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Acaouplement élastique.
La présente invention est relative à un accouplement élas- tique du genre employé comme organe de connexion ou de transmis- sion notamment dans les cas où. une machine à rotation uniforme ou une partie de celle-ci, soit, par exemple, le rotor d'un ven- directement tilateur, doit être commandée/par un moteur tournant irréguliè- rement, tel, par exemple, un moteur Diesel, ou bien encore là où. vice Versa. un moteur à rotation uniforme doit actionner une machine fonctionnant irrégulièrement, soit, par exemple, une pompe à plongeur.
Un accouplement élastiquede ce genre doit 'êtreconstruit de façon à empêcher efficacement les tensions exceptionnelles qui pourraient se produire dans la transmission , du fait de la mar- che irrégulière d'une des parties, si l'accouplement n'était pas
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présent, et, dans ce but. il est nécessaire que la fréquence naturelle du système constitué des deux parties et leur accou- plement, soit considérablement moindre que la période de l'irré- gulaité, Si ladite fréquence est égale ou supérieure à ladite période, l'accouplement peut causer une augmentation dans les tensions exceptionnelles croissantes.
Une fréquen3e naturelle basse du dit système veut dire que l'accouplement doit être très élastique, c'est-à-dire les deux parties de l'accouplement doi- vent 'être très élastiques, ou encore queles deux parties de l'ac -souplement doivent être a même de tourner sous un angle consi- dérable relativement l'un à l'autre, cette rotation -angulaire se produisant quand le moment de torsion maximum est transmis.
Dans la plupart des cas qu'on rencontre dans la pratique, où. le moteur tournant irrégulièrement est un moteur à piston, une ro- tation angulaire d'environ 20 ou plus est nécessaire.
En outre, il est nécessaire que la friction à l'égard de la rotation relative de l'accouplement soit très petite, sinon il y a perte d'énergie.
Dans les constructions connues d'accouplements élastiques grande rotation angulaire relative entre les deux parties, il est établi une connexion directe entre les deux parties à l'in- tervention de ressorts de pression portant à l'encontre de sail- -lies, bras ou similaires, prévus sur les deux parties, de maniè- re telle que les ressorts sont comprimés par les mouvements rela- tifs des deux éléments d'accouplement, et dans l'une et dans l'autre dire.^,Lion,et,dans le but d'empêcher une surcharge des ressorts, la rotation angulaire est limitée notamment par la disposition d'arrêts, saillies ou similaires, disposés pour se rencontrer quand les parties ayant tourne relativement à travers un angle correspondant à la charge maximum admissible sur les ressorts.
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Les accouplements de se genre connus présentent le désa- vantage qu'ils travaillent sous faible charge et ont du jeu autour de leur position centrale, ils font entendre des cogne- ments désagréables qui proviennent du fait que les ressorts rencontrent les différents arrêts. bras ou 'similaires, et. en outre, il est souvent difficile de rendre les ressorts suffi- samment élastiques, parce qu'alors ils devraient être d'une grandeur impraticable. De ce fait, il existe toujours un ris- que que, lors d'un nombre de révolutions très bas, il pourra se produire de la résonance, ce qui peut conduire à des oscil- lations tellement vigoureuses que les arrêts ou saillies bu- tent mutuellement, defaçon quel'ensemble de la transmission est exposé a des influences considérables et dommageables.
Afin de remédier a cet inconvénient:, il a été proposé de disposer un accouplement maximum au delà de l'accouplement à ressort, soit notamment un accouplement d'embrayage a friction, mais il est cependant très difficile de rendre pareil accouplement d'un fonc- tionnement de'pleine sécurité et correct, et, de cette façon, on ne peut pas dire que ledit désavantage ait été éliminé d'une ma- nière satisfaisante.
Il a également été proposé de construire l'accouplement de façon à comprendre un mécanisme à manivelle disposé de façon que l'un des deux arbres soit connecté avec l'arbre de manivelle du dit mécanisme, cependant que l'autre est connecté avec la mani- velle proprement dite, à l'aide d'un ressort de transmission dis -posé de façon qu'une rotation complète de l'un des arbres' par rapport à l'autre puisse s'accomplir quand il se produit des mo- ments de torsion qui dépassent une limite déterminée. Il est ce- pendant difficile de construire des accouplements de ce genre qui doivent transmettre des moments de torsion considérable.
La présente invention est relative à un accouplement basé partiellement sur le principe susdit, mais qui présente cepen- dent des avantages essentiels par dessus les constructions connues.
