通过至少一个轴低振动传递扭矩的扭矩传递装置的制作方法

专利名称：通过至少一个轴低振动传递扭矩的扭矩传递装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过至少一个轴低振动传递扭矩的扭矩传递装置，该扭 矩传递装置具有驱动元件以及与该驱动元件连接的从动元件。
背景技术：
上述类型的扭矩传递装置例如用于机动车的传动系统中(例如万向 轴与变速箱之间、驱动轴与差动装置之间)以及用于转向柱装置中。在 这些装置中，扭矩将从一个轴尽可能无损失地传递到另一个轴。然而， 由于两轴之间这样的直接联接，可能产生的振动和扭转振动未被适当缓 沖而导致在机动车的乘员室中产生可听到的噪音。为此，这些扭矩传递 装置设有旨在抵消这种振动和扭转振动的阻尼元件。例如，可在驱动元 件与从动元件之间设置柱形设计的弹性橡胶阻尼片，将该阻尼片装配在 驱动元件与从动元件之间。

发明内容
本发明的目的是提供一种扭矩传递装置，该扭矩传递装置的阻尼特 性可得以改善，并特定地与具体应用相匹配。
为了实现前述目的，本发明提供一种通过至少一个轴低振动传递扭 矩的扭矩传递装置，该扭矩传递装置具有驱动元件和与该驱动元件连接 的从动元件，在所述驱动元件与所述从动元件之间形成有至少一个阻尼 装置，该阻尼装置将所述驱动元件连接到所述从动元件，使得所述驱动 元件与所述从动元件能够相对于彼此旋转，所述阻尼装置随着所述驱动 元件与所述从动元件之间的相对旋转增大而具有分级渐进特性。
通过设计具有分级渐进特性的阻尼装置，实现的效果是在适当扭矩 传递的正常操作范围内扭转振动得以可靠地缓冲。然而，如果发生传递非常大的扭矩的情况，则特性曲线具有陡峭走势直到最终无进一步振动 缓沖地直接传递扭矩时为止。
本发明的改进在于，所述驱动元件具有止动构造，所述从动元件具 有互补的对置止动构造，所述止动构造与所述对置止动构造相互接合， 同时共有径向游隙和旋转游隙。通过该改进所达到的效果是首先，在 适当扭矩传递的正常操作范围内，在利用减振动作的同时渡过所述止动 构造与所述对置止动构造的旋转游隙。然而， 一旦该旋转游隙基本完全 用尽，就会导致从驱动元件至从动元件的直接扭矩传递。所述止动构造 与所述对置止动构造可通过初始整形或成形而形成在所述驱动元件和所 述从动元件上。例如，管状设计的驱动元件和从动元件可通过滚轧成形 而分别设置有对应的止动构造与对置止动构造。
在本发明的一个有利实施方式中，就此而言，可设置成所述止动构 造与所述对置止动构造设计成具有游隙的花键形式。作为其替换，还可 设置成所述止动构造与所述对置止动构造设计成具有游隙的多面体形 状配合连接。在该两种情况下，在所述止动构造与所述对置止动构造之 间均形成提供所需旋转游隙的中间间隔。
本发明的改进设置成在所述止动构造与所述对置止动构造之间设 置由橡胶材料制成的可压缩的阻尼层。为了实现该阻尼层的特定动态特 性，本发明的改进设置成在所述橡胶层中嵌入纱线插入件
(Fadeneinlage)，该插入件抵抗过度变形。除此之外或作为其替换，也可 设置成在所述橡胶层中嵌入金属插入件。纱线插入件或金属插入件均有 助于渐进特性。
根据本发明的另一变型，可通过以下方式实现根据本发明的扭矩传 递装置的分级渐进特性，即在协作的所述止动构造与所述对置止动构 造的外侧在所述驱动元件与所述从动元件之间设置有至少一个弹性橡胶 预阻尼体，该预阻尼体以缓冲扭转振动的方式使所述驱动元件与所述从 动元件连接。在该实施方式的变型中，设置成首先所述预阻尼体以减振 方式变形，这是由于该预阻尼体设计为低刚度。在预阻尼体变形期间， 所述止动构造与所述对置止动构造之间的旋转游隙被用尽。在该游隙用尽时，所述止动构造与所述对置止动构造以传递转矩的方式协作，任选 地借助插入在止动构造与对置止动构造之间的另一阻尼层协作。
本发明的改进设置成在所述驱动元件与所述从动元件之间布置有 中间元件，所述中间元件为管状设计并且在相应地插入有阻尼装置的情 况下与所述驱动元件和所述从动元件连接。这意味着在该实施方式变型 例中，所述驱动元件与所述从动元件不直接相互联接，而是在插入有所 述中间元件的情况下进行联接。
在具有中间元件的实施方式变型例中，可进一步设置成在沿所述 轴向观察时，所述中间元件以串联形式与所述驱动元件和所述从动元件 连接，所述驱动元件不与所述从动元件搭接。从而在此涉及空间串联布 置。然而，作为该实施方式的替换，这些部件即驱动元件、从动元件与 中间元件也可以搭接以节省结构空间。
