BR102013027951A2 - acoplamento de eixo flexível e método de fabricar o mesmo - Google Patents

Abstract

acoplamento de eixo flexível e método de fabricar o mesmo. a presente invenção refere-se a um acoplamento de eixo flexível que demonstra um alto desempenho ao transmitir torque e acomodar desvios posicionais, e que também é muito durável. um primeiro elemento de elastômero (82) tendo uma dureza de borracha relativamente alta é colocado circunferencialmente entre uma primeira garra (32) de um primeiro elemento de acoplamento de eixo (20) e uma segunda garra (62) de um segundo elemento de acoplamento de eixo (50), e um segundo elemento de elastômero (84, 86) tendo uma dureza de borracha menor que a do primeiro elemento de elastômero é colocado entre uma parte de superfície (superfície de extremidade) (30) do primeiro elemento de acoplamento de eixo (20) e a segunda garra (62) e/ou entre uma parte de superfície (superfície de extremidade) (60) do segundo elemento de acoplamento de eixo (50) e a primeira garra (32)

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ACOPLAMENTO DE EIXO FLEXÍVEL E MÉTODO DE FABRICAR O MESMO".

Descrição Detalhada da Invenção Campo Técnico A presente invenção diz respeito a um acoplamento de eixo flexível e a um método de fabricar o mesmo, e em particular a um acoplamento de eixo flexível usando um elemento de borracha ou um elemento de elas-tômero como um elemento intermediário do mesmo e a um método de fabricar o mesmo.

TÉCNICA ANTERIOR

Alguns dos acoplamentos flexíveis conhecidos compreendem um primeiro elemento de acoplamento de eixo fixado a uma extremidade de um primeiro elemento de eixo, um segundo elemento de acoplamento de eixo fixado a uma extremidade de um segundo elemento de eixo e um elemento de elastômero (elemento de borracha elástico) servindo como um elemento intermediário conectando os primeiro e segundo elementos de acoplamento de eixo um ao outro. Ver a JPS48-25939Y, JPH10-331863A, JP2004-286181 A, JP4315453B e a JP4621728B.

Em conexão com tais acoplamentos de eixos flexíveis, tem sido proposto melhorar a eficiência de transmissão de torque, uma capacidade para suportar compressão repetida e uma capacidade para absorver vibrações ao selecionar de forma apropriada o módulo de elasticidade de repulsão e a dureza de borracha do elemento de elastômero (ver a JP10-331863A, por exemplo), para melhorar responsividade ao aumentar a constante de mola torcional do elemento de elastômero na direção de rotação (direção circunferencial) para um nível apropriado ao selecionar adequadamente a espessura do elemento de elastômero (ver a JP4315453B, por exemplo), e para permitir que as vibrações na direção axial sejam amortecidas ao estender o elemento de elastômero na direção axial (direção de impulso) até a superfície de extremidade do elemento de acoplamento (ver a JP2004-286181 A, por exemplo).

Mesmo quando um primeiro elemento de eixo e um segundo elemento de eixo que são para ser acoplados um ao outro estão deslocados radialmente um do outro, quando as linhas axiais dos primeiro e segundo elemento de eixos estão em um ângulo uma com a outra e/ou quando a distância axial entre as extremidades opostas dos primeiro e segundo elemento de eixos é variável, um acoplamento de eixo flexível pode acomodar um desvio como este por meio da deformação elástica de um elemento de elas-tômero.

Para o elemento de elastômero ser capaz de acomodar desvios posicionais tais como deslocamento radial, deslocamento angular e deslocamento axial entre os primeiro e segundo elementos de eixo por meio de deformação elástica do mesmo, é preferível que o elemento de elastômero seja feito de material de borracha macio tendo uma dureza de borracha baixa, Por outro lado, quanto mais macio é o material elastomérico tanto maior será a deformação elástica radial do elemento de elastômero ao transmitir um dado torque entre os primeiro e segundo elementos de eixo.

Portanto, quando um material de borracha macio é usado como o elemento de elastômero com o propósito de acomodar o desvio posicionai entre os primeiro e segundo elementos de eixo, não somente a diferença angular rotacional entre os primeiro e segundo elementos de eixo pode aumentar para um nível não aceitável, mas também a durabilidade do elemento de elastômero pode ser reduzida e a vida útil do acoplamento de eixo pode ser reduzida.

Se o elemento de elastômero for feito de um material de borracha duro, a diferença angular rotacional entre os primeiro e segundo elementos de eixo não pode aumentar para um nível não aceitável, e a durabilidade do elemento de elastômero pode não ser reduzida. Entretanto, quando existe um desvio posicionai significativo entre os primeiro e segundo elementos de eixo, tal como frequentemente é o caso onde um acoplamento de eixo flexível é exigido, o desvio posicionai causa uma tensão permanente no elemento de elastômero além da tensão causada pela transmissão de torque normal.

Em particular, a tensão por causa do desvio posicionai entre as duas partes de acoplamento de eixo pode ser produzida em partes muito localizadas do elemento de elastômero, e isto pode causar uma fadiga ou outros danos imprevisíveis ao elemento de elastômero. Também, o uso de um material de borracha duro como o elemento de elastômero pode reduzir a capacidade do acoplamento de eixo para acomodar o desvio posicionai entre os primeiro e segundo elementos de eixo.