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Conformément à l'invention, il est fait usage de ressorts de compression qui sont placés dans la partie de commande de l'accouplement et qui agissent vers l'extérieur, c'est-à-dire en s'écartant de l'axe de rotation, contre des éléments de pres -sion mobiles radialement, soit des plongeurs ou corps similai- res qui, à leur tour, exercent une pression sur des manivelles situées dans la partie commandée de l'accouplement ou qui, à l'intervention de rouleaux, agissent sur des courbes de guidage ou des voies en forme de came prévues dans la partie commandée, de façon telle qu'une rotation relative entre les deux éléments d'accouplement dans l'une ou l'autre direction,en dehors de leur position normale,obligera les éléments de pression ou similaires de se déplacer simultanément vers l'intérieur, vers l'axe de ro- tation, cependant que, comme il a été dit,
ses éléments seront pressés vers l'extérieur par les ressorts et, en outre, par le force centrifuge laquelle peut être considérable en comparaison avec la force des ressorts,
Quand l'accouplement est construit avec des courbes de gui- dage ou tracés de came, ces courbes ou tracés peuvent être ion- formés de façon telle que les deux parties de l'accouplement puissent tourner pour ainsi dire une révolutioncomplète relati -vement l'une à l'autre, quand le moment de torsion devient tel- lement grand que les ressorts sont complètement comprimés, mais il est fait supposition que les ressorts sont d'une vigueur tel- le que ceci peut uniquement se produire dans le cas d'une sur- charge tout à fait anormale, parce que,quand. pareil accouple- ment a compense à patiner tout autour, il ne sera pas a.
même de transmettre un moment qui veut la peine d'être mentionné.
Les avantages de l'accouplement conforme a l'invention consistent partiellement en ce que les cognements susdits aussi bien que les butées plus sérieuses contre les arrêts peuvent ê- tre complètement évités,et partiellement en ce que les dimen- sions peu vent être moindres) spécialement dans les castrès com-
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muns où. la résistance de la machine commandée croît avec le nombre de rotations, étant donné que,dans ce ca s,les ressorts qu' ne doivent avoir'une résistance telle qu'ils soient à même de transmettre les forces correspondant au moment de rotation pour un nombre de rotations bas, cependant que la force centrifuge pour des nombres de rotations plus élevés donne le supplément nécessaire de force;
finalement, il est possible, en donnant des dimensions convenables aux manivelles, ou par une conformation appropriée des courbes de guidage, d'obtenir une fréquence natu- relle très basse de l'accouplement, ce qui, comme dit ci-devant, présente un grand avantage, spécialement dans les machines où il est désirable qu'elles puissent tourner à un nombre de rota- tions essentiellement moindre que le nombre normal de rotations.
Les éléments de pression peuvent être conformés nomme plon -geurs se déplaçant dans leurs guidages de manière étanche à l'air, de façon que l'air occlus, comprimé par les plongeurs, puisse remplacer entièrement ou partiellement la pression des ressorts. cependant, les plongeurs peuvent également 'être pour- vus de petites ouvertures par où. l'air comprimé peut s'échapper, permettant ainsi un amortissement efficace des vibrations qui pourraient se produire.
L'invention est illustrée dans le dessin annexé, dans le- quel la figure 1 est une coupe axiale d'une forme de réalisation illustrée schématiquement d'un accouplement conforme à l'invention en La figure 2 est une coupe transversale. Les figures 3 et 4 sont des vues similaires d'une autre forme de construction.
Dans les figures 1 et 2, '1-désigne l'un des arbres entre les- quels le mouvement est a transmettre, soit, par exemple, l'arbre de commande. A l'autre arbre (non illustré) se trouve fixée,par exemple au moyen d'une bride 3, une boîte 2 pour l'accouplement.
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Sur l'arbre 1 il est façonné ou fixé des guides 7, sur les- quels coulissent les éléments de pression ou plongeurs 6, re- liés pardes mécanismes à manivelle avec la boise 2, les arbres de manivelle 5 étant montés dans cette boîte cependant que les manetons de manivelle 4 sont eux-mêmes montés dans les éléments de pression 6. Entre ces éléments 6 est introduit un ressort 8 qui tend a déplacer les deux éléments de pression en les écar- tant l'un de l'autre, c'est-à-dire vers l'extérieur a partir de l'sxe de rotation.
L'accouplement fonctionne de la manière suivante :
Quand il doit transmettre du mouvement, le boîte 2 tend à tourner par rapport à 1!orbre 1, mais, de ce fait, les manivel- les 4 forceront les éléments de pression 6 vers l'intérieur, mou -vement dans lequel ils subissent une réaction par la force cen- trifuge agissant sur les éléments de pression en combinaison avec la force du ressort 8. De ce fait. les éléments de pression 6 on -duperont toujours une position dépendant de la grandeur du mo- ment de torsion à transmettre et de la vitesse de rotation, étant donné que cette dernière détermine la grandeur de la force cen- trifuge.
