CZ305268B6

CZ305268B6 - Elastic coupling

Info

Publication number: CZ305268B6
Application number: CZ2014-83A
Authority: CZ
Inventors: Karel VĂtek
Original assignee: ÄŚVUT v Praze, Fakulta strojnĂ
Priority date: 2014-02-05
Filing date: 2014-02-05
Publication date: 2015-07-08
Also published as: CZ201483A3

Abstract

The design of the present elastic coupling is formed by an internal rim (5) inserted into an external rim (7). These rims are made by bending coiled spiral springs along a generating circle, whereby both the ends of each rim are fixedly coupled with each other. The generating spiral spring of the external rim (7) must have the same number of coils as the spiral spring of the internal rim (5), wherein the generating coiled spring of one rim has left-hand pitch while the other one has the right-hand pitch. The pitch of the generating spring of the external rim (7) is greater than the pitch of the generating spring of the internal rim (5), because the inside diameter of the external rim (7) is smaller than the outside diameter of the internal rim (5). The internal rim (5) and the external rim (7) have radial overlap relative to each other and at the same time sufficient gaps between their coils in which they co-axially engage. The internal rim (5) is fixedly mounted and attached to a disk (6), which serves for coupling, in other words for mounting the coupling onto one of coupled shafts and the external rim (7) is fixedly mounted and attached to a casing (8), which serves for mounting the coupling on the other coupled shaft.

Description

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká konstrukce pružné spojky určené k pružnému propojování hřídelů i dalších typů součástí.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a flexible coupling design for resiliently connecting shafts and other types of components.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Pružné spojky využívají výrazně pružící elementy, které jsou vloženy do silového toku mezi propojované součásti, aby tlumily rázová namáhání, eventuálně též vyrovnávaly odchylky mezi propojovanými částmi. Mezi klasické spojky patří jednak pružná spojka s hadovitou pružinou (BIBI) obsahuje hnací a hnaný kotouč, které jsou opatřeny po obvodě drážkami, do kterých je vložena hadovitá pružina krytá pláštěm a namáhaná při přenosu výkonu kombinací smyku a ohybu. Podobně pružná kolíková spojka má hnací kotouč s hnaným kotoučem propojen pružnými kolíky, které jsou namáhány kombinací smyku a ohybu. Kolíková spojka s pryžovými pouzdry má v hnacím nebo hnaném kotouči tyto kolíky uloženy v pryžových pouzdrech. Hardy spojka má mezi hnací a hnaný kotouč vložen pružný nejčastěji pryžový kotouč, přes který jsou hnací a hnaný kotouč střídavě začepovány a tím pružně propojeny. Obručová spojka (Periflex) má mezi hnací a hnaný kotouč vloženu pružnou pryžovou obruč. U pružných spojek s pružinami různých variant konstrukcí, jsou mezi hnací a hnanou část spojky vloženy například vinuté pružiny, takže jsou při přenosu výkonu spojkou při záběru spojovaných hřídelů pružiny obvykle natahovány nebo stlačovány. Pružné spojky leze hodnotit podle řady vlastností, kterými jejich konstrukce disponují a které je možno cíleným konstruováním součástí spojky optimalizovat.The elastic couplings utilize distinctly resilient elements that are inserted into the force flow between the interconnected parts to dampen the impact stresses, or even to compensate for deviations between the interconnected parts. Classical couplings include a flexible coil spring coupling (BIBI) containing a drive and driven disc, which are provided with grooves circumferentially in which a sheathed coiled coil spring is loaded and subjected to the shear and bending stress transfer during power transmission. Similarly, the flexible pin coupling has a drive disk and a driven disk interconnected by flexible pins that are subjected to a combination of shear and bending. The pin coupler with rubber housings has these pins housed in the rubber housings in the drive or driven disk. The hardy clutch has a flexible rubber disc between the drive and driven discs, through which the drive and driven discs are alternately tapped and thereby elastically connected. The Periflex coupling has a flexible rubber tire inserted between the drive and driven discs. In spring couplings with springs of different construction variants, for example, coil springs are inserted between the drive and driven coupling parts, so that they are usually stretched or compressed when the coupling shafts are engaged when the power transmission of the coupling is engaged. Flexible couplings can be evaluated according to a number of properties which their design has and which can be optimized by targeted design of the coupling parts.

