SE443620B - Frihjulskoppling - Google Patents

Description

8303888-5 .Z 10 15 20 25 30 35 låsas funktionssäkert användes begränsningsorgan för begränsning av excenterhylsornas förskjutning. Dessa begränsningsorgan möj- liggör att excenterhylsorna förskjutes i riktning mot mantelns insida och fastkilas mellan denna och excenterorganens yta i den riktning, i vilken den drivande kopplingshalvan överför rotationsrörelsen. När excenterhylsorna förskjutes i âtergângs- riktningen begränsar begränsnnxßorgææm excenterhylsornas för- skjutning till ett läge, i vilket excenterhylsornas utsidor kommer att ligga koncentriskt med mantelns insida, varvid begränsningsorganen förhindrar excenterhylsornas fortsatta förskjutning i denna riktning från detta läge. I den genom det' ryska uppfinnarcertifikatet nr 339696 kända kopplingen utgöres organen för begränsning av excenterhylsornas förskjutning av dels ett stift, som är infäst i den ena excenterhylsan, och dels ett radiellt, i den andra excenterhylsan upptaget spår, vari stiftet är förflyttbart så, att det bringas i anliggning mot spârets bottendel vid sin rörelse i riktning mot centrumet, när excenterhylsornas utsidor blir koncentriska med mantelns insida. Genom att excenterhylsorna är försedda med stiftet och det radiella spåret, vilka är spänningskoncentrerande organ, minskas emellertid excenterhylsornas hâllfasthet. Dessutom utgöres excenterhylsorna i den ovan beskrivna kända frihjuls- kopplingen av ringformade element, vilka är anordnade utefter kopplingens centrumaxel, vilket leder till att ett från de radiella krafterna härrörande böjmoment uppträder när excenter- hylsorna vid rotationsrörelseöverföringen fastkilas mellan den drivande kopplingshalvan och den drivna kopplingshalvan. Under beaktande av denna omständighet måste man minska en dylik kopp- lingsbelastningsförmâga eller öka kopplingens dimensioner i och för ökning av hâllfastheten.

För att kunna eliminera den skadliga verkan av det av de radiella krafterna alstrade böjmomentet har man föreslagit en frihjulskoppling, som innefattar huvudsakligen samma element som den ovan beskrivna kända kopplingen och i vilken den dri- vande kopplingshalvans excenterorgan emellertid är axiellt skilda från varandra, varvid längsgående delar sträcker sig från det ena excenterorganet till det andra excenterorganet 10 15 20 25 30 35 3 8303888-5 på motsatta sidor om ett orienteringsplan för excenterorganens excentriciteter, under det att excenterhylsorna är försedda med respektive längsgående delar, vilka är anordnade att omge de längsgående delarna, som sträcker sig från excenterorganen.

En dylik koppling med de längsgående, till den drivande kopp- lingshalvans excenterorgan hörande delarna, som anges såsom mellan excenterorganen anordnade kammar, beskríves i vår pa- tentansökan PCT/SU 80/00219. I denna kända frihjulskoppling erfordras excenterorganen endast för att kunna fasthålla excen- terhylsorna, under det att huvudkrafterna vid fastkilning av excenterhylsorna mellan den drivande kopplingshalvan och den drivna kopplingshalvan överföres över excenterorganens och excenterhylsornas längsgående delar. Genom att motsvarande par av dessa delar är anordnade symmetriskt i förhållande till kopp- lingens längsgående diametrala plan, minskas det av de radiella krafterna alstrade böjmomentet till minimala värden, varför det kan försummas. I den ovan nämnda patentansökan föreslås dess- utom som en föredragen utföringsform att på utsidan hos excen- terhylsornas längsgående delar är utformade ett par utsprâng, vilka kan bringas i kilväxelverkan med den släta insidan hos den drivna kopplingshalvans mantel. Ett dylikt element samt andra element för bringande av fastkilningselementen i lokal växelverkan med den drivna kopplingshalvans mantel säkerställer överföring av maximala krafter, vilket förutom att det av de radiella krafterna alstrade böjmomentet elimineras medverkar till att den genom patentansökan PCT/SU 80/00219 kända kopp- lingen får hög belastbarhet.