Também é concebível colocar o material de elastômero somente em partes do acoplamento de eixo flexível onde o material de elastômero é carregado unicamente pelo torque que é para ser transmitido, e não pelas tensões causadas pelo desvio angular e outros desvios posicionais entre os primeiro e segundo elementos de acoplamento de eixo do acoplamento de eixo flexível. Por exemplo, cada elemento de acoplamento de eixo pode ser provido com uma pluralidade de garras arranjadas circunferencialmente em um intervalo angular regular e se projetando na direção do outro elemento de acoplamento de eixo de tal maneira que as garras dos dois elementos de acoplamento de eixo penetram umas nas outras. Se o material de elastômero for colocado somente nas folgas circunferenciais entre as garras adjacentes, o material de elastômero recebe inteiramente o carregamento causado pela transmissão de torque, mas não é submetido substancialmente aos carregamentos por causa dos desvios posicionais entre os dois elementos de acoplamento de eixo. Entretanto, a matriz de moldagem que seria exigida para fabricar um acoplamento de eixo flexível como este é tão complexa que um custo de fabricação relativamente alto seria exigido.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Em virtude de tais problemas da técnica anterior, um objetivo primário da presente invenção é eliminar os problemas associados com as exigências conflitantes em um acoplamento de eixo flexível, e fornecer um acoplamento de eixo flexível que demonstre um alto desempenho ao transmitir torque e acomode desvios posicionais, e que também seja muito durável.

De acordo com a presente invenção, tais objetivos podem ser alcançados ao fornecer um acoplamento flexível 10, compreendendo um primeiro elemento de acoplamento de eixo 20 fixado a uma extremidade de um primeiro elemento de eixo 100; um segundo elemento de acoplamento de eixo 50 fixado a uma extremidade de um segundo elemento de eixo 110; e um elemento de elastômero 80 conectando os primeiro e segundo elementos de acoplamento de eixo um ao outro, em que os primeiro e segundo elementos de acoplamento de eixo são providos com partes de superfícies 30, 60 opostas uma à outra; o primeiro elemento de acoplamento de eixo é provido com uma primeira garra 32 se projetando da parte de superfície do mesmo na direção da parte de superfície do segundo elemento de acoplamento de eixo; o segundo elemento de acoplamento de eixo é provido com uma segunda garra 62 se projetando da parte de superfície do mesmo na direção da parte de superfície do primeiro elemento de acoplamento de eixo; as primeiras e segundas garras são deslocadas angularmente uma da outra a fim de ficarem espaçadas circunferencialmente uma da outra, e são espaçadas axialmente das partes de superfícies opostas dos segundo e primeiro elementos de acoplamento de eixo, respectivamente; e um primeiro elemento de elastômero 82 tendo uma dureza de borracha relativamente alta é colocado circunferencialmente entre as primeiras e segundas garras, e um segundo elemento de elastômero 84, 86 tendo uma dureza de borracha menor que a do primeiro elemento de elastômero é colocado entre a parte de superfície do primeiro elemento de acoplamento de eixo e a segunda garra e/ou entre a parte de superfície do segundo elemento de acoplamento de eixo e a primeira garra.

De acordo com esta estrutura, o desvio posicionai entre o primeiro elemento de eixo 100 e o segundo elemento de eixo 110 pode ser acomodado pelo segundo elemento de elastômero relativamente macio 84, 86. Deve ser notado que os termos "macio" e "duro" tais como usados neste documento significam as propriedades de "concordante (baixa rigidez)" e "rígido (alta rigidez)" do material elastomérico. Portanto, por causa de o segundo elemento de elastômero ser relativamente macio, ele produz menos tensão para um dado esforço ou uma dada deformação, tal como o oposto ao primeiro elemento de elastômero que produz uma tensão relativamente grande para um dado esforço ou deformação por causa de o primeiro elemento de elastômero ser relativamente duro.

Os primeiro e segundo elementos de eixo não têm que ser ambos elementos de eixo normais. Por exemplo, um dos elementos de eixo pode consistir de uma parte de um dispositivo para fornecer um torque ou receber um torque que pode não ser considerada como um elemento de eixo em um sentido normal. A transmissão de torque entre o primeiro elemento de eixo 100 e o segundo elemento de eixo 110 é efetuada por meio do primeiro elemento de elastômero relativamente duro 82. Portanto, o primeiro elemento de elastômero 82 não é submetido constantemente à deformação elástica inicial por causa do desvio posicionai entre o primeiro elemento de eixo 100 e o segundo elemento de eixo 110, e o aumento excessivo no desvio angular entre o primeiro elemento de eixo 100 e o segundo elemento de eixo 110 na direção de rotação pode ser evitado de maneira que a durabilidade do primeiro elemento de elastômero 82 possa ser aumentada.

Preferivelmente, no acoplamento de eixo flexível da presente invenção, a parte de superfície 30 do primeiro elemento de acoplamento de eixo 20 é oposta à superfície de extremidade 64 da segunda garra 62 e a parte de superfície 60 do segundo elemento de acoplamento de eixo 50 é oposta à superfície de extremidade 34 da primeira garra 32, em cada caso por planos que são paralelos um ao outro e perpendiculares à direção axial, e o segundo elemento de elastômero 84, 86 é colocado entre os planos mutuamente opostos como uma camada.

