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Accouplement rigide en sens rotatif, élastique dans le sens axial quant à la déformation angulaire et au décalage trans- -versal des arbres reliés entre eux.
L'invention se rapporte à un accouplement qui est rigide dans le sens de la rotation et élastique dans le sens axial quant à la déformation angulaire et au décalage transversal des arbres reliés entre eux, convenant notamment dans le cas de moments tournants élevés ; se rapporte également à une application particulièrement avantageuse de cet accouple- ment.
La nécessité.de constituer des organes d'accouplement qui soient rigides dans le sens de la rotation et facilement élastiques dans le sens axial, se rencontre par exemple dans dés véhicules, surtout dans les navires, lorsque le corps de véhicule subit, au cours de son servioe, des déformations en- trainant des variations dans la distance séparant entre eux des paliers d'arbres. Si même les variations de distance en question ont une amplitude relativement faible, elles provo- quent néanmoins, par suite de la raideur des arbres, des ef- forts considérables qui, comme on sait, entraînent assez sou- vent la détérioration des paliers. On rencontre des difficul- tés analogues lorsqu'il se présente des variations angulaires entre les arbres reliés par un accouplement, resp. lorsqu'il se présente. un décalage d'arbres permanent ou passager.
Les circonstances deviennent particulièrement défavorables lorsque deux ou plusieurs des phénomènes mentionnés ci-dessus se pré- sentent simultanément.
L'invention a trait à un élément d'accouplement évitant ces difficultés par le fait, que l'accouplement *se compose d'un ou de plusieurs disques doubles constitués sous forme de corps d'égale résistance, aont les parties moyeux non raidies sont librement mobiles.
Lorsque plusieurs éléments d'accouplement à double disque sont reliés entre eux par leurs bords extérieurs, pour former un seul organe d'accouplement, on peut adapter l'amplitude de l'élasticité de l'accouplement au décalage possible des ambres, en prévoyant un nombre correspondant d'éléments d'accouplement.
L'accouplement conforme à l'invention convient particuliè- rement bien dans son application aux navires, car les varia- tions de distance entre les paliers d'arbres, ainsi que la po- sition relative des éléments constructifs résultant des défor- mations que subit le corps du navire lors des mouvements marins, sont absorbées, sans efforts axiaux sensibles, par l'accouple- ment inséré dans l'arbre. Par contre, la raideur appropriée des éléments d'accouplement dans le sens de la rotation, empê- che que des osoillations élastiques de rotation ne prennent naissance, sans qu'il faille faire appel à des moyens auxiliai- res supplémentaires.
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OO{:rOri...tU8nt à une forme a.'exécution appropriée de l'in- vention, les uisques doucles n'égale 1<sistaiice sont montes aans un ckiEpositi.2 aa com.ande comportâri un accouplement a ueiits, etiibrayabl2 z aébrayable, août la course d'accouplement est su- périeure hU aéplaccment axial aomissible des arbres à relier entre eux. De telles dispositions et de telles circonstances se rencontrent souvent pour des arbres de véhicules, notaient de navires, pour lesquels il faut souvent débrayer brusquement la partie réceptrice de l'arbre de sa partie motrice, cette manoeuvre étant réalisée a l'aine alun accouplement à aents conçu à la manière d'un accouplement à griffes.
Dansce cas
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on prucédaic ùis4a'ici en ne imitant rigidement que l'un aes u.ed-o.ccoup13,.0ut;;: u son élément d'arbre respectif, alors que, par contre, l'autre QLi-accoupleirlent pouvait coulisser clans le sons axial sur son élément u'arbre propre, tandis que le Ll-,OLile1't tournant; était, par exemple, transmis par une denture à coins multiples.
De tels moyens ae transmission, comité les c1<?.itures à coins multiples, uoiiiiiit lieu en pratique aux plus Ll'611Q8S uil'I'icul1:és. kür suite de la ciéformation uluii corps de navire, les supports se trouvant aux extrémités des arbres sont entraînés, alors que les éléments d'arbre se trouvant à l'enuroit ue :L'interruption de L'arbre, cèdent et se coincent.
