NO150409B - Anordning ved elastiske koplinger - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning ved elastiske koplinger og særlig, men ikke utelukkende,

koplinger for overføring av dreiemomenter mellom to innbyrdes dreibare komponenter, f.eks. drivende og drevne aksler.

Elastiske koplinger for overføring av dreiemoment mellom to innbyrdes dreibare komponenter er kjent i form av en rekke stive forbindelsesdeler og en rekke fjærende .elastomere elementer som er anbrakt avvekslende for å danne en ring hvori forbindelsesdelene er beregnet til å bli forbundet avvekslende med den ene og den annen av komponentene, og der de belastningsoverførende flater i hver forbindelsesdel strekker seg parallelt med rotasjonsaksen for koplingen, hvorved de elastomere elementer blir trykkbelastet av belastninger som skyldes dreiemomentet, og skjærbelastet under aksiale belastninger.

Trykkstivheten for de elastomere elementer er

betydelig større enn stivheten mot skjærpåkjenninger, og for å øke den aksiale belaatningsevne er det kjent å stille de lastoverførende overflater på hver forbindelsesdel i vinkel likt og motsatt i forhold til koplingens rotasjons-

akse og å reversere på hverandre følgende forbindelsesdeler,slik at de elastomere elementer blir underkastet trykkpåkjenninger og skjærpåkjenninger under aksiale belastninger .

En ulempe ved denne konstruksjon er imidlertid at

under belastninger som skyldes dreiemomentet blir de forbindelsesdeler som er forbundet med den ene av komponentene utsatt for en netto aksial kraftkomponent i en retning og forbindelsesdelene som er forbundet med den annen' av komponentene blir utsatt for en netto aksial kraftkomponent i den motsatte retning, slik at det oppstår en tilbøyelighet til at forbindelsesdelene som er forbundet med- komponentene beveger seg mot eller bort fra hverandre.

Formålet med oppfinnelsen er å oppheve denne ulempe. Problemer med å formgi en kopling der de lastoverførende flater på forbindelsesdelene står i vinkel i forhold til koplingens rotasjonsakse, slik at aksiale belastninger opp-tas av de elastomeriske elementer under skjærpåkjenninger og trykkpåkjenninger uten å frembringe en netto aksial kraftkomponent som virker på forbindelsesdelene som er knyttet til hver dreibar komponent under dreiemomentbelast-ningen, er løst ved at det sørges for et like antall forbindelsesdeler for feste til hver dreibar komponent, og ved at på hverandre følgende forbindelsesdeler for feste til komponenten er aksial vendt om med hensyn til helningsvinkelen av de belastningsoverførende flater.

Hovedfordelen som oppnås med denne oppfinnelse,er at dreiemomentbelastninger ikke skaper aksiale krefter som søker å drive forbindelsesdelene knyttet til hver dreibar komponent mot eller bort f ra hverandre, mens man bibeholder fordelen med høy aksial belastningsevne som oppnås ved vinkelstil-ling av de lastoverførende flater i forhold til koplingens rotasjonsakse.

Det finnes fortrinnsvis minst fire forbindelsesdeler, som skal være knyttet til hver dreibar komponent. Det er fordelaktig at hver av forbindelsesdelene, som er innrettet for forbindelse til en av de dreibare komponenter, har lastover-førende flater, som er motsatt skråttstilt,- fortrinnsvis med like og motsatte vinkler i forhold til koplingens rotasjonsakse, dvs. forholdsvis utadrettet, mens enhver av de mellomliggende forbindelsesdeler som er innrettet for forbindelse til en annen dreibar komponent, har lastoverførende flater skråttstillet i like vinkler i forhold til koplingens rotasjonsakse, og det vil si med flatene parallelle.

Forbindelsesdelene som er beregnet for forbindelse med den ene av de dreibare komponenter, er fortrinnsvis separate og forsynt med-midler for feste av delen til komponenten, f.eks. kan hver forbindelsesdel omfatte en hylse med en aksial gjennomgående boring for gjennomføring av en bolt eller lign-ende festemiddel, og forbindelsesdelene, som er beregnet for forbindelse:til den annen dreibare komponent, er forbundet med hverandre og forsynt med felles midler for feste av delene til komponenten, f.eks. kan hver forbindelsesdel. omfatte et blad som er i ett stykke med et sentralt nav, beregnet for montering på komponenten.