De acordo com este arranjo, mesmo quando um deslocamento angular relativo é produzido entre os primeiro e segundo elementos de acoplamento de eixo 20, 50 na direção de rotação à medida que torque é transmitido entre os primeiro e segundo elementos de acoplamento de eixo 20, 50, o segundo elemento de elastômero 84, 86 somente sofre uma deformação por torção, e não está sujeito a qualquer deformação compressiva axial significativa. Portanto, nenhum carregamento axial não é produzido entre o primeiro elemento de eixo 100 conectado ao primeiro elemento de acopla- mento de eixo 20 e o segundo elemento de eixo 110 conectado ao segundo elemento de acoplamento de eixo 50.

Preferivelmente, no acoplamento de eixo flexível da presente invenção, o primeiro elemento de elastômero 82 é unido a pelo menos uma parte das superfícies opostas circunferencialmente das primeiras e segundas garras 32, 62, o segundo elemento de elastômero 84, 86 é unido à parte de superfície 30 do primeiro elemento de acoplamento de eixo 20 e/ou à parte de superfície 60 do segundo elemento de acoplamento de eixo 50, e os primeiro e segundo elementos de elastômero 82, 84, 86 são providos com superfícies de extremidades axiais mutuamente opostas que são unidas umas às outras. O primeiro elemento de elastômero e o segundo elemento de elastômero podem consistir de peças individuais de elementos de elastômero que são unidas às várias partes ao usar um agente de união, mas mais preferivelmente moldadas no local como um único elastômero, e unido um ao outro e às outras partes pelo menos parcialmente por meio de vulca-nização que ocorre durante o processo de moldar o primeiro elemento de elastômero e o segundo elemento de elastômero.

Assim, o primeiro elemento de acoplamento de eixo 20 e o segundo elemento de acoplamento de eixo 50 são unidos um ao outro unicamente pelos primeiro e segundo elementos de elastômero 82, 84, 86 em ambas as direções circunferencial e axial. A presente invenção também fornece um método de fabricar o acoplamento de eixo flexível discutido anteriormente, e este método compreende uma primeira etapa de unir o segundo elemento de elastômero 84, 86 a uma das partes de superfícies 30, 60 dos primeiro e segundo elementos de acoplamento de eixo 20, 50 ao usar uma primeira matriz de molda-gem 120; e uma segunda etapa de colocar os primeiro e segundo elementos de acoplamento de eixo 20, 50 nas posições acabadas dos mesmos, e preencher fixamente com o primeiro elemento de elastômero 82 um espaço circunferencial definido entre as primeiras e segundas garras 32, 62 por meio de vulcanização ao usar uma segunda matriz de moldagem 130.

Portanto, na segunda etapa, o segundo elemento de elastômero serve como uma parte da segunda matriz de moldagem, e o elemento total de elastômero ou a montagem do primeiro elemento de elastômero e do segundo elemento de elastômero 84, 86 pode ser moldada ao usar matrizes de moldagem simples.

De acordo com este método, o primeiro elemento de elastômero 82 pode ser unido às superfícies opostas circunferencialmente das primeiras e segundas garras 32, 62 por meio de vulcanização, e o segundo elemento de elastômero 84, 86 pode ser unido à parte de superfície 30 do primeiro elemento de acoplamento de eixo 20 e/ou à parte de superfície 60 do segundo elemento de acoplamento de eixo 50. Além disso, o primeiro elemento de elastômero 82 pode ser unido ao segundo elemento de elastômero 84, 86 nas superfícies de extremidades mutuamente opostas do mesmo por meio de vulcanização para completar o acoplamento de eixo flexível 10.

De acordo com o acoplamento de eixo flexível da presente invenção, os primeiro e segundo elementos de elastômero são feitos de materiais de borracha diferentes tendo durezas de borracha diferentes a fim de reproduzir funções diferentes de tal maneira que as exigências mutuamente conflitantes podem ser resolvidas favoravelmente. Como resultado, a presente invenção fornece um acoplamento de eixo flexível que é superior tanto na capacidade para transmitir torque quanto para acomodar desvios posicionais, e é muito durável ao mesmo tempo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 é uma vista em perspectiva mostrando um acoplamento de eixo flexível incorporando a presente invenção; A Figura 2 é uma vista explodida em perspectiva do acoplamento de eixo flexível de acordo com a presente invenção; A Figura 3 é uma vista explodida em perspectiva do acoplamento de eixo flexível com um primeiro elemento de elastômero omitido na ilustração; A Figura 4 é um diagrama mostrando uma primeira etapa do método de fabricar o acoplamento de eixo flexível usando uma primeira matriz de moldagem de acordo com a presente invenção; e A Figura 5 é um diagrama mostrando uma segunda etapa do método de fabricar o acoplamento de eixo flexível usando uma segunda matriz de moldagem de acordo com a presente invenção. DESCRIÇÃO DA(S) MODALIDADE(S) PREFERIDA(S) Uma modalidade do acoplamento de eixo flexível de acordo com a presente invenção é descrita a seguir com referência às Figuras 1 a 3. O acoplamento de eixo flexível 10 inclui um primeiro elemento de acoplamento de eixo 20 configurado para ser fixado a uma extremidade de um primeiro elemento de eixo 100, um segundo elemento de acoplamento de eixo 50 configurado para ser fixado a uma extremidade oposta de um segundo elemento de eixo 110 e um elemento de elastômero 80 servindo como um elemento intermediário que conecta os primeiro e segundo elementos de acoplamento de eixo 20 e 50 um ao outro em uma relação coaxi-al. O primeiro elemento de acoplamento de eixo 20 é provido com uma forma anular e é formado com um furo central passante 22 para receber o primeiro elemento de eixo 100 no mesmo, um rasgo radial 24 se estendendo radialmente e tendo uma extremidade aberta na superfície circunfe-rencial externa do mesmo e uma fenda circunferencial 26 se estendendo em volta de uma grande parte do mesmo incluindo uma parte onde o rasgo radial 24 é formado. De forma similar, o segundo elemento de acoplamento de eixo 50 é provido com uma forma anular e é formado com um furo central passante 52 para receber o segundo elemento de eixo 110 no mesmo, um rasgo radial 54 se estendendo radialmente e tendo uma extremidade aberta na superfície circunferencial externa do mesmo e uma fenda circunferencial 56 estendendo em volta de uma grande parte do mesmo incluindo uma parte onde o rasgo radial 54 é formado. O rasgo radial 24 do primeiro elemento de acoplamento de eixo 20 e o rasgo radial 54 do segundo elemento de acoplamento de eixo 50 ficam em um ângulo rotacional de 90 graus um em relação ao outro. O primeiro elemento de acoplamento de eixo 20 é formado com um furo de recebimento de parafuso (não mostrado nos desenhos) e um furo rosqueado (não mostrado nos desenhos) em um e outro lado do rasgo radial 24. Um parafuso de fixação 28 é passado pelo furo de recebimento de parafuso e atarraxado no furo rosqueado a fim de se estender através do rasgo radial 24. Ao apertar o parafuso de fixação 28, o rasgo radial 24 é reduzido em largura e o furo passante 22 é reduzido em diâmetro de maneira que o primeiro elemento de eixo 100 tendo a extremidade do mesmo recebida no furo passante 22 fica integralmente unido ao primeiro elemento de acoplamento de eixo 20.

