聯軸器的制造方法
【專利摘要】一種聯軸器，包括一對構件：第一構件，其具有以中心點以及延伸穿過該中心點的扭矩軸線為中心的外部凸面球形周緣；和第二環形構件，其具有以該中心點為中心并且與內部第一構件的外部周緣互補的內部凹面球形周緣。內部構件和外部構件的球形表面相互作用以在兩者之間傳遞徑向載荷并在兩者之間傳遞沿扭矩軸線作用的載荷。軸裝置徑向于中心點延伸并且將第一環和第二環聯接以從一個向另一個傳遞扭矩載荷。該對構件的每個構件能夠在軸裝置限制出的方向上繞所述中心點相對于彼此旋轉。
【專利說明】
聯軸器
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種聯軸器。
【背景技術】
[0002] 機械聯軸器是眾所周知的。例如包括：用于聯接角位移的軸的聯軸器、萬向節、等 速萬向節、用于將驅動軸聯接至從動軸的聯軸器；用于將轉矩軸連接至例如懸架系統的結 構元件的聯軸器。

【發明內容】

[0003] 根據本發明，一種聯軸器具有內部構件和外部環形構件并且包括：
[0004] ?所述一對或多對構件可以包括或可以不包括內部構件和外部構件中的一個或 兩個，每對構件為具有公共軸線并具有位于所述軸線上的公共第一中心的第一構件和第二 環形構件；
[0005] ?所述第一構件具有外部凸面球形周緣；
[0006] ?所述第二環形構件具有內部球形凹面周緣，所述第一環形構件的外部凸面周緣 接納在所述內部球形凹面周緣中；
[0007] ?所述外部凸面周緣和所述內部凹面周緣關于所述第一中心同心并且彼此互補， 并且彼此相互作用以在兩者之間傳遞沿所述扭矩軸線作用的軸向載荷；
[0008] ?徑向于所述公共第一中心布置有一個或直徑上對置的一對軸以從所述構件中 的一個構件向另一構件傳遞扭矩載荷;所述第一構件和所述第二構件被所述軸限制成能夠 繞所述軸相對于彼此旋轉。
[0009] 對于大多數實際應用，除了外部構件以外的所述多個構件包括具有公共中心的球 形部段。球形部段是球面中的一對平行平面之間的部分。然而，在一些情況中，其中，可以考 慮使用球形部段而且其中平面不平行但不相交或通過尖端在公共軸線上的圓錐截切的情 形，這種替代方案在制造、裝配和使用中會具有缺點而不太可能被采用。
[0010] 所述內部構件和所述外部環形構件可以包括被至少一個軸聯接的一對構件，或 者，可以存在布置在所述內部構件與所述外部構件之間的一個或多個中間構件，每一對鄰 接的構件包括通過軸聯接在一起的一對構件。
[0011] 所述軸承受扭矩并且所述第一構件和所述第二構件的球形表面承受軸向載荷和 徑向載荷。大部分的任意軸向載荷通過球形表面承受。所述軸也可以承受一些軸向載荷。因 此，徑向載荷和軸向載荷與扭矩載荷分開。在一個實施例中，軸構造成在被聯接的構件之間 不傳遞徑向載荷，因此軸不承受徑向載荷。因此，徑向載荷大部分或全部被球形表面承受。
[0012] 在權利要求中闡述了本發明的其他特征，不限于以下示例。
[0013] 可以使用根據本發明的各實施例描述的聯軸器以用于將必須在具有至少一個旋 轉自由度的情況下聯接的任何兩個結構元件進行聯接。一些示例作為將元件聯接至固定結 構的"結構性固定聯軸器"是有用的。另一些示例作為將兩個旋轉元件進行聯接的"撓性聯 軸器"是有用的。根據本發明的聯軸器例如可以用于聯接角位移的軸、或用作萬向節、等速 萬向節、用于將驅動軸聯接至從動軸的聯軸器、以及為用于將轉向輪轂連接至比如懸架系 統的懸臂之類的固定結構元件。
【附圖說明】
[0014] 以下參照附圖描述本發明的若干示例，在附圖中：
[0015] 圖1示出根據本發明的實施例的聯軸器的運行的參考坐標系；
[0016] 圖2A至2C示出根據本發明的聯軸器的示例，圖2A為聯軸器的元件未對準的軸視 圖，圖2B是沿圖2A的軸線A3的橫截面圖，圖2C是沿圖2A的軸線A2的橫截面圖；