Dokument GB 489 011 A uvádí na obrázcích 1 až 4 propojení vnějšího kotouče 2 s vnitřním kotoučem i vinutými pružinami 3 vedenými na jejich vnitřním průměru v trubce 4. Řazení pružin mezi oběma kotouči I, 2 je podle obrázku 1 paralelní, přičemž silový tok je z vnějšího kotouč 2 do pružin 3 přenášen čepy 6 a z pružin 3pak je silový tok přenášen čepy 9 na vnitřní kotouč I. Nebo podle obrázku 4 je konstruováno řazení pružin sériové, které obsahuje navíc mezikus 8 sloužící k čepovému propojení vnějších s vnitřními pružinami 3, přičemž silový tok je z vnějšího kotouče 2 do pružin 3 přenášen čepy 10 a z pružin 3 pak je silový tok přenášen čepy 6 na mezikus 8 a dále z mezikusu 8 čepy 6 na vnitřní pružiny 3, ze kterých je silový tok přiveden čepy 9 na vnitřní kotouč i. Kromě využití šroubovité vinutých pružin 3 uvádí tento dokument v obrázku 3 variantu propojení kotoučů i - 2 sestavou vlnitě vinutých pásových pružin 3 uchycených ve vnějším kotouči 2 konci 6a a ve vnitřním kotouči 1 konci 9a, což je podobná konstrukce jeho spojky typu BIBI. Varianty této spojky jsou vyhovující pro souosé hřídele s velmi malými odchylkami, neboť v radiálním směru je u nich užito velmi tuhé řazení soustavy prvků, které jsou schopny zajistit funkčnost jednotlivých členů spojky při přenosu kroutícího momentu pouze s malými přípustnými vůlemi. Například podle obrázku 1 silový tok přenáší postupně vnější kotouč 2, čep 6, pružina 3 vyztužená radiálně trubkou 4 a dále čep 9 na vnitřní kotouč 1, tudíž konstrukce těchto spojek s čepy nepřipouští větší rozsah odchylek z důvodu zajištění rovnoměrného a radiálně symetrického kontaktu pružin s tuhými čepy, neboť to podmiňuje funkci přenosu kroutícího momentu těmito spojkami mezi spojovanými hřídeli. Protože prvky spojky této konstrukce z důvodu funkčnosti spojky nemohou mít mezi sebou větší radiální ani axiální vůle, proto jimi propojované hřídele není možno vůči sobě radiálně nebo axiálně významněji více posunout a/nebo je vůči sobě více naklopit odchylkou úhlů jejich os.GB 489 011 A shows in Figures 1 to 4 the interconnection of the outer disc 2 with the inner disc and the coil springs 3 guided on their inner diameter in the tube 4. The arrangement of the springs between the two discs 1, 2 is parallel according to Fig. 1. The outer disk 2 is transmitted to the springs 3 by pins 6 and from the springs 3 the power flow is transmitted by the pins 9 to the inner disk I. Or, according to Figure 4, a series spring arrangement is constructed which additionally includes an adapter 8 for pin connection of the outer with the inner springs 3; the flow is transmitted from the outer disk 2 to the springs 3 by pins 10 and from the spring 3 the power flow is transmitted by the pins 6 to the spacer 8 and further from the spacer 8 by pins 6 to the inner springs 3. In addition to the use of helical coil springs 3, this document shows in Figure 3 a variant of the interconnection of the i-2 assemblies The wound coil springs 3 are mounted in the outer disc 2 of the end 6a and in the inner disc 1 of the end 9a, which is similar to the construction of its BIBI-type coupling. Variants of this clutch are suitable for coaxial shafts with very small deviations, as they use a very rigid shifting of a set of elements in the radial direction, which are able to ensure the functionality of the individual clutch members when transmitting torque with only small permissible clearances. For example, according to Figure 1, the force flow is transmitted successively by the outer disc 2, the pin 6, the spring 3 reinforced radially by the tube 4 and the pin 9 to the inner disc 1, thus the design of these pin couplings does not allow a larger range of deviations to ensure a uniform and radially symmetrical contact with rigid pins, since this makes the torque transmission function of these couplings between the shafts to be coupled. Because the clutch elements of this construction cannot have greater radial or axial play between them due to the clutch functionality, the shafts interconnected by them cannot be displaced more radially or axially to each other and / or tilted by deviations of their axis angles.

Tyto konstrukce spojek se začepovanými obvodovými pružinami 3 neumožňují realizovat řiditelné pojištění spoje hřídelů proti přetížení kroutícím momentem, například proklouznutím začepovaných pružin vůči kotouči ve směru rotace, kterému zde čepy zachytávající pružiny zamezují. Útlumová schopnost u těchto spojek je nízká, protože přenos silového toku je v této spojce realizován s minimálním pohybem v kontaktech čepů se závity pružin, a proto i s minimálními pasiv- 1 CZ 305268 B6 nimi třecími silovými dvojicemi, které jsou tvořeny z tlakových sil pružin působících na čepy na malých vzdálenostech o velikosti poloměrů tvořících prutů pružin.These clutch constructions with tapped circumferential springs 3 do not make it possible to realize the controllable shaft coupling against overloading of the torque, for example by slipping the tapped springs against the disc in the direction of rotation, which is prevented by the spring retaining pins. The attenuation capability of these couplings is low, since the transmission of the force flux in this coupling is realized with minimal movement in the contacts of the pins with the coils of the springs and therefore with minimum passive friction force pairs formed by the compression forces of the springs. for studs at small distances with the size of the radii forming the spring members.

Srovnatelné vlastnosti s analyzovanou konstrukcí pružné spojky podle dokumentu GB 489 011 A mají pružné spojky podle dokumentů GB 191322605 A, US 3 080 733 Al nebo US 2 096 039 Al, u nichž jsou místo čepů po vnějším obvodě vnitřního kotouče nebo na vnitřním obvodě vnějšího kotouče vytvořeny drážky sloužící k uložení obvodových pružin, které jimi propojují oba kotouče spojek. Jednak výroba drážek je relativně komplikovaná i drahá a z hlediska funkce konstrukce těchto spojen s drážkami nepřipouštějí větší rozsah odchylek z důvodu zajištění rovnoměrného a radiálně symetrického kontaktu pružin s drážkami. Prvky spojky této konstrukce nemohou mít mezi sebou větší radiální ani axiální vůle, proto jimi propojované hřídele není možno vůči sobě radiálně nebo axiálně více posunout a/nebo je vůči sobě více naklopit - odchylkou úhlů jejich os.Comparable properties to the analyzed design of the flexible coupling according to GB 489 011 A have the flexible couplings according to GB 191322605 A, US 3,080,733 A1 or US 2,096,039 Al, in which instead of pins on the outer circumference of the inner disc or on the inner circumference of the outer disc grooves are used to receive circumferential springs connecting the two clutch discs. On the one hand, the production of the grooves is relatively complicated and expensive and in terms of the function of the construction of these joints with the grooves they do not allow a larger range of deviations in order to ensure a uniform and radially symmetrical contact of the springs with the grooves. The coupling elements of this structure cannot have greater radial or axial play between them, therefore the interconnected shafts cannot be displaced more radially or axially with respect to each other and / or tilted with respect to one another - by deviating the angles of their axes.

