NO127121B - - Google Patents

Description

Kopling til forbindelse av to akselender.

Oppfinnelsen angår en kopling til forbindelse av to akselender, særlig til overføring av høye dreiemomenter over akselen mellom en skipsmotor og en propell, og av den art som har dels to koaksiale koplingsparter, innrettet til å fastgjøres til hver sin akselemde, av hvilke parter den aie har et ringformet avsnitt som med liten klaring omgir et avsnitt av den annen koplingspart, hvilke avsnitt i deres mot hverandre vendende flater har like mange og parvis sammenhørende utsparinger som i en bestemt:innbyrdes vinkelstil-ling av .koplingspart.ene, to. og to danner en rotasjonssymmetrisk kop-lingsflate, dels et til antallet, av koplingsflater svarende antall Kfr. kl. 65h-23/02 koplingsbolter som under ett er forskyvbare parallelt med koplingens akse inn og ut av inngrep med koplingsflåtene.

For beskrivelsen i US-patent nr.1.646.646 er det kjent en kopling av denne art, hvor de kraftoverførende koplingsflater er sirkulærsylindriske. For at koplingsboltene skal kunne forskyves inn og ut av inngrep med utsparingene i de to koplingsparter, må det være en viss klaring mellom de inngripende koplingsflater på henholdsvis boltene og koplingspartene. I en fra fransk patent nr.1.573*760 kjeht kopling, hvor de to koplingsparter ligger aksielt forskutt i. forhold til hverandre istedenfor radielt utenfor hverandre, og hvor koplingsflatene er sammenhengende sylindriske i den ene part og koniske i den andre, trenges der en tilsvarende klaring mellom de sylindriske flater på boltene og førstnevnte koplingspart for at boltene skal gli fritt. I begge tilfeller medfører klaringen at koplingen er uegnet til over-føring av pulserende dreiemomenter, fordi dette ville gi årsak til slagpåvirkninger mellom boltene og de sylindriske koplingsflater, noe som i lengden vil ødelegge koplingen med mindre den kombineres med en dyr og plasskrevende svingningsdemper.

Koplingen ifølge oppfinnelsen er karakterisert ved at utsparingene i koplingspartene og de dermed samvirkende flater på koplingsboltene er formet som komplementære, ikke-selvsperrende avkortede kjegleflater, og at koplingen inneholder mekanisk aktiverbare låseorganer til fastholdelse av koplingsboltene i innrykket stilling.

Idet overføringen av dreiemomentet mellom koplingspartene således utelukkende skjer ved hjelp av komplementære, ikke-selvsperrende koniske flåter på de to koplingsparter og på boltene, er koplingen i innrykket stand absolutt slurefri, og den er derved istand til å overføre dreiemomenter hvis størrelse er sterkt svingende under driften, og som til og med kan skifte retning, slik at der i perioder kan forekomme momentoverføring fra den normalt drevne til d en normalt drivende koplingspart. Slike driftsforhold kan opptre i skipsmotoran-legg hvor en propell drives av en forbrenningsmotor. Spesielt ved disse anlegg har koplingfen den ytterligere fordel at den kan utryk-kes og innrykkes uten noen aksiell forskyvning mellom de to aksler som bærer hver sin av koplingspartene. Propellen kan da etter utrykking av koplingen rotere fritt med de av propellvannet fremkalte ak-sialkrefter opptatt i akselens normale trykklager. Anvendelsen av ikke-selvsperrende koniske koplingsflater muliggjør hurtig utrykking av koplingen med liten kraftanvendelse, og da koplingsboltene i innrykket tilstand er mekanisk låst, kreves det ikke noen ytre energi-kilde, så som hydraulikk, til opprettholdelse av den nødvendige aksielle kraft på boltene under koplingens drift.

I en konstruktiv hensiktsmessig- utførelsesform for koplingen ifølge oppfinnelsen er hver koplingsbolt hul og fast forbundet med en hydraulisk sylinder, som er fastgjort i en langs den ene koplingspart aksielt forskyvbar ring, og stempelstangen til et i sylinderen forskyvbart stempel er ført gjennom bolten og fastgjort i en annen, for samtlige stempelstenger felles ring, som er aksielt forskyvbar langs koplingsparten på den motsatte side av dennes med utsparingene forsynte avsnitt, og hvert låseorgan er innrettet til å forbinde sylinderen og den tilhørende stempelstangen fast med hverandre. Derved opptas de aksielle krefter mellom boltene og koplingspartene, som opptrer under innrykking og drift i innrykket tilstand, direkte mellom koplingspartene uten å belaste de tilknyttede aksler og deres lagre. Også den mekaniske låsing av boltene etter innrykking skjer på en meget enkel måte.