Det er fordelaktig at hver hylse har forholdsvis divergerende lastoverførende flater, og hvert blad har parallelle lastover-førende flater. De lastoverførende flater for hver hylse eller hvert blad kan være plane eller krumme, og f.eks. kan hvert blad ha skrueform slik at helningsvinkelen for de last-bærende overflater i forhold til rotasjonsaksen øker med økende radiell avstand fra bladets akse, mens overflatene forblir parallelle med hverandre.

De fjærende elementer er fortrinnsvis forkomprimert for å trykkbelaste elementene slik at man reduserer eller eliminerer opptreden av strekkrester i materialet under bruk. Forkom-primeringen kan foregå under fremstillingen eller ved monteringen .

I en foretrukket utførelsesform finnes det fire blader, som strekker seg radielt utad fra et sentralt nav og fire mellomliggende kileformete hylser, som er innrettet slik at i umon-tert tilstand vil et par motstående hylser være aksialt for-skjøvet til en side for bladene, og det annet par motstående hylser vil være aksialt forskjøvet tilsvarende, men til en annen side for bladene. Som en følge.av dette blir det.elastomere materialet mellom på hverandre følgende blader og hylser forbelastet i trykk ved monteringen ved reduksjon av den aksiale forskyvning mellom hylsene og bladene. Hver hylse har fortrinnsvis et aksialt rettet avstandsparti for regulering av reduksjonen av aksial forskyvning og dermed graden av for-komprimering ved montering av koplingen. Hvert blad kan ha et par ettergivende stoppanordninger, en ved hver aksial ende,

for å bestemme den aksiale bevegelse mellom bladene og hylsene ut over en på forhånd bestemt verdi.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene angitte trekk og vil i det følgende bli beskrevet mer i detalj under henvisning til tegningene der:

Fig.l viser en kopling utført i henhold til oppfinnelsen

sett fra den ene enden,

Fig. 2 og 3eir snittet til linjene 2-2 og 3-3 på Fig.l,

Fig.4 viser hjulkorset for koplingen som er gitt på Fig.l,

sett fra en ende,

Fig. 5 og 6 er snitt etter linjene 5-5 og 6-6 pa Fig.4,

Fig.7 viser en av forbindelseshylsene i koplingen, som er

gitt på Fig.l, sett fra en ende,

Fig.8 viser en utfolding av et snitt gjennom koplingen på

fig.1-7,

Fig.9 viser sett fra siden og delvis i snitt utstyr med de

koplinger som er vist på fig. 1-8.

Fig.10 viser sett fra enden utstyret som er vist på Fig.9, Fig.11 viser i perspektiv utstyret på figurene 9 og 10 med

delene trukket fra hverandre, og

Fig.12 viser en utfolding av et snitt gjennom den sammen-satte kopling på Fig.9 og 10.

Koplingen 1 som er gitt på Fig. 1-8 på tegningen, innbefatter et hjulkors 2 med et sentralt nav 3 for feste av hjulkorset til den ene av de to innbyrdes dreibare komponenter (ikke vist), og fire radielt stående blader 4, som er fordelt til denne omkretsen og har aksial utstrekning, slik at hvert blad får et par lastoverførende flater 4a. Vekslende med de fire blader 4 finnes det fire stive forbindelseshylser 5,

som hver har en aksial boring 6 for feste av hylsen, f.eks. ved hjelp av en bolt (ikke vist) til en annen av de to innbyrdes dreibare komponenter ( ikke vist), og et par belast-ningsoverførende flater 5a. Mellom hvert par av mot hverandre vendte lastoverførende flater 4a og 5a, som vender mot hverandre i omkretsretningen på henholdsvis et blad 4 og en hylse 5, finnes det et fjærende gummielement 7.

lastningsoverførende flater 5a er skråttstillet med like og motsatt rettede vinkler i forhold til koplingenes rotasjonsakse, dvs. at flatene 5a peker fra hverandre i akseretningen fra den ene enden av hylsen mot den annen (Fig.7). Hver hylse 5 er ved sin smale ende utført i ett stykke med en aksialt rettet avstandsdel 5b, og hylser 5 , som følger etter hverandre, er snudd rundt slik at de tilhørende flater 5a, som vender mot omkretsen, er innbyrdes divergerende mot motstående endeflater av koplingen (Fig.2, 3 og 8).

Hvert blad 4 har skrueform, og de tilhørende belastningsover-førende flater 4 a er skråttstilt i like vinkler i forhold til koplingenes rotasjonsakse, dvs. at flatene er paralelle. Som vist på Fig. 5 og 6 er helningsvinkelen for flatene 4a ikke konstant i radialretningen av bladet, men på grunn av bladets skrueformete profil øker vinkelen i forhold til koplingens rotasjonsakse med økningen i den radielle dimensjon av bladet selv om flatene 4a er paralelle i en hvilken som helst gitt radiell posisjon. På hverandre følgende blader er dreiet motsatt, dvs. at gapet mellom dem enten øker eller avtar i aksialretningen for koplingen fra den ene ende mot den annen for å gi plass til den innstikkende kileformete hylse 5.

