CN101939554B - 膜片联接器 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个方面涉及膜片联接器，其具有围绕其外缘连结在一起的第一膜片板(15)和第二膜片板(25)。各膜片板(15，25)均具有轴向延伸的中央套节(11，21)。第一板件(15)的套节(11)在其内部支承销部件(30)，该销部件(30)在各端上具有向外凸出的肩部(31，36)，适于在一端接合第一板件(15)的套节(11)上的内肩部(117)，而在另一端接合第二板件(25)的套节(21)上的内肩部(215)，以便限制两个套节(11，21)彼此间的轴向间距。

Description

膜片联接器
技术领域
本发明涉及膜片联接器。
背景技术
膜片联接器用于在两个旋转部件之间提供等速连结，该连结容许部件之间的少量角位移。联接器包括两个平行的挠性板，挠性板围绕其外缘连结在一起，且在中央座架处连结到相应的旋转部件上。作为备选，板件可在中央连结到一起而在其外缘处连结到旋转部件上。当两个旋转部件之间存在角位移时，两个板件就会弯曲，以对其适应。这些联接器所具有的多种优点在于它们没有活动零件，且很少或不需要维护。在US4133188，US3959988，US4802882，US6394387，US4191030，US4411634，EP0627571，US6183317，US6050865，US5755622和US5407386中描述了膜片联接器的实例。
然而，膜片联接器的确具有多种不利之处。能够处理高负载且在不利的环境条件下工作的联接器趋于较为复杂、笨重和昂贵。
发明内容
本发明的目的在于提供一种备选的膜片联接器。
根据本发明的一个方面，提供了一种膜片联接器，其具有围绕其外缘连结在一起的第一膜片板和第二膜片板，各膜片板均具有轴向延伸的中央套节，第一板件的套节在其内部销部件支承，该销部件在各端处具有向外凸出的肩部，适于在一端接合第一板件的套节上的内肩部，而在另一端接合第二板件的套节上的内肩部，以便限制两个套节彼此间的轴向间距。
一个板件上的套节优选为在另一个板件的套节内延伸，以在其间限定环形间隙，该环形间隙容许两个套节之间的角位移达到预定角度，以及防止角位移超过该预定角度。销部件的一端优选为抵靠第一板件的套节上的内肩部向外模锻(swaged)。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于膜片联接器的膜片板，该板件具有中央套节部件和适于与另一膜片板相连结的外缘，膜片板从套节部件至外缘在厚度上成渐缩形，且在外缘处较薄，板件的至少一侧所具有的轮廓为，在邻近套节部件的第一区域处以第一曲率半径弯曲，而在邻近第一区域的第二区域处以大于第一曲率半径的第二曲率半径弯曲。
优选的是，板件的两侧具有大致相似的轮廓。
根据本发明的再一个方面，提供了一种包括根据本发明上述第二方面的至少一个膜片板的膜片联接器。
附图说明
现在将参照附图以举例的方式对本发明的膜片联接器进行描述，在附图中：
图1为联接器的透视图；
图2为联接器的截面侧视图；
图3为联接器的部分膜片板的放大比例的截面侧视图；
图4为处于有限角位移的部分联接器的截面侧视图；
图5为联接器的销部件在组装之前的截面侧视图；以及
图6为用于组装联接器中的销部件的工具的放大侧视图。
具体实施方式
首先参看图1和图2，联接器包括分别具有中央套节部件11和21的两个膜片板构件1和2。右手边的构件1上的套节部件11大致为圆柱形，且设有在外部的花键部分12。另一个构件2上的套节部件21具有圆柱部分22，圆柱部分22轴向延伸且由横向延伸的安装法兰23端接，在安装法兰23的角部处具有四个安装孔24。各构件1和2还包括分别从相应的套节11和21沿径向向外延伸且围绕其外缘连结在一起的整体式膜片板15和25。在使用中，将花键部分12插入齿轮等(未示出)的驱动输入端中，而将法兰23用螺栓固定到位于转矩管或其它可旋转的驱动部件的一端处的类似法兰(未示出)上。这样，经由膜片联接器将来自于转矩管的驱动传递到齿轮或其它从动部件上。膜片联接器设置成容许与联接器的对置端相联接的旋转部件之间的有限的相对角位移。
两个膜片板构件1和2由不锈钢(按AMS 5659-类型1(Var)的15-5PH H1025)加工而成。如在图2中可看到，左手边的构件2的套节21为圆柱形且为空心的，并且相对于膜片板25远离短的圆柱套环210向左轴向延伸。套环210向膜片板25的右侧凸出，且提供横向延伸的平坦的环形接触端面211。在内部，套节21具有靠近其左手端的较浅的环形凹部212，限定面向右侧的环形肩部213。在朝向其右手端且刚好在膜片板25的左侧，套节21具有在内部凸出的环形台阶214，限定面向左侧的肩部215。膜片板25相对于套节21以直角径向向外地凸出，且渐缩至位于其外缘216处的减小的厚度。膜片板25的构造与在右手边的构件1上的膜片板15相同。在其外缘216处，膜片板25形成有周向壁217，该周向壁轴向向右地延伸，且具有台阶状的边缘218。