[0017]圖3A和圖3B示出包括根據圖2的聯軸器的示例的輪鼓中心轉向機構，圖3A是等軸 測圖，圖3B是橫截面圖；
[0018] 圖4A至圖4F示出根據本發明的聯軸器的另一示例，圖4A是沿圖1的軸線A1的軸視 圖，圖4B是沿圖4A的平面A-A的橫截面圖，圖4C是沿圖4A的平面B-B的橫截面圖，圖4D示出聯 軸器的元件未對準的軸視圖，圖4E是圖4A的聯軸器的軸向橫截面圖，圖4F是沿圖4D的平面 A-A的橫截面圖；
[0019] 圖5A和5B是連接在一起的圖4的一對聯軸器的橫截面圖；
[0020] 圖6A至圖6F示出根據本發明的聯軸器的另一示例，圖6A是沿圖1的軸線A1的軸視 圖，圖6B是沿圖6A的平面A-A的橫截面圖，圖6C是沿圖6A的平面B-B的橫截面圖，圖6D是側視 圖；圖6E是沿圖6D的平面C-C的橫截面圖；圖6F是沿圖6D的平面D-D的聯軸器的橫截面圖；
[0021] 圖7A、7B和7C示出根據本發明的聯軸器的一個代表性構件上的軸承，圖7A是聯軸 器的等軸測圖，圖7B是軸向橫截面圖，圖7C是分解圖；
[0022] 圖8示出用于限制根據本發明的聯軸器的元件的相對旋轉的器件；
[0023] 圖9是可以適于根據本發明的聯軸器的改型的橫截面圖；
[0024] 圖10是在軸承內的根據本發明的代表性聯軸器的橫截面圖；以及
[0025] 圖11A和11B示出組裝之前示例中描述的聯軸器的方式。
【具體實施方式】
[0026] 參照如圖1中示出的參考坐標系描述附圖中的本發明的示例。
[0027] 參考坐標系具有限定出軸向方向的第一軸線A1。第二軸線A2垂直于第一軸線A1。 在第一軸線和第二軸線的相交處是聯軸器的同心構件的同心球形表面的中心點C。第一軸 線和第二軸線以及中心點位于第一平面P1中，第一軸線和中心點位于與第一平面垂直的第 二平面P2中。穿過中心點C的第三平面P3垂直于其他平面。第三軸線A3限定為垂直于軸線A1 和A2,且位于第三平面中并穿過中心點C。
[0028] 第一軸線A1是扭矩軸線，例如，在第一軸線A1上，驅動軸或從動軸連接至聯軸器， 第二軸線A2和第三軸線A3是聯軸器的相對旋轉的軸線。
[0029] 在其他示例中，聯軸器具有以中心點C為中心的一些構件以及以另一中心點C2為 中心的另一些構件，當構件對準時，所述另一中心點C2沿著第一軸線A1從C偏移。從C的偏移 量C2可以是少量的例如是零點幾毫米。分別平行于軸線A2和A3的另外兩軸線A21和A31分別 穿過中心點C2。
[0030] 在圖2中，聯軸器包括圍繞第一軸線A1的內部環形構件201。內部構件201包括圍繞 中心點C的球形部段并且具有外部球形表面S1，外部球形表面S1是以第一軸線的中心點C為 中心的凸面球形。內部構件201具有中心圓筒形孔40，在該示例中，中心圓筒形孔40具有用 于接合對應的花鍵軸的花鍵42。
[0031] 外部環形構件202具有內部球形表面S21，內部球形表面S21是與內部構件201的外 表面S1互補的凸面球形。凹面球形表面S21以與內部環的球形表面相同的軸線上的中心點C 為中心。在該示例中，外部環的內部球形表面S21和內部構件201的外部球形表面S1為接觸 的滑動軸承表面。
[0032]內部環形構件201、202通過軸裝置聯接，軸裝置包括直徑上對置的一對軸XI和 XII，該對軸XI和XII位于穿過中心點C的公共軸線上，在該情況下在軸線A3上。該對軸限制 內部環和外部環繞軸線A3相對于彼此旋轉。
[0033] 軸XI和XII中的每一者包括半軸XS，半軸XS固定在外部環形構件202的孔B2中并延 伸到內部構件201的孔B1中，半軸XS在孔B1中能夠旋轉。半軸布置成使得其在內部環與外部 環之間不傳遞徑向載荷。這通過在軸的端部與徑向鄰接的球面表面之間設置徑向間隙并且 通過允許半軸XS與內部構件201之間在孔B1中移動的一些徑向自由度而實現:這些結構將 半軸與徑向載荷和軸向載荷隔離。