Igualmente, o segundo elemento de acoplamento de eixo 50 é formado com um furo de recebimento de parafuso (não mostrado nos desenhos) e um furo rosqueado (não mostrado nos desenhos) em um e outro lado do rasgo radial 54. Um parafuso de fixação 58 é passado pelo furo de recebimento de parafuso e atarraxado no furo rosqueado a fim de se estender através do rasgo radial 54. Ao apertar o parafuso de fixação 58, o rasgo radial 54 é reduzido em largura e o furo passante 52 é reduzido em diâmetro de maneira que o segundo elemento de eixo 110 tendo a extremidade do mesmo recebida no furo passante 52 fica integralmente unido ao segundo elemento de acoplamento de eixo 50.

Cada uma das extremidades mutuamente opostas dos primeiro e segundo elementos de acoplamento de eixo 20 e 50 é formada como uma parte de superfície plana 30, 60. As partes de superfícies planas 30 e 60 são opostas uma à outra em uma relação de mutuamente paralelas ao se estenderem perpendicularmente à direção (axial) de impulso. A parte de superfície plana 30 é formada integralmente com um par das primeiras garras 32 se projetando na direção da outra parte de superfície plana 60. De forma similar, a parte de superfície plana 60 é formada integralmente com um par das segundas garras 62 se projetando na direção da outra parte de superfície plana 30. Cada uma de as primeiras e segundas garras 32 e 62 é provida com uma superfície de extremidade plana 34, 64 se estendendo perpendicularmente à direção (axial) de impulso.

As primeiras garras 32 são deslocadas angularmente uma da outra por 180 graus ao longo da direção circunferencial, e assim são as se- gundas garras 62. As primeiras garras 32 são deslocadas angularmente das segundas garras 62 por 90 graus. As primeiras e segundas garras 32 e 62 estão em uma relação de sobreposição por um certo comprimento axial tal como visto na direção circunferencial. Também, uma certa folga axial é definida entre as superfícies de extremidades das primeiras e segundas garras 32 e 62 e as partes de superfícies planas opostas 30 e 60 dos segundo e primeiro elementos de acoplamento de eixo 50 e 20, respectivamente. Mais especificamente, a superfície de extremidade 34 de cada primeira garra 32 fica oposta à parte de superfície plana 60 correspondente com uma certa folga em uma relação de mutuamente paralelas, e a superfície de extremidade 64 de cada segunda garra 62 fica oposta à parte de superfície plana 30 correspondente em uma certa folga em uma relação de mutuamente paralelas.

Cada uma das folgas circunferenciais entre as primeiras e segundas garras é preenchida com um primeiro elemento de elastômero 82 tendo uma dureza de borracha relativamente alta e vulcanizado na mesma. Um segundo elemento de elastômero 84, tendo uma dureza de borracha menor que a do primeiro elemento de elastômero 82, é fixado à superfície total da parte de superfície plana 30 (excluindo as partes onde a primeiras garras 32 são fornecidas) e às superfícies de extremidades 64 das segundas garras 62 como uma camada de uma espessura uniforme por meio de vul-canização (ligação transversal). Igualmente, um segundo elemento de elastômero 86, tendo uma dureza de borracha menor que a do primeiro elemento de elastômero 82, é fixado à superfície total da parte de superfície plana 60 (excluindo as partes onde as segundas garras 62 são fornecidas) e às superfícies de extremidades 34 das primeiras garras 32 como uma camada de uma espessura uniforme por meio de vulcanização.

Na modalidade ilustrada, cada um dos elementos de elastômero 82, 84 e 86 é provido com uma camada circunferencial que se estende sobre a circunferência total do mesmo. Portanto, quando o acoplamento de eixo 10 está montado finalmente, estas camadas circunferenciais dos elementos de elastômero 82, 84 e 86 definem um perfil externo cilíndrico inteiramente fe- chado da parte flexível do acoplamento de eixo 10.

