HU198236B - Elastic coupling - Google Patents

Description

A találmány tárgya rugalmas tengelykapcsoló.

A találmány két, a meghajtó tengellyel illetve a meghajtott tengellyel Összeköthető fém tengelykapcsolórészt magábafogadó olyan rugalmas tengelykapcsolóra vonatkozik, amelynél a forgatónyomaték e tengelykapcsoló-részek között gumiból, vagy hasonlóból készített, a kerület irányában egymás után következő rugulmas csatolóelemek során adható át. A tengelykapcsoló-részek olyan belső illetve ezzel központos külső tengely kapcsoló gyűrűből állnak, amelyeknek az egymás felé néző kőpenyfelületein a kerület irányában több, váltakozva egymásba nyúló, közelítőleg sugárirányban álló és a tengelykapcsoló gyűrű tengelyirányú hosszát átfogó bütykök illetve fogak vannak. Ezek mindegyike a szemben lévő köpenyfelület közelébe nyúlik. A kerület irányéban mindig két egymást követő bütyök olyan párt képez, amelyeknek az egymás felé néző felületei konkáv kialakításúak és egy-egy, hossztengelyével forgástengelyhez képest párhuzamos kamrát határol és ebben van a rugalmas csatoló elem. Beépítés előtt a rugalmas csatoló elemeknek körhengeres formája van, a hosszúságuk közelítőleg a tengelykapcsoló gyűrűk tengelyirányú hosszának felel meg és beépített állapotban előre meghatározott sugárirányú előfeszítés alatL állnak.

Az olyan rugalmas tengelykapcsolók, amelyeknél a forgatónyomaték egymásba kapaszkodó bütykökkel, vagy fogakkal kőralakú, egymással központos tengelykapcsoló agyak között adódik ót bizonyos számú, a kerület irányában egymást követően elhelyezkedő, rugalmas, pl. gumiból lévő csatoló elemeken keresztül, mint körmös tengelykapcsolók, különböző kiviteli formákban ismertek. Az egyik ilyen rugalmas körmös tengelykapcsoló alapvető felépítését a DE AS 10 67 644 számú közzétételi irat mutatja be.

Ennél a körmös tengelykapcsolónál mindegyik két szomszédos bütyök között kamrák találhatók egy-egy gumiból készített köralakú keresztmeteeztű csatoló elem részére. Ez esetben a kamrák úgy vannak méretezve, hogy terheletlen tengelykapcsoló esetében a kamrákban lévő rugalmas csatoló elemek nem érintkeznek a kamrákat határoló bütykökkel, ami azt jelenti, hogy minden egyes rugalmas csatoló elem a kerület irányában a bütykök között kis játékkal helyezkedik el. Ennek következményeként a körmös tengelykapcsolónak forgató nyomatékkai történő terhelése esetén a nulla pont közelében meghatározatlan merevsége van. Ha a csekély játékot kimerítjük és a rugalmas csatoló elemet nyomással vesszük igénybe, a további forgatónyomatékkai történő terhelésnél a merevség igen gyorsan tetemes értékre növekszik fel.

Az ilyen tengelykapcsoló rendszerrel az alsó forgatónyomaték tartományban a játék kimerítése utón nem lehet alacsony, definiált forgató merevséget megvalósítani. Ez például jármű meghajtásoknál robbanó motor esetében indulásnál az alacsony fordulatszám tartományban a tipikus .meghajtómű-zörejf eredményezi.