对于具有中间元件的布置而言，本发明的改进设置成所述驱动元 件或/和所述从动元件具有止动构造，并且所述中间元件在其与所述驱动 元件和所述从动元件协作的相应区域内具有互补的对置止动构造，所述 止动构造与所述对置止动构造相互接合，同时共有径向游隙与旋转游隙。 另外，就此而言，根据本发明可以设置成所述中间元件为管状设计， 并且在一端处接纳所述驱动元件，而在另一端处接纳所述从动元件。
在具有齿状件等的布置中，经常遇到的问题是在动态挤压这种齿 状件时，由于互相接触的表面相互作用而产生不希望的啮合噪音。这些 噪音然后将传播到车辆内，可能会使乘员室中的乘员感觉不愉快。为了 阻止产生这种噪音，本发明的改进设置成在所述驱动元件或/和所述从 动元件或/和所述中间元件中接纳穿孔的橡胶体，用于衰减结构噪音。在 橡胶体的穿孔的边界表面处，所述噪音被折射并部分反射。这导致发生 干涉从而显著衰减噪音。
根据本发明，可以设置成所述驱动元件与所述从动元件之一设计
成用于附接到轴端，所述驱动元件与所述从动元件中的另一个设计成用 于附接到连接管、等速万向节或万向接头上。与轴端交界的相应界面根 据具体应用而设计。本发明的另一实施方式的变型例设置成在所述驱动元件与所述从 动元件之间设置弹性橡胶阻尼层，该弹性橡胶阻尼层将所述驱动元件连 接到所述从动元件，在所述阻尼层中嵌入有滚动接触体。在该情况下， 根据本发明可设置成在沿所述扭矩传递装置的周向观察时，所述弹性 橡胶阻尼层在所述滚动接触体的区域中设置有与相应的滚动接触体相关 的游隙。在操作中，通过这种方案，首先弹性橡胶阻尼层在相对小的阻 力下发生变形，直到滚动接触体支靠所述弹性橡胶阻尼层的限定游隙的 边界表面时为止。然后特性曲线跃变。仅可在相当大的阻力下才能实现 进一步变形，这是由于滚动接触体抵靠边界表面滚动，并且在表面压力 下使弹性橡胶阻尼层变形。按照这种方式，也可实现分级渐进特性。
在现代的车辆制造中，碰撞事件中的受控行为也越来越重要。因此 就此而言，旨在设计能够叠縮或塌縮的传动系统。这意味着，原则上仅 在事故情况下(例如由于发动机体因正面碰撞而在车辆中向后移位)，传 动系统可因作用在该传动系统上的预定最小轴向载荷而轴向变短。为了 有助于此，本发明的改进设置成在超过预定轴向力时，所述驱动元件 和所述从动元件能够沿轴向相对于彼此叠縮。因此，可以防止在根据本 发明的扭矩传递装置的区域中发生不期望的弯扭。


以下基于附图针对多个实施方式通过实施例描述本发明。
图1表示根据本发明的扭矩传递装置沿图2的剖切线I - I剖切的纵
剖视图2表示图1的左视图3以纵剖视图的形式表示根据本发明的扭矩传递装置的根据本发 明的第二实施方式；
图4以左视图的形式表示根据本发明的第二实施方式；
图5以沿图6的剖切线V-V剖切的剖视图形式表示根据本发明的扭 矩传递装置的第三实施方式；
图6表示根据图5的扭矩传递装置的左视图；图7以沿图s的剖切线vn-vn剖切的剖视图形式表示根据本发明的扭 矩传递装置的第四实施方式；
图8表示根据图7的实施方式的左视图9以沿图10的剖切线IX-K剖切的剖视图形式表示根据本发明的 扭矩传递装置的第四实施方式；
图10表示根据图9的扭矩传递装置的左视图11表示根据本发明的另一扭矩传递装置沿图12的剖切线XI-XI剖 切的剖视图12表示根据图11的扭矩传递装置的左视图13表示沿图14的剖切线xni-xm剖切的剖视图14以左视图的形式表示图13的根据本发明的该另一扭矩传递装
置；
图15以沿图16的剖切线XV-XV剖切的包含轴线的纵向剖视图表示 根据本发明的另一扭矩传递装置； 图16表示图15的左视图17以沿图18的剖切线xw-xvn剖切的包含轴线的纵向剖视图表
示根据本发明的扭矩传递装置的另一实施方式； 图18以左视图的形式表示根据图17的布置； 图19至图30表示根据本发明的扭矩传递装置的其他实施方式。
具体实施例方式
图1中以纵剖图示的形式示出了根据本发明的扭矩传递装置，其总 体用附图标记10表示。该装置包括管状驱动元件12以及与该驱动元件 12连接的从动元件14。从动元件14在其右侧区域中接纳驱动元件12的 左侧区域。
