专利名称：高抗扭弹性联轴节及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种高抗扭弹性联轴节，用于连接在一个半截联轴节处的驱动机组如柴油机飞轮与在另一个半截联轴节处的被驱动机组如减速器或发电机，其中，基本上环形的联轴节由通过径向间隙彼此隔开间距的扇形段组成，以及，每个扇形段分别有至少一个橡胶弹性材料制的联轴节体和借助硫化作用固定在其两个轴向面上的扇形板。
背景技术：
此类分段式联轴节已知有很多实施形式，对此可例如参见DE36 16232 A1其中的环形装置3。DE34 34 722 A1表示了分段式联轴节的另一个例子。
除了针对那些不再能经济地制成一体式的结构尺寸外，联轴节分段的优点尤其是使联轴节便于装配。人们可例如将轮毂移置于联轴节内，但尽管如此仍能拆卸或更换橡胶件，无需事先彼此分解机器部件(例如发动机与发电机)。发现的缺点是，金属的扇形板是用优质铸钢制的形状比较复杂的法兰件。此外要求通过转动轴承在轮毂上支承联轴节的一个侧环(DE36 16 232 A1)，以便使扇形段在联轴节工作时出现的离心力作用下具有稳定性。在这里所涉及的是一种相当复杂的方案。
发明内容
本发明第一个目的是以结构上特别简单的方式和特别便宜地提供一种上述类型的分段式抗扭弹性的联轴节。
本发明通过第一项独立的权利要求1所述的特征达到此目的以及与之相应地其特征尤其在于，扇形板用薄金属板如钢板制造；至少构成扇形板轴向面的薄板主面不切削加工；以及，扇形板通过至少一个锁定件以这样的方式互相连接，即，使扇形板借助锁定件防轴向变形地彼此支承。
本发明的一项突出的优点在于，此联轴节能非常价廉物美地生产，因为它的金属部分可由薄金属板裁剪而成。在本文中“薄金属板”意指壁厚最多为传统的铸钢法兰或铸钢扇形板壁厚的50％。由于构成扇形板轴向面的薄板主面不切削加工，所以一方面进一步降低生产成本，另一方面保证扇形板完全不变形，由于在切削加工成形时有加热作用和通过释放内应力这种变形是不可避免的。因此，按本发明建议的联轴节借助薄金属板一扇形板的设计，不仅特别价廉物美，而且导致一种技术上完美的无需昂贵的补充加工的联轴节。
至于所涉及的锁定件装置，则可优选地规定，各扇形板分别借助锁定件互相连接，锁定件分别安装在一块扇形板(沿周向看的)边缘附近并跨过间隙搭接在相邻的扇形板上。采用这种本身非常简单又能便宜地制成的锁定件，取消了上面介绍的迄今已知的为扇形板的稳定化所采取的复杂的措施。
在环形的弹性联轴节中已知钢板制的联轴节法兰。其中一个例子是几十年来本申请人大量提供的CENTAX联轴节。这种弹性联轴节主要由两个同心布置的环形法兰组成，在它们之间有硫化在内的弹性的联轴节构件橡胶环。在联轴节各部分之间扭矩的传递通过螺钉连接装置实现，其中一个法兰在外径处以及另一个法兰在内径处通过螺钉与驱动和被驱动机组(大多为飞轮和轮毂)连接。形式上为整体钢环的法兰可以方便和廉价地生产，以及另一方面在重量轻和惯性矩小的同时可保证高的精度和平衡品质。
此外，本发明通过第二项独立的权利要求3所述的特征达到前言提出的目的以及与之相应地其特征尤其在于，各扇形板借助锁定件互相连接，锁定件分别安装在一个扇形段的边缘附近，跨过间隙搭接在相邻的扇形板上；以及，扇形板借助锁定件防轴向变形地彼此支承。按此另一种设计，扇形板可用薄金属板如钢板制造，以及至少构成扇形板轴向面的薄板主面不切削加工。
