FI87394B - Elastisk axelkoppling. - Google Patents

Description

1 87394

Joustava akselikytkin

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen joustava akselikytkin.

5 Joustavat akselikytkimet, joiden yhteydessä ympy ränmuotoisten, keskenään koaksiaalisten, toisiinsa tarttuvilla nokilla tai hampailla varustettujen kytkentänokkien välinen vääntömomentti siirtyy useiden kehänsuunnassa toisiaan seuraavien joustavien, kumia olevien kytkinkappalei-10 den välityksellä, ovat tunnettuja niin kutsuttuina hammas-kytkiminä erilaisina suoritusmuotoina. DE-kuulutusjulkaisu 1 067 644 esittää sellaisen joustavan hammaskytkimen periaatteellisen rakenteen.

Tällaisen hammaskytkimen yhteydessä sijaitsee aina 15 kahden vierekkäisen nokan välissä kammiot poikkileikkaukseltaan ympyränmuotoisen kumisen kytkinkappaleen vastaanottamiseksi. Kammiot on tällöin mitoitettu siten, että kytkimen ollessa kuormittamattomana kammiossa oleva joustava kytkinkappale ei ole kosketuksessa kammiota rajoitta-20 vien nokkien kanssa, toisin sanoen jokainen yksittäinen joustava kytkinkappale sijaitsee kehänsuunnassa pienellä välyksellä nokkien välissä. Tämän seurauksena hammaskytki-mellä on vääntömomentin kuormittaessa nollapisteen läheisyydessä määrittelemätön vääntöjäykkyys. Kuitenkin sen 25 jälkeen kun vähäinen välys on ylitetty ja joustavia kyt-kinkappaleita kuormitetaan paineella, kohoaa vääntömomen-tilla edelleen kuormitettaessa vääntöjäykkyys hyvin nopeasti huomattaviin arvoihin.

Sellaisella kytkinjärjestelmällä ei vääntömomentin 30 ala-alueella voida välyksen ylittämisen jälkeen toteuttaa alhaisia määriteltyjä vääntöjäykkyyksiä. Tämä johtaa esimerkiksi polttomoottorilla varustettujen ajoneuvojen käyttölaitteissa käynnistyksen yhteydessä alhaisen kierros-luvun alueilla tyypilliseen vaihteiston ratinaan.

35 Esillä olevan keksinnön tehtävänä on parantaa ham maskytkimen periaatteen mukaista joustavaa akselikytkintä 2 87 394 ja muotoilla se sellaiseksi, että sen vääntöjäykkyys on vääntömomentin ala-alueella erittäin alhainen, että se säilyttää tämän alhaisen vääntöjäykkyyden myös keskimääräisen hyötyvääntömomentin ollessa nolla ja toimii tässä 5 käyttötilassa välyksettömästi tarvitsematta kuitenkaan akselikytkimen täyden kuormituksen yhteydessä ottaa huomioon minkäänlaisia heikkenemisiä vääntöjäykkyydessä tunnettuihin joustaviin hammaskytkimiin verrattuna, jotka on varustettu väliin kytketyillä joustavilla kytkinkappa-10 leiliä. Sen lisäksi tulee uudella joustavalla akselikyt-kimellä olla hyvä toimintavarmuus, sen tulee vaatia vähän huoltoa ja sen on oltava kustannuksiltaan edullisesti valmistettavissa.

Tämä tehtävä ratkaistaan alussa kuvailtua jousta-15 vaa akselikytkintä lähtökohtana pitäen keksinnön mukaisesti siten, että joustavat kytkinkappaleet on kiinnitetty sisemmän ja ulomman kytkinrenkaan vaippapinnoille ja että akselikytkimen lepotilassa jokaisen joustavan kyt-kinkappaleen ja parin kummankin nokan välissä on vapaat 20 tilat, jotka mahdollistavat joustavien kytkinkappaleiden alkutyöntökuormituksesta aiheutuvan kappaleiden vapaan muotoutumisen ennalta määrätyn työntökuormitukscn saavuttamiseen saakka, jonka yhteydessä joustavat kytkinkappaleet painautuvat kammiota rajoittavia nokkia vasten liki-25 main samanaikaisesti.