Konstrukce spojek s obvodovými pružinami zachycenými v drážkách neumožňuje realizovat řiditelné pojištění spoje hřídelů proti přetížení kroutícím momentem, protože zachycení pružin v drážkách neumožňuje proklouznutí pružin spojky ve směru rotace hřídelů spojky. Útlumová schopnost u těchto spojek je nízká, protože přenos silového toku je v této spojce realizován s minimálním pohybem v kontaktech drážek se závity pružin, a proto i s minimálními pasivními třecími silovými dvojicemi, které jsou tvořeny z tlakových sil pružin působících do drážek na malých vzdálenostech o velikosti poloměrů tvořících prutů pružin.The design of the couplings with the peripheral springs retained in the grooves does not make it possible to realize a controllable overload protection of the shafts against torque overload, since the engagement of the springs in the grooves does not allow the clutch springs to slip in the direction of the clutch shafts. The attenuation capability of these couplings is low because the transmission of power flow in this coupling is realized with minimal movement in the contacts of the grooves with the spring coils and therefore with minimal passive friction force pairs, which consist of compression forces of the springs acting into the grooves at small distances. the size of the radii forming the springs.

Pružná spojka podle dokumentu FR 994045 A je určena pro pružné synchronizační propojování soukolí převodovek aje podle obrázků 1, 2, 5 a 6 vytvořena alespoň dvěma protilehlými součástmi, respektive kotouči 7, zabírajícími do sebe v axiálním směru na čelech vinutými pružinami 8 uchycenými v každém z kotoučů 7 pomocí přišroubovaného drážkovaného disku 9, jehož detail uvádí obrázek 6. Toto spojení je schopno respektovat eventuální vzájemnou axiální vůlí i vzájemný axiální pohyb obou propojovaných kotoučů 7 a jejich mírnou radiální odchylku. Úhlové naklopení os propojovaných hřídelů však vytváří vzájemné naklopení kontaktních čel obou kotoučů 7 spojky a tím způsobuje nerovnoměrné zasunutí závitů zabírajících pružin 8 v obvodovém směru rotujících kotoučů 7. Z tohoto důvodu se zásadně změní původní rovnoměrně obvodově rozložené tuhosti spolu zabírajících závitových propojení pružin na nerovnoměrně rozložené, což je významná vlastnost silového přenosu těchto konstrukcí spojky. Více odkloněné strany čel kotoučů přenášejí pak svými menšími kontakty méně zasunutých závitů pružin mešní obvodovou sílu, protože se stávají odklopením poddajnější než k sobě přikloněné části kotoučů, které jsou do sebe protilehlými částmi pružin více zasunuté, a proto jsou také tužší, tudíž přenáší větší obvodovou sílu. Rozdíl těchto obvodových sil tvoří zbytkovou radiální sílu, kterou jsou v místě spojky radiálně přitěžovány oba hřídele spojované spojkou. Tato zbytková sílaje závislá jednak na velikosti přenášeného výkonu spojkou, respektive na přenášeném kroutícím momentu, dále na vzdálenosti pružinového kontaktu vůči osám propojovaných kotoučů 7 a dále na změně tuhosti pružinového propojení, která roste s úhlem naklopení obou kotoučů 7. Zbytková síla způsobuje nevýhodné především ohybové parazitní namáhání spojkou spojovaných hřídelů, a proto záleží též na konkrétním umístění této spojky v konstrukci pohonu, jelikož parazitní momenty od zbytkové síly na volných koncích spojovaných hřídelů rostou se vzdáleností od spojky, což je funkční nevýhodou tohoto konstrukčního uspořádání členů spojky. Schopnost tlumení u této spojky je závislá na pasivním třecím odporu, který je v kontaktu pružin s drážkami malý. Dále mohou tlumit ve vzájemném kontaktu pružiny, které se v záběru spojky o sebe opírají a při kmitání se o sebe otírají. Tento typ konstrukce spojky s obvodovými pružinami zachycenými v čelních drážkách drážkovaných disků 9 neumožňuje proklouznutím pružin zachycených v drážkách realizovat řiditelné pojištění spoje hřídelů proti přetížení kroutícím momentem.The flexible coupling according to FR 994045 A is intended for the flexible synchronous interconnection of the transmission gears and, according to Figures 1, 2, 5 and 6, is formed by at least two opposing components or disks 7 engaging in axial direction on the ends with coil springs 8 mounted in each of This connection is capable of respecting the eventual mutual axial clearance and the relative axial movement of the two interconnected discs 7 and their slight radial deviation. However, the angular tilting of the axles of the interconnected shafts creates a mutual tilting of the contact faces of the two clutch disks 7, thereby causing an uneven engagement of the threads of the engaging springs 8 in the circumferential direction of the rotating disks. , which is an important property of the power transmission of these clutch structures. The more inclined sides of the disc faces then transmit less circumferential force due to their smaller contacts of the lower coils of the springs, since they become more flexible by tilting than the inclined portions of the discs, which are more retracted by opposing spring portions. power. The difference of these circumferential forces is the residual radial force, which is radially loaded at the coupling point by the two shafts connected by the coupling. This residual force depends on the amount of transmitted power by the clutch or on the transmitted torque, on the distance of the spring contact to the axes of the interconnected discs 7 and on the change of the stiffness of the spring connection which increases with the tilting angle of both discs. the parasitic stress of the coupling shafts to be coupled and therefore also depends on the particular location of the coupling in the drive structure, since the parasitic moments from the residual force at the free ends of the coupled shafts increase with distance from the coupling. The damping capacity of this coupling depends on the passive frictional resistance, which is low in contact of the springs with the grooves. Furthermore, they can dampen in contact with each other the springs which, in engagement with the coupling, abut against each other and rub against each other during oscillation. This type of clutch construction with circumferential springs engaged in the front grooves of the grooved disks 9 does not allow the sliding of the springs trapped in the grooves to realize a controllable overload protection of the shaft joint against torque overload.

