专利名称：弹性连接件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分所述的特征的弹性连接件。
背景技术：
这种连接件例如在德国专利文献DE 3906201C2中进行说明。在此说明的旋转弹性连接件具有初级部件和次级部件，这些部件在此基本上设计为星形。在初级部件和次级部件之间，弹簧件均勻地在圆周上分散地布置。单个的弹簧件包括例如由橡胶制成的弹性体和布置在此之间的支撑板。由橡胶制成的弹性体可以在支撑板上进行硫化。如果现在伴随转矩使弹性连接件承受载荷，那么在弹性连接件的区域中典型地压紧弹簧件。此外弹簧件经常利用预应力安装在连接件部件之间，从而在连接件的无载荷的状态中也已经出现弹簧压缩量。围绕弹性的弹簧体的端面延伸的槽形轮廓在此被相应地拉紧，该轮廓使非拉紧状态中的弹性的弹簧体以扇形或U形的样式拱起。在实际中现在出现的是，在拉紧状态中的该凹槽的轮廓具有波浪形状，其主要形成圆角的W的样式。具有三个转折点的这种轮廓因此具有决定性的缺点，即由此出现弹性的弹簧体的相比较较高的机械载荷。因此在实际中表现出的是，这样的弹性连接件或其弹簧件非常频繁地由于弹性的弹簧体的、特别是在拉紧状态中的W形轮廓的、沿弹性的弹簧体的中点的方向位于最远处的最低点的区域中的撕裂而被损坏。为了防止或考虑到弹性体的使用寿命尽可能长地推迟这种损坏，实现具有相比较较大的横截面的弹簧件。然而这具有的缺点是，即弹性连接件、 特别是在弹簧件的区域中的轴向方向上相应地较厚，并且进而需要大量的结构空间。这对于在此期间通常非常紧凑的传动系而言是一个决定性的缺点，该传动系例如用在轿车中、 但也越来越多地用于商用车中。
发明内容
由上述问题出发，现在本发明的目的在于，给出一种弹性连接件的结构，其避免了这些缺点并且利用弹簧件的较小的横截面可以实现持续可靠工作的弹性连接件。根据本发明，该目的通过权利要求1的特征部分来实现。根据本发明的结构的有利的实施方式和改进方案在从属权利要求中给出。通过这样设计轮廓的延伸曲线，即其在弹性的弹簧体的拉紧状态中没有转折点， 由此使弹性的弹簧体的材料承受非常小的载荷。试验证明，在类似的传输转矩的情况下并且在使用寿命类似于利用根据现有技术的常规弹性弹簧体获得的使用寿命时，可以节省弹簧件的结构空间的三分之一。特别在弹性连接件的轴向结构方向上可以实现这种结构空间的节省，从而形成非常细长的弹性连接件，其可以在传动系中比常规的连接件简单许多地集成在现有的空间中。该结构因此具有决定性的优点，即在弹性连接件中鉴于在使用寿命类似时具有小得多的结构体积，或者在结构体积类似时具有非常显著升高的弹簧件的使用寿命ο
轮廓的这种在拉紧状态中获得的延伸曲线没有转折点，这可以以特别优选的方式由此实现，即轮廓在非拉紧状态中，在弹性的弹簧体的中心轴线在其中延伸的平面内设计为相对于中心线镜像对称，其中轮廓的一半部分由中心线的区域中的非倾斜位置开始以上升的斜率延伸。该延伸曲线由斜率为零时、也就是说由轮廓上平行于弹性的弹簧体的中心轴线延伸的切线到轮廓的朝向其最远的中心轴线的点出发，并且在此由上升的斜率出发直至相应的轮廓的端点，可以使在这样的弹性的弹簧件的拉紧状态中然后获得无转折点的轮廓，该轮廓可以将强度和/或使用寿命提高非常多。此外在根据本发明的弹性连接件的一个特别有利并且有效的改进方案中提出，轮廓在非拉紧状态中，在弹性的弹簧体的中心轴线设计在其中的平面内设计为相对于中心线镜像对称，其中通过在中心轴线的方向上由多条直线组成的一个线条组限定轮廓，其中第一直线由中心线出发以40-50度、特别是45度的第一角度朝向垂直于中心线布置的辅助直线延伸；和每条另外的直线和前面的直线连接于一点，在该点上，前面的直线的垂直于中心线的投影达到轮廓的一半部分的保留的剩余宽度的40-60%，特别是50%，其中在直线和在前的直线之间的角度是前面的(辅助)直线之间的角度的40-60%，特别是50%。