Yksittäisillä joustavilla kytkinkappaleilla on ennen asennusta oleellisesti ympyränmuotoisen poikkileikkauksen omaavan sauvan muoto. Asennetussa tilassa joustavat kytkinkappaleet ovat säteittäisesti suunnatun esijän-30 nitysvoiman johdosta lievemmin tai voimakkaammin kokoon-puristettuina, niin että niiden poikkileikkausmuoto vastaa likimain soikiota.

Joustavien kytkinkappaleiden kiinnittäminen voidaan yks i nkerl ai sol 1 a lavalla saada aikaan si lm, että vastak-35 karsilla tukipinnoilla upotetaan akselinsuuntainen kiinni-tyslista osittain joustavaan kytkinkappaleeseen ja kiinni- 3 87394 tetään tähän, jolloin joustavaan kytkinkappaleeseen nähden säteittäisesti ulkoneva kiinnityslistan osa on paikalleen kiinnitettynä sisemmän tai vast, ulomman kytkin-renkaan seinämän sopivaksi tehdyssä syvennyksessä. Kiinni-5 tyslistojen kiinnittäminen joustavaan kytkinkappaleeseen saadaan edullisesti aikaan vulkanoimalla. Edelleen on edullista muotoilla kiinnityslistan ulkoneva osa poikkileikkaukseltaan lohenpyrstömäiseksi ja mukauttaa sisem-mässä ja vast, ulommassa kytkinrenkaassa oleva vastaan-10 ottoura tähän poikkileikkausmuotoon.

Joustavien kytkinkappaleiden määrätyillä ulkomitoi-tuksilla voidaan vaikuttaa halutulla tavalla niiden joustavaan muotoutuvuuteen; esimerkiksi sovittamalla tietyn suuruinen akselinsuuntainen läpimenoaukko voidaan jousta-15 vuutta lisätä umpikappaleeksi tehtyyn joustavaan kytkin-kappaleeseen verrattuna.

Kammioiden päätyjen sulkemiseksi on keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti molemmille päätysivuille sisem-mälle ja ulommalle kytkinrenkaalle kiinnitetty irrotetta-20 vasti laakea sulkurengas, joille on muotoiltu säteittäisesti toisiinsa päin suunnattuja, vuorotellen välyksellä toisiinsa tarttuvia hampaita, joista aina kaksi samalla päätysivulla kehänsuunnassa toisiaan seuraavaa hammasta muodostaa parin ja yhdessä rajoittaa kammion. Tällöin va-25 Iitaan akselikytkimen lepotilassa yhden parin hampaiden välinen rako vähintään niin suureksi, että joustavien kytkinkappaleiden ennalta määrätyn työntökuormituksen saavuttamisen yhteydessä, toisin sanoen koaksiaalisten kyt-kinrenkaiden vastaavan keskinäisen kiertymisen jälkeen, 30 hampaat eivät sysää toisiaan vasten. Nämä hampaat voivat maksimaalisen vääntömomentin saavuttamisen jälkeen samalla toimia läpikiertovarmistimena kosketuksensa johdosta.

Pääetu, jonka keksintö tarjoaa tunnettuun joustavaan hammaskytkimeen verrattuna, on nähtävissä siinä, 35 että pienien vääntömomenttien alueella on saavutettavissa erittäin alhaiset vääntöjäykkyydet ja vastaavasti suuret 4 87394 vääntökulmat. Tämä johtuu siitä, että joustavat kytkin-kappaleet ovat pienien vääntömomenttien alueella toisin kuin hammaskytkimen yhteydessä ensiksi ainoastaan työnnöllä kuormitettavissa. Tämän työntökuormituksen mahdollis-5 tavat vapaat tilat, jotka sijaitsevat joustavan kytkin-kappaleen ja parin nokkien välissä, jotka rajoittavat vastaavan kammion. Vasta sen jälkeen kun tästä vapaasta muotoutumisesta tuloksena oleva, joustavien kytkinkappalei-den mahdollinen työntökuormitus on lähes saavutettu, pai-10 nautuvat molempien kytkinrenkaiden nokat joustavia kytkin-kappaleita vasten, joten samalla estyy kytkinkappaleiden vapaa edelleen muotoutuminen. Joustavan akselikytkimen vääntömomenttikuormituksen kohotessa vaihtuu joustavien kytkinkappaleiden kuormitus työnnöstä paineeseen. Tästä 15 käyttötilasta lähtien voidaan siirtää vastaavan suuruisia vääntömomentteja kuten tavanomaisten joustavien ham-maskytkimien yhteydessä.

