CH411483A - Torsion spring clutch - Google Patents

Torsion spring clutch

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Publication number
CH411483A
CH411483A CH1302362A CH1302362A CH411483A CH 411483 A CH411483 A CH 411483A CH 1302362 A CH1302362 A CH 1302362A CH 1302362 A CH1302362 A CH 1302362A CH 411483 A CH411483 A CH 411483A
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CH
Switzerland
Prior art keywords
coupling according
expansion screws
coupling
designed
transmission elements
Prior art date
Application number
CH1302362A
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German (de)
Inventor
Wagner Ulrich
Jebens Oskar
Original Assignee
Wagner Hochdruck Dampfturbinen
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/50Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members
    • F16D3/60Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members comprising pushing or pulling links attached to both parts
    • F16D3/62Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members comprising pushing or pulling links attached to both parts the links or their attachments being elastic

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)

Description

  

  Drehfedernde Kupplung    Die Erfindung betrifft eine drehfedernde Kupp  lung für extrem grosse     Umfangskräfte,    besonders für  Propellerwellen in Schiffen, mit     stabförmigen,     federnden, auf Zug beanspruchten     übertragungsele-          menten,    welche<B>-</B> in Sehnenrichtung liegend<B>-</B> den  treibenden und den getriebenen Teil verbinden.  



  Die bekannten drehelastischen Kupplungen mit  Zugfedern als     übertragungselemente    sind für grosse  Drehmomente     bzw.    grosse Umfangskräfte bei gleich  zeitiger Biegebeanspruchung, die aus Relativver  schiebungen infolge axialer oder radialer Wellenver  lagerungen (z. B. Lagerspiel, keine geometrisch ge  naue     Fluchtung)    herrühren können, nicht geeignet, da  diese Elemente nur für reine Zugbeanspruchung aus  gelegt sind. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass  die     Zugfederelemente    nicht einzeln einstellbar sind,  so dass die gleichmässige Aufteilung der Umfangs  kraft auf alle     übertragungselemente    nicht gewährlei  stet ist.  



  Die vorliegende Erfindung behebt diese Mängel  dadurch, dass die     übertragungselemente    als einzeln  einstellbare Dehnschrauben mit einer solchen Bie  geelastizität ausgebildet sind, dass sie Relativver  schiebungen der zu verbindenden Wellen ohne blei  bende Verformung aufnehmen können. Diese als  Dehnschrauben ausgebildeten Zugstäbe können  zweckmässig nach Art der Speichen bei Rädern  überlagert werden, so dass auf relativ geringem  Raum eine grosse Anzahl von Übertragungselemen  ten angeordnet werden kann.  



  Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der  Erfindung erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen  zeigen in       Fig.   <B>1</B> eine Doppelkupplung im     Axialschnitt          Fig.    2 die Kupplung nach     Fig.   <B>1</B> im Schnitt nach  Linie     II-II    der     Fig.   <B>1</B> und         Fig.   <I>3a,<B>b</B></I> und c verschiedene Querschnitte der  Dehnschrauben.  



  An den Flansch<B>1</B> der Welle 2 ist der Innenring<B>3</B>  angeschraubt, in welchem die Umfangsnuten 4,<B>5</B> ein  gearbeitet sind. Die Stege<B>6, 7, 8</B> sind<B>-</B> in gleichen  Abständen über den Umfang verteilt<B>-</B> mit achspa  rallelen Bohrungen versehen, in die die Ankerbolzen  <B>9</B> eingepresst sind. Diese wiederum weisen queraxial  verlaufende Gewindelöcher<B>10</B> auf, in welche die an  einem Ende mit entsprechendem Gegengewinde     ver-          sehenen    Dehnschrauben<B>11</B> als biegeelastische Zug  stäbe eingeschraubt sind. Mittels     Kerbstiften    12 sind  diese Schraubverbindungen gesichert.  



  Konzentrisch um den     Innenring   <B>3</B> ist der Aussen  ring<B>13</B> angeordnet, der an einem Flansch der Büchse  14 mittels Passschrauben<B>15</B> gehalten ist. In diesen  Aussenring sind vom Umfang her schräg liegende  Bohrungen<B>16, 17</B> eingearbeitet, und zwar mit einer  solchen Schräglage, dass die mit der Bohrungsachse  zusammenfallende Sehne die Achse des zugehörigen  Ankerbolzen<B>9</B> schneidet. In diesen Bohrungen sind  Federn<B>18,</B> hier als Tellerfedern ausgebildet, ange  ordnet, auf denen sich die Dehnschrauben<B>11</B> entwe  der<B>-</B> wie bei<B>19</B> gezeigt<B>-</B> mittels Kronenmutter 20  oder<B>-</B> wie bei 21 gezeigt<B>-</B> mittels einer     Konusmut-          ter    22, die mit einer Kappe<B>23</B> mit entsprechendem  Innenkonus gesichert ist, abstützen.

