CS254331B2 - Device for rotatory motion transmission - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro přenos rotačního pohybu s alespoň jedním .náhonem a alespoň jedním výstupem a ohebnými řetězovými vedeními uspořádanými mezi nimi.

Jsou známy rotátorové pohony, u nichž se otáčí přenosový prostředek, například tuhý hřídel, struna apod. U řemenů, řetězů a lan se přenosy realizují tahovou silou. Každý z těchto typů pohonů vykazuje pro vlastní přenos charakteristické a sobě vlastní výhody i nedostatky, které jsou rovněž známy. Tuhý hřídel se hodí hlavně pro přenos síly na větší vzdálenosti. Přitom si lze všimnout, že při větším zatížení může vzniknout rušivé kroucení. Pro přenos na menší vzdálenosti se . používají struny ve smyslu ohebných hřídelů, nebo řetězy. Při použití řetězů se počítá s tuhým přenosem a u použití strun s možností ohebného přenosu, přičemž tyto poslední jsou vlivem velkého úhlu zkroucení při zatížení vhodné pouze pro přenos malých kroutících momentů.

Z patentového spisu USA č. 3 718 051 je znám systém silového přenosu, který převádí otáčivý pohyb mezi náhonem a výstupem ohebnými řetězovými vedeními. Přenosovým prostředkem je větší množství volných koulí přiřazených к sobě, které jsou navzájem propojeny řetězovým kanálem. Aby se dosáhlo poměrně rovnoměrného silového přenosu, musí být řetězové vedení alespoň v tlakovém válci správně tuhé, jelikož u ohebných stěn jsou koule, které jsou v kontaktu zaoblení na zaoblení, v provozu, kdy na sebe vzájemně narážejí, polohově nestabilní, a proto musí být polohově stabilizovány stěnami kanálu. Naproti tomu ve válci, v němž při zpětném vedení koulí nepůsobí v podstatě žádné síly, má elasticita, nebo lépe stabilita řetězového vedení podřadný význam. Z těchto důvodů leží ohebnost popsaného zařízení pro silový přenos prostřednictvím koulí ve velmi úzkých hranicích. Rovnoměrný silový přenos není, alespoň v ohebném provedení bez dalších opatření možný.

Známé je rovněž řešení podle švýcarského patentového spisu č. 621 183, ve kterém je popsán řetězový pohon s nekonečným kloubovým řetězem. Tento řetězový pohon se používá jako dopravní řetěz, zejména v souvislosti s dopravou časopisů, přičemž v tuhém řetězovém kanálu se silové působení z řetězu odebírá přes drážky. Některé přednosti tohoto řetězového pohonu, především netrhavý, vláčný chod řetězu v tuhých vodicích kanálech, by mohly být použity 1 pro realizaci silového přenosu mezi náhonem a výstupem. Jeho nevýhoda však spočívá v tom, že tuhé vodicí kanály neumožňují propojení libovolných míst v prostoru. U takovéhoto tuhého řetězového vedení článkového řetězu nedochází к rozdělení sil na současně působící tahové a tlakové síly proto, že tuhé řetězové vedení není s to přizpůsobit se při změně zátěže v měnitelném provozu tzv. peristaltickým vlastnostem řetězu.

Cílem vynálezu je tedy vytvořit takové zařízení, které by umožňovalo rotátorový silový přenos ohebnými spojeními mezi náhonem a výstupem v podstatě v netrhavém a osově synchronním provozu, při libovolném počtu otáček, případně při libovolném počtu stupňů obojího znaménka a při měnitelném zatížení, stejně jako při měnitelném směru otáčení.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje a vytčený cíl řeší zařízení pro přenos rotačního pohybu s alespoň jedním náhonem a alespoň jedním výstupem propojenými nekonečným řetězem, který je schopný přenášet tah i tlak a prochází ohebnými řetězovými vedeními mezi nimi, ipodle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že celková délka řetězu odpovídá celkové délce krytu řetězu v bezprovozním stavu, tj. délce řetězových kanálů ve vratných skříních náhonu a výstupu a ohebných řetězových vedení mezi nimi.