I denna kända frihjulskoppling är emellertid organen för begränsning av excenterhylsornas förskjutning från det läge, i vilket excenterhylsornas utsidor är koncentriska med mantelns insida, liksom dessa begränsningsorgan i den ovan beskrivna kopplingen, uppbyggda i form av stiftet och det radiella, i excenterhylsorna upptagna spåret, vilka samverkar med varandra och vilka, såsom påpekats ovan, minskar excenterhylsornas håll- fasthet. Det bör därvid observeras, att stiftets diameter vid avsevärda dynamiska belastningar måste vara tämligen stor för att förhindra att tappen eventuellt avskäres. Om man använder 10 15 20 25 30 35 ssossss-5 4 elementen, vilka är avsedda att bringa fastkilningselementen i lokal växelverkan med den drivna kopplingshalvans mantel och vilka förorsakar spänningskoncentrationen i ett av ex- centerhylsornas avsnitt i omkretsriktningen, blir nämnda minskning av excenterhylsornas hållfasthet ännu farligare.

Detta leder till nödvändigheten av att öka de radiella dimen- sionerna hos excenterhylsorna och följaktligen hos manteln i den drivna kopplingshalvan, vilket emellertid medger en ökning av de roterande elementens massa och de dynamiska belastningar, som inverkar på kopplingen och de med denna förbundna mekanismerna, vilket är särskilt oönskat i höghas- tighets- och impulsanordningar för överföring av en rotations- rörelse.

Det huvudsakliga syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en frihjulskoppling, vars fastkilningselement är så utformade, att de kan låsas under bildande av en spalt i för- hållande till den drivna kopplingshalvan, när denna utför en frirörelse, genom växelverkan mellan själva excenterhylsorna utan användning av några ytterligare element, vilka minskar excenterhylsornas hållfasthet.

Detta syfte uppnås enligt uppfinningen medelst en frihjuls- koppling, som innefattar dels en drivande kopplingshalva med två lika excenterorgan, vilka är skilda från varandra utefter denna kopplingshalvas centrumaxel och vridna 1800 i förhållande till varandra i omkretsriktningen och vilka är försedda med längsgående delar, vilka sträcker sig från det ena excenter- organet till det andra excenterorganet på motsatta sidor om orienteringsplanet för excenterorganens excentriciteter, dels en driven kopplingshalva med en mantel, som är koncentrisk med den drivna kopplingshalvans centrumaxel, dels fastkilningsele- ment i form av två lika excenterhylsor, vilka är anordnade kring excenterorganen och försedda med längsgående delar, vilka är-anordnade att omge respektive längsgående delar, som sträcker sig från excenterorganen, dels organ för begräns- ning av excenterhylsornas förskjutning från ett läge, i vilket excenterhylsornas utsídor är koncentriska med mantelns insida, 10 15 20 25 30 35 5 8303888-5 och dels element för bringande av excenterhylsorna i lokal växelverkan med den drivna kopplingshalvans mantel, varvid frihjulskopplingen enligt föreliggande uppfinning utmärker sig av att organen för begränsning av excenterhylsornas för- skjutning frân det läge, i vilket excenterhylsornas utsidor är koncentriska med mantelns insida, utgöres av sidoändar, vilka är anordnade i omkretsriktningen för excenterhylsornas längsgående delar, vilkas längd i omkretsriktningen är så vald, att excenterhylsornas sidoändar sammanföres, när excen- terhylsornas utsidor blir koncentriska med mantelns insida.

