CZ305275B6

CZ305275B6 - Ohebný spojovací kompozitní hřídel

Info

Publication number: CZ305275B6
Application number: CZ2009-344A
Authority: CZ
Inventors: Jan Lochman
Original assignee: Jan Lochman
Priority date: 2009-05-28
Filing date: 2009-05-28
Publication date: 2015-07-15
Also published as: CZ2009344A3

Abstract

Ohebný spojovací kompozitní hřídel pro spojení unášečů hnacího a hnaného agregátu, pro přenos krouticího momentu, je jako jeden celek vytvořen kompozitním dutým profilem (1) s přírubami (1.1) a s nejméně jednou pružnou oblastí (2), přičemž pružnou oblast (2) tvoří jeden pružný lamelový element (3) vytvořený radiálním ramenem (3.1), na které oboustranně nebo jednostranně navazuje boční část (3.2). Osa nejméně jednoho spojení příruby unášeče (4, 5) hnacího/hnaného agregátu s pružným elementem (3) svírá s osou radiálního ramene (3.1) na poloměru r středový úhel alfa = .+-. 180.degree. nebo menší. Radiální ramena (3.1) a boční části (3.2) mohou být provedeny v různých tvarech.

Description

Ohebný spojovací kompozitní hřídel

Oblast techniky

Vynález se týká ohebného spojovacího kompozitního hřídele pro spojení unášečů hnacího a hnaného agregátu dopravních a transportních zařízení.

Dosavadní stav techniky

Podle známého stavu techniky je spojení hnacího a hnaného agregátu řešeno spojovacími hřídeli se stejnoběžnými, kardanovými klouby, nebo spojkami, umožňující jejich nesouosé, mimoosé propojení, popřípadě kompenzující i jejich vzájemný pohyb. Tyto spojky jsou řešeny jako zubové, kardanové, kuličkové, ojničkové, či různé pružné lamelové spojky vyrobené z kovu, gumy nebo plastu. Tyto spojky jako pružné elementy umožňující ohyb hřídele za rotace a případnou délkovou kompenzaci, jsou řešeny jako samostatné funkční uzly, které jsou ke spojovacímu hřídeli nerozebíratelně či rozebíratelně spojeny.

V patentové přihlášce WO 2008/124674 je pružná část kompozitního dutého hřídele řešena skokovou změnou tvaru, na níž navazuje zalaminovaná příruba s kolíkovými spoji. Nevýhodou tohoto řešení je větší ohybová tuhost v oblasti skokových změn, vyšší setrvačné hmoty a větší technologická náročnost.

V patentu US 5 314 382 je uveden kompozitní hřídel, u kterého příruby a dutý profil jsou spojeny pomocí lepeného spoje, což znamená nižší ohybovou pružnost a vyšší technologickou náročnost.

Z dokumentu DE 19960963 (Al) je známo provedení hřídele pro přenos kroutícího momentu především pro pohon motorových vozidel. Při provozu vznikající kmitání spojovacího hřídele má uzly na koncích a nejméně jednu amplitudu mezi nimi. Redukce tím vznikajícího rušivého hluku je řešena náhlou změnou průřezu dutého profilu hřídele v místě amplitudy. Změna průřezu hřídele je prováděna buď zvětšením, nebo zmenšením průměru válcového tvaru. V jedné alternativě je uvedena náhlá změna průřezu hřídele vytvořením vnější kruhové drážky s rovnoběžnými stěnami kolmými na osu hřídele, spojenými, v podélném řezu, polokruhovou stěnou. Nevýhodou těchto řešení je zvláště zvětšení hmotnosti a momentu setrvačnosti.

Podstata vynálezu

Nedostatky současného stavu techniky do značné míry odstraňuje ohebný spojovací kompozitní hřídel pro spojení unášečů hnacího a hnaného agregátu, pro přenos kroutícího momentu. Spojovací kompozitní hřídel je tvořen jako celek kompozitním dutým profilem s přírubami s nejméně jednou pružnou oblastí. Podstata vynálezu spočívá v tom, že na přírubě tvoří pružnou oblast nejméně jeden pružný lamelový element vytvořený radiálním ramenem, na které oboustranně nebo jednostranně navazuje boční část.