As superfícies de extremidades axiais do primeiro elemento de elastômero 82 ficam opostas às superfícies de extremidades dos segundos elementos de elastômero 84 e 86, respectivamente, em uma relação de mutuamente paralelas e são unidas a elas por meio de vulcanização. Em outras palavras, os segundos elementos de elastômero 84 e 86 são providos com superfícies de extremidades que ficam opostas às superfícies de extremidades correspondentes do primeiro elemento de elastômero 82, e estas superfícies de extremidades opostas são unidas umas às outras por meio de vulcanização. Assim, o elemento intermediário 80 consiste de um elemento de elastômero combinado formado ao unir os dois segundos elementos de elastômero 84 e 86 às superfícies de extremidades opostas do primeiro elemento de elastômero 82. A dureza de borracha do primeiro elemento de elastômero 82 preferivelmente é selecionada de tal maneira que o elemento de elastômero 82 não experimenta qualquer deformação compressiva excessiva ao transmitir torque entre o primeiro elemento de acoplamento de eixo 20 e o segundo elemento de acoplamento de eixo 50 (ou entre o primeiro elemento de eixo 100 e o segundo elemento de eixo 110), e uma durabilidade adequada pode ser alcançada, a dureza de borracha preferida do primeiro elemento de elastômero 82 estando tipicamente na faixa de 50 a 80 (JIS A50 a JIS A80). A dureza de borracha dos segundos elementos de elastômero 84 e 86 preferivelmente é selecionada de tal maneira que um desvio posicionai entre o primeiro elemento de eixo 100 e o segundo elemento de eixo 110 pode ser acomodado por meio de deformação elástica, e tipicamente está na faixa de 30 a 40 (JIS A30 a JIS A40). Adicionalmente, o primeiro elemento de acoplamento de eixo 20 e o segundo elemento de acoplamento de eixo 50 tipicamente são feitos de material metálico, cerâmico ou plástico duro para uma resistência mecânica alta, mas também podem ser feitos de material elasto-mérico tendo um coeficiente de amortecimento adequado dependendo de cada aplicação particular. O primeiro elemento de elastômero 82 e os segundos elementos de elastômero 84 e 86 podem ser feitos de qualquer material elastomérico, tal como borracha de nitrila, borracha de uretano, polímero de poliuretano, etc., e podem ter diferentes durezas de borracha e coeficientes de amortecimento ao usar um mesmo material de borracha tendo composições diferentes ou ao usar materiais de borracha diferentes.

Neste acoplamento flexível 10, o desvio posicionai entre o primeiro elemento de eixo 100 e o segundo elemento de eixo 110, tal como um deslocamento radial, um deslocamento angular e um deslocamento axial, pode ser acomodado pelos segundos elementos de elastômero 84 e 86 que são relativamente macios sem exigir uma deformação elástica do primeiro elemento de elastômero 82. A transmissão de torque entre o primeiro elemento de eixo 100 e o segundo elemento de eixo 110 é executada primariamente pelo primeiro elemento de elastômero 82 que é relativamente duro. Portanto, não é exigido do primeiro elemento de elastômero 82 ficar constantemente submetido a uma deformação elástica inicial por causa do desvio posicionai entre o primeiro elemento de eixo 100 e o segundo elemento de eixo 110, de maneira que a diferença angular entre o primeiro elemento de eixo 100 e o segundo elemento de eixo 110 na direção de rotação é impedida de se tornar excessiva, e a durabilidade do primeiro elemento de elastômero 82 não é comprometida.

Assim, ao ter o primeiro elemento de elastômero 82 e os segundos elementos de elastômero 84 e 86 que são feitos de materiais de borracha diferentes tendo durezas de borracha diferentes exercendo funções diferentes, os problemas associados com as exigências mutuamente conflitantes podem ser eliminados, e o acoplamento flexível 10 pode ser tornado superior tanto no desempenho de transmissão de torque quanto no desempenho de acomodação de desvio posicionai enquanto mantendo os benefícios de uma alta durabilidade. A parte de superfície plana 30 do primeiro elemento de acoplamento de eixo 20 e a superfície de extremidade 64 de cada segunda garra 62 são opostas uma à outra, ambas se estendendo em uma relação de mutuamente paralelas, e a parte de superfície plana 60 do segundo elemento de acoplamento de eixo 50 e a superfície de extremidade 34 de cada primeira garra 32 são opostas uma à outra, ambas se estendendo em uma relação de mutuamente paralelas. Os segundos elementos de elastômero 84 e 86 são colocados entre estas partes opostas como uma camada de uma espessura constante. Portanto, quando torque é transmitido entre os primeiro e segundo elementos de acoplamento de eixo 84 e 86, e a deformação elástica resultante do primeiro elemento de elastômero 82 causa um deslocamento angular rotacional relativo entre os primeiro e segundo elementos de acoplamento de eixo 84 e 86, os segundos elementos de elastômero 84 e 86 são meramente torcidos, e não são submetidos a qualquer deformação compressiva axial. Portanto, nenhuma força axial substancial não é produzida entre o primeiro elemento de eixo 100 conectado ao primeiro elemento de acoplamento de eixo 20 e o segundo elemento de eixo 110 conectado ao segundo elemento de acoplamento de eixo 50. O primeiro elemento de elastômero 82 é unido às superfícies opostas circunferencialmente das primeiras e segundas garras 32 e 62 por meio de vulcanização, os segundos elementos de elastômero 84 e 86 são unidos às partes de superfícies planas 30 e 60 dos primeiro e segundo elementos de acoplamento de eixo 20 e 50 por meio de vulcanização, e o primeiro elemento de elastômero 82 é unido aos segundos elementos de elastômero 84 e 86 nas superfícies de extremidades axiais opostas dos mesmos por meio de vulcanização. Portanto, os primeiro e segundo elementos de acoplamento de eixo 20 e 50 são unidos tanto na direção circunferencial quanto na direção axial unicamente pelo primeiro elemento de elastômero 82 e pelos segundos elementos de elastômero 84 e 86.

