专利名称：具有扭力弹簧的联轴器装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种联轴器装置，该联轴器装置具有一个第一联轴器件并 且具有一个相对于第一联轴器件同轴地设置的第二联轴器件，其中，为了 在联轴器件之间形状锁合地传递转矩，第一联轴器件具有至少一个第一啮 合元件，第二联轴器件具有至少一个第二啮合元件，其中，该联轴器装置 包括一个弹簧装置，通过该弹簧装置使第一啮合元件和第二啮合元件在周 向方向上压紧。
背景技术：
这种联轴器装置例如在机动车中用来使机动车的内燃发动机与变速器 相连接。联轴器件通常具有多个啮合元件，这种啮合元件例如在爪形联轴 器的情况下为爪的形式或者在花键轴连接装置的情况下为齿的形式。弹簧 装置使联轴器件在周向方向上压紧，通过该弹簧装置要避免在通过内燃发 动机引起的振动激励下可能在联轴器装置中产生的不期望的噪声(例如通 过在齿隙内部来回运动所产生的齿的卡嗒声)。同时必须允许该联轴器装 置可轴向移动，以便由此使发动机和变速器方向上的轴向力降低到最低程 度。例如由DE 19623287Al公开了一种联轴器，在该联轴器中，锯齿形式 的第一啮合元件具有切口 ，该切口将所述锯齿分成一个构成刚性体的锯齿 部分和至少一个具有预确定的弹性特性的锯齿部分。所述锯齿插到互补地 构造的凹陷部中，该凹陷部构成第二联轴器件的第二啮合元件，其中，通 过弹性的锯齿部分使锯齿和凹陷部在周向方向上压紧。由于受限制的结构 空间，在考虑到待传递的转矩的情况下并且鉴于简单的装配，这种解决方 案并不能用作机动车中的发动机与变速器之间的连接装置。发明内容本发明的任务在于，提供一种具有弹簧装置的联轴器装置，该联轴器 装置尤其是可在机动车中用于连接发动机与变速器，该联轴器装置可安置 在受限制的结构空间中，尽可能避免联轴器装置通过发动机的振动而产生 噪声，构造简单并且易于装配。本发明所基于的任务通过根据本发明的联轴器装置来解决。优选实施 例可从下述技术方案中获知。根据本发明，提出了一种联轴器装置，该联轴器装置具有一个第一联 轴器件并且具有一个相对于第一联轴器件同轴地设置的第二联轴器件，其 中，为了在联轴器件之间形状锁合地传递转矩，第一联轴器件具有至少一 个第一啮合元件，第二联轴器件具有至少一个第二啮合元件，其中，该联 轴器装置具有一个弹簧装置，通过该弹簧装置使第一啮合元件和第二啮合 元件在周向方向上压紧。该联轴器装置的特征在于弹簧装置具有一个扭 力弹簧，该扭力弹簧具有一个环形部分和两个扭臂，其中，环形部分相对 于联轴器件同轴地或偏心地设置，其中，扭臂在径向方向上向外延伸。在 此， 一个扭臂间接或直接支撑在第一啮合元件上并且另一个扭臂间接或直 接支撑在第二啮合元件上，由此通过扭力弹簧的力使第一啮合元件在周向 方向上压在第二啮合元件上。扭力弹簧负责使啮合元件在该联轴器装置工 作中不彼此抬起以及又相互碰撞，这引起不期望的噪声(卡嗒声)并且此 外还损坏联轴器装置。扭力弹簧的环形部分可包括一个环，该环在周向方向上不闭合并且由 此具有两个敞开的端部。该环的端部在此各与扭臂中的一个相连接。该环闭合的角度范围可大于300。并且优选取值大于320°。与所述端部相连接的 扭臂可基本上彼此相对平行延伸。扭力弹簧的横截面可以是矩形的或者是其它形状(圆形，椭圆形，多 边形，等等)。优选扭力弹簧一体地用弹簧钢构造。通过这种扭力弹簧可 以实现大于30Nm及更大(例如50Nm)的压紧转矩，其中，通过待安置的 扭力弹簧不增大或仅不明显地增大联轴器装置的结构空间。