[發明專利]由纖維-塑料復合材料制成的軸裝置

在審

• 申請號: 201680053824.2
• 申請日: 2016-09-19
• 公開（公告）號: CN108026979A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發明（設計）人: H·舒曼;B·歐林
• 申請（專利權）人: 堀場歐洲公司
• 主分類號: F16D3/76
• 分類號: F16D3/76
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

本發明涉及一種軸裝置，具有由纖維?塑料復合材料制成的內軸部(1)和在搭接區域包圍該內軸部(1)的由纖維?塑料復合材料制成的外軸部(2)。在內軸部(1)和外軸部(2)之間、在搭接區域形成接合部(3)，其中，該接合部(3)中至少部分地設置有熱塑性聚氨酯(TPU)層。借助該TPU層能夠調節該軸裝置的阻尼特性。

技術領域

本發明涉及一種用于傳遞轉矩的軸裝置。該軸裝置特別是可以用于試驗臺中。

背景技術

軸裝置用于傳遞轉矩，并可以例如在實驗臺中用于在負載裝置或驅動裝置(一方面)和試樣、例如內燃機或制動器(另一方面)之間傳遞轉矩流。

已知在DE 10 2011 112 708 A1中使用了一種軸連接，其中軸體和凸緣由纖維-塑料復合材料(FKV)制成。

通過將纖維-塑料復合材料用于轉矩傳遞，能夠減小慣性矩，這可以對整個系統的動態特性產生有利的影響。然而對于許多應用來說，纖維-塑料復合材料制成的軸連接阻尼不足。在這些情況下，為了增加阻尼，必須將額外的阻尼元件(例如減振器或橡膠聯軸器)集成到軸系中，以達到所需阻尼。

從WO2011/042486A1中已知一種軸裝置，其具有內軸部和外軸部，以及在兩者之間形成的接合部。內軸部和外軸部通過設置在接頭部中的熔融熱塑性聚氨酯(TPU)片彼此連接。

DE 102 25 796 A1示出了一種類似的軸裝置。

發明內容

本發明的任務在于提供一種軸裝置，其至少部分地由纖維-塑料復合材料制成，并能夠實現較好的阻尼。

根據本發明，這一任務通過一種具有權利要求1的特征的軸裝置得以實現。有利的實施方案在從屬權利要求中可知。這種軸裝置特別是可以有利地用于試驗臺設備中。

軸裝置具有由纖維-塑料復合材料(FKV)制成的內軸部、在搭接區域包圍內軸部的由纖維-塑料復合材料制成的外軸部，以及具有位于內軸部和外軸部之間、形成在搭接區域的接合部，其中，在接合部中至少部分地設置有熱塑性聚氨酯(TPU)層。

因此，內軸部和外軸部在搭接區域在一定長度上相互搭接，從而在二者之間形成接合部。該接合部設計為圓柱形，并可以至少部分地由TPU填充。通過接合部的這種構造以及TPU填充，能夠調整整個系統的阻尼性能。

熱塑性聚氨酯屬于熱塑性彈性體(也稱為彈性塑料)。這種塑料在室溫下的特性與傳統彈性體相當，但在供熱條件下能夠塑性變形，從而表現出熱塑性。TPU因此是熱塑性聚氨酯基彈性體。

根據接合部的尺寸(特別是接合部的高度或厚度)、TPU層的軸向長度以及TPU材料本身的特性的不同，能夠實現限定的阻尼性能。

纖維-塑料復合材料可使軸裝置的重量非常輕。與常規彈性體相比，TPU具有高抗剪強度，并因此特別適合用作阻尼層。此外，通過使用TPU能夠減小接合部長度，即減小TPU層設置其中的搭接區域。

外軸部可以設計為中空軸，使得內軸部可以容易地至少部分地放置或插入中空部分中。

同樣，內軸部也可以設計為中空軸，一方面為了節省重量，另一方面為了能夠簡單地由FKV制造內軸部。

纖維-塑料復合材料可以例如理解為纖維增強塑料或纖維復合塑料。在此涉及由增強纖維和塑料基質組成的材料。該基質圍繞通過黏附力或凝聚力與基質結合的纖維。通過使用纖維材料，纖維-塑料復合材料具有方向依賴的彈性特性。

作為纖維適用的是無機增強纖維，例如玻璃纖維，或特別是有機增強纖維，例如芳綸纖維、碳纖維、聚酯纖維等。FKV材料是已知的，因而此處不作進一步說明。

對于在此討論的軸裝置，特別是碳纖維增強塑料(CFK)已被證明是適合的。