CS226732B2 - Free wheel - Google Patents

Description

1 226 732

Vynález se týká mechanismů pro přenos pohybu v jed-nom směru, přesněji volnoběžek. V současné době je v strojírenském průmyslu problémzajištění spolehlivého spouštění spalovacího motoru v kaž-dé roční době, který souvisí s nedostatečnou spolehlivos-tí a životností dosavadních spouštěcích pohonů a zvláštěvolnoběžek, které představují jeden z hlavních prvků pohonů®

Je známa volnoběžka obsahující věnec s vnitřní válco-vitou plochou, dvojitý výstředník, jehož kotouče jsou vzá-jemně pootočeny o 180° a svěrací prvky vytvořené jakosegmenty uložené ve valivých ložiskách a přitlačované pru-žinou k povrchu věnce. U této volnoběžky jsou svěrací prvky trvale v dotykus povrchem věnce a proto se při volnoběhu obrušují a ome-zují rychlost volnoběžného chodu. Mimoto snižuje uspořá-dání svěracích prvků ve valivých ložiskách schopnost zatí-žení mechanismu. Při dotyku svěrací .ho pr^ku s vnitřní válcovitou plo-chou věnce závisí koeficient kluzného tření mezi nimi nadruhu dotýkajících se materiálů a na mazání a je značněvysoký, což brání dosažení dostatečné spolehlivosti.

Rovněž je známa volnoběžka, jejíž konstrukce se nej-více podobá volnoběžce podle vynálezu a z níž vynález vy-chází. Tato volnoběžka obsahuje dvojitý výstředník, vě-nec s vnitřní válcovitou plochou a svěrací prvky, uspořá-dané mezi dvojitým výstředníkem a věncem s vnitřní vál— - 2 - 226 732 covitou plochou, s nimiž spolupracují, a vytvořené jakovýstředníkové objímky spojené relikem tak, že se mohoupohybovat v jednom směru· U této volnoběžky je naproti shora uvedené volnoběž-ce zajištěn bezdotykový pohyb svěracích výstředníkovýchobjímek^vzhledem k vnitřní válcovité ploše věnce, čímž seumožňuje používat uvedených svěracích prvků i při relativ-ně vysokých rychlostech při předjíždění s malými třecímiztrátami a zabránit při volnoběhu obrusu pracovních ploch· U této volnoběžky jsou svěrací výstředníkové objím-ky v axiálním směru vzájemně posunuty, čímž se vytváří ra-diálními silami přídavný ohybový moment, který omezuje za-tížitelnost spojky, kterou je možno zvýšit pouze zvětše-ním jejich hlavních rozměrů·

Mimoto závisí při dotyku svěracích výstředníkovýchvnitřní objímek s<válcovitou plochou věnce koeficient kluznéhotření mezi nimi na vlastnosťi dotýkajících se materiálůa na mazánka je dosti vysoký, což je na překážku dosta-tečnž.spolehlivosti. Cílem vynálezu je odstranění těchto nedostatků· Úkolem vynálezu je konstrukce volnoběžky, která vdůsledku zdokonaleného dvojitého výstředníku a svěracíchprvků spolupracujících s dvojitým výstředníkem, zajištu-je zvýšení schopnosti zatíženíj bez zvětšení hlavních roz-měrů volnoběžky· - 3 - 226 732

Tento úkol splňuje u volnoběžky sestávající z věnces vnitřní válcovitou plochou, z dvojitého výstředníku saxiálně uspořádanými kotouči a ze svěracích výstředníko-vých objímek uložených na vnějších plochách dvojitého vý-středníku a vzájemně spojených kolíkem s možností relativ-ního radiálního posunu, vynález, jehož podstata spočíváv tom, že dvojitý výstředník je opatřen vačkami uspořáda-nými mezi jeho kotouči proti sobě vzhledem k podélné dia-metrální rovině volnoběžky a prodlužujícími svými vnější-mi povrchy vnější povrch kotoučů, přičemž každá svěracívýstředníková objímka obklopuje svým vnitřním povrchempo celé délce vnější povrch odpovídající vačky a koteučeya je opatřena dvěma vně jšímň/obloukovými výstupky, kteréjsou v dotyku s vnitřní válcovitou plochou věnce.

Provedení dvojitého výstředníku s vačkami uspořádaný-mi mezi kotouči dvojitého výstředníku,spolupracujícímis vnitřním povrchem svěracích výstředníkových objímek as vnějšími obloukovými výstupky spolupracujícími s vnitř-ní válcovitou plochou věnce, umožňuje zvětšit osovou dél-ku pracovních ploch svěracích výstředníkových objímek, čímžse dosahuje zvýšení schopnosti zatížení volnoběžky,bezzvětšení jejích osových rozměrů.