从图1和图2中可以看出，以仿形方式设计驱动元件12与从动元件 14的轴向搭接区域16，使得驱动元件12具有止动表面18而从动元件14 具有对应的对置止动表面20。止动表面18与对置止动表面20分别在驱 动元件与从动元件的整个外周面上形成止动构造40与对置止动构造42。止动表面18与对置止动表面20之间形成径向的中间间隔，该中间 间隔以下列方式填充。首先，该中间间隔包含纱线插入件22。另外，在 该中间间隔中设置有沿轴向延伸的各个金属带24。纱线插入件22与金属 带24均嵌入在橡胶层26中。驱动元件12从而以这样的方式与从动元件 连接，即使得驱动元件可因传递扭矩而相对于从动元件绕纵向轴线A 旋转。该旋转首先在橡胶层的剪切应力作用下产生。然而，随着相对旋 转角的增大，由于纱线插入件22抵制任何进一步的旋转而使阻力逐渐增 大。金属带24也阻止进一步的相对旋转。最终，在止动表面18与对置 止动表面20的区域中，纱线插入件22与橡胶层26均被压縮成基本不可 能进一步屈服的程度。在驱动元件12与从动元件14之间无任何进一步 相对旋转的情况下直接发生进一步的扭矩传递。
结果，具有渐进特性的扭转振动可得以缓冲，直到最终在驱动元件 12与从动元件14之间的最大相对旋转角处产生直接扭矩传递而相对旋转 角不会再进一步增大。应注意，根据图1和图2所示的本发明的扭矩传 递装置10的自由端28和30可用于联接两个轴端，特别是联接万向轴的 优选通过焊接附接在其上的两个轴端。
此外，从图1可以看出，当向驱动元件12和从动元件14施加足够 大的轴向力和对应的相反力时，这两个元件可以叠缩方式嵌套推动，从 而破坏驱动元件12与从动元件14之间经由橡胶层26的连接。这在发生 事故的情况下(例如在希望传动系统塌縮的情况下)特别有利。特别是 在发动机体由于事故被推入到车辆中时，为了防止发生不受控的弯扭或 者不同类型的占据空间的变形，期望万向轴塌缩。
图3表示根据本发明的修改例。使用与图1中相同的附图标记，但 是加以前缀数字"1"。
根据图3和图4的实施方式与根据图1和图2的实施方式的基本区 别在于其不包括纱线插入件。驱动元件112与从动元件114之间仅通过 橡胶层126和金属带124来建立连接。另外，该实施方式与根据图1和 图2的第一实施方式的区别在于，止动构造140与对置止动构造142不 是通过如图1和图2所示的某种啮合而实现，而是通过两个多面体(这里是相互对应的六面体)实现，该两个多面体的相互平行的表面布置成
彼此间隔开，橡胶层126与金属带124布置在其间。
但其操作方式与以上已描述的方式类似。这里，也产生具有渐进特
性的相对旋转，直到最终到达基本上不可能产生进一步相对旋转的最大 压縮状态为止。
根据图3和图4的布置同样能够附接到轴上以进行减振，例如焊接 到两个轴端。
再次采用相同的附图标记来描述根据图5和图6的另一实施方式， 但是加以前缀数字"2"。在该实施方式中，驱动元件212和从动元件214 在更大的轴向区域216上搭接。该轴向区域216可被分成第一轴向子区 域232与第二轴向子区域234。在第一轴向子区域232中，驱动元件212 与从动元件214均为圆筒形设计。它们布置成彼此隔开相当大的间隔， 也就是说，它们彼此限定相对较宽的环形间隙。在该环形间隙中装配有 将驱动元件212连接到从动元件214的两个橡胶层236和238。
在第二轴向子区域234中，驱动元件212的整个外周设计成波浪形 式，从而形成止动构造240。同样，从动元件214的内部空间中设计有对 应的波浪轮廓，从而形成对置止动构造242。止动构造240与对置止动构 造242设计成彼此互补，也就是说，它们以在其间形成始终绕其延伸的 中间间隔的方式互相接合。用橡胶层244填充该中间间隔。
轴向子区域232形成预阻尼器，而轴向子区域234形成主阻尼器。 操作时，子区域232中的预阻尼器首先被扭转，使得在传递扭矩时驱动 元件212可绕纵向轴线A相对于从动元件214旋转。主阻尼器为此具有 适当的旋转游隙。预阻尼器的刚度相对较低。当轴向区域234中的主阻 尼器中提供的游隙用尽时，驱动元件212和从动元件214之间才可接着 产生进一步的相对旋转，此时两轴向子区域232和234中的预阻尼器和 主阻尼器两者均扭转变形。因而，在扭转振动的缓冲期间同样产生分级 渐进特性。
应注意，止动构造240与对置止动构造242不仅在图5和图6所示 的示例性实施方式中可通过滚压成形制成，而且在以上描述的示例性实施方式以及下面将进行说明的实施方式也可以通过滚压成形制成。
再次采用以上使用的附图标记来描述根据图7和图8的另一实施方式，但是加以前缀数字"3"。
根据图7和图8的另一实施方式与根据图5和图6的实施方式的不同之处主要在于主阻尼器和预阻尼器不是轴向彼此相邻地布置，而是将这两个阻尼器以轴向搭接的关系布置。从而，两个轴向区域232和234可被容纳在相当小的轴向区域316中。可以看出，驱动元件312为此被设计成具有多个部件，即，外部件344与内部件346。这两个部件在它们的接触区域在附图标记348处焊接在一起。外部件344具有止动构造340，而内部件346在轴向区域316中基本为圆筒形设计。从动元件314实施为铸件，并且在图7中在其左侧端部330处适当构造以附接到万向接头。在轴向区域316中，从动元件314具有基本圆筒形的内周面，而在外周区域设置有对应的对置止动构造342。可以看出预阻尼器的两个橡胶体336和338布置在内部件346与从动元件346的圆筒形内周面之间。主阻尼器的橡胶层344装配在止动构造340与对置止动构造342之间。
