联轴器

阅读:590发布:2020-05-11

专利汇可以提供联轴器专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种 联轴器 ,包括一对构件:第一构件,其具有以中心点以及延伸穿过该中心点的 扭矩 轴线为中心的外部凸面球形周缘;和第二环形构件,其具有以该中心点为中心并且与内部第一构件的外部周缘互补的内部凹面球形周缘。内部构件和外部构件的球形表面相互作用以在两者之间传递径向 载荷 并在两者之间传递沿扭矩轴线作用的载荷。轴装置径向于中心点延伸并且将第一环和第二环联接以从一个向另一个传递扭矩载荷。该对构件的每个构件能够在轴装置限制出的方向上绕所述中心点相对于彼此旋转。,下面是联轴器专利的具体信息内容。

1.一种联轴器,包括内部构件和外部环形构件,所述联轴器包括一对或多对构件,所述一对或多对构件可以包括或可以不包括内部构件和外部构件中的一个或两个,每对构件为具有公共轴线(A1)并具有位于所述轴线上的公共第一中心(C)的第一构件和第二环形构件;所述第一构件具有外部凸面球形周缘(S1);所述第二环形构件具有内部球形凹面周缘(S21),所述第一环形构件的外部凸面周缘接纳在所述内部球形凹面周缘(S21)中;所述外部凸面周缘和所述内部凹面周缘关于所述第一中心(C)同心并且彼此互补,并且彼此相互作用以在两者之间传递沿所述扭矩轴线(A1)作用的轴向载荷;径向于所述公共第一中心布置有一个或直径上对置的一对轴(X)以从所述构件中的一个构件向另一构件传递扭矩载荷;所述第一构件和所述第二构件被所述轴限制成能够绕所述轴相对于彼此旋转。
2.根据权利要求1所述的联轴器,其中,除了所述外部构件以外的构件包括具有公共中心(C、C2)的球形部段。
3.根据权利要求1或2所述的联轴器,其中,所述凸面球形表面和所述凹面球形表面(S1、S21)是接触的,所述凸面球形表面和所述凹面球形表面(S1、S21)承受所述联轴器的径向载荷和沿所述扭矩轴线(A1)作用的载荷。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的联轴器,进一步包括所述凸面球形表面与所述凹面球形表面之间和/或围绕所述轴(X)的滚动元件轴承(100、102)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的联轴器,其中,一对构件中的第二环形构件(202、
402、403、602、603、604、605)将一对构件中的第一构件(201、401、402、601、602、603、604)保持在所述联轴器内。
6.根据前述权利要求中任一项所述的联轴器,其中,一对构件中的第二环形构件具有一对直径上对置的装入槽(L1、L2),该对构件中的第一构件可以通过所述一对直径上对置的装入槽(L1、L2)插入以保持在所述联轴器内。
7.根据前述权利要求中任一项所述的联轴器,包括最内部构件(401)、中间构件(402)和最外部构件(403),所述最内部构件(401)和所述中间构件(402)包括第一对构件,并且所述中间构件(402)和所述最外部构件(403)包括第二对构件,并且其中,联接所述第二对构件(402、403)的轴(X1、X21)垂直于联接所述第一对构件(401、402)的轴(X1、X11),所述第二对构件能够独立于所述第一对构件相对于彼此旋转。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的联轴器,具有第一中间构件(602)、第二中间构件(603)、第三中间构件(604),所述内部构件(601)和所述第一中间构件(602)形成一对构件,所述第一中间构件(602)和所述第二中间构件(603)为第二对构件,所述第二中间构件(603)和所述第三中间构件(604)为第三对构件,并且所述第三中间构件(604)和所述最外部构件(605)为第四对构件。
