CS219039B1 - Hřídelová spojka - Google Patents

Abstract

Vynález se týká konstrukčního řešení pevné hřídelové spojky, určené ke spojení hřídelů nebo táhel, přenášejících malé osové síly nebo krouticí momenty. Řešením hřídelové spojky podle vynálezu je umožněno spojování dvou konců hřídelů nebo táhel v jedné operaci najednou. Spojení se převádí snadno, operativně, nastavitelně, dostatečně pevně a přesně s možností okamžitého uvolnění spojení, přičemž je zaručeno spojení jakýchkoli rozměrů hřídelů nebo táhel plných nebo trubkových bez jejich poškození a bez poškození samotné spojky. Podle potřeby umožňuje toto řešení i nezávislé spojování nebo rozpojování jednotlivých hřídelových zakončení. Podstata vynálezu spočívá v tom, že třmen sestávající ze dvou ramen spojených můstky je opatřen na obou svých koncích otvory pro hřídele a v témž prostoru i drážkami, vytvářejícími vlastně z konců třmenu čelisti, které působením ovládacího šroubu na ramena třmenu, umožňují sevření hřídelových konců. Vynálezu může být využito jako spojovacího prvku v přístrojové technice, přesné mechanice, v elektrotechnice i ve strojírenství.

Description

Vynález se týká konstrukčního provedení ptfVňé hřídelové spojky, určené k přenosu malých momentů a Osových sil, která svým řešohím umožňuje operativní, snadné >a geometricky přesné spojení dvou konců hřídelů nebo táhel o stejném nebo· různém průměru zakončení.

Řešením á svými vlastnostmi je určena pro použití jako spojovací element malých hřídelů nebo táhel v přístrojích přesné mechaniky, jako spojovací element příslušných prvků řady součástek užívaných v oboru elektroniky, strojírenství.

Zejména je vhodná ke spojování hřídelek potenciometrů, miniaturních vypínačů, přepínačů s ovládacími prvky, miniaturních motorků nebo převodů s dalšími hřídelkami nebo prodlouženími, která jsou nutná pro správnou a snadnou funkci mechanismů v přístrojích nebo k jejich snadnému ovládání z míst ležících mimo přímý dosah jmenovaných součástí, na příklad na panelech měřicích přístrojů a podobně.

Dále všude tam, kde je zapotřebí případné střídavé, jednoduché a operativní spojování nebo rozpojování hřídelů a táhel za účelem seřízení, či nastavení příslušných mechanismů a podobně.

V jmenovaných rozličných druzích zařízení jsou k přenosu točivého nebo přímočarého pohybu používány pevné nebo pružné spojky, jimiž se spojují hřídele, případně táhla v těchto· zařízeních.

Pevné spojky používané pro přenos malých kroutících momentů nebo malých osových sil jsou konstrukčně řešeny různými způsoby, jež jsou uveděny níže.

Často používaným řešením je způsob, kde spojka je řešena ve tvaru převlečné trubky, do níž jsou nalisovány z každé strany konce hřídelů nebo táhel, které mají být spojeny. Výhodou tohoto způsobu je značná jednoduchost, pokud jsou hřídele stejného průměru. Pokud nejsou průměry hřídelů stejné a má-li mít spojka malé rozměry, jsou špatně vyrobitelhé oba otvory pro hřídele v požadované přesnosti pro nalisování. Z výše popsaného je zřejmá nevýhoda řešení, jíž je ňerozěbírátelnost spojení a v případě nepřesně vyrobených otvorů může dojít k nedokonalému spojení.

Jiným velmi užívaným způsobem je řešení, kde hřídele nebo táhla jsou spojkou, zhotovenou ve tvaru převlečné trubky zakiOlíkovány. Toto řešení má stejný nedostatek jako řešení výše uvedené. Je jím praktická nerozěbíratelňost tohoto spojení. Výhodou je, že spojení neprokluzUje.

