PL223691B1

PL223691B1 - Clutch disc

Info

Publication number: PL223691B1
Application number: PL399616A
Authority: PL
Inventors: Marcin Kowalczyk; Eugeniusz Rusiński
Original assignee: Politechnika Wroclawska
Priority date: 2012-06-21
Filing date: 2012-06-21
Publication date: 2016-10-31
Also published as: PL399616A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest tarcza sprzęgłowa o zwiększonej podatności przeznaczona do mocowania bezpośrednio do wałka zębnika słonecznego stopnia planetarnego przekładni.The subject of the invention is a clutch disc with increased flexibility, intended for mounting directly to the sun pinion shaft of the planetary stage of the gear.

Z polskiego opisu patentowego 148676 znana jest tarcza sprzęgła posiadająca dwa pośrednie pierścienie z przyklejonymi okładzinami ciernymi, w których wykonane są cylindryczne wytłoczenia o średnicy odpowiedniej do średnicy otworów w płytkach sprężystych, które po roztłoczeniu spełniają rolę nitów, łącząc pośredni pierścień ze sprężystą płytką.From the Polish patent specification 148676 a clutch disc is known which has two intermediate rings with glued friction linings, in which there are cylindrical embossings with a diameter corresponding to the diameter of the holes in the spring plates, which, after expanding, act as rivets, connecting the intermediate ring with the elastic plate.

W wielu rozwiązaniach przekładni zawierających stopień planetarny wyrównanie obciążeń pomiędzy kołami satelitowymi następuje poprze pozostawienie swobody przemieszczania się zębnika słonecznego w kierunku promieniowym. Przekładnie zawierające stopnie planetarne stosowane są m.in. w układach narażonych na przeciążenia udarowe wywołane krótkotrwałym zwolnieniem prędkości obrotowej mas wirujących, np. w mechanizmach urabiania koparek wielonaczyniowych kołowych. Jeden z najskuteczniejszych sposobów ograniczania przeciążeń udarowych w układach napędowych polega na umieszczeniu w łańcuchu kinematycznym mechanizmu napędowego sprzęgła zdolnego mechanicznie rozłączyć części napędu, np. wewnątrz przekładni pomiędzy stopniami, w których stopień przekładni od strony wyjścia przekładni jest planetarny, stopień od strony wejścia przekładni jest dowolnego typu. Sprzęgło przeciążeniowe wiążąc wałek słoneczny z wałem drugiego stopnia może niekorzystnie usztywnić zamocowanie wałka słonecznego pogarszając warunki pracy stopnia planetarnego.In many gear designs containing a planetary stage, the load equalization between the satellite wheels occurs by allowing the sun pinion to move radially freely. Gear units containing planetary stages are used, among others in systems exposed to shock overloads caused by a short-term deceleration of the rotational speed of rotating masses, e.g. in mining mechanisms of wheeled multi-bucket excavators. One of the most effective methods of limiting shock overloads in drive systems is to place a clutch in the kinematic chain that is able to mechanically disconnect drive parts, e.g. inside the gear, between the stages, where the gear stage on the gear output side is planetary, the gear input stage is arbitrary type. The overload clutch, binding the sun shaft to the second stage shaft, may adversely stiffen the solar shaft mounting, worsening the operating conditions of the planetary stage.

Tarcza sprzęgłowa według wynalazku posiada wymaganą podatność w kierunkach promieniowych i osiowym, dzięki temu siła osiowa, siła i moment siły w dowolnym kierunku promieniowym są dopuszczalne. Warunki pracy stopnia planetarnego przekładni są prawidłowe.The clutch plate according to the invention has the required flexibility in radial and axial directions, whereby the axial force, force and moment of force in any radial direction are acceptable. The operating conditions of the gear planetary stage are correct.

Tarcza sprzęgłowa z okładzinami ciernymi według wynalazku zawiera jednoelementową część nośną z wieloma wycięciami.The clutch plate with friction linings according to the invention includes a one-piece support portion with a plurality of cutouts.

