CN101356384A - 嵌套圆盘组件连接器 - Google Patents
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Abstract
用于在轴线上近似对准的两轴之间传送扭矩的圆盘组件连接器，包括邻接毂凸缘的端部适配器的毂组件。中心元件连接到端部适配器且由圆盘组件围绕。该圆盘组件弹性地连接端部适配器和毂凸缘。
Description
相关申请的交叉引用
无适用的。
关于联邦发起的调查声明
无适用的。
技术领域
本发明涉及轴连接器，且更特别地，涉及用于在轴线上近似对准的两轴之间传递扭矩的圆盘组件连接器。
背景技术
柔性圆盘组件连接器，例如由威斯康星州(WI)密尔沃基(Milwaukee)的Rexnord Industries Inc.(雷诺德工业股份有限公司)出售的Thomas Flexible DiscCouplings(托马斯柔性圆盘连接器)，公知的，在本领域用于在邻接的大致轴向对准的第一和第二轴之间传递扭矩。这些连接器包括插入到一对毂之间或包括端部适配器的毂组件的成型部之间的圆盘组件。
每个圆盘组件典型地由多个堆叠的同轴圆盘组成，且或者围绕直接邻近连接器的远端的毂外柱状直径，或者容纳在特殊机械加工的外加组件内。该设置抑制了毂容纳大轴孔直径的能力且要求利用低光滑度头部的专业紧固件和/或导致必须提供更加昂贵的端部适配器。
可替代地，每个圆盘组件处于形成毂部的大径向延伸凸缘和端部适配器之间。每个凸缘包括用于连接凸缘和圆盘组件的螺栓的孔。螺栓以可代替配置将毂和端部适配器连接到圆盘组件。该配置要求大直径的单独凸缘以适应要求昂贵构件的螺栓孔设置。将圆盘组件夹在端部适配器和毂之间从视觉上隐藏圆盘组件且需要拆开连接器以便检查圆盘组件的磨损。另外，对于上述类型连接器的损坏，圆盘组件的损坏，轴不可控制地旋转给连接到轴上的旋转设备带来了损害。
嵌套圆盘组件连接器特别适用于在圆盘组件损坏时轴连接器必须维修的应用中。这是通过提供包括毂的毂组件实现的，所述毂具有宽松地嵌套在形成于固定到轴端的端部适配器中的非圆形腔中的非圆形外周。圆盘组件弹性地将毂连接到端部适配器。连接器的毂组件通过在毂组件之间传递扭矩的中心元件连接。对于圆盘组件的损坏，毂接合端部适配器以便允许旋转轴依次地停止。
遗感的是，在已知的嵌套连接器中，对圆盘组件的检查十分困难，因为从视觉上圆盘组件被遮盖了。结果，连接器必须被拆开以便彻底检查连接器。这就耗费了时间且是昂贵的。此外在已知嵌套连接器中，弹性圆盘组件可以通过物理接触到毂或端部适配器而受到物理限制。因此，存在改进圆盘组件连接器的需要。
发明内容
本发明提供用于在轴线上近似对准的两轴之间传递扭矩的圆盘组件连接器。该连接器包括含有邻接毂凸缘端部适配器的毂组件。中心元件固定到端部适配器上且在一实施例中由圆盘组件围绕。该圆盘组件弹性地连接端部适配器和毂凸缘。在本发明另一实施例中，圆盘组件通过至少两个具有不同厚度的垫圈与端部适配器和毂凸缘其中之一隔开。
本发明总体目的是提供一种具有暴露圆盘组件的圆盘组件连接器。该目的在一实施例中通过提供围绕中心元件的圆盘组件而实现，毂凸缘和端部适配器之一夹在圆盘组件和为检查而容易看到的暴露圆盘组件的毂凸缘和端部适配器的另一之间。
本发明的另一目的是提供圆盘组件能弯曲的空间。该目的在一实施例中是通过至少两个具有不同厚度的垫圈从端部适配器和毂凸缘其中之一将圆盘组件隔开而实现的。
本发明的另一目的是提供一在圆盘组件损坏的情况下保持对轴的控制的连接器。该目的在本发明的一实施例中通处以干扰关系嵌套毂凸缘和端部适配器实现，其中在圆盘组件损坏时毂凸缘和端部适配器接合保持轴连接。
本发明前述和其他的目标和优点从下面描述中体现。在描述中，参考形成本文一部分的附图进行，且其中通过图解本发明优选地实施例的方式示出。
附图说明
图1是形成本发明的连接器的剖视图；
图2是图1连接器的毂组件的侧视图；和
图3是形成本发明的另一连接器的剖视图。