Je výhodné provést uvedené svěrací výstředníkové ob-jímky s radiálními výstupky ve volnoběžné s výřezy po šíř-ce nečinné části, ježto v tomto případě se zvětšuje šířkapracovních ploch těchto objímek bez zvětšení axiálních roz-měrů volnoběžky. 228 732 Μ 4 **

Je vhodné, aby se délka oblouku vnějších obloukovýchvýstupků svěracích výstředníkových objímek rovnala 0,1 až0,5 poloměru vnitřní válcovité: plochy věnce volnoběž-ky a aby úhel mezi tečkami a jejich dotykovými povrchy,jejichž body jsou si vzájemně nejblíže, byl v rozmezí 20až 70%

Takovéto provedení radiálních výstupků umožňuje dosa-žení klínového spojení v místě dotyku radiálních výstupkůsvěracích výstředníkových objímek s vnitřní válcovitou plo-chou věnce volnoběžky, která zajišluje vznik nutného koe-ficientu tření a bezdotykovost mezi svěracími prvky a vnitřní válcovitou plochou věnce volnoběžky při volnoběhu, čímžse zajišžuje provozní spolehlivost volnoběžky.

Je rovněž účelné u volnoběžky podle vynálezu obložitpracovní plochy uvedených radiálních výstupků svěracíchvýstředníkových objímek třecí hmotou z tvrdého kovu.

Obklad pracovních ploch radiálních výstředníkovýchvýstupků třecí hmotou zajišťuje další zvýšení provozníspolehlivosti volnoběžky. Dále bude popsáno jedno konkrétní provedení vynálezus odkazem na výkresy, na nichž značí obr. 1 celkový pohledna volnoběžku v řezu, obr. 2 řez^ rovině II-II na obr. 1,obr. 3 řez v rovině III-III na obr. 2, obr. 4 geometrickéschéma volnoběžky podle vynálezu.

Volnoběžka sestává z dvojitého výstředníku 1 (obr. 1, 2) obsahujícího vačky 2» 3 a axiálně uložené kotouče fa - 5 - 226 732

Vačky 2, 2 jsou uspořádány mezi kotouči % dvojité-ho výstředníku 1 na protilehlých stranách vzhledem k po-délné diametrální rovině volnoběžky, přičemž jejich vněj-ší povrchy tvoří prodloužení vnějších povrchů 4, % dvojité-ho výstředníku 1. Na dvojitý výstředník 1 dosedají svěra-cí výstředníkové objímky 6, 2· Svěrací výstředníková ob-jímka 6 obklopuje po délce vnější povrch kotouče 4 a vač-ky 2 dvojitého výstředníku 1»

Svěrací výstředníková objímka 2 obklopuje rovněž svýmvnitřním povrchem po celé délce vnější povrch kotouče 2a vačky 2 dvojitého výstředníku 1» Vnější povrch svěracíchvýstředníkových objímek 6, 2 je opatřen odpovídajícími dvo-jicemi radiálních výstupků 8, j) a 10» 11» Svěrací výstřed-níkové objímky 2» 2 jsou mezi sebou spojeny kolíkem 12»jehož jeden konec je vlisován do otvoru svěrací výstřed-níkové objímky 6 a druhý konec je v záběru s radiální dráž- “ vnitřní kou 13 svěrací výstředníkové objímky 2 a věnce 14 s\válco-vitou plochou 15» v němž jsou uloženy na dvojitém výstřed- ný níkií/svěrací výstředníkové objímky 6» 2»

Svěrací výstředníková objímka 6 (obr. 2) je opatřenapo délce vačky 2 podél osy své nečinné části, to jestčásti, na níž nepůsobí hlavní přenos namáhání volnoběžky,výřezem 16. Stejným výřezem 12 je opatřena i svěrací vý-středníková objímka 2» čímž se zajišťuje při osové montá-ži uložení pracovní plochy 18 svěrací výstředníkové objím-ky 6 na povrchu 20 vačky 2 v nečinné částu výřezu 17 svě-rací výstředníkové objímky 2» 8 uložení pracovní plochy 228 732 19 (obr« 1, 2) svěrací výstředníkové objímky 2 na povrchu21 vačky 2 v nečinné části výřezu 16 (obr· 2) svěrací vý-středníkové objímky 6·

