CN101449084A - 具有振动减振装置的单向离合器 - Google Patents

具有振动减振装置的单向离合器 Download PDF

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CN101449084A CNA2007800104757A CN200780010475A CN101449084A CN 101449084 A CN101449084 A CN 101449084A CN A2007800104757 A CNA2007800104757 A CN A2007800104757A CN 200780010475 A CN200780010475 A CN 200780010475A CN 101449084 A CN101449084 A CN 101449084A
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Abstract

一般来讲,本发明包括一种由定子(120)和单向离合器(100)组成的组件,其中,该组件包括定子的一个构件、一个与该构件相连接的单向离合器以及至少一个与该构件和该离合器相连接的可弹性变形的元件(106),所述可弹性变形的元件这样设置:使得从该定子到该离合器的转矩传递得到缓冲。根据某些方面,该离合器包括一个第一盘(108),所述可弹性变形的元件与该构件和该盘相连接。该构件使所述可弹性变形的元件压紧在该第一盘上。该第一盘这样设置:使得该第一盘作为对压紧的反应而转动。该构件和该第一盘这样设置:使得该构件和该第一盘在转动方向上相互锁止。该第一盘和一个与离合器轮毂相连接的第二盘(154)作为对压紧的反应而在转动方向上相互锁止,该构件和该第一盘这样设置:使得该构件和该第一盘在该第一盘和该第二盘锁止之后在转动方向上相互锁止。

Description

具有振动减振装置的单向离合器
技术领域
本发明涉及对在旋转的驱动单元(例如机动车的发动机)与被旋转地驱动的单元(例如机动车中的自动变速器)之间传递力的装置的改进。本发明尤其是涉及定子和定子中具有振动减振装置的单向离合器组件。该组件提供定子与离合器之间的减振手段,以便使在定子中在从空转模式过渡到锁止模式(接合模式)中时产生的冲击、噪声和振动降低到最小程度。
背景技术
在定子中安装单向离合器,以便使定子叶片的转动运动与定子轴的转动运动在空转模式期间分开并且使叶片和定子轴的转动运动在锁止模式期间相互闭锁。在从空转模式过渡到锁止模式期间,定子从自由旋转(空转)过渡到传递转矩。为了锁止离合器,使离合器的不同部件相互连接。与接触相联系的冲击可导致不期望的噪声以及导致振动。冲击的强度以及由此噪声和振动的程度与在过渡期间部件运动的间隙相关。已经公知将相反作用的部件安装在离合器中以便减小间隙。这些部件需要高精度,以便这些部件按照规定工作。但这种精度等级可能高于离合器其它部件所要求的精度或甚至与该精度不相容。例如离合器中的冲制部件可显著降低离合器的成本和复杂性。但困难或甚至不可能的可以是,将上述相反作用的部件在使用冲制部件的情况下包含在内。
因此,长久以来,对用于在同时使用成本低廉的方法、布置和部件的情况下使具有定子的单向离合器中的噪声和振动降低的手段存在要求。
发明内容
一般来讲,本发明包括一种由定子和单向离合器组成的组件,该组件具有一个构件、一个被设置用于与该构件相接合的单向离合器以及至少一个与该构件和该离合器相连接的可弹性变形的元件,所述可弹性变形的元件被设置用于使得从定子到离合器的转矩传递得到缓冲。根据某些方面,该离合器包括一个第一盘,所述至少一个可弹性变形的元件与该构件和该第一盘相连接。该构件可转动,以便该构件使所述至少一个可弹性变形的元件压紧在该第一盘上。所述至少一个可弹性变形的元件作为对压紧的反应而可变形。该第一盘这样设置:使得该第一盘作为对压紧的反应而转动。该构件和该第一盘这样设置:使得该构件和该第一盘在转动方向上相互锁止。