Osa nejméně jednoho spojení příruby unášeče hnacího /hnaného agregátu s pružným elementem svírá s osou radiálního ramene na poloměru r středový úhel alfa = ± 180° nebo menší.

Ve výhodném provedení mohou být radiální ramena a boční části různě vytvarovány.

V jiném výhodném provedení může tvořit další pružnou oblast skoková změna tvaru kompozitního dutého profilu ve formě nejméně jedné vlnovcové vlny s odlehčením různých tvarů vytvářejících pružné elementy tvořené radiálními rameny s bočními částmi navzájem oboustranně propojenými.

- 1 CZ 305275 B6

Objasnění výkresů

Vynález je blíže objasněn na výkresech, kde na obr. 1 je schematický podélný řez ohebným kompozitním hřídelem, na obr. 2 je pohled směrem R z obr. 1, na obr. 3 je pohled směrem P z obr. 1, na obr. 4 je příčný řez B-B z obr. 1, na obr. 5 je schematický podélný řez C-C, jiné varianty řešení pružné oblasti, na obr. 6 je pohled směrem T z obr. 5, na obr. 7 je pohled směrem S z obr. 5, na obr. 8 je řez D-D z obr. 5, na obr. 9 a 10 jsou axonometrické pohledy na kompozitní hřídele z obr. 1 a 5, a na obr. 11 až 17 jsou různé příklady provedení pružných lamelových elementů.

Příklady uskutečnění vynálezu

Příklad 1

V příkladu znázorněném na obr. 1, je ohebný spojovací kompozitní hřídel podle vynálezu, určený pro pohon transportního agregátu. Spojovací hřídel je vytvořen jako rozebíratelný celek složený z kompozitního dutého profilu i s přírubou 1,1, spojený rozebíratelně s přírubami 4.1, 5.1 unášečů fy 5. Kompozitní dutý profil i je trubka kruhového průřezu, jejíž konce jsou vytaženy do plochých přírub fyfy Na přírubách 1.1 jsou tři pružné oblasti 2 tvořené třemi lamelovými elementy 3 vytvořené radiálními rameny 3.1 a k nim oboustranně navazujícími bočními částmi 3.2, v nichž je otvor pro spojovací prvek, kterým je šroub. Osy otvoru s osou ramen svírají úhel α = 60°. Unášeče fy 5 jsou tvořeny třemi rameny 4.1, 5.1 a nábojem pro uložení na hřídel hnacího a/nebo hnaného agregátu. Rozebíratelné přírubové spoje 3 složené z přírub 4,1 a 1,1 a/nebo 5.1 a 1,1 tvoří tři pružné oblasti 2 umožňující lokální ohyb a délkovou kompenzaci hřídele.

Příklad 2

V příkladu znázorněném na obr. 5, je varianta ohebného spojovacího kompozitního hřídele podle vynálezu určeného rovněž pro pohon transportního agregátu. Spojovací kompozitní hřídel je vytvořen jako rozebíratelný celek skládající se z kompozitního dutého profilu fy spojeného s unášeči 4J fy. Kompozitní dutý profil fy je tvořen trubkou s přírubami 1'.1, přičemž v jejich blízkosti jsou pružné oblasti fy tvořené skokovou změnou tvaru kompozitního dutého profilu fy ve formě vlnovcové vlny fy.2, v níž je vytvořeno odlehčení Γ.2.Ι. Rozebíratelné přírubové spoje fy plochých přírub 4'.1 a 11 a/nebo 5'.1 a Γ.1 se šesti spojovacími šrouby jsou v běžně známém provedení. Na vnější ploše příruby 11 je v místě šroubu umístěna kovová podložka Γ.3.

Další příklady uvádějí varianty výhodných provedení pružné oblasti.

Příklad 3

V příkladu znázorněném na obr. 11, tvoří pružnou oblast 2 tři pružné lamelové elementy 3 vytvořené radiálními rameny 3.1 a knim oboustranně navazujícími bočními částmi 3.2, v nichž je otvor pro spojovací prvek, přičemž osa ramene 3.1 a střed otvoru ležící na poloměru r svírají středový úhel a = ±60°.

