NO159306B - Torsjonsfoelsom clutch. - Google Patents

Abstract

vridningsmomentfølsom clutch, hvis to halvdeler hver er forbundet med en av to aksler (1,4) eller lignende. En av clutchhalvdelene har hovedsakelig radielt orienterte fremspring (3) som består av et stivt, slitasjemotstandsdyktig materiale og er delvis innleiret i en elastisk deformerbar bærer (2). Deres utragende ender er i inngrep med motstående utsparinger (6) i den andre clutchhalvdel. På grunn av bærermaterialets elastisitet vil delene på grunn av størrelsen av det av clutchen over-førte vridningsmoment, søke å avvike fra sine første radielle stillinger og når en forutbestemt vridningsmomentgrenseverdi er nådd, innta stillinger hvor clutchen begynner å slure.

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en vridningsmoment-følsom clutch til bruk mellom to aksler eller lignende, og av den art som er angitt i innledningen til det etterfølgende selvstendige krav 1.

Kjente akselclutcher av den ovenfor nevnte type er beskrevet

i f.eks. CH A 541739 og DE B 2729775. Det er et felles trekk ved begge disse kjente utførelser at koplingsorganene utgjøres av stive metallegemer, mer spesielt stålkuler, som i radielt rettede spor er forskyvbare mellom en aktivert stilling og en frigjort stilling. De fastholdes i sine aktiverte stillinger ved hjelp av en elastisk kraft generert ved hjelp av trykkfjærer som virker direkte eller via hydrauliske stempler. Følgelig er slike clutcher forholdsvis kompliserte sett fra et konstruksjonsmessig synspunkt. De lider også av den funksjonelle begrensning at verdien av det overførte vridningsmoment ved hvilket denne kopling skjer, er fast og kan ikke endres lett.

I tillegg til de ovennevnte kjente konstruksjoner, er det fra NO-92113 kjent en vesentlig enklere utførelsesform enn de ovennevnte, idet koplingsorganene som i nevnte patent omtales som kraftoverførende organer, består av fjærende materiale i form av ståltråd eller annet fjærende materiale som rager radielt ut fra et stivt nav på den ene koplingshalvdel og griper inn i utsparinger i den andre, omgivende koplingshalvdel. Når dreiemomentet som overføres mellom koplingshalv-delene overstiger en på forhånd bestemt verdi, vil de kraftoverførende, fjærende organer bli bøyet og glippe ut av de samvirkende spor i den ytre koplingshalvdel, hvorved kraftoverføringen opphører. Ved å endre antallet av de ved siden av hverandre anordnede kraftoverførende organer av ståltråd eller annet fjærende materiale.endres koplingens maksimale dreiemoment tilsvarende. Denne operasjon kan kun foretas ved fremstilling av koplingen eller ved demontering av denne og uttagning eller innsetting av kraftoverførende organer. De kraftoverførende organer i denne konstruksjonen har ingen radiell bevegelsesmulighet, hvilket falant annet betyr at når koplingen ved sluring stanser i stillinger hvor koplingsorganene ikke griper inn i sporene i den ytre koplingshalvdel, vil koplingsorganene kunne ødelegges ved

i

reversering av koplingens dreieretning. For eventuelt å unngå dette, angis det i nevnte patent at de kraftoverførende organer alternativt kan utføres i gummi eller! lignende fjærende materiale. Det er åpenbart at en slik løsning vil medføre en stor slitasje, slik at koplingens 1'ivslengde blir vesentlig redusert.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er jå tilveiebringe en vridningsmomentfølsom clutch av den innledningsvis nevnte type hvor de ovennevnte ulemper og svakheter Jved kjente akselclutcher, er unngått, og samtidig oppnå en enkel konstruksjon som medfører lave fremstillingsomkostninger og som tillater lett variasjon av clutchens maksimale vridningsmoment under drift.

i

Dette er ifølge oppfinnelsen oppnådd ved hjelp av de karakteristiske trekk som fremgår av karakteristikken til det etterfølgende selvstendige krav 1 samt de etterfølgende uselvstendige krav. Clutchen omfatter såledesjstive organer festet i og som rager delvis ut fra en elastisk bærer, som tillater disse ved passering av den ønskede firigjøringsverdi, å innta stillinger i hvilke deres inngrep medj utsparingene opphører.

i

Denne nye clutchkonstruksjon er forskjellig fira den kjente teknikk og spesielt den mest nærliggende konstruksjon som fremgår av NO-92113, ved at inngrepsorganene jutgjøres av et stivt, ikke bøyelig slitasjemotstandsdyktig materiale, og at inngrepsorganene bæres av en holder av gummi jeller annet elastisk materiale, hvilket resulterer i en viktig funksjons-forskjell. De tangentielt orienterte krefter isom virker på inngrepsorganene og som sammen med den effektive vektarm-lengde som definerer det overførte vridningsmoment under

i

drift, deformerer holderen av elastisk materiale. Denne deformasjon tillater de stive inngrepsorganer å avvike fra den hensiktsmessige radielle stilling de inntar når clutchen ikke er i drift. Når vinkelawikelsen når en slik verdi at inngrepet opphører, vil clutchen begynne å slure som i og for seg kjent. Denne konstruksjonsmessige utførelse gjør det mulig på en relativt enkel måte å variere vridningsmomentets grenseverdi, nemlig ved å endre dimensjonene på inngrepsorganene, deres radielle og/eller aksielle utstrekning, deres bredde, deres profil eller egenskapene til det elastiske materiale til holderen i hvilken de er festet. Disse muligheter vil bli omtalt nærmere i det etterfølgende.