A jelen találmány azon a feladaton alapul, hogy a körmös tengelykapcsoló elvén a rugalmas tengelykapcsolót tökéletesítse és úgy képezze ki, hogy az alsó forgatónyomaték-i-artomanyban a forgató merevsége rendkívül alacsony legyen és hogy ez az alacsony forgató merevség a hasznos közepes forg.itónyomatéknál is nulla maradjon és ebben az üzemi állapotban játékmentesen működjön, anélkül, hogy a tengelykapcsoló teljes terhelésénél a forgató merevségben valamilyen hátrányos változást kellene számításba venni az ismert, közbeiktetott rugalmas csatoló elemekkel működő rugalmas körmös tengelykapcsolókhoz viszonyítva. Ezen felül az új rugalmas tengelykapcsolónak nagy üzembiztonsággal kell rendelkeznie, csekély fenntartási költséget kell megkívánnia és kedvező áron kell előállíthatónak lennie.

E feladatok a bevezetésben leírt jellegű rugalmas tengelykapcsolóból kiindulva a találmány szerint azáltal oldhatók meg, hogy a rugalmas csatoló elemek mindegyike a belső és a külső tengelykapcsoló gyűrű köpenyfelületére van rögzítve és a tengelykapcsoló nyugalmi helyzetében az egyes rugalmas csatoló elemek és az egyes bütykök között párosával olyan szabad helyek alakulnak ki, amelyek a rugalmas csatoló elemeknek a kezdeti nyíró igénybevétele következtében létrejövő szabad alakváltozását lehetővé teszik addig az előre meghatározott nyíróigénybevételnek az eléréséig, amelynél ezután a rugalmas csatoló elemek az egyes kamrákat hatéi oló bütykökkel körülbelül egyidejűleg érintkeznek.

A beépítés előtt az egyes rugalmas csatoló elemeknek lényegében köralakú keresztmetszetű rúd alakja van. Beépített állapotban a rugalmas csatoló elemek a sugárirányú előfeszítő erő következtében többé-, vagy kevésbé erősen összenyomódnak úgy, hogy a keresztmetszetük alakja körülbelül ellipszisnek felel meg.

A rugalmas csatoló elemek rögzítése egyszerű módon úgy lehetséges, hogy az ellentétes felfekvési felületeken egy-egy, tengellyel párhuzamos tartóléc van részben a rugalmas csatoló elemekben elhelyezve és ezeken rögzítve úgy, hogy a rugalmas csatoló elemekkel szemben a tartólécek tengelyirányban kiálló részét a belső- és a külső tengelykapcsoló gyűrű falának illeszkedő mélyedése tartja. A tartólécek rögzítése a rugalmas csatoló elemeken előnyős módon vulkanizáláBsal történhet. Ezen kívül előnyös az, ha a tartóléc kiálló szakasza fecskefarok keresztmetszetűre van kiképezve és a belső, illetve a külső tengelykapcsoló gyűrűben lévő befogó horony ehhez a keresztmetszet alakhoz illeszkedik.

HU 198236 Β

A rugalmas csatoló elem előre meghatározott külső méretével lehet ennek rugalmas alakíthatőságát a megkívánt módon befolyásolni; például a tengellyel párhuzamos, meghatározott nagyságú átmenő nyílás készítésével a teli testtel kiképzett rugalmas csatoló elemhez viszonyítva a rugalmasságot növelni lehet.

A kamráknak a homlokoldaluknál történő lezárására a találmány egyik további megoldása szerint a belső és a külső tengelykapcsoló gyűrű mindkét homlokoldalán egy-egy lapos lezáró gyűrű van oldhatóan rögzítve, amelyen sugárirányban egymás felé forduló, közökkel váltakozva egymásba kapcsolódó fogak vannak kiképezve, ezek közül az ugyan azon az oldalon lévő egymást követő kettő egy párt képez és együtt egy kamrát határol, A tengelykapcsoló nyugalmi helyzetében ilyenkor az egyes párok fogai közötti közöket olyan nagyra választjuk, hogy a rugalmas csatoló elemek előre meghatározott nyiróigény bevételé nek az elérésekor, azaz a központos tengelykapcsoló gyűrűk egymáshoz képesti megfelelő elfordulása után a fogak egymáshoz ne érjenek. A maximális forgatónyomaték elérése után ezek a fogak érintkezve egyidejűleg mint elfordulás biztosítás működhetnek.

