專利名稱：多級(jí)扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于沿著傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞扭矩的扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器，具體地， 本發(fā)明涉及將車輛傳動(dòng)系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)擾動(dòng)隔離的扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器。
背景技術(shù)：
傳動(dòng)系統(tǒng)中的扭轉(zhuǎn)擾動(dòng)可能包括連續(xù)的角振蕩，因而會(huì)危害傳 動(dòng)系統(tǒng)組件的性能和可靠性。例如，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)可能在傳動(dòng)系統(tǒng)組件中 產(chǎn)生損壞、過度磨損以及噪聲。
傳動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)部件與從動(dòng)部件之間的撓性扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器可以消: 除來自發(fā)動(dòng)機(jī)擾動(dòng)(諸如發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火脈沖)的扭矩變化，并且可以減 少加載的傳動(dòng)系統(tǒng)中的相關(guān)共振和其他扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。撓性扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器可 以包括在驅(qū)動(dòng)部件與從動(dòng)部件之間提供撓性聯(lián)接的彈性體或其他彈 性元件。通過使驅(qū)動(dòng)部件與從動(dòng)部件之間的角偏轉(zhuǎn)成為對(duì)彈性體施加 的扭矩的函數(shù)，彈性體表現(xiàn)出特定的彈簧剛度性能(函數(shù))。
為了抑制振動(dòng)，特別是在諸如拖拉機(jī)和工程車輛等重型車輛的 傳動(dòng)系統(tǒng)中，對(duì)于不同的扭矩載荷和速度而言，不同的彈簧剛度性能 是更有效的。在本發(fā)明的受讓人洛德公司(Lord Corporation)的 Sweeney等人的美國(guó)專利No.5，573,462中所披露的撓性雙級(jí)聯(lián)軸器包 括串聯(lián)的彈性體聯(lián)軸器，以便為不同的扭矩范圍提供不同的阻尼彈簧
剛度。第一彈性體呈現(xiàn)出相對(duì)低的彈簧剛度，對(duì)于在第一扭矩值范圍 內(nèi)傳遞扭矩同時(shí)抑制振動(dòng)而言是有效的；而第二彈性體呈現(xiàn)出相對(duì)高 的彈簧剛度，對(duì)于在第二扭矩值范圍內(nèi)傳遞扭矩同時(shí)抑制振動(dòng)而言是 有效的。上述第一扭矩值范圍和第二扭矩值范圍由限制角偏轉(zhuǎn)的止動(dòng) 裝置限定，通過該角偏轉(zhuǎn)允許其中一個(gè)彈性體起作用，而另一個(gè)彈性 體繼續(xù)用于傳遞扭矩。Sweeney等人的專利在此通過引用的方式并入 本文。
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發(fā)明內(nèi)容
在優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明的特征在于一種扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器，其能夠 利用驅(qū)動(dòng)部件與從動(dòng)部件之間的多個(gè)并行的彈性連接器對(duì)不同的扭 矩范圍表現(xiàn)不同的彈簧剛度性能。在所述驅(qū)動(dòng)部件與從動(dòng)部件之間扭 矩傳遞的較低的第一范圍中，第一彈性連接器可以布置成獨(dú)立于所述 第二彈性連接器來傳遞扭矩，并且在所述驅(qū)動(dòng)部件與從動(dòng)部件之間扭 矩傳遞的較高的第二范圍中，所述第一彈性連接器和第二彈性連接器 可以布置成一起傳遞扭矩。
所述彈性連接器對(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)既不進(jìn)行止動(dòng)也不以其他方式進(jìn)行 機(jī)械地限制。然而，所述第二彈性連接器保持脫離扭矩傳遞，直到所 述第一彈性連接器偏轉(zhuǎn)預(yù)定的角度量(即在所述驅(qū)動(dòng)部件與從動(dòng)部件 之間己經(jīng)發(fā)生預(yù)定的角偏轉(zhuǎn)量)為止。單個(gè)彈性連接器表現(xiàn)出與傳動(dòng) 系統(tǒng)扭矩載荷的較低的第一范圍相關(guān)的用于抑制振動(dòng)的相對(duì)低的彈 簧剛度。兩個(gè)彈性連接器的組合表現(xiàn)出與傳動(dòng)系統(tǒng)扭矩載荷的較高的 第二范圍相關(guān)的用于抑制振動(dòng)的相對(duì)高的彈簧剛度。通過在較高的扭 矩載荷下組合兩個(gè)彈性連接器的扭矩傳遞能力，任何一個(gè)彈性連接器 都不要求表現(xiàn)出格外高的彈簧剛度或傳遞全部范圍的扭矩載荷。
本發(fā)明作為多級(jí)扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器的一種形式在輸入部件與輸出部件 之間具有并行的連接部分。所述輸入部件與輸出部件之間的第一傳動(dòng) 連接部分穿過第一彈性連接器延伸。所述輸入部件與輸出部件之間的 第二傳動(dòng)連接部分穿過第二彈性連接器延伸。沿著所述第二傳動(dòng)連接 部分的角運(yùn)動(dòng)連接器允許所述第二傳動(dòng)連接部分保持至少部分地脫 離與所述第一傳動(dòng)連接部分一起在所述輸入部件與輸出部件之間傳 遞扭矩，直到所述輸入部件與輸出部件相對(duì)角位移通過運(yùn)動(dòng)閾角為 止。
優(yōu)選地，在所述輸入部件與輸出部件之間的角位移小于所述運(yùn) 動(dòng)閾角時(shí)，所述第一傳動(dòng)連接部分單獨(dú)操作以在所述輸入部件與輸出 部件之間傳遞扭矩。然而，在所述角位移大于所述運(yùn)動(dòng)閾角時(shí)，所述 第一傳動(dòng)連接部分與所述第二傳動(dòng)連接部分并行接合以便在所述輸入部件與輸出部件之間傳遞扭矩。對(duì)于某些優(yōu)選實(shí)施例，此運(yùn)動(dòng)閾角
可以在10度至30度之間，更優(yōu)選在15度至25度之間，進(jìn)一步優(yōu)選 在18度至22度之間。
所述第一彈性連接器和第二彈性連接器各自表現(xiàn)出與每單位角 位移的特定扭矩量對(duì)應(yīng)的彈簧剛度性能。當(dāng)所述第一傳動(dòng)連接部分和 第二傳動(dòng)連接部分并行接合時(shí)，所述輸入部件與輸出部件之間每單位
角位移的扭矩量與所述第一彈性連接器和第二彈性連接器的彈簧剛 度之和相關(guān)。然而，在所述第二傳動(dòng)連接部分與第一傳動(dòng)連接部分并 行接合之前，所述輸入部件與輸出部件之間每單位角位移的扭矩量與 所述第一個(gè)彈性連接器的彈簧剛度更緊密相關(guān)。