I tillegg til den allerede beskrevne kjente teknikk, skal det nevnes at det er kjent å tilveiebringe en clutch med en sentral gummikjerne som har vinglignende fremspring som samvirker med utsparinger i en omgivende hylse, som utgjør den andre halvdel av clutchen. Imidlertid i disse kjente utstyr, er de radielle fremspring i ett med den sentrale kjerne og består av det samme elastiske materiale. Som det forstås umiddelbart, er en slik clutch uegnet til å overføre noe betydelig vridningsmoment, og av denne grunn er bruk av slike clutcher begrenset til kun leker og lignende artikler. Oppfinnelsen skal nå beskrives med henvisning til tegningen.

Fig. 1 er et tverrsnitt gjennom en akselclutch, som viser hovedprinsippet ved oppfinnelsen,

fig. 2 viser i større målestokk,en del av et inngrepsorgan og hosliggende deler av de to clutchhalvdeler. Denne tegning viser en mulighet for å la clutchen operere med forskjellige vridningsmomentgrenseverdier for hver av de to rotasjonsretninger, og

fig. 3 er et perspektivriss som viser en utførelsesform av oppfinnelsen,som muliggjør variering av dreiemomentgrense-

verdien også under drift.

I tegningen viser henvisningstallet 1 en rørformet aksel som her antas å være den drivende aksel. Den er omgitt av en gummihylse 2 som er festet til akselen 1. Ved dens ytre sylindriske flate er det et antall aksielt' forløpende spor som hver opptar et clutchinngrepselement ! i form av et plate-lignende legeme 3 av et slitesterkt materiale, såsom stål. Legemenes 3 aksielle utstrekning kan tilnærmet være den samme som deres radielle avstand fra clutchens gjeometriske senter-akse. Ved hjelp av en hensiktsmessig operasjon, såsom vulkanisering eller klebing, er de festet ;i bæreringens 2 spor. Som det fremgår av tegningen, rager! de radielt utenfor ringens 2 ytre sylindriske flate, hvilken jer omgitt av en hylse 4 som danner den andre halvpart av clutchen og som er forbundet med den drevne aksel. Et hensiktsmessig arrangement er vist i figur 3. Den indre flate av hylsen 4 er radielt adskilt fra ringens ytre sylinderflate, hvorved det oppstår et sirkulært gap 5. Rett overfor hvert inngrepslegeme 3 har

i

ringen 4 en innvendig utsparing 6 som opptar den utragende del av det tilsvarende metallegeme 3. De aksielle dimensjoner av disse utsparinger tilsvarer i det minste den aksielle lengde av legemet 3.

- Clutchens virkemåte vil nå bli beskrevet.

Når akselen 1 roterer i den ene eller andre retning, vil sideflaten til den del av hvert legeme 3 som rager inn i en utsparing 6, kontakte den ene sidevegg av|utsparingen. Ringen 4 og følgelig også den drevne aksel vil således begynne å rotere. Den tangentielt orienterte kraft<j>med hvilken hvert legeme 3 virker på ringen 4, genererer en, like stor, motsatt rettet reaksjonskraft. Disse krefter søker å bringe delene 3 til å innta stillinger som er skrå sammenlignet med de radielle stillinger de inntar når clutchen ikke er i drift.

t

Jo større det av clutchen overførte vridningsmoment blir, jo større vil reaksjonskreftene og legemets j3 vinkeldeformasjon, bli. Vridningsmomentet kan til slutt nå :en slik verdi at

i

I

legemene 3 blir avbøyet til skråstillinger,i hvilke deres inngrep me.d utsparingene 6 opphører, slik at clutchen begynner å slure.