Som vist på Fig.l har man like antall gummielementer 7 skråttstillet i like og motsatte vinkler i forhold til koplingens rotasjonsakse, med gummielementene 7 anbrakt på begge sider av en hylse 5, slik at det fremkommer et stort sett V-formet møns-ter sett i aksialretningen. Et par V-formete elementer er forholdsvis divergerende fra den ene enden av koplingen mot den annen, og på hverandre følgende par står omvendt.

Fig.8 viser den ovenfor beskrevne kopling i ubelastet fri tilstand med på hverandre følgende hylser 5 og innstikkende blader 4, aksialt forskjøvet i forhold til et par motstående hylser, som er aksialt forskjøvet på den ene side av bladet, mens det annet par motstående hylser er aksialt forskjøvet til den annen side. I tillegg er gummielementene 7 som vist støpt slik at de strekker seg over endeflaten av bladene 4 for å

danne ettergivende stoppanordninger 8.

På Fig. 9-12 er det vist en anordning der den ovenfor beskrevne kopling 1 er benyttet som forbindelse mellom en pro-pellaksel 20 for en båt og en fleksibelt opphengt motor (ikke vist).

Koplingen er anbrakt mellom en ringformet flens 21 på motorens gearkasse og en ringformet stopplate 22 med en sentral åpning 23, som navet 3 på hjulkorset 2 stikker igjennom. Flensen 21 og platen 22 er hver utført med 4 hull 21a og 22 a, og hver hylseboring 6 er innrettet med et par tilsvarende hull 21a og 22a. Ved montering blir hver hylse 5 skrudd fast til flensen 21 ved hjelp av en skru- og mutteranordning 24. Sam-tidig blir stopplaten 22 trukket mot flensen 21 for å redusere den aksiale forskyvning mellom hylsene 5 og bladene 4 fra den som eksisterer i ubelastet fri tilstand for koplingen (Fig.8), slik at gummielementer ved 7 forbelastes ved trykk. Som vist på Fig. 12.blir reduksjonen i den aksiale forskyvning bestemt av den aksiale lengde av hylsene 5 og særlig av den aksiale lengde av avstandsdelene 5b, idet denne lengde kan være valgt for å frembringe en hvilken som helst ønsket grad av forbelastning.

En aksialt rettet, spalte 3a deler den frie enden av hjul-korsets nav 3 i to halvdeler 3c og 3b. Ved monteringen blir navet 3 spent sammen rundt akselen 20 ved innføring av enden av akselen i den frie enden av navet 3 og ved å trekke de to navhalvdelene sammen ved hjelp av et par skru- og mutteran-ordninger 25.

Under bruk vil aksiale belastninger i begge retninger bli opptatt av gummielementene 7 som står under trykk- og under skjærpåkjenninger opp til en bestemt verdi, hvoretter bladets ende-stoppere 8 kommer i kontakt med stoppflaten 22 eller gearkas-sens flens 21 for å begrense ytterligere aksial bevegelse mellom bladene og hylsene og for derved å hindre overbelastning av elementene 7. Dreiemomentbelastninger i begge retninger blir også opptatt av gummielementene 7, som står under trykk-og skjærpåkjenninger, men i motsetning til kjente koplinger der de belastningsoverførende flater på forbindelsesdelene er skråttstillet i forhold til rotasjonsaksen for koplingen, blir overføringen av dreiemomentbelastninger ved koplingen i henhold til oppfinnelsen ikke fulgt av noen tilbøyelighet for forbindelsesdelene, som er forbundet med hver av komponentene, til å bevege seg mot eller bort fra hverandre i akseretningen. Dette sees tydeligere av Fig.12 der man forutsetter at en dreiemo- ■ mentbelastning utøves på koplingen i pilens A retning der en aksial kraftkomponent vil bli frembrakt ved hver av de last-overf ørende flater 4a og 5a på bladene 4 og hylsene 5, og den vil virke i den angitte retning, og man ser da at et par motstående blader har en netto aksial kraftkomponent i en retning, som er lik og rettet motsatt den netto aksiale kraftkomponent for det annet par motstående blader slik at den resulterende, aksiale kraftkomponent som virker på hjulkorset under dreiemomentbelastninger, vil være null. Likeledes vil man se den aksiale kraftkomponent som virker på de belastningsoverførende flater på hver hylse,er like og motsatte slik at den resulterende aksiale komponent for den kraft som virker på hver hylse under dreiemomentbelastninger også er null.