所述多級(jí)聯(lián)軸器可以包括附加傳動(dòng)連接部分，所述附加傳動(dòng)連 接部分包括穿過位于所述輸入部件與輸出部件之間的第三彈性連接 器的第三傳動(dòng)連接部分。第二角運(yùn)動(dòng)連接器形成所述第三傳動(dòng)連接部 分的一部分，所述第二角運(yùn)動(dòng)連接器允許所述第三傳動(dòng)連接部分保持 至少部分地脫離與所述第一傳動(dòng)連接部分和第二傳動(dòng)連接部分一起 傳遞扭矩，直到所述輸入部件與輸出部件相對(duì)角位移通過第二運(yùn)動(dòng)閾 角為止。優(yōu)選地，所述第二運(yùn)動(dòng)閾角大于所述第一運(yùn)動(dòng)閾角。
在所述輸入部件與輸出部件之間的角位移小于所述第一運(yùn)動(dòng)閾 角時(shí)，所述第一傳動(dòng)連接部分接合以便在所述輸入部件與輸出部件之 間傳遞扭矩。在所述角位移大于所述第一運(yùn)動(dòng)閾角時(shí)，所述第一傳動(dòng) 連接部分與第二傳動(dòng)連接部分并行接合以便在所述輸入部件與輸出 部件之間傳遞扭矩。在所述角位移大于所述第二運(yùn)動(dòng)閾角時(shí)，所述第 一傳動(dòng)連接部分、第二傳動(dòng)連接部分以及第三傳動(dòng)連接部分全部并行 接合以便在所述輸入部件與輸出部件之間傳遞扭矩。
本發(fā)明作為用于抑制傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)的扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器的另一種形式 包括第一傳動(dòng)系統(tǒng)連接器和第二傳動(dòng)系統(tǒng)連接器、以及分別用于連接 所述第一傳動(dòng)系統(tǒng)連接器和第二傳動(dòng)系統(tǒng)連接器的第一彈性體和第 二彈性體。連接為與所述第一傳動(dòng)系統(tǒng)連接器一起旋轉(zhuǎn)的復(fù)合傳動(dòng)轂 具有與所述第一彈性體接合的第一接觸面和與所述第二彈性體接合 的第二接觸面。連接為與所述第二傳動(dòng)系統(tǒng)連接器一起旋轉(zhuǎn)的直接傳動(dòng)轂具有與所述第一彈性體接合的第一相對(duì)接觸面。通過角運(yùn)動(dòng)連接
器連接為與所述第二傳動(dòng)系統(tǒng)連接器一起旋轉(zhuǎn)的間接傳動(dòng)轂具有與所述第二彈性體接合的第二相對(duì)接觸面。所述角運(yùn)動(dòng)連接器具有(a)第一耦合位置，在該位置基本上獨(dú)立于所述第二彈性體通過所述第一彈性體在所述第一傳動(dòng)系統(tǒng)連接器與第二傳動(dòng)系統(tǒng)連接器之間傳遞第一個(gè)范圍的扭矩；以及(b)第二耦合位置，在該位置通過所述第一彈性體和第二彈性體這兩者在所述第一傳動(dòng)系統(tǒng)連接器與第二傳動(dòng)系統(tǒng)連接器之間傳遞更高的第二范圍的扭矩。
隨著所述第一傳動(dòng)系統(tǒng)連接器和第二傳動(dòng)系統(tǒng)連接器繞公共旋轉(zhuǎn)軸線發(fā)生相對(duì)角位移，所述角運(yùn)動(dòng)連接器可以逐漸地從所述第一耦合位置移動(dòng)到所述第二耦合位置。所述角運(yùn)動(dòng)連接器允許所述第二彈性體保持至少部分地脫離在所述第一傳動(dòng)系統(tǒng)連接器和第二傳動(dòng)系統(tǒng)連接器之間扭矩傳遞，直到所述第一傳動(dòng)系統(tǒng)連接器和第二傳動(dòng)系統(tǒng)連接器相對(duì)角位移通過運(yùn)動(dòng)閾角為止。優(yōu)選地，在所述第二彈性體完全接合以在所述第一傳動(dòng)系統(tǒng)連接器和第二傳動(dòng)系統(tǒng)連接器之間傳遞扭矩之前，所述第一彈性體以特定的角度量角切變。
所述復(fù)合傳動(dòng)轂、直接傳動(dòng)轂以及間接傳動(dòng)轂優(yōu)選與所述第一
傳動(dòng)系統(tǒng)連接器和第二傳動(dòng)系統(tǒng)連接器共用公共旋轉(zhuǎn)軸線，并且所述第一彈性體和第二彈性體優(yōu)選在公共徑向平面內(nèi)位于距所述公共旋
轉(zhuǎn)軸線不同的距離處。所述復(fù)合傳動(dòng)轂的所述第一接觸面和第二接觸面可以與所述直接傳動(dòng)轂的第一相對(duì)接觸面和所述間接傳動(dòng)轂的第二相對(duì)接觸面沿徑向交錯(cuò)。例如，所述復(fù)合傳動(dòng)轂的第一接觸面可以沿徑向位于所述直接傳動(dòng)轂的第一相對(duì)接觸面之內(nèi)，所述復(fù)合傳動(dòng)轂的第二接觸面可以沿徑向位于所述間接傳動(dòng)轂的第二相對(duì)接觸面之內(nèi)，并且所述直接傳動(dòng)轂的第一相對(duì)接觸面位于所述復(fù)合傳動(dòng)轂的第二接觸面之內(nèi)。
為了提供例如扭矩過載保護(hù)，所述第一接觸面和第一相對(duì)接觸面中的一個(gè)與所述第一彈性體結(jié)合，并且所述第一接觸面和第一相對(duì)接觸面中的另一個(gè)不是同樣也與所述第一彈性體結(jié)合，以便限制在所述復(fù)合傳動(dòng)轂與所述直接傳動(dòng)轂之間傳遞的扭矩載荷。類似地，所述
15第二接觸面和第二相對(duì)接觸面中的一個(gè)與所述第二彈性體結(jié)合，并且所述第二接觸面和第二相對(duì)接觸面中的另一個(gè)不是同樣也與所述第二彈性體結(jié)合，以便限制在所述復(fù)合傳動(dòng)轂與所述間接傳動(dòng)轂之間傳遞的扭矩載荷。所述第一傳動(dòng)系統(tǒng)連接器可以適用于與傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)軸連接，并且所述第二傳動(dòng)系統(tǒng)連接器適用于與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪連接。
另外，所述扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器可以包括第三彈性體，所述第三彈性體用于將所述第一傳動(dòng)系統(tǒng)連接器和第二傳動(dòng)系統(tǒng)連接器連接在一起。所述復(fù)合傳動(dòng)轂具有與所述第三彈性體接合的第三接觸面。第二間接傳動(dòng)轂可以通過第二角運(yùn)動(dòng)連接器與所述第二傳動(dòng)系統(tǒng)連接器連接而一起旋轉(zhuǎn)，并且可以具有與所述第三彈性體接合的第三相對(duì)接觸面。所述第二角運(yùn)動(dòng)連接器可以具有(a)第一耦合位置，在該位置通過所述第一彈性體和第二彈性體中的一個(gè)或兩個(gè)在所述第一傳動(dòng)-系統(tǒng)連接器與第二傳動(dòng)系統(tǒng)連接器之間傳遞所述第一范圍和第二范圍的扭矩；以及(b)第二耦合位置，在該位置通過所述第一彈性體、第二彈性體以及第三彈性體在所述第一傳動(dòng)系統(tǒng)連接器與第二傳動(dòng)系統(tǒng)連接器之間傳遞更高的第三范圍的扭矩。
本發(fā)明作為用于抑制傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)的多級(jí)扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器的另一種形式包括在輸入部件與輸出部件之間的多個(gè)并行的傳動(dòng)連接部分。所述多個(gè)傳動(dòng)連接部分中的每一個(gè)具有彈性構(gòu)件，所述彈性部件響應(yīng)沿著與所述彈性部件關(guān)聯(lián)的傳動(dòng)連接部分的扭矩傳遞而按照特定的彈簧剛度性能進(jìn)行角偏轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)裝置控制所述輸入部件與輸出部件之間的所述并行傳動(dòng)連接部分的不同組合的接合，從而使得有效彈簧剛度作為所述并行傳動(dòng)連接部分的不同組合中的彈性部件的彈簧剛度之和而變化。