En dylik teknisk lösning medverkar till att excenterhylsorna - sedan den drivna kopplingshalvan frånkopplats från den åri- vande kopplingshalvan - förskjutes mot varandra tills sido- ändarna, som befinner sig i omkretsriktningen för excenter- hylsornas längsgående delar, bringas i kontakt med varandra, varvid excenterhylsornas utsidor kommer att vara koncentriska med mantelns insida, under det att excenterhylsornas fort- satta förskjutning upphör och excenterhylsorna funktions- säkert låses, när excenterorganens cylindriska yta bringas i anliggning mot excenterhylsornas insidor. Dessutom medverkar en dylik konstruktiv utformning av frikopplingen enligt före- liggande uppfinning till att excenterhylsorna saknar spän- ningskoncentrerande områden, varför de får hög hållfasthet.

Detta gör det möjligt att minska de radiella dimensionerna hos excenterhylsorna och hos den drivna kopplingshalvans mantel och härigenom minska de dynamiska belastningarna.

I frihjulskopplingen enligt patentkravet 1 kan man använda olika slags element för bringande av excenterhylsorna i lokal växelverkan med den drivna kopplingshalvans mantel. Dylika element kan utgöras av ett par utsprång på varje excenter- hylsas utsida, vilka är lika åtskilda från sidoändarna i omkretsriktningen för dessa hylsors längsgående delar och vilka kan bringas i kilväxelverkan med den släta insidan hos den drivna kopplingshalvans mantel. I detta fall måste man - för att minska de radiella dimensionerna hos excenterhyl- sorna i överensstämmelse med patentkravet 1 - utforma de 8303888-5 é '10 15 20 25 30 35 avsnitt av excenterorganens ytor och av de längsgående, från ekoenterorganen utskjutande delarna, som ligger i en sektor mellan varje par utsprâng på excenterhylsorna, om sídoändarna i omkretsriktningen för excenterhylsornas längsgående delar bringas i anslag mot varandra som en linje, som är kortare än excenterorganens omkretslängd i samma sektor. En dylik konstruktiv utformning bidrar till att den radiella kraften vid fastkilning av excenterhylsorna överföres från excenter- organen och frân deras längsgående delar till excenterhylsorna i riktningen för utsprången pâ excenterhylsorna, vilket elimi- nerar uppträdande av böjmoment mellan dessa utsprâng på excen- terhylsorna, vilket skulle vara fallet, om ytorna hos excen- terorganen och hos deras längsgående delar utefter hela sin längd är utformade i överensstämmelse med en omkrets med en och samma radie, vid vilken den radiella kraften, när excen- terhylsorna fastkilas, överföras till excenterhylsorna i riktning för en mittdel mellan utsprângen pâ varje excenter- hylsa. Dessutom kan elementen för bringande av excenterhyl- ' sorna i lokal växelverkan med den drivna kopplingshalvans mantel i frihjulskopplingen enligt patentkravet 1 utgöras av kuggsektorer, vilka är utformade på mittpartiet mellan sidoändarna i omkretsriktningen för excenterhylsornas längs- gående delar och vilka kan bringas i ingrepp med den kuggade insidan hos den drivna kopplingshalvans mantel. I detta fall kan de radiella dimensionerna hos elementen av kopplingen minskas genom utformning av ytorna hos excenterorganen och hos de längsgående, från dessa organ utskjutande delarna i överensstämmelse med omkretsen med samma radie.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig. 1 schematiskt visar fri- hjulskopplingen enligt uppfinningen, med ett längdsnitt genom excenterhylsorna och den drivna kopplingshalvan, fig. 2 visar den i figl 1 visade kopplingen i ett tvärsnitt längs linjen II-II genom de längsgående delarna, som sträcker sig frân excenterorganen, varvid bilderna av excenterorganens medelst streckade linjer visade omkretsar sammanfaller med varandra, och fig. 3 visar en annan utföringsform av frihjulskopplingen 10 15 20 25 30 35 7 ssossss-5 enligt uppfinningen i ett tvärsnitt, som liknar det som visas i fig. 2.

Den i fig. 1 visade frihjulskopplingen enligt föreliggande uppfinning består av en drivande kopplingshalva 1, en driven kopplingshalva 2 och mellan kopplingshalvorna 1, 2 anordnade, lika fastkilningselement i form av excenterhylsor«3.