Řešení, kde pro spojení hřídelů se spojkou tvaru trubky, pro· spojení stejných hřídelů, nebo osazeného průměru uvnitř trubky, pro spojení nestejných hřídelů, jsou použity odtl-ačovací šrouby zašroubované pláštěm spojky a opřěňé do jednotlivých hřídelů svými plochami hebo zahrocenými konci, vychází pOměrně jednoduché. Při použití hřídelů o nestejném průměru není dosaženo úplné souososti těchto hřídelů, vlivem tolerancí jednotlivých dílů. Dochází déle k určité deformaci konců hřídelů tlakem odtlačovacích šroubů v místě styku hřídelů s těmito šrouby. Tyto deformace jsou v některých případech spojení nežádoucí nebo dokonce nepřípustné.

K sevření jednotlivých konců hřídelů se výjimečně používá složitých ápojek ve formě náročných kleštin, k jejich funkci, tedy k sevření hřídelů je použito v zfiVislo&ti na konstrukčním řešení najrfiznféjších podob převlečných matic, opatřených na jedné své části vnitřním kuželem, který dosedá na příslušný kužel kleštiny. Matice je našroubována na pevné části kleštiny a svým pohybem buď kleštinu utahuje, nebo* povoluje, Pro svou poměrně značnou složitost jsou tyto spojky užívány jen ve zvláštních, odůvodněných případech. Další nevýhodou je, že pro spojení dvou nezávislých konců hřídelů musí být spojka provedena jako dvojitá, přičemž každý jednotlivý konec hřídele se spojuje vždy s tělesem spojky zvlfiSÍ

Známým řešením je spojka korýtková, jež bývá složena ze dvou protilehlých korýtek, Stahovaných k -sobě spojovacími šrouby. Mezi korýtky jsou vloženy konce spojovacích hřídelů, nejčastěji stejných rozměrů.

Další známou pevnou spojkou je spojka přírubová. Základem této spojky jsou příruby pevně spojené s konci hřídelů nalisováním, kolíky nebo šrouby. Příruby jsou spolu spojeny spojovacími šrouby či jiným vhodným způsobem. Je možno spojit i nestejně veliké průměry hřídelů, avšak spojka sama vychází robustní, hodící se spíše pro přenos větších kroutících momentů. Obě posledně jmenované spojky jsou náročné na prostor i manipulaci při spojování nebo rozpojování, jsou těžkopádné a neoperativní.

Častým . řešením, užívaným pro spojení hřídelů stejného průměru je spojka zhotovená v podobě svěrací zděře, tvarově řešená jako převlečná, podélně rozříznutá trubS ka nebo podobné teleso. Hřídele jsou spolu spojeny bud vlastním pružením materiálu spojky tím, že vnitřní průměr spojky je o něco menší než průměr spojovacích hřídelů, nebo stažením spojky pomocí zabudovaných šroubů, nebo šroubů a matic.

Pro spojení hřídelů stejného průměru je používáno miniaturní zubové spojky, kde jednotlivé konce hřídelů jsou opatřeny vzájemně do sebe zapadajícími ozuby, přičemž přes oba hřídele je nalisována převlečné spojovací trubka, která znemožňuje především osový posuv, zatímco rotační pohyb je přenášen ozuby. Spojení je opět těžko řozebratelné.

Z výše popsaných, dosud užívaných řešení hřídelových spojek malých rozměrů pro přenos malých sil jsou posouzeny výhody a nevýhody jednotlivých řešení. Na základě tohoto zhodnocení bylo hledáno: jiné řešení,

219833

Jež by spojovalo výhody jednotlivých uvedených konstrukčních řešení Wk, áfey hledaná hřídelová spoka umožňovala snadné, operativní, opakované a pevné spojení hřídelů či táhel o stejném nebo nestejném průměru s dostatečnou přesností a bez poškození výše jmenovaných hřídelů nebo táhel.

Uvedené nevýhody odstraňuje řešení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že v prvním ramenu třmenu Opatřeného závitem je zašroubován ovládací šroub, jenž je opřen buď čelem do plochy prostoru vnitřního· odlehčení, nebo plochou hlavy o vnější plochu třmenu nebo do mezičlenu, jenž je ve styku s druhým ramenem třmenu, přičemž ve třmenu opatřeném na obou koncích drážkami, oddělenými od prostoru vn¹' třního odlehčení spojovacími můstky, jsou stisknuty konce hřídelů ve svých plochách prostřednictvím ploch otvorů nebo koncových trnů, směřujících od obou konců třmenu přes spojovací můstky k prostoru vnitřního odlehčení, a to buď přímo, nebo prostřednictvím vnitřních nebo vnějších vložek.

