CZ292600B6 - Upínací soustava - Google Patents

Abstract

Řešení se týká upínací soustavy ke spojení vnějšího dílu (1) majícího válcové vybrání (3), zvláště náboje, se soustředně s válcovým vybráním (3) umístěným vnitřním dílem majícím válcovou obvodovou plochu (4, 44), zejména s hřídelem (2, 42), zahrnující vnitřní kuželový prstenec (11) a kuželový kotouč (30) s vnější obvodovou plochou vytvořenou jako kuželová plocha (13), vnější kuželový prstenec (18, 33) s vnitřní obvodovou plochou vytvořenou jako vnitřní obvodová kuželová plocha (19) a střední kuželový prstenec (21, 32) s vnitřními a vnějšími obvodovými plochami vytvořenými jako kuželové plochy (22, 23), které mají stejné vrcholové úhly (14, 20) kužele s vnějšími a vnitřními kuželovými plochami (13, 19) kuželového prstence (11, 18, 33) a kuželového kotouče (30). Vrcholový úhel (20) kužele páru kuželových ploch (19, 23) leží v oblasti samosvornosti v úhlovém odstupu od úhlu samosvornosti, vrcholový úhel (14) samosvornosti druhého páru kuželových ploch (13, 22) leží nad samosvornou oblastí. Axiální upínací šrouby (5) axiálně svírají střední kuželový prstenec (21) vzhledem k vnitřnímu kuželovému prstenci (11) a vnějšímu kuželovému prstenci (18). V alespoň jedné kuželové ploše obou párů kuželových ploch (13, 22, 19, 23) je vytvořena alespoň jedna drážka (31, 41), mající dokola okraj.ŕ

Description

Vynález se týká upínací soustavy ke spojení vnějšího dílu majícího válcové vybrání, zvláště náboje, se soustředně s válcovým vybráním umístěným vnitřním dílem majícím válcovou obvodovou plochu, zejména s hřídelem. Upínací soustava sestává z vnitřního kuželového prvku s vnější obvodovou plochou vytvořenou jako kuželová plocha, ze středního kuželového prstence s vnitřními a vnějšími obvodovými plochami vytvořenými jako kuželové plochy, které mají stejné vrcholové úhly kužele s vnějšími a vnitřními kuželovými plochami kuželového prvku a spolupůsobí s nimi axiálně kluzně a tvoří s nimi pár kuželových ploch, přičemž vrchol kuželových ploch středního kuželového prstence je umístěn axiálně na téže straně středního kuželového prstence je umístěn axiálně na téže straně středního kuželového prstence a vrcholový úhel kužele páru kuželových ploch leží v oblasti samosvomosti v úhlovém odstupu od úhlu samosvomosti, vrcholový úhel samosvomosti druhého páru kuželových ploch leží nad samosvomou oblastí, a z axiálních upínacích šroubů, kterými je střední kuželový’ prstenec axiálně sevřen vzhledem k vnitřnímu kuželovému prstenci a vnějšímu kuželovému prstenci.

Dosavadní stav techniky

Takováto upínací soustava je známá z DE 27 34 784 C2. Známá upínací soustava se osvědčila k vytvoření vysoké radiální upínací síly při samočinném povolování po povolení upínacích šroubů. V jednotlivých případech bylo při nízkých hodnotách tření na kuželových plochách pozorováno, že se střední kuželový prstenec, který se při vysokých utahovacích silách může plasticky deformovat, vytlačí mezi sousední kuželové prvky ve směru osy ve směru na vrchol kuželové plochy.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je zabránit tomuto jevu.

Tento úkol je vyřešen tím, že v alespoň jedné kuželové ploše obou párů kuželových ploch je vytvořena alespoň jedna drážka mající dokola okraj.

Okrajové vybrání tedy nesmí být tvořeno drážkou procházející rovinou proloženou osou, jak se obvykle vyskytuje u uspořádání kuželového upínání ulehčení deformace kuželového prstence.

