DK176365B1 - Envejskobling - Google Patents

Description

1 DK 176365 B1

Det er velkendt, at der findes koblinger, i hvilke elementet til overførelse af bevægelse og moment mellem to flanger består af et sammenhængende sæt ski-5 ver, der skiftevis presses mod den ene og den anden flange. Den del af sættet, der sidder mellem to på hinanden følgende bolte, kaldes "kontaktflade".

Disse koblinger med skivesæt har to væsentlige ulemper: 10 1. De kan kun optage forholdsvis små aksialforskydninger, da disse medfø rer en forlængelse af skivernes "kontaktflader''. Denne forlængelse står ikke i lineært forhold til forskydningens størrelse, men er snarere eksponentiel i forhold til dennes forøgelse. Den konstante kraft, der således udvikles, betyder, at der kun kan tillades en lille unøjagtighed i opret-15 ningen, da den samlede kraftpåvirkning ellers ville overskride materialets maksimale brudstyrke, hvorefter skiverne ville svigte.

2. En anden ulempe ved skivekoblinger er, at kun halvdelen af skivernes "kontaktflader" bidrager til momentoverførelsen; den anden halvdel af dis-20 se er (af momentet) udsat for kompression, og på grund af deres spinkle udforming giver de efter for denne og yder derfor ikke modstand mod momentet.

Fra GB 1505908 kendes en eftergivende kobling omfattende to roterende ele-25 menter, hvor hvert element består af et nav med tre symmetriske radialt forskud te arme. Elementerne er placeret forskudte overfor hinanden og periferisk forskudt, hvor sidstnævnte foranlediger, at armene på det første element er forskudte i forhold til armene på det andet element.

30 De to elementer er forbundet til hinanden via led på det sted hvor armene fra de respektive elementer er mindst forskudte. Hvert af disse led er forbundet til elementerne ved to eftergivende koblinger, hvor den ene kobling forbinder et led 2 DK 176365 B1 med en arm på det ene element, mens den anden kobling forbinder leddet med en arm på det andet element.

Hver af koblingerne omfatter en bolt, der passerer gennem en boring i det på-5 gældende led og skrues ind i en aksialt boring i en af armene på et af de respek tive elementer. For at hindre bolten i at blive løs er placeret en møtrik. På hver side af bolten og på indersiden af hver boring er anbragt to cylindre, der har en konisk ydre overflade og udformet således, at der tilvejebringes et ringformet gab mellem cylindrenes overflade og overfladen af boringerne på hvert led. Gabet 10 består af to koniske cylindre/bøsninger, der er fremstillet af et eftergivende de formerbart materiale, eksempelvis plastik eller hårdt gummi.

De to førstnævnte cylindre skiftevist trækker de yderligere cylindre mod hinanden med det resultat, at de koniske cylindre deformeres og griber overfladen af bo-15 ringerne i det pågældende led.

Deformationen kan øges, uden at de koniske cylindre/bøsninger får kontakt med hinanden, ved at hver bolt skrues yderligere langs boringen i den korresponderende arm af elementerne. Derved er hvert led drejeligt anbragt mellem to arme 20 på de respektive elementer.

På basis heraf vil denne type kobling besidde de samme ulemper som koblinger med skivesæt. Tilsvarende optager boltene i GB 1505908 kun fastspændingskraften og er således ikke underlagt bøjningen.

25 Nærværende opfindelse angår de applikationer, hvor momentets retning er veldefineret og ikke kan vendes; typiske eksempler på sådanne applikationer er centrifugalpumper og elgeneratorer i vindmøller. Ansøgeren har udviklet en en-vejskobling, i hvilken man, eftersom momentets retning er defineret, undgår, at 30 skiverne har inaktive "kontaktflader", og koblingen har ikke "skiver”, der er læn gere, men snarere et vist antal "led".

3 DK 176365 B1

Blandt den nye koblings mange fortrin er det vigtigste, at koblingen kan optage langt større aksialforskydninger og unøjagtigheder i vinkelopretningen.