所述并行傳動(dòng)連接部分的不同組合既可以包括單個(gè)傳動(dòng)連接部分也可以包括多個(gè)傳動(dòng)連接部分。所述驅(qū)動(dòng)裝置可布置成響應(yīng)所述輸入部件與輸出部件之間的額外扭矩的傳遞從而接合一個(gè)或多個(gè)附加傳動(dòng)連接部分。所述彈性部件優(yōu)選包括與所述輸入部件和輸出部件中的一個(gè)直接連接的切變連接器。優(yōu)選至少切變連接器中的一個(gè)與所述輸入部件和輸出部件中的另一個(gè)直接連接，并且優(yōu)選至少切變連接器中的另一個(gè)通過所述驅(qū)動(dòng)裝置與所述輸入部件和輸出部件中的另一個(gè)間接連接。所述驅(qū)動(dòng)裝置可以包括沿著并行傳動(dòng)連接部分中的至少之一的角運(yùn)動(dòng)連接器，所述角運(yùn)動(dòng)連接器允許所述一個(gè)傳動(dòng)連接部分保持至少部分地脫離扭矩傳遞，直到所述輸入部件與輸出部件相對(duì)角位移通過運(yùn)動(dòng)閾角為止。
本發(fā)明作為抑制傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)的方法的另一種形式在輸入部件與輸出部件之間沿著傳動(dòng)系統(tǒng)連接多級(jí)扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器。所述多級(jí)扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器具有并行的第一傳動(dòng)連接部分和第二傳動(dòng)連接部分，通過所述多級(jí)扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器使所述輸入部件與輸出部件相互連接。所述第一傳動(dòng)連接部分通過第一彈性部件在所述輸入部件與輸出部件之間傳遞扭矩，所述第一彈性部件允許在所述輸入部件與輸出部件之間發(fā)生相對(duì)角偏轉(zhuǎn)，該相對(duì)角偏轉(zhuǎn)為所傳遞的扭矩的函數(shù)。至少部分地限制所述第二傳動(dòng)連接部分通過第二彈性部件在所述輸入部件與輸出部件之間傳遞扭矩，直到所述輸入部件與輸出部件相對(duì)角位移通過運(yùn)動(dòng)閾角為止。在所述輸入部件與輸出部件相對(duì)角位移至少通過運(yùn)動(dòng)閾角之后，所述第二傳動(dòng)連接部分通過所述第二彈性部件在所述輸入部件與輸出部件之間傳遞扭矩。
所述第一彈性部件對(duì)于不超過所述運(yùn)動(dòng)閾角的角位移提供阻尼效果，并且所述第一彈性體和第二彈性構(gòu)件對(duì)于超過所述運(yùn)動(dòng)閾角的角位移提供組合的阻尼效果。所述第二傳動(dòng)連接部分可以逐漸地接合，以接近所述運(yùn)動(dòng)閾角。
本發(fā)明作為利用多級(jí)扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器提供過載保護(hù)的方法的另外一種形式包括在所述多級(jí)扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器的輸入部件與輸出部件之間傳遞扭矩，所述多級(jí)扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器具有沿著所述輸入部件與輸出部件之間的并行的第一傳動(dòng)連接部分和第二傳動(dòng)連接部分安裝的第一彈性部件和第二彈性部件。在對(duì)準(zhǔn)位置使所述第一彈性部件和第二彈性部件與其各自的第一傳動(dòng)連接部分和第二傳動(dòng)連接部分摩擦連接，在所述對(duì)準(zhǔn)位置上，允許所述第二傳動(dòng)連接部分保持脫離直到所述輸入部件與輸出部件相對(duì)角位移通過運(yùn)動(dòng)閾角為止。通過允許所述第一彈性部件和第二彈性部件中的至少之一暫時(shí)與第一傳動(dòng)連接部分和第二傳動(dòng)
17連接部分分離并且相對(duì)于所述第一彈性部件和第二彈性部件中的另一個(gè)相對(duì)移動(dòng)離開對(duì)準(zhǔn)位置，從而容許過載扭矩。然而，在所述第一傳動(dòng)連接部分和第二傳動(dòng)連接部分內(nèi)，所述彈性部件可以相對(duì)于彼此重新對(duì)準(zhǔn)從而恢復(fù)這樣的關(guān)系即，允許所述第二傳動(dòng)連接部分保持脫離直到所述輸入部件與輸出部件相對(duì)角位移通過運(yùn)動(dòng)閾角為止。


圖1是包括根據(jù)本發(fā)明的扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的截面的放大示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的具有兩個(gè)并行的傳動(dòng)連接部分的多級(jí)扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器的正視圖。
圖3是沿圖2中的線3-3截取的多級(jí)聯(lián)軸器的側(cè)面剖視圖。
圖4是由多級(jí)聯(lián)軸器傳遞的扭矩范圍關(guān)于聯(lián)軸器的輸入部件與輸出部件之間的角偏轉(zhuǎn)范圍的變化曲線。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的具有三個(gè)傳動(dòng)連接部分的多級(jí)扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器的示意剖視圖。
圖6是圖5的示意性扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器的局部正視圖，示出了在不同的扭矩載荷下接合第二傳動(dòng)連接部分和第三傳動(dòng)連接部分的兩個(gè)角運(yùn)動(dòng)(angular play)連接器。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了傳動(dòng)系統(tǒng)10的有限的一部分。圖1中示出了本發(fā)明所設(shè)計(jì)類型的扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器12，該扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器將傳動(dòng)軸14連接到諸如內(nèi)燃機(jī)等動(dòng)力裝置的飛輪16上。傳動(dòng)系統(tǒng)10代表多種車輛傳動(dòng)系統(tǒng)，
包括本發(fā)明尤為適用的拖拉機(jī)或施工車輛的傳動(dòng)系統(tǒng)。
圖2和圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的多級(jí)扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器20的更為詳細(xì)的視圖。多級(jí)聯(lián)軸器20包括作為常規(guī)特征的用于連接傳動(dòng)軸14的花鍵連接器22和用于連接飛輪16的法蘭24?；ㄦI連接器22和法蘭24都用作傳動(dòng)系統(tǒng)連接器。在沿著傳動(dòng)系統(tǒng)io傳遞動(dòng)力的通常方向上，可將法蘭24視作輸入部件，并且可將花鍵連接器22視作輸出部件。
18然而，可以在花鍵連接器22與法蘭24之間沿著任一方向進(jìn)行扭矩傳遞。其他傳動(dòng)系統(tǒng)連接器也可以用于將多級(jí)聯(lián)軸器20與傳動(dòng)系統(tǒng)10連接，包括鍵槽、卡箍、軸套或者法蘭與花鍵連接器的組合件。