[0034]半軸可以通過過盈配合固定在外部環形構件202中或者另外例如通過冷焊被固 定。
[0035]軸可以呈現其他形式。半軸XS可以使頭部在外部構件202的外表面的凹部中以不 突出到外表面的上方并且通過在外部構件的孔B2中的螺紋接合而固定在外部構件202中。 [0036]軸將內部構件201軸向保持在外部構件202中。另外，內部構件和外部構件的球形 表面相互作用以將內部構件軸向保持在外部構件中。
[0037] 鄰接的凸面球形表面和凹面球形表面的中心點C位于內部構件201的軸向相向面 F1與F3之間以及外部構件202的面F2與F4之間。因此，內部凸面球形表面中途在軸向相向面 F1與F3之間的周緣的半徑大于外部構件202的凹面表面在軸向相向面F2與F4處的周緣的半 徑。因此，內部構件201在內部環形構件201繞第二軸線和/或繞第一軸線旋轉的運行范圍上 軸向保持在外部環形外部構件202中。
[0038] 在圖2的示例中，內部構件201在其用以接合半軸的中心圓筒形孔中具有花鍵。可 以在最外部構件(在該情況中為外部環形構件202)的外部周緣上附加地或替代性地設置用 于接合另一半軸的花鍵(未示出）。可以允許聯軸器相對于半軸滑動，從而提供軸向自由度。
[0039] 第一環形構件和第二環形構件各自是以第一軸線A1和第二軸線A2的相交處的中 心點C為中心的球體的一段。
[0040] 在圖2,如示出的，存在分擔聯軸器上的載荷的兩個直徑上對置的軸XI和XII。在聯 軸器設計成在輕載荷下運行的情況下可以忽略一個。
[0041] 圖2的示例具有如圖3示出的比如中心輪鼓轉向的靜態應用。
[0042]在圖3中，車輪的轉向輪鼓62通過支撐構件64支撐，支撐構件64在該示例中是懸 臂。如參照圖2描述的聯軸器E1將懸臂64聯接至轉向輪鼓62。臂64例如通過花鍵接合在聯軸 器E1的內部環201的中心孔40中。軸XI、X11(僅XI示出）允許外部環形構件202繞一個軸線 (轉向軸線）相對于內部環形構件201和臂64旋轉。外部環形構件202支撐62車輪62，車輪62 能夠在軸承63上旋轉。轉向臂60固定至外部環形構件202以使其相對于內部環和臂64旋轉。 [0043]在該示例中，軸X1、X11提供支撐以允許相對旋轉，但不驅動輪鼓62。
[0044]在圖4中示出聯軸器的另一示例，該聯軸器包括以第一軸線為中心的內部環形構 件401，內部環形構件401具有以軸線A1的點C為中心的凸面球形的外部周緣表面S1。內部環 形構件401具有中心圓筒形孔40,中心圓筒形孔40具有用于接合對應的花鍵半軸的花鍵。 [0045]中間環形構件402具有內部球形表面S21，內部球形表面S21是與內部構件402的外 表面S1互補的凹面球形。在該示例中，第二構件的內部球形表面S21和內部構件401的外部 球形表面S1為接觸的滑動軸承表面。
[0046]第一對的直徑上對置的軸XI、X11徑向于第一軸線A1沿第三軸線A3延伸以將內部 構件401聯接至中間構件402。第一軸和第二軸限制內部構件和中間構件繞第三軸線A3相對 于彼此旋轉。中間構件402具有凸面球形的外周緣S22。外部環形構件403具有內部球形表面 S31，內部球形表面S31是與中間構件402的外表面S22互補的凹面球形。在該示例中，外部構 件403的內部球形表面S31和中間構件402的外部球形表面S22為接觸的滑動軸承表面。 [0047]第二對的直徑上對置的軸X2、X21徑向于第一軸線A1沿垂直于第三軸線A3的第二 軸線A2延伸已將中間構件402聯接至外部構件403。軸X2和X21限制中間構件402和外部構件 403繞第二旋轉軸線A2相對于彼此旋轉(參見圖1)，第二旋轉軸線A2穿過中心點C并且垂直 于第一軸線A1以及垂直于第三軸線A3。第二對的軸允許包括中間構件和外部構件402和403 的一對構件獨立于包括內部構件和中間構件401和402的一對構件的相對旋轉。
