CN201561068U - 联轴器总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及联轴器总成。提供十字滑块式联轴器总成，其在两个旋转轴之间传递旋转运动，包括在支撑下围绕第一轴线旋转的主动轴，主动轴包括具有横向于第一轴线设置的对置的接触面的主动凸块，接触面在背向主动轴的会聚的轴向上成锥形；在支撑下围绕与第一轴线共线的第二轴线旋转的从动轴，从动轴包括对置于主动凸块支撑的从动凸块，从动凸块具有横向于第二轴线设置且在背向从动轴的会聚的轴向上成锥形的对置的接触面；及可操作地设置在主动轴和从动轴之间的联轴器盘，联轴器盘包括主动槽口和从动槽口，主动槽口接合从动凸块同时允许主动槽口和从动凸块之间的横向相对滑动，从动槽口接合主动凸块同时允许从动槽口和主动凸块之间的横向相对滑动。

Description

联轴器总成

技术领域

本实用新型涉及在主动轴和从动轴之间传递旋转运动的联轴器总成，具体地涉及具有减小间隙的十字滑块式联轴器(Oldham-style coupling)。

背景技术

在各种动力传动配置中，旋转轴通过联轴器连接(coupling joint)彼此连接以容纳偏离共线性的少量轴未对准(shaft misalignment)。已在多种配置中提出这种联轴器装置。一种相对老式的设计是十字滑块联轴器(Oldham coupling)，如图7中所示，中心扭转滑块在相对面上具有彼此垂直定位的跨直径槽口。中心滑块的滑动允许大量的侧向轴偏移(lateral shaft offset)，同时固有的间隙也允许一些角度未对准(angular misalignment)。

在不期望接触面之间的间隙即缝隙或游隙的特定应用中引起对这种联轴器的特别顾虑。例如，在一些车辆应用中使用真空泵以辅助制动器系统的操作。由于安全原因，这些真空泵不允许由前端附件驱动(FEAD)带驱动，因此由凸轮轴或其他方便的动力轴的正时链、带或齿轮共同驱动。在一个示例中，当通过凸轮轴齿轮或正时齿轮驱动时，在子系统中固有的扭转振动会引起不期望的噪声、振动和不平稳性(NVH)以及构件磨损。

在现有技术样式的十字滑块联轴器(图7)中的间隙来源出现在主动凸块和联轴器盘槽口之间的界面处。因为要求滑动配合条件以实现合适的滑动功能和容纳轴向未对准，在现有技术系统中必须存在间隙。因此，需要连接具有较为临近的相应的主动轴和从动轴的两个旋转部件，同时容纳适度的轴未对准，而不会给机械系统带来不期望的NVH或磨损。术语“主动”和“从动”涉及动力流动的方向。主动部件在与转向相同的旋转方向上传递扭矩到从动部件，而从动部件在与转向相反的方向上传递扭矩到主动部件。

实用新型内容

本实用新型的目的包括提供可容纳适度的轴未对准同时消除或很大程度上减少其中的任何间隙的联轴器总成。

根据本实用新型的一个方面，提供一种十字滑块式联轴器总成，其在两个旋转轴之间传递旋转运动，其特征在于，所述联轴器总成包括：在支撑下围绕第一轴线旋转的主动轴，所述主动轴包括具有横向于所述第一轴线设置的对置的接触面的主动凸块，所述接触面在背向所述主动轴的会聚的轴向上成锥形；在支撑下围绕与所述第一轴线共线的第二轴线旋转的从动轴，所述从动轴包括对置于所述主动凸块支撑的从动凸块，所述从动凸块具有横向于所述第二轴线设置且在背向所述从动轴的会聚的轴向上成锥形的对置的接触面；及可操作地设置在所述主动轴和从动轴之间的联轴器盘，所述联轴器盘包括主动槽口和从动槽口，所述主动槽口具有对应于所述从动凸块的所述接触面的锥形侧壁以接合所述从动凸块同时允许所述主动槽口和所述从动凸块之间的横向相对滑动，及所述从动槽口具有对应于所述主动凸块的所述接触面的锥形侧壁以接合所述主动凸块同时允许所述从动槽口和所述主动凸块之间的横向相对滑动。