Spíše musí mít drážka alespoň jednu stěnu, běžně však dvě stěny vytvořené ve směru obvodu, případně klenuté části stěny umístěné v podstatě ve směru obvodu. To způsobuje, že kuželová plocha sousedící s drážkou, která nemá žádné vybrání, se vtlačí za působení velmi velkých radiálních tlaků do drážky, takže na hranách drážky vytvořených v podstatě v obvodovém směru vzniká zvýšený třecí odpor, který znemožňuje prokluz středního kuželového prstence ve směru osy proti kuželovému prvku opatřeného sousedními kuželovými plochami.

Ukázalo se, že opatřením podle vynálezu lze také při nízkých koeficientech tření u dvojic kuželových ploch bezpečně zabránit rozdrcení středního kuželového prstence mezi oběma sousedními kuželovými prvky.

K vytvoření jednoznačných silových poměrů je účelné, když je na vnitřním kuželovém prstenci majícím vrcholový úhel kužele, ležící nad samosvomou oblastí, vytvořen axiální doraz pro čelní stranu středního kuželového prstence s malou tloušťkou stěny. Přitom v jednom bodě při utahování upínacích šroubů přiléhá střední kuželový prstenec čelní stranou na doraz a současně

-1 CZ 292600 B6 přiléhá první kuželovou plochou na protilehlou kuželovou plochu. Střední kuželový prstenec leží při utažení nejprve proti dorazu na vnitřním kuželovém prstenci s větším středovým úhlem kužele. Tento vnitřní kuželový prstenec a střední kuželový prstenec působí od této chvíle jako jedna jednotka, proti které se dále pohybuje ve směru osy samostatně vnější obvodový prstenec 5 mající menší středový úhel kužele.

U přednostního provedení podle nároku 3 je vybrání vytvořeno na alespoň jedné z kuželových ploch středního kuželového prstence.

Vybrání může být podle nároku 4 zejména tvořeno radiálním vybráním majícím dokola okraj středního kuželovitého prstence, který je jednoduše zhotovitelný a může být podle nároku 5 tvořen radiální vývrtem nebo podle nároku 6 vyfrézovanou drážkou.

Podstatný účinek se již dosahuje tím, když je na středním kuželovém prstenci vytvořeno jedno 15 vybrání.

Zejména z důvodů stejnoměrného rozdělení sil a deformace lze ale doporučit vytvořit více stejnoměrně po obvodě rozdělených vybrání.

Přehled obrázků na výkrese

Na výkresech jsou znázorněny dva příklady provedení vynálezu.

Obr. 1 a 2 znázorňují řez procházející osou upínací soustavy a obr. 3 znázorňuje zvětšené opakování oblasti III čerchovaně znázorněné na obr. 2.

Příklady provedení vynálezu

V obou příkladech je znázorněn vnější díl L Může se jednat o náboj ozubeného kola nebo jiného kola, o stěny hnacího bubnu pro pásové dopravníky nebo podobně. Vnější díl 1 je ustaven na hřídeli 2, 42 pomocí různých provedení upínací soustavy 10, 40. Vnější díl 1 je opatřen válcovým 35 vybráním 3, hřídel 2 má válcovou obvodovou plochu 3, 44. U příkladu provedení podle obr. 1 je mezi válcovým vybráním 3 a válcovou obvodovou plochou 4 vytvořen distanční prostor, ve kterém je umístěna upínací soustava 10. Na obr. 2 je hřídel vytvořen jako dutý hřídel 42, ve kterém je umístěna upínací soustava 40 jiného provedení a který leží svojí vnější válcovou obvodovou plochou 44 ve válcovém vybrání 3 vnějšího dílu 1.

Upínací soustava 10 znázorněná v celku na obr. 1 zahrnuje vnitřní kuželový prvek tvořený vnitřním kuželovým prstencem 11, který je svojí válcovou vnitřní obvodovou plochou 12 uložen na vnější válcové obvodové ploše 4 hřídele 2. Na vnější straně má kuželový prstenec 11 kuželovou plochu 13 s vrcholovým úhlem 14 kužele 12°, to znamená nad úhlem samosvomosti 45 7°. Na konci utěsňujícím stěnu má kuželový prstenec 11 radiální přírubu 15, která dosahuje radiálně tak daleko, že svojí oblastí 16 obepíná hrany vnějšího dílu 1.