La disposition des éléments de pression de façon que la force centrifuge réagisse contre l'influence du moment de tor- sion, permet de choisir les ressorts 8 relativement faibles, c'est-à-dire de dimensions réduites.
Dans cette forme constructionnelle, les deux parties de l'ac -oouplement, soit l'erbre 1 et la boîte 2, peuvent tourner unique -ment sous un certain angle l'un par rapport à l'autre, notamment jusquta ce que la manivelle 4 aura tourné environ 90 ,mais la rotation relative n'est pas soudainement arrêtée comme c'est le cas lors de l'usage d'arrêt, ici l'errêt se produit progressive- ment.
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Bans la forme de réalisation selon les figures 5 et 4, il est fait usage d'un dispositif en guise de came. L'arbre 1 est équipé d'un guide 17 pour des éléments de pression ou plongeurs entre lesquels se trouve placé un ressort de compression 18, qui tend à pousser les plongeurs 6 a ltécart l'un de l'autre, c'est-à-dire radialement vers l'extérieur.
Les plongeurs 6 supportent des rouleaux 10 coopérant avec une came 19, formée à l'intérieur de la boîte 2 de l'accouple- ment, boîte connectée avec l'autre arbre (non illustré). Le gui -de 17 est façonné de manière qu'il passe libre le long des som- mets 19a de la came intérieure 19, quand le moment de torsion maximum permis viendrait à être dépassé.
Cette forme de réalisation fonctionne d'une manière sembla- ble à celle montrée dans les figures 1 et 2. La boîte 2 a ten- dance à tourner par rapport à l'arbre 1, ce qui oblige la came 19, qui présente une montée uniforme, à essayer de forcer les plongeurs 6 vers l'intérieur, essai dans lequel les plongeurs - par subissent cependant la réaction/la force centrifuge agissant .-:.:'...': sur ces plongeurs et sur les rouleaux 10 en combi- naison avec la force du ressort 18. Du fait de l'action de la force centrifuge, le ressort 18 peut 'être relativement faible.
Normalement,' la boîte 2 tourne dans un angle d'environ 30 à 60 par rapport à ,l'arbre 1, à partir de la position centrale repré- sentée dans la fig.4, mais quand le moment de torsion atteint des degrés extraordinairement élevés, il peut se produire une rotation relative de plus de 90 , de façon que les rouleaux 10 dépassent les sommets 19a des cames 19 et les deux parties de l'accouplement tournent, en fait, complètement l'une par rapport à l'autre.
Aussitôt que le moment de torsion baisse a nouveau en dessous 'de la limite en question, les parties de l'accouplement réoccupent une position relative correspondant à la grandeur du moment de torsion et à la vitesse de rotation. Les plongeurs 6 peuvent se déplacer dans leurs guides 1 ou 17, de manière étanche
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à l'air, de façon que l'air soit comprimé entre eux quand ils se déplacent l'un vers l'autre, ce qui permet de réduire davan- tage la force du ressort.
Ou encore, l'air comprimé peut rem- placer la force de ressort.Les plongeurs cependant peuvent éga -lement être fabriques avec un jeu réduit convenable ou être pourvus d'orifices étroits, comme indiqué en 16, dans la fig.3, de façon que l'air comprimé puisse s'échapper au cours d'un temps convenable, de manière à ootenir ainsi un amortissement efficace des oscillations éventuelles.
L'invention n'est pas limitée aux formes constructionnel- les décrites si-devant et illustrées dans les dessins, lesdites formes de réalisation étant données uniquement à titre d'exem- ple.
Revendications.
1.-Un accouplement élastique destiné à transmettre de la puissance entre un moteur ou machine tournant uniformément et une machine ou un moteur tournant irrégulièrement et permettant une rotation angulaire considérable entre les parties de l'ac- couplement et ayant une friction intérieure réduite, caractérisé en ce que la partie de commande comprend des éléments de pres- sion mobiles radialement, plongeurs ou corps similaires, pres- sés vers l'extérieur à rencontre de manivelles ou courbes de guidage montées dans la partie commandée à l'aide de ressorts de compression, en combinaison avec la force centrifuge, de fa- çon telle que, lors d'un déplacement relatif des deux parties de l'accouplement en dehors de leur position normale, lesdits corps de pression soient forcés simultanément vers l'axe de rotation.
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Elastic adjustment.