[0048]以與參照圖2描述的類似的方式，球形表面S1、S21、S22和S31承受沿軸線A1的徑向 和沿軸線A1方向作用的載荷。軸在內部構件401、中間構件402和外部構件403之間傳遞扭 矩。
[0049]內部構件401保持在中間構件402中，并且中間構件402以與內部構件201在圖2保 持在外部構件202中的相同的方式保持在外部構件403中。
[0050] 第一半軸或其他結構元件可以接合在第一環形構件401的中心孔中，第二半軸或 其他結構元件可以與外部構件403接合。為此，外部構件403可以固定至凸緣或與凸緣成為 一體(未示出），或者，外部構件403可以包括例如用于聯接至結構元件的其他器件，例如外 部花鍵。
[0051] 圖4的聯軸器的一個用途是作為萬向節。聯軸器通過中間構件402和外部構件403 分別地繞第三軸線A3和第二軸線A3的相對旋轉允許半軸的角位移。
[0052]內部構件401和中間構件402包括繞中心點C的球形部段。
[0053]在圖5A和圖5B示出一種聯軸器裝置，其包括兩個圖4中示出的種類的聯軸器。
[0054]在圖5A，聯軸器裝置包括兩個圖4通的過聯軸器裝置件66連接在一起的聯軸器E2。 該結構件剛性地連接兩個聯軸器。連接器結構件6是聯接外部構件403的管道。在另一示例 中，取代管道，一個聯軸器的外部構件403通過連接器結構件67連接至另一聯軸器的第一構 件401，如例如在圖5B中示出。
[0055]圖5A的聯軸器裝置是近似于雙聯式萬向節，如果單獨的聯軸器E2中的一個的一對 軸不垂直于相對應的另一對軸。
[0056]在取代圖4的聯軸器E2的使用的情況下使用圖2的聯軸器，在兩個聯軸器的軸是相 同取向的情況下，聯軸器裝置是手搖曲柄。在其他示例中，一個聯軸器的軸垂直于另一者的 投影。
[0057]聯軸器中的一個可以在管道66中軸向地自由移動。
[0058]圖6的聯軸器包括內部環形構件601、第一中間環形構件、第二中間環形構件、第三 中間環形構件602、606、604和外部環形構件605。
[0059]已發現的是，當構件對準時，第三中間構件604和外部構件605必須沿軸線A1相對 于內構件和第一中間構件601和602偏移（參照圖6D)。偏移可以是少量的。這可以通過將第 二中間構件603的外部球形表面S32從第二中間構件603的內部球形表面S31軸向偏移來實 現。因此使用圖1的參考坐標系，內部構件和第一中間構件601和602的以中心點C為中心，第 二中間構件和第三中間構件603和604的以點C2為中心。
[0060] 第一環形構件601具有外部球形表面S1，外部球形表面S1是以第一軸線A1的中心 點C為中心的凸面球形。第一環形構件601具有中心圓筒形孔40,在該示例中，中心圓筒形孔 40具有用于接合對應的花鍵半軸的花鍵42。
[0061 ] 第一中間環形構件602具有內部球形表面S21，內部球形表面S21是與內部構件602 的外表面S1互補的凹面球形。表面S1和S21是接觸的滑動軸承表面。
[0062]第一對的直徑上對置的軸XI、X11徑向于第一軸線A1沿第三軸線A3延伸以聯接內 部構件601和第一中間構件602。第一對的軸限制包括內部構件和第一中間構件601和602的 一對構件繞穿過并垂直于第一軸線A1的第三旋轉軸線A3相對于彼此旋轉。