在一个优选实施例中，在正常工作中，第一联轴器件在主转动方向上 将转矩传递给第二联轴器件，其中，弹簧装置使第一啮合元件在主转动方 向上压在第二啮合元件上，由此，第一啮合元件以负荷侧靠置在第二啮合元件的负荷侧上。通过这种布置，当转矩在主转动方向上从第一联轴器件 传递到第二联轴器件时扭力弹簧不承受负荷。而如果出现转矩传递的反向， 即出现从第二联轴器件到第一联轴器件的传递，当传递转矩大于通过扭力 弹簧产生的转矩时，在正常工作中靠置在负荷侧上的啮合元件被彼此压开。 为了防止第一啮合元件的负荷侧从第二啮合元件的负荷侧抬起，符合目的 地这样确定扭力弹簧的尺寸，使得通过扭力弹簧产生的转矩大于在转矩反 向时通常出现的转矩。作为替换方案或附加地，第一啮合元件和/或第二啮合元件构成止挡， 当转矩从第二啮合元件传递给第一啮合元件(与联轴器的正常工作相比转 矩传递反向)时所述止挡限制弹簧装置的弹簧行程。所述止挡可包括多个 止挡部位，通过所述止挡可限制弹簧行程并且由此限制作用在弹簧装置上 的力，由此该弹簧装置得到有效保护以免过载或者压实状态。在一个优选实施例中，扭力弹簧在轴向方向上相对于第一联轴器件或 者第二联轴器件固定并且在一个扭臂的自由端部上具有斜坡，该斜坡使在 装配联轴器装置时联轴器件的轴向彼此嵌套容易。扭力弹簧在此可被预压 紧。第一啮合元件和第二啮合元件可设置在一个油脂室或者油室中。室中 的油脂或者油首先负责减小轴向力，其次负责在一定程度上阻尼第一啮合 元件与第二啮合元件之间在周向方向上的可能振动。油脂或油也可有助于 避免或者至少降低由于啮合元件彼此间的相对运动而产生的磨粒磨损。油脂室或油室可具有至少一个空气排出口，当油脂室中的温度升高时 空气可通过所述空气排出口排出。可设置多个第一啮合元件以及多个第二啮合元件，这些第一啮合元件 以及这些第二啮合元件优选基本上均匀分布地设置在一个圆周上。例如该 联轴器装置可构造成爪形联轴器，其中，第一啮合元件和第二啮合元件于 是各构造成爪。第一联轴器件的爪在此插到第二联轴器件的两个相邻的爪 之间的凹陷部或缺口中。在一个实施形式中，只要设置有多个第一啮合元件和第二啮合元件， 就可将第一啮合元件组的一个啮合元件和/或第二啮合元件组的一个啮合元 件从第一联轴器件与第二联轴器件之间的转矩传递路径分出来，扭力弹簧直接靠置在这些啮合元件上或者扭力弹簧通过这些啮合元件与其余的啮合 元件共同作用。由此，这些直接靠置在扭力弹簧上的啮合元件仅传递扭力 弹簧的力，这些啮合元件不用于将转矩从发动机传递给变速器。如果这些 啮合元件由于扭力弹簧所必需的位置需求而构造得较小并且由此成为联轴 器装置的"最薄弱"的传递元件，则这尤其是有利的。由此，这些啮合元 件可被设计仅用于传递扭力弹簧的力并且各与另一个联轴器件的相邻啮合 元件不接触。为此所需的空隙必须大于在上述止挡中应设置的空隙。联轴 器装置的总传动能力的差异范围由此降低到最低程度。弹簧装置可具有至少一个优选枕垫形式的有弹性的辅助元件，所述有 弹性的辅助元件设置在第二啮合元件的空程侧上。有弹性的辅助元件可具 有渐增的弹簧特性曲线。该有弹性的辅助元件可相对于扭力弹簧并联或者 串联连接。该辅助元件可涉及金属件、弹性体件或者橡胶件。为了尤其是在联轴器件轴向彼此嵌套时简化装配，枕垫可通过一个枕 垫保持件预压紧，其中，枕垫保持件优选支撑在第二啮合元件上并且由此 使枕垫保持在空程侧上。枕垫在此可被挤压，由此，所述枕垫可与第二啮合元件一起插到两个 相邻的第一啮合元件之间的缺口或凹陷部中。例如可这样构造枕垫保持件， 使得该枕垫保持件使多个第二啮合元件的枕垫相连接并且将其一起预压 紧。在一个优选实施例中，第一啮合元件构造成第一联轴器件的径向向内 指向的内齿部的齿并且第二啮合元件构造成第二联轴器件的径向向外指向 的外齿部的齿。由此，这种形状锁合的联轴器装置构造成花键轴连接装置， 该花键轴连接装置在轴向方向上允许联轴器件之间相对运动。