9.根据权利要求8所述的联轴器,其中,对于所述第三对构件而言,含有其轴(X3、M31)的平面垂直于含有所述第一对构件的轴(X1、X11)的平面并且与含有所述第二对构件的轴(X2、X21)的平面重合。
10.根据权利要求8或9所述的联轴器,其中,所述第二中间构件(603)的凸面外表面具有外周缘(S32),所述外周缘(S32)关于公共第二中心(C2)是凸面球形,当所述构件对准时,所述公共第二中心(C2)沿所述公共轴线(A1)的方向从所述公共第一中心(C)偏移。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的联轴器,其中,所述第三中间构件(603)具有其以所述公共第二中心为中心的外部凸面周缘(S32)以及其以所述第一公共中心(C)为中心的内部凹面周缘。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的联轴器,其中,连接所述第四对构件的轴(X4、X41)平行于连接所述第三对构件的轴(X3、X31),并且其中,所述第四对构件(604、605)能够在独立于所述第一对构件、所述第二对构件和所述第三对构件的方向上绕所述第二公共中心相对于彼此旋转。
13.一种联轴器装置,所述联轴器装置包括两个根据前述权利要求中任一项所述的联轴器,这两个联轴器通过连接结构件(66、67)连接,所述连接结构件联接每个联轴器的最外部构件,或者将一个联轴器的最外部构件连接至另一个联轴器的最内部构件,此外,可选地,所述联轴器中的一个联轴器被设置为或不被设置为能够相对于所述连接结构件自由地轴向移动。
14.根据前述权利要求中任一项所述的联轴器或联轴器装置,其中,所述轴不传递一对构件的每个构件之间的径向载荷和轴向载荷。
15.根据前述权利要求中任一项所述的联轴器,其中,所述最内部构件和所述最外部构件中的一个被固定而不能绕所述扭矩轴线旋转。

说明书全文

联轴器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种联轴器。

背景技术

[0002] 机械联轴器是众所周知的。例如包括:用于联接位移的轴的联轴器、万向节等速万向节、用于将驱动轴联接至从动轴的联轴器;用于将转矩轴连接至例如悬架系统的结构元件的联轴器。

发明内容

[0003] 根据本发明,一种联轴器具有内部构件和外部环形构件并且包括:
[0004] ·所述一对或多对构件可以包括或可以不包括内部构件和外部构件中的一个或两个,每对构件为具有公共轴线并具有位于所述轴线上的公共第一中心的第一构件和第二环形构件;
[0005] ·所述第一构件具有外部凸面球形周缘;
[0006] ·所述第二环形构件具有内部球形凹面周缘,所述第一环形构件的外部凸面周缘接纳在所述内部球形凹面周缘中;
[0007] ·所述外部凸面周缘和所述内部凹面周缘关于所述第一中心同心并且彼此互补,并且彼此相互作用以在两者之间传递沿所述扭矩轴线作用的轴向载荷
[0008] ·径向于所述公共第一中心布置有一个或直径上对置的一对轴以从所述构件中的一个构件向另一构件传递扭矩载荷;所述第一构件和所述第二构件被所述轴限制成能够绕所述轴相对于彼此旋转。
[0009] 对于大多数实际应用,除了外部构件以外的所述多个构件包括具有公共中心的球形部段。球形部段是球面中的一对平行平面之间的部分。然而,在一些情况中,其中,可以考虑使用球形部段而且其中平面不平行但不相交或通过尖端在公共轴线上的圆锥截切的情形,这种替代方案在制造、装配和使用中会具有缺点而不太可能被采用。