Den drivande kopplingshalvan 1 utgöres av en enda detalj, som innefattar två lika delar i form av excenterorgan 1a, vilka har formen av skivor, som är anordnade med en excentricitet e från kopplingshalvans 1 centrumlinje. Excenterorganen 1a är skilda från varandra ett visst avstånd och försedda med längs- gående delar 1b, vilka sträcker sig från det ena excenterorga- net 1a till det andra. Det framgår av fig. 2, att de excenter- organ 1a, vilkas cylindriska ytor visas medelst linjer F, med sina excentriciteter e-är vridna 1800 mot varandra i omkrets- riktningen, under det att de längsgående delarna 1b utgör en förlängning av de delar av excenterorganen 1a, som ligger på den ena sidan om ett orienteringsplan G för excenterorganens 1a excentriciteter e. I förhållande till varandra löper dessa längsgående delar 1b på motsatta sidor om planet G.

Den drivna kopplingshalvan 2 innefattar en mantel 2a, som är anordnad koncentriskt med den drivande kopplingshalvan 1 och försedd med en slät cylindrisk yta H (fig. 1» Varje excenterhylsa 3 innefattar en ringformad del 3a, som är anordnad kring ett av excenterorganen 1a, och en från delen 3a utgående, längsgående del 3b, som är anordnad att omge den längsgående delen 1b av respektive excenterorgan 1a. Såsom framgår av fig. 2, är varje excenterhylsas 3 utsida K och insida L anordnade med en excentricitet i förhållande till var- andra, som är lika med excentriciteten e hos excenterorganen 1a, vilket möjliggör att excenterhylsornas 3 utsidor K är kon- centriska med mantelns 2a insida H. Bxcenterhylsornas 3 längs- gående delar 3b är försedda med plana sidoändar 3c, vilka är anordnade i omkretsriktningen för delarna 3b. Varje längsgående 10 15 20 2 30 35 8303888-5 g dels 3b omkretslängd är så vald, att delarnas 3b plana sido- ändar 3c sammanföres, när excenterhylsornas 3 utsida K blir koncentrisk med mantelns 2a insida H. I denna utföringsform av frihjulskopplingen enligt uppfinningen uppnås detta genom att varje längsgående dels 3b längd i omkretsriktningen är lika med längden av den hälft av den rnigformade delen 3a, som ligger på vardera sidan om ett längsgående diametralt symmetriplan för excenterhylsorna 3. Detta plan sammanfaller i det i fig. 2 visade läget med orienteringsplanet för excen- terorganens Ta excentriciteter.

Varje excenterhylsas 3 utsida K är försedd med ett par utsprâng 3d, vilka är lika åtskilda från sidoändarna 3c och utformade med cylindriska periferiytor M, vilka kan bringas i kilväxel- verkan med mantelns 2a insida H. I detta syfte måste man genom kända beräkningsformler förinställa dels en vinkel, över vilken utsprângen 3d i varje utsprângspar är anordnade i omkretsrikt- ningen i förhållande till varandra, dels utsprångens 3d omkrets- längd och dels diametern hos deras cylindriska periferiyta M.

Dylika beräkningar anges exempelvis i vår publicerade patent- ansökan PCT/SU 80/00219. För att förhindra att krafternas böj- moment uppträder i excenterhylsorna 3, när de radiella krafterna överföres över utsprângen 3d, måste längden av de avsnitt P av ytorna hos excenterorganen 1a och hos deras längsgående delar 1b, som ligger i en sektor R mellan varje par av utsprâng 3d på excenterhylsorna 3, när hylsornas 3 utsida K är koncentrisk med mantelns 2a insida H, vara mindre än längden av excenter- organens 1a cylindriska huvudyta F. Nämnda avsnitt av excenter- organens 1a yta kan exempelvis skäras med en radie, som är större än radien hos excenterorganens 1a cylindriska huvudyta F.