將花鍵連接器22用鉚釘26鉚接或用其他方法固定到復(fù)合傳動(dòng)轂28上(見圖3)，該復(fù)合傳動(dòng)轂具有用于與內(nèi)彈性圈38的內(nèi)表面34和外彈性圈40的內(nèi)表面36接合的內(nèi)外同軸轂30和32。同軸轂30的接觸面42和同軸轂32的接觸面44分別與彈性圈38的內(nèi)表面34和彈性圈40的內(nèi)表面36接合。作為法蘭24的延伸部分，直接傳動(dòng)轂46包括與內(nèi)彈性圈38的外表面50摩擦接合的相對(duì)接觸面48。開口 52用于將內(nèi)彈性圈38安裝到內(nèi)同軸轂30的接觸面42與直接傳動(dòng)轂46的相對(duì)接觸面48之間的適當(dāng)位置。間接傳動(dòng)轂56包括與外彈性圈40的外表面60摩擦接合的相對(duì)接觸面58，并通過角運(yùn)動(dòng)連接器70間接與法蘭24連接。開口 62用于將外彈性圈40安裝到外同軸轂32的接觸面44與間接傳動(dòng)轂56的相對(duì)接觸面58之間的適當(dāng)位置。
角運(yùn)動(dòng)連接器70包括突起部72，該突起部72從間接傳動(dòng)轂56突出到貫穿法蘭24形成的弓形切槽或溝槽74(也見圖2)中。突起部72連同間接傳動(dòng)轂56—起繞著公共軸線76相對(duì)于法蘭24通過沿相反方向的有限角度量(即，通過運(yùn)動(dòng)閾角a)而旋轉(zhuǎn)，直到突起部72觸碰到溝槽74的端壁78和80為止。 一旦與端壁78或80接合，突起部72就可以在間接傳動(dòng)轂56與法蘭24之間傳遞扭矩。
在花鍵連接器22與法蘭24之間設(shè)置有兩個(gè)不同的傳動(dòng)連接部分82和84。這兩個(gè)傳動(dòng)連接部分共用復(fù)合傳動(dòng)轂28的一些部分。從常規(guī)輸出端開始并且朝向常規(guī)輸入端運(yùn)轉(zhuǎn)，傳動(dòng)連接部分82從復(fù)合傳動(dòng)轂28通過內(nèi)同軸轂30和內(nèi)彈性圈38而到達(dá)直接傳動(dòng)轂46，該直接傳動(dòng)轂46形成為法蘭24的延伸部分。傳動(dòng)連接部分84從復(fù)合傳動(dòng)轂28通過外同軸轂32和外彈性圈40而到達(dá)間接傳動(dòng)轂56，該間接傳動(dòng)轂通過角運(yùn)動(dòng)連接器70間接與法蘭24連接。
初始地，間接傳動(dòng)轂56的突起部72不與法蘭24中的溝槽74的端壁78和80接合，從而只有傳動(dòng)連接部分82到位以便在花鍵連接器22與法蘭24之間傳遞扭矩。內(nèi)彈性圈38用作切變連接器，并決定于外加扭矩而在其內(nèi)外表面34與50之間發(fā)生角偏轉(zhuǎn)(切變)。切
變量可以與所傳遞的扭矩成比例，或者與所傳遞的扭矩呈其他確定關(guān) 系，該切變量可以稱為"彈簧剛度"，以每切變角度的扭矩為單位。
內(nèi)彈性圈38的內(nèi)表面34與外表面50之間的角偏轉(zhuǎn)顯然也與花鍵連 接器22與法蘭24之間的角偏轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)。
假定外彈性圈40和間接傳動(dòng)轂56與復(fù)合傳動(dòng)轂28直接連接， 則間接傳動(dòng)轂56的突起部72連同花鍵連接器22 —起相對(duì)于法蘭24 偏轉(zhuǎn)。內(nèi)彈性圈38的進(jìn)一步偏轉(zhuǎn)使得突起部72旋轉(zhuǎn)到與溝槽74的 一個(gè)端壁78或另一端壁80接合，由此偏轉(zhuǎn)達(dá)到運(yùn)動(dòng)閾角a并且使花 鍵連接器22與法蘭24之間的另一傳動(dòng)連接部分84接合。通過傳動(dòng) 連接部分82和84可以傳遞額外量的扭矩。
傳動(dòng)連接部分84通過外彈性圈40的接合不限制內(nèi)彈性圈38沿 著傳動(dòng)連接部分82作進(jìn)一步偏轉(zhuǎn)，但是花鍵連接器22與法蘭24之 間的進(jìn)一步偏轉(zhuǎn)受到內(nèi)彈性圈38和外彈性圈40的組合彈簧剛度的制 約。外彈性圈40的彈簧剛度可能高于或低于內(nèi)彈性圈38的彈簧剛度， 但是伴隨著傳動(dòng)連接部分84的接合，組合彈簧剛度必然更高。由于 傳動(dòng)連接部分82和84通過彈性圈38和40并行運(yùn)轉(zhuǎn)，因此使得彈性 圈38和40的彈簧剛度相加起來。
圖4中的曲線圖標(biāo)繪出了花鍵連接器22與法蘭24之間的扭矩 (單位為Nm)范圍關(guān)于花鍵連接器22與法蘭24之間的偏轉(zhuǎn)角度(單位 為度)范圍的變化情況。將運(yùn)動(dòng)閾角a設(shè)定為20度。因此，傳動(dòng)連接 部分82通過內(nèi)彈性圈38承受花鍵連接器22與法蘭24之間的全部扭 矩載荷直到達(dá)到20度的偏轉(zhuǎn)為止，此后，額外的扭矩在傳動(dòng)連接部 分82和傳動(dòng)連接部分84之間按照彈性圈38和40各自的彈簧剛度來 分布。
從該曲線圖中顯而易見，偏轉(zhuǎn)角在O度到20度之間的有效彈簧 剛度大約等于5Nm每偏轉(zhuǎn)度數(shù)，而偏轉(zhuǎn)角在20度到40度之間的有 效彈簧剛度大約等于20Nm每偏轉(zhuǎn)度數(shù)。通過第一個(gè)20度偏轉(zhuǎn)的 5Nm每度的彈簧剛度可歸因于彈性圈38的單獨(dú)作用，而第二個(gè)20 度偏轉(zhuǎn)的20Nm每度的彈簧剛度可歸因于彈性圈38的5Nm每度的彈
20簧剛度與彈性圈40的顯然為15Nm每度的彈簧剛度的組合。
盡管在本實(shí)例中將運(yùn)動(dòng)閾角ct設(shè)定為20度以接合第二傳動(dòng)連接 部分84,但也可以使用其他運(yùn)動(dòng)閾角a來調(diào)節(jié)扭矩載荷，期望在該 扭矩載荷處獲得附加剛度來達(dá)到例如減振的目的。例如，運(yùn)動(dòng)閾角a 的優(yōu)選范圍在10度到30度，更優(yōu)選的范圍在15度到25度，進(jìn)一步 優(yōu)選的范圍在18度到22度。
在相反的扭矩加載方向之間(諸如正向與反向之間或者傳動(dòng)與 慣性滑行之間)，運(yùn)動(dòng)閾角a可以不同。在圖2中，所示為在無載荷 情況下突起部72位于溝槽74內(nèi)與端壁78和80等距離的位置上。因 此，對(duì)于相反的扭矩加載方向而言，運(yùn)動(dòng)閾角a相等。然而，通過使 突起部72在溝槽74內(nèi)角向移動(dòng)或者通過相對(duì)于突起部72的瞬時(shí)位 置加長(zhǎng)或縮短溝槽74的任一端，可使運(yùn)動(dòng)閾角a在相反的扭矩傳遞 方向之間不同。
利用法蘭24內(nèi)位于突起部72與端壁78和80之間的彈性分界 面或其他緩沖分界面，可以提供與第二傳動(dòng)連接部分84的更緩和接 合相關(guān)的過渡彈簧剛度。例如，可以將彈性墊(未示出)置于突起部72 與端壁78和80之間，從而對(duì)于接近運(yùn)動(dòng)閾角a的有限角偏轉(zhuǎn)范圍提 供與彈性圈40串聯(lián)的另一彈性體。彈性墊和彈性圈40的組合彈簧剛 度優(yōu)選處在彈性圈38的彈簧剛度與彈性圈38和40的總和彈簧剛度 之間的范圍內(nèi)，其中上述組.合彈簧剛度的倒數(shù)等于彈性墊和彈性圈 40的彈簧剛度倒數(shù)之和。