[0063]第一中間構件602具有凸面球形的外周緣S22。第二中間環形構件603具有內部球 形表面S31，內部球形表面S31是與第一中間構件602的外表面S22互補的凹面球形。在該示 例中，第二中間構件603的內部球形表面S31和第一中間構件602的外部球形表面S22為接觸 的滑動軸承表面。
[0064]第二對的直徑上對置的軸X2、X21徑向于第一軸線A1沿第二軸線A2延伸，從而聯接 包括第一中間構件和第二中間構件602和603的一對構件。第二對的軸限制第一中間構件 602和第二中間構件603繞第二旋轉軸線A2相對于彼此旋轉，第二旋轉軸線A2穿過中心點C 并且垂直于第一軸線以及垂直于第三軸線A3。第二對的軸允許構件602和603-對構件獨立 于構件601和602-對構件的相對旋轉。
[0065]第二中間構件603具有凸面球形的外周緣S32。第三中間環形構件604具有內部球 形表面S41，內部球形表面S41是與第一中間構件602的外表面S32互補的凹面球形。在該示 例中，第三中間構件604的內部球形表面S41和第二中間構件603的外部球形表面S32為接觸 的滑動軸承表面。
[0066]第三對的直徑上對置的軸X3、X31徑向于第一軸線A1沿第二軸線A2延伸，從而聯接 包括第二中間構件和第三中間構件603和604的一對構件。第二對的軸限制構件603和604繞 穿過中心點C2并平行于A2的旋轉軸線A21相對于彼此旋轉。因此，第二對的軸限制一對構件 603和604繞軸線A21相對于彼此旋轉。第三對的軸允許第二中間構件和第三中間構件獨立 于第一中間構件和第二中間構件的相對旋轉。
[0067] 第三中間構件604具有凸面球形的外周緣S42。
[0068] 外部環形構件605具有內部球形表面S51，內部球形表面S51是與第三中間構件604 的外表面S42互補的凹面球形。在該示例中，外部構件605的內部球形表面S51和第三中間構 件604的外部球形表面S42為接觸的滑動軸承表面。
[0069] 第四對的直徑上對置的軸X4、X41沿平行于軸線A3但不穿過中心點C2的旋轉軸線 A31延伸。第四對的軸限制構件604和605繞垂直于軸線A21的A31相對于彼此旋轉。因此，第 四對的軸限制構件604和605繞軸線A31相對于彼此旋轉。第四對的軸允許一對構件604和 605獨立于一對構件603和604的相對旋轉。
[0070] 構件以與以上參照圖2描述的相同的方式保持在聯軸器中。
[0071] 軸Π 至X41與圖2的軸Π 和Π 1相同。
[0072]在圖6A至6F中，內部構件和第一中間構件601和602包括關于中心點C的球形部段， 第二中間構件和第三中間構件603和604也包括但關于點C2的球形部段。然而，第二中間部 段603的中心孔口是關于中心點C的球形部段，第一中間部段602接納在該孔口中。
[0073] 圖6的聯軸器的一個示例用途是作為雙聯式萬向節。
[0074] 在圖2至圖6的示例中，球形表面全部是接觸的滑動軸承表面。可以在鄰接的球形 表面之間設置滾動軸承。在圖7,可以在聯軸器的構件的表面處設置保持在一個或多個籠 101中的滾珠軸承100。在圖7的示例中，滾珠保持在軸X之間的兩個滾珠架中，滾珠架是半球 形件，軸X可以是內部構件701和外部構件702的軸XI和XII。因此，球形表面具有用于承受徑 向載荷和軸向載荷的滾動元件。徑向載荷路徑獨立于被施加的扭矩載荷。該方法比在凹槽 中使用滾珠以承受扭矩載荷和徑向載荷更有效。如圖7示出的是兩構件式聯軸器，然而，圖7 的原理可以延伸為如圖4或圖6中示出的具有一個或多個中間構件的軸承。
[0075] 作為替代性實施方式或附加地，滾動軸承102還可以安裝在軸上以減小摩擦。
[0076]內部構件701包括關于中心點C的球形部段。在圖7,軸XI和XII使頭部Η嵌入到外部 構件702中并螺紋接合外部構件702的孔中的螺紋。