Na válcové vybrání 3 vnějšího dílu 1 přiléhá válcovou vnější obvodovou plochou 17 vnější kuželový prvek v provedení vnějšího kuželového prstence 18, jehož vnitřní obvodová kuželová 50 plocha 19 má vrcholový úhel 20 kužele ležící v samosvomé oblasti 3°.

Mezi kuželovými prstenci 11 a 18 je umístěn střední kuželový prstenec 21, který má na obou obvodových stranách kuželové plochy 22, 23, která odpovídají kuželovým plochám 13 a 19, to znamená mají stejný vrcholový úhel kužele a plošně na tyto kuželové plochy 13 a 19 přiléhají.

Kuželové plochy 13, 22, případně 19. 23 jsou tak uspořádány, že se vrcholy kuželových ploch nachází na stejné, to znamená na obr. 1 na pravé straně upínací soustavy 10.

Vnější kuželový prstenec 18 má na straně přivrácené k radiální přírubě závitový otvor 24, do kterého je ze strany radiální příruby 15 našroubován upínací šroub 5 umístěný v otvoru 25 v radiální přírubě 15. Po obvodu je stejnoměrně rozmístěno několik upínacích šroubů 5. Zpravidla jsou upínací šrouby 5 umístěny u sebe tak těsně, jak to jen jde.

Pokud jsou upínací šrouby 5 povoleny, tvoří upínací soustava 10 jednotku, jejíž části spolu souvisejí. Po vložení do distančního prostou mezi hřídel 2 a vnější díl 1 začíná předepínání utahováním upínacích šroubů 5. K docílení středění může být účelné, když má radiální příruba 15 válcový výstupek 26, který zapadá do válcového vybrání 3. Tím se zabraňuje propadnutí vnějšího dílu 1 na hřídel 2, což zajišťuje stejnoměrné soustředné upínání.

Při utahování upínacích šroubů 5 se pohybuje vnější kuželový prstenec 18 axiálně proti radiální přírubě 15 a unáší přitom střední kuželový prstenec 21. Radiální příruba 15 tvoří plochou ležící kolmo k ose a směřující proti kuželovým prstencům 18, 21 doraz 27, na kterém je uložena po přemístění středního kuželového prstence 21 ve směru osy jeho čelní strana 28. Rozměry poloměrů kuželových ploch 13, 22 jsou zvoleny tak, že potom tyto kuželové plochy 13, 22 na sebe rovněž přiléhají. Od této chvíle tvoří kuželové prstence 11 a 21 jednotku, jejíž díly jsou navzájem při dalším utahování upínacích šroubů 5 neposuvné.

Poněvadž upínací šrouby 5 působí mezi vnitřním kuželovým prstencem 11 a vnějším kuželovým prstencem 18. nastává další předepnutí tak, jako by se jednalo pouze o dvoudílnou upínací soustavu s vrcholovým úhlem 20 kužele vnitřní obvodové plochy 19 ležícím v samosvomé oblasti. Vnější kuželový prstenec 18 se tady může utáhnout, takže se docílí značná radiální přítlačná síla na střední kuželový prstenec 2L

K uvolnění upínací soustavy 10 se uvolní upínací šrouby 5. Z důvodu vrcholového úhlu 14 kužele ležícího nad samosvomou oblastí se kuželové prstence 21 a 18 uvolní jako jednotka, aniž k tomu jsou při vhodném dimenzování potřebné odtlačovací šrouby.

Aby kuželové prstence 11, 18, 21 nepohltily upínací sílu upínacích šroubů 5, doporučuje se všechny kuželové prstence 11.18, 21 proříznout v rovině procházející osou.