在该结构中，轮廓的连续延伸的曲线紧靠由直线组成的线条组，其分别在保留的剩余宽度的一半部分中和大约在角平分线的区域中延伸的另一条直线一样延伸，该结构得出了因此由仿生学领域已知的轮廓。这种轮廓因此在可能出现的切口效应方面非常有利。 现在本发明以令人吃惊的方式显示出，凹槽的设计在弹性的弹簧体中在非拉紧的状态中根据这种规律性也在拉紧的状态中形成一种轮廓，其没有转折点，并且在出现的切口效应方面显示出一种理想的设计。这样在非拉紧的状态中模型化的轮廓也可以在拉紧状态中使弹性的弹簧体在需要的或预定的弹性的情况下实现最佳的强度。该结构因此可以实现期望的机械特性，此时其尺寸明显小于其在根据现有技术构造的情况下的尺寸。此外在本发明的另一个非常有效并且有利的改进方案中提出，在弹性的弹簧体的中心轴线在其中延伸的各个平面内在弹性的弹簧体的拉紧状态中的轮廓基本相同。这说明，轮廓不仅在弹性的弹簧体的预定的区域中、例如在具有相应轮廓的矩形弹性体中沿着弹簧体的轴向端面，而且围绕总的弹性的弹簧体。因此在弹性的弹簧体的机械阻力最佳的情况下可以获得特别良好并且均勻的弹性。此外在弹性连接件的一个有利的实施方式中提出，轮廓的宽度占据了弹性的弹簧体的厚度的85% -95%，优选的是93.5%，其中在轮廓的两侧上，弹性的弹簧体的一部分保留在轮廓和支撑板之间，该部分的外轮廓特别地基本上垂直于中心线延伸。在现有技术中的常规的结构中，弹性的弹簧体在支撑板上预热并且在支撑板的区域中或在抵靠在支撑板上的边棱的区域中具有可以实现这种硫化的厚度。根据本发明的结构相反地提出，即在此相应的材料厚度和在支撑板的区域中的弹性的弹簧体的厚度的 1-(85%至95% )、优选为1-93%相适合。该材料厚度在此基本上这样延伸，即在凹槽开始其轮廓之前，支撑板的轮廓通过材料厚度延伸。在位于弹性的弹簧体的总厚度的1-93.5% 的区域中的边缘区域在两个相邻于弹性的弹簧体的支撑板上划分，该边缘区域同样提高弹性的弹簧体的机械强度，这是因为轮廓并不直接或几乎在支撑板旁边开始，而是在弹性的弹簧体自身的内部在限定的位置上开始。这可以使得，在凹槽通到其中的区域中，仅仅参与的是弹性的弹簧体的材料，并且在径向方向上可能出现力时，并不通过这种力而切断在弹性的弹簧体和支撑板之间的连接。此外在根据本发明的弹性连接件的另一个非常有利的实施方式中提出，弹性的弹簧体和支撑板的、垂直于中心轴线设计的表面在每个弹性的弹簧体和支撑板中基本上彼此平行地设计。这样的弹性连接件也和传统的结构相反，在传统的结构中支撑板和/或弹性的弹簧体设计为楔形，以便因此实现弹簧件，其没有成直线的中心轴线，而是具有形成弹性连接件的圆周的中心轴线，在根据本发明的弹性连接件中，平行的结构具有相应的优点。在楔形的结构中，支撑板和/或弹性的弹簧体或者可以在轴向方向上向外简单地向外挤压弹簧体和/或支撑板。弹簧件具有成直线的中心轴线并且基本上由单个的弹性的弹簧体和支撑板的平行边缘面所确定，在该弹簧件的结构中将出现的、例如在传输转矩时作用在弹簧件上的压力均勻地分配在单个的弹性的支撑体的总面积上，并且在弹性连接件的径向方向上不会或基本不会出现力分量。这也有利于改进弹簧件的稳定性并且因此实现具有相应较长使用寿命的结构较小的弹性连接件。