现在将参照图3来描述左手边的膜片板25的形状，图3详细地示出了板件的轮廓。板件25由四个不同的区域构成。邻近套节21的第一区域220在两侧以大约3mm的较小曲率半径弯曲。该弯曲区域220形成与套节21的平滑的无台阶的混合过渡。第二区域221在板件25的两侧作为平滑的无台阶的过渡而从第一区域220继续延伸，且同样也弯曲，但是以大约25mm的相对较大的曲率半径弯曲。第三区域222在板件25的两侧作为平滑的无台阶的过渡而从第二区域221继续延伸，并且是平坦的且成渐缩形的，使得从第一区域220至第三区域222外端的厚度逐渐减小。第四区域223为较短的区域，其仅在内部的右手侧以大约1.6mm的曲率半径弯曲，周向壁217从该侧凸出。板件25的相对的外侧在整个第四区域223上至板件的外缘是平坦的。膜片板25的厚度选定为容许些许挠曲，同时确保最大的转矩传递。另一个板件15以相同方式定形。不同的膜片板可在一面或两面上具有不同的表面轮廓。
右手边的构件1的套节11为空心的圆柱形，且主要地朝向其膜片板15的右侧延伸，以提供花键部分12。套节11还具有朝向膜片板15左侧凸出的部分111。凸出部分111的外径减小，形成环形的面向左侧的横向接触面112。凸出部分111提供了与穿过左手边的构件2中的台阶214的通路相配合的角限制止动件。具体而言，止动件部分111的外表面113成角度为3°的渐缩形，使得其外径在其左手端较小。止动件部分111相对紧密地装配在台阶214的右手端内，止动件部分上的渐缩形确保了相对端上的间隙略微较大。这允许两个套节11和21相对于彼此的角位移，如图4中所示，角位移一定程度上由止动件部分111的外表面113抵靠台阶214的内表面的接触来限制，其中，右手边的构件的右手端略微向下成一定角度。在内部，套节11具有沿其长度延伸的开孔114，且由面向右侧的肩部117分成了左手边区域115和直径较大的右手边区域116。膜片板15相对于套节11以直角径向向外地凸出，且渐缩至位于其外缘118处的减小的厚度。在其外缘118处，膜片板15形成有周向壁119，其轴向向右延伸，且具有台阶状的边缘120，该边缘120定形为与另一个板件25上的台阶状边缘218相配合。配合的边缘120和218通过焊接而彼此连结和密封，优选为通过电子束焊接121。
两个膜片板15和25的内表面和外表面均处理成用以在焊接在一起之前产生具有压缩残余应力的较薄的表层。这通过以受控的方式使表面经受介质冲击来实现。优选的是，这通过在受控压力下使用喷砂机中的无水玻璃珠来实现。已经发现这种处理有助于给予膜片板15和25期望的机械强度。在使用不同膜片材料的情况下，可能并不需要以此方式处理膜片。
从图2中可看到，膜片联接器还包括两个构件，即止动销30和密封塞40。图5中也示出了组装前的止动销30。销30由不锈钢加工而成，且大致为具有圆形截面和一定外径的圆柱形，该销穿过套节11紧密地滑动装配在开孔114的左手边区域115内。在销30的左手端处，凸缘31径向向外地凸出。凸缘31的外径大于在右手边的套节11上的止动件部分111的外径以及在左手边的套节21上的台阶214的内径，使得法凸缘凸出越过肩部215。在正常工作中，小的间隙32设置在凸缘31的面向右边的表面与肩部215之间。当轴向拉力施加到联接器上时，趋于将两个套节11和21远离彼此拉动，间隙32闭合。通过适当地选择该间隙32的大小，限制了膜片联接器的两半间的轴向间距。刚好在凸缘31的右边围绕销30的外侧形成的环形通道33收容O形密封圈34，该密封圈34在销30的外侧与套节11的内侧之间产生不透流体的密封。止动销30的右手端通向销内的轴向开孔35，该开孔接近沿销长度的路径的大约三分之二。
