CS248042B2 - Volnoběžná spojka - Google Patents

Abstract

Volnoběžná spojka má poháněči spojkovou polovinu (1), jejíž hlavní součásti tvoří dva stejné výstředníky (la), které jsou upraveny přesazené se stejnými výstřednosmi na kružnici o 180° a dva podélné díly (lb), které vycházejí z výstředníků a probíhají z jednoho výstředníků směrem k druhému na protilehlých stranách od roviny, v níž leží výstřednosti (e) výstředníků. Dále má poháněnou spojkovou polovinu (2) se třmenem (2a), jehož vnitřní plocha (H) je soustředná s osou poháněči spojkové poloviny a dále uklínovací součásti ve tvaru excentrických pouzder (3) s podélnými díly (3b), které obklopují příslušné výstředníky a jejich podélné díly (lb). Dále má součásti (3d) pro místní střídavé působení excentrických pouzder (3) se třmenem (2a) a omezovače posunutí excentrických pouzder (3). U této spojky slouží jako omezovače boční konce (3c), vytvořené na obvodu podélných dílů (3b) excentrických pouzder (3) a za tím účelem je obvodová délka těchto podélných dílů (3b) dimenzována tak, že jejich podélné konce (3c) při soustředné poloze vnější plochy (K) excentrických pouzder (3) uzavírají vnitřní plochu (H) třmenu (2a).

Description

Vynález se týká spojek, určených pro spojování dvou soustředně se otáčejících součástí, obzvláště volnoběžných spojek, jimiž se dosahuje přenos otáčení z jedné poháněči součásti na poháněnou součást v jednom, že dvou možných smyslů otáčení a dále nezávislý volný otáčivý pohyb poháněné součásti ve stejném smyslu otáčení, když počet jejich otáček překročí počet otáček poháněči součásti.

Hlavními součástmi volnoběžné spojky je poháněči a poháněná spojková polovina a mezi nimi umístěné uklínovací součásti, aby bylo zabráněno ztrátám rotační energie vlivem tření a rychlému opotřebení ploch uklínovacích součástí a poháněné spojkové poloviny, které při přenosu otáčivého pohybu střídavě spolupůsobí, je žádoucí, aby při volnoběhu poháněné spojkové poloviny nedocházelo k dotyku těchto ploch. Toho účinku se dosáhlo u volnoběžné spojky podle sovětského spisu SU-ES 33 96 962 z r. 1972, která je opatřena poháněči spojkovou polovinou se dvěma stejnými výstředníky, které jsou v ose spojky umístěny tak, že jejich výstřednosti jsou po obvodu kruhu vůči sobě posunuty o 180°.

Poháněná spojková polovina je opatřena třmenem, který je s poháněči spojkovou polovinou upraven soustředně a klínovací součásti jsou vytvořeny ve tvaru dvou stejných excentrických pouzder, která jsou upravena kolem výstředníků. V excentrických pouzdrech jsou vnitřní a vnější plochy vytvořeny výstředně a ta je stejná jako u výstředníků ia v určité poloze těchto pouzder jsou jejich vnější plochy soustředné s vnitřní plochou třmenu s dostatečně velkou vůlí tak, aby byl dosažen volnoběh poháněné spojkové poloviny. Pro spolehlivou aretaci této polohy slouží omezovače posunutí excentrických pouzder.

Tyto omezovače dovolují posouvání excentrických pouzder směrem k vnitřní ploše třmenu a jsou mezi touto plochou a plochou výstředníků uklínovány poháněči spojkovou polovinou ve směru přenosu otáčení, ale při zpětném posunutí pouzdra dovolí posuv až do polohy, ve které vnější plochy excentrických pouzder jsou soustředné s vnitřní plochou třmenu a zabraňují tak dalšímu pohybu v tomto směru a z této polohy. U spojky podle sovětského spisu SU-ES číslo 339 696 slouží jako omezovače posunutí excentrických pouzder čep, který je upevněn v jednom pouzdru a dále radiální drážka, upravená v druhém pouzdru. Čep se pohybuje v drážce a dotlačuje se proti dnu této drážky při pohybu směrem ke středu, když vnější plochy excentrických pouzder dolehnou soustředně na vnitřní plochu třmenu. Existence čepu a radiální drážky v excentrických pouzdrech, na které je třeba nahlížet jako místa napětí, způsobuje zmenšení jejich pevnosti. Mimo to představují excentrická pouzdra u popsané volnoběžné spojky prstencovité součásti upravené v ose spojky, což má za následek, že při přenosu otáčivého pohybu vzniká ohybový moment radiálních sil při uklínování excentrických pouzder mezi poháněči a poháněnou spojkovou polovinou. S ohledem na tuto skutečnost se snižuje možnost zatěžování této spojky, případně je třeba při zvyšování pevnosti zvětšovat rozměry.