Příklad 4

V příkladu znázorněném na obr. 12, tvoří pružnou oblast 2 dva pružné lamelové elementy 3 vytvořené radiálními rameny 3.1 a k nim oboustranně navazujícími bočními částmi 3.2, v nichž je

-2 CZ 305275 B6 otvor pro spojovací prvek, přičemž osa ramene 3.1 a střed otvoru ležící na poloměru r svírají středový úhel a = ±90°.

Příklad 5

V příkladu znázorněném na obr. 13, tvoří pružnou oblast 2 jeden pružný lamelový element 3 vytvořený radiálním ramenem 3.1 a k němu oboustranně navazující boční část 32, v níž je otvor pro spojovací prvek, přičemž osa ramene 3.1 a střed otvoru ležící na poloměru r svírají středový úhel a = ±180°.

Příklad 6

V příkladu na obr. 14, tvoří pružnou oblast 2 dva pružné lamelové elementy 3 vytvořené radiálními rameny 3.1 s bočními částmi 32, na nichž je otvor spojovací prvek, přičemž osa ramene 3.1 a střed otvoru ležící na poloměru r svírá středový úhel a menší než 180°.

Příklad 7

V příkladu na obr. 15, vytvářejí pružné oblasti 2 tri pružné lamelové elementy 3 tvořené radiálním ramenem 3.1 s boční částí 32, přičemž osa ramene 3.1 a střed otvoru ležících na poloměru r svírají středový úhel a menší než ± 90°.

Příklad 8

V příkladu na obr. 16, tvoří pružnou oblast 2 dva pružné lamelové elementy 3 vytvořené každý radiálním ramenem 3.1 s dvěma bočními částmi 3.2, v nichž je otvor pro spojovací prvek, přičemž osa ramene 3.1 a středy otvorů ležících na poloměru r svírají středový úhel a menší než ±90°.

Příklad 9

V příkladu na obr. 17, vytvářejí pružné oblasti 2 tři pružné lamelové elementy 3 tvořené třemi radiálními rameny 3.1 s bočními částmi 32, přičemž osa ramene 3.1 a středy otvorů ležících na poloměru r svírají středový úhel a menší než ±45°.

Mimo uvedené konkrétní příklady provedení mohou být radiální ramena (3.1) a boční části (3.2) jsou různě vytvarovány.

Výhody ohebného spojovacího kompozitního hřídele podle vynálezu, spočívají vedle ohebnosti a délkové kompenzace ve zvětšeném přenášeném kroutícím momentu, v podstatném snížení hmotnosti, momentu setrvačnosti, ve zmenšení rotačních průměrů a v odstranění nutnosti připojovat rozebíratelným či nerozebíratelným spojem ohebné spojky a ohebné klouby.

Průmyslová využitelnost

Ohebný spojovací kompozitní hřídel podle vynálezu je využitelný ve strojírenství při výrobě hnacích a hnaných hřídelů a v dopravních zařízeních.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Ohebný spojovací kompozitní hřídel pro spojení unášečů hnacího a hnaného agregátu, pro přenos kroutícího momentu, kde kompozitní hřídel je tvořený jako celek kompozitním dutým profilem (1) s přírubami (1.1) a s nejméně jednou pružnou oblastí (2), vyznačený tím, že na přírubách (1.1) tvoří pružnou oblast (2) nejméně jeden pružný lamelový element (3) vytvořený radiálním ramenem (3.1), na které oboustranně nebo jednostranně navazuje boční část (3.2).
2. Ohebný spojovací kompozitní hřídel podle nároku 1, vyznačený tím, že osa nejméně jednoho spojení příruby (4.1, 5.1) unášeče (4, 5) hnacího/hnaného agregátu s pružným elementem (3), svírá s osou radiálního ramene (3.1) na poloměru r středový úhel alfa = ± 180° nebo menší.
3. Ohebný spojovací kompozitní hřídel podle nároku 2, vyznačený tím, že radiální ramena (3.1) a boční části (3.2) jsou různě vytvarovány.
4. Ohebný spojovací hřídel podle nároku 1, vyznačený tím, že další pružnou oblast (2') tvoří skoková změna tvaru kompozitního dutého profilu (1') ve formě nejméně jedné vlnovcové vlny (T.2') s odlehčením (T.2.1) různých tvarů vytvářejících pružné elementy tvořené radiálními rameny s bočními částmi navzájem oboustranně propojenými.