Výsledná charakteristika řetězu a řetězového vedení podle vynálezu způsobuje během silového přenosu při změně zatížení, případně při změnách kroutícího momentu v poměrně široké oblasti a v měnitelném provozu, tedy při změnách směru otáčení, velmi vysokou synchronizaci v každé úhlové poloze 'náhonu a výstupu. Pohonem podle vynálezu mohou být kromě toho častokrát nahrazeny víceré drahé úhlové převody a kloubové hřídele. Vedle nákladů, které se přitom uspoří, odpadají také náklady na opravy a údržbu takového hnacího převodu a hřídelů.

Dále budou popsány některé formy provedení vynálezu za pomoci následujících obrázků, kde obr. 1 představuje ve zjednodušeném náčrtku první příklad provedení vynálezu a současně i jeho princip, obr. 2a až 2c boční pohledy na provedení podle obr.

1, obr. 3 princip libovolně volitelného několikanásobného pohonu složeného z prvků podle obr. 1, obr. 4 rozvětvený náhon s více výstupy, obr. 5 detail příkladu provedení podle obr. 1, obr. 6 další detail příkladu provedení podle obr. 1 a obr. 7 další obměnu provedení vynálezu.

Z obrázků je zřejmé, že náhon A se otáčí ve smyslu hodinových ručiček a výstup В pracuje ve stejném smyslu otáčení. Náhon A a výstup В jsou spolu vzájemně činně spojeny článkovým řetězem 6, zejména řetězem ohebným ve třech vzájemně nezávislých směrech, jak je principiálně popsán ve švýcarském patentovém spise 538 065.

Náhon A a výstup В jsou uloženy vždy ve vratné skříni 1, Г, ve kterých jsou umístěny prostřednictvím hřídelů 3, 3‘ silového přenosu hnaná nebo hnací řetězová kola

2, 2*. Vratná skříň 1, Г je výhodně vytvořena symetricky ze dvou dílů, aby mohly být stavebnicovým způsobem náhony A a výstupy В sestavovány libovolně.

Vně vratné skříně 1, Г běží řetěz 6 oheb254331 ným řetězovým vedením 7, 7‘, které může být tvořeno např. hadicí nebo ohebnou trubkou a vždy společně s řetězem 6 ohnuto do libovolného směru prostoru. Vždy podle velikosti řetězu 6, t?dy podle průměru řetězových článků 10, jsou v široké oblasti použitelné různé poloměry zakřivení, takže kromě téměř libovolných vzdáleností mezi -náhonem' A a výstupem В mohou být překonána prakticky také všechna místa mezi ninr. Ohebné řetězové vedení 7 je spojeno např. přes spojovací hrdlo 5 s vratnou skříní 1, Г. Právě tak dobře může být řetězové vedení 7 uloženo ve vratné skříni 1, Г i jiným způsobenu Ve vratné skříni 1, Г je pro vedení článkového řetězu 6 vytvořen tvarově odpovídající kanál 4, 4 pro spolupráci s řetězovým kolem 2, 2\ ve kterém může řetěz 6 běžet volně.

Zvolí-li se délka vlastního řetězového kanálu 4, 4‘ a řetězových vedení 7, 7‘ co možno stejná jako jmenovitá délka nekonečného řetězu 6, mohou se získat výborné vlastnosti běhu, které z toho přímo vyplývají, a které jsou popsány ve švýcarském patentovém spise č. 621 183, což je zejména klidný a tichý chod řetězu 6. Rozumí se přitom, že řetěz 6 může být poháněn v obou směrech, tj. dopředu i dozadu. Bude-li nyní článkový řetěz 6, jak je v tomto případě ukázáno, poháněn od náhonu A ve smyslu hodinových ručiček, bude nekonečný řetěz 6 v prvním řetězovém vedení 7 zatěžován v tlakovém směru S a v druhém řetězovém vedení 7‘ zpětného chodu ve směru tahu Z. Základ pro toto výhodné a přitom požadované chování bude blíže objasněn dále.