Aby se odstranilo škodlivé působení ohybového momentu radiálních sil, byla navržena volnoběžná spojka, která má v podstatě tytéž součásti jako dříve popsaná spojka, u níž však jsou výstředníky poháněné spojkové poloviny v ose od sebe vzdáleny a od jedné poloviny k druhé jsou na protilehlých stranách od roviny, v níž leží jejich výstřednosti, upraveny podélné díly a excentrická pouzdra, mají odpovídající podélné díly, kterými jsou podélné díly, ležící směrem od výstředníků, unášeny. Taková spojka s podélnými díly výstředníků poháněči spojkové poloviny, pracujícími jako vačky, umístěné mezi výstředníky, je popsána v sovětské přihlášce PCT/SU 80/00219. U této volnoběžné spojky jsou výstředníky zapotřebí pouze k upevnění excentrických pouzder a hlavní síly při uklínování těchto pouzder mezi poháněči a poháněnou spojkovou polovinou jsou přenášeny podélnými díly výstředníků a excentrických pouzder. Vzhledem k tomu, že odpovídající dvojice těchto dílů jsou vůči podélné rovině průměru spojky upraveny symetricky, zmenšuje se u této spojky ohybový moment radiálních sil až na minimální hodnotu a může být zanedbán.

Mimo to se ve zmíněné přihlášce jako výhodné provedení návrhu provést na vnější ploše podélných dílů excentrických pouzder po dvou výstupcích, které umožňují dosáhnout spolu s hladkými vnitřními plochami třmenu poháněné spojkové poloviny střídavé klínovací působení. Tyto a další prostředky místního střídavého působení uklínovaných součástí se třmenem poháněné spojkové poloviny zaručují přenos větších sil, což dohromady s tím, že je vyloučen ohybový moment radiálních sil, umožňuje dosažení vysoké zatěžovací schopností volnoběžné spojky podle přihlášky PCT/SU č. 80/00219.

Přesto však také u této spojky, která byla shora popsána, jsou omezovače posunutí od excentrických pouzder z polohy, ve které jejich vnější plochy jsou soustředné s vnitřní plochou třmenu, provedeny jako čep a drážka na excentrickém pouzdru, které navzájem střídavě spolupůsobí, což snižuje jejich pevnost, tak jak již bylo uvedeno. Přitom je třeba vžiti v úvahu, že při větších dynamických zatíženích musí být průměr čepu dostatečně veliký, aby nedošlo k jeho ustřižení. Při použití prostředků místního působení uklínovaných součástí se třmenem poháněné spojkové poloviny, které vyvolávají místa napětí na úseku obvodu kru2 4 804.2 hu excentrických pouzder, je zmíněný pokles jejich pevnosti ještě nebezpečnější. To má za následek zvětšení radiálních rozměrů excentrických pouzder a také třmenu poháněné spojkové poloviny. Tím se také zvětší hmota otáčejících se součástí a stoupají dynamické nároky na spojky a s ní spojená ústrojí, což je obzvláště nežádoucí u vysokých otáček a při přenosu impulsů.

Vynálezu byla stanovena úloha vytvořit volnoběžnou spojku s takovým provedením uklínovacích součástí, u níž se dosáhne aretace těchto součástek s vůlí vůči poháněné spojkové polovině při jejím volnoběhu střídavým působením pouze excentrických pouzder bez použití přídavných součástek, které působí negativně na pevnost excentrických pouzder.

