SE455335B

SE455335B - CLUTCH DEVICE FOR CONNECTING VARIABLES

Info

Publication number: SE455335B
Application number: SE8502223A
Authority: SE
Inventors: F H Hubertson
Original assignee: Somas Ventiler
Priority date: 1985-05-07
Filing date: 1985-05-07
Publication date: 1988-07-04
Also published as: DK208586A; NO861341L; DK161536C; FI861252A0; FI861252A; DK161536B; FI79179C; DK208586D0; SE8502223L; SE8502223D0; FI79179B

Abstract

Coupling assembly 1 designed for interconnecting two mutually parallel shafts 2, 3 with virtually the same longitudinal direction, and the centre lines of which are mutually displaced, on the one hand by a distance X in one plane and on the other hand by a distance Y in another plane at right angles to the first plane, and which comprises a coupling part 4 which is connected to the shaft 2 and is displaceable in relation to the shaft 2 in a plane at right angles to the centre line of the shaft 2, and which is connected to the shaft 3 and is displaceable in relation to the shaft 3 in a plane at right angles to the centre line of the shaft 3. The coupling part 4 has slide grooves in its two ends, which grooves are connected to the respective shafts 2, 3.

Description

455 335 10 15 20 25 30 35 Axlar som i och för sig befinner sig med inbördes paral- lella centrumlinjer, men vilka är inbördes förskjutna i förhållande till varandra kan inte sammankopplas med någon av de kända kopplingarna. Dock förekommer det att fasta flänskopplingar förses med gummielement som medger en kompression vid kopplingens rotation som har förmågan att upptaga avståndet mellan axlarnas centrumlinjer. 455 335 10 15 20 25 30 35 Shafts which are per se with mutually parallel center lines, but which are mutually offset in relation to each other, cannot be connected to any of the known couplings. However, it happens that fixed flange couplings are provided with rubber elements which allow a compression during the rotation of the coupling which has the ability to absorb the distance between the center lines of the shafts.

Vid överföring av vridmoment från ett ställdon till en ventilspindel på en rörventil används kopplingar bl a av ovan nämnda slag. På grund av svårigheter att framställa centrerings- eller styranordningar för ställdonsspindeln resp ventilspindeln uppstår ett avstånd mellan dessas centrumlinjer. Då ventilen öppnas eller stänges genom ställdonsspindelns vridning uppkommer radiella krafter såväl på ställdonsspindelns lagring som på den packbox som omsluter ventilspindeln på rörventilen. De radiella kraf- terna på packboxen utsätter denna för en ojämn belastning vilken efter en tid medför en ojämn förslitning av pack- boxen med läckage som följd.When transmitting torque from an actuator to a valve stem on a pipe valve, couplings of the type mentioned above are used, among other things. Due to difficulties in manufacturing centering or control devices for the actuator spindle or the valve spindle, a distance arises between their center lines. When the valve is opened or closed by the rotation of the actuator spindle, radial forces arise both on the actuator spindle bearing and on the stuffing box which encloses the valve spindle on the pipe valve. The radial forces on the stuffing box expose it to an uneven load which after a while causes an uneven wear of the stuffing box with leakage as a result.

REDoGöRELsE rön UPPFINNINGEN Ändamålet med uppfinningen är att erbjuda en kopplinge- anordning som inte uppvisar de ovan nämnda nackdelarna.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the invention is to provide a coupling device which does not have the above-mentioned disadvantages.