此外，根据本发明的弹性连接件的其他有利的实施方式由其余的从属权利要求得出，并且根据以下参照附图详细说明的实施例来阐明。图中示出图1示出根据本发明的弹性连接件的截面图；图2示出根据图1的弹簧件的一部分的侧视图和俯视图；图3示出根据现有技术的具有支撑板的弹性的弹簧体的在非拉紧状态和拉紧状态中的截面图；图4示出根据本发明的具有支撑板的弹性的弹簧体的在非拉紧状态和拉紧状态中的截面图；图5示出根据本发明的弹性的弹簧体的第二示例性的轮廓的结构示意图。
具体实施例方式在图1的显示中可以识别出弹性连接件1的截面，其设计为弹性的或高弹性的连接件，并且例如可以应用在传动系中。这种传动系可以特别地布置在车辆中，然而也可以布置在工业应用中。弹性连接件1主要包括初级部件2和次级部件3。以自身已知的方法和方式在输入侧将弹性连接件1的初级部件2和传动系连接。次级部件3在输出侧和传动系连接。弹性连接件1例如可以布置在传动系的发动机和变速器之间。初级部件2然后将和曲轴连接，次级部件3和变速器输入端连接。初级部件2和次级部件3可以彼此相对地旋转并且具有例如星形轮廓。在初级部件2和次级部件3的这种星形轮廓的径向向外伸出的元件之间布置了弹簧件4。弹性连接件1在此典型地具有多个这样的弹簧件4，其在初级部件2和次级部件3之间在圆周上分散地布置在弹性连接件1中。弹性连接件1现在以自身已知的方式和方法这样起作用，即将转矩通过和初级部件2连接的轴导入弹性连接件1的区域中。由此使初级部件2相应地旋转。然后通过弹簧件4将该转矩传递到次级部件3上。基于弹簧件4的弹性，以自身已知的方式和方法例如抑制被传递的转矩中的峰值，从而在次级部件3的区域中存在非常均勻的转矩。弹簧件4在图1的图示中由仅仅其中几个具有参考标号的多个支撑板5和布置在此之间的弹性的弹簧体6构成，弹性的弹簧体例如由橡胶或合适的弹性聚合体或类似物构成。该结构在图2的图示中可以在此清楚地识别出。在图2中，仅仅示出两个弹性的弹簧体6，其交替地和支撑板5堆叠成弹簧件4或在此示出的弹簧件4的一部分。在图2a)中的侧视图中还可以识别出弹簧件4的最后也进而是支撑板5和弹性的弹簧体6的中心轴线 A。在图2b)中现在示出了该结构的俯视图。在此可以识别出，弹簧件4在这里示出的实施例中具有高为H、宽为B的矩形形状。在图1和2中可以识别出，中心轴线A实现为直的轴线。弹簧件4的结构因此被这样设计，即弹性的弹簧体6和支撑板5分别具有平行的表面， 其全部设计为基本上垂直于中心轴线A。该结构随后要求弹性的弹簧体4的接触面相应地匹配于初级部件2和次级部件3。接触面在此并不径向地由弹性连接件1的角度延伸，而是彼此平行地延伸，从而可以容纳基本上成方形的弹簧件4。由现有技术同样已知的替代方案相反地提出，即弹性的弹簧体6和/或支撑板5设计为楔形的，从而可以实现径向延伸的接触面。然而这具有的缺点是，在弹簧件4的区域中出现在径向方向上向外的力分量，其导致弹簧件4的附加的载荷。在这里示出的具有平行的、基本上设计为方形的弹簧件4的结构中可以避免该缺点。这因此不仅适于在图1和2中示出的方形的弹簧件4，而且自然也适于具有例如垂直于中心轴线A的椭圆形或圆形外部轮廓的相应的弹簧件。如在图1和2的图示中可以识别出的，弹簧件4向外分别通过封闭的支撑板5被限制。该支撑板5典型地由金属材料制成。弹簧件4自身则可以设计为一个唯一的单元， 其中支撑板5和弹性的弹簧体6通过适合的方法彼此固定连接。除了变化多样的粘合方法夕卜，这可以在使用由橡胶制成的弹性的弹簧体6时特别地通过硫化使支撑板5和弹性的弹簧体6连接。特别地在图2的放大图中可以识别出，弹性的弹簧体6具有凹槽7，该凹槽在其端面上设计围绕弹性的弹簧体6。该凹槽7的轮廓的延伸曲线对于进一步说明在此示出的本发明具有决定性的意义。以下分别在一个平面内相应地说明该凹槽7的轮廓的延伸曲线， 弹性的弹簧体6的和进而是弹簧件4的中心轴线A在该平面内延伸。