Toto řešení umožňuje spojení hřídelů o stejných nebo nestejných průměrech hřídelových konců, přičemž zaručuje dostatečnou tuhost a přesnost spojení malých hřídelů a táhel. Řešení umožňuje snadně spojování i rozpojování hřídelů bez jejich poškození, jež je řešeno prakticky jednou operací utažením nebo uvolněním ovládacího šroubu, přičemž jsou oba konce hřídelů spojovány nebo rozpojovány najednou nebo postupně v závislosti na konstrukčním uspořádání jednotlivých prvků hřídelové spojky. Rozměrová náročnost je minimální. Řešení zaručuje i dobrou souosost hřídelů, přičemž je lhostejné, zda jde o spojování hřídelů nebo táhel o stejných nebo různých průměrech.. Spojka nevylučuje ani spojování tuhých hřídelů s ohebnými. Výhodou se jeví skutečnost, že samotný třmen spojky je možno předlisovat nebo zhotovit jinak než třískovým obráběním. Tvar nebrání ani použití plastických hmot, což je z ekonomického hlediska eventuální hromadné výrobě velmi výhodné.

Vynález bude vysvětlen pomocí výkresů, provedených formou pohledů, částečných nebo úplných řezů spojkami, kde obr. 1 ukazuje základní řešení hřídelově spojky, obr. 2 prostorový pohled na hřídelovou spojku, obr. 3 je základní řešení hřídelové spojky, doplněné o dvě vnější odlehčení ramen, obr. 4 znázorňuje provedení s dvěma ovládacími šrouby umístěnými souose, obr. 5 ukazuje řešení s ovládacím šroubem a opěrným mezičlenem, obr. 6 je konstrukční řešení hřídelové spojky, umožňující nezávislé uvolňování konců hřídelů ze spojky a naopak, obr. 7 doplňuje řadu řešení o univerzální hřídelovou spojku s výměnnými vložkami, obr. 8 ukazuje pohled na tvarové řešení výměnné vložky, obr. 9 je provedení spojky s vnitřními upínacími plochami a obr. 1® doplňuje předchozí provedení o výměnné vložky, rovněž s vnitřním Upínáním.

Na obr. 1 je nakresleno základní provedení., ktéřě Znázorňuje uspořádání a příslušnou funkčnost jednotlivých stavebních prvků. Třmen 1 je opatřen dvěma rameny. První rameno lla je spolu s druhým ramenem lib spojeno levým a pravým spojovacím můstkem 18a, 18b. V tělese třmenu 1 je vytvořen prostor vnitřního odlehčení lil, ohraničený plochou prostoru vnitřního odlehčení lila. Oba konce třmenu lle, lid jsou opatřeny drážkami. První drážka l’5a je umístěna v levém konci třmenu 11c a druhá drážka 15b je položena v pravém konci třmenu llď. Od těchto konců třmenu lle, lid procházejí směrem do· prostoru vnitřního odlehčení 111 konce prvního a druhého hřídele 3, 4 plochami otvorů 16, 17 levé a pravé části třmenu 1. Ovládací šroub 2 zaš,roubováný závitem 12 v prvním ramenu lla je opřen svým čelem 2a do plochy prostoru vnitřního odlehčení lila. Zašroubováním tohoto ovládacího šroubu 2 dojde ke zvětšení vzdálenosti prvního ramene lla od druhého ramene 11b uprostřed třmenu 1, přičemž tento pohyb je rameny přenesen prostřednictvím levého a pravého spojovacího můstku 18^ 18b na levé a právě konce třmenu lle, lid v opačném směru. Tím se plochy otvoru 18 levé části třmenu 1 pevně přitlačí na plochu 31 prvního hřídele 3 a plochy otvoru Í7 pravě části třmenu 1 se rovněž pevně přitlačí na plochu 41 druhého hřídele 4. Obráceným postupem jsou konce prvního i druhého hřídele 3, 4 opět uvolněny, Souosost prvního hřídele 3 s druhým hřídelem 4 je obvykle zaručena stejnou tuhostí prvního ramene lla a druhého ramene 11b v místě působení nebo opření ovládacího šroubu 2, nebo jiným vhodným způsobem.