Tato úloha byla vyřešena volnoběžnou spojkou s poháněnou spojkovou polovinou se dvěma stejnými výstředníky, které jsou v ose od sebe vzdáleny a o 180° na obvodu kruhu přesazeny a jsou opatřeny podélnými díly, které jsou jeden vůči druhému uloženy na protilehlých stranách roviny výstředností excentrů, a opatřenou poháněnou spojkovou polovinou se třmenem, který je soustředný s osou poháněči spojkové poloviny a opatřenou uklínovacími součástmi ve tvaru dvou stejných excentrických pouzder, která jsou upravena kolem pouzder a mají podélné díly, které obklopují odpovídající podélné díly, vycházející z výstředníků, a opatřenou omezovači posunutí excentrických pouzder z polohy, ve které vnější plochy jsou vzhledem k vnitřní ploše třmenu soustředné a opatřenou dále součástmi k místnímu střídavému působení excentrických pouzder se třmenem poháněné spojkové poloviny. Podle vynálezu se jako omezovače posunutí excentrických pouzder z polohy, v níž jejich vnější plochy jsou vůči vnitřní ploše třmenu soustředné, jsou bočně na obvodu kruhu uloženy konce podélných částí excentrických pouzder, které jsou provedeny s takovými délkami obvodu kruhu, při nichž se jejich boční konce při soustředném uspořádání vnějších ploch excentrických pouzder vůči vnitřní ploše třmenu uzavírají.

V důsledku tohoto řešení se excentrická pouzdra, poté když se poháněná a poháněči spojková polovina navzájem oddělily, přesouvají tak dlouho k sobě, až se boční konce podélných dílů na obvodu kruhu dostanou do styku. Přitom se dostanou excentrická pouzdra svými vnějšími plochami do soustředné polohy vůči vnitřní ploše třmenu; jejich další přesouvání skončí a jsou tím spolehlivě aretována, jejichž válcová plocha výstředníků narazí totiž proti vnitřním plochám excentrických pouzder. Mimo to nemají u tohoto řešení excentrická pouzdra žádná místa napětí, čímž je zaručena jejich vysoká pevnost. Toto umožňuje zmenšení radiálních rozměrů excentrických pouzder a třmenu poháněné spojkové poloviny a tím snížení dynamického zatížení.

U volnoběžné spojky podle hlavního řešení mohou být použity různé součásti pro místní střídavé působení excentrických pouzder se třmenem poháněné spojkové poloviny. Jako tyto součásti mohou sloužit dva výstupky na vnější ploše každého excentrického pouzdra, které jsou upraveny ve stejné vzdálenosti od bočních konců na obvodu kruhu podélných dílů těchto pouzder a mohou střídavě klínoyitě spolupůsobit s hladkou vnitřní plochou třmenu poháněné spojkové poloviny. V tomto případě je možno provést úseky ploch výstředníků a z nich vycházejících podélných dílů, které dolehnou v jednom sektoru mezi každým párem výstupků excentrických pouzder u narážky bočních konců na obvodu kruhu jejich podélných dílů, čímž jsou v souhlase s hlavním řešením provedeny zmenšené radiální rozměry excentrických pouzder, a to v jedné čáře, která je menší než délka kruhového obvodu výstředníků v témže sektoru. U tohoto provedení dochází k přenosu radiálních sil z výstředníků a jejich podélných dílů na excentrická pouzdra při jejich uklínování ve směrů k výstupkům na excentrických pouzdrech. Tím je vyloučeno vyvolání ohybového momentu sil mezi těmito výstupky v excentrických pouzdrech, k čemuž by došlo při provedení ploch výstředníků a jejich podélných dílů po celém jejich vydutí na obvodu kruhu s tímtéž poloměrem, přičemž k přenosu radiální síly z výstředníků na excentrická pouzdra při jejich uklínování dochází ve směru ke středovému úseku mezi výstupky každého excentrického pouzdra.