在对本发明的实施例详细说明之前，可以理解本发明不限于在下面描述或附图所示的构件配置和结构的细节的应用。本发明可以有其他的实施例并能通过各种方式实践或实施。同时，可以理解这里所用的措辞和术语是以描述为目的且不应该认为是限制。
具体实施方式
如图1和2所示，组成本发明的嵌套圆盘组件连接器10连接用于在轴线20上几乎对准的两轴16，18之间传递扭矩的间隔轴端12，14。连接器10包括固定到每个轴端12，14的毂组件22，24。毂组件22，24通过在毂组件22，24之间传递扭矩的中心元件26连接。
每个毂组件22，24固定到轴端12，14之一，且传送各自轴16，18和中心元件26之间的扭力。毂组件22，24基本上相同，具有通过圆盘组件28弹性连接到端部适配器34上的毂凸缘32。因此，与一个轴16相关的毂凸缘32，端部适配器34，和一毂组件22的圆盘组件28将被描述，应当理解与另一轴18相关的毂凸缘32，端部适配器34，和另一毂组件24的圆盘组件28完全相同。
毂凸缘32可绕与轴线20基本同轴的毂轴线46旋转，且可固定到轴端12上。在一优选实施例中，轴向延伸穿过毂凸缘32的孔30容纳将毂凸缘32固定到轴端12上的螺钉或螺栓(未示出)。优选地，孔30邻近凸缘周边均匀地沿圆周间隔开从而简化对连接器10的平衡。当然，可以用其他方法来把毂凸缘32安装到轴端12上而不超出本发明的范围，例如焊接，和提供一毂，如下面将参考图3所述。优选地，毂凸缘32是由经机械加工的金属铸件，例如钢形成的。
在附图1和2公开的实施例中，毂凸缘32从毂轴线46径向地延伸，且形成面朝另一毂组件24的轴向向内的凸缘面38和朝着远离另一毂组件24的轴向向外的面40。与在朝内凸缘面38内形成的毂轴线46同轴的腔50以嵌套方式容纳端部适配器34。有利地，以嵌套关系配置端部适配器34和毂凸缘32使连接器10的重量和惯性最小化。
在优选的实施例中，腔50形成具有松弛地适应端部适配器34外周的径向延伸凸起42的非圆形周边。尽管描述在毂凸缘32内嵌套端部适配器34，但毂凸缘32可以嵌套在端部适配器34内也不背离本发明的范围。另外，尽管以嵌套关系配置端部适配器34和毂凸缘32是优选的，嵌套端部适配器34和毂凸缘32不是必须的。
多个圆周间隔轴向延伸的毂孔52贯穿与腔凸起42之间的毂轴线46平行的毂凸缘32而形成。毂孔52在毂凸缘面38，40之间延伸且优选地从面朝外毂凸缘面40打埋头孔以允许承窝通向贯穿毂孔52延伸的螺栓54来拆除和装配毂组件22。螺栓56把圆盘组件28固定到毂凸缘32，如下文所述。
端部适配器34宽松地被接收在腔50内且与毂轴线46基本同轴。优选地，端部适配器34具有包括宽松地以旋转干涉关系容纳在腔凸起42内的耳部48的非圆形外周。当圆盘组件28在正常条件下弯曲时，耳部48宽松地容纳在凸起42内以允许端部适配器34和毂凸缘32相对旋转运动，而不使耳部48和凸起42接合。有利地，在圆盘组件28损坏的情况下，耳部48接合凸起42以通过用于控制轴旋转减速的连接器10保持轴16，18之间的扭矩传递。尽管具有4个被容纳在4个凸起42中的耳部48的嵌套轮廓被示出，然而嵌套轮廓可具有在端部适配器34和毂凸缘32间产生旋转干涉关系的任意非圆外形而不背离本发明的范围，例如，长方形，三角形，星形，椭圆形，三叶草形，和类似的形状。
多个沿圆周间隔轴向延伸的端部适配器孔56是穿过与毂轴线46平行的端部适配器耳部48而形成的。延伸穿过端部适配器孔56的螺栓86把圆盘组件28安装到端部适配器34上，如下文所述。优选地，当安装时，端部适配器孔56沿圆周与毂孔52交替且等距地从毂轴线46间隔开从而简化毂组件22的平衡。当然，孔52，56随意地从毂轴线46间隔开而没有背离本发明的范围。