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lors, si on prévoit:
ciiàie les éléments d'accouplement, au point de liaison, un jeu tellement grand qu'il ne puisse y avoir de coincement, par exemple entre les éléments de la aen-
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ture à coins multiples, même pour les déformations les plus fortes du OOl')'" Je navire, alors le jeu est, Clans le cas nor- i.al, c'est à aire quand la déformation a disparu, tellement que l'on ne peut éviter des dérangements dus à la tecil- nique des oscillations et contre lesquels on ne peut rien..
par contre, sile jeu est initialement petit, les surfaces de contact de la couture à coins multiples se coincent ou se
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détéri 0 rcmt..wrsll.u rua tel coincement se présente au moment où l'on veut actionner l'accouplement, celui-ci ne peut sou- vent être ni embrayé ni débrayé, ce qui peut donner lieu aux
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plus grosse difficultés. L'application conforme à l'inven- tion de disques doubles constitués comme pièces a' $gale résis- tance, permet a.'éliminer ces inconvénients de la façon la plus simple.
On crée ainsi un accouplement à dents embrayable et débrayable dans lequel, malgré le fait que la course d'embraya-
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ge soit plus grande que le déplacement axial admissible aas arbres à relier entre aux, l'embrayage et le débrayage de l'ac- couplemel1t à dents sont garantis, même apres un service de longue durée.
Selon un développement plus poussé de l'invention, le nouvel accouplement, pris en uouble, remplace avantageusement la transmission articulée à cardan habituelle. Le butde l'articulation cardan est ae relier entre eux cieux arbres, de telle manière que les axes des deux arbres puissent former entre eux un certain angle, sans qu'il y ait danger que, par suite de leur position biaise, les arbres subissent aes sol- licitations supplémentaires sensibles.
La solution, conforme à l'invention, de ce problème admet non seulement, comme pour les articulations cardan, que la position biaise des arbres l'un par rapport à l'autre reste endéans certaines limites, mais elle confère en outre aux articulations cardan, la faci- lité d'absorber des mouvements élastiques dans le sens axial, condition qui n'est en soi habituellement pas réalisée dans ces articulations.
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L'invention concerne en outre l'application du nouvel accouplement à des dispositifs pour la commande automatique d'hélices déplaçables-, ce pas dépendant au déplacement de l'hélice, dans lesquels dispositifs l'arbre d'hélice est sépa- ré de l'arbre de commande par un ou plùsieurs disques doubles d'égale résistance, absorbant les mouvements axiaux variables avec le déplacement de l'hélice et provoquant leur transmis- sion comme impulsion de commande sur le dispositif de déplace- ment des hélices déplaçables. De telles dispositions peu- vent être appliquées pour la commande d'hélices d'avions, de préférence .cependant pour celle d'hélices de navires.
On sait que les hélices nécessaires à la propulsion des avions, peuvent être rendues mobiles, de sorte que l'on est en mesure de faire travailler ces hélices toujours avec un rende- ment optimum malgré la vitesse variable de l'avion, et ce grâ- ce à l' angle d'incidence approprié que l'on peut donner aux pales. La commande à main au dispositif de déplacement de l' hélice a divers inconvénients, ainsi, .par exemple, du fait qu'elle dépend de la faculté d'observation et requiert l'at- tention du personnel volant, de que du fait qu'un tel procédé ne peut être. appliqué que par échelons maluéfinis.
On peut en soi éviter en grande partie ces inconvénients par l'emploi de dispositifs commandant les hélices déplaçables de façon automatique, par exemple à action hydraulique ou mé- canique, en fonction du déplacement de l'hélice, de la vitesse de vol ou d'autres facteurs. Les installations prévues à cette fin sont cependant d'un montage peu commode, ou bien ne con- viennent pas pour toutes les applications, cornue par exemple, pour la propulsion de navires.
Si l'on choisit, par exemple, comme impulsion de commande, la course variable de l'arbre d'hélice avec la poussée de l'hélice, il faut réaliser, par l'intermédiaire de dentures à coins multiples, des déplacements axiaux avec transmission simultanée de moments tournants, par l'emploi d'éléments de machine connus, les dentures à coins multiples étant soumises à une forte usure par suite des mou- vements de glissement se présentant au cours du fonctionnement.
Il faut encore signaler le fait plus désagréable que le corps de véhicule (corps de navire) subit, au coùrs du service, des déformations non uniformes, d'une part aux supports proches de l'hélice et d'autre part aux supports proches de la machi- ne motrice, resp. proches du palier de butée principal; pour tenir compte de cela, il faut prévoir entre les dents de la denture à coins multiples un jeu suffisant pour que les arbres' ne se coincent pas à leur point de liaison.