Jako součásti pro místní střídavé působení mezi excentrickými pouzdry a třmenem poháněné spojkové poloviny mohou být u spojky podle hlavního řešení použity také ozubené úseky, které jsou provedeny na středových úsecích mezi bočními konci na obvodu kruhu podélných dílů excentrických pouzder a které mohou zabírat do ozubené vnitřní plochy třmenu poháněné spojkové poloviny. V tomto případě je možno dosáhnout zmenšení radiálních rozměrů součástí spojky podle hlavního řešení tak, že plochy výstředníků a z nich vycházejících podélných dílů jsou provedeny jako kruhové čáry s jedním a tímtéž poloměrem.

Vynález je dále blíže popsán na příkladu provedení podle připojeného výkresu, na němž značí obr. 1 volnoběžnou spojku podle vynálezu v sestavě s podélným řezem excentrickými pouzdry a poháněnou spojkovou polovinu, obr. 2 spojku podle obr. 1 v příčném řezu podle čáry II—II nad podélnými díly vycházejícími z výstředníků, přičemž znázornění kruhových čar výstředníků, nakreslené čárkovaně, se překrývá a obr. 3 volnoběžnou spojku podle vynálezu v jiném provedení než v obr. 1 v příčném řezu jako na obr. 2.

4 8 0 4,?,

Volnoběžná spojka, znázorněná na obr. 1 a provedená podle vynálezu, sestává z poháněči spojkové poloviny 1, poháněné spojkové poloviny 2 a ze stejných uklínovacích součástí ve tvaru excentrických pouzder 3, upravených mezi nimi.

Poháněči spojková polovina 1 je provedena jako obrobek, který má dva stejné díly a sice výstředníky la, které jsou zhotoveny jako kotouče, které mají vzhledem k ose spojkové poloviny 1 výstřednost „e“. Výstředníky l.a jsou upraveny v určité vzdálenosti od sebe a od každého z nich vycházejí směrem k druhému podélné díly lb. Jak je patrno z obr. 2, jsou výstředníky la, jejichž válcové plochy jsou naznačený čárami F, navzájem svými výstřednostmi „e“ přesazeny na obvodu kruhu o 180° a podélné díly lb představují pokračování výstředníků la, které jsou upraveny na jedné straně od roviny G výstředností „e“ výstředníků la a tyto podélné díly lb probíhají za sebou na protilehlých stranách od této roviny G.

Poháněná spojková polovina 2 je opatřena třmenem 2a, který je vůči poháněči spojkové polovině 1 upraven soustředně a má hladkou válcovou plochu H, viz obr. 1.

Každé excentrické pouzdro 3 má prstencový díl 3a, který je vytvořen kolem jednoho z výstředníku la a z něj vycházející podélný díl 3b, který obklopuje podélný díl lb odpovídajícího výstředníku la. Jak je patrno z obr. 2, jsou vnější plochy K a vnitřní plochy L každého excentrického pouzdra 3 vytvořeny s protilehlou výstředností, která je rovná výstřednosti „e“ výstředníků la, čímž je umožněno soustředné uložení excentrických pouzder 3 vnějšími plochami K, vzhledem k vnitřní ploše H třmenu 2a. Podélné díly 3b excentrických pouzder 3 jsou provedeny s plochými bočními konci 3c na kruhovém obvodu těchto dílů. Přitom je obvodová délka každého podélného dílu 3b dimensována tak, že zajišťuje uzavření jejich plochých bočních konců 3c, když se excentrická pouzdra 3 nastaví soustředně svými vnějšími plochami K, vzhledem k vnitřním plochám H třmenu 2a. Toho se u znázorněného příkladu dosáhne tím, když je obvodová délka každého podélného dílu 3b rovná polovině prstencového dílu 3a, který je upraven na libovolné straně od diametrální podélné roviny souměrnosti excentrických pouzder. Tato rovina se v poloze, znázorněné na obr. 2, kryje s rovinou G, v níž leží výstřednosti výstředníku la.

