PL235457B1 - Samozasprzęglający zespół przekładnia-sprzęgło - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest samozasprzęglający zespół przekładnia-sprzęgło przeznaczony do stosowania we wszystkich rozwiązaniach dynamicznie przekazujących energię obrotową a następnie wykorzystujących bezwładność układu do dalszego ruchu, w szczególności w pojazdach elektrycznych, robotach humanoidalnych, egzoszkieletach oraz protezach kończyn.

Sprzęgło dwuelastyczne znane z polskiego zgłoszenia patentowego nr P.289840, ma dwa identyczne kołnierze skierowane swymi kłami na zewnątrz. Kołnierze skręcone są na obrzeżu śrubami. Między kołnierzami znajduje się podkładka centrująca a po obu stronach kołnierzy znajdują się piasty również skierowane kłami na zewnątrz. Między kłami znajdują się baryłki, wkładki elastycznej utrzymywane przez pierścień elastyczny.

Samoczynne sprzęgło zaciskowe dwukierunkowe znane z polskiego zgłoszenia patentowego nr P. 354855, jest urządzeniem przeznaczonym do przekazywania ruchu obrotowego przez wał napędzający do wału napędzanego ze współpracą elementów pośredniczących, umieszczonych w sterowanym koszyku prowadzącym. Sterowany koszyk prowadzący utrzymuje elementy, pośredniczące w położeniu neutralnym za pomocą sprężyn jako podatnych elementów ustalających lub innych jak na przykład zatrzaski kulkowe. Zewnętrzne siły Fn powodują nacisk na elementy, sterujące koszykiem. Wywołana siła tarcia T, przeciwna do zwrotu siły obwodowej F na wale napędzającym, pokonuje opór podatnych elementów ustalających i sterowany koszyk prowadzący obraca się w stosunku do wału napędzającego i umożliwia zaciśnięcie się elementów pośredniczących między powierzchniami roboczymi wału napędzającego i wału napędzanego. Sprzęgło działa jednakowo przy prawych i lewych obrotach. Siły Fn związane są kinetycznie z korpusem sprzęgła.

Sprzęgło odcinające z wejściem zwrotnym znane z europejskiego opisu patentowego nr EP1270977, zawiera pierścień zewnętrzny jako element obrotu po stronie wejściowej, pierścień wewnętrzny jako człon obrotowy po stronie wyjściowej, rolki jako środki przenoszenia momentu obrotowego, nieruchomego koszyczka utrzymującego rolki, sprężyny centrującej jako elastycznego elementu do ustawiania koszyczka, obudowy jako elementu nieruchomego po stronie sprężyny ślizgowej i obracające się razem z koszykiem, przesuwają się po obudowie. W przypadku opisanej powyżej konstrukcji sprzęgło wywiera opór obrotowy wywołany oporem tarcia względem koszyczka.

Istota samozasprzęglającego zespołu, według wynalazku, polega na tym, ma wałek napędowy napędzany układem napędowym, korzystnie silnikiem, na którym osadzona jest przekładnia odwracająca kierunek obrotów oraz sprzęgło, które od strony przekładni ma bieżnię zaopatrzoną w koszyczek z elementami klinującymi. Za bieżnią osadzony jest pierścień z wybraniami, przy czym w wybraniach pierścienia osadzone są elementy tarciowe dociskane do koszyczka sprężynami, ponadto elementy klinujące osadzone są pomiędzy tuleją zdawczą i bieżnią.

Korzystnie, przekładnia odwracająca kierunek obrotów jest przekładnią falową lub przekładnią planetarną lub przekładnią cykloidalną.

Korzystnie, pierścień i elementy tarciowe sterujące koszyczkiem, obracane są w kierunku przeciwnym do kierunku obrotów tulei zdawczej oraz przekładni.

Samozasprzęglający zespół przekładnia-sprzęgło według wynalazku charakteryzuje się tym, że jest w stanie przenieść bardzo duże obciążenia w stosunku do masy oraz objętości samego urządzenia oraz następuje samoczynne zasprzęglenie podczas ruchu obrotowego silnika lub innego układu napędowego. Cechą wyróżniającą to rozwiązanie jest również mała energochłonność w aplikacjach mogących wykorzystać bezwładność układu.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania uwidoczniony jest na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia samozasprzęglający zespół przekładnia-sprzęgło w widoku aksonometrycznym, a fig. 2 - przekrój osiowy samozasprzęglającego zespołu przekładnia-sprzęgło z jego przekrojami poprzecznymi B-B i C-C, przy czym przekrój poprzeczny B-B ujawnia koszyczek z bieżnią zaś przekrój poprzeczny C-C ujawnia elementy tarciowe osadzone w wybraniach pierścieni.