The present invention relates to an elastic coupling of the type used as a connection or transmission member, in particular in cases where. a machine of uniform rotation or a part thereof, for example the rotor of a fan directly, must be controlled / by an irregularly running engine, such as, for example, a diesel engine, or well still where. vice versa. a uniformly rotating motor must drive an irregularly operating machine, for example a plunger pump.
An elastic coupling of this kind must be constructed in such a way as to prevent effectively the exceptional stresses which could occur in the transmission, due to the irregular march of one of the parts, if the coupling were not.
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present, and, for this purpose. it is necessary that the natural frequency of the system made up of the two parts and their coupling, be considerably less than the period of irregularity, If said frequency is equal to or greater than said period, the coupling can cause an increase in the increasing exceptional tensions.
A low natural frequency of said system means that the coupling must be very elastic, that is to say the two parts of the coupling must be very elastic, or alternatively the two parts of the coupling must be very elastic. should be able to rotate at a considerable angle relative to each other, this angular rotation occurring when the maximum torque is transmitted.
In most cases that we meet in practice, where. the irregularly running motor is a piston motor, an angular rotation of about 20 or more is required.
Furthermore, it is necessary that the friction with respect to the relative rotation of the coupling be very small, otherwise there is loss of energy.
In the known constructions of elastic couplings with large relative angular rotation between the two parts, a direct connection is established between the two parts by the intervention of pressure springs bearing against protrusions, arms or similar, provided on the two parts, in such a way that the springs are compressed by the relative movements of the two mating elements, and in one and in the other say. ^, Lion, and, in the purpose of preventing an overload of the springs, the angular rotation is limited in particular by the provision of stops, projections or the like, arranged to meet when the parts having rotated relatively through an angle corresponding to the maximum admissible load on the springs .
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Couplings of this known type have the disadvantage that they work under light load and have play around their central position, they cause unpleasant knocking which comes from the fact that the springs meet the various stops. arm or the like, and. furthermore, it is often difficult to make the springs sufficiently elastic, because then they would have to be of an impractical size. Therefore, there is always a risk that, during a very low number of revolutions, resonance may occur, which may lead to oscillations so vigorous that the stops or protrusions will stop. mutually so that the entire transmission is exposed to considerable and damaging influences.
In order to remedy this drawback: it has been proposed to have a maximum coupling beyond the spring coupling, namely in particular a friction clutch coupling, but it is however very difficult to make such a coupling of a function - fully safe and correct operation, and in this way it cannot be said that said disadvantage has been satisfactorily eliminated.
It has also been proposed to construct the coupling to include a crank mechanism arranged so that one of the two shafts is connected with the crank shaft of said mechanism, while the other is connected with the handle. - velle proper, with the aid of a transmission spring arranged in such a way that a complete rotation of one of the shafts with respect to the other can be accomplished when moments occur. of torsion that exceed a determined limit. However, it is difficult to construct couplings of this kind which must transmit considerable torsional moments.
The present invention relates to a coupling based partially on the above principle, but which however has essential advantages over the known constructions.
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According to the invention, use is made of compression springs which are placed in the control part of the coupling and which act outwardly, that is to say away from the axis of the coupling. rotation, against radially movable pressure elements, either plungers or similar bodies which, in turn, exert pressure on cranks located in the controlled part of the coupling or which, through the intervention of rollers , act on guide curves or cam-shaped tracks provided in the controlled part, such that a relative rotation between the two coupling elements in one or the other direction, out of their position normal, will cause the pressure elements or the like to move simultaneously inward, towards the axis of rotation, while, as has been said,
its elements will be pressed outwards by the springs and, moreover, by the centrifugal force which can be considerable in comparison with the force of the springs,
When the coupling is constructed with guide curves or cam traces, these curves or traces may be ion- formed in such a way that the two parts of the coupling can rotate, as it were, a relatively complete revolution. to each other, when the torque becomes so great that the springs are completely compressed, but it is assumed that the springs are of such force that this can only occur in the case of a completely abnormal overload, because, when. such coupling compensates for skating all around, it will not be a.
even to convey a moment that is worth mentioning.
The advantages of the coupling according to the invention consist partly in that the aforesaid knocks as well as the more serious abutments against the stops can be completely avoided, and partly in that the dimensions can be reduced) especially in castrates com-
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muns where. the resistance of the controlled machine increases with the number of rotations, given that, in this case, the springs that must not have a resistance such as to be able to transmit the forces corresponding to the torque for a low number of rotations, while centrifugal force for higher numbers of rotations gives the necessary additional force;
finally, it is possible, by giving suitable dimensions to the cranks, or by an appropriate conformation of the guide curves, to obtain a very low natural frequency of the coupling, which, as mentioned above, presents a great advantage, especially in machines where it is desirable that they be able to run at substantially less than the normal number of rotations.