由于优选地围绕弹性的弹簧体6的凹槽7设计具有相同的轮廓，因此然后以下内容适用于具有中心轴线A的每个任意的平面。根据图3和4的图示示出了弹性的弹簧体6中任一个的相应的横截面，该弹性的弹簧体具有两个相邻的为此布置的支撑板5，其中可以再次详细地识别出凹槽7的轮廓。在图3中示出的结构在此是至今根据现有技术的传统结构。弹性的弹簧体6例如由橡胶制成，其在支撑板5上预热并且具有凹槽7。从支撑板5到弹性的弹簧体6的过渡区域在此仅仅如预热所需的那样厚。凹槽7具有轮廓，其设计为简单的拱形。在图北)的图示中，可以识别出根据现有技术的这种结构现在处于拉紧状态，如通过箭头F说明的。此外在图北)的图示中，可以识别出根据现有技术的弹性的弹簧体6，基本上以圆角的W形方式来设计在拉紧状态中的凹槽7的轮廓。如果将该结构视为曲线，则其因此具有两个转折点。 因此在根据现有技术的弹性的弹簧体6的端面上产生非常显著的切口效应。为了反作用于此，必须相应大并且体积庞大地设计弹性的弹簧体6，然而这对弹性连接件1的结构大小产生负面影响。在图4的图示中现在可以识别出凹槽7的轮廓的根据本发明的结构。在此图如) 也示出了在非拉紧状态中的结构，而在图4b)中示出了再次通过箭头F说明的拉紧状态。凹槽7的轮廓在图4的图示中现在这样设计，即其也在拉紧状态中没有转折点。此外在图4的图示中可以识别出，即凹槽7的轮廓并不直接放置在弹性的弹簧体6和支撑板5之间的连接的区域中，而是该轮廓自身仅仅构成总的弹性的弹簧体6的85%-95%、优选的是93. 5% 的宽度。该结构具有的相应的边缘厚度基本上平行于弹性的弹簧体6的中心轴线A延伸， 该结构使得在弹性的弹簧体6的区域中限定的凹槽7的轮廓自身可以开始，从而在凹槽通至其中的区域中仅仅涉及弹性的弹簧体6的材料，并且在径向方向上可能出现力时，并不通过这种力切断在弹性的弹簧体6和支撑板5之间的连接。为了获得凹槽7的这种轮廓，该凹槽在例如在图4b)中示出的拉紧状态中没有转折点，基本上必须这样设计在非拉紧状态中的轮廓，即其相对于中心线L镜面对称，该中心线设计在垂直于弹性的弹簧体6的中心轴线A的平面中。在图5中相应地示出了该中心线 L。凹槽7的轮廓在每半个部分中必须由斜率为零开始在支撑板5的方向上设计具有增长的斜率、特别是连续增长的斜率。原理上，例如通过抛物线也可以获得这种形状。现在发明示出，如果在弹性的弹簧体6的非拉紧状态中选择相对于切口效应表现具有非常低的脆弱性的轮廓，就可以获得凹槽7的轮廓的延伸曲线的特别有效并且有利的结构。这种轮廓例如在图5的右半部分被说明。在此该轮廓通过在弹性的弹簧体6的中心轴线A的方向上由多条直线GH，Gl，...&ι组成的线条组来限定。该轮廓自身然后近似地形成具有上升曲线的直线线条。在图5的图示中在右半部分中可以识别出这样的结构，并且应示例性地说明。该结构在中心线L的区域中以凹槽7的轮廓的为零的斜率开始。然后曲线紧靠第一直线G1，其以第一角度Wl延伸。该角度Wl以理想的方式在此相应于角平分线，其位于中心线L和相应于具有中心线L的轮廓的接触点上的斜率安置的辅助直线GH之间。由于斜率如已经提到的那样应该是零，因此辅助直线GH相对于中心线L布置成直角。 直线Gl相对于该辅助直线GH的角度Wl因此大约是45度。自然同样可以考虑例如在40 和50度之间的范围中的角度。在相对于中心线L的垂直线上的投影中达到轮廓的一半宽度或大约为40-60%的宽度(没有边缘厚度)之后，第二直线G2和第一直线Gl连接。该新直线G2相对于第一直线Gl的角度W2现在是在第一直线Gl和辅助直线GH之间的角度Wl 的40-60%。