[0010] 所述内部构件和所述外部环形构件可以包括被至少一个轴联接的一对构件,或者,可以存在布置在所述内部构件与所述外部构件之间的一个或多个中间构件,每一对邻接的构件包括通过轴联接在一起的一对构件。
[0011] 所述轴承受扭矩并且所述第一构件和所述第二构件的球形表面承受轴向载荷和径向载荷。大部分的任意轴向载荷通过球形表面承受。所述轴也可以承受一些轴向载荷。因此,径向载荷和轴向载荷与扭矩载荷分开。在一个实施例中,轴构造成在被联接的构件之间不传递径向载荷,因此轴不承受径向载荷。因此,径向载荷大部分或全部被球形表面承受。
[0012] 在权利要求中阐述了本发明的其他特征,不限于以下示例。
[0013] 可以使用根据本发明的各实施例描述的联轴器以用于将必须在具有至少一个旋转自由度的情况下联接的任何两个结构元件进行联接。一些示例作为将元件联接至固定结构的“结构性固定联轴器”是有用的。另一些示例作为将两个旋转元件进行联接的“挠性联轴器”是有用的。根据本发明的联轴器例如可以用于联接角位移的轴、或用作万向节、等速万向节、用于将驱动轴联接至从动轴的联轴器、以及为用于将转向轮毂连接至比如悬架系统的悬臂之类的固定结构元件。附图说明
[0014] 以下参照附图描述本发明的若干示例,在附图中:
[0015] 图1示出根据本发明的实施例的联轴器的运行的参考坐标系
[0016] 图2A至2C示出根据本发明的联轴器的示例,图2A为联轴器的元件未对准的轴视图,图2B是沿图2A的轴线A3的横截面图,图2C是沿图2A的轴线A2的横截面图;
[0017] 图3A和图3B示出包括根据图2的联轴器的示例的轮鼓中心转向机构,图3A是等轴测图,图3B是横截面图;
[0018] 图4A至图4F示出根据本发明的联轴器的另一示例,图4A是沿图1的轴线A1的轴视图,图4B是沿图4A的平面A-A的横截面图,图4C是沿图4A的平面B-B的横截面图,图4D示出联轴器的元件未对准的轴视图,图4E是图4A的联轴器的轴向横截面图,图4F是沿图4D的平面A-A的横截面图;
[0019] 图5A和5B是连接在一起的图4的一对联轴器的横截面图;
[0020] 图6A至图6F示出根据本发明的联轴器的另一示例,图6A是沿图1的轴线A1的轴视图,图6B是沿图6A的平面A-A的横截面图,图6C是沿图6A的平面B-B的横截面图,图6D是侧视图;图6E是沿图6D的平面C-C的横截面图;图6F是沿图6D的平面D-D的联轴器的横截面图;
[0021] 图7A、7B和7C示出根据本发明的联轴器的一个代表性构件上的轴承,图7A是联轴器的等轴测图,图7B是轴向横截面图,图7C是分解图;
[0022] 图8示出用于限制根据本发明的联轴器的元件的相对旋转的器件;
[0023] 图9是可以适于根据本发明的联轴器的改型的横截面图;
[0024] 图10是在轴承内的根据本发明的代表性联轴器的横截面图;以及
[0025] 图11A和11B示出组装之前示例中描述的联轴器的方式。

具体实施方式

[0026] 参照如图1中示出的参考坐标系描述附图中的本发明的示例。
[0027] 参考坐标系具有限定出轴向方向的第一轴线A1。第二轴线A2垂直于第一轴线A1。在第一轴线和第二轴线的相交处是联轴器的同心构件的同心球形表面的中心点C。第一轴线和第二轴线以及中心点位于第一平面P1中,第一轴线和中心点位于与第一平面垂直的第二平面P2中。穿过中心点C的第三平面P3垂直于其他平面。第三轴线A3限定为垂直于轴线A1和A2,且位于第三平面中并穿过中心点C。
[0028] 第一轴线A1是扭矩轴线,例如,在第一轴线A1上,驱动轴或从动轴连接至联轴器,第二轴线A2和第三轴线A3是联轴器的相对旋转的轴线。