Když jsou upínací šrouby 5 velmi silně utaženy a kuželové plochy 13, 22, případně 19, 23 jsou opatřeny vysoce účinným mazacím prostředkem, může dojít ktomu, že se střední kuželový prstenec 21 vytlačí mezi kuželové prstence 11 a 18 podle obr. 1 doprava, to znamená ve směru vrcholu kuželových ploch 13, 22 a 19, 23 mezi kuželové prstence 11.18.

Aby se tomu zabránilo, má střední kuželový prstenec 21 radiálně procházející, avšak v obvodové ploše kolem obroubenou drážku 31, která může být umístěna podélnou osou ve směru obvodu nebo také rovnoběžně se směrem osy. Při značných radiálních silách se zatlačí kuželové plochy 13 a 19 sousedící s drážkou 31 do světlého průřezu drážky 31.

Překvapivě bylo zjištěno, že takto lze jednoduše blokovat střední kuželový prstenec 21 ve směru osy, takže nenastane jeho neočekávané vyklouznutí podle obr. 1 doprava.

Díly z obr. 2 funkčně odpovídající dílům z obr. 1 jsou označeny stejnými vztahovými značkami.

Zatímco upínací soustava 10 je umístěna v radiálním meziprostoru mezi vnějším obvodem hřídele 2 a vnitřním obvodem vnějšího dílu 1, je hřídel na obr. 2 dutý hřídel 42, který svojí válcovou obvodovou plochou 44 přiléhá na válcové vybrání 3 vnějšího dílu L Mezi dutým hřídelem 42 a vnějším dílem tedy neexistuje žádný meziprostor. Upínací soustava 40 jiného

-3CZ 292600 B6 provedení je umístěna uvnitř dutého hřídele 42 a k vytvoření třecího spojení mezi válcovou obvodovou plochou 44 dutého hřídele 42 a vnějšího dílu 1 ho radiálně rozšiřuje.

Upínací soustava 40 je vytvořena jako zdvojená a má dva navzájem proti sobě umístěné vnitřní kuželové prvky v podobě kuželových kotoučů 30 majících na vnějším obvodu kuželové plochy 13 s vrcholovým úhlem ležící pod samosvomou oblastí, které jsou navzájem v axiálním směru zatahovány upínacími šrouby 5. Kuželové plochy 13 jsou navzájem přivráceny malými poloměry. Na kuželových kotoučích 30 jsou umístěny dva zdvojené střední kuželové prstence 32, které odpovídají střednímu kuželovému prstenci 21 na obr. 1. Vnější kuželo\ý prvek je tvořen vnějším zdvojeným kuželovým prstencem 33 s vrcholovým kuželovým úhlem 14 ležícím nad samosvomou oblastí, který má dvě vnitřní obvodové kuželové plochy 19, které jsou umístěny tak, že největší tloušťka stěny vnějšího zdvojeného kuželového prstence 33 leží uprostřed.

Zdvojený střední kuželový prstenec 32 má dokola uzavřené, radiálně průchozí drážky 41 s osou drážky 41 protínající osu kuželového prvku, z nichž dvě drážky 41 jsou navzájem přesazeny o 180°. Drážky 41 mají stejný blokační účinek jako drážky 31 na obr. 1.

Drážky 31, případně drážky 41 nemusí být bezpodmínečně vytvořeny v celé tloušťce stěny středního kuželového prstence 21, případně zdvojeného středního kuželového prstence 32. Pro docílení zamýšlené funkce by bylo také teoreticky dostačující, když by byla vytvořena plošná vybrání 43. jak je to čerchovaně znázorněno na obr. 2. Rozumí se ale, že povedení průchozích drážek 41 je značně jednodušší, než provedení plochých vybrání, zejména na vnitřní straně zdvojeného středního kuželového prstence 32.

Účinky vynálezu jsou schematicky znázorněny na obr. 3, na kterém je ve větším měřítku znovu uvedena oblast III znázorněná na obr. 2 vpravo nahoře. Je patrné, že se kuželová plocha 13 při velkém existujícím tlaku zatlačí do světlého průřezu radiální drážky 41. Znázornění na obr. 3 je z důvodu přehlednosti uvedeno z poloviny. Na místě 45. na kterém je ostění drážky 41 vytvořeno ve směru obvodu, nastává vytvořeným zvýšením kuželové plochy 13 blokování, které zabraňuje vytažení zdvojeného kuželového prstence doprava.