A fő előny, amit a találmány az ismert rugalmas körmós tengelykapcsolókhoz képest nyújt, abban nyilvánul meg, hogy a kis forgatónyomatékoknak megfelelő tartományban rendkívül alacsony forgató merevség és megfelelően nagy elfordulási szög érhető el. Ez arra vezethető vissza, hogy a kis forgatónyomatékok tartományában a rugalmas csatoló elem másképpen, mint a körmös tengelykapcsolóknál, először csak nyírással vehető igénybe. Ezt a nyíró igénybevételt azok a szabad terek teszik lehetővé, amelyek az egyes rugalmas csatoló elemek és az egyes olyan bütyökpérok között vannak, amelyek a hozzájuk tartozó kamrát határolják. Csak miután az ebből a szabad alakváltozásból eredő megengedett nyíró igénybevételt közelítőleg eléri a rugalmas csatoló elem, akkor lépnek a két tengelykapcsoló gyűrű bütykei a rugalmas csatoló elemekkel érintkezésbe, aminek következtében egyidejűleg a csatoló elemek szabad alakváltozása lehetetlenné válik. A rugalmas tengelykapcsoló fokozódó forgatónyomaték terhelésénél most a rugalmas csatoló elemek nyíró igénybevételét nyomó igénybevétel váltja fel. Ettől az üzemi állapottól kezdve úgy, mint a szokásos rugalmas körmös tengelykapcsolóknál, megfelelő nagy forgatónyomaték vihető át.

A találmány szerinti rugalmas tengelykapcsoló egy kiviteli példáját ábrázolják a mellékelt ábrák é6 ezt ismertetjük a továbbiakban közelebbről. Az ábrák a következők:

1. ébra a rugalmas tengelykapcsoló nézete tengelyirányból, amelynél a felső félkép a forgástengelyre merőleges metszetet szemlélteti, és a

2. ábra az 1. ábrán jelzett I-I sík mentén vett metszet.

A rugalmas tengelykapcsoló fémből lévő kapcsoló részeit, az 1 belső tengelykapcsoló gyűrű és az ezzel központos 2 külső tengelykapcsoló gyűrű alkotja. Ez esetben az 1 belső tengelykapcsoló gyűrű központi 3 furattal van ellátva a nem ábrázolt meghajtó, vagy meghajtott tengely részére.

A 2 külső tengelykapcsoló gyűrű a kerületén hordja a 4 peremgyűrűt a kerület mentén egyforma távolságban egymást követő olyan tengelyirányú 5 átmenő furatokkal, amelyek azoknak a rögzítő csavaroknak a befogadáséra szolgálnak, amelyek segítségével a rugalmas tengelykapcsoló egy további meghajtóelemmel köthető össze.

Az 1 belső tengelykapcsoló gyűrű külső hengeres 6 köpenyfelületén a kerület irányéban egyenlő távolságokban több, egymást követó, közelítőleg sugárirányban álló olyan 7 bütyök van kialakítva, amely keresztmetszetben sarló alakúra van kiképezve. A 7 bütykök szabad vége a 2 külső tengelykapcsoló gyűrű belső 8 köpenyfelületének a közelében ér el. A belső 8 köpenyfelűlettől azonos számú 9 bütyök nyúlik sugárirányban befelé, melyek keresztmetszetben ugyanolyan módon vannak kiképezve, mint a belső 7 bütykök, azonban ezek sarló alakú hajlata ellentétes irányítású.