与按照DE36 16 232 A1的联轴节侧环不同，这种侧环要通过转动轴承支承在轮毂上以便使扇形段在联轴节工作时出现的离心力作用下具有稳定性，本发明采用锁定件，沿联轴节的周向看，它们将彼此相继的扇形板在一定程度上互相束缚住，从而可使扇形板不挠曲或不发生不允许的偏移。这些锁定件可以是形状非常简单的构件，如下面还要介绍的那样。
本发明另一个重要的特征在于，所有规定用于联轴节的扇形板与所属的橡胶弹性的联轴节体共同硫化。
在传统的分段式联轴节中，各扇形段，亦即两块扇形板和所属的在它们之间的橡胶弹性部分，分别硫化。硫化的工具也针对最简单的方法。但通过按本发明的特征现在第一次做到，一个联轴节的所有扇形段，尤其在硫化方面处于相同的加工条件下。因此，每一个橡胶弹性元件有相同的品质，尤其是同样的弹性。这意味着联轴节有一种迄今未能达到的均质性并因而有均匀的弹性及动力学特性。
此外，本发明有利和恰当的设计规定，锁定件包括一个至少有两块夹板的夹板装置，其中，每块夹板固定在一块扇形板上以及部分搭接在沿周向相邻扇形板的边缘上。这些锁定件可以是简单的薄板并因而在结构设计方面没有提出任何特殊的要求。
第一种特别的实施形式规定，锁定件包括两块夹板，它们两者都固定在一块扇形板上以及部分搭接在沿周向相邻的扇形板边缘上沿轴向的两侧。在这种情况下，固定在一块扇形板上的夹板将沿周向相邻扇形板的边缘区束缚在夹板之间，亦即在边缘附近贴靠在扇形板的两个沿轴向指的端面上。
在至此所说明的实施形式中首先想到的是，在扇形板每一个沿轴向指的侧面有一块夹板，以及两块夹板均固定在其中一块扇形板上，以及它们从此扇形板伸出的超出部分通过贴靠搭接在相邻的扇形板上，而还有一种方案可以规定，其中各一块夹板分别固定在两块相邻扇形板之一上以及两块夹板交替地部分搭接在沿周向相邻扇形板边缘上沿轴向的一侧。这就允许所有的夹板固定在所有扇形板的同一个轴向侧上。尤其是各两块夹板可以完全布置在扇形板总是相同的轴向侧上。
谈论的所有锁定装置的夹板可以用简单的方式固定在一块扇形板各自的边缘区上，除了借助焊、铆等固定外也可借助可拆式的螺钉连接和必要时附加的防转装置如定位销固定。
为了特别节省空间地布置夹板，可以规定将夹板安置在扇形板上圆周的边缘附近；以及夹板的边缘段遵循一个圆弧段的形状并基本上与扇形板的圆周边缘重合地延伸。夹板是否按此教导设在联轴节外圆周或内圆周附近，首先取决于可供使用的空间具体状况，以及也要看所涉及的联轴节扇形法兰是平面的或例如是沿联轴节的轴向缩入的。通常将锁定件布置在所涉及的半截离合器沿径向背对力传入的一侧。
此外，试验证明按本发明的联轴节是很有利的，它仅由两个扇形段组成。尽管如此，本发明当然并不限于这种扇形段尽可能少的数量。此外，技术上合理的扇形段数主要取决于联轴节要传递的额定负载和结构尺寸。
本发明还涉及一种制造按权利要求1的前序部分所述联轴节的方法。与此相关的本发明的目的是创造一种经济的制造方法，这种方法保证分段式联轴节有高的品质。
独立权利要求14的特征说明了达到此目的的第一种方案。据此，此方法的特征在于它包括下列步骤a.制造扇形板所需的金属部分首先分别制成一封闭的环，b.在联轴节两个环形体的内侧按与扇形段的数量相对应的数量和彼此具有周向间距地硫化橡胶弹性的联轴节体，以及c.然后，环在橡胶弹性的联轴节体之间的区域内沿径向切开。