再次在投影中前进了轮廓的保留的剩余宽度的一半之后，直线G2和另一个直线G3连接。直线G2和直线G3之间的角度W3在此又是两个前面的直线Gl和G2之间的角度W2的40-60%。在优选的方式中，在此也又需要连接角平分线，从而使角度W3特别地是角度W2的50%。该结构相应地继续，其中在这里选择的图示中仍示出直线G4和G5。凹槽 7的轮廓然后相应地紧靠由直线Gl至G5组成的该线条组。原理上可以考虑从1至η的直线的大概任意数量。然后如多次提到的，在弹性的弹簧体6的非拉紧状态中，在切口效应方面可以实现最佳的结构，即也可以在弹性的弹簧体6的拉紧状态中获得非常高的稳定性。这特别使得可以这样构造弹性的弹簧体6，即它的在图2中示出的宽度B相对于根据现有技术的结构可以减小直至三分之一的值，而对配有这样的弹性的弹簧体6的弹簧件4的机械性能并不产生不利的影响。因此在轴向方向上可以实现弹性连接件1的非常细的结构形状。
在图5的左半部分中现在示出了对于凹槽7的轮廓的一半部分的可替代的结构。 由圆弧K出发，轮廓在点P处连续地过渡到以T表示的正切函数中。由申请人的德国文件号为DE 102008045318. 8的申请中公开了一种类似的结构，其具有对于所需的数学函数的详细说明。该结构可以类似地转移到在此说明的结构上，从而对该结构不再详细地说明。该结构同样具有较小的切口效应，这是因为该结构以在右侧说明的、构造地相对复杂的结构为依据。如果可以在制造技术方面相应地更加简单地将其实现，则根据图5的左半部分的结构因此可以用作替代方案，而不会引起在弹性的弹簧体6的功能性方面的显著的缺点。在此可以在原理上仅仅在弹性的弹簧体6的高载荷的部段中以在此示出的方式设计凹槽7的轮廓。然而特别优选的结构是，其中以示出的方式和方法设计围绕弹簧件4 的弹性的每个弹簧体6的总端面的轮廓。
权利要求
1. 一种弹性连接件，具有 1.1初级部件； 1. 2次级部件；1. 3多个在圆周上分散地布置在所述初级部件和所述次级部件之间的弹簧件； 1. 4在每个所述弹簧件中的至少一个弹性的弹簧体，所述弹性的弹簧体布置在两个支撑板之间，其中1.5所述弹性的弹簧体在其端面的区域中具有环绕的凹槽，其特征在于，1.6所述凹槽(7)的轮廓的延伸曲线在所述弹性的弹簧体(6)的中心轴线(A)在其中延伸的平面内在所述弹性的弹簧体(6)的拉紧状态中没有转折点。
2.根据权利要求1所述的弹性连接件，其特征在于，2. 1所述凹槽(7)的所述轮廓在非拉紧状态中，在所述弹性的弹簧体(6)的所述中心轴线(A)在其中延伸的所述平面内设计为相对于中心线(L)镜像对称，其中 2.2所述轮廓的一半部分由所述中心线(L)的区域中的非倾斜位置开始以上升的斜率延伸。
3.根据权利要求2所述的弹性连接件，其特征在于，所述斜率连续上升。
4.根据权利要求1，2或3所述的弹性连接件，其特征在于，4. 1所述凹槽(7)的所述轮廓在非拉紧状态中，在所述弹性的弹簧体(6)的所述中心轴线(A)在其中延伸的平面内设计为相对于所述中心线(L)镜像对称，其中这样设计所述轮廓的每个一半部分，即4. 2通过在所述中心轴线(A)的方向上由多条直线(Gl...Gn)组成的一个线条组和所述相邻的支撑板(5)限定所述凹槽(7)的所述轮廓，其中4. 3第一直线由所述中心线(L)出发以40-50度、特别是45度的第一角度朝向垂直于所述中心线布置的辅助直线延伸；和4. 4每条另外的直线和前面的直线连接于一点，在所述点上，所述前面的直线的垂直于所述中心线的投影达到所述轮廓的所述一半部分的保留的剩余宽度的40-60%，特别是 50%，其中4.5在所述直线和所述在前的直线之间的角度是所述前面的(辅助)直线之间的角度的40-60%，特别是50%。
