CN102428286A - 扭矩传递装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种扭矩传递装置，其包括：轴，特别是用于车辆传动系的万向轴；和至少一个接合元件，该接合元件与所述轴的端部相连。所述轴和所述至少一个接合元件各自完全地或者至少部分地由纤维增强的塑料材料构成。

Description

扭矩传递装置
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1前序部分所述的扭矩传递装置。
背景技术
前置发动机和后轮驱动或全轮驱动的车辆具有一万向轴，该万向轴从变速器输出端引导至后桥传动机构的输入端。这种万向轴目前通常是由钢制成。它们具有相应的较高的重量，并且带来了巨大的车辆总质量惯性矩。
发明内容
本发明的目的是，提供一种扭矩传递装置，特别是万向轴，用于车辆的传动系，它与常规的万向轴设置结构相比，具有较轻的重量。
这个目的通过权利要求1的特征得以实现。本发明有利的构造方案以及发展设计可由从属权利要求获知。
本发明的出发点是这样一种扭矩传递装置，其包括：轴，特别是用于车辆传动系的“万向轴(Gelenkwelle)”；和至少一个接合元件或者说法兰元件，此接合元件或者说法兰元件与所述轴的端部相连接。为此，将该接合元件或法兰元件设置为，使所述轴与其它构件(例如汽车变速器的输出法兰或者车桥传动机构的驱动法兰)耦联。因此，所说“轴”的概念包括特别是生成车辆牵引力的轴。
本发明的核心在于：不论所述轴还是所述至少一个接合元件，都至少部分、但优选完全由纤维增强的塑料材料构成。所说塑料材料在这里特别可以是碳纤维增强和/或玻璃纤维增强的塑料。轴和接合元件不必由同一种塑料材料构成，而是可以由不同的材料制成。
根据本发明的一种发展设计，所述至少一个法兰元件具有多个臂状的元件，这些臂状的元件在法兰元件的周向上相互等距地布置。法兰元件可以是例如星状或三角的形式，其具有三个在周向上彼此分别间隔120度的“连接点”。在每个“连接点”处可以设置一个孔。这些孔优选位于一个共同的孔圆周(即由这些孔的中心所构成的圆周)上。当然，也可以设置多于3个的连接点，例如4个、5个或6个连接点。
根据本发明的一种发展设计，所述至少一个法兰元件具有一环状的部段，该部段被推套到轴上或者说轴端部上。臂状的元件径向向外地从该环状的部段伸出。
根据本发明的一种发展设计，设置有两组臂状的元件，从轴的端视图中观察，这些臂状的元件总是成对地对齐布置，并且在所述轴的轴向上相互之间有间距。这两组臂状的元件可以是同一法兰元件中整合的组成部分，也就是说，它们可以与同一个环状的部段相连接。或者可选的是，两个单独的法兰元件也可以各设置一组臂状元件，其中，从轴的端视图观察，这两个法兰元件如此定位，即，使得这些臂状元件分别成对地对齐布置。
根据本发明的一种发展设计，这个法兰元件的这个环状的部段或者这些法兰元件的这些环状的部段与所述轴构成压合座(2级精度压配合(DIN标准))。这个或者这些法兰元件可在其环状的部段上与轴额外地加以粘接，或者在周向上形状锁合地连接，从而也可将很高的扭矩从这个或这些法兰元件传递到轴上，或者反方向传递。
为了构成特别稳固的压合座，可以附加地设置一“环周箍带”，其卷绕在这个法兰元件的这个环状的部段的或者这些法兰元件的这些环状的部段的外周上。该环周箍带可以同样由纤维增强的塑料材料制成。或者可选的是，该环周箍带也可以由其他的材料制成。它总体上就是用于将这个或者这些环状的部段与所述轴压合，这样便能够实现对高扭矩的传递。
根据本发明的一种发展设计，第一个法兰元件的第n个臂通过第一组夹紧元件(亦即紧固元件)中的一个杆状或者钉状的夹紧元件与第二个法兰元件的相应的第n个臂相连接。所述杆状或者钉状的夹紧元件设置为平行于轴的纵向。
根据本发明的一种发展设计，设置有第二组夹紧元件，该第二组元件同样可以构造为钉状或者杆状或者辊状。第二组夹紧元件和第一组夹紧元件一样，在一个法兰元件或者一些法兰元件的周向上相互等距地布置，其中，依至少一个法兰元件的环周方向观察，在一第一夹紧元件之后总是跟着一第二夹紧元件，反之亦然。