出于過載保護(hù)的目的，彈性圈38和40優(yōu)選與轂28、 46或56 中與彈性圈38和40相接合的一個(gè)具有摩擦配合。對(duì)于可能損壞傳動(dòng) 系統(tǒng)10的扭矩載荷，可使彈性圈38和40滑動(dòng)以限制過大扭矩的傳 遞。通常情況下，彈性圈38和40在對(duì)準(zhǔn)(registration)位置與其轂 28、 46或56摩擦連接，在該對(duì)準(zhǔn)位置上允許傳動(dòng)連接部分84保持 脫離，直到花鍵連接器22與法蘭24相對(duì)角位移通過運(yùn)動(dòng)閾角a為止。 通過允許兩彈性圈38和40中至少之一與第一和第二傳動(dòng)連接部分暫 時(shí)分離并且相對(duì)地移動(dòng)至與第一和第二彈性部件中的另一個(gè)不對(duì)準(zhǔn)， 可以容許過載扭矩(即，會(huì)損壞扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器12或其中安裝有扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器12的傳動(dòng)系統(tǒng)10的扭矩量)。然而，彈性部件可以在第一和第二 傳動(dòng)連接部分中相對(duì)于彼此重新對(duì)準(zhǔn)以恢復(fù)這樣的關(guān)系即，允許第 二傳動(dòng)連接部分保持脫離，直到輸入部件和輸出部件相對(duì)角位移通過 運(yùn)動(dòng)閾角為止。
重新對(duì)準(zhǔn)操作可以包括從傳動(dòng)系統(tǒng)10中取下扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器12并 且將扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器12返回到工廠或經(jīng)銷處。在將扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器12重新安 裝到傳動(dòng)系統(tǒng)中之前，可以修復(fù)對(duì)扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器12中的彈性圈38和 40或其配件的任何損壞。
以示意形式在圖5和圖6中示出的多級(jí)扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器90示出了使 用三個(gè)傳動(dòng)連接部分92、 94以及96，以在花鍵連接器98與法蘭100 之間的扭矩傳遞范圍內(nèi)提供三個(gè)不同的彈簧剛度。傳動(dòng)連接部分92、 94以及96中的每一個(gè)沿其長(zhǎng)度方向包括彈性圈102、 104或106，并 且傳動(dòng)連接部分92、 94以及96可以以不同組合接合，從而按照不同 的彈簧剛度在花鍵連接器98與法蘭100之間傳遞扭矩。
將復(fù)合傳動(dòng)轂110固定為與花鍵連接器98 —起繞著公共軸線 108旋轉(zhuǎn)，該復(fù)合傳動(dòng)轂110包括與彈性圈102的內(nèi)表面118結(jié)合 的內(nèi)傳動(dòng)轂112、與彈性圈104的內(nèi)表面120結(jié)合的中間傳動(dòng)轂114 以及與彈性圈106的內(nèi)表面122結(jié)合的外傳動(dòng)轂116。直接傳動(dòng)轂132 被固定為與法蘭100 —起繞著公共軸線108旋轉(zhuǎn)，并與彈性圈102 的外表面124摩擦接合。間接傳動(dòng)轂134通過角運(yùn)動(dòng)連接器138與法 蘭100間接連接，并與彈性圈104的外表面126摩擦接合。類似地， 間接傳動(dòng)轂136通過角運(yùn)動(dòng)連接器140與法蘭100間接連接，并與彈 性圈106的外表面128摩擦接合。
角運(yùn)動(dòng)連接器138(也見圖6)包括突起部142，該突起部從間接 傳動(dòng)轂134突出到貫穿法蘭100形成的弓形溝槽144中。在與花鍵連 接器98連接的間接傳動(dòng)轂134與法蘭100相對(duì)角偏轉(zhuǎn)通過運(yùn)動(dòng)閾角 ai之前，傳動(dòng)連接部分94基本不傳遞花鍵連接器98與法蘭100之間 的扭矩。然而，傳動(dòng)連接部分94一旦通過角運(yùn)動(dòng)連接器138而接合， 就在花鍵連接器98與法蘭100之間提供第二并行連接。
類似地，角運(yùn)動(dòng)連接器140包括突起部146,該突起部從間接傳
22動(dòng)轂136突出到貫穿法蘭100形成的弓形溝槽148中。在與花鍵連接 器98連接的間接傳動(dòng)轂136與法蘭100相對(duì)角偏轉(zhuǎn)通過運(yùn)動(dòng)閾角ot2 之前，傳動(dòng)連接部分96基本不傳遞花鍵連接器98與法蘭100之間的 扭矩。然而，傳動(dòng)連接部分96—旦通過角運(yùn)動(dòng)連接器140而接合， 就在花鍵連接器98與法蘭100之間提供第三并行連接。
無論花鍵連接器98與法蘭100之間的扭矩載荷是多少，傳動(dòng)連 接部分92都保持接合以通過其彈性圈102傳遞扭矩。在初始的扭矩 載荷范圍內(nèi)，傳動(dòng)連接部分92提供花鍵連接器98與法蘭100之間的 唯一連接，從而根據(jù)傳動(dòng)連接部分92的彈性圈102的彈簧剛度來抑 制振動(dòng)。在致使彈性圈102至少偏轉(zhuǎn)過運(yùn)動(dòng)閾角q的更高的第二扭 矩載荷范圍內(nèi)，傳動(dòng)連接部分94在花鍵連接器98與法蘭100之間增 加第二個(gè)連接，從而根據(jù)彈性圈102和104的組合彈簧剛度來抑制振 動(dòng)。在致使彈性圈102和10.4至少偏轉(zhuǎn)過運(yùn)動(dòng)閾角ot2的更高的第三 扭矩載荷范圍內(nèi)，傳動(dòng)連接部分96在花鍵連接器98與法蘭100之間 增加第三個(gè)連接，從而根據(jù)彈性圈102、 104以及106的組合彈簧剛 度來抑制振動(dòng)。
在雖然本實(shí)施例和前述實(shí)施例中使用角運(yùn)動(dòng)連接器138和140
來選擇性地使間接傳動(dòng)轂與法蘭耦合，但是也可以使用相似功能的角
運(yùn)動(dòng)連接器將間接傳動(dòng)轂連接到花鍵連接器98的延伸部分或其他傳
動(dòng)系統(tǒng)連接器上。在具有三個(gè)或更多個(gè)傳動(dòng)連接部分的設(shè)計(jì)中，其中
一個(gè)角運(yùn)動(dòng)連接器可以與輸入傳動(dòng)連接部分連接，而另一個(gè)角運(yùn)動(dòng)連
接器可以與輸出傳動(dòng)連接部分連接。另外，可以將彈性傳遞機(jī)構(gòu)與起 作用的彈性圈串聯(lián)地加入角運(yùn)動(dòng)連接器中，從而按照中等彈簧剛度接
合不同的傳動(dòng)連接部分。也可以使用其他已知類型的耦合機(jī)構(gòu)來響應(yīng) 偏轉(zhuǎn)、扭矩或旋轉(zhuǎn)速度的預(yù)定水平逐漸地接合附加傳動(dòng)連接部分。
本發(fā)明在更一般的背景中描述了有限數(shù)量的實(shí)施例，從而為本 領(lǐng)域的技術(shù)人員提供足夠的指導(dǎo)使其根據(jù)自身更具體的目的來實(shí)施 本發(fā)明。因此，在不背離本發(fā)明預(yù)期的精神和范圍的情況下，可以進(jìn) 行對(duì)于本領(lǐng)的技術(shù)人員來說很明顯的多種修改和變型。
本申請(qǐng)要求2006年6月27日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.60/816,690的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。
權(quán)利要求
1.一種多級(jí)扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器，其在輸入部件與輸出部件之間具有并行的連接部分，包括第一傳動(dòng)連接部分，其穿過所述輸入部件與輸出部件之間的第一彈性連接器；第二傳動(dòng)連接部分，其穿過所述輸入部件與輸出部件之間的第二彈性連接器；以及沿著所述第二傳動(dòng)連接部分的角運(yùn)動(dòng)連接器，所述角運(yùn)動(dòng)連接器允許所述第二傳動(dòng)連接部分保持至少部分地脫離與所述第一傳動(dòng)連接部分一起在所述輸入部件與輸出部件之間傳遞扭矩，直到所述輸入部件與輸出部件相對(duì)角位移通過運(yùn)動(dòng)閾角為止。