借助于附图中所描述的实施例来对本发明进行详细说明。附图表示图1 内燃发动机与变速器之间的转矩传递链的示意图；图2 具有第一联轴器件的飞轮的立体视图；图3 第二联轴器件的立体视图；图4 一起示出了第一联轴器件与第二联轴器件；图5第一联轴器件和第二联轴器件的另一个实施形式；以及 图6 —个实施例的纵剖面。
具体实施方式
图1示出了机动车的内燃发动机1和双离合器变速器2的示意图。双 离合器变速器2由一个双离合器3和一个齿轮组4组成。飞轮5与内燃发 动机1的曲轴(未示出)固定地螺纹连接。在双离合器3与飞轮5之间设 置有一个扭转减振器或者减振器6，该扭转减振器或者减振器通过一个形状 锁合的联轴器装置7无相对转动地与飞轮5相连接。联轴器装置7例如可 构造成花键轴连接装置或者爪形联轴器。无论是花键轴连接装置还是爪形 联轴器均允许曲轴或者飞轮5关于减振器6或者关于双离合器3相对运动， 由此使曲轴的可能的轴向运动不传递给变速器2。图2示出了飞轮5的一个实施例的立体视图。飞轮5无相对转动地与 联轴器装置7的第一联轴器件8相连接。第一联轴器件8基本上构造得旋 转对称并且在其圆周上均匀分布地具有八个爪9。爪9在此在飞轮5的轴向 方向上延伸。在两个相邻的爪9之间设置有一个缺口或者凹陷部10，当联轴器装置 7装配好时，在图3中的实施例中所示的第二联轴器件11的爪12插到所述 缺口或者凹陷部中。第二联轴器件11无相对转动地与减振器6相连接。爪 12也均匀分布地设置在圆周上并且相对于第一联轴器件的爪9基本上构造 得互补。这意味着，第二联轴器件11的爪12可设置在第一联轴器件的两 个相邻的爪9之间的缺口 10中。这引起联轴器件8、 ll之间的无相对转动 的形状锁合连接。此外，第二联轴器件ll还具有一个弹簧装置，该弹簧装置具有一个扭 力弹簧13以及多个可弹性变形的枕垫14形式的有弹性的辅助元件。扭力弹簧13包括一个保持在环状的壳体16中的环15。此外，扭力弹 簧13还具有两个在径向方向上延伸的扭臂17、 18。可抵抗扭力弹簧13的 弹簧力使扭臂17、 18相互压紧，直至这些扭臂最终相靠置。第二联轴器件11的弹簧装置总共包括六个枕垫14，这些枕垫各设置在 第二联轴器件11的爪12的空程侧19上。两个爪12a、 12e在其各自的空程侧19上不具有枕垫14。这六个枕垫14通过一个公用的枕垫保持件20彼此相连接。枕垫保持 件20构造成冲制件并且用于将可弹性变形的枕垫14保持或预压紧在其位 置中。为此，枕垫保持件20具有一些弯折出的接片21，这些接片插到爪 12 (参见爪12h)的内部的凹槽22中并且在周向方向上靠置在凹槽22的侧 向端部中的一个上。图4示出了第二联轴器件11的爪12与第一联轴器件8的爪9的共同 作用，其中，从减振器6侧起进行观察。图3从内燃发动机1或者飞轮5 侧示出了第二联轴器件，基于现在不同于图3的视角，在图4中相对于图3 的视图左右颠倒地相应画出了各个构件。例如现在在图4中爪12a设置在 扭力弹簧13的扭臂17、 18的右侧，而在图3中在这些扭臂的左侧才可看 到该爪。当机动车正常行驶时，转矩从内燃发动机1通过联轴器装置7传递给 双离合器变速器2。