Ifølge oppfinnelsen kan minst en av de to ringene være utdreibart forbundet med koplingsparten, noe som medfører at koplingsboltene før innrykking alltid er plasert korrekt i forhold til det ene sett av de parvis samhørende utsparinger, nemlig utsparingene i den nevnte koplingspart. Herved innskrenkes det nødvendige forut-gående innstillingsarbeide til en dreiing av de to koplingsparter for å bringe samhørende utsparinger til å stå overfor hverandre.

Ifølge oppfinnelsen kan det mellom koplingsparten og

den første forskyvbare ring være anordnet fjærorganer til utrykking av koplingsboltene. Det hydrauliske system forenkles derved, idet det bare skal innrettes til å foreta sammenkoplingen av de to parter ved innføring av boltene i de motstående utsparinger.

Det er fordelaktig at fjærorganene består av to grupper av fjærer, av hvilke den første gruppe består av relativt stive fjærer med kort vandring, fortrinnsvis tallerkenfjærer, mens den annen gruppe består av bløtere fjærer med lengre-vandring, fortrinnsvis skruefjærer. Derved kan det oppnås en høy verdi av den aksielle kraft som virker til å løsne boltene ved utrykking, samtidig en lang vandring som muliggjør fullstendig uttrekking av boltene under fjærpå-virkning.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere

under henvisning til den skjematiske tegning på hvilken

fig.l viser et sideriss av en utførelsesform for koplingen ifølge oppfinnelsen, idet figurens øvre halvdel viser koplingen innkoplet og den nederste halvdel koplingen utkoplet.

Fig.2 viser koplingen sett i pilens II retning i fig.l. Fig.3 er et snitt i større målestokk etter linjen III-III i fig.2, dvs. med koplingen innkoplet. Fig.4 er et tilsvarende snitt etter linjen IV-IV i fig.2 med koplingen utkoplet. Fig.5 er et utsnitt'Etter linjen V-V i fig.2 og fig.6 er et utsnitt etter linjen VI-VI i fig.2.

Den på tegningen viste kopling omfatter en flens 1 som er innrettet til å fastgjøres til den ene av de to aksler som skal sammenkoples, f.eks. propellakselen på et skip. Til flensen 1 er en ytre koplingspart fastgjort ved hjelp av et antall bolter 3> og en indre koplingspart 4 er ved hjelp av bolter 5 fastgjort til en flens 6 på den andre av de to aksler som skal sammenkoples, idet forelig-gende tilfelle en motoraksel. En bærering 7 for et antall hydrauliske sylindre er utstyrt aksielt forskyvbare på flensens 6 periferi,

og en annen ring 8 er på tilsvarende måte aksielt forskyvbar langs en innovervendende krave på koplingspartens 4 motstående side.

De omtalte hydrauliske arbeidssylindre, hvilke det i det viste utførelseseksempel er åtte fordelt med like store vinkelavstan-der i ringen 7j omfatter hver en sylinder 9 som med en mellomliggende foring 10 er nabragt i en med aksen parallell boring i ringen 4« Den fra ringen i retning mot de to koplingsparter utragende deler av sylinderen 9 ©r utformet med et konisk hode 11 som virker som koplingsbolt for kraftoverførende forbindelse av koplingspartene 2 og 4« Med henblikk på dette har den ytre koplingspart 2 i sin innovervendende sylindriske vpverflate et tilsvarende antall, altså i utførelseseksem-plet åtte, utsparinger 12, og koplingsparten 4 har i sin utovervenden-de sylindriske flate motstående utsparinger 13. Hvert par av utsparinger 12, 13 danner tilsammen, bortsett fra spalten mellom de to koplingsparter en kjegleflate som nøyaktig tilsvarer den utvendige kjeg-leflåte på det som koplingsbolt virkende sylinderhode 11.

Hver av de hydrauliske sylindre 9 er fastspent aksielt til ringen 7 ved hjelp av en mutter 14, idet det på ringens motsatte side under hodet 11 er en underlagsring 15 hvis tykkelse tilpasses ved monteringen av sylindrene, slik at det oppnås ensartet inngrep mellom alle de til ringen 7 fastgjorte koplingsbolter 11 og koplingsflåtene på utskjæringene 12 og 1-3. For på tilsvarende måte å mulig-gjøre en justering av sylindrenes radielle stilling i ringen 7 uan-sett mindre fremstillingsunøyaktigheter, kan foringene 10 som vist, være montert i ringen 7 med en klaring som under montasjen utfylles med et herdende plastisk materiale, f.eks. et epoksy-klebemiddel.

I hver av de hydrauliske sylindre 9 er et stempel 16 aksielt forskyvbart og stemplet har en stempelstang 17 som er ført gjennom en sentral bpring i sylinderhodet 11 og en på dettes frem-side fremspringende styretapp 18 hvoretter stempelstangen ved hjelp av en gjenge 19 på denne fremre ende er skrudd fast i ringen 8. Mellom stwmpelstangen og sylinderhodets boring er det en 0-ring 20 til tetning av gjennomføringen.