Kopplingsanordningen enligt uppfinningen är inte begränsad till sammankoppling av spindelaxlar på rörventiler, utan är generellt användbar för att sammankoppla två inbördes parallella axlar med i huvudsak samma längdriktning, vilkas centrumlinjer är förskjutna inbördes ett visst avstånd. Avståndet kan företrädesvis delas upp i en sträcka X som befinner sig i ett första plan genom centrumlinjen på den första axeln, och en sträcka Y som befinner sig i ett andra plan genom den andra axeln vinkelrätt mot det första planet genom den första axeln. 10 15 20 25 30 35 455 335 Uppfinningen kännetecknas av att den, utöver den första kopplingsdelen, innefattar en andra kopplingsdel, vilken uppvisar samma ytterdiameter som den första kopplinge- delen, varvid dessa diametrar är väsentligt större än ställdonsaxelns diameter, och vilken dels står i förbin- delse med ventilspindeln och dels står i förbindelse med den första kopplingsdelen som är förskjutningsbar i för- hållande till den andra kopplingsdelen i det andra planet vinkelrätt mot ventilspindelns oentrumlinje, att den andra kopplingsdelens inre ändar uppvisar ett inre, in mot den första kopplingsdelen riktat slidutsprång vars tvärsnitts- profil sammanfaller med det närmast liggande inre slid- spåret på den första kopplingsdelen, och att den andra kopplingsdelens yttre ände uppvisar ett kopplingsspår, vilket sträcker sig vinkelrätt mot den andra kopplinge- delens längdriktning, och vilket står i förbindelse med ventilspindeln genom ett på ventilspindeln anordnat kopp- lingsutsprång, vars tvärsnittsprofil sammanfaller med kopplingsspårets tvärsnittsprofil, och vars längd är väsentligt mindre än längden på kopplingsspåret. När den första axeln bibringas en vridningsrörelse kommer slid- utsprànget på denna att förskjutas i det motsvarande slidspåret på kopplingsdelen. Samtidigt kommer slitut~ språnget på den andra axeln att förskjutas i motsvarande slidspår på kopplingsdelen. Genom dessa två slidrörelser överförs ett vridande moment från den första axeln till den andra axeln utan att dessa axlar utsätts för extremt radiella krafter.The coupling device according to the invention is not limited to interconnection of spindle shafts on pipe valves, but is generally useful for interconnecting two mutually parallel axes with substantially the same longitudinal direction, the center lines of which are offset from each other by a certain distance. The distance can preferably be divided into a distance X which is in a first plane through the center line of the first axis, and a distance Y which is in a second plane through the second axis perpendicular to the first plane through the first axis. The invention is characterized in that, in addition to the first coupling part, it comprises a second coupling part, which has the same outer diameter as the first coupling part, these diameters being substantially larger than the diameter of the actuator shaft, and which part is in connection with the valve stem and is in communication with the first coupling part which is displaceable in relation to the second coupling part in the second plane perpendicular to the center line of the valve stem, that the inner ends of the second coupling part have an inner, directed towards the first coupling part slide projections whose cross-sectional profile coincides with the nearest inner slide groove on the first coupling part, and that the outer end of the second coupling part has a coupling groove, which extends perpendicular to the longitudinal direction of the second coupling part, and which communicates with the valve stem through a coupling projection arranged on the valve stem g, the cross-sectional profile of which coincides with the cross-sectional profile of the coupling groove, and the length of which is substantially less than the length of the coupling groove. When the first shaft is subjected to a rotational movement, the slide projection thereon will be displaced in the corresponding slide groove on the coupling part. At the same time, the wear gap on the second shaft will be displaced in the corresponding slide groove on the coupling part. Through these two sheath movements, a rotating torque is transmitted from the first shaft to the second shaft without these shafts being subjected to extremely radial forces.

I en föredragen form av uppfinningen sträcker sig kopp- lingsspåret parallellt med slidutsprånget på den andra kopplingsdelen, varvid den andra kopplingsdelens yttre ände uppvisar ett fixeringsorgan som helt eller delvis omsluter den andra axeln. 455 555 10 15 20 25 30. 35 Utsprângen på respektive axlar kan med fördel framställas genom fräsning liksom även utsprànget och spåret på den andra kopplingsdelen och de båda spåren på den första kopplingsdelen. Det är även en fördel att utföra fixe- ringsanordningen vid kopplingsspåret på den~andra kopp- lingsdelen i form av en bricka vilken är fastsvetsad till den andra kopplingsdelen.In a preferred form of the invention, the coupling groove extends parallel to the slide projection on the second coupling part, the outer end of the second coupling part having a fixing member which completely or partially encloses the second shaft. 455 555 10 15 20 25 30. The projections on the respective shafts can advantageously be produced by milling as well as the projection and the groove on the second coupling part and the two grooves on the first coupling part. It is also an advantage to make the fixing device at the coupling groove on the second coupling part in the form of a washer which is welded to the second coupling part.