Konstrukcím pružných spojek podle dokumentu FR 994045 Aje koncepcí podobná pružná spojka podle dokumentu GB 191025494 A, u které vinutá pružina 2 je vložena mezi dva kotouč 1, ve kterých jsou pro uchycení závitů pružiny vytvořeny drážky na čele kotoučů 1 v axiálním směru spojovaných hřídelů. Spojka umožňuje mírný axiální posuv spojovaných hřídelů, ale analogicky jako u spojky dle dokumentu FR 994045 A, dojde při úhlové odchylce hřídelů k naklopení kotoučů i, což způsobí nerovnoměrnost obvodových tuhostí při axiálním záběru kotoučů do obvodové pružiny 2 a tím opět následné ohybové přitěžování obou spojovaných hřídelů zbytkovou radiální silou vyvolanou spojkou, což je konstrukční nevýhoda této spojky. Podobně jako ostatní typy konstrukcí pružných spojek opatřené k uchycení pružin drážkami nebo čepy je schopnost tlumení u tohoto typu spojky nízká z důvodu velmi malých pasivních třecích odporů, respektive třecích momentů, vznikajících při relativním pohybu závitů pružin v drážkách s minimálním třením vzniklým jen malými pasivními třecími silovými dvojicemi, které jsou tvořeny ve vzdálenosti poloměrů tvořících drátů pružin. Tento typ konstrukce spojky s obvodovými pružinami uchycenými v čelních drážkách kotoučů také zde neumožňuje realizovat řiditelné pojištění spoje hřídelů proti přetížení kroutícím momentem, například proklouznutím, protože drážky uchycující pružinu proklouznutí zamezují.The design of the flexible couplings according to FR 994045 A is a concept similar to the flexible coupler according to GB 191025494 A, in which the coil spring 2 is interposed between two discs 1 in which grooves are formed in the axial direction of the shafts to accommodate the threads of the discs. The clutch allows a slight axial displacement of the coupled shafts, but analogously to the coupling according to FR 994045 A, the angular deflection of the shafts will cause the discs to tilt, resulting in uneven peripheral stiffness the residual radial force exerted by the coupling, which is a structural disadvantage of the coupling. Like other types of flexible coupling designs provided with grooves or pins for spring mounting, the damping capability of this type of coupling is low due to the very low passive frictional resistance or frictional moments resulting from the relative movement of the spring coils in the grooves with minimal friction due to low passive friction force pairs, which are formed at a distance of the radii of the forming wires of the springs. This type of clutch construction with peripheral springs mounted in the front grooves of the discs also does not make it possible here to provide controllable shaft joint overload protection, for example by slipping, since the slots retaining the spring prevent slipping.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Nevýhody a nedostatky známých řešení odstraňují konstrukce pružných spojek podle tohoto vynálezu, u nichž je pružný přenos výkonu z hnacího na hnaný hřídel realizován párem symetricky radiálně propojených pružných pružinových věnců. Pružinový věnec je vytvořen ohnutím spirálové vinuté pružiny po tvořící kružnici do tvaru anuloidu, přičemž oba konce tvořící spirálové pružiny, která věnec tvoří, jsou spolu pevně spojeny. Výhodné je právě toto užití dvou pružinových pružných věnců spolu závity se částečně radiálně překrývajících a tím propojených, přičemž tvořící spirálová pružina vnějšího věnce musí mít shodný počet závitů, jako spirálová pružina vnitřního věnce a současně tvořící spirálová pružina jednoho z obou věnců má stoupání levotočivé a druhého pravotočivé. U tvořící pružiny vnějšího pružinového věnce je stoupání závitů větší než stoupání závitu u tvořící pružiny vnitřního pružinového věnce, neboť vnitřní průměr vnějšího pružinového věnce je menší než vnější průměr vnitřního pružinového věnce proto, aby oba pružinové věnce měly mezi sebou radiální přesah a současně mezi svými závity dostatečné mezery, do kteiých se vzájemně souose zasunou. Vnitřní věnec je pevně uložen a připojen na kotouči, který slouží ke spojení, respektive k uložení spojky najeden z hřídelů a vnější pružinový věnec je pevně uložen a připojen v pouzdru, které slouží k uložení spojky na druhý z propojovaných hřídelů. Pevné spojení věnců v uložení na kotouči nebo v pouzdru může být realizováno různými technologiemi, například lisováním nebo bodovým svařováním. Věnce lze do sebe radiálně i axiálně zasouvat a také osy jejich anuloidů lze vůči sobě naklápět při zachování roviny symetrie jejich propojení. Užití radiálně propojených věnců, které lze do sebe takto zasouvat umožňuje, že kotouč může mít vůči pouzdru radiální i axiální vůle a spojované hřídele mohou být vůči sobě osově též naklopeny, proto tato spojka toleruje poměrně rozsáhlé montážní nepřesnosti propojovaných hřídelů. Zachování symetrie radiálně propojených naklopených pružinových věnců způsobené naklopením spojovaných hřídelů je výhodou právě tohoto uspořádání konstrukce, protože v přenosu kroutícího momentu spojkou se nevytváří zbytková ohybová síla a spojované hřídele jí tedy nejsou parazitně přitěžovány, jak je tomu u jiných konstrukcí pružných spojek.Disadvantages and drawbacks of the known solutions eliminate the flexible coupling designs of the present invention in which the flexible power transmission from the drive shaft to the driven shaft is realized by a pair of symmetrically radially interconnected flexible spring rings. The spring ring is formed by bending the coil spring along a forming circle into a torus shape, with the two ends forming the coil spring forming the ring fixedly connected to each other. It is advantageous to use two spring elastic rings together with coils partially radially overlapping and interconnected, whereby the forming coil spring of the outer ring must have the same number of coils as the coil spring of the inner ring and simultaneously forming the coil spring of one of the two rings has left-handed and right-handed. In the forming spring of the outer spring ring, the thread pitch is greater than the thread pitch of the forming spring of the inner spring ring because the inner diameter of the outer spring ring is smaller than the outer diameter of the inner spring ring so that both spring rings have a radial overlap between them sufficient gaps to coaxialize each other. The inner ring is fixed and coupled to a disc that serves to connect or receive the coupling to one of the shafts, and the outer spring ring is fixed and attached in a housing that serves to receive the coupling to the other of the interconnected shafts. The rigid connection of the rings in the disc or bushing can be realized by various technologies, for example by pressing or spot welding. The wreaths can be inserted radially and axially and also the axes of their torus can be tilted with respect to each other while maintaining the plane of symmetry of their connection. The use of radially interconnected collars which can thus be inserted into one another allows the disc to have both radial and axial play with respect to the bushing and the shaft to be connected can also be tilted axially with respect to each other, therefore this coupling tolerates relatively extensive mounting inaccuracies of the shaft to be connected. Maintaining the symmetry of the radially interconnected tilted spring collars caused by the tilting of the coupled shafts is an advantage of this design arrangement, since the torque transmission by the coupling does not generate residual bending force and therefore the coupled shafts are not subjected to parasitic overload.