[0029] 在其他示例中,联轴器具有以中心点C为中心的一些构件以及以另一中心点C2为中心的另一些构件,当构件对准时,所述另一中心点C2沿着第一轴线A1从C偏移。从C的偏移量C2可以是少量的例如是零点几毫米。分别平行于轴线A2和A3的另外两轴线A21和A31分别穿过中心点C2。
[0030] 在图2中,联轴器包括围绕第一轴线A1的内部环形构件201。内部构件201包括围绕中心点C的球形部段并且具有外部球形表面S1,外部球形表面S1是以第一轴线的中心点C为中心的凸面球形。内部构件201具有中心圆筒形孔40,在该示例中,中心圆筒形孔40具有用于接合对应的花键轴的花键42。
[0031] 外部环形构件202具有内部球形表面S21,内部球形表面S21是与内部构件201的外表面S1互补的凸面球形。凹面球形表面S21以与内部环的球形表面相同的轴线上的中心点C为中心。在该示例中,外部环的内部球形表面S21和内部构件201的外部球形表面S1为接触滑动轴承表面。
[0032] 内部环形构件201、202通过轴装置联接,轴装置包括直径上对置的一对轴X1和X11,该对轴X1和X11位于穿过中心点C的公共轴线上,在该情况下在轴线A3上。该对轴限制内部环和外部环绕轴线A3相对于彼此旋转。
[0033] 轴X1和X11中的每一者包括半轴XS,半轴XS固定在外部环形构件202的孔B2中并延伸到内部构件201的孔B1中,半轴XS在孔B1中能够旋转。半轴布置成使得其在内部环与外部环之间不传递径向载荷。这通过在轴的端部与径向邻接的球面表面之间设置径向间隙并且通过允许半轴XS与内部构件201之间在孔B1中移动的一些径向自由度而实现:这些结构将半轴与径向载荷和轴向载荷隔离。
[0034] 半轴可以通过过盈配合固定在外部环形构件202中或者另外例如通过冷焊被固定。
[0035] 轴可以呈现其他形式。半轴XS可以使头部在外部构件202的外表面的凹部中以不突出到外表面的上方并且通过在外部构件的孔B2中的螺纹接合而固定在外部构件202中。
[0036] 轴将内部构件201轴向保持在外部构件202中。另外,内部构件和外部构件的球形表面相互作用以将内部构件轴向保持在外部构件中。
[0037] 邻接的凸面球形表面和凹面球形表面的中心点C位于内部构件201的轴向相向面F1与F3之间以及外部构件202的面F2与F4之间。因此,内部凸面球形表面中途在轴向相向面F1与F3之间的周缘的半径大于外部构件202的凹面表面在轴向相向面F2与F4处的周缘的半径。因此,内部构件201在内部环形构件201绕第二轴线和/或绕第一轴线旋转的运行范围上轴向保持在外部环形外部构件202中。
[0038] 在图2的示例中,内部构件201在其用以接合半轴的中心圆筒形孔中具有花键。可以在最外部构件(在该情况中为外部环形构件202)的外部周缘上附加地或替代性地设置用于接合另一半轴的花键(未示出)。可以允许联轴器相对于半轴滑动,从而提供轴向自由度。
[0039] 第一环形构件和第二环形构件各自是以第一轴线A1和第二轴线A2的相交处的中心点C为中心的球体的一段。
[0040] 在图2,如示出的,存在分担联轴器上的载荷的两个直径上对置的轴X1和X11。在联轴器设计成在轻载荷下运行的情况下可以忽略一个。
[0041] 图2的示例具有如图3示出的比如中心轮鼓转向的静态应用。
[0042] 在图3中,车轮的转向轮鼓62通过支撑构件64支撑,支撑构件64在该示例中是悬臂。如参照图2描述的联轴器E1将悬臂64联接至转向轮鼓62。臂64例如通过花键接合在联轴器E1的内部环201的中心孔40中。轴X1、X11(仅X1示出)允许外部环形构件202绕一个轴线(转向轴线)相对于内部环形构件201和臂64旋转。外部环形构件202支撑62车轮62,车轮62能够在轴承63上旋转。转向臂60固定至外部环形构件202以使其相对于内部环和臂64旋转。