Celková délka vodícího pouzdra řetězu 6 nebo skříně řetězu, tj. délka řetězových kanálů 4, 4‘ ve vratných skříních 1, Г náhonu A a výstupu В a řetězových vedení 7, 7‘ mezi nimi, je definována ve stavu mimo provoz. Celková délka řetězu 6, který běhá uvnitř, by měla v podstatě odpovídat celkové délce vodícího pouzdra řetězu v bezprovozním stavu. V dynamickém provozu jsou u ohebného řetězového vedení 7, 7‘, které musí vždy vykazovat nutně také ohebnost v podélném směru, tyto geometrické závislosti měnitelně ovlivňovány. Ve směru běhu bude, jak odpovídá elastickému chování ohebných řetězových vedení 7, 7‘, relativní rychlosti' řetězu 6, tření mezi řetězem 6 a vedením a přenášenému kroutícímu momentu, v nárazovém válci více nebo méně nepatrné podélné prodloužení a v tahovém válci přibližně stejně nepatrné stlačení. Taik jsou v provozním stavu řetězová vedení 7, 7‘ v tlakovém i v tahovém válci různě dlouhá. Jmenovitá délka řetězu 6 však zůstává stejná a celková délka kanálu, ve kterém se řetěz 6 pohybuje, zůstává v podstatě také stejná jako délka řetězu 6, nebo délka v bezprovozním stavu. Přesto však jsou proporce mezi ohebnými řetězovými vedeními 7, 7‘, která přenášejí tahové a tlakové síly, vždy rozdílné podle povahy provozu.

Bude-li jmenovitá délka řetězu 6 zvolená větš’ než celková délka vedení řetězu 6 v i bazprovozním stavu, začne se taiké řetězové vedení 7‘ tahového válce prodlužovat, neboť⁷ vílačováním řetězu 6 do ohebného řetězového vedení 7‘ tahového válce se část ta-’ hového účinku ztrácí. Opak se děje při jmenovité délce řetězu 6, která je menší nez celková délka vedení řetězu 6. Současné využití tlakových i tahových sil v průběhu přenosu je dáno pouze uvnitř poměrně malých odchylek délky řetězu 6 od délky ve- ; dění řetězu v nenapjatém stavu. Optimální^: ja případ stejných délek, který je v podstatě realizovatelný.

Síla přenášená z náhonu A na výstup В je také v podstatě vždy rozdělena napůl na tahovou a tlakovou sílu. Úsek, který nepřenáší sílu, jako je např. úsek v tahovém válci ohebného pohonu volnými koulemi serazenými za sebou, se u silového přenosu podle vynálezu nevyskytuje.

Obrázky 2a až 2c ukazují jednak obměny vynálezu a jednak, jak mohou být jednoduchými změnami obměňovány možnosti použití vynálezu. Náhon A je kupříkladu zpo- . malen větším průměrem řetězového· kola 2\ případně větším počtem zubů na výstupu В silového přenosu. Stejně je dobře možný i obrácený převod celého pohonu. Jednu z možností přenosu prostřednictvím ohebných řetězových kanálů ukazuje obr. 2, ve kterém jsou výstup В a náhon A navzájem přetočeny. Tímto způsobem je náhon A vestavitelný prakticky ve všech polohách, takže je možno realizovat i jinak těžlko provedltelríé pohony. Také zde je možný převod do pomala nebo do rychlá. Při otáčení a překroucení o 180°, jak je znázorněno na obr. 2c, se může způsobit inverze směru otáčení. U všech těchto ohměn jsou, stejně jako u základního provedení podle obr. 1, síly přenášeny oběma větvemi řetězu 6', z nichž jedna přenáší síly tahové a druhá tlakové, což vede к silově 'vyrovnanému účinku.