根据本实用新型的另一方面，提供一种联轴器总成，其在真空泵的从动轴和关联于燃料泵的主动轴之间传递旋转运动同时容纳所述从动轴和所述主动轴之间的未对准，所述联轴器总成包括：在支撑下在燃料泵中围绕第一轴线旋转的主动轴，所述主动轴包括在所述第一轴线的相对侧上的一对彼此分开的分成两部分的输出半凸块，所述输出半凸块的每个具有横向于所述第一轴线设置的对置的接触面，所述接触面在背向所述主动轴的轴向上会聚；在支撑下在真空泵中围绕与所述第一轴线共线的第二轴线旋转的从动轴，所述从动轴包括对置于所述输出半凸块支撑的从动凸块，所述从动凸块具有横向于所述第二轴线设置且在背向所述从动轴的轴向上会聚的对置的接触面；及可操作地设置在所述主动轴和从动轴之间的联轴器盘，所述联轴器盘包括主动槽口及彼此分开以接收相应的输出半凸块的一对从动半槽口，所述主动槽口具有对应于所述从动凸块的所述接触面的锥形侧壁以接合所述从动凸块同时允许所述主动槽口和所述从动凸块之间的相对滑动，所述从动半槽口的每个具有对应于所述主动半凸块的所述接触面的锥形侧壁以可滑动地接收相应的输出半凸块同时允许所述从动半槽口和所述输出半凸块之间的相对滑动。

根据本实用新型的另一方面，提供一种十字滑块式联轴器总成，其在两个旋转轴之间传递旋转运动，所述联轴器总成包括：在支撑下围绕第一轴线旋转的主动轴，所述主动轴包括具有正交于所述第一轴线设置的对置的接触面的主动凸块，所述接触面在背向所述主动轴的会聚的轴向上成锥形；在支撑下围绕与所述第一轴线共线的第二轴线旋转的从动轴，所述从动轴包括对置于所述主动凸块支撑的从动凸块，所述从动凸块具有横向于所述第二轴线设置且在背向所述从动轴的会聚的轴向上成锥形的对置的接触面；及可操作地设置在所述主动轴和从动轴之间的联轴器盘，所述联轴器盘包括主动槽口和从动槽口，所述主动槽口具有对应于所述从动凸块的所述接触面的锥形侧壁以接合所述从动凸块同时允许所述主动槽口和所述从动凸块之间的横向相对滑动，及所述从动槽口具有对应于所述主动凸块的所述接触面的锥形侧壁以接合所述主动凸块同时允许所述从动槽口和所述主动凸块之间的横向相对滑动。

根据本实用新型的又一方面，提供用于在两个旋转轴之间传递旋转运动同时容纳在两个旋转轴之间的适度轴未对准的十字滑块式联轴器总成。该联轴器总成包括在支撑下围绕第一轴线旋转的主动轴。主动轴包括具有基本上横向于第一轴线设置的对置的接触面的主动凸块。这些接触面在背向主动轴的会聚的轴向上成锥形。从动轴在支撑下围绕基本上与第一轴线共线的第二轴线旋转。从动轴包括与主动凸块位于相同平面但与主动凸块正交定位的从动凸块。从动凸块具有基本上横向于第二轴线设置且在背向从动轴的会聚的轴向上成锥形的对置的接触面。联轴器盘可操作地设置在主动轴和从动轴之间。联轴器盘包括主动槽口，该主动槽口具有对应于从动凸块的接触面的锥形侧壁以接合从动凸块同时实现允许主动槽口和从动凸块之间的横向相对滑动。类似地，联轴器盘包括从动槽口，该从动槽口具有对应于主动凸块的接触面的锥形侧壁以接合主动凸块同时实现允许从动槽口和从动凸块之间的横向相对滑动。偏置元件配置为在从动凸块及主动凸块的每个和联轴器盘之间产生连续轴向压缩力。

通过从动凸块和主动凸块及其配合的主动槽口和从动槽口形成有会聚到中间联轴器盘的锥形，由偏置元件产生的压缩轴向力推挤两组凸块更紧地与联轴器盘楔入接合，从而消除了在构件之间的间隙。因此本实用新型的联轴器总成可以连接两个旋转轴用于传递在其间的旋转运动，同时容纳适度的轴未对准，但是消除或很大程度上减少了在联轴器总成中的任何间隙。