For at bidrage til forståelsen af nærværende opfindelse vises på tegningerne den foretrukne udførelse, hvori der dog kan foretages mindre ændringer, så længe disse ikke grundlæggende ændrer opfindelsen.

Fig. 1 er et skematisk grundrids af en kobling ifølge opfindel sen, hvor leddene (1) er anbragt kontinuerligt.

Fig. 2 er et partielt, krumt snit gennem boltene (6) i figur 1.

Fig. 2 og 3 er ikke i samme målestok.

I figur 1 er de skraverede bolte forbundet med drivflangen, hvorimod de ikke skraverede bolte er forbundet med den drevne flange, hvorfor momentet overføres i retning med uret.

I figur 2 er drivflangen betegnet ved bogstavet A, og den drevne flange ved bogstavet B.

|

Figur 3 viser et snit, der ligner snittet i figur 2, men som her er lagt gennem en konventionel kobling med skiver (1').

Figur 3 vises for at belyse fordelene ved den ny udformning.

Både figur 2 og figur 3 viser en vis aksialforskydning i koblingen.

Pilene angiver momentets retning (P).

4 DK 176365 B1

Kontaktfladen er afstanden (1i), (12) mellem to på hinanden følgende bolte i henholdsvis figur 3 og 2.

Figur 4 og 5 er et diagram, der viser hvad der sker, hvis henholdsvis den kon-5 ventionelle kobling og nærværende opfindelse udsættes for aksialforskydninger.

Figur 4, der vedrører en konventionel skivekobling, viser, at under påvirkning af j aksialforskydningen "d" bliver kontaktflade ab til ae, samt at ae>ab. Længde- i forøgelsen ae-ab gør kontaktfladen længere. Figur 5, der angår nærværende opfindelse, viser, at kontaktfladen ab under påvirkning af aksialforskydningen "d" 0 drejer til position ab’, uden at længden ændres. Den eneste kraft, der frem bringes ved denne drejning, er en bøjningskraft, der er meget lille, især (som det senere vil blive påvist) fordi leddet (1) i den nye kobling er betydeligt længere end kontaktfladen i en konventionel skivekobling.

5 Eftersom afstanden Y<X, vil den drevne flange (B) kun dreje ganske lidt i forhold til drivflangen (A), hvis der sker en aksialforskydning.

Hvis vi nu betragter figur 1, kan vi se, at leddene (1) i den nye kobling kan gøres længere på grund af den plads, der er sparet ved udeladelsen af de inaktive 3 ’’kontaktflader”, der findes i en konventionel kobling med skivesæt (1*). De længere led bevirker, at bøjningen er mindre, når koblingen påvirkes af en unøjagtighed i akse- eller vinkelopretningen. Følgelig vil den nye kobling ved samme kraft som en konventionel kobling med skivesæt optage langt større forskydninger.

5 Den nye kobling er en envejskobling, og montering af leddene (1) er af afgøren de betydning. Komponenterne i en kobling vil dog stadig være de samme uanset momentoverførelsen. Figur 6 viser koblingen i figur 2, hvor B er drivflangen og A den drevne flange. Det fremgår, at alle komponenterne er de samme, blot er leddenes (6) montering på flangerne anderledes.

) 5 DK 176365 B1

Figur 7 viser et tværsnit af en bolt (6) med en bøsning (7) til vending af momentet eller til at modstå store spidsbelastninger.

Selv om momentets retning er defineret, kan det under visse omstændigheder forekomme, at momentet kortvarigt vendes, for eksempel under en strømafbrydelse. Da leddene (1) ikke kan tilpasses et omvendt moment, findes der en "bøsning til vending af momentet" (7) i alle de bolte (6), der forbinder leddene (1) til flangerne. Lignende bøsninger er almindelige i visse skivekoblinger, hvor de beskytter skiverne mod for kraftige momenter. Bøsningerne i den nye kobling adskiller sig fra de konventionelle bøsninger til beskyttelse mod for kraftige momenter ved, at deres yderflader (8) er tøndeformede. Herved opnås et meget lille spillerum mellem bøsningen og det tilsvarende hul, uden at dette forhindrer optagelse af store unøjagtigher i vinkelopretningen, for eksempel på 6°. Det skal understreges, at selv hvis spillerummet var stort, ville der kun ske en ringe bøjning af leddene, og materialet ville ikke tage skade. "Bøsningerne til vending af momentet" (7) påvirkes ikke af en normal momentoverførelse, da leddene forhindrer bøsningens (7) flader i at komme i kontakt med de tilsvarende huller (5).