多个沿圆周间隔、轴向延伸的端部适配器带螺纹的配置孔60从端部适配器孔56径向向内贯穿端部适配器34而形成。穿过端部适配器34延伸的螺栓62与形成在中心元件26内的轴向延伸螺纹孔64螺纹啮合。螺栓62将端部适配器34刚性连接到中心元件26上。当然，可以利用其他方法来相对于端部适配器34固定中心元件26，例如焊接，将端部适配器34和中心元件26形成一整体等。然而，除螺栓外的机械紧固件，例如螺钉，夹子，联锁构件，和类似物，也能用来把中心元件固定在端部适配器上而没有背离本发明的范围。
圆盘组件28围绕毂组件22，24的毂凸缘32之间的中心元件26，且把端部适配器34弹性连接到毂凸缘32上以允许所连接的轴16，18错位。有利地，用毂组件22，24的毂凸缘32内部的圆盘组件28围绕中心元件26为视觉检验暴露了圆盘组件28而不需要拆开轴16，18的连接器10。此外，把圆盘组件28设置在远离由连接器10连接的轴16，18的毂组件22，24的毂凸缘32之间来防止圆盘组件28干扰连接器连接。另外，圆盘组件28在中心元件损坏的情况下包括中心元件26。
优选地，圆盘组件28由多个同轴圆盘形成。圆盘组件28最外面的圆盘定义轴向面向内的面74和轴向面向外的面76。形成第一毂组件22的圆盘组件28的面向内的面74面向形成第二毂组件24的圆盘组件28的面向内的面74。更优选地，圆盘组件28包括8-12个由一张不锈或碳钢冲压而成的圆盘。然而，由任意合适的材料，例如金属，弹性材料，和类似物而形成的任意数量的圆盘可以被使用而不背离本发明的范围。
多个沿圆周间隔的圆盘组件孔82穿过圆盘组件28而形成，且与和毂轴线46基本同轴的盘轴线基本平行地延伸。圆盘组件孔82可交替地与毂孔52和端部适配器孔56对齐，所述端部适配器孔56用于接收贯穿其延伸以将圆盘组件固定到毂凸缘32和端部适配器34。
圆盘组件28利用穿过贯穿毂凸缘32或端部适配器34和圆盘组件28而形成的对准孔52，82或56，82的螺栓54，86固定到邻接圆盘组件28的轴向面向内的面74的毂凸缘32和端部适配器34上，从而弹性地连接毂凸缘32和端部适配器34。每个螺栓54，86包括形成在带螺纹的螺栓主体96近端94的螺栓头92。优选地，螺栓54，86从毂凸缘32和端部适配器34的面向外的面40，66插入从而简化组装。
圆盘组件28通过把螺栓54之一的螺栓主体96的远端98插入到贯穿毂凸缘32而形成的毂孔52之一，和与孔52之一对准的垫圈100而固定到毂凸缘32上。螺栓54在螺栓插入方向穿过圆盘组件28的孔82之一和与圆盘组件28的孔82之一对准的垫圈102更进一步地插入。螺纹啮合螺栓主体96的螺母106将垫圈102压紧以便把圆盘组件28固定到毂凸缘32上。
圆盘组件28通过将另一螺栓86的螺栓主体96的远端98穿过贯穿端部适配器34形成的端部适配器孔56之一，和与孔56之一对准的垫圈102而固定到端部适配器34上。螺栓86更进一步地插入圆盘组件28的孔82之一和与圆盘组件28的孔82之一对准的垫圈100。螺纹啮合螺栓主体96的螺母106将垫圈102压紧以便把圆盘组件28固定到端部适配器34上。
把所有螺栓54，86以相同方向插入通过圆盘组件孔84是优选的，因为这样螺母106暴露在中心元件26的上方从而简化安装和拆卸。有利地，通过从毂凸缘32和端部适配器34的相同侧插入螺栓54，86，在毂凸缘32和端部适配器34的钻孔和攻螺纹操作可以从相同侧进行从而使生产成本最小化。当然，螺栓54，86可以从圆盘组件28的相反端穿过圆盘组件孔84插入而不背离本发明的范围。
垫圈100，102确定了圆盘组件28与端部适配器34之间和圆盘组件28与毂凸缘32之间的间隙或空间80。间隙80为圆盘组件28提供物理缝隙以便弯曲而不与端部适配器34或毂凸缘32产生物理接触限制。优选地，至少具有两种不同厚度的垫圈100，102交替设置，例如一垫圈100从毂凸缘32隔开圆盘组件28且另一垫圈102从端部适配器34隔开圆盘组件28从而从端部适配器34和毂凸缘32以不同距离隔开圆盘组件28。有利地，以交替方式设置的两个不同厚度垫圈100，102“开启”端部适配器34和毂凸缘32之间的间隙80以允许圆盘组件28弯曲。该物理间隙80允许圆盘组件28的轴向压缩和角度偏移。另外，该间隙80允许为了在端部适配器34和毂凸缘32之间的安装压缩圆盘组件28，没有组件干扰。