5.根据权利要求1，2或3所述的弹性连接件，其特征在于，5. 1所述凹槽(7)的所述轮廓在非拉紧状态中，在所述弹性的弹簧体(6)的所述中心轴线(A)在其中延伸的所述平面内设计为相对于所述中心线(L)镜像对称，其中这样设计所述轮廓的每个一半部分，即5. 2所述凹槽(7)的所述轮廓通过圆形部段(K)和部分正切函数(T)构成，其中5.3部分所述圆形部段(K)由所述中心线(L)出发延伸直至点(P)，在所述点处，所述部分圆形部段连续地过渡到所述正切函数(T)中。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的弹性连接件，其特征在于，所述凹槽(7)的所述轮廓的所述延伸曲线在具有所述中心轴线(A)的每个平面内基本设计相同。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的弹性连接件，其特征在于，所述轮廓的宽度占据了所述弹性的弹簧体(6)的厚度的85%-95%，优选的是93.5%，其中在所述轮廓的两侧上，所述弹性的弹簧体(6)的一部分保留在所述轮廓和所述支撑板(5)之间，所述部分的外轮廓特别地基本上垂直于所述中心线(L)延伸。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的弹性连接件，其特征在于，所述弹性的弹簧体 (6)和所述支撑板(5)的彼此面对的表面基本上垂直于所述弹簧件(4)的所述中心轴线 (A)设计。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的弹性连接件，其特征在于，所述弹性的弹簧体 (6)和所述支撑板(5)的、垂直于所述中心轴线(A)设计的表面在每个所述弹性的弹簧体 (6)和所述支撑板(5)中基本上彼此平行地设计。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的弹性连接件，其特征在于，每个所述弹簧件 (4)具有多个彼此交替堆叠的弹性的弹簧体(6)和支撑板(5)。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的弹性连接件，其特征在于，所述弹性的弹簧体(6)由橡胶并且所述支撑板(5)由金属设计而成，其中所述弹性的弹簧体(6)和所述支撑板(5)在所述弹簧件(4)内部通过硫化彼此连接。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的弹性连接件，其特征在于，每个所述弹性的弹簧体(6)在垂直于其中心轴线(A)的平面内具有矩形横截面。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的弹性连接件，其特征在于，所述弹簧件(4)基本上设计为方形。
全文摘要
本发明涉及一种弹性连接件，具有初级部件(2)和次级部件(3)。此外多个弹簧件(4)在圆周上分散地布置在初级部件(2)和次级部件(3)之间。弹簧件(4)具有至少一个弹性的弹簧体(6)，其又布置在两个支撑板(5)之间。弹性的弹簧体(6)在其端面上具有环绕的凹槽(7)。在弹簧件(4)的拉紧状态中，凹槽(7)的轮廓的延伸曲线在弹性的弹簧体(6)的中心轴线(A)在其中延伸的平面内没有转折点。
文档编号F16D3/68GK102472328SQ201080030931
公开日2012年5月23日 申请日期2010年6月23日 优先权日2009年7月9日
发明者马库斯·K·贝克尔, 麦克·马辛科瓦斯基 申请人:沃依特专利有限责任公司