Kotouč je při smontované spojce uvnitř pouzdra jištěn s vůlemi jejím vnitřním povrchem radiálně a též je v pouzdru zajištěn s vůlemi oboustranně hřídelovými pojistkami axiálně. V závislosti na velikosti vůlí lze osu kotouče vůči ose pouzdra i ve velkém rozsahu natáčet, což je výhodou této konstrukce pružné spojky. Rozsah naklopení os spojovaných hřídelů lze významně zvětšit kombinací dvou vnějších věnců propojených na užitém principu s jedním vnitřním věncem nebo naopak dvou vnitřních věnců propojených s jedním vnitřním věncem, proto je tato spojka jednoduše realizovatelnou alternativou principu homokinetického kloubu spojky. Únosnost spojky lze násobit též pouze jednoduše zvětšením počtu párů propojovaných věnců spojky, což jsou další uvedené užitné výhody této pružné spojky.When the coupling is assembled inside the bushing, the disc is secured radially to the clearances with its inner surface and also axially secured with clearances on both sides with loops by means of shaft locks. Depending on the clearance, the axis of the disc can be rotated to a large extent with respect to the housing axis, which is an advantage of this flexible coupling design. The range of tilting of the axles of the connected shafts can be significantly increased by the combination of two outer rims connected to the used principle with one inner rim or vice versa two inner rims connected to one inner rim, therefore this clutch is an easily feasible alternative to the homokinetic coupling joint principle. The load-bearing capacity of the coupling can also be multiplied simply by increasing the number of couplings of the coupling clutches to be coupled, which are further advantages of this flexible coupling.

Při přenosu výkonu touto spojkou z jednoho hřídele na druhý hřídel se o sebe závity věnců opírají, a proto vzniká vlivem úhlu stoupání tvořících pružin ohnutých do věnců mezi oběma věnci axiální síla působící ve směru osy věnců, respektive ve směru osy pružné spojky. Kotouč opřenýWhen power is transferred from this shaft from one shaft to the other shaft, the rim coils coincide, and therefore, due to the angle of inclination of the forming springs bent into the rim between the two rim, an axial force is applied. Disc leaning

-3 CZ 305268 B6 v pouzdře o hřídelové pojistky tuto sílu z kotouče úpět do pouzdra přenáší a uzavírá tím axiální silový tok, protože axiální síla zůstává vnitřní silou spojky, která touto silou spojkou spojované hřídele nepřitěžuje, což je její konstrukční výhodou.In the shaft fuse housing, this force is transmitted from the disk to the housing and thus closes the axial force flow, since the axial force remains the internal force of the coupling, which does not overload the coupling shaft by this force, which is a design advantage thereof.