根据某些方面,该构件这样设置:使得该构件在压紧期间以第一转速旋转,该第一盘这样设置:使得该第一盘在压紧期间以第二转速旋转,其中,该第一转速大于该第二转速。根据某些方面,所述至少一个可弹性变形的元件这样设置:使得所述至少一个可弹性变形的元件在锁止期间处于基本上恒定的变形状态中。该离合器包括一个轮毂,一个第二盘与该轮毂相连接,其中,该第一盘和该第二盘在功能上这样设置:使得该第一盘和该第二盘作为对压紧的反应而在转动方向上相互锁止,该构件和该第一盘这样设置:使得该构件和该第一盘在该第一盘和该第二盘锁止之后在转动方向上相互锁止。根据某些方面,该第一盘可在轴向方向上移动。
根据某些方面,该第一盘包括至少一个第一突出部,该第二盘包括至少一个第一接收结构,所述至少一个第一突出部和所述至少一个第一接收结构这样设置:使得所述至少一个第一突出部和所述至少一个第一接收结构相互锁止。根据某些方面,该第二盘包括至少一个第二突出部,该第一盘包括至少一个第二接收结构,所述至少一个第二突出部和所述至少一个第二接收结构这样设置:使得所述至少一个第二突出部和所述至少一个第二接收结构相互锁止。
根据某些方面,该构件这样设置:使得该构件将转矩传递给所述至少一个可弹性变形的元件,所述至少一个可弹性变形的元件这样设置:使得所述至少一个可弹性变形的元件将转矩的至少一部分传递给该第一盘。根据某些方面,所述至少一个可弹性变形的元件这样设置:使得所述至少一个可弹性变形的元件基本上将全部转矩传递给该第一盘。根据某些方面,该构件保持所述至少一个可弹性变形的元件,或者该第一盘保持所述至少一个可弹性变形的元件。根据某些方面,该构件以及该第一盘和该第二盘通过冲制形成。根据某些方面,所述至少一个可弹性变形的元件包括一个部件,该部件属于一个由弹簧和橡胶圆柱体构成的组。
另外,一般来讲,本发明包括一种由定子和单向离合器组成的组件,该组件包括定子的一个构件、单向离合器的一个部分以及至少一个可弹性变形的元件。该部分与该构件相连接。所述元件与该构件相连接,该部分这样设置:使得该部分缓冲在该定子和该离合器的转动运动锁止时的振动。
另外,一般来讲,本发明包括一种由定子和单向离合器组成的组件,其中,该组件包括定子的一个构件、单向离合器的一个第一部分、该单向离合器的一个第二部分以及至少一个与该构件和该第一部分相连接的可弹性变形的元件。该第二部分与该定子的轮毂相连接。该构件可转动,以使所述至少一个可弹性变形的元件压紧在该第一部分上,所述至少一个可弹性变形的元件这样设置:使得所述至少一个可弹性变形的元件作为对压紧的反应而变形。该第一部分这样设置:使得该第一部分作为对压紧的反应而转动,该第一部分和该第二部分在功能上这样设置:使得该第一部分和该第二部分作为对压紧的反应而在转动方向上锁止,该构件和该第一盘这样设置:使得该构件和该第一盘在该第一盘和该第二盘锁止之后在转动方向上锁止。所述至少一个可弹性变形的元件这样设置:使得所述至少一个可弹性变形的元件吸收与该第一盘和该第二盘的锁止相联系的能量的一部分。
本发明的一般任务在于,提供定子中的单向离合器,该单向离合器在转换到锁止模式中时产生尽可能少的振动和噪声。
本发明的另一个任务在于,提供定子中的单向离合器,该单向离合器在部件之间具有减振装置,这些部件在锁止模式期间用于传递转矩。
本发明的另一个任务还在于,在定子和单向离合器中使用冲制件,以便提供一个组件,该组件在定子转变到锁止模式中时产生尽可能少的振动和噪声。
本发明的这些以及其它的任务和优点从对本发明优选实施方式的下述说明中以及从附图和权利要求书中容易理解。
附图说明
下面在本发明详细说明的范围内联系附图对本发明的实质以及工作原理进行详尽说明,其中:
图1  根据本发明的具有一个定子和一个单向离合器的组件的正视图的分解视图;
图2  图1中所示具有一个定子和一个单向离合器的组件的后视图的分解视图;
图3  根据本发明的由一个定子和一个单向离合器组成的组件中的定子的立体正视图;
图4  根据本发明的由一个定子和一个单向离合器组成的组件和图3中所示定子的立体后视图;
图5  图1中所示根据本发明的具有一个定子和一个单向离合器的组件的壳体的立体正视图;
图6  图5中所示壳体的正视图;