   Die     Konusmutter     22 gestattet eine sehr genaue Einstellung einer gerin  gen     Vorspannung,    wodurch erreicht wird, dass alle  Dehnschrauben den gleichen Anteil der Umfangs  kraft übernehmen.  



  Da die grössten Wellenverschiebungen normaler  weise von dem Propellerschub hervorgerufen werden,  müssen die biegeelastischen Dehnschrauben so aus  gebildet sein, dass sie den in dieser Richtung wirken  den Kräften den geringsten Widerstand entgegenset-           zen.    Solche Querschnitte sind beispielsweise in     Fig.     <I>3a,<B>b</B></I> und c gezeigt.

   Die Linie     x-x    bedeutet darin eine  die     Dehnschraubenachse    schneidende, zur Wellen  achse parallele Achse.     y-y    sind dazu senkrecht ver  laufende Mittelachsen.     Fig.    3a zeigt einen     Rechteck-          querschnitt,    bei dem bekanntlich das Widerstands  moment     Wy    (bezogen auf y-Achse) kleiner ist als       Wx.        Gemäss        Fig.   <B>3b</B> und c kann man nun das  Moment     Wy    durch Ausfräsen von zur y-Achse paral  lel verlaufenden Schlitzen stärker verringern als     Wx,

       wodurch mit kreisförmigen oder quadratischen  Grundquerschnitten das gleiche Ziel erreicht wird.  



  Bei in beiden Drehrichtungen wirksamen Kupp  lungen werden<B>-</B> wie in     Fig.   <B>1</B> und 2 gezeigt<B>-</B> in  jeden Ankerbolzen<B>9</B> zwei Dehnschrauben<B>11</B> einge  schraubt und zwar so, dass sie jeweils in entgegenge  setzten Richtungen angreifen.  



  Die Zeichnung stellt eine Doppelkupplung dar,  bei der alle Bauglieder spiegelbildlich, zur achsnor  malen Mittelebene der Büchse 14 gespiegelt, ange  ordnet sind. Dadurch erhält diese Kupplung eine  grössere Unempfindlichkeit gegen Winkeländerun  gen, wie dies besonders für Schiffe notwendig ist.



  Torsion spring coupling The invention relates to a torsion spring coupling for extremely large circumferential forces, especially for propeller shafts in ships, with rod-shaped, resilient, tensile transmission elements which lie in the direction of the chord <B> - </ B> connect the driving and the driven part.



  The known torsionally flexible couplings with tension springs as transmission elements are not suitable for large torques or large circumferential forces with simultaneous bending stress, which can result from relative displacements due to axial or radial shaft displacements (e.g. bearing play, no geometrically precise alignment). because these elements are only designed for pure tensile stress. Another disadvantage is that the tension spring elements cannot be adjusted individually so that the even distribution of the circumferential force on all transmission elements is not guaranteed.



  The present invention overcomes these deficiencies in that the transmission elements are designed as individually adjustable expansion screws with such a bending elasticity that they can accommodate Relativver displacements of the shafts to be connected without permanent deformation. These tension rods, designed as expansion screws, can expediently be superimposed in the manner of the spokes on wheels, so that a large number of transmission elements can be arranged in a relatively small space.



  An embodiment of the invention is explained below. The associated drawings show in FIG. 1 a double clutch in axial section, FIG. 2 the clutch according to FIG. 1 in section along line II-II in FIG. 1 / B> and Fig. <I>3a ,<B>b</B> </I> and c different cross sections of the expansion screws.



  The inner ring <B> 3 </B>, in which the circumferential grooves 4, <B> 5 </B> are machined, is screwed onto the flange <B> 1 </B> of the shaft 2. The webs <B> 6, 7, 8 </B> are <B> - </B> distributed at equal intervals over the circumference <B> - </B> with axially parallel bores into which the anchor bolts <B > 9 </B> are pressed in. These in turn have threaded holes 10 running transversely axially into which the expansion screws 11, provided at one end with a corresponding mating thread, are screwed as flexible tension rods. These screw connections are secured by means of grooved pins 12.



  The outer ring <B> 13 </B> is arranged concentrically around the inner ring <B> 3 </B> and is held on a flange of the bushing 14 by means of fitting screws <B> 15 </B>. In this outer ring inclined bores <B> 16, 17 </B> are incorporated from the circumference, specifically with such an inclination that the chord coinciding with the bore axis intersects the axis of the associated anchor bolt <B> 9 </B> . In these bores, springs <B> 18 </B> are designed here as disc springs, are arranged on which the expansion screws <B> 11 </B> either <B> - </B> as in <B> 19 </B> shown <B> - </B> by means of castle nut 20 or <B> - </B> as shown at 21 <B> - </B> by means of a conical nut 22, which is fitted with a cap < B> 23 </B> is secured with a corresponding inner cone.