Na obr. 2 Je prostorové znázornění základních stavebních prvků hřídelové spojky. Dobře je patrný styk prvního hřídele 3 plochou 31 s plochou otvoru 16 levé části třmenu í, jakož i umístění první drážky 15a na levém konci třmenu 11c a druhé drážky 15b na pravém konci třmenu lid, Zřetelně je vidět rozhraní mezi první drážkou 15a a prostorem vnitřního odlehčení 111, jež je vytvořeno levým spojovacím můstkem 18a a rovněž tak rozhraní mezi druhou drážkou 15b a prostorem vnitřního odlehčení 111 tvořené pravým spojovacím můstekm 18b. Levý a pravý spojovací můstek 18a, 18b vytvářejí spojení mezi prvním ramenem lla a druhým ramenem 11b třmenu 1.

Obr. 3 je základní provedení podle obr. 1 s prohloubenými vnějšími odlehčeními prvního· a druhého ramene 14a, 14b; Tato vnější odlehčení 14a, 14b na prvním ramenu lla a druhém ramenu 11b třmenu 1 zmenšují podstatně potřebnou obslužnou sílu při manipulaci se spojkou a umožňují udržet svým provedením souosost spojovacích hřídelů nebo táhel ve všech fázích spojování i v konečném spojení.

Na obr. 4 je stálé souososti spojovacích hřídelů dosaženo geometricky shodným provedením prvního ramene 11a a druhého ramene 11b třmenu 1 a jejich symetrickým uspořádáním. Ovládací šroub 2 je zašroubován v prvním ramenu 11a třmenu 1 a souosý odtlačovací šroub 22 je zašroubován ve druhém ramenu 11b třmenu 1, přičemž oba šrouby jsou opřeny svými čely o sebe. Obslužný prostor je v tomto případě dvojnásobný, což je v řadě případů zvlášť výhodné.

Obr. 5 znázorňuje jiné odvozené řešení, kde souosost hřídelů prvního i druhého hřídele 3, 4 je zajištěna ve všech případech pevnostní symetrií prvního ramene 11a s druhým ramenem 11b, přičemž ovládací šroub 2 je opřen do druhého ramene 11b přes mezičlen 5. Velikost otvoru pro mezičlen 5 je zvolena tak, aby pevnostní podmínky tohoto druhého ramene 11b byly shodné s pevnostními podmínkami na prvním ramenu 11a třmenu 1.

Obr. 6 ukazuje dvojité provedení hřídelové spojky, kde jednotlivé konce hřídelů 3, 4 mohou být nezávisle připojovány nebo odpojovány otáčením ovládacích šroubů 2. Horní zeslabení 13a a spodní zeslabení 13b třmenu 1 umožňují snadnější manipulaci.

V obr. 7 je nakresleno* takové řešení hřídelové spojky, které umožňuje spojení konců hřídelů nebo táhel s rozdílnými průměry při použití unifikovaného základního rozměru třmenu 1. Přizpůsobení k jednotlivým průměrům prvního a druhého hřídele 3, 4 je dosaženo možnou výměnou levých vnitřních vložek 61 nebo pravých vnitřních vložek 62 s vnitřními průměry přizpůsobenými průměrům konců hřídelů 3, 4, přičemž vnější průměry těchto výměnných vložek jsou přizpůsobeny v určitém rozsahu konstantním průměrům upínacích otvorů ve třmenu 1. Levé i pravé vnitřní vložky 61, 62 musí svou konstrukcí žádané sevření k uskutečnění hřídelového spojení umožnit. Jsou proto opatřeny drážkami 61b, 62b a průběžnými drážkami 61a, 62a. K výhodám hřídelových spojek podle vynálezu zde přistupují další. Je to univerzálnost použití jednoho druhu třmenu 1 ve spojení s různými velikostmi vnitřních vložek 61, 62, jež jsou příslušným hřídelům svými vnitřními rozměry přizpůsobeny a stejnou velikostí vnějších upínacích ploch 60, shodnou s velikostí upínacích ploch otvorů 16, 17 levé a pravé části třmenu 1.