该布置如参照图5和图6所述那样工作，也就是说，在缓冲扭转振动期间该布置表现出分级渐进特性。
一旦发生碰揸，当超出预定力时，该布置也能够沿纵向轴线A的方向发生破坏性叠縮，从而从动元件314被推到驱动元件312中并断开由两个橡胶体336与338形成的连接，从而也断开通过橡胶层344形成的连接。因而，传动系统的长度能够以受控方式縮短。
再次采用上述示例性实施方式中使用的附图标记来描述根据图9和图IO所示的本发明的另一示例性实施方式，但是加以前缀数字"4"。
本实施方式的特定特征在于驱动元件412与从动元件414通过中间元件450互相连接。驱动元件412也设置有止动构造440。同样，中间元件450设置有位于轴向区域452中的对应的对置止动构造442。在驱动元件412与中间元件450之间形成橡胶层444，该橡胶层构成主阻尼器。在轴向子区域454中，中间元件450与从动元件414通过低刚度的橡胶层456和金属插入件458来进行连接。另外应指出，在轴向子区域460中，中间元件450通过齿状件462以沿周向具有游隙的方式与从动元件414连接。
扭矩传递装置410同样具有分级渐进特性。首先，在刚度相对较低的橡胶层456的区域中发生中间元件450与从动元件414之间的相对旋转。最终，由于该相对旋转，齿状件462中的游隙被用尽。于是橡胶层444仅允许中间元件450与驱动元件412之间以相当陡峭的特性曲线产生相对旋转，真到最终在橡胶层444中达到最大压縮状态时为止，从而通过止动构造440与对置止动构造442进行扭矩传递。
一旦发生碰撞，根据图9和图10的装置也能够叠縮，在这种情况下驱动元件412与从动元件414均能以叠縮方式被嵌套推动而被推入到中间元件450中。
另外应提及的是，如图10所示，再次通过对应的多面体表面实现止动构造440与对置止动构造442。
最后应注意，根据图9和图10的实施方式被设计成用于通过将两个端部428和430焊接到对应的轴端而附接到万向轴。
根据图11与图12的实施方式与根据图9与图10的实施方式的不同之处仅在于从动元件514被设计成用于等速万向节的连接螺栓。
根据图13和图14的实施方式与根据图9和图10的实施方式的不同之处主要在于两个方面。 一方面，将从动元件614的一端设计成用于附接到万向接头。另一方面，在轴向区域660中在中空从动元件614内布置有橡胶体665，该橡胶体沿轴线方向以及横向于该轴线方向的方向具有穿孔。该橡胶体665用于齿状件662处的啮合噪音的声学解耦。因齿状件662的啮合表面的相互作用产生的啮合噪音作为结构噪音进入橡胶体665。结构噪音在沿轴线方向以及横向于该轴线方向的方向延伸的通道的边界表面处被折射和反射。这导致产生的噪音受到干涉并衰减，从而使啮合噪音的强度减弱。
在根据图15与图16的实施方式中，不是通过预阻尼器和主阻尼器而是利用滚动接触体来实现分级渐进特性。扭矩传递装置710具有驱动元件712与从动元件714。从动元件714设置有内齿状件并布置在管状驱动元件712内。驱动元件712与从动元件714通过橡胶层726互相连接，橡胶层726形成在驱动元件与从动元件之间的环形中间间隔内并硫化在驱动元件和从动元件上。滚动接触辊760嵌入在橡胶层726中。应注意滚动接触辊在周向上不直接支靠橡胶层726。更确切地说，在辊760的两侧上分别沿周向设置填充有空气的月牙形间隙762和764。
从动元件714相对于驱动元件712的轴向位置通过保持板766和768固定，保持板766和768以干涉配合的方式挤压到管状驱动元件712中。
驱动元件712可在其端部728处被焊接到轴上。从动元件可通过齿状构造770与对应的有齿轴部连接。
操作时，首先驱动元件712与从动元件714产生相对旋转，从而橡胶层726变形。同时，月牙形中间间隔762和764也发生变形。该相对旋转以相对小的阻力进行。最终，辊760支靠橡胶层726的限定月牙形中间间隔762和764的边界表面。 一旦产生这样的接触，就很难以产生变形，这是由于橡胶必须通过表面压力来变形。从而在驱动元件712与从动元件714相对旋转的过程中实现分级渐进特性。