Keksinnön mukaisen joustavan akselikytkimen suori-tusesimerkki on esitetty piirustuksessa ja seuraavassa 20 sitä selitetään lähemmin. Tällöin esittää: kuvio 1 joustavan akselikytkimen päätykuvantoa, jossa yläpuolikas on leikattu poikittain kiertoakselin suhteen olevassa tasossa ja kuvio 2 joustavan akselikytkimen sivukuvantoa leik-25 kausesityksineen akselitasoissa kuvion 1 viivaa I-I pitkin. Joustavan akselikytkimen metalliset kytkinosat muodostuvat sisemmästä kytkinrenkaasta 1 ja koaksiaali-sesti ulommasta kytkinrenkaasta 2. Sisempi kytkinrengas 1 on tällöin varustettu keskellä sijaitsevalla aukolla 3 30 ei-esitetyn käyttöakselin tai käytettävän akselin vastaanottamiseksi. Ulompi kytkinrengas 2 käsittää ulkokehällään laipparenkaan 4, jossa on joukko kehänsuunnassa samalla etäisyydellä toisiaan seuraavia akselinsuuntaisia läpi-menoporauksia 5, jotka on tarkoitettu kiinnitysruuvien 35 vastaanottamiseksi, joiden avulla joustava akselikytkin on yhdistettävissä muuhun käyttöosaan.

il 5 87394

Sisemmälle kytkinrenkaalle 1 on sen ulommalle lieriömäiselle vaippapinnalle 6 muotoiltu useita kehänsuun-nassa samalla etäisyydellä toisiaan seuraavia, likimain säteittäisesti olevia nokkia 7, jotka on poikkileikkauk-5 seitaan tehty suunnilleen sirppimäisiksi. Nokkien 7 vapaat päät ulolluvul ulomman kytk i.nrenkaan 2 sisävaippapinnan 8 läheisyyteen saakka. Vaippapinnasta 8 suuntautuu säteittäisesti sisäänpäin sama lukumäärä nokkia 9, jotka on poikkileikkaukseltaan muotoiltu samalla tavalla kuin no-10 kat 7, kuitenkin niiden sirppikaari on suunnattu vastakkaisesti .

Kulloinkin yksi ulommasta kytkinrenkaasta 2 ulkoneva nokka 9 ja sisemmän kytkinrenkaan 1 kehänsuunnassa seuraava nokka 7 muodostavat nokkaparin. Yhden parin nokat 15 9,7 rajoittavat akselinsuunnassa sijaitsevan kammion; suoritusesimerkissä akselikytkin käsittää kaikkiaan kuusi kammiota. Jokaiseen kammioon on sovitettu kumia tai sen tapaista materiaalia oleva joustava kytkinkappale 10, jonka aksiaalinen pituus vastaa kammion aksiaalista pituutta, 20 toisin sanoen kytkinrenkaiden 1, 2 aksiaalista pituutta. Joustavat kytkinkappaleet 10, joilla on ennen asentamistaan sylinterimäisen sauvan muoto, ovat asennetussa tilassaan säteen suunnassa kokoonpuristuneina ja saavat tällöin kuviosta 1 havaittavan soikean poikkileikkausmuodon. Tämän 25 kokoonpuristumisen vuoksi joustavat kytkinkappaleet 10 joutuvat ennalta määrätyn, säteittäisesti suunnatun esijännityksen alaisiksi. Jokainen joustava kytkinkappale 10 sisältää alkutilassaan ympyränmuotoisen läpimenoaukon 11, joka kokoonpuristumisen johdosta muotoutuu soikeaksi läpi-30 mcnoaukoksi (kuvio 1). Tämän aukon poikkileikkauskoon mää- i.äämisellä voidaan muuttaa kytkinkappaluidon 10 joustavuutta ja siten akselikytkimen vääntöjäykkyyttä.