就联轴器装置7而言这意味着，第一联轴器件的爪9将 相应的转矩传递给第二联轴器件的爪12。转动方向在此通过带有参考标号 23的箭头来指示。爪9相应地以负荷侧24压在爪12的直接邻接的负荷侧 25上。如上所述，除了爪12a和12e之外，在位于负荷侧25对面的空程侧 19上设置有枕垫14。扭力弹簧13的扭臂17靠置在爪12a的空程面19上。 扭力弹簧13的另一个扭臂18靠置在爪9h的空程侧26上。通过扭力弹簧 13使爪12a以及由此使其余的爪12各压在相邻的爪9上。由此，扭力弹簧 13使爪12的负荷侧25压在爪9的相应的负荷侧24上。对于正常行驶期间 的转矩流而言这意味着，不仅扭力弹簧13而且枕垫14不被加载以从发动 机传递给变速器的转矩。当负荷反向时，例如当机动车下坡行驶并且通过发动机来制动时，爪 12以它们的空程侧19各压在相邻的爪9的空程侧26上，其中，不仅枕垫 14而且扭力弹簧13被加载以这时从变速器2传递给发动机1的转矩。为了 保护枕垫14和扭力弹簧13以免过高的负荷，联轴器装置7具有一个空程 止动器或空程止挡27。当负荷反向时，即当转矩从第二联轴器件传递给第 一联轴器件时，扭力弹簧13的扭臂17、 18以及枕垫14被挤压，由此，爪 12e与爪9d之间的在图4中所示的间隙在空程止动器27处闭合，由此则使爪12e的空程侧19靠置在爪9d的空程侧26上。通过爪12e、 9d的这种靠 置可保护扭力弹簧13和枕垫14以免过载。为了给扭臂17、 18提供位置，爪9h、 12a在周向方向上比其它爪9、 12在周向方向上构造得稍短。当认为待通过联轴器装置7传递的转矩均匀 分布在八个爪对上时，这在爪9h、 12a中可导致较大的剪切应力。为了保 护较短的并且由此承载能力较小的爪9h、 12a以免过载，可在爪12a与9a 之间以及在爪9h与12h之间各设置间隙。由此，爪9h、 12a不再传递联轴 器的转矩，而是仅用于承受扭力弹簧的弹簧力以及将两个联轴器件在周向 方向上压紧。螺钉28用于使第一联轴器件8无相对转动地固定在飞轮5上。用于使 联轴器件11固定在减振器6上的相应螺钉设置有参考标号29。图5示出了联轴器装置7的另一个实施例。图7的实施例与图4的实 施例的区别在于爪9、 12的数量。现在在此联轴器件8、 ll各仅具有四个 爪9、 12。并且在此在相邻的爪9、 12的彼此位于对面的空程侧19、 26之 间不设置枕垫。这意味着，仅仅通过扭力弹簧13的压紧力来使爪9、 12以 它们各自的负荷侧24、 25相互压紧。图5和图4的实施例之间的另一个区 别在于扭臂17不靠置在爪9a的空程侧19上，而是靠置在一个单独的靠 置面30上。在第一联轴器件的爪9d的空程侧26与爪12a之间设置有一个 小的间隙，当在负荷反向的情况下、即在转矩从'^速器传递给发动机的情 况下两个扭臂17、 18抵抗扭力弹簧13的力被挤压时，该间隙闭合。由此， 图5的实施形式具有另一个空程止动器27',该空程止动器相对于图4的附 图说明中已经提及的空程止动器27错位大约180。地设置。根据图5的实施 例的扭力弹簧13的扭臂17、 18由此并不延伸直到爪9、 12的外圆周，而 是延伸大约仅直到爪9、 12的内圆周。为了形成对于扭臂18足够大的靠置 面，爪9d的空程面在径向方向上向内延长。图6示出了联轴器装置7的一个实施例的纵剖面。在图6的视图中， 固定地与飞轮5相连接的(基本上未示出的)发动机l位于右侧。发动机l 的曲轴31具有一个用于接收第一飞轮5的突缘32。通过突缘32来保证飞 轮5对中地配合在曲轴31上。