Tvarové řešení takových vložek je ukázáno na obr. 8. Zde je vidět, že základní tvar například pravé vnitřní vložky 62 je trubka, podélně rozříznutá na několika místech do značné délky drážkami 62b, přičemž na jednom místě je provedena průběžná drážka 62a přes celou délku vložky 62. Orientace drážek 62b vzhledem k tělesu vložky může být provedena i obráceným způsobem, to znamená, že drážky 62b pak vycházejí z neosazeného konce vložky 62. Jiné provedení vložky 62 může být takové, kde drážky 62b jsou vytvořeny střídavě z jedné nebo druhé strany, přičemž průběžná drážka 62a je vypuštěna. Na výkresu je dobře znatelná i společná vnější upínací plocha 60, jež v tomto případě má tvar válce. *

V částečném řezu na obr. 9 je naznačeno provedení, v němž první rameno 11a a druhé rameno 11b třmenu 1 jsou k sobě přibližována působením ovládacího šroubu 2, jenž je plochou hlavy 2c opřen o vnější plochu třmenu 112 na prvním ramenu 11a, přičemž je svým závitem 2b zašroubován v druhém ramenu 11b. Pohyby prvního i druhého ramene 11a, 11b jsou levým a pravým spojovacím můstkem 18a, 18b přenášeny v opačném smyslu na konce třmenu 1 opatřené například válcovými upínacími plochami levého a pravého koncového trnu 23, 24. Tímto rozevřením koncových trnů 23, 24 do jda k pevnému spojení znázorněných trubkových hřídelů 3, 4 nebo hřídelů opatřených nátrubky se spojkou.

Řez na obr. 10 doplňuje předchozí provedení o* levé a pravé vnější výměnné vložky 71, 72. Výhodou tohoto provedení je opět použití jednoho typu třmenu s různými druhy výměnných vnějších vložek ke spojení hřídelů o* různém vnitřním upínacím průměru. Vnější vložky mají sjednocen vnitřní upínací průměr, přičemž volba vnějšího průměru vložky je odvislá na velikosti vnitřní upínací plochy použitých trubkových hřídelů. Jejich tvar je obdobou řešení zobrazeném na obr. 8.

Na jednotlivých obr. výkresů jsou uvedena typická řešení hřídelových spojek podle vynálezu. Tato řešení a jejich prvky je možno mezi sebou dále kombinovat.

Řešení podle vynálezu lze využít především v přístrojové technice, v elektrotechnice i strojírenství, přičemž jako zvláště vhodné se jeví použití všude tam, kde je potřebné operativní spojování nebo rozpojování hřídelů a táhel za účelem jejich prostého spojení nebo i dodatečného seřízení jejich polohy, nebo vzdálenosti proti sobě, při zachování ostatních důležitých vlastností tohoto spojení, jimiž v tomto případě jsou pevnost spojení, tuhost celého spojení a přesnost ustavení spojovaných dílů.

Claims (5)

1. PŘEDMĚT

   Hřídelová spojka, sestávající z třmenu a ovládacího šroubu, případně doplněného o mezielen a vnitrní nebo vnější vložky, vyznačená tím, že v prvním ramenu (11a) třmenu (1) opatřeného závitem (12) je zašroubován ovládací šroub (
2. 2), jenž je opřen buď čelem (2a) do plochy prostoru vnitřního odlehčení (lila), nebo plochou hlavy (2c) o vnější plochu (112) třmenu (1), nebo do mezičlenu (5), jenž je ve styku s druhým ramenem (11b) třmenu (1), přičemž ve třmenu (1) opatřeném na obou koncích

   VYNALEZU (11c, lid) drážkami (15a, 15b), oddělenými od prostoru vnitřního odlehčení (111) spojovacími můstky (18a, 18b) jsou stisknuty konce hřídelů (
3. 3,
4. 4) ve svých plochách (31, 41} prostřednictvím ploch otvorů (16, 17) částí třmenu (1) nebo koncových trnů (23, 24), směřujících od obou konců (11c, lid) třmenu (1) přes spojovací můstky (l&a, 18b) k prostoru vnitřního odlehčení (111), a to buď přímo, nebo prostřednictvím vnitřních vložek (61, 62) nebo vnějších vložek [71, 72).
5. 5 listů výkresů