Kopplingsanordningen enligt uppfinningen är företrädesvis användbar vid vridningsrörelser med lågt varvtal, men är inte begränsad till sådana tillämpningar, utan kan i mo- difierad form även tillämpas vid axlar med större vrid- ningshastighet än t ex vad som förekommer vid rörventiler och ställdon för dessa. I tillämpningar med högre vrid- ningshastigheter måste särskilda åtgärder vidtagas för att tillförsäkra en god smörjning mellan slidernas ytor i kopplingsanordningen.The coupling device according to the invention is preferably useful in rotational movements with low speed, but is not limited to such applications, but can in modified form also be applied to shafts with greater rotational speed than, for example, what occurs in pipe valves and actuators for these. In applications with higher rotational speeds, special measures must be taken to ensure good lubrication between the surfaces of the slides in the coupling device.

KORT FIGURBESKRIVNING Uppfinningen beskrivs i det följande i form av ett till- lämpningsexempel i anslutning till bifogade figurblad.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES The invention is described in the following in the form of an application example in connection with the accompanying figure sheets.

Fig. 1 visar en sk sprängskiss över en kopplingsanord- ning anordnad mellan två axelspindlar som är del- vis framställda på figuren.Fig. 1 shows a so-called exploded view of a coupling device arranged between two shaft spindles which are partly shown in the figure.

Fig. 2 visar en vy längs linjen A-A på figur 1.Fig. 2 shows a view along the line A-A in Fig. 1.

Fig. 3 visar kopplingsanordningen applicerad mellan en ventilspindel på en rörventil och en spindelaxel på ett ställdon.Fig. 3 shows the coupling device applied between a valve spindle on a pipe valve and a spindle shaft on an actuator.

Fig. H visar den detalj av kopplingsanordningen enligt figur 3 i en vy längs linjen B-B, varvid de båda spindelaxlarnas oentrumlinjer är inbördes för- skjutna en sträcka markerad med X. 10 15 20 25 30 35 455 335 Fig. 5 visar detaljer enligt figur U i en vy längs lin- jen C-C, varvid de båda spindelaxlarnas centrum- linjer är inbördes förskjutna en sträcka markerad med Y vinkelrätt mot sträckan Y.Fig. H shows the detail of the coupling device according to Fig. 3 in a view along the line BB, the two spindle lines of the two spindle shafts being mutually offset a distance marked with X. Fig. 5 shows details according to Fig. U in a view along the line CC, the center lines of the two spindle axes being mutually offset a distance marked with Y perpendicular to the distance Y.

BESKRIVNING AV FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM Kopplingsanordningen enligt uppfinningen, som är beteck- nad med hänvisningssiffran 1 på figur 3, sammankopplar en första spindelaxel 2 med en andra spindelaxel 3. Kopp- lingsanordningen 1 består så som visas på figur 1, av en första kopplingsdel N och en andra kopplingsdel 5 som är inbördes förenade när kopplingsanordningen 1 befinner sig i sammanfogat skick så som visas på figur 3.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT The coupling device according to the invention, which is indicated by the reference numeral 1 in Figure 3, connects a first spindle shaft 2 to a second spindle shaft 3. The coupling device 1 consists, as shown in Figure 1, of a first coupling part N and a second coupling part 5 which are interconnected when the coupling device 1 is in the joined condition as shown in figure 3.