根据本发明的一种发展设计，这样地设置一些接合件，其中，第一组夹紧元件中的每个夹紧元件通过至少一个接合件与依一个环周方向紧接着的第二夹紧元件耦联，并且通过至少一个接合件与依相反的环周方向紧接着的第二夹紧元件耦联。
这种设置结构由本申请人早些时候未在先公开的专利申请DE 102008 034 214.9是已知的，对该专利申请的内容在此作全面参引。对此需要强调指出的是：DE 10 2008 034 214.9的全部内容在这里亦成为本申请的主题。这一点应该如此理解：在DE 10 2008 034 214.9中记载的所有单个特征以及所有特征组合，也可以与本专利申请的特征相结合，并且一直到本申请的审查过程结束，按照字面或者按照意义应该可以引用到在本申请之中，。
因此可以作如下设定：每个接合件将一第一夹紧元件和依环周方向与该第一夹紧元件相邻的一第二夹紧元件相互耦联。这些接合件可以通过相应的夹紧元件被拉紧。这些接合件可以至少在夹紧元件的部分圆周上包绕所述夹紧元件。在每个夹紧元件上可以张紧多于两个的接合件，特别是大量的接合件。
类似于DE 10 2008 034 214.9中所描述的设置结构，第一组夹紧元件可以同样只通过接合件与第二组夹紧元件在旋转方向上耦联。
各单独的接合件可以发泡置入或者浇注置入到一弹性的、将各个接合件相连的耦合元件中。
此外，所述杆状或者钉状或者辊状的夹紧元件可以在其端部分别设置一凸肩、一垫片或者类似的结构，该凸肩或垫片阻止接合件从相应的夹紧元件上滑下。
这些接合件可以完全或者部分由玻璃纤维材料构成。特别地，接合件可以由通过纤维、特别是通过玻璃纤维增强的塑料材料构成。接合件可具有椭圆的环或者圈的形式。最后，夹紧元件可具有辊状的、销状的或者套筒状的形式。
附图说明
下面结合附图进一步解释本发明。图中示出：
图1以端视图示出的根据本发明的扭矩传递装置的基本原理
图2沿着图1所示的剖切线A-A的剖面视图
具体实施方式
图1或者图2示出了扭矩传递装置1，该装置具有由纤维增强的塑料材料制成的轴2以及压装在该轴上的法兰3，该法兰由第一个法兰元件3a和第二个法兰元件3b构成。
两个法兰元件3a、3b各具有一环状的部段3c、3d。环状的部段3c、3d被分别推套到轴2端部的外周上，并且与轴2构成了压合座。法兰元件3a、3b此外还具有三个在周向上彼此间距为120度角的臂状的元件3e、3f、3g(参看图1)。在臂状的元件3e、3f、3g中各设置有一个孔或者说穿孔4e、4f、4g或者5e-5g，其中在附图中只是示出了穿孔5e。
从图2中可明显看出：两个法兰元件3a、3b是如此设置的，即，使它们的臂状的元件或者它们的相应的穿孔(例如两个穿孔4e，5e)在轴向6上观察分别成对地彼此对齐。
从图2中可明显看出：在两个法兰元件3a、3b的环状的部段3c、3d的外周上卷绕有一个“环周箍带”7，该环周箍带加固了由两个法兰元件3a、3b与轴2构成的所述压合座，从而能够传递特别高的扭矩。两个法兰元件3a、3b或者其环状的部段3c、3d可以额外地与轴的外周粘接，和/或通过形状锁合元件，例如花键轴成型结构等等，而实现旋转耦联。
在两个法兰元件3a、3b的相互对应的穿孔4e、5e等中可以分别置入辊状、销状或套筒状的夹紧元件，类似于已经多次提及的那个早些时候的未在先公开的德国专利申请DE 10 2008 034 214.9中图示和描述的夹紧元件6、7、8。
完全类似于DE 10 2008 034 214.9，置入到两个法兰元件3a、3b的穿孔中的第一组夹紧元件可以通过环圈状或者回环状的接合件与第二组夹紧元件相连接(在本专利申请中没有详尽地以图形示出)。如上所述，关于可能的设置结构，可全面参照DE 10 2008 034 214.9。

Claims (21)

1.扭矩传递装置(1)，包括：
轴(2)，特别是用于车辆传动系的万向轴，和
至少一个接合元件(3a，3b)，该接合元件与所述轴(2)的端部相连接，
其特征在于，所述轴(2)和所述至少一个接合元件(3a，3b)各自完全地或至少部分地由纤维增强的塑料材料构成。
2.按照权利要求1所述的扭矩传递装置(1)，其特征在于，所述至少一个接合元件(3a，3b)具有多个臂状的元件(3e，3f，3g)，这些臂状的元件在所述至少一个接合元件(3a，3b)的周向上相互等距地布置。