另外，也会产生上述已多次描述过的碰撞功能。如果扭矩传递装置710在超出限定的最小力的情况下产生轴向载荷，则克服保持板766与驱动元件712的干涉配合而将保持板766推出驱动元件712外，从而从动元件714可相对于驱动元件712移位而破坏橡胶层726。从而能够实现如已描述的传动系统的叠缩式塌縮。
根据图17和图18的实施方式与根据图15和图16的实施方式的不同之处仅在于用球形滚动接触体860取代辊760，这些球形滚动接触体860成排布置，但以对应的方式嵌入在橡胶层826中，并沿周向在滚动接触体860的两侧上形成月牙形的中间间隔862和864。其它的构造和功能与参照图15和图16的说明相同。
图19和图20表示根据本发明的另一实施方式的扭矩传递装置910，图19表示总体立体图，图20表示剖切视图。
驱动元件912设置有内齿状件970，驱动元件可通过该内齿状件与轴联接。减振橡胶层974硫化到驱动元件912的外周上，金属插入件976嵌入在橡胶层974中。另外，橡胶层974硫化到中间元件950的内周上。中间元件950和金属插入件976通过相接合的齿状件972和978以具有旋转游隙的方式接合，但可在旋转游隙的限度内相对于彼此旋转。
中间元件950从轴向子区域932延伸到轴向子区域934中，在轴向子区域932中该中间元件950接纳驱动元件912,在轴向子区域934中该中间元件950被从动元件914接纳。在轴向子区域934中，中间元件950和从动元件914设计有止动构造940和对置止动构造942。在轴向子区域934中，在中间元件950与从动元件914之间设置弹性橡胶阻尼层944。因而，在轴向子区域932中布置预阻尼器，而主阻尼器形成在轴向子区域934中。其功能与根据图9和图IO的示例性实施方式的功能相当，但结构更为紧凑。
根据图21和图22的实施方式与根据图19和图20的实施方式的不同之处仅在于其中的从动元件914a不是设计成波浪形式而是具有圆筒形外周面。除此之外构造相同。其功能与根据图9和图IO的示例性实施方式的功能相当，但结构更为紧凑。
根据图23和图24的实施方式与根据图19和图20的实施方式的不同之处仅在于轴向区域934b为圆筒形设计，不具有位于中间元件950b和从动元件914处的止动构造和对置止动构造。除此之外构造相同。其功能与根据图9和图10的示例性实施方式的功能相当，但结构更为紧凑。
根据图25和图26的构造与根据图23和图24的实施方式的不同之处仅在于轴向区域934c设计成直径减小。除此之外构造相同。其功能与根据图9和图10的示例性实施方式的功能相当，但结构更为紧凑。
在图27至图30中，示出了扭矩传递装置的其他四个实施方式。在所有示意图27至30中，附图标记的最后三位数字表示在此描述的扭矩传递装置的相同或功能相似的部件。第一位数字表示相应的实施方式。图27至图30中的左侧示意图均表示扭矩传递装置的立体图，而右侧示意图表示其局部剖视图。对相应实施方式的部件的说明伴随着对其功能的简要说明。
图27的扭矩传递装置IOOO包括圆筒形设计的驱动元件1100和与该驱动元件同轴布置的圆筒形设计的从动元件1200，这些元件可绕公共旋转轴线旋转。另外，驱动元件1100具有径向向外延伸的凸出部1300 (示出了三个径向肋)这些凸出部沿驱动元件1100的周向以等角距离布置，并以形状配合的方式支靠从动元件1200的径向内表面。中间元件1400以可绕旋转轴线旋转运动的方式设置在驱动元件1100与从动元件1200之间。在图27所示的实施方式中，三个中间元件1400沿周向几乎等距地布置。
中间元件1400在驱动元件IIOO与从动元件1200之间限定圆弧形中间间隔1920、1930，在中间间隔1920、1930中容纳有弹性橡胶部件1920a、1930a。中间元件1400设计成为弯曲的H型轮廓并具有近似兀/2的长度。另外，在中间元件1400的端部与驱动元件1100的沿径向向外延伸的凸出部1300之间限定出中间间隔l卯O。另外，在从动元件1200上布置有位于中间间隔1920内的径向向内突出的止动件1500，这些止动件限制了中间元件1400的可转动性。中间元件1400的可转动性优选限定为在1至3度的范围内。
从图27的右侧示意图可以看出，橡胶部件1920a、 1930a完全填充中间间隔1920、 1930。然而，这些中间间隔1920、 1930不必需被完全填充。重点仅在于橡胶部件1920a、 1930a分别将中间部件1400联接到驱动元件IIOO和从动元件1200。因而，橡胶部件1920a以摩擦接合的方式在中间间隔1920的区域中支靠中间元件1400并支靠从动元件1200，橡胶部件1930a以摩擦接合的方式在中间间隔1930的区域中支靠中间元件1400并支靠驱动元件1100。在该实施方式中，橡胶部件1930a的硬度小于橡胶部件1920a的硬度。