A 2 külső tengelykapcsoló gyűrűtől kiinduló 9 bütykök és az 1 belső tengelykapcsoló gyűrű ezeket a kerület irányéban követő 7 bütykeinek mindegyike bütyókpért képez. Az egyes párokhoz tartozó bütykök (9, 7) a tengely irányába eső kamrát határolnak. Az ábrázolt kiviteli példa esetében a tengelykapcsoló összesen hat kamrát tartalmaz. Mindegyik kamrában gumiból vagy hasonlóból készített olyan rugalmas 10 csatoló alem van, amelynek a tengelyirányú hosszúsága a kamra tengelyirányú hosszúságának, azaz a tengelykapcsoló gyűrűk tengelyirányú hosszúságának felel meg. A rugalmas 10 csatoló elemek, amelyeknek beépítésük előtt körhenger alakú rúd alakjuk van, a beépített helyzetben sugárirányban össze vannak nyomva és ilyenkor az 1. ábrán létható ellipszis-alakú keresztmetszetet veszik fel. A rugalmas 10 csatoló elemek ezáltal az összenyomás által az előre meghatározott, sugárirányban ható elófeszítés alatt állnak. Mindegyik lugalmas 10 csatoló elemnek a kiindulási állapotban olyan köralakú 11 átmenő furata van, amely az összenyomás hatására ellipszis alakú étmenő furattá formálódik (1. ábra). Ennek az átmenő furatnak a keresztmetszeti nagyságét meghatározva lehet a 10 csatoló elem rugalmasságát és ezzel a tengelykapcsoló forgató merevségét változtatni.

A rugalmas 10 csatoló elem az érintkezési felületeinél van rögzítve egyfelől az 1

IIII 198236 Β belső tengelykapcsoló gyűrűn, másfelől pedig a 2 külső kapceoló gyűrűn. Ehhez mindegyik érintkezési felületen, középen lévő, a tengellyel párhuzamos horonyban olyan 12 és 13 tartólécek vannak, elhelyezve, amelyeknek a kiálló részei fecskefark alakú keresztmetszettel vannak kiképezve. A 12 ás 13 tartólécek előnyös módon vulkanizálással vannak összekötve a rugalmas 10 csatoló elemmel. A 12 és 13 tartólécek kiálló, fecskefarok alakú részét az 1 belső tengelykapcsoló gyűrűben, illetve a 2 külső tengelykapcsoló gyűrűben lévő egy-egy illeszkedő 14 illetve 15 horony tartja alakzáróan. Az egyes rugalmas 10 csatoló elemeknek a beépített helyzetbe történő behelyezésekor a megfelelően összenyomott rugalmas 10 csatoló elemet a két 12 és 13 tartólécével a homlokoldal felől a tengely irányába tolják bele a 14 és 15 hornyokba.

Az 1. ábra a rugalmas tengelykapcsolót terheletlen nyugalmi helyzetben tünteti fel. Ebben a helyzetben a rugalmas 10 csatoló elemek a kerület irányában a kamrákat nem teljesen töltik ki. Többnyire a homlok- és a hátsó oldalon egy-egy 16 és 17 szabad hely marad. A tengelykapcsoló terhelésénél, azaz ha például a 2 külső tengelykapcsoló gyűrű az óramutató járásának irányában az 1 belső kapcsoló gyűrűhöz képest elfordul, a 16 és 17 szabad helyeknek köszönhetően a rugalmas 10 csatoló elemet először szabadon alakítani lehet és így nyírásra lehet igénybe venni.

A 16 és 17 szabad helyek nagysága úgy választható meg, hogy a rugalmas 10 csatoló elem előre megadott nyiróigénybevételénél körülbelül egyidejűleg lép érintkezésbe a hozzá tartozó 7 és 8 bütykökkel a rugalmas 10 csatoló elem egymással ellentétes köpenyfelületeinél. Ezután a rugalmas 10 csatoló elem további szabad alakítása már nem lehetséges; ez ezután inkább már csak nyomással vehető igénybe.