图7  图3中的定子的后视图;
图8  图3中所示定子沿着图7中的剖线8-8的横剖面视图;
图9  图1中所示根据本发明的具有一个定子和一个单向离合器的组件中的盘的立体后视图;
图10 图9中所示盘的立体正视图;
图11 根据本发明的具有一个定子和一个单向离合器的组件的横剖面视图,该横剖面视图在空转模式中示出了离合器;以及
图12 图11中所示组件的部分横剖面视图,该部分横剖面视图在锁止模式中示出了离合器。
具体实施方式
一开始就应该明确的是,不同附图视图中的相同参考标号标记本发明的相同或功能上类似的结构元件。尽管对本发明关于当前被视为优选的方面进行描述,但应该明确的是,要求保护的本发明不局限于所描述的方面。
此外应该明确的是,本发明不局限于确定的所描述的方法、材料和变型,就这点而言当然可进行变化。另外明确的是,在此所使用的术语仅仅用于描述确定的方面,不应理解为对仅通过从属权利要求来限定的本发明适用范围的限制。
如果不另外定义,则在此所使用的所有技术和科学概念具有本发明所针对的专业人员熟悉的意义。下面描述优选的方法、装置和材料,尽管为了实施或测试本发明而可使用与在此所描述的方法、装置或材料类似或等值的任意方法、装置或材料。
图1是具有一个定子和一个单向离合器的组件100的正视图的分解视图。
图2是具有一个定子和一个单向离合器的组件100的后视图的分解视图。应联系图1和图2来看下面的说明。当接收定子的变矩器安装在车辆中时,概念前侧涉及朝向发动机的侧。概念后侧涉及在车辆中朝向变速器的侧。应该明确的是,这些概念是相对的,上面的意义也可以反过来使用。一般来讲,根据本发明的具有一个定子和一个单向离合器的组件包括定子的一部分或一个构件和单向离合器的一部分,它们通过至少一个可弹性变形的元件彼此相连接。例如组件100包括一个单向离合器102、一个壳体或一个盘104(未示出的定子的一部分,离合器安置在该部分中)和至少一个可弹性变形的元件106。离合器102这样布置:使得该离合器以下面所描述的方式与定子相连接。可变形的元件与定子尤其是与壳体104和离合器尤其是盘108相连接并且这样布置:使得这些可变形的元件缓冲从定子到离合器的转矩或能量传递。这些元件尤其是这样布置:使得这些元件缓冲在定子从空转模式到锁止模式过渡时的振动。换句话说,这些元件吸收转矩或能量的、在实质上与到锁止模式的转换以及与定子和离合器之间的接触相联系的部分。另外,这些元件减小定子和离合器件在锁止模式期间运动时的相对速度。
对于元件106考虑技术中公知的任意手段,其中——但不是局限于此,考虑弹簧或用可压缩材料例如橡胶制成的圆柱体。图1和图2中的元件106是弹簧。应该明确的是,本发明不局限于所示元件106的数量、尺寸、形状或布置,元件106的其它数量、尺寸、形状或布置包含在要求保护的本发明的精神实质和适用范围内。
图3是定子120与组件100的立体正视图。
图4是定子120与组件100的立体后视图。
图5是定子120中的盘104的立体正视图。
图6是盘104的正视图。
应联系图1至图6来看下面的说明。元件106与壳体104和盘108相连接,该盘是离合器102的一部分。元件106保持在盘108的孔口110中。元件的端部122靠置在孔口的端部124上,元件的端部126靠置在盘108的舌或延长部128上。应该明确的是,元件106与定子和离合器的连接不局限于所示布置。根据某些(未示出的)方面,元件106例如保持在盘108中。
图7是定子120的后视图。
图8是定子120沿着图7中的剖线8-8的横剖面视图。应联系图1至图8来看下面的说明。轮毂144不可转动地与定子120的(未示出的)轴相连接。盘108的延长部156在轴向方向上插过壳体104中的孔口158。延长部156的宽度160小于孔口158的宽度162,由此,当延长部插到孔口158中时,盘108可相对于壳体104在转动方向上运动。延长部128在轴向方向上伸过盘104中的孔口164。