   The conical nut 22 allows a very precise setting of a low preload, which means that all expansion screws take on the same proportion of the circumferential force.



  Since the greatest shaft displacements are normally caused by the propeller thrust, the flexible expansion screws must be designed in such a way that they offer the least resistance to the forces acting in this direction. Such cross-sections are shown, for example, in FIGS. <I>3a, <B>b </B> </I> and c.

   The line x-x means an axis that intersects the expansion screw axis and is parallel to the shaft axis. y-y are perpendicular to this ver running central axes. 3a shows a rectangular cross-section in which, as is known, the drag torque Wy (based on the y-axis) is smaller than Wx. According to FIGS. 3b and c, the moment Wy can now be reduced more than Wx by milling out slots that run parallel to the y-axis,

       whereby the same goal is achieved with circular or square basic cross-sections.



  With couplings effective in both directions of rotation, <B> - </B> as shown in FIGS. <B> 1 </B> and 2 <B> - </B> in each anchor bolt <B> 9 </B> two expansion screws <B> 11 </B> screwed in in such a way that they each engage in opposite directions.



  The drawing shows a double clutch in which all members are mirror images, mirrored to the axis normal paint center plane of the sleeve 14, are arranged. This gives this coupling greater insensitivity to Winkeländerun conditions, as is particularly necessary for ships.

 

Claims (1)

<B>PATENTANSPRUCH</B> Drehfedernde Kupplung für extrem grosse Um fangskräfte, besonders für Propellerwellen in Schif fen, mit stabförmigen, federnden, auf Zug bean spruchten übertragungselementen, welche<B>-</B> in Seh nenrichtung liegend<B>-</B> den treibenden und getriebe nen Teil verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass die übertragungselemente als einzeln einstellbare Dehn schrauben<B>(11)</B> mit einer solchen Biegeelastizität aus gebildet sind, dass sie Relativverschiebungen der zu verbindenden Wellen ohne bleibende Verformung aufnehmen können. <B> PATENT CLAIM </B> Torsion spring coupling for extremely large circumferential forces, especially for propeller shafts in ships, with rod-shaped, resilient transmission elements subject to tensile stress, which <B> - </B> lie in the direction of the chord <B> - </B> Connect the driving and transmission NEN part, characterized in that the transmission elements are designed as individually adjustable expansion screws <B> (11) </B> with such a flexural elasticity that they move relative to the shafts to be connected without can absorb permanent deformation. UNTERANSPRüCHE <B>1.</B> Kupplung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Dehnschrauben<B>(11)</B> einen sol chen Querschnitt haben, dass das Widerstandsmo ment (Wx) zu der achsparallelen Mittelachse (x) grös- ser ist als das zur senkrecht dazu liegenden Mittel achse (y). 2. Kupplung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Kupplungsteile als Ringe<B>(3,</B> <B>13)</B> ausgebildet und konzentrisch ineinander ange ordnet sind. <B>3.</B> Kupplung nach Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass an jeder Verankerung<B>(9)</B> des in nenliegenden Ringes<B>(3)</B> zwei in entgegengesetzte Richtungen wirkende Dehnschrauben<B>(11)</B> angreifen. 4. SUBClaims <B> 1. </B> Coupling according to patent claim, characterized in that the expansion screws <B> (11) </B> have such a cross section that the moment of resistance (Wx) to the axially parallel central axis (x ) is greater than that of the central axis (y) lying perpendicular to it. 2. Coupling according to claim, characterized in that the coupling parts are designed as rings <B> (3, </B> <B> 13) </B> and are arranged concentrically inside one another. <B> 3. </B> Coupling according to dependent claim 2, characterized in that on each anchorage <B> (9) </B> of the inner ring <B> (3) </B> two in opposite directions Attack active expansion screws <B> (11) </B>. 4th Kupplung nach Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die Dehnschrauben<B>(11)</B> im aus senliegenden Ring<B>(13)</B> federnd abgestützt sind. <B>5.</B> Kupplung nach Patentanspruch, gekennzeich net durch die Ausbildung als Doppelkupplung und zur achsnormalen Mittelebene spiegelbildlicher An ordnung ihrer Bauglieder. Coupling according to dependent claim 2, characterized in that the expansion screws <B> (11) </B> are resiliently supported in the external ring <B> (13) </B>. <B> 5. </B> Coupling according to claim, characterized by the design as a double clutch and mirror-inverted arrangement of their structural members to the axis-normal center plane.
CH1302362A 1961-12-22 1962-11-06 Torsion spring clutch CH411483A (en)

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GB949299A (en) 1964-02-12

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