Den första kopplingsdelen H utgörs av en cylinderformig homogen kropp vars yttre ändyta, som är riktad mot den första spindelaxeln 2, uppvisar ett yttre slidspår 6 med rektangulär tvärsnittsprofil, vilket sträcker sig paral- lellt med, och över hela den yttre ändytan samt genom dess centrum. Det yttre slidspåret 6 är avsett att sam- mankoppla den första kopplingsdelen ﬂ med den första spindelaxeln 2, vars inåt riktade ände uppvisar ett yttre slidutsprâng 7 med rektangulär tvärsnittsprofil, vilket sträcker sig vinkelrätt mot den första spindelaxelns 2 längdriktning. Det yttre slidutsprångets 7 tvärsnitts- profil är densamma som tvärsnittsprofilen på det yttre slidspåret 6 i den yttre kopplingsdelen U, vilket medger att den första spindelaxeln 2 kan sammankopplas med den första kopplingsdelen 4 genom att det yttre slidutsprâng- et 7 på den första spindelaxeln 2 förs in i det yttre slidspåret 6 på den första kopplingsdelen U. Genom denna sammankoppling kan den första kopplingsdelen H förskjutas i en slidrörelse vinkelrätt mot sin längdriktning i för- hållande till den första spindelaxeln 2. Den första kopp- lingsdelens H inre ändyta uppvisar ett inre slidspår 8, vilket sträcker sig vinkelrätt mot det yttre slidspåret 6 455 10 15 20 25 30 35 355 utmed den inre ändytan.The first coupling part H consists of a cylindrical homogeneous body whose outer end surface, which is directed towards the first spindle shaft 2, has an outer slide groove 6 with a rectangular cross-sectional profile, which extends parallel to, and over the entire outer end surface and through its center . The outer slide groove 6 is intended to connect the first coupling part ﬂ to the first spindle shaft 2, the inwardly directed end of which has an outer slide projection 7 with a rectangular cross-sectional profile, which extends perpendicular to the longitudinal direction of the first spindle shaft 2. The cross-sectional profile of the outer slide projection 7 is the same as the cross-sectional profile of the outer slide groove 6 in the outer coupling part U, which allows the first spindle shaft 2 to be coupled to the first coupling part 4 by passing the outer slide projection 7 on the first spindle shaft 2. into the outer slide groove 6 on the first coupling part U. Through this coupling the first coupling part H can be displaced in a slide movement perpendicular to its longitudinal direction in relation to the first spindle axis 2. The inner end surface of the first coupling part H has an inner slide groove 8, which extends perpendicular to the outer slide groove 6 455 10 15 20 25 30 35 355 along the inner end surface.

Den andra kopplingsdelen 5 utgörs av en cylinderformig homogen kropp, liksom den första kopplingsdelen 4, vars inre ändyta uppvisar ett inre slidutsprång 9 med rektan- gulär tvärsnittsprofil, vilket sträcker sig parallellt med, och över hela den inre ändytan samt genom dess centrum. Det inre slidutsprångets 9 tvärsnittsprofil är densamma som tvärsnittsprofilen på det inre slidspâret 8 i den nedre ändytan på den första kopplingsdelen U, vil- ket medger att de båda kopplingsdelarna U, 5 kan samman- kopplas genom att det inre slidutsprånget 9 på den andra kopplingsdelen 5 förs in i det inre slidspåret 8 i den inre ändytan på den första kopplingsdelen U. Genom denna sammankoppling kan de båda kopplingsdelarna 4, 5 förskju- tas inbördes i en slidrörelse vinkelrätt mot dess längd- riktning.The second coupling part 5 consists of a cylindrical homogeneous body, like the first coupling part 4, the inner end surface of which has an inner slide projection 9 with a rectangular cross-sectional profile, which extends parallel to, and over the entire inner end surface and through its center. The cross-sectional profile of the inner slide projection 9 is the same as the cross-sectional profile of the inner slide groove 8 in the lower end surface of the first coupling part U, which allows the two coupling parts U, 5 to be connected by the inner slide projection 9 on the second coupling part 5. is inserted into the inner slide groove 8 in the inner end surface of the first coupling part U. Through this coupling the two coupling parts 4, 5 can be displaced relative to each other in a slide movement perpendicular to its longitudinal direction.

Den andra kopplingsdelens 5 yttre ändyta uppvisar ett kopplingsspår 10, vilket sträcker sig parallellt med slidutsprånget 9 på den inre ändytan*på kopplingsdelen 5.The outer end surface of the second coupling part 5 has a coupling groove 10, which extends parallel to the slide projection 9 on the inner end surface * of the coupling part 5.

Kopplingsspåret 10 har en rektangulär tvärsnittsprofil och är avsett att sammankoppla den andra kopplingsdelen 5 med den andra spindelaxeln 3, vars inåt riktade ände upp- visar ett kopplingsutsprång 11 med rektangulär tvär- snittsprofil, vilket sträcker sig vinkelrätt mot den andra spindelaxelns 3 längdriktning. Kopplingsutsprångets 11 tvärsnittsprofil är densamma som tvärsnittsprofilen på kopplingsspåret 10, vilket medger att den andra spindel- axeln 3 kan sammankopplas med den andra kopplingsdelen 5 genom att kopplingsutsprånget 11 förs in i kopplingsspå- ret 10.The coupling groove 10 has a rectangular cross-sectional profile and is intended to connect the second coupling part 5 to the second spindle shaft 3, the inwardly directed end of which has a coupling projection 11 with a rectangular cross-sectional profile, which extends perpendicular to the longitudinal direction of the second spindle shaft 3. The cross-sectional profile of the coupling projection 11 is the same as the cross-sectional profile of the coupling groove 10, which allows the second spindle shaft 3 to be coupled to the second coupling part 5 by inserting the coupling projection 11 into the coupling groove 10.