[0077] 該示例中的鄰接構件的球形表面合作以承受徑向和軸向載荷。為了確保聯軸器可 以承受希望的軸向載荷和徑向載荷，球形表面需要充分地重疊。因此，在本發明的實施例 中，可以設置限制鄰接構件的相對旋轉的器件。這種限制器件還輔助每個內部環保持在其 關聯的外部環中。這種限制器件的示例包括聯軸器內的止動件。如例如在圖8示出的，在一 個示例中，固定銷Ν從外部構件2突出到內部構件1的狹縫L中。要領會的是，可以使用限制相 對旋轉的任何其他適合器件。在一些示例中，聯軸器通過限制相對旋轉的支撐結構部支撐。 在其他示例中，通過聯軸器被連接的結構元件限制相對旋轉。
[0078] 如圖9中示出的，為了增加相對旋轉的運行范圍，鄰接構件1和2或2和3中的外部構 件2或3可以在軸向方向上大于內部的一個構件1或2。圖9示出如圖4中的三個環形構件1、2 和3。圖9的原理可以應用于本發明的示例的各對環形構件中的任一個。
[0079] 參照圖10,圖2、4和6的示例的任一個可以固定在軸承110內，軸承110可以固定至 例如隔板、地板或壁之類的固定結構件112。這允許聯軸器聯接至任何兩個結構元件，在固 定結構件112的每一側一個，聯軸器必須聯接為使得具有至少兩個旋轉自由度。例如，固定 結構可以是車輛的隔板，并且聯軸器聯接車輛的轉向機構的部段。
[0080] 軸承110允許圖10的聯軸器Ε在固定結構件112內旋轉。
[0081] 圖11Α和11Β示出聯軸器的裝置。聯軸器包括一對環形構件1和2、外部構件2在內部 構件1的外部。構件2具有兩個直徑上對置的裝入槽L1和L2。裝入槽延伸橫跨外部構件2的寬 度的一半(裝入槽也可以在圖7C中看到）。狹縫的尺寸為使得狹縫的直徑對置地面6通過內 部構件1的外表面S1的直徑間隔開(包括在設置了如圖7的保持架101)。每個狹縫的寬度等 于或稍微大于內部構件的寬度。內部構件1在向一旁引入到如圖11A示出的狹縫中并隨后旋 轉到與外部構件2相同的平面中。一對構件1和2的軸孔在組裝過程的適當階段處對準。
[0082] 該選項使每個構件能夠由實體材料件加工而成并使由將半體進行聯結造成的失 敗風險最小化。所描述的方法使本說明書中描述的全部支承表面能夠為連續的，即，避免在 將由螺栓連接或焊接在一起的兩個半體組裝而成的構件進行聯結的聯結處的任何接頭（因 而弱化區域）。
[0083] 在圖11，一對構件1和2分別是圖2中的201和202、圖4中的401和402、402和403、圖6 中的601和602、602和603、603和604、604和605、圖7中的701和702的各對構件的代表例。
[0084] 在以上的示例中，對于滑動軸承表面，配合的凸面球形表面和凹面球形表面應準 確地匹配。這要求聯軸器的適當精確制造。
[0085] 可以在球形支承表面之間注射襯里材料。凸面球形表面可以精確地加工。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稱為教堂形的彎曲表 面的分片線性，可以是注射在精確加工的凸面表面與粗糙凹面表面之間的襯里材料以形成 準確匹配的凹面球形表面。凸面球形表面在襯里注射至聯軸器之前涂覆脫模劑。
[0086]襯里材料可以是塑料。一些塑料的組分不是公開已知的，這是由于供應商通常商 業性地對其組分敏感。然而，聚甲醛樹脂（Deh-in ) 1;是可以使用的一個已知產品或者可以 使用聚四氟乙稀(Polytetrafluoroethylene/PTFE)基材料。
[0087] 在對以上示出那些的替代性實施例中，結構元件比如半軸固定至聯軸器的內部構 件或與聯軸器的內部構件成為一體。在替代性實施例中，結構元件比如半軸固定至聯軸器 的外部構件或與聯軸器的外部構件成為一體。結構元件可以固定至聯軸器的內部構件和外 部構件或者與聯軸器的內部構件和外部構件成為一體。