Par suite du jeu inutilement élevé¯, il se présente alors des phénomènes oscil- latoires qu'il est impossible de déterminer par le calcul ni de vaincre par des dispositions constructives. Cette, difficul- té croit avec la puissance de l'hélice et prend donc une im- portance particulière pour les hélices de navires, bien que le même problème demande en principe également une solution par exemple pour les hélices servant à la propulsion des avions.
On a dès lors tenté de rendre les impulsions de commande indé- pendantes des mouvements axiaux de l'arbre d'hélice. Dans les . dispositifs de propulsion de navires, et eu égard à la grande - longueur d'arbre,, ceci ne peut se réaliser à l'aide de tringles auxiliaires de commande en soi connues et, par exemple pour lesdispositifs de propulsion d'avions à moteur unique et plu- sieurs hélices commandées à distance, cette disposition devient trop compliquée. Par l'application, conforme à l'invention, d'accouplements en disques doubles conçus comme pièces d'é- gale résistance, on parvient à transmettre des moments tour- nants de n'importe quelle grandeur pour une consommation de
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matière aussi réduite que possible et maigre une élasticité considérable dans le sens axial.
L'application et la trans-
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mission aes efforts se font sur les bords extérieurs des ais- ques, le long desquels ces risques sont aussi reliés entre eux,
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utilemenc à l'aide de nombreux boulons. Suivant la grandeur des moments tournants et l'amplitude ae la course de l'arbre
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à Hélice nécessaire à la comma¯iae automatique, on dispose utilement en série plusieurs disques doubles d'égale résistance.
L'invention est exposée avec plus ne détails à la lumière de quelques exemples d'exécution représentés par le dessin.
La l'ig. 1 montre l'élément n'aocouplemdnt conforme et l'in- vention, se composant d'un aisqua double constitué sous forme de pièce d'égale résistance;
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La l'i6' ;.:;: montra un accouplement, nans lequel plusieurs eliements n'accouplement à clisques aoubles sont juxtaposés; La fig. ;3 un accouplement li dents, embrayable et àébrayable avec application supplémentaire du disque double n'égale résistance conforme à l'invention; La fiô. montre les éléments n'accouplement conformes a l'invention, en disposition aouble, pour réaliser entra aes arbres une liaison analo81e à un cardan, et La 5 5 montre un aisque double d'égale résistance, confor.!e à l'invention, utilisé conjointement avec un dispositif pour le ra.aC automatique d'hélices déplaçables pour na- vires.
Conformément a la fig. l, l'élément d'accouplement selon
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l'invention se compose de aeux uisques ils reliés entre eux à l'endroit du diamètre le plus réduit, 13..Dans le cas de
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l'exemple d'exécution de la fit. 1, la liaison est établie par continuité de matière, le uisque double étant d'une seule
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piuce. Lorsque les deux disques 11 et 13 présentent des sur- faces polies, il peut être préférable, dans certaines'condi-
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tions, de fabriquer les deux ai sques séparément et de les re- lier par souaure , resp. par vis ou boulons.
L'application et la transmission (les efforts se fait par les bords extérieurs
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14 ues uisques, et a cette fin ces parties aes disques sont munies d'un orancl nombre ae forages 15, répartis sur la pé- ripl1é.L'i, pour recevoir nés boulons. pour tenir compte du fait que la pr::'ence des trous entraîne un affaiblissement de la matière, ces parties périphériques 14 seules sont renfor-
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cé6s et s'écartent nono nécessairement de la forme d'égale résistance.
La fig. représente un accouplement dans lequel, par
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exemple, Ch-UX 1:b1d1.i.euts n'accouplement à disques doubles &1, îo cara , conjointement avec ues éléments n'accouplement terminaux à GiS4'ae unique 43, 4, l'accouplement rigide dans le sens de la rotation, entre les arbres 5, 26. Au fur et à mesure qui:, le nombre d'éléments d'accouplement augmente,
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le mouvement axial admissible des arbres 5 et =ri augiieiite- rait en même temps, sans que des efforts sensibles ne soient transmis sur las paliers de ces arbres.
La liaison des élé-
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ilients z1 y j entre eux se fait utilement de façon non per- mauenta, à l'aine n'un assez grand nombre de boulons répartis unitorme..a.zt sur la périphérie et pour lesquels son.: de nou- veau prévus des forages 27.