Stemplets 16 bakovervendende ende har en gjenge 21 og en låsemutter 22 som ér forskyvbar i en utvidelse 23 av sylinderens 9 bakre ende, kan skrues opp på gjengen 21 når stemplet som vist i fig.3, er trykket mot høyre i sylinderen. Når låsemutteren 22 skrues opp mot bunnen av sylinderens utvidelse 23 hindrer den åpenbart bevegelse av stemplet 16 mot venstre.

Til etablering av et hydraulisk trykk .i hydrauliske sylindres 9 arbeidskamre 24 finnes det en langs ringens 7 periferi, for-løpende ringledning 25 med grenledninger 26 som fører til de enkelte sylindres arbeidskamre. På ringledningen 25 sitter en eller flere tilbakeslagsventiler 27 hvormed ringledningen og gjennom grenledning-en de enkelte arbeidskamre 24 kan settes under hydraulisk trykk fra en egnet kilde. Tilbakeslagsventilen er innrettet slik at den auto-matisk lukker når den ikke viste tilførselsledning fra trykkilden fjernes, slik at det ikke tapes olje fra sylindrene og ledningene 25, 26.

Som vist i fig. 4 har en av boltene 5 en forlengelse 5a på hvilken det er fastgjort en stoppeplate 28 som tjener til begrens-ning av ringens 7 forskyvning på flensen 6. På tilsvarende måte er den aksielle forskyvning av ringen 8 i forhold til koplingsparten 4 begrenset ved hjelp av en stift 30 og en stoppeplate 29 som er fastgjort til innsiden av koplingsplatens styrekrave for ringen. Stoppe-platen 29 sees i fig.5 som også viser stiften 30> som foruten som aksiellstopper virker som medbringerstift, idet den ved montasjen er båret inn i delene 4 og 8 som derved hindres i å dreies i forhold til hverandre.

Koplingens utkoplede stilling er vist i fig. 4>°g

det vil sees at ringen 7 med de koniske koplingsbolter 11 er trukket så langt tilbake,dvs. mot hoyre, at de fremspringende styretapper 8 på boltene er fri av de to koplingsparter 2 og 4« Da skilleflaten mellom de to koplingsparter videre er lagt så langt ut at parten 2 går fri av stempelstengene 17, kan de to koplingsparter og dermed de tilknyttede aksjer rotere uavhengig av hverandre. Spesiel kan man ved koplingens anvendelse på en propellaksel la motoren være stanset mens propellen som er fast-i forbindelse med den utvendige

koplingspart, kan rotere fritt trukket av propellvannet fra de andre propellene i et skip med flere hovedmotorer. På denne måte kan over-halingsarbeider på en eller flere motorer utfSres under skipets fart.

Når koplingen skal koples inn fra den i fig. 4 viste utkoplede stilling, er det nodvendig forst å stanse den.eller de koplingsparter som eventuelt roterer, og ved hjelp av en tornemotor eller på annen måte dreie de to koplingspartene 2 og 4 i forhold til hverandre, slik at de parvis sammenhorende koplingsflater 12,13

står rett utfor hverandre.

Deretter etableres fra den ovenfor omtalte trykkilde gjennom ledningene 25 og 26 et hydraulisk trykk i sylinderenes 9 arbeidskamre 24, hvorved stemplene 16 skyves mot hoyre i forhold til sylinderene. Stemplenes absolutte bevegelse stopper såsnart ringen 8 kommer til anlegg mot koplingsparten 4 eller 2 og heretter beveger sylindrene 9 med de koniske bolter 11 seg mot venstre inn i de motstående komplementære utsparinger 12 og 13. Under denne bevegelse vil de koniske bolter 11 utligne eventuelle aksielle og radielle stillingsfeil på de to koplingsparter, f.eks. fremkalt av vekten av de fra respektive lagre utragende ender av akselene og,koplingspartene. Også mindre vinkelfeil på de to koplings-parters innbyrdes plassering utlignes under boltenes 11 fremskyv-ning. Når samtlige bolter er bragt i inngrep med koplingsflatene 12 og 13 under det foreskrevne hydrauliske trykk, spennes låsemutteren 22 som ovenfor omtalt med hånden mot bunnen av sylinderens