Det skal påpekes at oppfinnelsen ikke er begrenset til den utførelsesform som er beskrevet ovenfor, og f.eks. kan skrå-stillingen av de lastoverførende flater i forhold til koplingens rotasjonsakse varieres slik at man får en hvilken som helst bæreevne for aksiale belastninger og dreiemomentbelastninger. Hvert blad kan ha en flat lastoverførende flate, som kan være skråttstilt i samme vinkel som den motstående last-overførende flate på den tilstøtende hylse slik at den blir paralell med denne. Hver hylse kan ha krumme lastoverførende flater og kan ha skrueform svarende til den lastoverførende flate på det tilstøtende blad.

Antall blader og hylser kan varieres under forutsetning av at det er et like antall av hver, dvs. multipli av to, og fortrinnsvis et minimum på fire av hver.

Hver hylse kan være utført i ett med en avstandsdel som beskrevet eller en separat avstandsdel kan benyttes ved sam-mensetningen der størrelsen av avstandsdelen kan velges slik at den gir den ønskede grad av forbelastning av de ettergivende elementer. Alternativt kan forbelastning av de ettergivende elementer foregå med andre midler, som er kjent for fagfolk.

Hjulkorset kan ha et oppsplittet nav som beskrevet for å lette fastspenning av navet på akselen, eller navet kan festes på en hvilken som helst annen passende måte, f.eks. med radielt rettede bolter.

De fjærende elementer kan være av et hvilket som helst hensiktsmessig elastomert materiale og kan innbefatte ar-meringer.

Claims (10)

1. Elastisk kopling (11) omfattende en flerhet av forbindelsesdeler (4,5) og en flerhet av elastomere elementer (7), som er anbrakt avvekslende i en ring der hver annen forbindelsesdel er beregnet for tilslutning til tilstøtende to komponenter som skal forbindels, og der hver forbindelsesdel har et par belastnings-overførende flater (4a,5a) stående i en vinkel på koplingens rotasjonsakse, karakterisert ved at den har et like antall forbindelsesdeler (4,5) for feste til hver komponent, og at på hverandre følgende forbindelsesdeler (4,5) for feste til komponenten er aksialt vendt om med hensyn til helningsvinkelen av de belastningsoverførende flater-.

2. Kopling som angitt i krav 1, karakterisert ved at den har åtte forbindelsesdeler (4,5), hvorav fire (4) er beregnet på å bli forbundet med den ene komponent og de gjenværende (4,5) er beregnet for forbindelse med den annen komponent.

3. Kopling som angitt i krav 1 eller 2 karakterisert ved at hver av forbindelsesdelene (5) som er beregnet på å bli forbundet med den ene komponent, har lastoverførende flater 5a som er motsatt skråttstilt i forhold til koplingens rotasjonsakse, fortrinnsvis med like store og motsatte vinkler.

4. Kopling som angitt i krav 3 karakterisert ved at hver av forbindelsesdelene (4) som er beregnet for forbindelse med den ene komponent, har last-overf ørende flater (4a), som er skråttstilt med like store vinkler i forhold til koplingens rotasjonsakse.

5. Kopling som angitt i krav 4 karakterisert ved at forbindelsesdelene (4) som er beregnet for forbindelse med den annen komponent, omfatter et radielt rettet blad (4), fortrinnsvis med skrueform.

6. Kopling som angitt i krav 5 karakterisert ved at bladene (4) danner en del av et hjulkors (2) med et sentralt nav (3) for feste til den nevnte annen komponent.

7. Kopling,som angitt i krav 1 karakterisert ved at de elastomere elementer (7) er forbelastet under trykk.

8. Kopling som angitt i krav 1 karakterisert ved at forbindelsesdelene (4) som er beregnet for forbindelse med en komponent, ligger i et felles plan på tvers av koplingens rotasjonsakse og har på hverandre følgende forbindelsesdeler (5) som er beregnet for forbindelse med den annen komponent, er aksialt for-skjøvet til den ene eller annen side av dette plan.

9. Kopling som angitt i krav 8 karakterisert ved at hver aksialt forskjøvne forbindelsesdel (5) er i ett i stykke med en aksialt rettet avstandsdel (5b).

10. Kopling som angitt i krav 8 eller 9 karakterisert ved at hver koplingsdel (4) som ligger i det nevnte felles plan, har et par ettergivende stoppanordninger (8), én ved hver aksiale ende.