[0088] 以上描述的示例可以在聯軸器的內部環中和/或最外部周緣表面上具有花鍵以用 于將聯軸器連接至待聯接的結構元件。
[0089] 替代性地，可以使用將聯軸器連接至結構元件的任何其他適合器件。例如，外周緣 可以具有用于將其連接至對應的螺紋結構元件的螺紋。同樣地，內部構件可以具有中心孔， 該中心孔設置有螺紋或采用鍵以接合半軸。內部構件可以與半軸成為一體，軸設置有用于 連接至另一結構元件的螺紋。聯軸器的外部構件可以通過任何適合的器件連接至結構元 件。
[0090] 如以上描述的聯軸器可以由任何適合的材料制成。具有滑動軸承表面的示例可以 是例如高性能鋼、黃銅、青銅、鋁、鈦等的金屬，或者是例如尼龍、玻璃填充尼龍、乙縮醛、丙 稀臆 _丁二稀_苯乙稀（Acrylonitrile Butadiene StyreneAcrylonitrile Butadiene Styrene/ABS)、聚甲醛樹脂（Delrill ) Kl的塑料。
[0091] 應指出的是，圖4的聯軸器的內部環形構件和外部環形構件401和403可以連接至 相應的半軸或其他結構構件，因此，中間構件402僅是相對于其他兩者移動的部分;這可能 導致設計者選擇黃銅或青銅用于移動的中間環以及選擇鋼用于內部環和外部環。相同原理 可以應用于聯軸器的其他示例。
[0092] 金屬環形構件環可以通過常規潤滑劑例如潤滑脂來潤滑。替代性地，固體潤滑劑 表面可以設置為如以上討論的比如塑料襯里。材料和潤滑劑的選擇取決于聯軸器的預期用 途。
[0093] 在所有示例中，內部構件包括具有用以接納半軸的中心孔口的環形球形構件。然 而，內部構件可以不具有中心孔口但是例如螺栓連接至半軸上的凸緣。
[0094] 在示出的示例中，為了最大的緊密度，一對構件的包括球形部段的每個構件具有 部段對準時處于公共平面的平行側。具體地：
[0095] ?在圖2的布置中，一對構件的包括球形部段的每個構件具有對準時處于公共平 面的平行側。
[0096] ?在圖4的布置中，每個構件包括具有對準時處于公共平面的平行側的球形部段。
[0097] ?在圖6的布置中，第一對的構件(601，602)各自包括具有對準時處于公共平面的 平行側的球形部段，第三對的構件(603，604)和第四對的構件(604，605)各自包括具有對準 時處于公共平面的平行側的球形部段。盡管如此，這并不適于第二對的構件(602,603)。
【主權項】
1. 一種聯軸器，包括內部構件和外部環形構件，所述聯軸器包括一對或多對構件，所述 一對或多對構件可以包括或可以不包括內部構件和外部構件中的一個或兩個，每對構件為 具有公共軸線(Al)并具有位于所述軸線上的公共第一中心（C)的第一構件和第二環形構 件;所述第一構件具有外部凸面球形周緣(SI);所述第二環形構件具有內部球形凹面周緣 (S21)，所述第一環形構件的外部凸面周緣接納在所述內部球形凹面周緣(S21)中；所述外 部凸面周緣和所述內部凹面周緣關于所述第一中心（C)同心并且彼此互補，并且彼此相互 作用以在兩者之間傳遞沿所述扭矩軸線(Al)作用的軸向載荷;徑向于所述公共第一中心布 置有一個或直徑上對置的一對軸(X)以從所述構件中的一個構件向另一構件傳遞扭矩載 荷;所述第一構件和所述第二構件被所述軸限制成能夠繞所述軸相對于彼此旋轉。2. 根據權利要求1所述的聯軸器，其中，除了所述外部構件以外的構件包括具有公共中 心(C、C2)的球形部段。3. 根據權利要求1或2所述的聯軸器，其中，所述凸面球形表面和所述凹面球形表面 (S1、S21)是接觸的，所述凸面球形表面和所述凹面球形表面(S1、S21)承受所述聯軸器的徑 向載荷和沿所述扭矩軸線(Al)作用的載荷。4. 