Účelem tohoto vynálezu je vytvořit konstrukci pružné spojky, která má univerzálnější vlastnosti než stávající konstrukce pružných spojek, protože ve velkém rozsahu toleruje osové odchylky propojovaných hřídelů v axiálním, radiálním i úhlovém směru. Současně je výchozí konstrukce této pružné spojky poměrně jednoduchá výrobně i z hlediska montáže, protože je spojka tvořena vnitřním věncem, vnějším věncem, kotoučem a pouzdrem, kteréjsou rotačně symetrické relativně jednoduše vyrobitelné součásti a dvěma normalizovanými hřídelovými pojistkami.The purpose of the present invention is to provide a flexible coupling design having more versatile characteristics than existing flexible coupling designs, since it tolerates to a large extent the axial variations of the interconnected shafts in axial, radial and angular directions. At the same time, the initial design of this flexible coupling is relatively simple to manufacture and install, since the coupling consists of an inner ring, an outer ring, a disc and a sleeve, which are rotationally symmetrical relatively easy to manufacture parts and two standard shaft fuses.

Objasnění výkresůClarification of drawings

Vynález pružné spojky je dále blíže popsán pomocí přiloženého výkresu, kde na obr. 1 jsou popsány součásti smontované spojky. Obr. 2 uvádí součásti pružné spojky v rozmontovaném stavu a postup její montáže v obr. 2a a obr. 2b. Obr. 3 uvádí Dvouřadou pružnou spojku, která dokumentuje způsob zvětšení přenosu výkonu spojkou užitím dvou nebo více párů věnců. Obr. 4 uvádí dvou-jednořadou pružnou spojku, u které jeden vnější věnec je namontován mezi dva vnitřní věnce, čímž dochází u věnců ke spolehlivému kontaktu v širším rozsahu jejich polohy, proto tato spojka eliminuje větší odchylky spojených hřídelů. K tomu s analogickými vlastnostmi je v obr. 5 uvedena jedno-dvouřadá pružná spojka, u které jeden vnitřní věnec je namontován mezi dva vnější věnce, což také umožňuje širší eliminaci odchylek spojkou propojených hřídelů.The invention of the flexible coupling is described in greater detail below with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 shows the components of the assembled coupling. Giant. 2 shows the components of the flexible coupling in a disassembled state and the assembly procedure in FIGS. 2a and 2b. Giant. 3 illustrates a Double Row Flexible Coupler which illustrates a method of enhancing coupling power transmission using two or more pairs of rims. Giant. 4 shows a two-row flexible coupling in which one outer rim is mounted between two inner rims, thereby reliably contacting the rims over a wider range of their positions, therefore this coupling eliminates larger deviations of the coupled shafts. To this end, a single-row double-row flexible coupling is shown in FIG. 5 in which one inner ring is mounted between two outer rings, which also allows for a wider elimination of deviations of the interconnected shafts.

Příklady uskutečnění vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Provedení vynálezu pružné spojky podle obr. 1 tvoří vnitřní věnec 5 zasunutý do vnějšího věnce 7. Tyto věnce jsou vytvořeny ohnutím šroubovitých pružin po tvořící kružnici do tvaru anuloidů, přičemž oba konce každého z věnců jsou pevně spojeny. Tvořící šroubovitá pružina vnějšího věnce 7 musí mít shodný počet závitů, jako šroubovitá pružina vnitřního věnce 5, přičemž tvořící vinutá pružina jednoho z obou věnců má stoupání levotočivé a druhého pravotočivé. U tvořící pružiny vnějšího věnce 7 je stoupání závitů větší než stoupání závitu u tvořící pružiny vnitřního věnce 5, neboť vnitřní průměr vnějšího věnce 7 je menší než vnější průměr vnitřního věnce 5. Vnitřní věnec 5 a vnější věnec 7 mají mezi sebou vzájemný radiální přesah a současně mezi svými závity dostatečné mezery, do kterých se vzájemně lícující souose zasunou. Vnitřní věnec 5 je pevně uložena připojen na kotouči 6, který slouží ke spojení, respektive k uložení spojky najeden ze spojkou spojovaných hřídelů a vnější věnec 7 je pevně uložen a připojen do pouzdra 8, které slouží k uložení spojky na druhý spojkou spojovaných hřídelů. Pevné spojení věnce 5 ke kotouči 6 nebo věnce 7 k pouzdru 8 může být realizováno různými technologiemi, například lisováním. Kotouč 6 může mít vůči pouzdru 8 radiální nebo axiální vůli a kotouč 6 je možno vůči pouzdru 8 také naklápět, proto tato spojka toleruje montážní nepřesnosti hřídelového spoje ve velkém rozsahu. Současně je kotouč 6 při smontované spojce uvnitř pouzdra 8 jištěn jejím vnitřním povrchem radiálně a též je v pouzdře 8 zajištěn oboustranně axiálně jednak vnitřní hřídelovou pojistkou 4 a dále vnější hřídelovou pojistkou 3 dle P-pohledu 2. Montáž pružné spojky začíná podle obr. 2a uložením vnitřního věnce 5 na kotouč 6 vytvořením kotoučové sestavy 9 a uložením vnějšího věnce 7 do pouzdra 8 vytvořením pouzdrové sestavy JO. Poté je podle obr. 2b do vnitřní drážky pouzdra 8 vložena vnitřní hřídelová pojistka 4, čímž je vytvořena jištěná pouzdrová sestava JT. Pak se do pouzdrové sestavy JT zasunutím ve směru osy namontuje kotoučová sestava 9 a následně se členy spojky zajistí vložením vnější hřídelové pojistky 3 do vnější drážky pouzdra 8, čímž je pružná spojka smontována.The flexible coupling according to FIG. 1 forms an inner ring 5 inserted into the outer ring 7. These rings are formed by bending the helical springs along a forming circle into a torus shape, both ends of each of the rings being rigidly connected. The coil spring forming the outer ring 7 must have the same number of turns as the coil spring of the inner ring 5, the coil spring forming one of the two rings having a left-handed and a right-handed pitch. In the forming ring of the outer ring 7, the thread pitch is greater than the thread pitch of the forming spring of the inner ring 5, since the inner diameter of the outer ring 7 is smaller than the outer diameter of the inner ring 5. The inner ring 5 and the outer ring 7 have radial interference with each other. there are sufficient gaps between their threads into which the coaxial aligns. The inner ring 5 is fixedly connected to the disc 6, which serves to connect or receive the coupling to one of the coupling shafts and the outer ring 7 is fixed and connected to the bushing 8, which serves to mount the coupling to the second coupling shafts. The rigid connection of the shroud 5 to the disc 6 or the shroud 7 to the sleeve 8 can be realized by various technologies, for example by pressing. The disc 6 can have a radial or axial play with respect to the housing 8 and the disc 6 can also be tilted with respect to the housing 8, therefore this coupling tolerates the mounting inaccuracies of the shaft connection to a large extent. At the same time, when the coupling is assembled inside the bushing 8, the disc 6 is secured radially by its inner surface and also axially secured in the bushing 8 on both sides by an internal shaft lock 4 and an external shaft lock 3 according to P-view. an inner rim 5 on the disc 6 by forming the disc assembly 9 and placing the outer rim 7 in the housing 8 by forming the housing assembly 10. Then, according to FIG. 2b, an inner shaft lock 4 is inserted into the inner groove of the sleeve 8, thereby forming a fused housing assembly JT. The disc assembly 9 is then mounted to the housing assembly JT by sliding it in the axial direction and then secured to the coupling members by inserting the outer shaft lock 3 into the outer groove of the housing 8, thereby assembling the flexible coupling.