附图说明

图1是用于通过根据本实用新型的联轴器装置连接的共同旋转的真空泵和燃料泵总成的分解视图；

图2是使用十字滑块式联轴器彼此连接的真空泵和主动轴的组装视图；

图3是示出真空泵及其从动轴以及设置在其上的联轴器盘的透视图；

图4是在图2中所示的构件的分解视图；

图5是基本上沿着图6中的线5-5截取的直径上通过半凸块的截面图；

图6是基本上沿着图5中的线6-6截取的通过半凸块中的一个的截面图；

图7是现有技术中的十字滑块式联轴器的分解视图；

图8和图9示出主动凸块和从动凸块不位于共同的平面中时会如何在联轴器总成中产生间隙；

图10示意性地示出联轴器盘构造有合适的弹性以产生轴向偏置力消除对独立弹簧元件的需要的本实用新型的替代配置；

图11是图10所示配置在不同的透视角度中的视图。

具体实施方式

结合本文的具体实施方式和所属附图将更容易理解本实用新型的这些及其他的特征和优点。

现参考附图，在多个视图中相同的标号表示相同或相应的部件，旋转输入式真空泵基本上如在图1-图6中在10所示。真空泵10在整个本说明书中用作具有旋转输入的示例附件装置。如同所有附件装置一样具有旋转输入，真空泵10通过主动轴12的可操作连接接收其动力，主动轴12在图1的示例中旋转地支撑在总体上在14所示的燃料泵总成的结构中。燃料泵14在图1中表示为本实用新型的一个可能应用，而本实用新型的根本概念可以应用到多种领域和实践。然而，继续参考该示例，齿轮16固定到主动轴12且可以由任何可用和方便的扭矩输入包括啮合齿轮、带、链或其他传动装置驱动。在该示例中，假设齿轮16可以与凸轮轴齿轮或正时齿轮(未示出)啮合接触。主动轴12在支撑下围绕第一轴线A旋转。

齿轮16固定到主动轴12的端部且由突起如图5中所示的键保持在该处以随着轴旋转且齿轮16包括主动凸块。在所述的实施例中，主动凸块分成两部分且表示为在第一轴线A的相对侧上彼此分开的两个半凸块18，但是本领域技术人员能够构想未分成两部分的主动凸块样式。每个半凸块18具有基本上横向于第一轴线A设置的对置的接触面20。接触面20以此方式成锥形以在背向齿轮16和主动轴12的轴向方向上会聚。此外，一个半凸块18的接触面20与另一个半凸块18的相应的接触面共面。因此，主动半凸块18在邻近齿轮16处最厚并在其外端最薄。在本实用新型的公开的实施例中，每个半凸块18支撑在形成为齿轮16上的凸起的半导向槽口22中，但是可以使用替代的导向设置。半导向槽口22在直径上彼此对置且在相对于第一轴线A的径向方向上等间隔设置。

每个半凸块18包括平面24，平面24尺寸适合于在导向槽口22之间配合以保持半凸块18在轴向上可滑动的方向上且从齿轮16传递旋转运动到半凸块18。如图4所示，袋状沉孔26可以形成在每个半凸块18的背侧以落座压缩弹簧28。轴向延伸的通孔形成在每个半凸块18中在中心通过沉孔26以接收锚固(anchored)在齿轮16中的孔中的销30。销30作为导向杆允许每个半凸块18在导向槽22中的轴向滑动。弹簧28因此提供相对于齿轮16连续推挤每个半凸块18进入轴向延伸状态的偏置力。销30具有用作限制或挡片的头部以便半凸块18固定在销30上且平面24不会从相应的导向槽口22滑出。

现再次参考真空泵10，该示例的旋转装置具有支撑在真空泵10中围绕第二轴线B旋转的从动轴32。第一轴线A和第二轴线B基本上彼此平行且优选地设计为彼此共线对准。然而，在操作中和具体地在车辆发动机环境中，由于工作应力、惯性矩、负载不平衡等，轴线A、轴线B可能偶尔移动，因此在操作中具有少量未对准。制造公差以及构件的磨损也会造成轴的未对准。从动轴32包括相对半凸块18正交地支撑的从动凸块34。从动凸块34跨过第二轴线B并基本上以轴线B为中心，但不一定是单个构件或不分成两部分的构件。从动凸块34具有基本上横向于第二轴线B设置且在背向从动轴32的轴向上会聚的对置的接触面36。换言之，从动凸块34在邻近真空泵10处最厚。通过从动凸块34并在从动凸块34的接触面之间等距的平面垂直于通过主动凸块18并在主动凸块18的接触面20之间等距的平面。