Na vnější ploše K každého excentrického pouzdra 3 je provedena dvojice výstupků 3d. které jsou provedeny ve stejné vzdálenosti od bočních konců 3c. Tyto výstupky .mají válcové obvodové plochy M, které jsou schopné vytvářet spolu s vnitřními plochami H třmenu 2a střídavé uklínovací působení. K tomu se vypočítá podle známých vzorců úhel mezi výstupky 3d každé dvojice při jejich uspořádání na kružnici, délka výstupků 3il na. kružnici a průměr její válcové obvodové plochy M. Takové výpočty vyplývají mimo jiné ze zveřejněné přihlášky PCT/SU 80/00219. Aby nevznikl žádný ohybový moment sil v excentrických pouzdrech 3 při přenosu radiálních sil přes výstupky 3d, mají ležet úseky ploch P výstředníků la a jejich podélných dílů v sektoru R mezi každou dvojicí výstupků 3d excentrických pouzder 3 při jejich soustředném uspořádání s vnější plochou K vůči vnitřní ploše H třmenu 2a s takovou délkou, která je menší než délka hlavní válcové plochy F výstředníku la. Zmíněný úsek plochy výstředníků la může být odstřižen zaoblením, které je větší než poloměr hlavní válcové plochy F výstředníků la.

Funkce popsané volnoběžné spojky je známa. Při otáčení poháněči spojkové poloviny 1 ve smyslu hodinových ručiček v obr. 2, když poháněná spojková polovina 2 je nepohyblivá, otáčí se výstředníky la vedle podélných dílů lb ve vnitřku excentrických pouzder 3 a způsobují jejich radiální posunutí ve směru k vnitřní ploše H třmenu 2a poháněné spojkové poloviny 2. Jakmile se dotknou plochy M výstupků 3d vnitřní plochy H třmenu 2a, nastane uklínování excentrických pouzder 3 mezi poháněči spojkovou polovinou 1 a poháněnou spojkovou polovinou 2 a otáčení se na ní přenáší. Překročí-li počet otáček poháněné spojkové poloviny 2 počet otáček poháněči spojkové poloviny 1 v daném smyslu otáčení, například tehdy, je-li poháněná spojková polovina 2 urychlena jiným poháněcím ústrojím anebo zístane-li poháněči spojková polovina 1 stát, dostanou se excentrická pouzdra ze styku s třmenem 2a a pohybují se směrem do středu. Avšak dosáhnou-li svými vnějšími plochami K soustřednou polohu s vnitřní plochou H třmenu 2a, uzavř-ou se boční konce 3c na obvodu podélných dílů 3b jednoho excentrického pouzdra 3 s bočními konci 3c na obvodu podélného dílu 3b jiného excentrického pouzdra 3, viz obr. 2. Tím se zabrání dalšímu posunutí excentrických pouzder 3 ve zmíněném směru a v důsledku toho jejich uklínování v tomto směru. Tím se navíc zvýší spolehlivost aretace excentrických pouzder 3 v dané poloze kontaktním působením výstředníků la a jejich podélných dílů lb na vnitřní plochu L excentrických pouzder 3. Jak vyplývá z uvedeného výkladu, má popsaná volnoběžná spojka součásti, které nejsou vystaveny žádnému působení ohybového momentu od sil a jejich excentrická pouzdra 3 nemají žádná místa napětí, což vytváří vysokou mechanickou pevnost této spojky. Přitom může spojka pomocí výstupků 3d na vnější ploše K excentrických pouzder 3 přenášet značné otáčivé síly.

Toto všechno umožňuje zmenšení radiálních rozměrů spojky při zaručení její vysoké schopnosti zatížení a tím i snížil dy2 4 8 O 4 Z namické nároky na spojku a tím i na.s ní spojená ústrojí.

Na obr. 3 je znázorněno další provedení volnoběžné spojky podle vynálezu. Toto provedení se liší od popsaného příkladu tím, že jsou zde použity jiné součásti k místnímu střídavému působení excentrických pouzder 3 se třmenem 2a poháněné spojkové poloviny 2. Tyto součásti jsou tvořeny ozubeným sektorem Se na vnější ploše K každého excentrického pouzdra 3, který se nalézá na středním úseku mezi bočními konci 3c na obvodu podélných dílů 3b excentrických pouzder 3, a zuby 4 na vnitřní ploše H třmenu 2a poháněné spojkové poloviny 2. Přitom mají mít zmíněné ozubené sektory 3e a zuby 4 stejný poloměr části kružnice a stejné, s výhodou malé, dělení průměru.