如果此时将驱动元件1100附接到轴上(未示出)，则轴的旋转运动借助于该扭矩传递装置IOOO传递至附接到从动元件1200的毂(未示出)。在传递旋转运动时，驱动元件1100首先相对于从动元件1200运动。在该相对运动期间，橡胶部件1930a受到剪切(扭曲)，直到凸出部1300撞到中间元件1400时为止。同时，橡胶部件1920a也受到剪切。在橡胶部件1930a的硬度(剪切能力)明显小于橡胶部件1920a的硬度的情况下，可能会发生在橡胶部件1920a受到充分剪切之前凸出部1300就撞到 中间元件1400的情况。如果此时凸出部1300支靠中间元件1400，并且 如果驱动元件1100并因而凸出部1300进一步相对于从动元件1200旋转， 则橡胶部件1930a的剪切程度保持不变，即，橡胶部件1930a的剪切"冻 结"。橡胶部件1920a进一步受到剪切直到H形中间元件1400的端部撞 到止动件1500时为止。
与图27所示的实施方式相比，图28所示的扭矩传递装置2000具有 基本相同的构造，而不同之处在于橡胶部件2920a (与图27的橡胶部件 1920a对应)的轴向宽度(厚度)增大，在此与橡胶部件2930a (与图27 的橡胶部件1930a对应)的轴向宽度(厚度)相等。通过改变橡胶部件 2920a的宽度，而使其剪切性能(抗剪切性)减小。因此橡胶部件2920a 在驱动元件2100和中间元件2400的旋转运动期间承受比图27的对应橡 胶部件1920a更高的扭转(剪切)。
通过对橡胶部件1920a、 1930a、 2920a、 2930a的硬度以及它们的宽 度(几何形状)进行具体选择，能够以受控的方式对扭矩传递装置1000、 2000的扭转行为进行干预。由于橡胶部件1930a、 2930a决定过零区域的 扭转特性曲线的走势，并且该走势要尽可能保持平直，因此对橡胶部件 1930a、 2930a采用相对柔软的材料，橡胶部件1920a、 2920a的硬度确定 了较大旋转角时的扭转特性。通过选择橡胶部件1920a、 2920a的具体硬 度，能够获得扭转特性的对应渐进走势。
与图27和图28的上述实施方式相比，图29所示的实施方式示出了 设计成形成闭环形状的中间元件3400。中间元件3400具有沿径向向内延 伸的凸出部3420，这些凸出部3420能与驱动元件3100的沿径向向外延 伸的凸出部3300相接合。因此从图29可以看出，中间元件3400的每两 个凸出部3420布置成在周向上与驱动元件3100的一个凸出部3300相邻。 凸出部3300布置成沿驱动元件3100的周向彼此相距均匀的角距离。参 照图29右侧的示意图，在中间元件3400与驱动元件3100之间以摩擦接 合的方式装配有内橡胶部件3930a。图29的实施方式包括三个橡胶部件 3930a，这三个橡胶部件装配到三个弓形的中间间隔3930中。外橡胶部件3920a为闭环形设计，并且以摩擦接合的方式容纳在从动元件3200与 中间元件3400之间的闭合筒形中间间隔3920内。
如果驱动元件3100相对于从动元件3200旋转，则两个橡胶部件 3920a、 3930a都受到剪切。凸出部3300 —撞到凸出部3420，橡胶部件 3930a的剪切状态就会"冻结"。在驱动元件3100继续旋转时，橡胶部件 3920a此时进一步受到剪切，直到克服了橡胶部件3920a的剪切阻力从而 从动元件3200旋转时为止。这里，也通过对橡胶部件3920a、 3930a的 硬度以及它们的宽度(厚度)进行具体选择，而能够以受控方式对扭矩 传递装置3000的扭转行为(特性)进行干预。
与图29所示的实施方式相比，图30的实施方式具有闭合设计的中 间元件4400，该中间元件4400能够与驱动元件4100a、 4100b互锁地接 合。驱动元件包括设计成外部为六面体而内部为筒形的元件4100a。元件 4100a的轴向两端附接有环形封闭元件4100b。在这些元件4100b的径向 外周面处具有凸出部4300，这些凸出部4300以等角距离布置。图30所 示的六面体用于更加容易地安装端侧的端部元件4100b。由于驱动元件的 凸出部4300沿周向以相对短的间隔等距地布置，因此以摩擦接合方式使 驱动部件4100与中间元件4400联接的橡胶部件4930a被轴向居中地布 置在扭矩传递装置4400的环形闭合腔4920中(参见图30的右侧示意图)。 橡胶部件4920a容纳在从动元件4200与中间元件4400之间的闭合筒形 设计的中间间隔4920内。