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Dans la fig. 3 les arbres 31 et 32 doivent être considé- rés comme fixes, en tout cas comme ne devant pas se déplacer axialement de la longueur de la course d'accouplement - les minimes déplacements relatifs qu'ils subissent par leurs pa - liers terminaux (non figurés) étant négligés. Sur l'arbre 31 est calé lé disque 33 rigide dans le sens axial et dans le sens périphérique, au bord extérieur duquel est fixé, par exem- ple à l'aide de nombreux boulons, un disque double 34 formé par deux disques d'égale résistance. En pratique on juxtaposera dans ce cas plusieurs disques doubles d'égale résistance.
Le disque double 34. fait assez facilement ressort dans le sens axial, alors que dans le sens périphérique, il est capable de transmettre, comme un organe rigide, des moments tournants importants. Dans ce cas il est constitué d'une seule pièce.
Lorsque les deux disques présentent des surfaces profilées, il est préférable, dans certaines circonstances, de les fabriquer séparément et de les réunir par soudure ou à l'aide d'éléments à visser: De l'autre côté, le disque double 34 porte, fixé par exemple. également à l'aide de nombreux éléments à visser, un disque auxiliaire 35 muni à sa périphérie extérieure de la denture 36 formant l'un desdemi-accouplements, alors que le moyeu 67,peut tourner et se déplacer librement dams le sens axial lors de l'embrayage et au débrayage. Par 39 on désigne le tringlage du dispositif de commande pour l'embrayage et le débrayage de l'accouplement à dents. Sur l'arbre 32 est calé un disque 40 rigide en tous sens, dont la denture 41 forme le second demi-accouplement.
La denture 41 est relativement fixe, alors que les mouve- ments d'accouplement sont exécutés par la denture 56. Le des- sin montre la position embrayée. Pour débrayer, on fait glis- ser, à l'aide du dispositif d.e manoeuvre 39, le moyeu 37 par dessus le bout d'arbre 38 vers la gaucho; de ce fait on exer-, ce, par le disque 35, un effort sur le disque double 54. jus- qu'à ce que sa déformation corresponde.à la course 'd'accouple- ment. Lorsqu'il faut réaliser des courses .d'accouplement assez étendues, on juxtaposera deux ou plusieurs disques CLOU- bles' entre' les disques 33 et 35. Pour assurer, après l'embra- yage, un engrènement toujours.parfait des dentures 36 et 41, le disque coulissant 35 est soumis à la pression d'un ressort
42 prenant appui sur le disque fixe 33.
Dans le présent cas ce ressort a la forme d'un ressort à boudin. Il est évident que l'effort exercé par le dispositif de manoeuvre doit être suffisant pour vaincre également avec facilité la résistance du ressort 42. Dans la position embrayée de l'accouplement, .les verrous 43 maintiennent les dents engrenées. Les verrous 43 peuvent rendre le ressort 4 inutile.
Lorsqu'il s'agit de navires, l'arbre 31 peut, par exemple, être entraîné par la machins motrice au navire, alors que l'ar- bre 32 va à l'hélice de propulsion. L'invention appliquée con- jointement avec des accouplements à dents, peut cependant aus- si être utilisée dans de nombreux autres cas où l'on se trouve . en présence de circonstances analogues, comme par exemple dans des accouplements d'arbres pour autos, matériel roulant de che- mins de fer ou avions. De plus, le principe de l'invention .peut s'appliquer à des installations fixes, lorsqu'il s'agit de prévoir un accouplement embrayable et débrayable entre des arbres n'admettant entre eux, en direction axiale, aucun dé- placement ou un déplacement insuffisant.
Dans la fig. 4 on désigne par 51 et 52 les deux arbres qui, en vue de la clarté de l'exemple, sont décalés transversalement de faço4 exagérée, qui peuvent prendre des positions biaises l'un par rapport à l'autre et doivent donc être reliés l'un
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à l'autre à la manière d'une articulation à cardan.
Dans ce but, et conformémént à l'invention, les extrémités des arbres
51 et 5 ainsi que celles de l'arbre intermédiaire 53 portent chacune-un disque d'égale résistance 54 à 57. Entre, d'une part, les uisques 54 et 55 et, d'autre part, les/disques 56 et
57 sont insérés chaque fois, par exemple, deux disques doubles
58 à 61, constitués sous forme de pièces d'égale résistance.