Tukipinnoiltaan joustavat kytkinkappaleet 10 on kiinnitetty toisaalta sisemmälle kytkinrenkaalle 1 ja 35 toisaalta ulommalle kytkinrenkaalle 2. Tätä tarkoitusta varten on jokaiseen tukipintaan upotettu keskelle tämän 6 87394 suhteen akselinsuuntaiseen uraan kiinnityslista 12, 13, jonka ulkoneva osa on muotoiltu poikkileikkaukseltaan lohen-pyrstömäisesti. Kiinnityslistat 12, 13 on edullisesti yhdistetty vulkanoimalla kiinteästi joustavaan kytkinkappa-5 leeseen 10. Kiinnityslistojen 12, 13 ulkonevat, lohenpyrs-tömäiset osat pysyvät muodon avulla lukittuvasti sisem-mässä kytkinrenkaassa 1 olevassa sopivassa urassa 14 ja vast, ulommassa kytkinrenkaassa 2 olevassa sopivassa urassa 15. Joustavan kytkinkappaleen 10 asettamisen yhteydessä 10 asennusasentoonsa työnnetään vastaavasti kokoonpuristettu kytkinkappale molempien kiinnityslistojensa 12, 13 kanssa toiselta päätysivulta aksiaalisessa suunnassa uriin 14, 15.

Kuvio 1 esittää joustavaa aksolikytkintä kuormitta-15 mattomassa lepoasennossa. Tässä asennossa joustavat kyt-kinkappaleet 10 eivät täysin täytä kammioita kehänsuun-nassa. Vapaata tilaa 16, 17 on nähtävissä etu- ja takasivulla. Akselikytkimen ottaessa vastaan kuormitusta, toisin sanoen kun esimerkiksi ulompi kytkinrengas 2 kiertyy 20 myötäpäivään sisemmän kytkinrenkaan suhteen, joustavat kytkinkappaleet 10 voivat vapaiden tilojen 16, 17 ansiosta ensiksi muotoutua vapaasti ja siten joutua työntö-rasituksen kohteeksi.

Vapaiden tilojen 16, 17 suuruus on valittu siten, 25 että joustavien kytkinkappaleiden 10 ennalta määrätyn työntörasituksen saavuttamisen yhteydessä vastaavat nokat 7, 9 painautuvat suunnilleen samanaikaisesti joustavien kytkinkappaleiden 10 vastakkaisia vaippapintoja vasten.

Sen jälkeen ei joustavien kytkinkappaleiden 10 vapaa muo-30 toutuminen enää ole mahdollista; niitä voidaan enää rasittaa ainoastaan paineella.

Akselikytkimen kuormituksen vastaanoton ensimmäisessä vaiheessa määräävät akselikytkimen vääntöjäykkyyden ainoastaan työntövoimat, jotka esiintyvät joustavien kyt-35 kinkappaleiden 10 vapaan muotoutumisen yhteydessä. Koska nämä voimat ovat suhteellisen pieniä, akselikytkimellä on 7 87394 käynnistysvaiheessa erittäin alhainen vääntöjäykkyys, joka on tuloksena yksistään joustavien kytkinkappaleiden työntökuormituksesta ja tarkasti määriteltävissä myös hyötyvääntömomentin ollessa nolla. Lisäetuna on se, että 5 tässä kuormituksen vastaanoton ensimmäisessä vaiheessa vääntöjäykkyyden ollessa erittäin alhainen molemmat metalliset kytkinosat ovat välyksettömästi yhteydessä keskenään.

Vapaiden tilojen 16, 17 ylityksen jälkeen, toisin sanoen sen jälkeen kun jokaisen parin nokat 7, 9 painau-10 tuvat vastaavaa joustavaa kytkinkappaletta 10 vasten, ei joustavien kytkinkappaleiden 10 vapaa muotoutuminen enää ole mahdollista. Joustavien kytkinkappaleiden 10 kuormitus vaihtuu työnnöstä paineeksi. Akselikytkin voi nyt siirtää ennalta määrätyn suuren vääntömomentin vastaa-15 vasti suuren vääntöjäykkyyden yhteydessä.