U tohoto provedení se radiální síla z poháněcí spojkové poloviny 1 přenáší při záběru ozubeného sektoru 3e excentrických pouzder 3 a zubů 4 třmenu 2a přes ozubený sektor 3e. Z tohoto důvodu mají mít u tohoto provedení plochy P výstředníků la a jejich podélné díly lb pravidelný válcový tvar po celém obvodu, aby radiální síla byla z nich bezprostředně přenášena přes středový úsek excentrických pouzder 3 mezi bočními konci 3c na obvodu jejich podélných dílů 3b.

Volnoběžná spojka podle uvedeného příkladu se vyznačuje stejnými výhodami jako spojka z dřívějšího příkladu. Její výroba je pouze nepodstatně ztížena, jelikož ozubené sektory 3e a zuby 4 mohou být zhotovovány za použití vysoce produktivních způsobů výroby, mimo jiné válcováním za studená.

Claims (3)

1. Volnoběžná spojka opatřená poháněči spojkovou polovinou se dvěma stejnými výstředníky, které jsou v ose přesazeny o 180° při protilehlém obvodovém uspořádání výstředností a jsou opatřeny po jednom podélném dílu, který vychází z každého výstředníku na jedné straně z roviny, v ní leží výstřednosti, směrem k druhému výstředníku, a opatřená poháněči spojkovou polovinou se třmenem, který je vůči ose poháněči spojkové poloviny uložen soustředně a opatřena uklínovacími součástmi ve tvaru dvou stejných excentrických pouzder, která jsou upravena kolem vystředníků a mají podélné díly, které obklopují odpovídající podélné díly výstředníků, a opatřená omezovači posunutí excentrických pouzder z polohy, v níž jejich vnější plochy jsou soustředné s viiitřní plochou třmenu a opatřené součástmi k místnímu střídavému působení excentrických pouzder se třmenem, vyznačená tím, že omezovače posunutí excentrických pouzder (3) z polohy, v níž jejich vnější plochy (K) jsou soustředné s vnitř ní plochou (H) třmenu (2a) jsou tvořeny bočními konci (3c) upravenými na obvodu podélných dílů (3b) excentrických pouzder (3), jejichž obvodová délka zajišťuje uzavření jejich bočních konců (3c) při soustředné poloze vnější plochy (Kj excentrických pouzder (3) vůči vnitřní ploše (H) třmenu (2a).

YNALEZU

2. Volnoběžná spojka podle bodu 1, vyznačená tím, že součásti pro místní střídavé působení excentrických pouzder (3) se třmenem (2a) jsou provedeny ve tvaru dvojice výstupků (3d) na vnější ploše (Kj každého excentrického pouzdra, které jsou upraveny ve stejné vzdálenosti od bočních konců (3c) na obvodu podélných dílů [3b) excentrických pouzder (3) a s hladkými vnitřními plochami (H) třmenu (2a) vyvolávají uklínovací střídavé působení a úsek plochy (P) každého výstředníků (laj a jeho podélný díl (lb), který doléhá v prostoru (R) mezi dvojicí výstupků (3d) na vnější plochu (Kj excentrického pouzdra (3), při jejich soustředném uspořádání s vnější plochou (K) vůči vnitřní ploše (H) třmenu (2a), leží na jedné čáře, která je menší než délka základní válcové plochy (F) výstředníku (la) v tomtéž prostoru (R).

3. Volnoběžná spojka podle bodu 1, vyznačená tím, že součásti pro místní střídavé působení excentrických pouzder (3) se třmenem (2a) jsou provedeny jako ozubený sektor (3e) na středovém úseku vnější plochy (K) každého excentrického pouzdra (3) mezi bočními konci (3c) na obvodu jeho podélného dílu (3b) a jsou schopny zabírat s ozubenou vnitřní plochou (4) třmenu (2a).