的、U形的横截面；该横截面由第一径向延伸的支架部分、第二径向延伸的支架部分和一轴向延伸的桥接部分限定；所述第一径向延伸的支架部分包括一粘结在所述第二半环形件的所述第一闸瓦状物的所述圆筒形部分上的内侧部分，以及自所述第二半环形件的所述中心件的所述第一支架部分的所述内侧部分延伸的外侧部分；所述第二径向延伸的支架部分与所述第二半环形件的的所述中心件的所述第一支架部分成轴向间隔关系，并包括粘结在所述第二半环形件的所述第二闸瓦状物的所述圆筒形部分上的内侧部分，以及自所述第二半环形件的所述中心件的所述第二支架部分的所述内侧部分延伸的外侧部分；所述轴向延伸的桥接部分连接所述第二半环形件的所述中心件的所述第一和第二支架部分的所述外侧部分，并包括一外侧表面，外侧表面上形成一较小横截面的削弱区，它位于距离所述轴线的最大距离处，它在经受过度传递的力的时候，有助于在所述第二半环形件的所述中心件的所述桥接部分的所述削弱区使所述第二半环形件的所述中心件的所述桥接部分撕裂。
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