根據權利要求1至3中任一項所述的聯軸器，進一步包括所述凸面球形表面與所述凹 面球形表面之間和/或圍繞所述軸(X)的滾動元件軸承(100、102)。5. 根據前述權利要求中任一項所述的聯軸器，其中，一對構件中的第二環形構件(202、 402、403、602、603、604、605)將一對構件中的第一構件（201、401、402、601、602、603、604)保 持在所述聯軸器內。6. 根據前述權利要求中任一項所述的聯軸器，其中，一對構件中的第二環形構件具有 一對直徑上對置的裝入槽(L1、L2)，該對構件中的第一構件可以通過所述一對直徑上對置 的裝入槽(LI、L2)插入以保持在所述聯軸器內。7. 根據前述權利要求中任一項所述的聯軸器，包括最內部構件(401)、中間構件(402) 和最外部構件(403)，所述最內部構件(401)和所述中間構件(402)包括第一對構件，并且所 述中間構件(402)和所述最外部構件(403)包括第二對構件，并且其中，聯接所述第二對構 件(402、403)的軸(X1、X21)垂直于聯接所述第一對構件(401、402)的軸〇1、乂11)，所述第二 對構件能夠獨立于所述第一對構件相對于彼此旋轉。8. 根據權利要求1至5中任一項所述的聯軸器，具有第一中間構件(602)、第二中間構件 (603)、第三中間構件(604)，所述內部構件(601)和所述第一中間構件(602)形成一對構件， 所述第一中間構件（602)和所述第二中間構件（603)為第二對構件，所述第二中間構件 (603)和所述第三中間構件(604)為第三對構件，并且所述第三中間構件(604)和所述最外 部構件(605)為第四對構件。9. 根據權利要求8所述的聯軸器，其中，對于所述第三對構件而言，含有其軸(X3、M31) 的平面垂直于含有所述第一對構件的軸(X1、X11)的平面并且與含有所述第二對構件的軸 (X2、X21)的平面重合。10. 根據權利要求8或9所述的聯軸器，其中，所述第二中間構件(603)的凸面外表面具 有外周緣(S32)，所述外周緣(S32)關于公共第二中心(C2)是凸面球形，當所述構件對準時， 所述公共第二中心(C2)沿所述公共軸線(Al)的方向從所述公共第一中心(C)偏移。11. 根據權利要求8至10中任一項所述的聯軸器，其中，所述第三中間構件(603)具有其 以所述公共第二中心為中心的外部凸面周緣(S32)以及其以所述第一公共中心(C)為中心 的內部凹面周緣。12. 根據權利要求8至11中任一項所述的聯軸器，其中，連接所述第四對構件的軸(X4、 X41)平行于連接所述第三對構件的軸(X3、X31)，并且其中，所述第四對構件(604、605)能夠 在獨立于所述第一對構件、所述第二對構件和所述第三對構件的方向上繞所述第二公共中 心相對于彼此旋轉。13. -種聯軸器裝置，所述聯軸器裝置包括兩個根據前述權利要求中任一項所述的聯 軸器，這兩個聯軸器通過連接結構件(66、67)連接，所述連接結構件聯接每個聯軸器的最外 部構件，或者將一個聯軸器的最外部構件連接至另一個聯軸器的最內部構件，此外，可選 地，所述聯軸器中的一個聯軸器被設置為或不被設置為能夠相對于所述連接結構件自由地 軸向移動。14. 根據前述權利要求中任一項所述的聯軸器或聯軸器裝置，其中，所述軸不傳遞一對 構件的每個構件之間的徑向載荷和軸向載荷。15. 根據前述權利要求中任一項所述的聯軸器，其中，所述最內部構件和所述最外部構 件中的一個被固定而不能繞所述扭矩軸線旋轉。
【文檔編號】F16D3/20GK105899830SQ201480068382
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月12日
【發明人】西蒙·帕克
【申請人】朋克聯軸器有限公司