En clutch av den i figur 1 viste type er primært beregnet til bruk i utstyr som styres av en operatør. Formålet med den automatiske frigjøring av clutchinngrepet kan f.eks. være å beskytte maskinen som driver utstyret eller en annen utstyrskomponent, mot overbelastning eller for å sikre at clutchen begynner å slure når en bevegelig komponent i utstyret når en grenseverdi. En slik komponent kan f.eks. ut-gjøres av en bevegelig del av en ventil i systemer for strømmende væsker eller gasser. I slike systemer foreligger ofte det problem på den ene hånd å sikre at en ventil ved hjelp av sin styreinnretning blir bragt til fullstendig lukket stilling, hvor ingen forstyrrende lekkasje kan oppstå, men på den annen hånd at bevegelsen blir avbrutt i den tilsvarende ekstreme posisjon og derved gir beskyttelse mot mekanisk ødeleggelse. Lignende problemer foreligger for eksempel i hydrauliske kontrollsystemer, hvor det er nød-vendig å beskytte hydrauliske pumper og deres drivmotorer mot overbelastning, men også å få en indikasjon med hensyn til at en bevegelig komponent har nådd en ekstrem stilling. I disse tilfeller hvor det aktuelle system blir styrt og over-våket av en operatør vil han høre når clutchen begynner å slure, og kan da bryte driften. Imidlertid kan en clutch i samsvar med oppfinnelsen, også utformes på en slik måte at kraftkilden blir automatisk utkoplet ved clutchfrigjøring. Dette kan oppnås på forskjellige måter, f.eks. ved hjelp av følere som er følsomme overfor omdreiningsendringer eller ved hjelp av sonder som avføler belastningen inne i gummiringen 2 og genererer tilsvarende signaler som åpner eller lukker en elektrisk krets.

I figur 2 er det vist en utsparing som er asymmetrisk i forhold til dens radielle senterlinje C, hvorved maksimalverdien av vridningsmomentet som kan overføres i den ene retning av rotasjonen er større enn i motsatt retning. I samsvar med den her viste utførelsesform er utsparingens ene sidevegg 6a vesentlig radiell, mens den motsatte sidevegg 6b er skråstiIt. Dette betyr at når legemet 3 er i kontakt med

i

den sistnevnte vegg, vil dens inngrep opphøre ved en lavere vridningsmomentverdi.

i i

Figur 3 viser en utførelsesform av oppfinnelsen:i samsvar med hvilken vridningsmomentverdiens maksimum kan endres lett, selv når clutchen er i drift. I figur 3 har akselen 1 ribber 7, som samvirker med tilsvarende spor i nyisen 8 til hvilken gummiringen 2 er festet. Hylsen 8 har et perifert spor 9, som opptar benene til en gaffel 10. Det er under-forstått at gaffelen 10 muliggjør aksiell forskyvning av ringen 2 og delene 3 i forhold til hylsen 4, som danner den andre clutchhalvdel, hvorved det totale kontaktområdet og således maksimalt vridningsmoment som kan overføres ved hjelp av clutchen, kan varieres lett.

Det skal understrekes at det generiske oppfinnélseskonsept er forståelsen av de viktige trekk er oppnådd på grunn av anvendelse av stive inngrepslegemer understøttet av en elastisk holder. De utragende inngrepslegemer kan bæres av en ytre eller indre del av clutchen. En alternativ måte for å feste dem i den elastiske bærer, er å lage djeres basis-ender bredere slik at de blir fastholdt av de Jelastiske krefter som utøves av bærermaterialet. En fordel med et slikt arrangement er lett utskiftning. Denne imulighet er verdifull, ikke bare med hensyn til reparasjon. Det betyr også at samtlige utragende legemer kan skiftes iut med et forskjellig sett som har andre dimensjoner og/eller profiler. Sluttelig er det også mulig å variere clutchens drifts-parametre ved å variere det elastiske materiales fysiske egenskaper.

Claims (4)

1. Vridningsmomentfølsom clutch til bruk mellom to aksler eller lignende, omfattende to clutchhalvdeler, hvorav den ene halvdel har en hylse (4) som omgir den andre halvdel og hvor en av dem har organer (3) som vanligvis står i inngrep med utsparinger (6) i den andre clutchhalvdel, men er beregnet til når det av clutchen overførte dreiemoment overstiger en forutbestemt grenseverdi, å bli forskjøvet til frigjørings-stillinger, karakterisert ved at organene (3) består av et stivt, slitemotstandsdyktig materiale og er festet i, men rager delvis ut i radialretningen fra en holder (2) av gummi eller annet elastisk materiale, idet deres utragende deler vanligvis er i vridningsmomentoverførende inngrep med utsparingene (6).

2. Clutch ifølge krav 1, karakterisert ved at de utragende organer (3) omfatter langstrakte plater, fortrinnsvis av hovedsakelig rektangulært tverrsnitt når sett i et plan perpendikulært på clutchens rotasjonsakse.

3. Clutch ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at utsparingene (6) er asymmetriske i forhold til sine radielle midtlinjer, hvorved nevnte vridningsmomentover-førende grenseverdi har forskjellig størrelse i de to rotasjonsretninger.

4. Clutch ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at dens to halvdeler (2,4) er aksielt forskyvbare i forhold til hverandre for å mulig-gjøre variasjon av det effektive anleggsområdet mellom organenes (3) fremspringende deler og utsparingene (6) og derved regulering av den innstilte vridningsmomentoverførende grenseverdi.