Kuten todettiin, voi joustavien kytkinkappaleiden 10 vapaan muotoutumisen mitta niiden etusivulla olla jonkin verran suurempi kuin niiden takasivulla. Sen varmistamiseksi, että nokat 7, 9 joustavien kytkinkappaleiden 10 20 vapaan muotoutumisen päättymisen jälkeen kuitenkin painautuvat likimain samanaikaisesti vasteasentoonsa, valitaan vapaan tilan 16 raon leveys etusivulla jonkin verran suuremmaksi kuin vastaavan joustavan kytkinkappaleen 10 takasivulla.

25 Kammioiden päätypuoliseksi sulkemiseksi on akseli- kytkimen jokaiselle päätysivulle sovitettu laakea ulompi ja yhtä paksu säteittäisesti sisempi sulkurengas 18, 19. Akselikytkimen vastakkaisilla sivuilla olevat sulkurenkaat on tehty samalla tavalla. Näitä varten ei sen vuoksi pii-30 rusLuksessa ole esitetty erityisiä viitenumerolta. Kumpikin sulkurengas 18, 19 on kiinnitetty irrotettavasti kyt-kinrenkaille 2 ja vast. 1 ruuvipulttien 20, 21 avulla, jotka työntyvät sisään kytkinrenkaiden 2 ja vast. 1 akse-linsuuntaisiin kierreporauksiin. Sulkurenkaiden toisiaan 35 kohti suunnatuille aksiaalisille vaippapinnoille on muotoiltu vuorotellen välyksellä toisiinsa tarttuvia hampaita 8 87394 22 ja vast. 23, joiden vapaat päät ulottuvat vastapäätä sijaitsevan vaippapinnan läheisyyteen saakka.

Kuten kuvio 1 osoittaa, hampaat 22, 23 on tehty puo-lisuunnikkaan muotoisiksi, jolloin kahden toisiaan seuraa-5 van hampaan 22, 23 viistoon suuntautuvat kyljet on käännetty toisiaan kohti. Kaksi hammasta 22, 23, joiden viistot kyljet on suunnattu toisiaan kohti, muodostaa parin ja rajoittaa yhdessä päätysivulleen kammion, jolloin akse-likytkimen lepotilassa yhden parin hampaat 22, 23 sijait-10 sevat likimain symmetrisesti kammion keskiakselin suhteen ja peittävät tällöin osittain kyseisen joustavan kytkin-kappaleen 10 etu- ja takapään. Yhden parin hampaiden 22, 23 väliin on jätetty vapaaksi rako 24, joka on vähintään niin suuri, että joustavien kytkinkappaleiden 10 ennalta 15 määrätyn työntökuormituksen saavuttamisen yhteydessä hampaat 22, 23 eivät sysää toisiaan vasten.

Sellainen joustava akselikytkin on käyttökelpoinen ainoastaan yhtä työtapaa varten yhdessä kiertosuunnassa. Mikäli etuja, jotka tämä akselikytkin tarjoaa, halutaan 20 käyttää hyväksi myös vaihtosuuntaisten käyttölaitteiden yhteydessä, voidaan ilman muuta vastakkaisia käyttösuun-tia varten kytkeä kaksi yksittäiskytkintä peräkkäin.

Il

Claims (7)