2. 如權(quán)利要求1所述的多級(jí)聯(lián)軸器，其中，在所述輸入部件與輸出部件之間的角位移小于所述運(yùn)動(dòng)閾角 時(shí)，所述第一傳動(dòng)連接部分可接合以便在所述輸入部件與輸出部件之 間傳遞扭矩，并且在所述輸入部件與輸出部件之間的角位移大于所述 運(yùn)動(dòng)閾角時(shí)，所述第一傳動(dòng)連接部分和所述第二傳動(dòng)連接部分可并行 接合以便在所述輸入部件與輸出部件之間傳遞扭矩。
3. 如權(quán)利要求2所述的多級(jí)聯(lián)軸器，其中， 所述運(yùn)動(dòng)閾角在10度至30度之間。
4. 如權(quán)利要求2所述的多級(jí)聯(lián)軸器，其中， 所述運(yùn)動(dòng)閾角在15度至25度之間。
5. 如權(quán)利要求2所述的多級(jí)聯(lián)軸器，其中， 所述運(yùn)動(dòng)閾角在18度至22度之間。
6. 如權(quán)利要求2所述的多級(jí)聯(lián)軸器，其中，所述第一彈性連接器和所述第二彈性連接器各自表現(xiàn)出與作為 角位移的函數(shù)的特定扭矩量對(duì)應(yīng)的彈簧剛度，并且當(dāng)所述第一傳動(dòng)連 接部分和所述第二傳動(dòng)連接部分并行接合時(shí)，所述輸入部件與輸出部 件之間作為角位移的函數(shù)的扭矩量與所述第一彈性連接器和所述第 二彈性連接器的彈簧剛度之和相關(guān)。
7. 如權(quán)利要求6所述的多級(jí)聯(lián)軸器，其中，在所述第二傳動(dòng)連接部分與所述第一傳動(dòng)連接部分并行接合之 前，所述輸入部件與輸出部件之間每單位角位移的扭矩量與所述第一 彈性連接器的彈簧剛度相關(guān)。
8. 如權(quán)利要求1所述的多級(jí)聯(lián)軸器，其中，所述第一彈性連接器和所述第二彈性連接器分別由第一彈性體 和第二彈性體形成。.
9. 如權(quán)利要求8所述的多級(jí)聯(lián)軸器，其中， 復(fù)合傳動(dòng)轂與所述輸入部件和輸出部件中之一連接，并形成所述第一傳動(dòng)連接部分和所述第二傳動(dòng)連接部分的公共部分，所述復(fù)合 傳動(dòng)轂包括與所述第一彈性體接合的第一接觸面和與所述第二彈性 體接合的第二接觸面。
10. 如權(quán)利要求9所述的多級(jí)聯(lián)軸器，其中，a) 直接傳動(dòng)轂形成所述第一傳動(dòng)連接部分的一部分，并包括與 所述第一彈性體接合的第一相對(duì)接觸面，并且b) 間接傳動(dòng)轂與所述角運(yùn)動(dòng)連接器一起形成所述第二傳動(dòng)連接 部分的一部分，并且所述間接傳動(dòng)轂包括與所述第二彈性體接合的第 二相對(duì)接觸面。
11. 如權(quán)利要求10所述的多級(jí)聯(lián)軸器，其中， 所述復(fù)合傳動(dòng)轂、所述直接傳動(dòng)轂以及所述間接傳動(dòng)轂與所述輸入部件和輸出部件共用公共旋轉(zhuǎn)軸線，并且所述第一彈性體和所述 第二彈性體在公共徑向平面內(nèi)位于距所述公共旋轉(zhuǎn)軸線不同的距離 處。
12. 如權(quán)利要求IO所述的多級(jí)聯(lián)軸器，其中，所述第一接觸面和所述第一相對(duì)接觸面中的一個(gè)與所述第一彈 性體結(jié)合，并且所述第一接觸面和所述第一相對(duì)接觸面中的另一個(gè)不 是同樣也與所述第一彈性體結(jié)合，以便限制在所述復(fù)合傳動(dòng)轂與所述 直接傳動(dòng)轂之間傳遞的扭矩載荷。
13. 如權(quán)利要求12所述的多級(jí)聯(lián)軸器，其中， 所述第二接觸面和所述第二相對(duì)接觸面中的一個(gè)與所述第二彈性體結(jié)合，并且所述第二接觸面和所述第二相對(duì)接觸面中的另一個(gè)不 是同樣也與所述第二彈性體結(jié)合，以便限制在所述復(fù)合傳動(dòng)轂與所述 間接傳動(dòng)轂之間傳遞的扭矩載荷。
14. 如權(quán)利要求1所述的多級(jí)聯(lián)軸器，還包括第三傳動(dòng)連接部分，其穿過所述輸入部件與輸出部件之間的第 三彈性連接器，并且所述角運(yùn)動(dòng)連接器是兩個(gè)或更多個(gè)角運(yùn)動(dòng)連接器 中的第一角運(yùn)動(dòng)連接器，所述運(yùn)動(dòng)閾角是兩個(gè)或更多個(gè)運(yùn)動(dòng)閾角中的第一運(yùn)動(dòng)閾角；并且所述角運(yùn)動(dòng)連接器中的第二角運(yùn)動(dòng)連接器形成所 述第三傳動(dòng)連接部分的一部分，并且所述第二角運(yùn)動(dòng)連接器允許所述 第三傳動(dòng)連接部分保持至少部分地脫離在所述輸入部件與輸出部件 之間與所述第一傳動(dòng)連接部分和所述第二傳動(dòng)連接部分一起傳遞扭 矩，直到所述輸入部件與輸出部件相對(duì)角位移通過第二運(yùn)動(dòng)閾角為 止。
15. 如權(quán)利要求14所述的多級(jí)聯(lián)軸器，其中，所述第二運(yùn)動(dòng)閾角大于所述第一運(yùn)動(dòng)閾角。
16. 如權(quán)利要求15所述的多級(jí)聯(lián)軸器，其中，在所述輸入部件與輸出部件之間的角位移小于所述第一運(yùn)動(dòng)閾 角時(shí)，所述第一傳動(dòng)連接部分可接合以便在所述輸入部件與輸出部件之間傳遞扭矩；在所述輸入部件與輸出部件之間的角位移大于所述第 一運(yùn)動(dòng)閾角時(shí)，所述第一傳動(dòng)連接部分和所述第二傳動(dòng)連接部分可并 行接合以便在所述輸入部件與輸出部件之間傳遞扭矩；并且在所述輸 入部件與輸出部件之間的角位移大于所述第二運(yùn)動(dòng)閾角時(shí)，所述第一 傳動(dòng)連接部分、所述第二傳動(dòng)連接部分以及所述第三傳動(dòng)連接部分可 并行接合以便在所述輸入部件與輸出部件之間傳遞扭矩。
17. —種扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器，其用于抑制傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)，包括 第一傳動(dòng)系統(tǒng)連接器和第二傳動(dòng)系統(tǒng)連接器；第一彈性體和第二彈性體，其分別用于連接所述第一傳動(dòng)系統(tǒng) 連接器和所述第二傳動(dòng)系統(tǒng)連接器；復(fù)合傳動(dòng)轂，其連接為與所述第一傳動(dòng)系統(tǒng)連接器一起旋轉(zhuǎn)， 并且具有與所述第一彈性體接合的第一接觸面和與所述第二彈性體 接合的第二接觸面；直接傳動(dòng)轂，其連接為與所述第二傳動(dòng)系統(tǒng)連接器一起旋轉(zhuǎn)， 并且具有與所述第一彈性體接合的第一相對(duì)接觸面；間接傳動(dòng)轂，其通過角運(yùn)動(dòng)連接器連接為與所述第二傳動(dòng)系統(tǒng) 連接器一起旋轉(zhuǎn)，并且具有與所述第二彈性體接合的第二相對(duì)接觸 面；以及所述角運(yùn)動(dòng)連接器，其具有a) 第一耦合位置，在該位置基本上獨(dú)立于所述第二彈性體通過 所述第一彈性體在所述第一傳動(dòng)系統(tǒng)連接器與所述第二傳動(dòng)系統(tǒng)連 接器之間傳遞第一范圍的扭矩；以及b) 第二耦合位置，在該位置通過所述第一彈性體和所述第二彈 性體這兩者在所述第一傳動(dòng)系統(tǒng)連接器與所述第二傳動(dòng)系統(tǒng)連接器 之間傳遞更高的第二范圍的扭矩。