为了使定子120可在预给定的方向上运动,离合器这样布置:使得该离合器在锁止模式中工作,其中,例如当定子在锁止模式中工作时,转动在方向142上进行。定子一过渡到锁止模式中,该定子就开始接收转矩,并且壳体104开始在方向142上转动。定子和离合器在转动方向上通过舌128和元件106彼此相连接。例如盘104在方向142上的转动使得该盘将元件106压紧在盘108上,尤其是压紧在舌128上。根据某些方面,盘108这样布置和提供:使得当元件压紧在盘108上时在空转模式中盘的惯性至少引起该元件部分变形。当例如孔口的端部124压紧在弹簧上并且盘108的惯性以阻力抵抗端部126运动时,元件开始压缩。根据某些方面,元件106的阻力取值约为5N/m。
当元件106进一步弹性变形或压缩(通过壳体104在方向142上压)时,转矩或能量从壳体104通过元件106部分地传递给盘108,盘108作为对压紧的反应而开始在方向142上转动。换句话说,在元件106压缩期间,壳体104以第一转速转动,盘108以第二转速转动,其中,第一转速大小大于第二转速。
离合器102中的锁止机构、例如盘108和轮毂144的装置可通过技术中公知的任意手段来构成。根据某些方面,使用用于变矩器的在轴向上接合和分离的单向离合器机构的至少一些部分,该单向离合器机构如已在转让给同一个申请人的、标题为“Stator Having an Axially Engagingand Disengaging One-Way Clutch Mechanism for a Torque Converter”的、Brees等人的、2006年7月3日提交的美国专利申请No.11/480815中描述。图1至图8中的锁止机构包括盘108上的突出部166和轮毂144中的接收结构。根据某些方面,突出部是楔状的鼻,接收结构是孔口152。根据某些(未示出的)方面,接收结构由凹陷部构成。弹簧170压紧在盘104上,以使盘108在轴向方向上压紧在轮毂144上。由此,盘108可在轴向方向上移动。盘108的轴向的可运动性通过延长部156在孔口158中的共同作用来实现。
当定子120在方向174上(空转)转动时,楔状的鼻例如由于鼻的楔状坡度而滑动到轮毂144上,而不锁止到孔口中。当定子120在方向142上转动时(锁止模式),鼻嵌入到孔口中并且使盘108和轮毂144在转动方向上闭锁。
图9是离合器102中的盘108的立体后视图。
图10是离合器102中的盘108的立体正视图。应联系图1至图10来看下面的说明。如前面已述,盘104在从空转模式过渡到锁止模式的起始阶段中使元件106压紧在舌128上。盘108的惯性一被从壳体104通过元件106传递的转矩克服,盘108就在方向142上这样长时间地转动,直到突出部168滑动到孔口152中并且与这些孔口在转动方向上闭锁。有利的是,由于在空转模式中盘的惯性相对小,仅须将相对小的能量从元件106传递给盘108来使盘108与轮毂144接合。因此,在这些盘锁止时仅程度低地产生冲击、振动和噪声。
盘104和元件106继续在方向142上转动,但盘108现在在转动方向上与轮毂144闭锁,该轮毂不可转动地与定子轴相连接。这就是说,盘108不可再在方向142上转动。因此,元件这样长时间地压缩,直到舌156的棱边180与壳体104中的孔口158的棱边182接触。在该时刻,壳体104和定子120通过盘108与轮毂的连接在转动方向上与定子轴闭锁。有利的是,棱边180和182的碰撞通过元件106的压缩得到缓冲,由此,碰撞时的振动和噪声大大降低。
在锁止模式期间,元件106基本上处于恒定的变形状态中。这就是说,元件没有继续压缩。在图1至图10中,恒定的变形状态通过棱边180和182之间的直接接触引起。根据某些(未示出的)方面以及下面的说明,恒定的变形应归因于元件完全压缩或处于平衡状态中,在该平衡状态中,弹簧的阻力大于通过定子的与离合器相连接的部分在锁止模式的方向上传递的转矩。
盘104和108以及轮毂144可通过技术中公知的任意手段来构成。根据某些方面,盘和轮毂是冲制的。根据某些方面,作为法兰154使用一个单独的元件,该单独的元件通过技术中公知的任意手段与构件184相连接。根据某些方面,法兰154是冲制的。