从图30的右侧示意图可以看出，橡胶部件4920a、 4930a的宽度不 同。另外，橡胶部件4920a与中间元件4400的摩擦接合接触面比橡胶部 件4930a与中间元件4400的摩擦接合接触面大。在图30所示的实施方 式中，橡胶部件4930a的剪切动作也决定过零区域的扭转特性曲线走势， 而相对较薄地设计的橡胶部件4920a能够以更高的旋转角形成渐进扭转 特性。
根据图27至图30的发明基于以下事实橡胶部件1920a 4920a、 1930a 4930a沿驱动元件1100 4100和从动元件1200 4400的旋转方 向以弹性弹簧方式与中间元件1400 4400联接。另夕卜，橡胶部件1920a 4920a、 1930a 4930a可沿径向以弹性弹簧方式将驱动元件与从动元件联 接到中间元件。
另外，驱动元件的功能可以与从动元件的功能互换，即，将在此描 述的驱动元件变成从动元件，并将在此描述的从动元件变成驱动元件。
还可构想，橡胶部件1920a 1930a、 4920a 4930a的弹性弹簧功能 可以通过其它弹性体实现，例如通过螺旋弹簧，扁盘簧等。
在这里根据图27至图30描述的所有实施方式中，驱动元件1100 4100、从动元件1200 4200和中间元件1400 4400可由金属(例如铝) 或塑料制成。对于橡胶部件1920a 4920a、 1930a 4930a，优选使用肖 氏硬度在40至80范围内的橡胶。
另外，驱动元件1100 4100可通过橡胶部件1930a 4930a和从动 元件1200 4200以实质上接合的方式与中间元件1400-4400联接。
中间元件1400 4400可在根据图27至图30的所有实施方式中作为 振动吸收件，这是由于它们以可转动("漂浮")的方式安装在从动元件 1200 4200和驱动元件1100 4100之间。在驱动元件1100 4400中发 生振动时，借由橡胶部件1930a 4930a的摩擦接合联接能够使中间元件 1400 4400产生与所述振动相位相反的振动。在这种情况下，中间元件 1400 4400用作可自由运动的抵消质量，通过该抵消质量抵消驱动元件 1100 4100的振动从而该振动不会传递到从动元件1200 4200。
权利要求
1. 一种通过至少一个轴低振动传递扭矩的扭矩传递装置，该扭矩传递装置具有驱动元件和与该驱动元件连接的从动元件，在所述驱动元件与所述从动元件之间形成有至少一个阻尼装置，该阻尼装置将所述驱动元件连接到所述从动元件，使得所述驱动元件与所述从动元件能够相对于彼此旋转，所述阻尼装置随着所述驱动元件与所述从动元件之间的相对旋转增大而具有分级渐进特性。
2. 根据权利要求l所述的扭矩传递装置，其特征在于，所述驱动元件具有止动构造，所述从动元件具有互补的对置止动构造，所述止动构造与所述对置止动构造相互接合，同时共有径向游隙和旋转游隙。
3. 根据权利要求2所述的扭矩传递装置，其特征在于，所述止动构造与所述对置止动构造设计成具有游隙的花键形式。
4. 根据权利要求2所述的扭矩传递装置，其特征在于，所述止动构造与所述对置止动构造设计成具有游隙的多面体形状配合连接的形式。
5. 根据权利要求2至4中任一项所述的扭矩传递装置，其特征在于，在所述止动构造与所述对置止动构造之间设置由橡胶材料制成的可压縮的阻尼层。
6. 根据权利要求5所述的扭矩传递装置，其特征在于，在所述橡胶层中嵌入纱线插入件。
7. 根据权利要求5所述的扭矩传递装置，其特征在于，在所述橡胶层中嵌入金属插入件。
8. 根据上述任一权利要求所述的扭矩传递装置，其特征在于，在协作的所述止动构造与所述对置止动构造的外侧在所述驱动元件与所述从动元件之间设置有至少一个弹性橡胶预阻尼体，该预阻尼体以缓冲扭转振动的方式使所述驱动元件与所述从动元件连接。
9. 根据上述任一权利要求所述的扭矩传递装置，其特征在于，在所述驱动元件与所述从动元件之间布置有中间元件，所述中间元件在相应插入有阻尼装置的情况下以管状形式与所述驱动元件和所述从动元件连接。
10. 根据权利要求9所述的扭矩传递装置，其特征在于，在沿所述轴向观察时所述中间元件以串联形式与所述驱动元件和所述从动元件连接，所述驱动元件不与所述从动元件搭接。
11. 根据权利要求9或10所述的扭矩传递装置，其特征在于，所述驱动元件或/和所述从动元件具有止动构造，并且所述中间元件在其与所述驱动元件和所述从动元件协作的相应区域内具有互补的对置止动构造，所述止动构造与所述对置止动构造均相互接合，同时共有径向游隙和旋转游隙。