独立权利要求15的特征构成了达到此目的的另一种方案，据此，方法包括下列步骤a.制造扇形板所需的金属部分首先分别制成一封闭的环，b.环再分为一块块扇形板，以及c.所有规定用于联轴节的扇形板与所属的橡胶弹性的联轴节体一起硫化。
在这两种方案的方法中还规定，用薄钢板制的封闭环尤其借助激光裁剪切开；以及，至少构成扇形板轴向面的薄板主面不切削加工。
按本发明的能简单而便宜地实施的制造方法突出的优点由上面借助涉及联轴节的申请部分已说明的部分给出。
此外，本发明最好借助附图中表示的实施例来理解。其中图1弹性联轴节轴向端视图；图2按图1的剖切线A-A通过联轴节的剖面；图3按图2的剖切线B-B通过联轴节的径向剖面；图4用于固定联轴节扇形段的第一种锁定件与图1至3相比放大的详图；图5按图4的剖切线V-V的剖面；图6锁定件第二种实施形式相应于图4的视图；以及图7按图6中剖切线VII-VII的剖面。
具体实施例方式
首先可由图2最清楚地看出，总体上用10表示的弹性联轴节包括第一个平面联轴节法兰11和沿联轴节轴向与之隔开距离的第二个联轴节法兰12，在图示的实施例中它设计为部分锥形的，在实际工作中这种锥形最简单地通过加压过程形成。
在两个联轴节法兰11和12之间，有硫化在互相面对的内侧上的橡胶弹性的联轴节体13。
联轴节10涉及一种分段式联轴节。因此，联轴节法兰11和12不是按圆环形存在，而是以圆环段11a、11b和12a、12b的形式存在。图示的联轴节只有两个分别约半圆形的扇形段；当然，每个联轴节也可以有更多的分段数。
因此，在图1至3中表示的联轴节总共有四个金属的法兰元件，在本发明的范围内它们分别称为“扇形板”并用数字14表示。每一块扇形板14用优质钢薄板制造。在本发明的范围内，“薄”主要指的是，与功率可比的迄今的分段式联轴节相比，在那里扇形板用铸钢件组成，壁厚比它们的薄得多。在个别情况下扇形板可能是50％或更薄。薄钢板元件在其就联轴节(图2)而言的面朝轴向的表面不加工，尤其不切削加工。要加工的仅仅是环形的边缘。
因为在图1至3中表示的联轴节没有圆环形法兰，以及扇形板14比较薄，所以本发明在每个联轴节侧每两块扇形板14采用一个锁定装置。为此设所谓的锁定件15或16。
如图1至3所示，锁定件15和16涉及不同的设计，其中锁定件15沿联轴节的轴向需要更大的空间，并因而布置在有锥形缩入的联轴节法兰12的联轴节那一侧，反之，第二种锁定装置16沿联轴节轴向制成扁平的以及安装在平面的法兰元件11的内侧上。因此在这里法兰元件11就有可能以其外部平的轴向面直接例如通过法兰连接在发动机飞轮上。
这两种锁定装置15和16的详细情况参见图4和5以及6和7。
在图4和5中表示的锁定装置15包括两块镜面对映地一致的用薄金属板尤其薄钢板制的扁平夹板17。这两块夹板17彼此重合和借助两个螺钉18固定在扇形板14上。由图4和5还可看出，夹板17从螺钉18伸出的区段17a搭接在相邻扇形板14的边缘区14a上。此边缘区是与其上固定有夹板17的扇形板14相应的边缘区14b隔开一个必要的扇形段间隙19处于相对位置的那个边缘区。也就是说，夹板17跨过间隙并将“对应的扇形板”边缘区14a束缚在它们之间。由此保证，在联轴节工作时沿联轴节周向彼此相继的扇形板14牢固地支承在夹板17上。
此外，将结构设计为使夹板17处于扇形板14圆形内圆周20的附近，以及，使内边缘段21遵循此曲线或圆的走向。