基本上如在38所示的联轴器盘可最佳地在图3和图4中所示包括适合于相互连接主动轴12到从动轴32同时由于上述原因容纳适度轴未对准的单件结构。该联轴器盘38包括具有与从动凸块34的接触面36对应即互补的锥形侧壁并在中心定位的主动槽口40。主动槽口40的长度大于从动凸块34的长度，以便主动槽口40可以相对于从动凸块34在横向方向上可以滑动。联轴器盘38还可以包括一对彼此分开以接收相应的半凸块18的在直径上对置的从动半槽口42。半槽口42具有对应于半凸块18的接触面20的锥形侧壁以便可滑动地接收半凸块18同时以上述方式允许相对滑动。在公开的实施例中，每个半槽口42在其径向外端无边界。换言之，半槽口42在端部开放，从而在前部看时联轴器盘38近似呈H形外形。

当主动轴12和从动轴32结合在一起时，如图2、图5及图6所述，联轴器盘38用来在主动轴和从动轴之间传递旋转运动同时容纳轴线A和轴线B的适度未对准。更具体地，凸块和联轴器盘结构类似如图7中所示的现有技术中的十字滑块式联轴器，以当联轴器盘38的运动沿着由瞬时的轴未对准的度数决定的尺寸的圆周进行时实现基本上稳定的速度传递。因此，随着未对准的轴的每次旋转，主动槽口40相对于从动凸块34滑动，半槽口42相对于其相应的半凸块18滑动。相应的凸块接触面20、36一直与联轴器盘38中的槽口40、42保持完全的面-面接合，并通过联轴器盘38传递运动。

为消除或基本上减少柔性联轴器总成中的间隙，作用于半凸块18的每个的弹簧28提供在从动凸块34及主动凸块18和联轴器盘18之间产生连续轴向压缩力的偏置作用。更具体地，弹簧28连续推挤相应的半凸块18与其相应的半槽口42紧密楔入接合以便保持其间的完全的面-面接合。弹簧28提供的压缩力将联轴器盘38偏向到真空泵10，从而更紧密地将锥形从动凸块34落座到联轴器盘38的主动槽口40。因此通过弹簧28的偏置作用，消除在配合表面之间的间隙。当轴12、轴32旋转时，未对准将造成相应的槽口40、42相对于其相应的凸块18、34滑动，但弹簧28的偏置作用一直操作保持完全的面-面接触并消除间隙。即使构件由于磨损消耗，弹簧28的连续偏置力也可以消除系统中的间隙。

当然，本领域技术人员可以想到公开的联轴器总成的等价机械装置。例如，偏置元件可以配置为不同于线圈弹簧的其他设置或直接作用在从动凸块34上而不是作用在主动半凸块18上。替代地，偏置元件可以完全配置在联轴器盘38中以使联轴器盘扩大并靠着相应的凸块18、34。这如在图8中所述，联轴器盘38由弹簧钢板金属构造。联轴器盘38在轴向上基本上较薄且为柔性，在扭转方向上较硬和非柔性。通过在特定区域添加法兰可以调节联轴器盘在轴向上的柔性。例如，可以在槽口端部附近添加法兰以减少一对槽口接触面之间的挠曲。此外，凸块18、34的具体配置可以根据十字滑块式联轴器的任何已知形式和实施例重新设计。然而，所述的具体配置包括多种优点，包括所传递的力在共同平面中的方位，即通过联轴器盘38的主体，这可以减少或消除促使联轴器盘38倾斜到可以引进扭力柔度(torsional compliance)或间隙到系统的位置的力偶(couples)。然而，通过占去系统中尽可能多的空隙(slack)，可以减少伴随机械系统的反向扭矩传递发生的冲击负载。通过该方法，可以改进NVH问题，并减少在联轴器接触面上的磨损。