12. 根据权利要求9至11中任一项所述的扭矩传递装置，其特征在于，所述中间元件为管状设计，并且在一端处接纳所述驱动元件，而在另一端处接纳所述从动元件。
13. 根据上述任一权利要求所述的扭矩传递装置，其特征在于，在所述驱动元件或/和所述从动元件或/和所述中间元件中接纳穿孔的橡胶体，用于衰减结构噪音。
14. 根据上述任一权利要求所述的扭矩传递装置，其特征在于，所述驱动元件与所述从动元件之一设计成用于附接到轴端，所述驱动元件与所述从动元件中的另一个设计成用于附接到连接管、等速万向节或万向接头上。
15. 根据上述任一权利要求所述的扭矩传递装置，其特征在于，在所述驱动元件与所述从动元件之间设置弹性橡胶阻尼层，该弹性橡胶阻尼层将所述驱动元件连接到所述从动元件，在所述阻尼层中嵌入有滚动接触体。
16. 根据权利要求15所述的扭矩传递装置，其特征在于，在沿所述扭矩传递装置的周向观察时，所述弹性橡胶阻尼层在所述滚动接触体的区域中设置有与相应的滚动接触体相关的游隙。
17. 根据上述任一权利要求所述的扭矩传递装置，其特征在于，在超过预定轴向力时，所述驱动元件和所述从动元件能够沿轴向相对于彼此叠缩。
18. —种用于联接多个轴的扭矩传递装置(1000)，所述扭矩传递装置(1000)具有外从动元件(1200)和布置在该从动元件(1200)内并可相对于该从动元件(1200)旋转的驱动元件(1100)、以及以可旋转运动的方式布置在所述驱动元件(1100)与所述从动元件(1200)之间的中间元件(1400)，所述中间元件(1400)通过第一联接部件(1930a)以摩擦接合方式与所述驱动元件(1100)联接，并通过第二联接部件(1920a)以摩擦接合方式与所述从动元件(1200)联接。
19. 根据权利要求18所述的扭矩传递装置(1000)，其中，所述中间元件(1400)的旋转运动性能受到布置在所述从动元件(1200)上的至少一个止动件(1500)限制。
20. 根据权利要求18或19所述的扭矩传递装置(1000)，其中，所述驱动元件(1100)具有至少一个凸出部(1300)，该凸出部(1300)径向向外延伸，并能够与所述中间元件(1400)接合。
21. 根据权利要求18至20中任一项所述的扭矩传递装置(1000)，其中，所述驱动元件(1100)具有多个凸出部(1300)，这些凸出部(1300)径向向外延伸，并且沿所述驱动元件(1100)的周向等角距离地布置。
22. 根据权利要求18至21中任一项所述的扭矩传递装置(1000)，其中，所述驱动元件(1100)可与所述中间元件(1400)互锁地接合。
23. 根据权利要求18至22中任一项所述的扭矩传递装置(1000)，其中，所述第一联接部件(1930a)与所述第二联接部件(1920a)为弹性橡胶部件。
24. 根据权利要求23所述的扭矩传递装置(1000)，其中，所述第一联接部件(1930a)的弹性橡胶部件与所述第二联接部件的弹性橡胶部件具有不同的肖氏硬度。
25. 根据权利要求23或24所述的扭矩传递装置(1000)，其中，所述第一联接部件(1930a)的肖氏硬度小于所述第二联接部件(1920a)的肖氏硬度。
26. 根据权利要求18至25中任一项所述的扭矩传递装置(1000)， 其中，所述第一联接部件(1930a)与所述第二联接部件(1920a)在轴 向截面或/和径向截面上的宽度不同。
27. 根据权利要求18至26中任一项所述的扭矩传递装置(1000)， 其中，所述中间元件(1400)通过所述第一联接部件(1930a)以实质上 接合的方式与所述驱动元件(1100)联接，并通过所述第二联接部件(1920a)以实质上接合的方式与所述从动元件(1200)联接。
全文摘要
一种用于通过至少一个轴低振动传递扭矩的扭矩传递装置(910)，该扭矩传递装置具有驱动元件(912)与连接到该驱动元件(912)的从动元件(914)，在所述驱动元件(912)与所述从动元件(914)之间设置至少一个阻尼装置，该阻尼装置将所述驱动元件(912)连接到所述从动元件(914)，使得所述驱动元件与所述从动元件能够相对于彼此扭转，所述阻尼装置在所述驱动元件(912)与所述从动元件(914)之间的相对旋转增大时具有分级渐进特性。
文档编号F16F15/124GK101466964SQ200780021479
公开日2009年6月24日 申请日期2007年5月15日 优先权日2006年6月9日
发明者斯特芬·叶雷, 约阿希姆·罗特 申请人:南德盘形接轴节工厂股份有限公司