18. 如權(quán)利要求17所述的扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器，其中，隨著所述第一傳動(dòng)系統(tǒng)連接器和所述第二傳動(dòng)系統(tǒng)連接器繞公 共旋轉(zhuǎn)軸線發(fā)生相對(duì)角位移，所述角運(yùn)動(dòng)連接器逐漸地從所述第一耦 合位置移動(dòng)到所述第二耦合位置。
19. 如權(quán)利要求18所述的扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器，其中， 所述角運(yùn)動(dòng)連接器允許所述第二彈性體在所述第一傳動(dòng)系統(tǒng)連接器與所述第二傳動(dòng)系統(tǒng)連接器之間保持至少部分地脫離扭矩傳遞， 直到所述第一傳動(dòng)系統(tǒng)連接器與所述第二傳動(dòng)系統(tǒng)連接器相對(duì)角位 移通過運(yùn)動(dòng)閾角為止。
20. 如權(quán)利要求19所述的扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器，其中， 在所述第二彈性體完全接合以在所述第一傳動(dòng)系統(tǒng)連接器與所述第二傳動(dòng)系統(tǒng)連接器之間傳遞扭矩之前，所述第一彈性體以特定的 角度量角切變。
21. 如權(quán)利要求19所述的扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器，其中， 所述運(yùn)動(dòng)閾角在10度至30度之間。
22. 如權(quán)利要求19所述的扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器，其中， 所述運(yùn)動(dòng)閾角在15度至25度之間。
23. 如權(quán)利要求19所述的扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器，其中， 所述運(yùn)動(dòng)閾角在18度至22度之間。
24. 如權(quán)利要求17所述的扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器，其中， 所述第一彈性體和所述第二彈性體各自表現(xiàn)出與作為角位移的函數(shù)的特定扭矩量對(duì)應(yīng)的彈簧剛度，并且當(dāng)所述角運(yùn)動(dòng)連接器位于所 述第二耦合位置時(shí)，所述第一傳動(dòng)系統(tǒng)連接器與所述第二傳動(dòng)系統(tǒng)連 接器之間作為角位移的函數(shù)的扭矩量與所述第一彈性體和所述第二彈性體的彈簧剛度之和相關(guān)。
25. 如權(quán)利要求24所述的扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器，其中，當(dāng)所述角運(yùn)動(dòng)連接器位于所述第一耦合位置時(shí)，所述第一傳動(dòng) 系統(tǒng)連接器與所述第二傳動(dòng)系統(tǒng)連接器之間每單位角位移的扭矩量 與所述第一彈性體的彈簧剛度相關(guān)。
26. 如權(quán)利要求17所述的扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器，其中， 所述復(fù)合傳動(dòng)轂、所述直接傳動(dòng)轂以及所述間接傳動(dòng)轂與所述第一傳動(dòng)系統(tǒng)連接器和所述第二傳動(dòng)系統(tǒng)連接器共用公共旋轉(zhuǎn)軸線， 并且所述第一彈性體和所述第二彈性體在公共徑向平面內(nèi)位于距所 述公共旋轉(zhuǎn)軸線不同的距離處。
27. 如權(quán)利要求26所述的扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器，其中， 所述復(fù)合傳動(dòng)轂的第一接觸面和第二接觸面與所述直接傳動(dòng)轂的第一相對(duì)接觸面和所述間接傳動(dòng)轂的第二相對(duì)接觸面沿徑向交錯(cuò)。
28. 如權(quán)利要求26所述的扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器，其中， 所述復(fù)合傳動(dòng)轂的第一接觸面沿徑向位于所述直接傳動(dòng)轂的第一相對(duì)接觸面之內(nèi)，所述復(fù)合傳動(dòng)轂的第二接觸面沿徑向位于所述間 接傳動(dòng)轂的第二相對(duì)接觸面之內(nèi)，并且所述直接傳動(dòng)轂的第一相對(duì)接 觸面位于所述復(fù)合傳動(dòng)轂的第二接觸面之內(nèi)。
29. 如權(quán)利要求17所述的扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器，其中， 所述第一接觸面和所述第一相對(duì)接觸面中的一個(gè)與所述第一彈性體結(jié)合，并且所述第一接觸面和所述第一相對(duì)接觸面中的另一個(gè)不 是同樣也與所述第一彈性體結(jié)合，以便限制在所述復(fù)合傳動(dòng)轂與所述 直接傳動(dòng)轂之間傳遞的扭矩載荷。
30. 如權(quán)利要求29所述的扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器，其中，所述第二接觸面和所述第二相對(duì)接觸面中的一個(gè)與所述第二彈 性體結(jié)合，并且所述第二接觸面和所述第二相對(duì)接觸面中的另一個(gè)不 是同樣也與所述第二彈性體結(jié)合，以便限制在所述復(fù)合傳動(dòng)轂與所述 間接傳動(dòng)轂之間傳遞的扭矩載荷。
31. 如權(quán)利要求17所述的扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器，其中，所述第一傳動(dòng)系統(tǒng)連接器適用于與傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)軸連接，并 且所述第二傳動(dòng)系統(tǒng)連接器適用于與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪連接。
32. 如權(quán)利要求17所述的扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器，還包括第三彈性體，其用于將所述第一傳動(dòng)系統(tǒng)連接器和所述第二傳 動(dòng)系統(tǒng)連接器連接在一起，并且所述復(fù)合傳動(dòng)轂具有與所述第三彈性 體接合的第三接觸面，所述間接傳動(dòng)轂是多個(gè)間接傳動(dòng)轂中的第一間接傳動(dòng)轂；第二間接傳動(dòng)轂通過第二角運(yùn)動(dòng)連接器連接為與所述第二 傳動(dòng)系統(tǒng)連接器一起旋轉(zhuǎn)，并且具有與所述第三彈性體接合的第三相 對(duì)接觸面。
33. 如權(quán)利要求32所述的扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器，其中，所述第二角運(yùn)動(dòng)連接器具有c) 第一耦合位置，在該位置通過所述第一彈性體和所述第二彈 性體中的一個(gè)或兩個(gè)在所述第一傳動(dòng)系統(tǒng)連接器與所述第二傳動(dòng)系 統(tǒng)連接器之間傳遞所述第一范圍和第二范圍的扭矩；以及d) 第二耦合位置，在該位置通過所述第一彈性體、所述第二彈 性體以及所述第三彈性體在所述第一傳動(dòng)系統(tǒng)連接器與所述第二傳 動(dòng)系統(tǒng)連接器之間傳遞更高的第三范圍的扭矩。