弹簧28产生的轴向力推挤主动凸块18到从动槽口42中，且由在从动凸块34及其配合槽口40之间的等量的平行力对抗。若联轴器盘38在主动凸块18处接收由摩擦力产生的倾斜力偶(tilting couple)，弹簧阻力可以偏向到从动凸块34的一端，从而产生对抗联轴器盘38的倾斜力偶。若合适地控制特定的参数，可以避免联轴器盘38的倾斜。通过保持所有凸块在共同的平面以最小化或消除倾斜力矩臂(tiltingmoment arm)，以及通过接触面的合适润滑或表面加工最小化滑动摩擦力，可以最小化倾斜力偶。通过最大化从动凸块34的长度产生较大的力矩臂，以及通过使弹簧28设置有足够的力预载(force preload)可以增加对抗联轴器盘38的倾斜的最大力偶。

因为当锥形从动凸块34从其锥形主动槽口42中移出时，联轴器盘38的倾斜会造成系统中的间隙。在两个部件之间以相同的方式产生间隙，当两个部件受压更紧密地彼此接触时该间隙消失。具有平行于彼此的主动面的常规的十字滑块联轴器随着轴向位置变化在主动面和从动面之间的间隙不会变化，因此联轴器盘的较小的倾斜不会经历相同的性能劣化。

因此，本实用新型提供无间隙或基本上减少间隙的联轴器机构以在两个旋转轴之间传递旋转运动，而不引起由于间隙造成的系统的附加的噪声、振动或不平稳性。在现有技术样式的十字滑块联轴器(图7)中的间隙来源出现在主动凸块及从动凸块和其配合联轴器盘槽口之间的界面处。在本实用新型中通过作为与在相应的凸块18、34上的锥形接触面20、36结合的偏置元件的弹簧28的作用消除间隙。在本实用新型的一个具体的应用中，真空泵10连接到燃料泵14，真空泵10提供的粘性阻尼作用可以实现进一步和有利的优点，有助于减轻如在柴油机应用中使用的高压燃料喷射泵14中产生的扭转特征(torsional signature)。

图8和图9示意性地示出主动凸块和从动凸块轴向上彼此偏移而不位于共同的平面的本实用新型的替代的不期望的情况。为方便之见，先前介绍的参考数字以100为开端表示相同或相应的部件。在该替代的情况中，应用到联轴器盘138的力偶引起系统中的扭转间隙。若从动轴线B与主动轴线A产生未对准，在从动槽口140中从动凸块134的滑动摩擦产生的力由在主动凸块118及其配合的从动槽口142之间的界面上相反的阻力对抗。若从动凸块134的接触面136与主动凸块118的接触面120不在相同的平面，则在接触面136、120之间的轴向间隔产生力矩臂，且该力矩臂和在从动凸块134及其配合的主动槽口140之间的摩擦力的量相乘产生倾向于使联轴器盘138的轴线倾斜的力偶。若联轴器盘138相对于轴线A倾斜，从动凸块134的接触面136将不再具有完全的面-面接触，且引起扭转间隙。

图10和图11描述了替代的实施例，其中联轴器盘138形成为如可以通过成本低的冲压操作形成的单个板状部件。当然，在图1-图8中在由弹簧28提供所述偏置力的本实用新型的第一公开的实施例的背景中可以实施该替代的联轴器盘138的单个板状特性。

根据相关的法律规定描述了上述实用新型，但描述本质上是示例性的而不具有限制意义。公开的实施例的修改和变体对本领域技术人员是明晰可见的且落在本实用新型的范围之内。本实用新型提供的法律保护的范围通过权利要求确定。

Claims (11)

1.一种十字滑块式联轴器总成，其在两个旋转轴之间传递旋转运动，其特征在于，所述联轴器总成包括：

在支撑下围绕第一轴线旋转的主动轴，所述主动轴包括具有横向于所述第一轴线设置的对置的接触面的主动凸块，所述接触面在背向所述主动轴的会聚的轴向上成锥形；

在支撑下围绕与所述第一轴线共线的第二轴线旋转的从动轴，所述从动轴包括对置于所述主动凸块支撑的从动凸块，所述从动凸块具有横向于所述第二轴线设置且在背向所述从动轴的会聚的轴向上成锥形的对置的接触面；及