Um método de fabricar o acoplamento de eixo flexível 10 é descrito a seguir com referência às Figuras 1 a 5.

Antes de qualquer coisa, como uma primeira etapa, uma peça em bruto de primeiro elemento de acoplamento de eixo 21 é colocada dentro de uma primeira matriz de moldagem 120 consistindo de duas metades tal como mostrado na Figura 4. A peça em bruto de primeiro elemento de acoplamento de eixo 21 consiste de um elemento cilíndrico formado com as primeiras garras 32 ou o primeiro elemento de acoplamento de eixo 20 menos o furo passante 22, o rasgo radial 24, a fenda circunferencial 26, o furo de recebimento de parafuso e o furo rosqueado. Quando a primeira matriz de moldagem 120 é fechada com a peça em bruto de primeiro elemento de acoplamento de eixo 21 recebida dentro da mesma, uma câmara é 122 é definida entre a parte de superfície plana 30 da peça em bruto de primeiro elemento de acoplamento de eixo 21 (excluindo as partes onde a primeiras garras 32 são formadas) e a superfície interna oposta da primeira matriz de moldagem 120.

Material elastomérico fundido sob pressão é injetado na câmara 122 via portas (não mostradas nos desenhos) que são fornecidas em partes adequadas da primeira matriz de moldagem 120, e vulcanizado dentro da mesma. Como resultado, o segundo elemento de elastômero 84 é formado sobre a parte de superfície plana 30 da peça em bruto de primeiro elemento de acoplamento de eixo 21 como uma camada de uma espessura pré-escrita.

Então, uma peça em bruto de segundo elemento de acoplamento de eixo 51 é colocada dentro da primeira matriz de moldagem 120 em um modo similar ao do primeiro acoplamento de eixo peça em bruto elemento 21. A peça em bruto de segundo elemento de acoplamento de eixo 51 consiste de um elemento cilíndrico formado com as segundas garras 62 ou o segundo elemento de acoplamento de eixo 50 menos o furo passante 52, o rasgo radial 54, a fenda circunferencial 56, o furo de recebimento de parafuso e o furo rosqueado. Quando a primeira matriz de moldagem 120 é fechada com a peça em bruto de segundo elemento de acoplamento de eixo 51 recebida dentro da mesma, uma câmara 122 é definida entre a parte de superfície plana 60 da peça em bruto de segundo elemento de acoplamento de eixo 51 (excluindo as partes onde as segundas garras 62 são formadas) e a superfície interna oposta da primeira matriz de moldagem 120.

Material elastomérico fundido sob pressão é injetado na câmara 122, e vulcanizado dentro da mesma. Como resultado, o segundo elemento de elastômero 86 é formado sobre a parte de superfície plana 60 da peça em bruto de segundo elemento de acoplamento de eixo 51 como uma camada de uma espessura pré-escrita.

Se a primeira matriz de moldagem 120 for provida com um par de cavidades de maneira que duas peças em bruto possam ser processadas ao mesmo tempo, a união do segundo elemento elástico 84 à peça em bruto de primeiro elemento de acoplamento de eixo 21 por meio de vulcanização e a união do segundo elemento elástico 86 à peça em bruto de segundo elemento de acoplamento de eixo 51 por meio de vulcanização podem ser executadas simultaneamente.

Como resultado das etapas precedentes, a peça em bruto de primeiro elemento de acoplamento de eixo 21 é provida com o segundo elemento de elastômero 84 que é unido à parte de superfície plana 30 da mesma (excluindo as partes onde a primeiras garras 32 são formadas) como uma camada de uma espessura pré-escrita, e a peça em bruto de segundo elemento de acoplamento de eixo 51 é provida com o segundo elemento de elastômero 86 que é unido à parte de superfície plana 60 da mesma (excluindo as partes onde as segundas garras 62 são formadas) como uma camada de uma espessura pré-escrita, tal como mostrado na Figura 3.

Para posicionar angularmente as peças em bruto de primeiro e de segundo elemento de acoplamento de eixo 21 e 51 com relação à direção de rotação tal como será exigido na etapa seguinte, a superfície do segundo elemento de elastômero 84 oposta à parte de superfície plana 60 da peça em bruto de segundo elemento de acoplamento de eixo 51 é formada com um par dos rebaixos 85 (ver a Figura 2) configurados para receber as pontas das segundas garras 62 correspondentes, e a superfície do segundo elemento de elastômero 86 oposta à parte de superfície plana 30 da peça em bruto de primeiro elemento de acoplamento de eixo 21 é formada com um par dos rebaixos 87 (ver a Figura 2) configurados para receber as pontas das primeiras garras 32 correspondentes. Estes rebaixos 85 e 87 são fornecidos para o propósito de posicionar angularmente as duas peças em bruto de elementos de acoplamento de eixo 21 e 51 uma em relação à outra durante o processo de fabricação, e deste modo podem ser rasos em que qualquer transmissão de torque substancial não é alcançada pelas primeiras e segundas garras 32 e 34 encaixando parcialmente nos rebaixos correspondentes 85 e 87 por causa da maciez do material dos segundos elementos de elastômero 84 e 86.