Provedení vynálezu Dvouřadé pružné spojky 12 podle obr. 3 je analogií konstrukce pružné spojky z obr. 1 a obr. 2. Silový přenos u této varianty spojky je realizován dvěma páry do sebe zasunutých věnců. Při montáži této spojky jsou dva vnitřní věnce 5 uloženy a pevně připojeny na dvouřadý kotouč 13 a dva vnější věnce 2 jsou vloženy a pevně připojeny do dvouřadého pouzdra 14, ve kterém jsou zajištěny vnitřní hřídelovou pojistkou 4 vloženou do vnitřní drážky dvouřadého pouzdra 14. Následně je dvouřadý kotouč 13 se dvěma připevněnými vnitřními věnci 5 nasunut do dvouřadého pouzdra 14 s upevněnými vnějšími věnci 7 tak, aby ve smontované poloze oba vnitřní věnce 5 s oběma vnějšími věnci 7 svými závity do sebe lícovaly. Funkční poloha součástí spojky je zajištěna vložením vnější hřídelové pojistky 3 do vnější drážky dvouřadého pouzdra 14.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The double row flexible couplings 12 of FIG. 3 are analogous to the flexible coupling construction of FIGS. 1 and 2. The power transmission of this variant of the coupling is realized by two pairs of mutually engaged rims. In mounting this coupling, the two inner rims 5 are mounted and fixedly connected to the double row disc 13 and the two outer rims 2 are inserted and firmly connected to the double row housing 14, in which they are secured by an internal shaft lock 4 inserted into the inner groove of the double row housing 14. the double row disc 13 with the two inner rims 5 attached is slid into the double row sleeve 14 with the outer rims 7 mounted so that, in the assembled position, both the inner rims 5 and the two outer rims 7 are flush with each other. The functional position of the coupling components is ensured by inserting the outer shaft lock 3 into the outer groove of the double row bushing 14.

Provedení vynálezu dvou-jednořadé pružné spojky 15 dle obr. 4 je analogií pružné spojky z obr. 1 a obr. 2. Silový přenos u této varianty spojky je realizován dvěma vnitřními věnci 5, do kterých je zasunut jeden vnější věnec 7. Při montáži této spojky jsou dva vnitřní věnce 5 uloženy a pevně připojeny na dvouřadý kotouč 13. a jeden vnější věnec 7 je vložen a pevně připojen do jednořadého pouzdra 16, ve kterém je zajištěn vnitřní hřídelovou pojistkou 4 vloženou do vnitřní drážky dvouřadého pouzdra 16. Následně je dvouřadý kotouč 13 se dvěma připevněnými vnitřními věnci 5 nasunut do jednořadého pouzdra 16 s upevněným vnějším věncem 7 tak, aby ve smontované poloze oba vnitřní věnce 5 s vnějším věncem 7 svými závity do sebe lícovaly. Funkční poloha součástí spojky je zajištěna vložením vnější hřídelové pojistky 3 do vnější drážky jednořadého pouzdra 16.The embodiment of the two-row flexible coupling 15 of FIG. 4 is analogous to the flexible coupling of FIGS. 1 and 2. The power transmission of this variant of coupling is realized by two inner rims 5 into which one outer rim 7 is inserted. the couplings are the two inner rims 5 mounted and fixedly connected to the double row disc 13. and one outer rim 7 is inserted and rigidly connected to the single row housing 16 in which it is secured by an internal shaft lock 4 inserted into the inner groove of the double row housing 16. 13 with the two inner rims 5 attached, are inserted into a single row sleeve 16 with the outer rim 7 fixed so that, in the assembled position, both the inner rims 5 and the outer rim 7 are flush with each other. The functional position of the coupling components is ensured by inserting the outer shaft lock 3 into the outer groove of the single row bushing 16.