A tengelykapcsoló terhelés felvételének első fázisában a tengelykapcsoló forgató merevségét csak az a nyíró erő határozza meg, amely a rugalmas 10 csatoló elemek szabad alakításánál lép fel. Mivel ez az erő viszonylag kicsi, a felfutási fázisban a tengelykapcsolónak olyan rendkívül alacsony forgató merevsége van, amely egyedül a rugalmas 10 csatoló elemek nyíró igénybevételéből származik és pontosan meghatározható, ha a hasznos forgatónyomaték nulla is. További előnyként járul ehhesr az, hogy a terhelés felvételnek ebben az első fázisában a két fémből készült tengelykapcsolórész rendkívül alacsony forgató merevséggel áll egymással játékmentesen kapcsolatban.

A 16 és 17 szabad helyek kitöltése után, azaz miután mindegyik pár 7 és 9 bütykei a hozzájuk tartozó rugalmas 10 csatoló elemmel érintkezésbe kerültek, a rugalmas 10 csatoló elemek további szabad kialakítása többé mér nem lehetséges. A rugalmas 10 csatoló elemek igénybevétele nyírásból nyomásra változik. A tengelykapcsoló most az előre meghatározott nagyságú forgató nyomatékot megfelelő nagy forgató merevséggel tudja átadni.

Amint megállapítottuk, hogy a rugalmas 10 csatoló elemek szabad alakváltozásának mértéke a homlokoldalukon kis mértékben nagyobb lehet, mint a hátsó oldalukon. Annak biztosítósára, hogy a rugalmas 10 csatoló elemek szabad alakváltozásának befejeződése után mégis a 7 és 9 bütykök körülbelül egyidejűleg lépjenek érintkezésbe, a homlokoldalon a 16 szabad hely résszélessége valamivel nagyobbra van választva, mint a hozzá tartozó rugalmas 10 csatoló elem hátsó oldalánál.

A kamrák homlokoldali lezárására a tengelykapcsoló mindkét homlokfelületén egy-egy lapos külső és ugyanolyan vastag, sugárirányban belső 18 és 19 lezárógyűrű szolgál. A tengelykapcsoló ellentétes oldalán lévő lezárcgyűrűk egyforma módon vannak kiképezve. Ezért ezek a rajzon külön hivatkozási számmal nincsenek megjelölve. A két 18 és 19 lezárógyürű mindegyike a tengelykapcsoló gyűrűk tengellyel párhuzamos menetes furataiba behatoló 20 és 21 csavarorsókkal van ezekhez oldhatóan rögzítve. Az egymás felé néző tengelyirányú köpenyfelületeiken bizonyos játékkal váltakozva egymásba kapcsolódó olyan 22 és 23 fogak vannak kiképezve, amelyeknek a szabad végeik az egymással Bzemben lévő köpenyfelületek közelébe nyúlnak.

Amint az 1. ábra mutatja, a 22 és 23 fogak kiképzése trapézalakú oly módon, hogy két egymást követő 22 és 23 fog ferde éle egymás felé néz. A ferde élével egymás felé forduló két 22 és 23 fog egy párt képez és együtt a homlokfelületén ügy határol egy kamrát, hogy a tengelykapcsoló nyugalmi helyzetében az egyes párok 22 és 23 fogai körülbelül a kamra középtengelyébe esnek szimmetrikusan és e mellett a hozzájuk tartozó’ rugalmas 10 csatoló elem elülső- és hátsó végét átfedik. Az egyes párok 22 és 23 fogai között olyan 24 rés marad szabadon, ami legalább olyan nagy, hogy a rugalmas 10 csatoló elemek előre meghatározott nyíróigénybevételének elérésekor a 22 és 23 fogak nem ütköznek egymáshoz.

Az ilyen rugalmas tengelykapcsoló csak egyféle működési módnál az egyik forgásirányban alkalmazható. Amennyiben azokkal az előnyökkel, amit ez a tengelykapcsoló nyújt, megfordítható hajtáshoz is alkalmazást kell lehetővé tenni, minden további nélkül két egyedi tengelykapcsolót lehet egymás mögött ellentétes működési iránnyal elhelyezni.