9 utvidelse 23, og når de hydrauliske trykk deretter avlastes, fastholder låsemutteren stemplet og sylinderen i forhold til hverandre. I den viste utforelsesform hvor den halve toppvinkel av de koniske bolter 11 og tilsvarende utskjæringene 12 og 13 er ca. 15°» slik at koplingsflatene ikke er selvsperrende, skjer1koplingens utkopling rent mekanisk ved hjelp av to sett fjærorganer som sees best i fig. 5 °g 6. Det ene sett omfatter som vist fire ko-lonner, hver bestående av et antall tallerkenfjærer 31. som ved hjelp av en skrue 32 er fastspent mellom en skive 33 °g den utadvendende sideflate på koplingsparten 4« Det andre sett fjærer omfatter fire skruefjærer 34 som har vesentlig lengre fjærvandring og forholdsvis lav fjærkonstant, og som i koplingens innkoplede tilstand ligger an mot henholdsvis høyre side av ringen 8 og en. i ringens 7 fastgjort skrue 35* Fjærene 34 er hensiktsmessig valgt slik at de selv i koplingens helt utkoplede stilling, ee fig.5, enda utøver et visst trykk mellom de to ringer 7 og 8. Med det viste fjærarrangement har man ved begynnelsen av utkoplingsoperasjonen da de koniske flatene på boltene og koplingspartenes utsparinger enda er i inngrep, en relativt betydelig utkoplingskraft, og når inngrepet mellom koplingsflatene er opphevet er den svakere kraft fra fjærene 34 tilstrekkelig til

å sikre den fortsatte forskyvning av ringen 7* Da denne forskyvning motvirkes av det i arbeidskamrene 24 herskende trykk og strømnings-motstand fra oljen, som fortrenges fra kamrene, foregår utrykningen med en passe lav hastighet.

Ved bruk av koplingen på skip som omtalt ovenfor hvor koplingen eventuelt skal utløses under skipets fart og hvor propellen skal kunne rotere fritt, er det hensiktsmessig som vist i fig.l mellom propellakselen som er er betegnet med 36 og den ytre koplingspart 2, å sette inn et kort uttagbart akselstykke 37 hvis ene ende er utformet med den ovenfor omtalte flens 1, mens den andre ende har en flens 3^ som ved hjelp av bolter 39 er festet til en flens 40 på propellakselen.

Claims (7)

1. Kopling til forbindelse av to akselender, særlig til overføring av høye dreiemomenter over akselen mellom en skipsmotor og en propell, og av den art som har dels to aksielle koplingsparter (2,4), innrettet til å fastgjøres til hver sin akselende, av hvilke parter den ene (2) har et ringformet avsnitt som med liten klaring omgir et avsnitt av den annen koplingspart (4), hvilke avsnitt i deres mot hverandre vendende flater har like mange og parvis sam-hørende utsparinger (12, 13) som i en bestemt innbyrdes vinkelstil-ling av koplingspartene to og to danner en rotasjonssymmetrisk kop-lingsflate, dels et til antallet av koplingsflater svarende antall koplingsbolter (11) som under ett er forskyvbare parallelt med koplingens akse ut og inn av inngrep med koplingsflatene, karakterisert ved at utsparingene (12, 13) i koplingspartene (2, 4) og de dermed samvirkende flater på koplingsboltene (11) er

formet som komplementære, ikke-selvsperrende avkortede kjegleflater, og at koplingen inneholder mekanisk aktiverbare låseorganer (22) til fastholdelse av koplingsboltene (11) i innrykket stilling.

2. Kopling ifølge krav 1, karakterisert ved at hver koplingsbolt (11) er hul og fast forbundet med en hydraulisk sylinder (9) som er .festet i en langs den ene koplingspart (4) aksielt forskyvbar ring (7), og at stempelstangen (17) til et i sylinderen forskyvbart stempel (16) er ført gjennom bolten (11) og festet i en amen, for samtlige stempelstenger felles ring,(8), som er aksielt forskyvbar langs koplingsparten (4) pa den motsatte side av dennes med utsparingene (13) forsynte avsnitt, og at hvert låseorgan (22) er innrettet til å forbinde sylinderen og den tilhørende stempelstang fast med hverandre.

3. Kopling ifølge krav 2,karakterisert ved at minst en av de to ringer (7>8) er udreibart forbundet med koplingsparten (4).

4. Kopling ifølge krav 2, eller 3»karakterisert ved at hver koplingsbolt (11) er sentrert i den annen ring (8).

5. Kopling ifølge et eller flere av kravene 2-4, karakterisert ved at det mellom koplingsparten (4) og den første forskyvbare ring (7) er anordnet fjærorganer (31> 34) til ut-trykning av koplingsboltene (11).

6. Kopling ifølge krav 5>karakterisert ved at fjærorganene består av to grupper av fjærer av hvilke den første gruppe består av relativt stive fjærer (31) med kort vandring, fortrinnsvis tallerkenfjærer, mens den annen gruppe består av bløtere fjærer (34) med lengre vandring, fortrinnsvis skruefjærer.

7. Kopling ifølge ett eller flere av kravene 1-6, karakterisert ved at den halve toppvinkel for utskjæ-ringenes (12, 13) og koplingsboltenes (11) kjegleflater er ca. 15°•