Zatímco u obměny podle obr. 4 je síla přenášena paralelně z hnacího bloku nebo výstupního bloku na jednotlivé prvky, ukazuje obr. 3 možnost sériového silového přenosu na výstupy BI a BII buď ve stejném směru otáčení nebo v opačném, a to vždy podle zkřížení jednoho nebo více výstupů vůči sobě. Tímto způsobem se mohou vyřešit libovolné prostorové problémy pohonů. Další přednost vynálezu spočívá v toím, že výstup je v průběhu přenosu pohyblivý. Toto je potřebné zejména u formy provedení se zdvojenými hadicemi jako ohebnými řetězovými vedeními.

Obrázek 4 ukazuje další obměnu vynálezu, u níž dochází sestavením více náhonových elementů Ax, znázorněných např. .na obr. 1, к vytvoření mnohonásobného pohonu nebo výstupu. Přes společný centrální hřídel 10‘ silového' přenosu jsou poháněny společně náhonové elementy Ax, které zase pohánějí prostřednictvím řetězů 6 běžících v ohebných řetězových vedeních 7, 7* oba výstupy B1 a Bx, které jsou zde znázorněny. Stejným způsobem mohou být výstupy В vůči hnacímu bloku libovolně prostorově přetočeny. Právě tak měnitelně se může jedním jediným náhonem A pohánět výstupní blok o více elementech.

Obrázek 5 ukazuje detail příkladu provedení podle obr. 1, přičemž tato forma provedení může být použita i pro zvlášť diskutované obměny, jako převody dorychla nebo do pomala, hnací nebo výstupní blok, změnu směru otáčení atd. Následující konstrukční údaje se vztahují к výhodnému použití již zmíněného řetězu 6 ohebného ve třech nezávislých směrech. Znázorněna je část ohebného pohonu podle obr. 1, totiž náhon A s částí hnací strany. První vratná skříň 1 sestává z horní poloviny la a spodní poloviny lb, nyní s vloženou polovinou skříně řetězového kola 2 a částí řetězového kanálu 4. Toto je zvlášť ddbře zřejmé z detailního znázornění na obr. 6. Řetězové kolo 2 vykazuje na svém obvodu zahloubení 12 pro částečné zachycení řetězových Článků 10, které jsou hloubkou d v záběru s řetězovým kolem 2. Hloubka d se volí talk, že poloměr R hlavové kružnice řetězového kola 2 nedosahuje poloměru zakřivení R* řetězu 6, to znamená, že stále platí:

R‘—R O.

Tato geometrická závislost se v příčném řezu projeví úhlem 180°, což je znázorněno na obr. 6. Ten ukazuje ještě další detail pro realizaci pohonu podle vynálezu. Aby se dosáhlo běhu bez otřesů a dostatečně vysoké životnosti za provozu, je třeba usilovat o provoz za nízkého tření, nebo lépe bez tření Jak je zřejmé z obr. 5, je spojovací hrdlo 5 mezi první vratnou skříní 1 a ohebným řetězovým vedením 7, 7‘, které může být např. vysokotlaká hadice, uspořádáno u řetězového kanálu 4 ve vratné skříni 1 tak, že se řetězové kolo 2 může při vytváření mezÉprostorů 15 ve vratné skříni 1 ustřeďovat samo. Tření řetězu 6 v řetězovém kanále 4, které se nedá odstranit, se v uzavřeném systému snižuje mazacím prostředkem.