9 87394

1. Joustava akselikytkin käsittäen kaksi metallista kytkinosaa (1, 2), jotka kumpikin voivat olla käyttä-5 västi tai käytetysti yhdistetty, jolloin näiden kytkin-osien välinen vääntömomentti on siirrettävissä useiden kehänsuunnassa toisiaan seuraavien, kumia tai sen tapaista materiaalia olevien joustavien kytkinkappaleiden (10) välityksellä, jolloin metalliset kytkinosat muodostuvat si-10 semmästä ja koaksiaalisesti ulommasta kytkinrenkaasta, joille on muotoiltu niiden toisiaan kohti oleville vaippa-pinnoille (6, 8) kehänsuunnassa useita vuorotellen toisiinsa tarttuvia likimain säteittäisiä ja kytkinrenkaiden aksiaaliselle pituudelle ulottuvia nokkia (7, 9) tai vast. 15 hampaita, jotka ulottuvat vastapäätä sijaitsevan vaippa-pinnan läheisyyteen saakka, ja jolloin aina kaksi kehänsuunnassa toisiaan seuraavaa nokkaa (7, 9) muodostaa parin, joiden nokkien toisiinsa päin olevat yläpinnat on muotoiltu koveriksi ja jotka rajoittavat kammion, jonka 20 pituusakseli suuntautuu yhdensuuntaisesti kiertoakselin suhteen ja jossa sijaitsee joustava kytkinkappale (10), jolloin joustavalla kytkinkappaleella on ennen asennusta oleellisesti sylinterimäisen sauvan muoto pituuden vastatessa likimain kytkinrenkaiden aksiaalista pituutta ja 25 asennetussa tilassa ne ovat ennalta määrätyn säteittäisen esijännityksen alaisina, tunnettu siitä, että joustavat kytkinkappaleet (10) on kiinnitetty sisemmän ja ulomman kytkinrenkaan (1, 2) vaippapinnoille (6, 8) ja että akselikytkimen lepotilassa jokaisen joustavan kytkin-30 kappaleen (10) ja parin kummankin nokan (7, 9) välissä on vapaat tilat (16, 17), jotka mahdollistavat joustavien kytkinkappaleiden (10) alkutyöntökuormituksesta aiheutuvan kappaleiden vapaan muotoutumisen ennalta määrätyn työntö-kuormituksen saavuttamiseen sankka, jonka yhteydessä jous-3b tavat kytkinkappaleet (10) painautuvat kammiota rajoittavia nokkia (7, 9) vasten likimain samanaikaisesti. 10 87394

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen akselikytkin, tunnettu siitä, että säteittäisesti vastakkaisesti sovitetuilla vaippapinnoilla, joita vasten joustavat kytkinkappaleet lepäävät sisemmällä ja ulommalla kytkin- 5 renkaalla (1, 2), on akselinsuuntainen kiinnityslista (12, 13) upotettu osittain joustavaan kytkinkappaleeseen (10) ja kiinnitetty tähän ja että joustavaan kytkinkappaleeseen (10) nähden säteittäisesti ulkoneva kiinnityslis-tan (12 ja vast. 13) osa on paikalleen kiinnitettynä si- 10 semmän tai vast, ulomman kytkinrenkaan (1 ja vast. 2) seinämän sopivaksi tehdyssä syvennyksessä (14 ja vast. 15).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen akselikytkin, tunnettu siitä, että kiinnityslistat (12, 13) on 15 kiinnitetty joustavaan kytkinkappaleeseen (10) vulkanoi-malla.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen akselikytkin, tunnettu siitä, että kiinnityslistojen (12, 13. ulkoneva osa on muotoiltu poikkileikkaukseltaan lohen- 20 pyrstömäiseksi ja kiinnitetty paikalleen sisemmässä ja vast, ulommassa kytkinrenkaassa (1 ja vast. 2) olevaan vastaavasti muotoiltuun uraan (14 ja vast. 15).

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen akseli-kytkin, tunnettu siitä, että joustavat kytkin kap- 25 paleet (10) sisältä.vät keskellä olevan, akselinsuuntai-sen läpimenoaukon (11).

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen akseli-kytkin, tunnettu siitä, että molemmille päätysivuille sisempään ja ulompaan kytkinrenkaaseen (1 ja vast. 30 2) on kuhunkin irrotettavasti kiinnitetty laakea sulku- rengas (18 ja vast. 19), joille on muotoiltu säteittäisesti toisiinsa päin suunnattuja, vuorotellen molemminpuolisin raoin toisiinsa tarttuvia hampaita (22, 23), joista aina kaksi samalla päätysivulla kehänsuunnassa toisiaan 35 seuraavaa hammasta (22, 23) muodostaa parin ja yhdessä rajoittaa kammion. 87394

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen akselikytkin, tunnettu siitä, että akselikytkimen lepotilassa yhden parin hampaiden (22, 23) välinen rako (24) on vähintään niin suuri, että joustavien kytkinkappaleiden 5 (10) ennalta määrätyn työntökuormituksen saavuttamisen yhteydessä hampaat (22, 23) eivät sysää toisiaan vasten. i2 87394