Korzystnie, okładziny cierne są przyklejone do tarczy.Preferably, the friction linings are glued to the disc.

Korzystnie, wycięcia mają kształt dwóch soczewek z zaokrąglonymi narożami połączonych kanałem w postaci rozciągniętej litery S.Preferably, the cutouts are in the shape of two lenses with rounded corners connected by an extended S-shaped channel.

Korzystnie, tarcza sprzęgłowa jest montowana bezpośrednio na wałku słonecznym stopnia planetarnego.Preferably, the clutch plate is mounted directly on the sun shaft of the planetary stage.

Tarcza sprzęgłowa według wynalazku posiada zwiększoną podatność dla sił i momentów działających w kierunkach promieniowych i dla sił działających wzdłuż osi obrotu, dzięki temu może być montowana bezpośrednio na wałku słonecznym stopnia planetarnego. Zwiększoną podatność osiąga się poprzez wycięcia w monolitycznej tarczy. Kształt wycięć podyktowany jest własnościami wytrzymałościowymi tarczy, która ma być podatna w kierunku promieniowym i jednocześnie obciążona jest momentem skręcającym. Zwiększenie podatności poprzez kształtowanie monolitycznej tarczy pow oduje zwiększenie stopnia wytężenia materiału do takiego poziomu, że kształt wycięć ma znaczenie. Z punktu trwałości tarczy zakresy naprężeń zależą od zmian momentu skręcającego oraz przemies zczeń promieniowych i osiowych środkowej części tarczy względem płaszczyzny okładzin ciernych. W tarczy sprzęgłowej według wynalazku każde wycięcie zawierają dwa soczewkowe otwory połączone kanałem. Pomiędzy wycięciami utworzone są łączniki wewnętrznej z zewnętrzną częścią tarczy, posiadające dostateczną podatność niezależnie od kierunku działania obciążenia. Dzięki wielu punktom przegięcia łączników uzyskuje się korzystny stosunek sztywności promieniowej tarczy do zakresu naprężeń. Przykładowe zastosowanie tarczy sprzęgłowej o zwiększonej podatności w sprzęgle przeciążeniowym jest przedstawione na fig. 2 i jest typowe w wielu przekładniach ze stopniami planetarnymi. Typ stopnia przekładni od strony wejścia przekładni nie ma znaczenia. Wałek słoneczny powinien być łożyskowany tak, aby punkt obrotu A wałka względem 3 kierunków był umieszczony jak najbliżej tarczy sprzęgłowej. Sprzęgło przeciążeniowe zamocowane jest do dwóch wirujących elementów przekładni i jest sprzęgłem ciernym tarczowym.The clutch plate according to the invention has an increased susceptibility to forces and moments acting in radial directions and to forces acting along the axis of rotation, so that it can be mounted directly on the sun shaft of the planetary stage. Increased compliance is achieved by notches in the monolithic dial. The shape of the notches is dictated by the strength properties of the disc, which is to be flexible in the radial direction and, at the same time, is loaded with a twisting moment. Increasing compliance by shaping a monolithic disk increases the degree of stress of the material to such a level that the shape of the notches matters. From the point of disc life, the stress ranges depend on the changes in the torsional moment and the radial and axial displacements of the center part of the disc in relation to the plane of the friction linings. In the clutch disc according to the invention, each cutout comprises two lenticular openings connected by a channel. Between the notches there are connections between the inner and the outer part of the disc having sufficient compliance irrespective of the direction of the load. Due to the multiple inflection points of the connectors, a favorable ratio of the radial stiffness of the disc to the stress range is obtained. An exemplary use of a clutch plate with increased compliance in the overload clutch is shown in Fig. 2 and is typical in many planetary gears. The type of the gear stage on the gear input side does not matter. The sun shaft should be bearing so that the shaft rotation point A in 3 directions is located as close as possible to the clutch plate. The overload clutch is attached to two rotating gear elements and is a disc friction clutch.

Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji jest uwidoczniony na rysunkach, na których: fig. 1 przedstawia tarczę sprzęgłową, fig. 2 przedstawia sprzęgło przeciążeniowe z tarczą sprzęgłową zamocowane do wałów stopni planetarnego i stożkowego przekładni mechanizmu urabiania koparki.The subject of the invention in an exemplary embodiment is shown in the drawings, in which: Fig. 1 shows the clutch disk, Fig. 2 shows the overload clutch with a clutch disk attached to the shafts of the planetary stages and the conical gear of the excavator mining mechanism.

P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1

Sprzęgło przeciążeniowe jest zamocowane do wałka zębnika słonecznego 4 stopnia planetarnego od strony wyjścia przekładni i wału 5 innego dowolnego typu stopnia przekładni od strony wejścia przekładni. Pomiędzy wałkiem zębnika słonecznego 4 i wałem 5 jest łożysko 6 umożliwiająceThe overload clutch is attached to the sun pinion shaft 4 of the planetary stage on the gear output side and the shaft 5 of any other type of gear stage on the gear input side. A bearing 6 is provided between the sun pinion shaft 4 and the shaft 5

PL 223 691 B1 obracanie się wałka zębnika słonecznego 4 i wału 5 względem siebie oraz względem wszystkich kierunków w punkcie A. Sprzęgło przeciążeniowe zawiera tarczę sprzęgłową o zwiększonej podatności 9. Tarcza sprzęgłowa o zwiększonej podatności 9 stanowi jednoelementowa część nośna 1 z okładzinami ciernymi 2 i wieloma wycięciami 3. Okładziny cierne 2 znajdują się wzdłuż zewnętrznego obwodu części nośnej 1. Wycięcia 3 są rozłożone po wewnętrznym obwodzie okładziny ciernej 2. Wycięcia 3 mają kształt dwóch soczewkowych otworów z zaokrąglonymi narożami połączonych kanałem w postaci rozciągniętej litery S. Pomiędzy wycięciami 3 są łączniki w części nośnej 1, które mają wiele punktów przegięcia. Łączniki pomiędzy wycięciami mają zmienną szerokość, a krzywizny różne promienie zaokrągleń optymalizowane pod kątem zakresów naprężeń.Rotation of the sun pinion shaft 4 and shaft 5 in relation to each other and in all directions at point A. The overload clutch includes a clutch plate with increased compliance 9. The clutch plate with increased compliance 9 is a one-piece support part 1 with friction linings 2 and many cutouts 3. The friction linings 2 are located along the outer periphery of the support part 1. The cutouts 3 are distributed along the inner circumference of the friction lining 2. The cutouts 3 have the shape of two lenticular openings with rounded corners connected by a channel in the form of an extended letter S. Between the cutouts 3 there are connectors in support portion 1 which have multiple inflection points. Connectors between cutouts have variable width, and curves have different fillet radii optimized for stress ranges.

Claims

Patent claims

A clutch disc, characterized in that it comprises a one-piece support part (1) with a plurality of cutouts (3).

2. A disc according to claim 3. The material of claim 1, characterized in that it comprises friction linings (2) on the outer periphery of the supporting part (1).

3. The disc according to claim 3. A method as claimed in claim 1, characterized in that the cutouts (3) are distributed along the inner circumference of the friction lining (2).

4. A disc according to claim 1 The cut-out according to claim 1, characterized in that the cutouts (3) have the shape of two lenticular openings with rounded corners connected by a channel in the form of an extended S

5. The disc according to p. A device according to claim 1, characterized in that between the cutouts (3) there are connectors in the support portion (1) that have a plurality of inflection points.

6. The disc according to claim The apparatus of claim 1, wherein it is mounted directly on the sun shaft of the planetary stage.