圆盘组件28从端部适配器34和毂凸缘32以不同距离隔开以在端部适配器34和毂凸缘32之间“开启”间隙80，且允许圆盘组件28利用其他方法弯曲而没有违背本发明的范围。例如，圆盘组件28通过提供间隔件，例如在圆盘组件28与仅仅端部适配器34和毂凸缘32之一之间的垫圈，从端部适配器34和毂凸缘32隔开。间隔件具有一厚度，该厚度从端部适配器34和毂凸缘32两者间隔圆盘组件28，同时允许圆盘组件28在正常条件下弯曲但不产生与端部适配器34或毂凸缘32发生物理限制接触。
使用中，圆盘组件28绕中心元件26滑动且端部适配器34固定到中心元件26上以便围绕中心元件26在它们之间容纳圆盘组件28。然后每个毂凸缘32都固定到轴端12，14之一上且每个端部适配器嵌套在毂凸缘32之一的腔50内。一旦连接器10通过毂凸缘32固定到轴端，每个圆盘组件28固定到毂组件22，24之一的毂凸缘32和端部适配器34上从而毂凸缘32弹性地连接到端部适配器34上。
通过利用工具，例如C型夹具(C-clamp)轴向压每个圆盘组件28，使连接器10在安装到轴端之前或之后被平衡，然后在圆盘组件28与端部适配器34和毂凸缘32之间的间隙80中径向插入销，或其他物体，例如螺钉，，从而保持圆盘组件28处于压缩状态且在固定的轴向位置固定中心元件26。连接器10然后通过在毂组件的柱状外直径上滚动在平衡机器内实现动平衡。这种特殊的平衡方法通过对过度平衡工具的需求最小化降低了平衡误差，通常被称为“寄生质量”(“parasitic mass”)。当然，用于平衡连接器10的其他方法也可以使用，例如可采用附着充分的”寄生质量”来克服非固定中心元件的不稳定性而没有背离本发明的范围。
附图3所示的本发明的另一实施例中，毂组件22包括具有轴向延伸的形成于一端部44的毂凸缘32的且可围绕毂轴46旋转的柱状主体36。为在毂组件22和轴16间传递扭矩，利用本领域公知方法，例如焊接，机械紧固件，键，螺纹，和类似物，主体36可旋转地安装在与轴16基本同轴的轴16的轴端12上。
附图3公开的实施例中，毂凸缘32作为一个整体件径向地从毂主体36延伸。优选地，毂凸缘32和主体36由单个经机械加工的金属铸件形成，例如钢。然而，毂凸缘32可以分离件成型且利用本领域已知的其他方法，如机械紧固件，焊接，和类似物，固定到主体36上。该实施例的安装要求在把毂凸缘32安装到中心元件26上之前把毂主体36安装到轴端12，14上。
尽管已经展示和描述过的为目前优选的本发明的实施例，然而对本领域技术人员而言，明显的各种变化和修改没有背离所附权利要求定义本发明的范围，因此，各种替代方式和实施例视为被所附权利要求覆盖，这些权利要求特别指出并清楚要求了作为本发明主题的权利。
Claims (22)
1.用于在轴线上两近似对准的轴之间传递扭矩的圆盘组件连接器，所述连接器包括：
包含邻接第一毂凸缘的第一端部适配器的第一毂组件；
具有第一和第二相对端的中心元件，所述第一端固定到所述第一端部适配器上；和
围绕所述中心元件且弹性地连接所述第一端部适配器和所述第一毂凸缘的第一圆盘组件，其中所述毂凸缘和所述端部适配器之一夹持在所述第一圆盘组件与所述毂凸缘和所述端部适配器中的另一个之间。
2.如权利要求1所述的连接器，包括第二毂组件和第二圆盘组件，所述第二毂组件含有宽松地连接第二毂凸缘的第二端部适配器，所述中心元件的所述第二端固定到所述第二端部适配器，并且第二圆盘组件围绕所述中心元件且弹性地连接所述第二端部适配器和所述第二毂凸缘。
3.如权利要求1所述的连接器，其中，所述第一毂凸缘固定到毂主体。
4.如权利要求1所述的连接器，其中，所述第一端部适配器和所述第一毂凸缘之一嵌套在所述第一端部适配器和所述第一毂凸缘的另一个内。
5.如权利要求4所述的连接器，其中，所述第一端部适配器和所述第一毂凸缘通过在所述第一端部适配器和所述第一毂凸缘中的另一个内形成的腔内容纳所述第一端部适配器和所述第一毂凸缘之一而嵌套。