Provedení vynálezu jedno-dvouřadé pružné spojky 17 dle obr. 5 je analogií pružné spojky z obr. 1 a obr. 2. Silový přenos u této varianty spojky je realizován jedním vnitřním věncem 5, který je zasunut do dvou vnějších věnců 7. Při montáži této spojky je vnitřní věnec 5 uložen a pevně připojen na jednořadý kotouč 18 a dva vnější věnce 7 jsou vloženy a pevně připojeny do dvouřadého pouzdra 14, ve kterém jsou zajištěny vnitřní hřídelovou pojistkou 4 vloženou do vnitřní drážky dvouřadého pouzdra F4. Následně je jednořadý kotouč 18 s připevněným vnitřním věncem 5 nasunut do dvouřadého pouzdra J_4 s upevněnými vnějšími věnci 7 tak, aby ve smontované poloze vnitřní věnec 5 s oběma vnějšími věnci 7 svými závity do sebe lícovaly. Funkční poloha součástí spojky je zajištěna vložením vnější hřídelové pojistky 3 do vnější drážky dvouřadého pouzdra 14.The embodiment of the single-row double-row clutch 17 of FIG. 5 is analogous to the flexible clutch of FIGS. 1 and 2. The power transmission of this clutch variant is realized by one inner rim 5 which is inserted into two outer rims 7. of the coupling, the inner ring 5 is mounted and fixedly connected to the single row disc 18 and the two outer rings 7 are inserted and fixedly connected to the double row bushing 14 in which they are secured by an internal shaft lock 4 inserted into the inner groove of the double row bushing F4. Subsequently, the single row disc 18 with the inner rim 5 attached is slid into the double row sleeve 14 with the outer rim 7 mounted, so that, in the assembled position, the inner rim 5 with the two outer rim 7 is flush with each other. The functional position of the coupling components is ensured by inserting the outer shaft lock 3 into the outer groove of the double row bushing 14.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Pružné spojky podle tohoto vynálezu mají univerzálnější vlastnosti než stávající konstrukce pružných spojek. Princip těchto spojek je založený na přenosu výkonu do sebe navzájem radiálně zasunutými vnitřním a vnějším pružinovým věncem toleruje radiální, axiální a úhlové odchylky spojovaných hřídelů ve velkém rozsahu. Současně jsou konstrukce těchto pružných spojek poměrně jednoduché výrobně i z hlediska montáže, protože jsou tvořeny pouze vnitřním věncem, vnějším věncem, kotoučem a pouzdrem, které jsou rotačně symetrické relativně jednoduše vyrobitelné součásti a dvěma normalizovanými hřídelovými pojistkami. Spojované hřídele těmito konstrukcemi pružných spojek nejsou přitěžovány významnými parazitními silovými účinky a konstrukce těchto spojek mají při přenosu výkonu též tlumicí účinky. Zvyšování únosnosti konstrukce této pružné spojky lze jednoduše též zvyšováním počtu věnců, které výkon přenáší. Proto je možno tyto konstrukce pružných spojek využít v aplikacích pro pružné spojování jak hřídelů, tak i dalších typů součástí.The flexible couplings of the present invention have more versatile features than existing flexible coupler designs. The principle of these couplings is based on the transmission of power to each other by radially inserted inner and outer spring rim tolerates radial, axial and angular deviations of the connected shafts to a large extent. At the same time, the design of these flexible couplings are relatively simple to manufacture and install, since they consist only of an inner ring, an outer ring, a disc and a sleeve, which are rotationally symmetrical relatively easy to manufacture parts and two standard shaft fuses. The shafts to be coupled by these flexible coupling designs are not aggravated by significant parasitic force effects and the coupling designs also have damping effects when transmitting power. Increasing the load-bearing capacity of this flexible coupling can also simply be done by increasing the number of rims carrying the power. Therefore, these flexible coupling designs can be used in flexible coupling applications for both shafts and other types of components.

Claims

PATENT CLAIMS

Flexible coupling, characterized in that the at least one inner ring (5) formed by bending the helical coil spring along a forming circle is inserted radially symmetrically and at the same time symmetrically in the direction of the axis of the connected shafts inserted into the at least one outer ring (7). The inner ring (5) is fixedly mounted and connected to the disc (6) and the outer ring (7) is fixedly connected and connected to the housing (8) in which the disc (6) is axially secured by an inner shaft lock (4) and an outer shaft lock (3).

Flexible coupling according to the preceding claim, characterized in that the two inner rims (5) are fixedly connected to the double row disc (13) and inserted into two outer rims (7) firmly connected to the double row housing (14).

ío

Flexible coupling according to the preceding claim, characterized in that the two inner rims (5) are fixedly connected to the double row disc (13) and inserted into one outer rim (7) firmly connected to the single row housing (16).

4. Flexible coupling according to the preceding claim, characterized in that one

15, an inner ring (5) firmly attached to a single row disc (18) and inserted into two outer rims (7) firmly attached to the double row housing (14).