Den ovan beskrivna frihjulskopplingen fungerar på i och för sig känt sätt. När den drivande kopplingshalvan 1 roterar i medurs riktning (fig. 2), samtidigt som den drivna kopplings- halvan 2 är stationär, roterar excenterorganen 1a med de längsgående delarna 1b inuti excenterhylsorna 3, varvid excen- terorganen 1a gör att hylsorna 3 förskjutes radiellt i riktning 10 15 20 25 30 35 9 8303888-5 mot insidan H hos den drivna kopplingshalvans 2 mantel 2a.

När utsprângens 3d ytor M bringas i kontakt med mantelns 2a insida H, fastkilar excenterhylsorna 3 den drivande kopp- lingshalvan 1 och den drivna kopplingshalvan 2, varför rota- tionsrörelsen överföres till kopplingshalvan 2. När den drivna kopplingshalvans 2 varvtal blir högre än den drivande kopp- lingshalvans 1 varvtal i nämnda riktning, exempelvis när den drivna kopplingshalvan 2 startas (accelereras) av en annan drivmekanism eller när den drivande kopplingshalvan 1 stannar, föres excenterhylsorna 3 ur kontakt med manteln 2a, varför de förskjutes i riktning mot centrumet. Så snart hylsornas 3 utsidor K blir koncentriska med mantelns 2a insida H, samman- föres sidoändarna 3c i omkrrisriktningen för den ena excenter- hylsans 3 längsgående del 3h red sidoändarna 3c i omkrets- riktningen för den andra excenterhylsans 3 längsgående del 3b (se fig. 2), vilket_förhindrar att hylsorna 3 förskjutes 3 vidare i nämnda riktning, varigenom hylsornas 3 fastkilning i denna riktning omöjliggöres. Excenterhylsornas 3 låsnings- säkerhet i nämnda läge säkerställes ytterligare genom att excenterorganen 1a och deras längsgående delar 1b kontakt- mässigt verkar på hylsornas 3 insida L.

Såsom framgår av det ovan sagda, innefattar den ovan beskrivna frihjulskopplingen element, vilka icke påverkas av krafternas böjmoment, samtidigt som Frí'inlskopplingens excenterhylsor 3 är fria från spänningske::'atrerande områden, varför fri- hjulskopplingen får hög mekanisk hâllfasthet. Kopplingen en- ligt uppfinningen kan överföra avsevärda vridningskrafter medelst de på excenterhylsornas 3 utsida K utformade utsprång- en 3d. Samtliga omständigheter gör det möjligt att minska frihjulskopplingens radiella dimensioner och härigenom minska de dynamiska krafter, som uppträder i frihjulskopplingen och i de med denna förbundna mekanismerna, samtidigt som kopplingen kan belastas med höga vridmoment.

I fig. 3 visas en annan utföringsform av frihjulskopplingen enligt föreliggande uppfinning, som skiljer sig från den ovan beskrivna utföringsformen genom att man i kopplingen enligt 10 15 20 25 8303888-5 I/-Ö fig. 3 använder andra element för bringande av excenterhyl- sorna 3 i lokal växelverkan med den drivna kopplingshalvans I 2 mantel 2a. Dessa element utgöres av dels en kuggsektor 3e, som är utformad på varje excenterhylsas 3 utsida K och anord- nad pâ en míttdel mellan sidoändarna 3c i omkretsriktningen 'för excenterhylsornas 3 längsgående delar 3b, och dels kuggar 4, vilka är utformade på insidan H hos den drivna kopplings- halvans 2 mantel 2a. De kuggförsedda delarna 3e och 4 måste därvid ha lika radie hos beqynnelsedelningsomkretsen och samma modul av företrädesvis liten storlek.