因为作为实施例表示的联轴节有两个扇形段，所以相应地还有两个这样的锁定件15处于所涉及的联轴器侧面。
如已提及的那样，在联轴节另一侧，在那里同样为了使对应的扇形板14彼此稳定，设锁定装置16，在结构上它们与借助图5已说明的锁定装置不同。
为此参见图6和7。由图可见，虽然锁定装置16仍包括两块夹板22，但与第一种实施例不同，这些夹板22并不总是固定在同一块扇形板14上，而只分别固定在两块板之一上并优选地固定在沿联轴器轴向看的板同一侧上。夹板22从各自的固定段伸出区段22a，它们分别越过两块扇形板14之间的间隙19延伸并在这种情况下每块夹板部分搭接处于相对位置的扇形板14的边缘区14a或14b。这与按图4和5的实施形式不同，在那里夹板17的这些区段17a均部分搭接相邻扇形板14的边缘区14a。
在按图6和7的实施例中，夹板22不是用贯穿的螺钉(如图4和5中的18)而是用埋头螺钉23固定，并借助一个附加的与螺钉23相隔一定距离的紧配合定位销24防止旋转。
由图6和7还可看出，橡胶弹性体13的边缘区有一小的间距地绕锁定件16延伸。
与图示的实施例不同，尤其为驱动侧的半截联轴节配设的锁定件，也可以设在扇形段外圆周附近而不是在其内圆周处，只要在给定的情况下联轴节的安装状况允许这样做。通常锁定件布置在所涉及的半截离合器沿径向与扭矩引入或扭矩承接处于相对位置的内圆周或外圆周上，这尤其是因为上面装有此联轴节的机器部分反正要在这里使扇形段稳定化。
还应提及，一个联轴节的各扇形段，具体而言在本实施例中各两块扇形板14和处于它们之间的橡胶弹性的联轴节体13，同时进行硫化，亦即用相同的橡胶材料和在同一个模具内硫化，以保证联轴节橡胶弹性件最佳的均匀性。
此外还应注意，并不强制要求夹板22如图6和7中所示只应在扇形板14朝轴向的同一个侧面上延伸，当然这是一种特别节省空间的布局，这种布局如图2所示尤其可以结合平面的法兰元件11最佳地应用。
并不要求按图示的实施例为联轴节两侧采用不同的锁定装置的设计。在图示的联轴节中例如可只使用类型16的锁定件。关键是，所讨论的两种结构形式的特点还在于，它们自己沿联轴节扇形段的径向不需要任何附加的超出扇形段本身范围的空间需求，因为它们既不伸出联轴节外圆周也不伸出其内圆周。
权利要求
1.高抗扭弹性联轴节(10)，用于连接在一个半截联轴节处的驱动机组如柴油机飞轮与在另一个半截联轴节处的被驱动机组如减速器或发电机，其中，基本上环形的联轴节(10)由通过径向间隙(19)彼此隔开间距的扇形段组成，以及，每个扇形段分别有至少一个橡胶弹性材料制的联轴节体(13)和借助硫化作用固定在其两个轴向面上的扇形板(14)，其特征为扇形板(14)用薄金属板如钢板制造；至少构成扇形板(14)朝向面的薄板主面不切削加工；以及，扇形板(14)通过至少一个锁定件(15；16)以这样的方式互相连接，即，使扇形板(14)借助锁定件(15；16)防轴向变形地彼此支承。
2.按照权利要求1所述的联轴节，其特征为各扇形板(14)分别借助锁定件(15；16)互相连接，锁定件分别安装在一块扇形板(14)的边缘附近并跨过间隙搭接在相邻的扇形板(14)上。
3.按照权利要求1前序部分所述的联轴节，其特征为各扇形板(14)借助锁定件(15；16)互相连接，锁定件分别安装在一个扇形段(14)的边缘附近，跨过间隙搭接在相邻的扇形板(14)上；以及，扇形板(14)借助锁定件(15；16)防轴向变形地彼此支承。