飞轮5又以一个突缘33构成一个用于第一 联轴器件8的接收部，由此也使该第一联轴器件相对于曲轴31同轴地取向。通过螺钉28使曲轴31、飞轮5以及第一联轴器件8不仅在轴向方向上而且 在周向方向上彼此固定地相连接。由于飞轮5和第一联轴器件8是两件式 的，所以可彼此分开地制造这些构件，由此可将用于硬化的热处理有目的 地限制到第一联轴器件8。在图6的左侧紧接着联轴器装置7的是(未示出的)双离合器变速器2， 减振器或者扭转减振器6被法兰连接在该双离合器变速器上。该减振器或 者扭转减振器接收第二联轴器件11，该第二联轴器件的爪12与第一联轴器 件8的爪9处于啮合中。可以看到扭力弹簧13，该扭力弹簧的环15被保持 在环状的弹簧壳体16中。扭臂17从环15在径向方向上向外延伸。在扭转减振器6与一个仅一定程度上示出的减振器罐34之间设置有一 个减振器外部密封装置35，该减振器外部密封装置贴靠在扭转减振器6的 圆柱状的环圈37的圆周外表面36上。圆柱状的环圈37包围着一体地成形 在飞轮5上的圆柱状的环圈38，其中，在环圈37的圆周内表面39上压入 唇形密封装置40，该唇形密封装置密封相互插接的环圈37、38之间的间隙。通过唇形密封装置40密封一个环状的油脂室41，爪9、 ll和扭力弹簧 13处于该油脂室中。通过处于油脂室41中的油脂或者油使爪9、 11的磨粒 磨损降低到最低程度，由此，即使经过非常长的使用时间，联轴器装置的 声学特性也不变差。空气可通过一些小的优选设置在曲轴31与飞轮5之间的孔42从油脂 室41逸出——当由于温度升高而在那里出现过压时。在图6中用粗箭头表 示空气排出路径43。参考标号清单1内燃发动机8第一联轴器件2双离合器变速器9爪3双离合器10缺口4齿轮组11第二联轴器件5飞轮12爪6减振器/扭转减振器13扭力弹簧7联轴器装置14枕垫16弹簧壳体3117扭臂3218扭臂3319空程侧3420枕垫保持件3521接片3622凹槽3723转动方向3824负荷侧3925负荷侧4026空程侧4127空程止动器4228螺钉4329螺钉 。靠置面曲轴突缘 突缘减振器耀减振器外部密封装置圆周外表面环圈圆周内表面 唇形密封装置 油脂室 孔空气排出路径
权利要求
1.联轴器装置(7)，具有一个第一联轴器件(8)并且具有一个相对于该第一联轴器件(8)同轴地设置的第二联轴器件(11)，其中，为了在这些联轴器件(8，11)之间形状锁合地传递转矩，该第一联轴器件(8)具有至少一个第一啮合元件(9)，该第二联轴器件(11)具有至少一个第二啮合元件(12)，其中，该联轴器装置(7)具有一个弹簧装置，通过该弹簧装置使所述第一啮合元件(9)和所述第二啮合元件(12)在周向方向上压紧，其特征在于该弹簧装置具有一个扭力弹簧(13)，该扭力弹簧具有一个环形部分和两个扭臂(17，18)，其中，该环形部分相对于这些联轴器件(8，11)基本上同轴地设置并且这些扭臂(17，18)在径向方向上向外延伸。
2. 根据权利要求1的联轴器装置(7)，其特征在于该环形部分具有 一个在周向方向上不闭合的环(15)，该环具有两个敞开的端部，其中， 该环(15)的端部各与这些扭臂(17， 18)中的一个相连接。
3. 根据权利要求2的联轴器装置(7)，其特征在于该环(15)在大 于300°、优选大于320。的角度范围内是闭合的并且这些扭臂(17， 18)基 本上平行延伸。
4. 根据权利要求1至3中一项的联轴器装置(7)，其特征在于该扭 力弹簧(13)的横截面是矩形的。