[0043] 在该示例中,轴X1、X11提供支撑以允许相对旋转,但不驱动轮鼓62。
[0044] 在图4中示出联轴器的另一示例,该联轴器包括以第一轴线为中心的内部环形构件401,内部环形构件401具有以轴线A1的点C为中心的凸面球形的外部周缘表面S1。内部环形构件401具有中心圆筒形孔40,中心圆筒形孔40具有用于接合对应的花键半轴的花键。
[0045] 中间环形构件402具有内部球形表面S21,内部球形表面S21是与内部构件402的外表面S1互补的凹面球形。在该示例中,第二构件的内部球形表面S21和内部构件401的外部球形表面S1为接触的滑动轴承表面。
[0046] 第一对的直径上对置的轴X1、X11径向于第一轴线A1沿第三轴线A3延伸以将内部构件401联接至中间构件402。第一轴和第二轴限制内部构件和中间构件绕第三轴线A3相对于彼此旋转。中间构件402具有凸面球形的外周缘S22。外部环形构件403具有内部球形表面S31,内部球形表面S31是与中间构件402的外表面S22互补的凹面球形。在该示例中,外部构件403的内部球形表面S31和中间构件402的外部球形表面S22为接触的滑动轴承表面。
[0047] 第二对的直径上对置的轴X2、X21径向于第一轴线A1沿垂直于第三轴线A3的第二轴线A2延伸已将中间构件402联接至外部构件403。轴X2和X21限制中间构件402和外部构件403绕第二旋转轴线A2相对于彼此旋转(参见图1),第二旋转轴线A2穿过中心点C并且垂直于第一轴线A1以及垂直于第三轴线A3。第二对的轴允许包括中间构件和外部构件402和403的一对构件独立于包括内部构件和中间构件401和402的一对构件的相对旋转。
[0048] 以与参照图2描述的类似的方式,球形表面S1、S21、S22和S31承受沿轴线A1的径向和沿轴线A1方向作用的载荷。轴在内部构件401、中间构件402和外部构件403之间传递扭矩。
[0049] 内部构件401保持在中间构件402中,并且中间构件402以与内部构件201在图2保持在外部构件202中的相同的方式保持在外部构件403中。
[0050] 第一半轴或其他结构元件可以接合在第一环形构件401的中心孔中,第二半轴或其他结构元件可以与外部构件403接合。为此,外部构件403可以固定至凸缘或与凸缘成为一体(未示出),或者,外部构件403可以包括例如用于联接至结构元件的其他器件,例如外部花键。
[0051] 图4的联轴器的一个用途是作为万向节。联轴器通过中间构件402和外部构件403分别地绕第三轴线A3和第二轴线A3的相对旋转允许半轴的角位移。
[0052] 内部构件401和中间构件402包括绕中心点C的球形部段。
[0053] 在图5A和图5B示出一种联轴器装置,其包括两个图4中示出的种类的联轴器。
[0054] 在图5A,联轴器装置包括两个图4通的过联轴器装置件66连接在一起的联轴器E2。该结构件刚性地连接两个联轴器。连接器结构件6是联接外部构件403的管道。在另一示例中,取代管道,一个联轴器的外部构件403通过连接器结构件67连接至另一联轴器的第一构件401,如例如在图5B中示出。
[0055] 图5A的联轴器装置是近似于双联式万向节,如果单独的联轴器E2中的一个的一对轴不垂直于相对应的另一对轴。
[0056] 在取代图4的联轴器E2的使用的情况下使用图2的联轴器,在两个联轴器的轴是相同取向的情况下,联轴器装置是手摇曲柄。在其他示例中,一个联轴器的轴垂直于另一者的投影。
[0057] 联轴器中的一个可以在管道66中轴向地自由移动。
[0058] 图6的联轴器包括内部环形构件601、第一中间环形构件、第二中间环形构件、第三中间环形构件602、606、604和外部环形构件605。