6.如权利要求4所述的连接器，其中，所述第一端部适配器和所述第一毂凸缘之一具有可与所述腔接合的非圆形外周，其中所述非圆形外周接合所述腔以便在所述圆盘组件损坏时保持扭矩传递。
7.如权利要求1所述的连接器，其中，利用从一组包含用机械紧固件，焊接和铸造的机械固定方式中选择的方法把所述中心元件的所述第一端固定到所述第一端部适配器。
8.如权利要求1所述的连接器，其中，所述第一圆盘组件通过至少两个具有不同厚度的垫圈从所述毂凸缘和所述端部适配器隔开。
9.用于在轴线上近似对准的两轴之间传送扭矩的圆盘组件连接器，所述连接器包括：
包含邻接第一毂凸缘的第一端部适配器的第一毂组件；
具有第一和第二相对端的中心元件，所述第一端安装到所述第一端部适配器上；和
弹性地连接所述第一端部适配器和所述第一毂凸缘的第一圆盘组件，其中所述毂凸缘和所述端部适配器之一夹持在所述第一圆盘组件与所述毂凸缘和所述端部适配器的另外一个之间，且所述第一圆盘组件通过至少两个具有不同厚度的垫圈从所述毂凸缘和所述端部适配器隔开。
10.如权利要求9所述的连接器，包括第二毂组件和第二圆盘组件，所述第二毂组件含有宽松地连接第二毂凸缘的第二端部适配器，所述中心元件的所述第二端安装到所述第二端部适配器，并且第二圆盘组件围绕所述中心元件且弹性地连接所述第二端部适配器和所述第二毂凸缘。
11.如权利要求9所述的连接器，其中，所述第一毂凸缘安装到毂主体。
12.如权利要求9所述的连接器，其中，所述第一端部适配器和所述第一毂凸缘之一嵌套在所述第一端部适配器和所述第一毂凸缘中的另外一个内。
13.如权利要求12所述的连接器，其中，所述第一端部适配器和所述第一毂凸缘是通过在所述第一端部适配器和所述第一毂凸缘中的另外一个内形成的腔内容纳所述第一端部适配器和所述第一毂凸缘之一而嵌套的。
14.如权利要求12所述的连接器，其中，所述第一端部适配器和所述第一毂凸缘之一具有与所述腔接合的非圆形外周，其中所述非圆形外周接合所述腔以便在所述圆盘组件损坏时保持扭矩传递。
15.如权利要求9所述的连接器，其中，利用从一组包含用机械紧固件，焊接和铸造的机械固定方式中选择的方法把所述中心元件的所述第一端固定到所述第一端部适配器。
16.如权利要求9所述的连接器，其中，所述毂凸缘和所述端部适配器之一夹持在所述第一圆盘组件与所述毂凸缘和所述端部适配器中的另一个之间。
17.如权利要求9所述的连接器，其中，所述圆盘组件包括轴向面向外的面和轴向面向内的面，且所述第一端部适配器和第一毂凸缘邻接所述面向外的面设置。
18.如权利要求9所述的连接器，其中，所述圆盘组件围绕所述中心元件。
19.用于在轴线上近似对准的两轴之间传送扭矩的圆盘组件连接器，所述连接器包括：
包含邻接第一毂凸缘的第一端部适配器的第一毂组件，所述第一端部适配器和第一毂凸缘之一容纳在形成于所述第一端部适配器和第一毂凸缘的另一个内的腔内；
具有第一和第二相对端的中心元件，所述第一端固定到所述第一端部适配器上；和
弹性地连接所述第一端部适配器和所述第一毂凸缘的第一圆盘组件，其中所述毂凸缘和所述端部适配器之一夹持在所述第一圆盘组件与所述毂凸缘和所述端部适配器中的另一个之间，且所述第一圆盘组件通过具有厚度且插入在所述第一圆盘组件与所述毂凸缘和所述端部适配器之一之间的至少一第一垫圈从所述毂凸缘和所述端部适配器隔开。
20.如权利要求19所述的连接器，其中，所述第一端部适配器和所述第一毂凸缘之一具有接合所述腔的非圆形外周，其中所述非圆形外周接合所述腔以便在所述圆盘组件的损坏时保持扭矩传递。
21.如权利要求19所述的连接器，其中，具有厚度不同于所述第一垫圈厚度的至少一第二垫圈被插入所述第一圆盘组件和所述毂凸缘和所述端部适配器的另一个之间。
22.如权利要求19所述的连接器，其中，所述圆盘组件围绕所述中心元件。
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