Takovéto zvětšení délky podél osy pracovních ploch18, 19 výstředníkových objímek 6, 2 umožňuje v důsledkuvýřezů 16, 17 po délce vaček 2, 2 podél osy v nečinnýchčástech výstředníkových objímek 6, 2 P^i nezměněných oso-vých rozměrech volnoběžky zvýšit její schopnost zatíženío více než dvojnásobek a snížit ohybový moment podmíněnýradiálními silami· řři svírání a přenosu zatížení spolupracuje výstřed-níková objímka 6 svojí pracovní plochou 18 vzájemně spracovní plochou 20 kotouče £ dvojitého výstředníku 1 apracovní plocha vačky 2 a výstředníkové objímka 2 spolu-pracuje svou pracovní plochou 19 s pracovní plochou 21kotouče 2 dvojitého výstředníku las pracovní plochouvačky 2· * j^ři volnoběhu jé výstředníkové objímka 6 svou vnitř-ní plochou 22 (obr· 1) v dotyku s vnějším povrchem kotou-če £ dvojitého výstředníku 1 zajištěna proti radiálnímuposuvu. Stejně je tomu u výstředníkové objímky 2» kteráje svou vnitřní plochou 23 v dotyku s vnějším povrchemkotouče 2 dvojitého výstředníkuljpřičemž výstředníkovéobjímky 6, 2 se nastavují soustředně s vnitřní válcovitouplochou 15 věnce 14» ježto jsou zajištěny na kotoučích2 dvojitého výstředníku 1 kolíkem 12, který vejde do 226 732 záběru s radiální drážkou li výstředníkové objímky 2* V tomto stadiu se vytvoří mezi vnitřní válcovitouplochou 15 věnce 14 a radiálními výstupky 8, 2 (obr. 2» 3) výstředníkové objímky 6 a mezi radiálními výstupky 10,11 výstředníkové objímky 2 radiální vůle, jejíž nejmenšívelikost se stanoví v rozmezí tolerancí funkčního uloženía určuje se podle konců radiálních výstupků 8, 9» 10 a 11.

Provedení výstředníkových objímek 6, 2 s vnějšími ra-diálními výstupky 8, 2» 12» 11» jejichž délka oblouku serovná 0,4 poloměru vnitřní válcovité plochy 15 věnce 14a s poloměrem radiálních výstupků 8, 9,10 výstředníkovýchobjímek 6, 2» který je o 0,05 mm větší než poloměr vnitř-ní válcovité plochy 15 věnce 14, přičemž radiální vý-stupky 8, 2» IQ jsou vzhledem ke středu věnce 14 o 0,25mmpřesazeny a jsou uspořádány v úhlu 60°, který je stanoventečkami směrem k počátku radiálních výstupků 8, 2» 12» li na výstředníkových objímkách 6, 2» umožňuje dosáhnout namístě dotyku radiálních výstupků 8, 2» 12» H výstřední-kových objímek £» 2 s vnitřní válcovitou plochou 15 věn-ce 14 při sevření v důsledku dokonalého kontaktu klíno-vého zajištění a možnosti radiálního pohybu výstupků 8,2» 12» H P° vnitřní válcovité ploše 15 věnce 14« lim seumožňuje dosáhnout na pracovních plochách radiálních vý-stupků 8, 2» 12» 11 vnitřní válcovité plochy 15 koe-ficientu kluzného tření, jehož hodnotu je možno zjistit f podle rovnice 2 f_ = .-------- sin β , (obr. 4) •np - 8 - 226 732 kde fg je koeficient kluzného tření na dotykových válco-vitých plochách,f koeficient kluzného tření na válco- P Λ 0 vitých povrchových plochách, —— úhel stanovící počá-tek radiálního výstupku vzhledem k ose souměrnosti mecha-nismu·

Uvedený koeficient kluzného tření fnp je dvojná-sobkem a více než dvojnásobkem koeficientu f^ kluznéhotření působícího na pracovních plochách 18, 20, 19« 21(obr, 1, 2) při dotyku mezi kotouči 4, % dvojitého výstřed- v-/ niku 1, vačkami 2, } a výstředníkovými|ob jímkami (·>, 2»

Konstrukční řešení výstředníkových objímek 6, 2s radiálními výstupky 2» 10« 11» 12 umožňuje dosažení klí-nového zajištění na dotykových plochách radiálních výstup-ků 2.» 10« 11, 12 s vnitřní válcovitou plochou 15 věnce14 volnoběžky, čímž je zajištěno, že koeficient kluznéhotření na pracovních plochách 18, 20, 12» 21 se stává účin-ným i bez provedení klínových drážek na vnitřní válcovitéploše 15 věnce 14 a klínů na vnější ploše svěracích objí-mek, to jest klínového zajištění se dosahuje jednoduššíma technologicky výhodnějším způsobem a získává se možnostdimenzovat tyto mechanismy s většími zaklínovacími úhly(obr· 4), u nichž k odklínování není třeba vnějšího momentu /

Velikost hraničního zaklínovacfco úhlu vyplývá ze vzta-hu fgK - fx sin/í0 t dC-έ. ——--—----*