Tous les disques d'égale résistance sont solidement reliés entre eux à leur ériphérie par des boulons.
Les disques d'égale résistance qui possèdent l'avantage en soi déjà important d'une consommation de matière aussi ré- duite que possible, permettent dans ce cas de réaliser une transmission de moment tournant sans jeu, ils occasionnent un faible effort de décalage resp.le remise en place et ont, en outre, l'avantage de constituer de purs corps de rotation qui, pour de grandes vitesses de rotation, n'exigent pas un équilibrage dynamique spécial. Il est aussi essentiellement important que le lien en forme d'articulation à cardan selon l'invention travaille sans usure, car la variation des posi- tions relatives des arbres 51 et 52 est uniquement absorbée par la déformation élastique, à l'exclusion de toutes pièces glissant l'une sur l'autre.
Le remplacement d'une articula- tion habituelle à cardan par la disposition conforme à l'in- vention présente donc des avantages non négligeables. conformément à la fig. 5, et en vue du changement d'orien- tation des pales a'hélice 71, l'arbre d'hélice 73 supporté en
72 est rendu mobile dans le sens longitudinal, tout jeu dans le sens périphérique étant évité, par le fait que l'arbre d' hélice 73 est relié à l'arbre précédent '74, allant vers la machine motrice et vers le palier de butée* principal, par deux disques simples et un disque double d'égale résistance
75, 76, 77,
parmi lesquels le disque 75 est calé fermement sur l'arbre 73 et le disque 77 sur 1'arbre.?4. Comme les disques d'égale résistance sont rigidesdans lesens de la rotation et ne présentent donc pas de jeu suivant la périphérie, des oscillations de torsion indéterminables par le calcul, ne, peuvent donc plus prendre naissance. Par l'insertion de plu- sieurs disques doubles d'égale résistance, l'arbre d'hélice peut être rendu déplaçable dans le sens longitudinal, dans toute mesure voulue.
Les mouvements de course plus ou moins amples de l'arbre 73 par rapport à un point fixe du corps de navire, dans le sens desflécnes P indiquées, suivant l'am- plitude donnée du déplacement: d'nélice, peuvent être captés de façon en soi connue et utilisés pour l'actionnement d'un dispositif de commande pour le réglage de l'hélice.
Le dispositif articulé automatique d'hélices déplaçables de navires qui est décrit ci-dessus, peut également être ap- pliqué en principe, avec les mêmes avantages, aux hélices 'd'avions dont les pales peuvent alors aussi s'orienter automa- tiquement, indépendamment de la vitesse de rotation donnée, , de manière à travailler au' déplacement maximum.
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Coupling rigid in the rotary direction, elastic in the axial direction as regards the angular deformation and the transverse offset of the shafts connected together.
The invention relates to a coupling which is rigid in the direction of rotation and elastic in the axial direction as regards the angular deformation and the transverse offset of the shafts connected to each other, particularly suitable in the case of high rotating moments; also relates to a particularly advantageous application of this coupling.
The need to constitute coupling members which are rigid in the direction of rotation and easily elastic in the axial direction, is encountered for example in vehicles, especially in ships, when the vehicle body is subjected, during its servioe, deformations causing variations in the distance between them of the bearings of shafts. If even the variations in distance in question have a relatively small amplitude, they nevertheless cause, owing to the stiffness of the shafts, considerable efforts which, as we know, quite often lead to the deterioration of the bearings. Similar difficulties are encountered when there are angular variations between shafts connected by a coupling, resp. when he presents himself. a permanent or transient shaft shift.
The circumstances become particularly unfavorable when two or more of the above-mentioned phenomena occur simultaneously.
The invention relates to a coupling element avoiding these difficulties by the fact that the coupling * consists of one or more double discs formed in the form of a body of equal strength, with the unstiffened hub parts being freely movable.
When several double disc coupling elements are connected to each other by their outer edges, to form a single coupling member, the amplitude of the elasticity of the coupling can be adapted to the possible offset of the amber, by providing a corresponding number of coupling elements.
The coupling according to the invention is particularly suitable in its application to ships, because the variations in distance between the shaft bearings, as well as the relative position of the construction elements resulting from the deformations to which the shaft is subjected. the body of the ship during sea movements are absorbed, without appreciable axial forces, by the coupling inserted in the shaft. On the other hand, the appropriate stiffness of the coupling elements in the direction of rotation prevents resilient rotational oscillations from arising, without the need for additional auxiliary means.