4.按照权利要求2所述的联轴节，其特征为扇形板(14)用薄金属板如钢板制造；以及，至少构成扇形板(14)轴向面的薄板主面不切削加工。
5.按照前列诸权利要求之一所述的联轴节，其特征为所有规定用于联轴节(10)的扇形板(14)与所属的橡胶弹性的联轴节体(13)一起硫化。
6.按照权利要求1至5所述的联轴节，其特征为锁定件(15；16)包括一个至少有两块夹板(17；22)的夹板装置，其中，每块夹板(17；22)固定在一块扇形板(14)上以及部分搭接在沿周向相邻扇形板(14)的边缘上。
7.按照权利要求6所述的联轴节，其特征为锁定件(15)包括两块夹板(17)，它们两者都固定在一块扇形板(14)上以及部分搭接在沿周向相邻的扇形板(14)边缘上沿轴向的两侧。
8.按照权利要求6或7之一所述的联轴节，其特征为锁定件(16)包括两块夹板(22)，其中各一块夹板固定在两块相邻的扇形板(14)之一上以及两块夹板(22)交替地部分搭接在沿周向相邻扇形板(14)边缘上沿轴向的一侧。
9.按照权利要求8所述的联轴节，其特征为两块夹板(22)完全布置在两块扇形板(14)沿轴向的同一侧上。
10.按照前列诸权利要求之一所述的联轴节，其特征为锁定件(15；16)的夹板(17；22)形封闭和/或力封闭以及必要时采取附加防转装置(24)地固定在一块扇形板(14)的各自的边缘区(20)上。
11.按照前列诸权利要求之一所述的联轴节，其特征为锁定件(15；16)的夹板(17；22)安置在扇形板(14)上圆周的边缘附近。
12.按照权利要求11所述的联轴节，其特征为夹板(17；22)的边缘(21)遵循一个圆弧段的形状以及基本上与扇形板(14)的圆周边缘(20)重合地延伸。
13.按照前列诸权利要求之一所述的联轴节，其特征为联轴节(10)由两个扇形段组成。
14.制造按照权利要求1前序部分所述联轴节(10)的方法，其特征为方法包括下列步骤a.制造扇形板(14)所需的金属部分首先分别制成一封闭的环，b.在联轴节(10)两个环形体的内侧按与扇形段的数量相对应的数量和彼此具有周向间距地硫化橡胶弹性的联轴节体(13)，以及c.然后，环在橡胶弹性的联轴节体(13)之间的区域内沿径向切开。
15.制造按照权利要求1前序部分所述联轴节(10)的方法，其特征为方法包括下列步骤a.制造扇形板(14)所需的金属部分首先分别制成一封闭的环，b.环再分为一块块扇形板(14)，以及c.所有规定用于联轴节(10)的扇形板(14)与所属的橡胶弹性的联轴节体(13)一起硫化。
16.按照权利要求14或15所述的方法，其特征为；尤其借助激光裁剪切开钢板制的封闭环。
全文摘要
本发明涉及按分段的结构方式的环形高抗扭弹性联轴节及制造这种联轴节的方法。联轴节硫化在一个橡胶弹性的联轴节体上的扇形板用薄的基本上不切削加工的钢板制成。为保证联轴节在工作时的稳定性公开了特殊的锁定件，扇形板借助它们彼此支承。为了获得联轴节特别好的质量和均质性，规定一个联轴节的所有扇形段共同，亦即处于相同的条件下硫化。
文档编号F16D3/50GK1485553SQ0312755
公开日2004年3月31日 申请日期2003年8月7日 优先权日2002年8月8日
发明者格哈德·基尔谢, 格哈德 基尔谢 申请人:基尔谢中央传动有限公司