I den i fig. 3 visade utföringsformen av frihjulskopplingen enligt uppfinningen överföres den radiella kraften från den drivande kopplingshalvan 1 över kuggsektorn 3e, på excen- terhylsorna 3, när kuggsektorn 3e kopplas till kuggarna 4 på manteln 2a. Vid en sådan konstruktiv utformning av kopp- lingen måste ytan P hos excenterorganen 1a och deras längs- gående delar 1b ha regelbunden cylindrisk form utefter hela omkretsen för att den radiella kraften från excenterorganen 1a skall kunna överföras direkt över excenterhylsornas 3 míttdel mellan sidoändarna 3c i omkretsriktningen för hylsor- nas 3 längsgående delar 3b.

Den i fig. 3 visade utföringsformen av kopplingen enligt uppfinningen uppvisar samma fördelar som den första utförings- formen av frihjulskopplingen, men den är något mer komplicerad att utforma och framställa. De kuggade delarna 3e och 4 kan framställas medelst högproduktiva förfaranden, exempelvis genom räffling eller lettring i kallt tillstånd.

Claims (3)

10 15 20 25 30 35 /f 8303888-5 Patentkrav

1. Frihjulskoppling, innefattande dels en drivande kopplings- halva (1) med två lika excenterorgan (1a), vilka är skilda från varandra utefter kopplingshalvans (1) centrumaxel och vridna med sina excentriciteter (e) 180° i förhållande till varandra i omkretsriktningen och vilka är försedda med en längsgående del (1b), som sträcker sig från varje excenter- organ (1a) på den ena sidan om ett orienteringsplan (G) för excenterorganens (la) excentriciteter (e) till det andra excenterorganet (1a), dels en driven kopplingshalva (2) med en mantel (2a), som är anordnad koncentriskt i förhållande till den drivande kopplingshalvans (1) centrumaxel, dels fastkilningselement i form av två lika excenterhylsor (3), vilka är anordnade kring excenterorganen (1a) och försedda med längsgående delar (3b), vilka är anordnade att omge ex- centerorganens (1a) respektive längsgående delar (1b), dels organ för begränsning av excenterhylsornas (3) förskjutning från ett läge, i vilket hylsornas (3) utsidor (K) är kon- centriska med mantelns (2a) insida (H), och dels element för bringande av excenterhylsorna (3) i lokal växelverkan med manteln (2a), k ä n n e t e c k n a d av att organen för begränsning av excenterhylsornas (3) förskjutning från läget, i vilket hylsornas (3) utsidor (K) är koncentriska med man- telns (2a) insida (H), utgöres av sidoändar (3c), vilka är anordnade i omkretsriktningen för excenterhylsornas (3) längsgående delar (3b), vilkas längd i omkretsriktningen är så vald, att excenterhylsornas (3) sidoändar (3c) sammanföres, när excenterhylsornas (3) utsida (K) är koncentrisk med man- telns (2a) insida (H).

2. Koppling enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att elementen för bringande av excenterhylsorna (3) i lokal växelverkan med manteln (2a) utgöres av ett par på varje excenterhylsas (3) utsida (K) utformade utsgfínq (3d), vilka är lika åtskilda från sidoändarna (3c) i omkvetsriktningen för excenterhylsornas (3) längsgående delar (3b) och vilka kan bringas i kilsamverkan med mantelns (2a) släta insida (H), ssossss-5 Q 10 15 under det att det avsnitt (P) av ytan hos varje excenterorgan (1a) och hos dess längsgående del (1b), som är anordnat i en sektor (R) mellan paret utsprång (3d) på excenterhylsans (3) utsida (K), när hylsans (3) utsida (K) är koncentrisk med mantelns (2a) insida (H), är utformat som en linje, som är kortare än längden av excenterorganets (1a) cylindriska huvud- omkrets (F) i samma sektor (R).'

3. Koppling enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att elementen för bringande av excenterhylsorna (3) i lokal växel- verkan med manteln (2a) utgöres av en kuggsektor (3e), som är utformad på en mittdel av varje excenterhylsas (3) utsida (K) mellan sidoändarna (3c) i omkretsriktningen för hylsans (3) längsgående del (3b) och som kan bringas i ingrepp med mantelns (4) kuggade insida (4).