[0059] 已发现的是,当构件对准时,第三中间构件604和外部构件605必须沿轴线A1相对于内构件和第一中间构件601和602偏移(参照图6D)。偏移可以是少量的。这可以通过将第二中间构件603的外部球形表面S32从第二中间构件603的内部球形表面S31轴向偏移来实现。因此使用图1的参考坐标系,内部构件和第一中间构件601和602的以中心点C为中心,第二中间构件和第三中间构件603和604的以点C2为中心。
[0060] 第一环形构件601具有外部球形表面S1,外部球形表面S1是以第一轴线A1的中心点C为中心的凸面球形。第一环形构件601具有中心圆筒形孔40,在该示例中,中心圆筒形孔40具有用于接合对应的花键半轴的花键42。
[0061] 第一中间环形构件602具有内部球形表面S21,内部球形表面S21是与内部构件602的外表面S1互补的凹面球形。表面S1和S21是接触的滑动轴承表面。
[0062] 第一对的直径上对置的轴X1、X11径向于第一轴线A1沿第三轴线A3延伸以联接内部构件601和第一中间构件602。第一对的轴限制包括内部构件和第一中间构件601和602的一对构件绕穿过并垂直于第一轴线A1的第三旋转轴线A3相对于彼此旋转。
[0063] 第一中间构件602具有凸面球形的外周缘S22。第二中间环形构件603具有内部球形表面S31,内部球形表面S31是与第一中间构件602的外表面S22互补的凹面球形。在该示例中,第二中间构件603的内部球形表面S31和第一中间构件602的外部球形表面S22为接触的滑动轴承表面。
[0064] 第二对的直径上对置的轴X2、X21径向于第一轴线A1沿第二轴线A2延伸,从而联接包括第一中间构件和第二中间构件602和603的一对构件。第二对的轴限制第一中间构件602和第二中间构件603绕第二旋转轴线A2相对于彼此旋转,第二旋转轴线A2穿过中心点C并且垂直于第一轴线以及垂直于第三轴线A3。第二对的轴允许构件602和603一对构件独立于构件601和602一对构件的相对旋转。
[0065] 第二中间构件603具有凸面球形的外周缘S32。第三中间环形构件604具有内部球形表面S41,内部球形表面S41是与第一中间构件602的外表面S32互补的凹面球形。在该示例中,第三中间构件604的内部球形表面S41和第二中间构件603的外部球形表面S32为接触的滑动轴承表面。
[0066] 第三对的直径上对置的轴X3、X31径向于第一轴线A1沿第二轴线A2延伸,从而联接包括第二中间构件和第三中间构件603和604的一对构件。第二对的轴限制构件603和604绕穿过中心点C2并平行于A2的旋转轴线A21相对于彼此旋转。因此,第二对的轴限制一对构件603和604绕轴线A21相对于彼此旋转。第三对的轴允许第二中间构件和第三中间构件独立于第一中间构件和第二中间构件的相对旋转。
[0067] 第三中间构件604具有凸面球形的外周缘S42。
[0068] 外部环形构件605具有内部球形表面S51,内部球形表面S51是与第三中间构件604的外表面S42互补的凹面球形。在该示例中,外部构件605的内部球形表面S51和第三中间构件604的外部球形表面S42为接触的滑动轴承表面。
[0069] 第四对的直径上对置的轴X4、X41沿平行于轴线A3但不穿过中心点C2的旋转轴线A31延伸。第四对的轴限制构件604和605绕垂直于轴线A21的A31相对于彼此旋转。因此,第四对的轴限制构件604和605绕轴线A31相对于彼此旋转。第四对的轴允许一对构件604和605独立于一对构件603和604的相对旋转。
[0070] 构件以与以上参照图2描述的相同的方式保持在联轴器中。
[0071] 轴X1至X41与图2的轴X1和X11相同。