Leddene kan bestå af et sæt lameller af stål eller af kompositmaterialer i forskellige lag.

Figur 8 viser en variant af leddets (1) udformning.

Af figur 8 fremgår, at koblingen kan konstrueres af kompositmateriale (plastic forstærket med fiber) ved anvendelse af led (1) fremstillet i ét lag af varierende tykkelse for tilpasning til de forskellige kræfter, der fremkaldes af momentet og unøjagtigheden i opretningen.

Leddene (1) har fortrinsvis lige profil, hvilket vil sige, at de er symmetriske i et lodret plan, der går gennem hullernes centrum, hvorved man undgår en yderligere bøjning af leddet som følge af momentoverførelsen. Sidefladerne (f) kan 6 DK 176365 B1 være plane eller krumme, dog fortrinsvis krumme og konvergente ind mod leddets midte (1).

i j På figur 8 er den midterste del (4) tyndere, eller af mindre tykkelse, og bliver 5 gradvis tykkere ud mod hullerne (5).

Den kobling, som opfindelsen angår, er en fleksibel koblingstype bestående af led. Leddene kan være stykker fremstillet af tyndt stål eller af kompositmateriale eller fremstillet i ét stykke, hvis midterste del er tyndere, og hvis tykkelse gradvis i | 10 øges ud mod hullerne, hvilket giver en større fleksibilitet. På grund af boltenes (6) træk er der tale om en envejskobling. Takket være større led kan koblingen optage en større bøjning end de konventionelle koblinger med skivesæt, eller man kan til en given unøjagtighed i opretningen gøre koblingen mindre. Koblingen har bøsninger (7) til at modstå et for kraftigt moment. Bøsningernes yder-15 flade er krum, hvilket kan forhindre overbelastninger eller forbigående vendinger af momentet.

s

Claims (6)

7 DK 176365 B1

1. Envejskobling af den type, der består af en drivflange (A) og en dreven flange (B) anbragt over for hinanden, til hvilke flanger (A, B) er koblet led (1) til overførelse af bevægelse og moment, hvilke led (1) i den ene ende har forbindelse med drivflangen (A) og i den anden ende med den drevne flange (B) ved hjælp af symmetrisk anbragte bolte (6), der er anbragt mellem et hul i leddet (1) og et hul i flangen (A, B), hvilke boltes centrum ligger i den samme omkreds og skifter indbyrdes fra drivflangen (A) til den drevne flange (B), eller omvendt, kendetegnet ved,at at en bolt (6) på drivflangen (A), eller den drevne flange (B) er beliggende asymmetrisk mellem to nabo bolte (6) på den drevne flange (B), eller drivflangen (A), således at afstanden til den ene nabo bolt (6) er større end afstanden til den anden nabo bolt (6), samt hvert led (1) strækker sig mellem drivflangen (A) og den drevne flange (B) hvor afstanden mellem bolten (6), der forbinder leddets ene ende til driv-flangen (A), og nabo bolten (6), der forbinder leddets anden ende til den drevne flange (B), antager den længste afstand.

2. Envejskobling ifølge det foregående krav, kendetegnet ved, at der i flangens hul til bolten anbringes en bøsning med en krum yderflade.

3. Envejskobling ifølge krav 1, kendetegnet ved, at hvert leds sideflader er symmetriske omkring den imaginære rette linie, der forbinder boltenes centrum.

4. Envejskobling ifølge krav. 3, kendetegnet ved, at leddenes sideflader er krumme og konvergente mod centrum.

8 DK 176365 B1

5. Envejskobling ifølge krav 1,kendetegnet ved at tykkelsen af leddet varierer fra midten mod enderne.

6. Envejskobling iifølge krav 1,kendetegnet ved, at tykkelsen af leddet 5 er konstant.