The pressure elements can be shaped, called plungers, moving in their guides in an airtight manner, so that the occluded air, compressed by the plungers, can fully or partially replace the pressure of the springs. however, divers can also be provided with small openings through which. compressed air can escape, thereby effectively damping any vibrations that may occur.
The invention is illustrated in the accompanying drawing, in which Figure 1 is an axial section of a schematically illustrated embodiment of a coupling according to the invention in Figure 2 is a cross section. Figures 3 and 4 are similar views of another form of construction.
In Figures 1 and 2, '1-designates one of the shafts between which the movement is to be transmitted, that is, for example, the control shaft. To the other shaft (not shown) is fixed, for example by means of a flange 3, a box 2 for the coupling.
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On the shaft 1 are shaped or fixed guides 7, on which slide the pressure elements or plungers 6, connected by crank mechanisms with the arbor 2, the crank shafts 5 being mounted in this box however. that the crank pins 4 are themselves mounted in the pressure elements 6. Between these elements 6 is inserted a spring 8 which tends to move the two pressure elements away from one another, c 'that is to say outwards from the axis of rotation.
The coupling works as follows:
When it has to transmit movement, the box 2 tends to rotate relative to the shaft 1, but, because of this, the cranks 4 will force the pressure elements 6 inwards, in which movement they are subjected. a reaction by the centrifugal force acting on the pressure elements in combination with the force of the spring 8. Thereby. the pressure elements 6 always have a position depending on the magnitude of the torque to be transmitted and the speed of rotation, given that the latter determines the magnitude of the centrifugal force.
The arrangement of the pressure elements in such a way that the centrifugal force reacts against the influence of the torque, makes it possible to choose the springs 8 which are relatively small, ie of reduced dimensions.
In this constructional form, the two parts of the coupling, that is to say the shaft 1 and the box 2, can turn only at a certain angle with respect to each other, in particular until the crank 4 will have rotated about 90, but the relative rotation is not suddenly stopped as it is when using stop, here the stop occurs gradually.
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Bans the embodiment according to Figures 5 and 4, use is made of a device as a cam. The shaft 1 is equipped with a guide 17 for pressure elements or plungers between which is placed a compression spring 18, which tends to push the plungers 6 away from each other, that is to say that is to say radially outwards.
The plungers 6 support rollers 10 cooperating with a cam 19, formed inside the box 2 of the coupling, the box connected with the other shaft (not shown). The guide 17 is shaped so that it passes freely along the tops 19a of the inner cam 19 when the maximum allowable torque is exceeded.
This embodiment operates in a manner similar to that shown in Figures 1 and 2. The gearbox 2 has a tendency to rotate relative to the shaft 1, which forces the cam 19, which has a rise. uniform, trying to force the plungers 6 inwards, test in which the plungers - by however undergo the reaction / centrifugal force acting .-:.: '...': on these plungers and on the rollers 10 in in combination with the force of the spring 18. Due to the action of the centrifugal force, the spring 18 can be relatively weak.
Normally, the box 2 rotates at an angle of about 30 to 60 with respect to the shaft 1 from the central position shown in fig. 4, but when the torque reaches extraordinary degrees high, a relative rotation of more than 90 can occur, so that the rollers 10 pass the tops 19a of the cams 19 and the two parts of the coupling, in fact, rotate completely with respect to each other. .
As soon as the torque falls again below the limit in question, the coupling parts re-occupy a relative position corresponding to the magnitude of the torque and the speed of rotation. The divers 6 can move in their guides 1 or 17, in a sealed manner
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to air, so that air is compressed between them as they move toward each other, further reducing the spring force.
Alternatively, compressed air can replace the spring force. However, the plungers can also be made with a suitable reduced clearance or be provided with narrow orifices, as shown in 16, in fig. 3, of so that the compressed air can escape during a suitable time, so as to ootenir effective damping of any oscillations.
The invention is not limited to the constructional forms described above and illustrated in the drawings, said embodiments being given by way of example only.
Claims.
1.-An elastic coupling intended to transmit power between a uniformly rotating motor or machine and an irregularly rotating machine or motor and allowing considerable angular rotation between the parts of the coupling and having reduced internal friction, characterized in that the control part comprises radially movable pressure members, plungers or the like, pressed outwards against cranks or guide curves mounted in the controlled part by means of compression springs , in combination with the centrifugal force, so that, during a relative displacement of the two parts of the coupling outside their normal position, said pressure bodies are simultaneously forced towards the axis of rotation.