Na modalidade ilustrada, as superfícies de extremidades 34 e 64 das primeiras e segundas garras 32 e 62 não estão unidas às superfícies de fundo dos rebaixos 85 e 87, respectivamente. Pode ser vantajoso evitar tensões localizadas ao acomodar os desvios posicionais entre os dois elementos de acoplamento de eixo 20 e 50. Entretanto, as superfícies de extremidades 34 e 64 das primeiras e segundas garras 32 e 62 também podem ser unidas às superfícies de fundo dos rebaixos 85 e 87, respectivamente, sem divergir do espírito da presente invenção. Como uma questão de fato, estes rebaixos 85 e 87 podem ser omitidos sem divergir do espírito da presente invenção se outro recurso para posicionar angularmente as duas peças em bruto de elementos de acoplamento de eixo 21 e 51 uma em relação à outra durante o processo de fabricação for fornecido.

Em seguida, tal como uma segunda etapa, as duas peças em bruto de elementos de acoplamento de eixo 21 e 51 tendo os segundos elementos de elastômero 84 e 86 unidos a elas por meio de vulcanização são colocadas dentro de uma segunda matriz de moldagem 130 consistindo de duas metades tal como mostrado na Figura 5, em uma mesma relação posicionai tal como no estado acabado mostrado na Figura 1. As duas peças em bruto de elementos de acoplamento de eixo 21 e 51 podem ser posicionadas de tal maneira que as primeiras e segundas garras 32 e 62 ficam deslocadas angularmente por 90 graus umas das outra na direção de rotação ao colocar as pontas das primeiras garras 32 dentro dos rebaixos correspondentes 87 e as pontas das segundas garras 62 dentro dos rebaixos correspondentes 85.

Com as superfícies de extremidades 34 das primeiras garras 32 encostando nos fundos dos rebaixos de posicionamento 87 do segundo elemento de elastômero 86 e as superfícies de extremidades 64 das segundas garras 62 encostando nos fundos dos rebaixos de posicionamento 85 do segundo elemento de elastômero 84, uma câmara 132 é definida entre cada par de superfícies opostas circunferencialmente das primeiras e segundas garras 32 e 62, Material elastomérico fundido sob pressão é injetado nas câmaras 132 via portas (não mostradas nos desenhos) fornecidas em partes adequadas da segunda matriz de moldagem 130, e vulcanizado dentro da mesma. Como resultado, o primeiro elemento de elastômero 82 tendo uma dureza de borracha relativamente alta é formado entre as superfícies adjacentes circunferencialmente das primeiras e segundas garras 32 e 62 a fim de preencher os espaços entre elas.

Como resultado, o primeiro elemento de elastômero 82 é unido às superfícies opostas circunferencialmente das primeiras e segundas garras 32 e 62 por meio de vulcanização, e os segundos elementos de elastômero 84 e 86 são unidos às partes de superfícies planas 30 e 60 das peças em bruto de primeiro e segundo elementos de acoplamento de eixo 21 e 51. Além disso, os primeiro e segundos elementos de elastômero 82, 84 e 86 são unidos uns aos outros nas superfícies de extremidades axiais opostas dos mesmos por meio de vulcanização.

Como resultado, o acoplamento de eixo flexível 10 fica cilíndrico em forma, e é provido com um perfil liso sem qualquer rebaixo ou protube-rância definida na superfície externa do mesmo.

Como uma etapa de acabamento, o primeiro elemento de acoplamento de eixo 20 é completado ao formar o furo passante 22, o rasgo radial 24, a fenda circunferencial 26, o furo de recebimento de parafuso (não mostrado no desenho) e o furo rosqueado (não mostrado no desenho) na peça em bruto de primeiro elemento de acoplamento de eixo 21 por meio de trabalho a máquina, e o segundo elemento de acoplamento de eixo 50 é completado ao formar o furo passante 52, o rasgo radial 54, a fenda circunferencial 56, o furo de recebimento de parafuso (não mostrado no desenho) e o furo rosqueado (não mostrado no desenho) na peça em bruto de segundo elemento de acoplamento de eixo 51 por meio de trabalho a máquina. Assim, o acoplamento de eixo flexível 10 mostrado na Figura 1 é completado.

Embora a presente invenção tenha sido descrita em termos de uma modalidade preferida da mesma, é óbvio para os versados na técnica que várias alterações e modificações são possíveis sem divergir do escopo da presente invenção.

Por exemplo, não é exigido que o primeiro elemento de elastô-mero 82 seja fornecido sobre o comprimento total axial das superfícies opostas circunferencialmente das primeiras e segundas garras 32 e 62, mas pode ser fornecido somente em parte do comprimento axial das mesmas. Os números das primeiras e segundas garras 32 e 62 não estão limitados a dois, mas também podem ser um, três ou mais. A estrutura para fixar os primeiro e segundo elementos de eixo 100 e 110 aos primeiro e segundo elementos de acoplamento de eixo 20 e 50 não está limitada a essa envolvendo o fechamento do rasgo radial por meio de um parafuso rosqueado, mas também pode consistir de uma chave-ta e um parafuso de fixação, um acoplamento de chaveta, um mecanismo de cunha e assim por diante.