3.按照权利要求2所述的扭矩传递装置(1)，其特征在于，所述至少一个接合元件(3a，3b)具有正好三个臂状的元件(3e，3f，3g)。
4.按照权利要求2或3中任一项所述的扭矩传递装置(1)，其特征在于，每个所述的臂状的元件(3e，3f，3g)分别具有一个孔，其中，这些孔(4e，4f，4g，5e)位于一个共同的孔圆周上。
5.按照权利要求1到4中任一项所述的扭矩传递装置(1)，其特征在于，所述至少一个接合元件(3a，3b)具有环状的部段(3c，3d)，该部段被推套到所述轴(2)的外周上，并且，所述臂状的元件(3e，3f，3g)基本上沿径向从所述环状的部段(3c，3d)伸出。
6.按照权利要求1到5中任一项所述的扭矩传递装置(1)，其特征在于，设置有两个接合元件(3a，3b)，其环状的部段(3c，3d)彼此相对，其中，所述两个接合元件(3a，3b)的臂状的元件(3e，3f，3g)在轴向(6)上彼此之间有间距并且这样地在周向上彼此相对定位，即，使得互相对应的孔(4e，5e)对齐。
7.按照权利要求1到6中任一项所述的扭矩传递装置(1)，其特征在于，设置一压环(7)，该压环从外侧在所述至少一个接合元件(3a，3b)的环状的部段(3c，3d)上施加径向力。
8.按照权利要求7所述的扭矩传递装置(1)，其特征在于，所述压环(7)由环周箍带构成，该环周箍带由纤维增强的塑料材料制成。
9.按照权利要求1到8中任一项所述的扭矩传递装置(1)，其特征在于，第一个接合元件(3a)的第n个臂通过第一组夹紧元件中的辊状、销状或者套筒状的夹紧元件与第二个接合元件(3b)的相应的第n个臂相连接，其中，所述夹紧元件基本上平行于所述轴(2)的纵向(6)。
10.按照权利要求9所述的扭矩传递装置(1)，其特征在于，设置第二组夹紧元件，该第二组夹紧元件在所述至少一个接合元件(3a，3b)的周向上相互等距地布置，其中，依所述至少一个接合元件(3a，3b)的环周方向观察，在一第一夹紧元件之后跟着一第二夹紧元件，反之亦然。
11.按照权利要求10所述的扭矩传递装置(1)，其特征在于，设置接合件，其中，第一夹紧元件中的每个夹紧元件通过至少一个接合件与依一个环周方向紧接着的第二夹紧元件耦联，并且通过至少一个接合件与依相反的环周方向紧接着的第二夹紧元件耦联。
12.按照权利要求11所述的扭矩传递装置(1)，其特征在于，每个接合件将一第一夹紧元件和依环周方向与该第一夹紧元件相邻的一第二夹紧元件相互耦联。
13.按照权利要求11或12中任一项所述的扭矩传递装置(1)，其特征在于，各接合件通过相应的夹紧元件被拉紧，其中，所述接合件至少在夹紧元件的部分圆周上包绕所述夹紧元件。
14.按照权利要求11到13中任一项所述的扭矩传递装置(1)，其特征在于，在每个夹紧元件上张紧有多于两个的接合件，特别是张紧有大量的接合件。
15.按照权利要求11到14中任一项所述的扭矩传递装置(1)，其特征在于，第一组夹紧元件只通过所述接合件与第二组夹紧元件耦联。
16.按照权利要求11到15中任一项所述的扭矩传递装置(1)，其特征在于，所述接合件是发泡置入或者浇注置入到一弹性的、将各个接合件相连的耦合元件中的。
17.按照权利要求9到16中任一项所述的扭矩传递装置(1)，其特征在于，在所述夹紧元件的正面的端部区域内分别设置有一凸肩或一垫片，该凸肩或垫片阻止所述接合件从相应的夹紧元件上滑下。
18.按照权利要求11到17中任一项所述的扭矩传递装置(1)，其特征在于，所述接合件至少部分由玻璃纤维构成。
19.按照权利要求11到18中任一项所述的扭矩传递装置(1)，其特征在于，所述接合件由通过纤维、特别是通过玻璃纤维增强的塑料材料构成。
20.按照权利要求11到19中任一项所述的扭矩传递装置(1)，其特征在于，所述接合件具有椭圆形的环或者圈的形式。
21.按照权利要求9到20中任一项所述的扭矩传递装置(1)，其特征在于，所述夹紧元件具有辊状、销状或者套筒状的形式。
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