可操作地设置在所述主动轴和从动轴之间的联轴器盘，所述联轴器盘包括主动槽口和从动槽口，所述主动槽口具有对应于所述从动凸块的所述接触面的锥形侧壁以接合所述从动凸块同时允许所述主动槽口和所述从动凸块之间的横向相对滑动，及所述从动槽口具有对应于所述主动凸块的所述接触面的锥形侧壁以接合所述主动凸块同时允许所述从动槽口和所述主动凸块之间的横向相对滑动。

2.如权利要求1所述的总成，其特征在于，还包括配置为在所述从动凸块及主动凸块的每个和所述联轴器盘之间产生连续轴向压缩力的偏置元件，所述偏置元件设置在所述从动凸块及主动凸块中的一个和相应的从动轴及主动轴之间。

3.如权利要求2所述的总成，其特征在于，所述从动凸块及主动凸块的一个分成两部分且为在相应的所述第一轴线和第二轴线的相对侧上彼此分开的半凸块。

4.如权利要求3所述的总成，其特征在于，所述偏置元件包括直接接合所述半凸块的每个的弹簧。

5.如权利要求4所述的总成，其特征在于，每个所述半凸块包括用于接收相应的弹簧的沉孔。

6.如权利要求4所述的总成，其特征在于，每个所述半凸块支撑在导向槽口中。

7.如权利要求6所述的总成，其特征在于，每个所述半凸块和相应的弹簧支撑在销上。

8.如权利要求3所述的总成，其特征在于，所述从动凸块及主动凸块中的另一个包括与相应的所述第一轴线和第二轴线相交的连续部件。

9.如权利要求8所述的总成，其特征在于，所述联轴器盘的所述主动槽口和从动槽口的一个分成两部分且为彼此分开的半槽口以接收相应的所述半凸块，所述半槽口的每个在径向外端上开放。

10.一种联轴器总成，其在真空泵的从动轴和关联于燃料泵的主动轴之间传递旋转运动同时容纳所述从动轴和所述主动轴之间的未对准，其特征在于，所述联轴器总成包括：

在支撑下在燃料泵中围绕第一轴线旋转的主动轴，所述主动轴包括在所述第一轴线的相对侧上的一对彼此分开的分成两部分的输出半凸块，所述输出半凸块的每个具有横向于所述第一轴线设置的对置的接触面，所述接触面在背向所述主动轴的轴向上会聚；

在支撑下在真空泵中围绕与所述第一轴线共线的第二轴线旋转的从动轴，所述从动轴包括对置于所述输出半凸块支撑的从动凸块，所述从动凸块具有横向于所述第二轴线设置且在背向所述从动轴的轴向上会聚的对置的接触面；及

可操作地设置在所述主动轴和从动轴之间的联轴器盘，所述联轴器盘包括主动槽口及彼此分开以接收相应的输出半凸块的一对从动半槽口，所述主动槽口具有对应于所述从动凸块的所述接触面的锥形侧壁以接合所述从动凸块同时允许所述主动槽口和所述从动凸块之间的相对滑动，所述从动半槽口的每个具有对应于所述主动半凸块的所述接触面的锥形侧壁以可滑动地接收相应的输出半凸块同时允许所述从动半槽口和所述输出半凸块之间的相对滑动。

11.一种十字滑块式联轴器总成，其在两个旋转轴之间传递旋转运动，其特征在于，所述联轴器总成包括：

在支撑下围绕第一轴线旋转的主动轴，所述主动轴包括具有正交于所述第一轴线设置的对置的接触面的主动凸块，所述接触面在背向所述主动轴的会聚的轴向上成锥形；

在支撑下围绕与所述第一轴线共线的第二轴线旋转的从动轴，所述从动轴包括对置于所述主动凸块支撑的从动凸块，所述从动凸块具有横向于所述第二轴线设置且在背向所述从动轴的会聚的轴向上成锥形的对置的接触面；及

可操作地设置在所述主动轴和从动轴之间的联轴器盘，所述联轴器盘包括主动槽口和从动槽口，所述主动槽口具有对应于所述从动凸块的所述接触面的锥形侧壁以接合所述从动凸块同时允许所述主动槽口和所述从动凸块之间的横向相对滑动，及所述从动槽口具有对应于所述主动凸块的所述接触面的锥形侧壁以接合所述主动凸块同时允许所述从动槽口和所述主动凸块之间的横向相对滑动。

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