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OO {: rOri ... tU8nt to a suitable form of execution of the invention, the double uisks not equal to 1 <sistaiice are mounted in a ckiEpositi.2 aa command behaved in a coupling to ueiits, etiibrayabl2 z disengageable, august the coupling stroke is greater than omissible axial displacement of the shafts to be connected to each other. Such arrangements and such circumstances are often encountered for vehicle shafts, noted ships, for which it is often necessary to suddenly disengage the receiving part of the shaft from its driving part, this maneuver being carried out in the groin alun coupling to aents designed like a claw coupling.
In that case
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we prucédaic ùis4a'here by rigidly imitating only one of u.ed-o.ccoup13, .0ut ;;: u its respective tree element, while, on the other hand, the other QLi-accoupleirlent could slide in the axial sounds on its own shaft element, while the rotating Ll-, OLile1't; was, for example, transmitted by a toothing with multiple corners.
Such means of transmission, including multiple-corner c1 <?. itures, take place in practice at most uil'I'I'I'I: es. As a result of the uluii vessel body cieformation, the supports at the ends of the shafts are driven, while the shaft elements at the end of the shaft: The interruption of the shaft, give way and get stuck.
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then, if we expect:
Here the coupling elements, at the connection point, a play so great that there can be no jamming, for example between the elements of the aen-
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ture with multiple corners, even for the strongest deformations of the OOl ')' "I ship, then the clearance is, In the normal case, it is to area when the deformation has disappeared, so that the one cannot avoid disturbances due to the technique of oscillations and against which nothing can be done.
however, if the clearance is small initially, the mating surfaces of the multi-corner seam will jam or
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deterioration 0 rcmt..wrsll.u rua such a jam occurs when you want to actuate the coupling, it can often be neither engaged nor disengaged, which can give rise to
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bigger difficulties. The application according to the invention of double discs made as pieces of equal strength enables these drawbacks to be eliminated in the simplest way.
This creates a clutch with clutch and disengageable teeth in which, despite the fact that the clutch stroke
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ge is greater than the permissible axial displacement of the shafts to be connected between aux, the clutch and disengagement of the toothed coupling are guaranteed, even after long service.
According to a further development of the invention, the new coupling, taken in uouble, advantageously replaces the usual articulated cardan transmission. The purpose of the cardan joint is to connect the trees to each other, so that the axes of the two shafts can form a certain angle between them, without there being any danger that, owing to their skewed position, the shafts are subjected. sensitive additional solicitations.
The solution, according to the invention, of this problem admits not only, as for the cardan joints, that the biased position of the shafts with respect to each other remains within certain limits, but it also gives the cardan joints , the ease of absorbing elastic movements in the axial direction, a condition which in itself is usually not realized in these joints.
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The invention further relates to the application of the novel coupling to devices for the automatic control of movable propellers, this pitch dependent on the displacement of the propeller, in which devices the propeller shaft is separated from the propeller. The drive shaft by one or more double disks of equal strength, absorbing the variable axial movements with the displacement of the propeller and causing their transmission as a control impulse to the device for moving the displaceable propellers. Such arrangements can be applied for the control of aircraft propellers, preferably however for that of ship propellers.
We know that the propellers necessary for the propulsion of airplanes can be made mobile, so that we are able to make these propellers always work with an optimum output despite the variable speed of the plane, and this thanks - this at the appropriate angle of incidence that can be given to the blades. Hand control at the propeller displacement device has various drawbacks, for example, because it depends on the ability to observe and requires the attention of the flying personnel, as well as the fact that 'such a process can not be. applied only in undefined steps.
These drawbacks can in itself be avoided to a large extent by the use of devices controlling the propellers which can be displaced automatically, for example hydraulically or mechanically, as a function of the displacement of the propeller, of the flight speed or of the propeller. other factors. The installations provided for this purpose are, however, inconvenient to assemble, or else not suitable for all applications, retort for example, for the propulsion of ships.
If, for example, the variable stroke of the propeller shaft with the thrust of the propeller is chosen as the control pulse, axial displacements must be carried out by means of multiple wedge teeth. simultaneous transmission of rotating moments, by the use of known machine elements, the multiple wedge teeth being subjected to heavy wear as a result of the sliding movements occurring during operation.