[0072] 在图6A至6F中,内部构件和第一中间构件601和602包括关于中心点C的球形部段,第二中间构件和第三中间构件603和604也包括但关于点C2的球形部段。然而,第二中间部段603的中心孔口是关于中心点C的球形部段,第一中间部段602接纳在该孔口中。
[0073] 图6的联轴器的一个示例用途是作为双联式万向节。
[0074] 在图2至图6的示例中,球形表面全部是接触的滑动轴承表面。可以在邻接的球形表面之间设置滚动轴承。在图7,可以在联轴器的构件的表面处设置保持在一个或多个笼101中的滚珠轴承100。在图7的示例中,滚珠保持在轴X之间的两个滚珠架中,滚珠架是半球形件,轴X可以是内部构件701和外部构件702的轴X1和X11。因此,球形表面具有用于承受径向载荷和轴向载荷的滚动元件。径向载荷路径独立于被施加的扭矩载荷。该方法比在凹槽中使用滚珠以承受扭矩载荷和径向载荷更有效。如图7示出的是两构件式联轴器,然而,图7的原理可以延伸为如图4或图6中示出的具有一个或多个中间构件的轴承。
[0075] 作为替代性实施方式或附加地,滚动轴承102还可以安装在轴上以减小摩擦。
[0076] 内部构件701包括关于中心点C的球形部段。在图7,轴X1和X11使头部H嵌入到外部构件702中并螺纹接合外部构件702的孔中的螺纹。
[0077] 该示例中的邻接构件的球形表面合作以承受径向和轴向载荷。为了确保联轴器可以承受希望的轴向载荷和径向载荷,球形表面需要充分地重叠。因此,在本发明的实施例中,可以设置限制邻接构件的相对旋转的器件。这种限制器件还辅助每个内部环保持在其关联的外部环中。这种限制器件的示例包括联轴器内的止动件。如例如在图8示出的,在一个示例中,固定销N从外部构件2突出到内部构件1的狭缝L中。要领会的是,可以使用限制相对旋转的任何其他适合器件。在一些示例中,联轴器通过限制相对旋转的支撑结构部支撑。在其他示例中,通过联轴器被连接的结构元件限制相对旋转。
[0078] 如图9中示出的,为了增加相对旋转的运行范围,邻接构件1和2或2和3中的外部构件2或3可以在轴向方向上大于内部的一个构件1或2。图9示出如图4中的三个环形构件1、2和3。图9的原理可以应用于本发明的示例的各对环形构件中的任一个。
[0079] 参照图10,图2、4和6的示例的任一个可以固定在轴承110内,轴承110可以固定至例如隔板、地板或壁之类的固定结构件112。这允许联轴器联接至任何两个结构元件,在固定结构件112的每一侧一个,联轴器必须联接为使得具有至少两个旋转自由度。例如,固定结构可以是车辆的隔板,并且联轴器联接车辆的转向机构的部段。
[0080] 轴承110允许图10的联轴器E在固定结构件112内旋转。
[0081] 图11A和11B示出联轴器的装置。联轴器包括一对环形构件1和2、外部构件2在内部构件1的外部。构件2具有两个直径上对置的装入槽L1和L2。装入槽延伸横跨外部构件2的宽度的一半(装入槽也可以在图7C中看到)。狭缝的尺寸为使得狭缝的直径对置地面6通过内部构件1的外表面S1的直径间隔开(包括在设置了如图7的保持架101)。每个狭缝的宽度等于或稍微大于内部构件的宽度。内部构件1在向一旁引入到如图11A示出的狭缝中并随后旋转到与外部构件2相同的平面中。一对构件1和2的轴孔在组装过程的适当阶段处对准。
[0082] 该选项使每个构件能够由实体材料件加工而成并使由将半体进行联结造成的失败险最小化。所描述的方法使本说明书中描述的全部支承表面能够为连续的,即,避免在将由螺栓连接或焊接在一起的两个半体组装而成的构件进行联结的联结处的任何接头(因而弱化区域)。
[0083] 在图11,一对构件1和2分别是图2中的201和202、图4中的401和402、402和403、图6中的601和602、602和603、603和604、604和605、图7中的701和702的各对构件的代表例。