Vnější zdvojený kuželový prstenec 33 má na svých vnitřních obvodových kuželových plochách 19 ve středu obvodovou drážku 34, která vede v části 46 při předepnuté upínací soustavě 40 jiného typu k přídavnému blokačnímu efektu odpovídajícímu svými účinky blokaci na místě 45.

Menší čelní strany 47 zdvojeného kuželového prstence 33 ležící v oblasti obvodové drážky 34 axiálně navzájem přiléhají a tvoří protilehlý doraz odpovídající dorazu 27 na obr. 1.

Claims (7)

1. Upínací soustava ke spojení vnějšího dílu (1) majícího válcové vybrání (3), zvláště náboje, se soustředně s válcovým vybráním (3) umístěným vnitřním dílem majícím válcovou obvodovou plochu (4, 44), zejména s hřídelem (2, 42), s vnitřním kuželovým prstencem (11) a kuželovým kotoučem (30) s vnější obvodovou plochou vytvořenou jako kuželová plocha (13), se středním kuželovým prstencem (21, 32) s vnitřními a vnějšími obvodovými plochami vytvořenými jako kuželové plochy (22, 23), které mají stejné vrcholové úhly (14, 20) kužele s vnějšími a vnitřními kuželovými plochami (13, 19) kuželového prstence (11, 18, 33) a kuželového kotouče (30) a spolupůsobí s nimi axiálně kluzně a tvoří s nimi pár kuželových ploch (13, 22, 19, 23), přičemž vrchol kuželových ploch (22, 23) středního kuželového prstence (21, 32) je umístěn axiálně na téže straně středního kuželového prstence (21, 32) a vrcholový úhel (20) kužele páru kuželových ploch (19, 23) leží v oblasti samosvomosti v úhlovém odstupu od úhlu samosvomosti, vrcholový úhel (14) samosvomosti druhého páru kuželových ploch (13, 22) leží nad samosvomou oblastí, as axiálními upínacími šrouby (5), kterými je střední kuželový prstenec (21) axiálně sevřen vzhledem k vnitřnímu kuželovému prstenci (11) a vnějšímu kuželovému prstenci (18), vyznačující se tím, že v alespoň jedné kuželové ploše obou párů kuželových ploch (13, 22, 19, 23) je vytvořena alespoň jedna drážka (31,41), mající dokola okraj.

2. Upínací soustava podle nároku 1,vyznačující se tím, že na vnitřním kuželovém prstenci (11), majícím vrcholový úhel (14) kužele, ležící nad samosvomou oblastí, je vytvořen axiální doraz (27) pro čelní stranu (28) středního kuželového prstence (21) s malou tloušťkou stěny, přičemž v jednom bodě při utahování upínacích šroubů (5) přiléhá střední kuželový prstenec (21) čelní stranou (28) na doraz (27) a současně přiléhá první kuželovou plochou (22) na protilehlou kuželovou plochu (13).

3. Upínací soustava podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že drážka (31, 41) je vytvořena v alespoň jedné kuželové ploše (22,23) středního kuželového prstence (21,32).

4. Upínací soustava podle nároku 3, vyznačující se tím, že drážka (31, 41) je tvořena radiálně průchozím otvorem majícím dokola okraj ve středním kuželovém prstenci (21).

5. Upínací soustava podle nároku 4, vyznačující se tím, že otvor ve zdvojeném středním kuželovém prstenci (32) je tvořen radiální drážkou (41).

6. Upínací soustava podle nároku 4, vyznačující se tím, že otvor ve zdvojeném středním kuželovém prstenci (32) je tvořen radiální drážkou (31).

7. Upínací soustava podle jednoho z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že drážky (31,41) jsou po obvodě středního kuželového prstence (21,32) rozděleny rovnoměrně.