Obrázek 7 ukazuje konečně příklad pro vedení vynálezu, u kterého ohebné části řetězového vedení 7, 7‘ probíhají např. mezi náhonem A a neznázorněným výstupem В vždy v jedné zdvojené hadici s dělicí stěnou 15‘. Ve vnitřních prostorech zdvojené hadice pro řetězové kanály probíhá nekonečný řetěz 6. Tato varianta se při použití tenkých řetězů 6 rovná hřídelovému pohonu a může být také poháněna jako on, aniž by však tento pohon vykazoval často nežádoucí zkrutové vlastnosti hřídelového pohonu. Tímto způsobem jsou rovněž dosažitelné velké vzdálenosti mezi náhonem A a výstupem B. Velmi výhodná je přitom možnost přivést pohon kamkoli do okolního prostoru. Na výstupu В mohou být bezprostředně po náběhu pohonu odebírány velké kroutící momenty, přenos se chová jako tuhý vůči pohybu, a tedy synchronní.

Zkráceně se u vynálezu jedná o zařízení pro přenos rotačního pohybu s nejméně jedním .náhonem A, nejméně jedním výstupem В a ohebnými řetězovými vedeními 7, 7‘ uspořádanými mezi nimi, které se vyznačuje tím, že silový přenos probíhá prostřednictvím nekonečného řetězu 6 schopného jak tlakového tak tahového provozu, který v podštatě odpovídá celkové délce skříně řetězu v bezprovozním stavu, tj. délce řetězových kanálů 4, 4‘ ve vratných skříních 1, 1* náhonu A a výstupu В a ohebných řetězových vedení 7, 7‘ mezi nimi. Sériové zapojení většího počtu výstupů BI, BII, .. BXX, které jsou přes ohebná řetězová vedení 7‘, 7“, ..., poháněna od jednoho náhonu A, je první, a paralelní zapojení náhonových elementů Ax poháněné společným centrálním hřídelem 10' s výstupy Bl, ..., Bx připojenými nekonečnými řetězy 6 a ohebnými řetězovými vedeními 7, 7* ke každému náhonu AI, ..., Ax, je druhá základní forma provedení vynálezu. Další formy provedení jsou takové, že ohebné řetězové vedení 7, 7* sestává z hadice ohebné do všech směrů prostoru, jejíž vnitřní prostor je použit jako řetězový kanál 4, že ohebná část řetězového vedení 7 probíhající od náhonu А к výstupu В a ohebná část druhého řetězového vedení 7* probíhající od výstupu В к náhonu A je tvořena dvojitou hadicí ohehnou do všech prostorových směrů, jejíž oba vnitřní prostory jsou použity jako řetězový kanál.

Claims (5)

PŘEDMĚT VYNALEZU

1. Zařízení pro přenos rotačního pohybu, s ales oň jedním náhonem a alespoň jednjm výstupem, propojenými nekonečným řetězem, který je schopný přenášet tahové i tlakové síly a prochází mezi ohebnými řetězovými vedeními, vyznačující se tím, že délka řetězu (6) odpovídá celkové délce krytu řetězu v bezprovozním stavu, tj. délce řetězových kanálů (4, 4‘) ve vratných skříních (1, Г) náhonu (A) a výstupu (B) a ohebných řetězových vedení (7, 7‘) mezi nimi.

2. Zařízení podle bodu 1 vyznačující se tím, že jeden náhon (A) je ohebnými řetězovými vedeními (7, 7‘, ...) spojen se sériově uspořádanými výstupy (BI, BII, ..., BXX).

3. Zařízení podle bodu 1 vyznačující se tím, že náhony (AI.....Ax) jsou paralelně připojeny ke společnému hnacímu, centrálnímu hřídeli (10‘).

4. Zařízení podle bodů 1 až 3 vyznačující se tím, že řetězové vedení (7, 7‘) je tvořeno hadicí ohebnou do všech směrů prostoru, v jejíž dutině je uložen řetěz (.6).

5. Zařízení podle bodů 1 a 3 nebo 4 vyznačující se tím, že řetězové vedení (7, 7‘) mezi náhonem (A) a výstupem (B) je tvořeno zdvojenou ohebnou hadicí, v jejíchž obou vnitřních prostorech prochází řetěz (6).