[0084] 在以上的示例中,对于滑动轴承表面,配合的凸面球形表面和凹面球形表面应准确地匹配。这要求联轴器的适当精确制造。
[0085] 可以在球形支承表面之间注射衬里材料。凸面球形表面可以精确地加工。凹面球形表面可以粗糙地加工以形成粗糙表面,粗糙表面也可以是近似于被称为教堂形的弯曲表面的分片线性,可以是注射在精确加工的凸面表面与粗糙凹面表面之间的衬里材料以形成准确匹配的凹面球形表面。凸面球形表面在衬里注射至联轴器之前涂覆脱模剂
[0086] 衬里材料可以是塑料。一些塑料的组分不是公开已知的,这是由于供应商通常商业性地对其组分敏感。然而,聚甲树脂 是可以使用的一个已知产品或者可以使用聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene/PTFE)基材料。
[0087] 在对以上示出那些的替代性实施例中,结构元件比如半轴固定至联轴器的内部构件或与联轴器的内部构件成为一体。在替代性实施例中,结构元件比如半轴固定至联轴器的外部构件或与联轴器的外部构件成为一体。结构元件可以固定至联轴器的内部构件和外部构件或者与联轴器的内部构件和外部构件成为一体。
[0088] 以上描述的示例可以在联轴器的内部环中和/或最外部周缘表面上具有花键以用于将联轴器连接至待联接的结构元件。
[0089] 替代性地,可以使用将联轴器连接至结构元件的任何其他适合器件。例如,外周缘可以具有用于将其连接至对应的螺纹结构元件的螺纹。同样地,内部构件可以具有中心孔,该中心孔设置有螺纹或采用键以接合半轴。内部构件可以与半轴成为一体,轴设置有用于连接至另一结构元件的螺纹。联轴器的外部构件可以通过任何适合的器件连接至结构元件。
[0090] 如以上描述的联轴器可以由任何适合的材料制成。具有滑动轴承表面的示例可以是例如高性能青铜等的金属,或者是例如尼龙、玻璃填充尼龙、乙缩醛、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(Acrylonitrile Butadiene StyreneAcrylonitrile Butadiene Styrene/ABS)、聚甲醛树脂 的塑料。
[0091] 应指出的是,图4的联轴器的内部环形构件和外部环形构件401和403可以连接至相应的半轴或其他结构构件,因此,中间构件402仅是相对于其他两者移动的部分;这可能导致设计者选择黄铜或青铜用于移动的中间环以及选择钢用于内部环和外部环。相同原理可以应用于联轴器的其他示例。
[0092] 金属环形构件环可以通过常规润滑剂例如润滑脂来润滑。替代性地,固体润滑剂表面可以设置为如以上讨论的比如塑料衬里。材料和润滑剂的选择取决于联轴器的预期用途。
[0093] 在所有示例中,内部构件包括具有用以接纳半轴的中心孔口的环形球形构件。然而,内部构件可以不具有中心孔口但是例如螺栓连接至半轴上的凸缘。
[0094] 在示出的示例中,为了最大的紧密度,一对构件的包括球形部段的每个构件具有部段对准时处于公共平面的平行侧。具体地:
[0095] ·在图2的布置中,一对构件的包括球形部段的每个构件具有对准时处于公共平面的平行侧。
[0096] ·在图4的布置中,每个构件包括具有对准时处于公共平面的平行侧的球形部段。
[0097] ·在图6的布置中,第一对的构件(601,602)各自包括具有对准时处于公共平面的平行侧的球形部段,第三对的构件(603,604)和第四对的构件(604,605)各自包括具有对准时处于公共平面的平行侧的球形部段。尽管如此,这并不适于第二对的构件(602,603)。
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