壳体104可通过技术中公知的任意手段构造来与定子120的其它部分连接。例如突出部186这样构造:使得这些突出部允许与定子的环188相连接。根据某些(未示出的)方面,壳体104是定子的整体组成部分,这例如在转让给同一个申请人的、标题为“Stator and One-Way ClutchAssembly for a Torque Converter”的、Hemphill等人的、与本发明在同一天提交的美国专利申请No.60/785790中描述的那样。
应该明确的是,本发明不局限于这些图中所示的布置。根据某些(未示出的)方面,可弹性变形的元件与定子的一个部件以及与单向离合器中的一个旋转的盘相连接。部件和盘可类似于壳体104或盘108。取代如前面关于棱边180和182所描述的那样在锁止模式中允许部件与盘之间直接接触,部件和盘通过可变形的元件保持彼此分开。如前面针对盘108和轮毂144所描述的那样,部件例如在从空转模式过渡到锁止模式的起始阶段期间使元件压紧在盘上,盘进行转动并且最后锁止。盘一遇到定子轴的阻力,元件就这种程度地压缩,直到这些元件达到平衡点或完全在部件与盘之间压缩。在该时刻,元件基本上或在其功能上是刚性的,部件和盘在转动方向上相互闭锁。在平衡点上,元件的力大于通过部件传递的转矩,元件仅部分地压缩。有利的是,在这种布置中,部件与盘之间的碰撞以及与这种碰撞相联系的振动和噪声消除。当元件的力小于通过部件传递的转矩时,元件完全压缩。有利的是,碰撞通过元件的压缩而得到缓冲并且碰撞时的振动和噪声以此方式也大大降低。这就是说,元件使部件与盘之间的速度差减小。
图11是根据本发明的单向离合器组件的横剖面视图,该横剖面视图在空转模式中示出了离合器。
图12是图11中所示组件的部分横剖面视图,该部分横剖面视图在锁止模式中示出了离合器。应联系图11和图12来看下面的说明。图11和图12解释了本发明的另一个方面。具有一个定子和一个单向离合器的组件200包括一个盘204,该盘与定子相连接,示出了该定子的一些部分。单向离合器208包括盘210和212。盘212与轮毂214相连接。根据某些方面,盘212是轮毂214的整体组成部分。一个可弹性变形的元件216保持在盘204中并且靠置在盘204和210上,尤其是靠置在盘210的延长部218上,该可弹性变形的元件根据某些方面是一个弹簧。组件200不局限于元件216的确定的数量、布置或形式。根据某些方面,作为元件216使用圆柱体,该圆柱体由可压缩材料例如橡胶构成。
组件200的工作原理类似于前面针对图1至图10中的组件100所描述的工作原理。例如盘204在锁止模式的方向上的转动使得盘204将元件216压紧在盘210上。在图11和图12中,该方向位于绘图平面之外。尤其是元件撞击在盘210的延长部218上并且使得盘210和212在转动方向上相互闭锁。根据某些方面,盘210上的楔状的鼻220嵌入到盘212中的孔口222中,以便由此产生锁止。如上已述,盘210的相对小的惯性以及元件216的减振作用使锁止时的冲击和振动降低。在盘210继续转动期间,元件216这样长时间地继续压缩,直到盘210的构件224以如前面针对图1至图10中的棱边108和182所描述的方式与盘204接触。根据上述说明,通过可弹性变形的元件例如元件216的减振作用,与该接触相联系的冲击和振动在很大程度上降低。
由此可看到,本发明的任务得到有效解决,尽管专业人员可设想本发明的包含在要求保护的本发明的精神实质和适用范围内的变型和变化。另外明确的是,上述说明仅用于解释本发明,而不应理解为限制。因此,本发明的其它实施方式也可以,而不偏离本发明的精神实质和适用范围。

Claims (21)

1.具有定子和单向离合器的组件,其中,该组件包括:
定子的一个构件;
一个与该构件相连接的单向离合器;以及
至少一个与该构件和该离合器相连接的可弹性变形的元件,所述可弹性变形的元件这样设置:使得从该定子到该离合器的转矩传递得到缓冲。
2.根据权利要求1的组件,在该组件中,该离合器还包括一个第一盘,所述至少一个可弹性变形的元件与该构件和该第一盘相连接。
3.根据权利要求2的组件,在该组件中,该构件可转动,以使所述至少一个可弹性变形的元件压紧在该第一盘上。