It is also necessary to point out the more unpleasant fact that the body of the vehicle (ship's body) undergoes, during the service, non-uniform deformations, on the one hand at the supports close to the propeller and on the other hand at the supports close to the propeller. the driving machine, resp. close to the main thrust bearing; to take this into account, sufficient clearance must be provided between the teeth of the multi-wedge toothing so that the shafts do not get stuck at their connection point.
As a result of the unnecessarily high clearance, oscillatory phenomena then arise which it is impossible to determine by calculation or to overcome by constructive arrangements. This difficulty increases with the power of the propeller and therefore takes on particular importance for ship propellers, although the same problem in principle also requires a solution, for example for propellers used for propelling airplanes.
An attempt has therefore been made to make the control pulses independent of the axial movements of the propeller shaft. In the . propulsion devices of ships, and in view of the great length of the shaft, this cannot be achieved with the aid of auxiliary control rods known per se and, for example for the propulsion devices of single-engine aircraft and several remote-controlled propellers, this arrangement becomes too complicated. By the application, in accordance with the invention, of double disc couplings designed as parts of equal strength, it is possible to transmit rotating moments of any magnitude for a consumption of
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material as small as possible and lean considerable elasticity in the axial direction.
Application and trans-
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mission These efforts are made on the outer edges of the aisles, along which these risks are also interconnected,
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usefully using many bolts. Depending on the magnitude of the rotating moments and the amplitude of the stroke of the shaft
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With the propeller necessary for automatic control, several double disks of equal resistance are usefully arranged in series.
The invention is explained in more detail in the light of a few examples of execution shown in the drawing.
The ig. 1 shows the non-coupling element conforming to the invention, consisting of a double aisqua formed in the form of a piece of equal strength;
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The i6 ';.:;: Showed a coupling, in which several non-coupling eliements aoubles are juxtaposed; Fig. 3 a clutch li teeth, clutchable and disengageable with additional application of the double disc not equal resistance according to the invention; The fiô. shows the coupling elements according to the invention, in double arrangement, to achieve between the shafts an analogous connection to a gimbal, and 5 shows a double plate of equal strength, in accordance with the invention, used in conjunction with a device for the automatic ra.aC of movable propellers for ships.
According to fig. l, the coupling element according to
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the invention is composed of aeux uisques they are connected together at the location of the smallest diameter, 13 .. In the case of
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the execution example of the fit. 1, the bond is established by continuity of material, the double uisque being of a single
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piuce. Where both discs 11 and 13 have polished surfaces, it may be preferable in certain circumstances
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tions, to manufacture the two panels separately and to connect them by welding, resp. by screws or bolts.
Application and transmission (the forces are made by the outer edges
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14 uisques, and for this purpose these parts of the discs are provided with an orancl number of holes 15, distributed over the peripl1é.L'i, to receive the bolts. to take account of the fact that the presence of the holes leads to a weakening of the material, these peripheral parts 14 alone are reinforced.
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these are and not necessarily deviate from the form of equal resistance.
Fig. represents a coupling in which, by
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example, Ch-UX 1: b1d1.i.euts n'double disc coupling & 1, îo cara, together with a single GiS4'ae terminal n-coupling elements 43, 4, the rigid coupling in the direction of rotation , between shafts 5, 26. As and when :, the number of coupling elements increases,
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the admissible axial movement of the shafts 5 and = ri would increase at the same time, without appreciable forces being transmitted to the bearings of these shafts.
The connection of the
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ilients z1 yj between them is usefully carried out in a non-permanent way, in the groin not a sufficiently large number of bolts distributed unitorme..a.zt on the periphery and for which its: again planned drilling 27.
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In fig. 3 the shafts 31 and 32 must be considered as fixed, in any case as not having to move axially the length of the coupling stroke - the minimal relative displacements which they undergo by their terminal bearings (not figured) being neglected. On the shaft 31 is wedged the rigid disc 33 in the axial direction and in the peripheral direction, to the outer edge of which is fixed, for example by means of numerous bolts, a double disc 34 formed by two discs of. equal resistance. In practice, in this case, several double disks of equal resistance will be juxtaposed.
The double disc 34. springs fairly easily in the axial direction, while in the peripheral direction, it is capable of transmitting, like a rigid member, large rotating moments. In this case it consists of a single piece.