5. 根据权利要求1至4中一项的联轴器装置(7)，其特征在于在正 常工作中，该第一联轴器件(8)在主转动方向上将转矩传递给该第二联轴 器件(11)，其中，该弹簧装置使所述第一啮合元件(9)在主转动方向上 压在所述第二啮合元件(12)上，由此，所述第一啮合元件(9)以负荷侧(24)靠置在所述第二啮合元件(12)的负荷侧(25)上。
6. 根据权利要求5的联轴器装置(7)，其特征在于所述第一啮合元 件(9， 37)和所述第二啮合元件(12)构成空程止挡(27)，所述空程止 挡限制该弹簧装置的弹簧行程以保护该弹簧装置。
7. 根据权利要求1至6中一项的联轴器装置(7)，其特征置于，该扭 力弹簧(13)在轴向方向上相对于该第一或者第二联轴器件(8， 11)固定并且在一个扭臂(17， 18)的自由端部上具有斜坡，该斜坡使这些联轴器 件(8， 11)的轴向彼此嵌套容易。
8. 根据权利要求1至7中一项的联轴器装置(7)，其特征在于所述 第一啮合元件(9)和所述第二啮合元件(12)设置在一个油脂室或者油室(41)中。
9. 根据权利要求8的联轴器装置(7),其特征在于该油脂室或油室 (41)具有空气排出口 (42)。
10. 根据权利要求1至9中一项的联轴器装置(7),其特征在于设置 有多个第一啮合元件以及多个第二啮合元件。
11. 根据权利要求10的联轴器装置(7),其特征在于将第一啮合元 件组的一个啮合元件和/或第二啮合元件组的一个啮合元件从该第一联轴器 件与该第二联轴器件之间的转矩传递路径分出来，该扭力弹簧(13)直接 靠置在这些啮合元件上或者该扭力弹簧(13)通过这些啮合元件与其余的 啮合元件共同作用。
12. 根据权利要求1至11中一项的联轴器装置(7)，其特征在于所 述第一啮合元件和所述第二啮合元件各构造成爪(9， 12)。
13. 根据权利要求1至12中一项的联轴器装置(7)，其特征在于该 弹簧装置具有例如枕垫(14)形式的有弹性的辅助元件，所述有弹性的辅 助元件设置在所述第二啮合元件(12)的空程侧(19)上。
14. 根据权利要求13的联轴器装置(7)，其特征在于所述枕垫(14) 通过一个枕垫保持件(20)预压紧，其中，该枕垫保持件(20)优选支撑 在所述第二啮合元件(12)上。
15. 根据权利要求1至14中一项的联轴器装置(7)，其特征在于所 述第一啮合元件构造成该第一联轴器件(8)的径向向内指向的内齿部的齿(37)并且所述第二啮合元件构造成该第二联轴器件(11)的径向向外指 向的外齿部(31)的齿(38)。
全文摘要
本发明涉及一种联轴器装置(7)，它具有一个第一联轴器件(8)和一个相对于第一联轴器件(8)同轴地设置的第二联轴器件(11)，其中，为了在联轴器件(8，11)之间形状锁合地传递转矩，第一联轴器件(8)具有至少一个第一啮合元件(9)，第二联轴器件(11)具有至少一个第二啮合元件(12)，其中，联轴器装置(7)具有一个弹簧装置，通过该弹簧装置使第一啮合元件(9)和第二啮合元件(12)在周向方向上压紧。本发明的特征在于设置有一个扭力弹簧(13)，该扭力弹簧具有一个环形部分和两个扭臂(17，18)，其中，环形部分相对于联轴器件(8，11)同轴地或偏心地设置并且扭臂(17，18)在径向方向上向外延伸。
文档编号F16D3/18GK101260909SQ20081009512
公开日2008年9月10日 申请日期2008年2月5日 优先权日2007年2月5日
发明者A·黑格拉特, J·基尔希霍费尔, J·富斯, U·欣斯贝格尔 申请人:各特拉格·福特传动系统公司;福特-韦尔克股份有限公司