4.根据权利要求3的组件,在该组件中,所述至少一个可弹性变形的元件作为对压紧的反应而可变形。
5.根据权利要求3的组件,在该组件中,该第一盘这样设置:使得该第一盘作为对压紧的反应而转动。
6.根据权利要求5的组件,在该组件中,该构件这样设置:使得该构件在压紧期间以第一转速转动,该第一盘这样设置:使得该第一盘在压紧期间以第二转速转动,其中,该第一转速大于该第二转速。
7.根据权利要求3的组件,在该组件中,该构件和该第一盘这样设置:使得该构件和该第一盘在转动方向上相互锁止。
8.根据权利要求7的组件,在该组件中,所述至少一个可弹性变形的元件这样设置:使得当该构件和该第一盘相互锁止时所述至少一个可弹性变形的元件处于基本上恒定的变形状态中。
9.根据权利要求7的组件,在该组件中,该离合器还包括一个轮毂和一个与该轮毂相连接的第二盘,其中,该第一盘和该第二盘在功能上这样设置:使得该第一盘和该第二盘作为对压紧的反应而在转动方向上相互锁止,其中,该构件和该第一盘这样设置:使得该构件和该第一盘在该第一盘和该第二盘锁止之后在转动方向上相互锁止。
10.根据权利要求9的组件,在该组件中,该第一盘可在轴向方向上移动。
11.根据权利要求9的组件,在该组件中,该第一盘包括至少一个第一突出部,该第二盘包括至少一个第一接收结构,所述至少一个第一突出部和所述至少一个第一接收结构这样设置:使得所述至少一个第一突出部和所述至少一个第一接收结构相互锁止。
12.根据权利要求9的组件,在该组件中,该第二盘包括至少一个第二突出部,该第一盘包括至少一个第二接收结构,所述至少一个第二突出部和所述至少一个第二接收结构这样设置:使得所述至少一个第二突出部和所述至少一个第二接收结构相互锁止。
13.根据权利要求9的组件,在该组件中,该第二盘通过冲制形成。
14.根据权利要求2的组件,在该组件中,该构件这样设置:使得该构件将转矩传递给所述至少一个可弹性变形的元件,在该组件中,所述至少一个可弹性变形的元件这样设置:使得所述至少一个可弹性变形的元件将转矩的至少一部分传递给该第一盘。
15.根据权利要求14的组件,在该组件中,所述至少一个可弹性变形的元件这样设置:使得所述至少一个可弹性变形的元件基本上将全部转矩传递给该第一盘。
16.根据权利要求2的组件,在该组件中,该构件保持所述至少一个可弹性变形的元件。
17.根据权利要求2的组件,在该组件中,该第一盘保持所述至少一个可弹性变形的元件。
18.根据权利要求2的组件,在该组件中,该构件和该第一盘通过冲制形成。
19.根据权利要求1的组件,在该组件中,所述至少一个可弹性变形的元件还包括一个部件,该部件属于一个由弹簧和橡胶圆柱体构成的组。
20.具有定子和单向离合器的组件,其中,该组件包括:
定子的一个构件;
单向离合器的一个部分,其中,该部分与该构件相连接;以及
至少一个与该构件和该部分相连接的可弹性变形的元件,所述可弹性变形的元件这样设置:使得所述可弹性变形的元件缓冲在该定子和该离合器在转动方向上锁止时的振动。
21.具有定子和定子中的单向离合器的组件,该组件包括:
定子的一个构件;
单向离合器的一个第一部分;
该单向离合器的一个第二部分,其中,该第二部分与该定子的轮毂相连接;以及
至少一个与该构件和该第一部分相连接的可弹性变形的元件,其中,该构件可转动,以使所述至少一个可弹性变形的元件压紧在该第一部分上,其中,所述至少一个可弹性变形的元件这样设置:使得所述至少一个可弹性变形的元件作为对压紧的反应而变形,其中,该第一部分这样设置:使得该第一部分作为对压紧的反应而转动,其中,该第一部分和该第二部分在功能上这样设置:使得该第一部分和该第二部分作为对压紧的反应而在转动方向上相互锁止,其中,该构件和该第一盘这样设置:使得该构件和该第一盘在该第一盘和该第二盘锁止之后在转动方向上相互锁止,其中,所述至少一个可弹性变形的元件这样设置:使得所述至少一个可弹性变形的元件吸收该第一盘和该第二盘相互锁止时的能量的一部分。
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