Também é possível fornecer o segundo elemento de elastômero 84, 86 somente em um dos primeiro e segundo elementos de acoplamento de eixo 20 e 50. O posicionamento angular das peças em bruto de primeiro e segundo elementos de acoplamento de eixo 21 e 51 na segunda etapa de fabricação do acoplamento de eixo flexível 10 também pode ser realizado ao formar uma superfície plana na superfície circunferencial externa de cada uma das peças em bruto de primeiro e segundo elementos de acoplamento de eixo 21 e 51 e uma superfície plana complementar para encaixar com a superfície plana da peça em bruto na superfície correspondente da matriz de moldagem para a segunda etapa de fabricação. Também é possível alcançar o posicionamento exigido em modos diferentes. O método de fabricação para o acoplamento de eixo flexível não está limitado pela modalidade ilustrada. Por exemplo, um primeiro elemento de acoplamento de eixo 20 completo com as primeiras garras 32, o furo passante 22, o rasgo radial 24, a fenda circunferencial 26, o furo de recebimento de parafuso e o furo rosqueado e um segundo elemento de acoplamento de eixo 50 completo com as segundas garras 62, o furo passante 52, o rasgo radial 54, a fenda circunferencial 56, o furo de recebimento de parafuso e o furo rosqueado podem ser preparados para uso na primeira etapa. Em um caso como este, o posicionamento angular relativo dos primeiro e segundo elementos de acoplamento de eixo 20 e 50 pode ser realizado por meio do uso dos rasgos radiais 24 e 54. Quanto aos furos passantes 22 e 52, é preferível que sejam formados na etapa de acabamento seguinte à segunda etapa a fim de alcançar uma forma coaxial favorável.

Também é possível montar os primeiro e segundos elementos de elastômero 82, 84 e 86 nos primeiro e segundo elementos de acoplamento de eixo 20 e 50 como componentes de borracha separados.

Os vários componentes usados na modalidade exposta anteriormente podem não ser totalmente essenciais, e podem ser omitidos parcialmente tal como exigido sem divergir do espírito da presente invenção. Os conteúdos do pedido de patente japonês original sobre o qual a reivindicação de prioridade da Convenção de Paris é feita para o presente pedido assim como os conteúdos das anterioridades mencionadas neste pedido estão incorporados neste pedido pela referência.

Claims (5)

1. Acoplamento flexível, compreendendo um primeiro elemento de acoplamento de eixo fixado a uma extremidade de um primeiro elemento de eixo; um segundo elemento de acoplamento de eixo fixado a uma extremidade de um segundo elemento de eixo; e um elemento de elastômero conectando os primeiro e segundo elementos de acoplamento de eixo um ao outro: em que os primeiro e segundo elementos de acoplamento de eixo são providos com partes de superfícies opostas uma à outra; o primeiro elemento de acoplamento de eixo é provido com uma primeira garra se projetando da parte de superfície do mesmo na direção da parte de superfície do segundo elemento de acoplamento de eixo; o segundo elemento de acoplamento de eixo é provido com uma segunda garra se projetando da parte de superfície do mesmo na direção da parte de superfície do primeiro elemento de acoplamento de eixo; as primeira e segunda garras são deslocadas angularmente uma da outra a fim de ficarem espaçadas circunferencialmente uma da outra, e são espaçadas axialmente das partes de superfícies opostas dos segundo e primeiro elementos de acoplamento de eixo, respectivamente; e um primeiro elemento de elastômero tendo uma dureza de borracha relativamente alta é colocado circunferencialmente entre as primeira e segunda garras, e um segundo elemento de elastômero tendo uma dureza de borracha menor que a do primeiro elemento de elastômero é colocado entre a parte de superfície do primeiro elemento de acoplamento de eixo e a segunda garra e/ou entre a parte de superfície do segundo elemento de acoplamento de eixo e a primeira garra.

2. Acoplamento flexível de acordo com a reivindicação 1, em que a parte de superfície do primeiro elemento de acoplamento de eixo fica oposta à superfície de extremidade da segunda garra e a parte de superfície do segundo elemento de acoplamento de eixo fica oposta à superfície de extremidade da primeira garra, em cada caso por meio de planos que são paralelos um ao outro e perpendiculares à direção axial, e o segundo ele- mento de elastômero é colocado entre os planos mutuamente opostos como uma camada.

3. Acoplamento flexível de acordo com a reivindicação 1, em que o primeiro elemento de elastômero é unido a pelo menos uma parte das superfícies opostas circunferencialmente das primeira e segunda garras, o segundo elemento de elastômero é unido à parte de superfície do primeiro elemento de acoplamento de eixo e/ou à parte de superfície do segundo elemento de acoplamento de eixo, e os primeiro e segundos elementos de elastômero são providos com superfícies de extremidades axiais mutuamente opostas que são unidas umas às outras.

4. Acoplamento flexível de acordo com a reivindicação 3, em que pelo menos uma parte da união é executada por meio de vulcanização.

5. Método de fabricar o acoplamento flexível de acordo com a reivindicação 1, compreendendo: uma primeira etapa de unir o segundo elemento de elastômero a uma das partes de superfícies dos primeiro e segundo elementos de acoplamento de eixo ao usar uma primeira matriz de moldagem; e uma segunda etapa de colocar os primeiro e segundo elementos de acoplamento de eixo nas posições acabadas dos mesmos, e preencher fixamente com o primeiro elemento de elastômero um espaço circunferencial definido entre as primeira e segunda garras por meio de vulcanização em uma segunda matriz de moldagem.