PL 235 457 B1

Samozasprzęglający zespół przekładnia-sprzęgło ma wałek napędowy 1 napędzany układem napędowym, korzystnie silnikiem, na którym osadzona jest przekładnia 2 odwracająca kierunek obrotów oraz sprzęgło, które od strony przekładni 2 ma bieżnię 3 zaopatrzoną w koszyczek 5 z elem entami klinującymi 6. Za bieżnią 3 osadzony jest pierścień 4a z wybraniami, przy czym w wybraniach pierścienia 4a osadzone są elementy tarciowe 4b dociskane do koszyczka 5 sprężynami. Elementy klinujące 6 osadzone są pomiędzy tuleją zdawczą 7 i bieżnią 3. Pierścień 4a i elementy tarciowe 4b sterujące koszyczkiem 5, obracane są w kierunku przeciwnym do kierunku obrotów tulei zdawczej 7 oraz przekładni 2. Ponadto zespół przekładnia-sprzęgło zamknięty jest obudową 8.

W rozwiązaniu tym przekładnia 2 odwracająca kierunek obrotów jest wybrana z grupy: przekładnia falowa, przekładnia planetarna lub przekładnia cykloidalna.

W zespole przekładnia-sprzęgło energia obracającego się wałka napędowego 1 jest przekazana na tuleję zdawczą 7 poprzez samoczynne zasprzęglenie, po tym jak przekładnia 2 przekroczy prędkość obrotową tulei zdawczej 7 w tym samym kierunku. Przy czym gdy przekładnia 2 nie obraca się lub obraca się z mniejszą prędkością obrotową w stosunku do tulei zdawczej 7 w tym samym kierunku, to obciążenie z wałka napędowego 1 nie jest przenoszone na tuleję zdawczą 7.

Zespół samozasprzęglający jest urządzeniem do przekazywania energii z wałka napędowego 1 do tulei 7 poprzez przekładnię 2 oraz sprzęgło. Wałek napędowy 1 obraca się w określonym kierunku, np. zgodnie z kierunkiem ruchu wskazówek zegara - prawoskrętnie, przekazuje ruch obrotowy na przekładnię 2, która charakteryzowała się tym że, kierunek obrotów wejściowych do przekładni 2 jest odwrotny do obrotów na jej wyjściu. Przekładnia 2 odwracająca kierunek obrotów może być zrealizowane poprzez zastosowanie przekładni falowej, przekładni planetarnej lub cykloidalnej. Odwrócenie obrotów może zostać zrealizowane, również poprzez zastosowanie dodatkowego mechanizmu odwracającego kierunek obrotów. Energia ruchu obrotowego z przekładni 2 jest przekazana bezpośrednio na bieżnię 3 posiadającą gniazda klinowe, w których spoczywają elementy klinujące 6. Jednocześnie przy ruchu obrotowym wałka napędowego 1 obroty te są przekazane na pierścień 4a elementy tarciowe 4b, które tarciowo oddziaływają na koszyczek 5. Przemieszczenie elementów klinujących 6 w kierunku zasprzęglenia w gniazdach klinowych powodując zaklinowanie bieżni 3 oraz tulei zdawczej 7, co powoduje przekazanie energii ruchu obrotowego z bieżni 3 na tuleję zdawczą 7. W momencie zatrzymania wałka napędowego 1 lub przekroczenia prędkości tulei zdawczej 7 w stosunku do prędkości bieżni 3 następuje samoczynne rozsprzęglenie tulei zdawczej 7. Sterując ruchem obrotowym wałka napędowego 1 można sterować zasprzęglaniem lub rozsprzęglaniem układu.

Wykaz oznaczeń na rysunku:

- wałek napędowy,

- przekładnia,

- bieżnia, 4a - pierścień, 4b - element tarciowy, 5 - koszyczek, 6 - element klinujący, 7 - tuleja zdawcza, 8 - obudowa.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Samozasprzęglający zespół przekładnia-sprzęgło zawierający bieżnię zaopatrzoną w koszyczek z elementami oraz obudowę, znamienny tym, że ma wałek napędowy (1) napędzany układem napędowym, korzystnie silnikiem, na którym osadzona jest przekładnia (2) odwracająca kierunek obrotów oraz sprzęgło, które od strony przekładni (2) ma bieżnię (3) zaopatrzoną w koszyczek (5) z elementami klinującymi (6), a za bieżnią (3) osadzony jest pierścień (4a) z wybraniami, przy czym w wybraniach pierścienia (4a) osadzone są elementy tarciowe (4b) dociskane do koszyczka (5) sprężynami, ponadto elementy klinujące (6) osadzone są pomiędzy tuleją zdawczą (7) i bieżnią (3).
2. 2. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że przekładnia (2) odwracająca kierunek obrotów jest przekładnią falową.

   PL 235 457 Β1
3. 3. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że przekładnia (2) odwracająca kierunek obrotów jest przekładnią planetarną.
4. 4. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że przekładnia (2) odwracająca kierunek obrotów jest przekładnią cykloidalną.
5. 5. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że pierścień (4a) i elementy tarciowe (4b) sterujące koszyczkiem (5), obracane są w kierunku przeciwnym do kierunku obrotów tulei zdawczej (7) oraz przekładni (2).