34. —種多級(jí)扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器，其用于抑制傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)，包括 多個(gè)并行的傳動(dòng)連接部分，其位于輸入部件與輸出部件之間，所述多個(gè)并行傳動(dòng)連接部分中的每一個(gè)具有彈性部件，所述彈性部件 響應(yīng)沿著與所述彈性部件關(guān)聯(lián)的傳動(dòng)連接部分的扭矩傳遞而按照特定的彈簧剛度進(jìn)行角偏轉(zhuǎn)；以及驅(qū)動(dòng)裝置，其控制所述輸入部件與輸出部件之間的所述并行傳 動(dòng)連接部分的不同組合的接合，從而使得所述輸入部件與輸出部件之 間的有效彈簧剛度作為所述并行傳動(dòng)連接部分的不同組合中的彈性 部件的彈簧剛度之和而變化。
35. 如權(quán)利要求34所述的多級(jí)聯(lián)軸器，其中， 所述并行傳動(dòng)連接部分的不同組合既包括單個(gè)傳動(dòng)連接部分，也包括多個(gè)傳動(dòng)連接部分。
36. 如權(quán)利要求35所述的多級(jí)聯(lián)軸器，其中， 所述驅(qū)動(dòng)裝置響應(yīng)所述輸入部件與輸出部件之間的額外扭矩的傳遞從而接合一個(gè)或多個(gè)附加傳動(dòng)連接部分。
37. 如權(quán)利要求34所述的多級(jí)聯(lián)軸器，其中， 所述彈性部件包括切變連接器，所述切變連接器與所述輸入部件和輸出部件中的一個(gè)直接連接。
38. 如權(quán)利要求37所述的多級(jí)聯(lián)軸器，其中， 至少所述切變連接器中的一個(gè)與所述輸入部件和輸出部件中的另一個(gè)直接連接，并且至少所述切變連接器中的另一個(gè)通過所述驅(qū)動(dòng) 裝置與所述輸入部件和輸出部件中的另一個(gè)間接連接。
39. 如權(quán)利要求38所述的多級(jí)聯(lián)軸器，其中， 所述驅(qū)動(dòng)裝置包括沿著所述并行傳動(dòng)連接部分中的至少之一的角運(yùn)動(dòng)連接器，所述角運(yùn)動(dòng)連接器允許所述一個(gè)傳動(dòng)連接部分保持至 少部分地脫離扭矩傳遞，直到所述輸入部件和輸出部件相對(duì)角位移通 過運(yùn)動(dòng)閾角為止。
40. —種抑制傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)的方法，包括以下步驟在輸入部件與輸出部件之間沿著傳動(dòng)系統(tǒng)連接多級(jí)扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器；所述多級(jí)扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器具有并行的第一傳動(dòng)連接部分和第二傳動(dòng) 連接部分，通過所述多級(jí)扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器使所述輸入部件與輸出部件相互連接；布置所述第一傳動(dòng)連接部分以便通過第一彈性部件在所述輸入 部件與輸出部件之間傳遞扭矩，其中所述第一彈性部件允許在所述輸 入部件與輸出部件之間發(fā)生相對(duì)角偏轉(zhuǎn)，該相對(duì)角偏轉(zhuǎn)為所傳遞的扭 矩的函數(shù)；至少部分地限制所述第二傳動(dòng)連接部分通過第二彈性部件在所 述輸入部件與輸出部件之間傳遞扭矩，直到所述輸入部件與輸出部件 相對(duì)角位移通過運(yùn)動(dòng)閾角為止；以及在所述輸入部件與輸出部件相對(duì)角位移至少通過運(yùn)動(dòng)閾角之 后，使所述第二傳動(dòng)連接部分接合以通過所述第二彈性部件在所述輸 入部件與輸出部件之間傳遞扭矩。
41. 如權(quán)利要求40所述的方法，其中，所述第一彈性部件對(duì)于不超過所述運(yùn)動(dòng)閾角的角位移提供阻尼 效果，并且所述第一彈性部件和所述第二彈性部件對(duì)于超過所述運(yùn)動(dòng) 閾角的角位移提供組合的阻尼效果。
42. 如權(quán)利要求41所述的方法，其中，使所述第二傳動(dòng)連接部分接合的步驟包括使所述第二傳動(dòng)連 接部分逐漸地接合，從而使相對(duì)角位移接近所述運(yùn)動(dòng)閾角。
43. —種利用多級(jí)扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器提供過載保護(hù)的方法，包括以下 步驟在所述多級(jí)扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器的輸入部件與輸出部件之間傳遞扭矩， 所述多級(jí)扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器具有沿著所述輸入部件與輸出部件之間的并行 的第一傳動(dòng)連接部分和第二傳動(dòng)連接部分安裝的第一彈性部件和第二彈性部件；在對(duì)準(zhǔn)位置使所述第一彈性部件和所述第二彈性部件與其各自 的第一傳動(dòng)連接部分和第二傳動(dòng)連接部分摩擦連接，在所述對(duì)準(zhǔn)位置 上，允許所述第二傳動(dòng)連接部分保持脫離直到所述輸入部件與輸出部 件相對(duì)角位移通過運(yùn)動(dòng)閾角為止；通過允許所述第一彈性部件和所述第二彈性部件的至少之一暫 時(shí)與所述第一傳動(dòng)連接部分和所述第二傳動(dòng)連接部分分離并且相對(duì) 于所述第一彈性部件和所述第二彈性部件中的另一個(gè)相對(duì)移動(dòng)離開 對(duì)準(zhǔn)位置，從而容許過載扭矩；以及在所述第一傳動(dòng)連接部分和所述第二傳動(dòng)連接部分內(nèi)使所述彈 性部件相對(duì)于彼此重新對(duì)準(zhǔn)從而恢復(fù)這樣的關(guān)系即，允許所述第二 傳動(dòng)連接部分保持脫離直到所述輸入部件與輸出部件相對(duì)角位移通 過運(yùn)動(dòng)閾角為止。
44.如權(quán)利要求43所述的方法，其中，容許過載扭矩的步驟包括允許所述第一彈性部件和所述第二 彈性部件這兩者與所述第一傳動(dòng)連接部分和所述第二傳動(dòng)連接部分 分離。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多級(jí)扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器(20)，其特征在于，在輸入部件(24)與輸出部件(22)之間具有并行的第一傳動(dòng)連接部分(82)和第二傳動(dòng)連接部分(84)。所述第一傳動(dòng)連接部分(82)穿過第一彈性連接器(38)延伸，并且所述第二傳動(dòng)連接部分(84)穿過第二彈性連接器(40)延伸。角運(yùn)動(dòng)連接器(70)在特定的扭矩載荷下接合所述第二傳動(dòng)連接部分(84)，從而通過所述扭轉(zhuǎn)聯(lián)軸器(20)以更高的彈簧剛度傳遞額外的扭矩。
文檔編號(hào)F16D3/50GK101495769SQ200780024151
公開日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2007年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月27日
發(fā)明者保羅·J·巴爾克聰 申請(qǐng)人:洛德公司