When the two discs have profiled surfaces, it is preferable, in certain circumstances, to manufacture them separately and to join them by welding or using elements to be screwed: On the other side, the double disc 34 carries, fixed for example. also with the aid of numerous screw-in elements, an auxiliary disc 35 provided at its outer periphery with the toothing 36 forming one of the half-couplings, while the hub 67, can rotate and move freely in the axial direction during clutch and disengagement. By 39 denotes the linkage of the control device for engaging and disengaging the toothed coupling. On the shaft 32 is wedged a rigid disk 40 in all directions, the teeth 41 of which form the second half-coupling.
The toothing 41 is relatively fixed, while the coupling movements are performed by the toothing 56. The drawing shows the engaged position. In order to disengage, the hub 37 is slid, using the operating device 39, over the end of the shaft 38 towards the gaucho; therefore, through the disc 35, a force is exerted on the double disc 54 until its deformation corresponds to the coupling stroke. When it is necessary to achieve fairly extended coupling strokes, two or more NAIL discs will be juxtaposed between the discs 33 and 35. To ensure, after engagement, always perfect engagement of the teeth 36. and 41, the sliding disc 35 is subjected to the pressure of a spring
42 resting on the fixed disc 33.
In this case, this spring has the form of a coil spring. It is obvious that the force exerted by the operating device must be sufficient to also easily overcome the resistance of the spring 42. In the engaged position of the coupling, the locks 43 keep the teeth engaged. The latches 43 can make the spring 4 unnecessary.
In the case of ships, the shaft 31 can, for example, be driven by the driving machinery to the ship, while the shaft 32 goes to the propeller. The invention applied in conjunction with toothed couplings, however, can also be used in many other cases. in the presence of similar circumstances, such as for example in shaft couplings for cars, railway rolling stock or airplanes. In addition, the principle of the invention can be applied to fixed installations, when it is a question of providing a clutchable and disengageable coupling between shafts that do not admit between them, in the axial direction, any displacement or insufficient movement.
In fig. 4 denote by 51 and 52 the two shafts which, for the sake of clarity of the example, are offset transversely in an exaggerated way, which can take positions biased with respect to one another and must therefore be connected l 'a
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to the other like a cardan joint.
For this purpose, and in accordance with the invention, the ends of the shafts
51 and 5 as well as those of the intermediate shaft 53 each carry a disc of equal strength 54 to 57. Between, on the one hand, the uisques 54 and 55 and, on the other hand, the / discs 56 and
57 are inserted each time, for example, two double discs
58 to 61, made in the form of pieces of equal strength.
All disks of equal strength are firmly connected to each other at their periphery by bolts.
The discs of equal strength, which in themselves have the already significant advantage of as little material consumption as possible, allow in this case a transmission of rotating moment without play, they cause a low shift force resp. .the repositioning and have, moreover, the advantage of constituting pure rotating bodies which, for high speeds of rotation, do not require special dynamic balancing. It is also essentially important that the link in the form of a cardan joint according to the invention works without wear, since the variation in the relative positions of the shafts 51 and 52 is only absorbed by the elastic deformation, to the exclusion of all. pieces sliding over each other.
The replacement of a usual cardan joint by the arrangement according to the invention therefore presents non-negligible advantages. according to fig. 5, and with a view to changing the orientation of the propeller blades 71, the propeller shaft 73 supported in
72 is made movable in the longitudinal direction, any play in the peripheral direction being avoided, by the fact that the propeller shaft 73 is connected to the preceding shaft '74, going towards the prime mover and towards the thrust bearing * main, by two single discs and a double disc of equal resistance
75, 76, 77,
among which the disc 75 is firmly wedged on the shaft 73 and the disc 77 on the shaft. As the disks of equal resistance are rigid in the direction of rotation and therefore do not present any play along the periphery, torsional oscillations which cannot be determined by calculation, can therefore no longer arise. By inserting several double discs of equal strength, the propeller shaft can be made longitudinally movable to any desired extent.
The more or less ample stroke movements of the shaft 73 with respect to a fixed point of the body of the ship, in the direction of the indicated Pflecnes, according to the given amplitude of the displacement: of the propeller, can be sensed so known per se and used for actuating a control device for adjusting the propeller.
The automatic articulated device of movable propellers of ships which is described above, can also be applied in principle, with the same advantages, to the propellers of airplanes, the blades of which can then also be oriented automatically. independently of the given speed of rotation,, so as to work at the maximum displacement.