Claims (7)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Rugalmas Lengelykapcsoló két, a meghajtó tengellyel illetve a meghajtott tengellyel összeköthető olyan fém tengelykapcsoló részekkel, amelyeknél a forgató nyomaték ezek között a tengely-kapcsoló részek között a kerület irányában egymást követő rugalmas, gumiból vagy hasonlóból készített csatoló elemek során adható át, oly képpen, hogy a fém tengelykapcsoló részek olyan belső illetve ezzel központos külső tengelykapcsoló gyűrűből állnak, amelyeknek az egymás felé néző köpenyfelületein a kerület irányában több, váltakozva egymásba nyúló, közelítőleg sugárirányban álló és a tengelykapcsoló gyűrű tengelyirányú hosszát átfogó olyan bütykök, illetve fogak vannak, amelyek mindegyike a szemben lévő köpenyfelület közelébe nyúlik és a kerület irányában mindig két egymást követő bütyök olyan párt képez, amelyeknek az egymás felé néző felületei konkáv kialakításúak és egy-egy, hossztengelyével a forgástengelyhez képest párhuzamos kamrát határol és benne rugalmas csatoló elem van, amelynek beépítés előtt körhengeres rúd formája van, a hosszúsága közelítőleg a tengelykapcsoló gyűrűk tengelyirányú hosszának felel meg és beépített állapotban előre meghatározott sugárirányú előfeszltés alatt áll, azzul jellemezve, hogy a rugalmas csatoló elemek (10) mindegyike a belső tengelykapcsoló gyűrű (1) és a külső tengelykapcsoló gyűrű (2) köpenyfelületére (6, 8) van rögzítve, és hogy a tengely-kapcsoló nyugalmi helyzetében a bütykök (7, 9) között, az általuk közrefogott csatoló elemek (10) mellett a csatoló elemek (10) terhelés közbeni deformációját egy meghatározott mértékig lehetővé tevő szabad helyek (16, 17) vannak.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti tengelykapcsoló, azzal jellemezve, hogy mindegyik csatoló elemnek (10) a belső és külső részén egy-egy axiális irányú horony, e hornyokkal szemben a belső tengelykapcsoló gyűrűben (1) és a külső tengely-kapcsoló gyűrűben (2) lévő szintén axiális irányú hornyok (14, 15) és a nyitott részeikkel szembenéző hornyokba illesztett tartólécek (12, 13) vannak.
3. 3. A 2. igénypont szerinti tengelykapcsoló, azzal jellemezve, hogy a rugalmas csatoló elemekhez (10) vulkanizált tartólécei (12, 13) vannak.
4. 4. A 2. vagy 3. igénypont szerinti tengely-kapcsoló, azzal jellemezve, hogy a hornyokba feeskefarok alakú keresztmetszettel illeszkedő tarlólécei (12, 13) vannak.
5. 5. Az 1-4. igénypontok szerinti tengely-kapcsoló, azzal jellemezve, hogy a rugalmas csatoló elemekben (10) a tengellyel párhuzamos átmenő furat (11) van.
6. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti tengelykapcsoló, azzal jellemezve, hogy a belső tengelykapcsoló gyűrű (1) és a külső tengelykapcsoló gyűrű (2) mindkét homlokoldalán oldható kötéssel rögzített lezáró gyűrűk (18, 19) vannak és ezek eg.v-egy oldalon lévő párjaihoz tartozó, sugárirányban kiálló, a kerület mentén maguk között, réseket (24) közrefogó fogak (22, 23) vannak.
7. 7. A 6. igénypont szerinti tengelykapcsoló, azzal jellemezve, hogy a fogak (22, 23) által közrefogott, a csatoló elemeknek (10) a szabad helyek (16, 17) áltól meghatározottnál nagyobb mértékű deformációját megengedő rései (24) vannak.