S sin o + flf2K kde R je poměr poloměru válcovité vnitřní pt&amp;chy 12 věnce14 k vektoru poloměru dvojitého výsťředníku 1 a fje 226 732 koeficient kluzného tření na dotykových místech pracov-ních ploch 18, 20, 19» 21,

Zaklínovací úhel oG (obr· 4) je z hlediska jednotlivýchÚseků výstředníkových objímek 6, 2 proměnnou veličinou,má však maximální hodnotu, je-li poloměr dvojitého výstřed-níku 1 (obr, 1) kolmý k ose mechanismu dvojitého výstřed-níku 1, která vede středy dvojitého výstředníku 1 a věn-cem 14«

Za účelem zvýšení provozní spolehlivosti výstřední*·kového mechanismu jsou pracovní plochy radiálních výstup-ků θ, 2» 1Q« H výstředníkových^jímek 6, 2 obloženy po-vlakem 24 třecí hmoty z tvrdého kovu·

Volnoběžka podle vynálezu pracuje takto: Otáčí-lise dvojitý výstředník 1 proti pohybu hodinových ručičekvzhledem k věnci 14 s malým úhlovým zrychlením, přestavu-jí se výstředníkové objímky 6, 2 působením momentu setr-vačných sil na tyto objímky v radiálním směru tak dlouho,až se zruší radiální vůle mezi válcovitou vnitřní plochou15 věnce 14 a radiálními výstupky 8, 10 > H výstřední- kových objímek 6, 2 a až n8 jejich dotykové plochy začnoupůsobit třecí síly, výsledkem čehož je sevření výstřední-kových objímek 6, 2 mezi kotouči % dvojitého výstřední-ku 1, vačkami 2, 2 a věncem 14ja tím i přenos kroutícíhomomentu. Při zvýšení rychlosti otáčení věnce 14 se sevřenímechanismu uvolňuje a výstředníkové objímky 6, 2 se otá~ - 10 - 228 732

Sejí na kotoučích 4, % dvojitého výstředníku 1 tak dlou-ho, až kolík 12 zabere do radiální drážky 13 ve výstřed-níkové objímce 2» přičemž se mezi vnitřními válcovitýmiplochami 15 věnce 14 a radiálními výstupky 8, $l, 10« 11vytváří radiální vůle}zajišíující bezdotykový pohyb mecha-nismu v době volnoběžného chodu. Při volnoběžném chodu jsou výstředníkové objímky 6,s “ 2 drženy spustředně vnitřní válcovitou plochou 15 věnceII. takže jsou setrvačností, která na ně působí, přetla-čovány na kotouče 4, £ dvojitého výstředníku 1, přičemžkolík 12 je vtlačován do radiální drážky 13«

Volnoběžky podle vynálezu je možno nejúčinněji použítjako pohonu spouštěčů spalovacích motorů a plynových tur-bin motorových vozidel a traktorů, jakož i k pohonům obrábběcích strojů a impulsních hnacích ústrojí·

Claims (3)

1. - 11 - pSedmžt vynálezu - 226 732 1· Volnoběžka sestávající z věnce s vnitřní válcovi-tou plochou, z dvojitého výstředníku s axiálně uspořáda-nými kotouči a ze svěracích výstředníkových objímek ulo-žených na vnějších plochách dvojitého výstředníku a vzá-jemně spojených kolíkem s možností relativního radiální-ho posunu, vyznačující se tím* že dvojitý výstředník (1)je opatřen vačkami (2, 3) uspořádanými mezi jeho kotouči(4, 5) proti sobě vzhledem k podélné diametrální roviněvolnoběžky a prodlužujícími svými vnějšími povrchy povrchkotoučů (4, 5), přičemž každá svěrací výstředníková objím- ka (6, 7) obklopuje svým vnitřním povrchem po celé délcevnější povrch odpovídající vačky (2, 3) a kotouče (4, 5)dvojitého výstředníku (1).
2. 2· Volnoběžka podle bodu 1, vyznačující se tím, žekaždá svěrací výstředníková objímka (6, 7) je opatřena nasvém vnějším povrchu podél odpovídajících vaček (2, 3)dvojicí radiálních výstupků (8, 9, a 10, 11}» které jsouv dotyku s vnitřní válcovitou plochou (15) věnce(14),přičemž délka dotykové plochy každého výstupku (8, 9» 10,11) po obvodu kružnice se rovná 0,1 až 0,5 poloměru vnitř-ní válcovité plochy (15) věnce (14) a úhel tečen s doty-kovými povrchy, jejichž body si jsou vzájemně nejblíže,je 20 až 70 stupňů.
3. 3. Volnoběžka podle bodu 1, 2, vyznačující se tím,že činné plochy radiálních výstupků (8, 9» 10, 11) svě* 12 22B 732 racích výstředníkových objímek (6» 7) jsou obloženy tře-cí hmotou (24.) z -tvrdého kovu*