当组装在套节11中时，凸缘31抵靠套节上的止动件部分111的左手端。止动销30的右手端向外模锻，以形成唇缘36，该唇缘接合套节11内侧上的面向右边的肩部117。进行模锻不但使唇缘36向外变形，而且还以冷加工使销30的较短区域37变硬，该区域37邻近唇缘，且穿过套节11定位在开孔114的左手边区域115内。这是使用图6中所示的模锻工具40来进行的。模锻工具40的工作顶端具有带有凸曲率的第一区域41，其从小于销30中的开孔35的直径渐缩至比开孔大大约0.5mm的直径。邻近的第二区域42具有圆柱形状以及沿其长度的恒定直径，直到其接触第三区域43，第三区域43以凹形轮廓向外张开。第三区域43邻接具有截头圆锥形状的第四区域44。从图5中可看到，在组装前，止动销30中的开孔35具有张开的入口38。当定位在套节11中的适当位置上时，通过将工具40的顶端插入止动销30的张开的入口38来进行模锻和加工硬化操作。工具40的后端(未示出)从套节11的右手端凸出。通过单次击打来推动工具40的凸出端，以迫使工作顶端进一步进入止动销30中。当此发生时，通过与工具40的张开的第三区域43接合，止动销30的后端受到向外的力，以形成唇缘36。该区域37还受到向外压缩和加工硬化。已经发现，当力施加到唇缘36上时，可有效减小对止动销30的应力破坏。因此，止动销30有效地保持在套节11中，而不需要螺栓或任何附加构件。这有助于最大限度地减小复杂性、重量、成本和尺寸，且不需要日常维护。止动销30和外部O形密封圈34的闭合特性阻止材料经由右手边的构件1进入联接器的内部。
借助于密封塞40，防止了材料从相对侧进入联接器中。塞40由不锈钢加工而成，且具有大致为杯形的形状，具有闭合端41和相对的开口端42，开口端42具有浅的向外凸出的唇缘43。在外部，塞40具有倾斜的环形斜面44，其定位成锁入套节21中的凹部212中并且接合后方的肩部213，从而防止拆卸。在此位置，唇缘43抵靠法兰23的左手边的表面。塞40还具有围绕其外表面靠近其闭合端41的环形凹部45，O形密封圈46收容在该凹部45中，定形成用以在塞的外侧与套节21的内侧之间形成不透流体的密封。可使用备选材料来用于该塞40。
因此，膜片联接器通过使止动件部分111抵靠台阶214的内侧相接触来防止过度的角位移。通过使凸缘31抵靠台阶214上的肩部215相接触来防止过度的轴向拉力负载。还通过使套环210上的端面211与右手边的套节11上的接触面112相接触来防止过度轴向压缩或相反方向上的冲压负载。膜片联接器以可在低成本下提供的相对简单的方式来防止这些力，而不需要螺栓或类似的紧固件。膜片联接器可如所述地设置成完全密封，以确保没有可干扰各种止动件表面的外来物质的进入。然而，在一些应用中，可能不需要具有完全密封的单元。

Claims (7)

1.一种膜片联接器，其具有围绕其外缘连结在一起的第一膜片板(15)和第二膜片板(25)，各膜片板(15，25)均具有轴向延伸的中央套节(11，21)，所述第一膜片板(15)的套节(11)在其内部支承销部件(30)，所述销部件(30)在各端具有向外凸出的肩部(31，36)，适于在一端接合所述第一膜片板(15)的套节(11)上的内肩部(117)而在另一端接合所述第二膜片板(25)的套节(21)上的内肩部(215)，以便限制两个所述套节(11，21)彼此间的轴向间距，其特征在于，
所述第一膜片板和第二膜片板中的一个膜片板(15)上的所述套节(11)在所述第一膜片板和第二膜片板中的另一个膜片板(25)的所述套节(21)内延伸，以在其间限定环形间隙(32)，所述环形间隙(32)容许两个所述套节(11，21)之间的角位移达到预定角度，以及防止角位移超过所述预定角度。
2.根据权利要求1所述的膜片联接器，其特征在于，所述销部件(30)的一端抵靠所述第一膜片板(15)的套节(11)上的所述内肩部(117)被向外模锻。
3.根据权利要求1所述的膜片联接器，其特征在于，在形成所述联接器之前，所述销部件(30)具有可变形的中空端部(38)，用于在原位置形成保持唇缘(36)。
4.根据权利要求1所述的膜片联接器，其特征在于，所述销部件(30)包括用于设置O形密封件(34)的凹部(33)。
5.一种用于膜片联接器的膜片板(15，25)，所述膜片板具有中央套节部件(11，21)和适于与另一膜片板相连结的外缘，所述膜片板从所述套节部件(11，21)至所述外缘在厚度上呈渐缩形且在所述外缘处更薄，所述膜片板的至少一侧所具有的轮廓为，在邻近所述套节部件的第一区域以第一曲率半径弯曲，以及在邻近所述第一区域的第二区域以大于所述第一曲率半径的第二曲率半径弯曲，其特征在于，
所述膜片板的套节部件适于在另一所述膜片板的套节部件内延伸以在二者之间限定环形间隙(32)，所述环形间隙(32)容许两个所述套节部件(11，21)之间的角位移达到预定角度，以及防止角位移超过所述预定角度。
6.根据权利要求5所述的膜片板，其特征在于，所述膜片板(15，25)的两侧具有大致相似的轮廓。
7.一种膜片联接器，包括根据权利要求5或权利要求6所述的至少一个膜片板(15，25)。
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