Den andra kopplingsdelen 5 är fixerad mot förskjutning i sidled genom en bricka 12, vilken är fastsvetsad på den yttre ändytan till den andra kopplingsdelen 5. Hålet i ax ¿J 10 15 20 25 30 35 455 335 brickan 12 motsvarar därvid diametern på den andra spindelaxeln 3.The second coupling part 5 is fixed against lateral displacement by a washer 12, which is welded to the outer end surface of the second coupling part 5. The hole in the axis 12 corresponds to the diameter of the second spindle shaft. 3.

På figur 3 visas en kopplingsanordning 1 enligt uppfin- ningen anbringad på en ventilspindel 2, som sträcker sig nedåt in i en rörventil 13 och är vridbar i en packbox 1H på denna. Kopplingsanordningen 1 är vid sin övre del an- sluten via en spindelaxel 2 till ett ställdon 15, vilket endast visas fragmentariskt på figuren. Ställdonsaxeln 2 är vridbar i en lagring 16. Ställdonet 15 är fast förbun- det med rörventilen 13 genom en konsol 17. Ventilspindeln 3 och ställdonsaxeln 2 kan befinna sig med sina centrum- axlar inbördes förskjutna, men parallella så som visas på figur U och 5.Figure 3 shows a coupling device 1 according to the invention mounted on a valve spindle 2, which extends downwards into a pipe valve 13 and is rotatable in a stuffing box 1H thereon. The coupling device 1 is connected at its upper part via a spindle shaft 2 to an actuator 15, which is only shown fragmentarily in the figure. The actuator shaft 2 is rotatable in a bearing 16. The actuator 15 is fixedly connected to the pipe valve 13 through a bracket 17. The valve stem 3 and the actuator shaft 2 can be offset with their center axes, but parallel as shown in Figures U and 5. .

På figur M befinner sig ventilspindelns 3 centrumlinje förskjuten en sträcka X i förhållande till ställdons- axelns 2 centrumlinje sedd i ett första plan enligt lin- jen B-B på figur 3. På figur 5, som utgör en vy längs linjen C-C på figur H, framgår att ventilspindelns 3 centrumlinje även är förskjuten en sträcka Y i förhållan- de till ställdonsaxeln 2 i ett andra plan vinkelrätt mot det första planet.In Figure M, the center line of the valve stem 3 is offset a distance X in relation to the center line of the actuator shaft 2 seen in a first plane along the line BB in Figure 3. Figure 5, which is a view along the line CC in Figure H, shows that the center line of the valve stem 3 is also offset a distance Y in relation to the actuator shaft 2 in a second plane perpendicular to the first plane.

När ställdonsaxeln 2 bibringas en vridningsrörelse genom ställdonets 15 aktivering kommer det yttre slidutsprânget 7 på denna att förskjutas i det yttre slidspåret 6 på den första kopplingsdelen 4. Samtidigt kommer därvid även det inre slidutsprånget 9 på den andra kopplingsdelen 5 att förskjutas i det inre slidspâret 8 på den första kopp- lingsdelen U. Genom dessa två slidrörelser överförs ett vridande moment från ställdonsaxeln 2 till ventilspindeln 3 utan att dessa axlar utsätts för extrema radiella krafter.When the actuator shaft 2 is subjected to a rotational movement by the actuation of the actuator 15, the outer slide projection 7 thereon will be displaced in the outer slide groove 6 on the first coupling part 4. At the same time the inner slide projection 9 on the second coupling part 5 will be displaced in the inner slide track on the first coupling part U. Through these two slide movements a rotating torque is transmitted from the actuator shaft 2 to the valve stem 3 without these shafts being subjected to extreme radial forces.

Claims

455 335 10 15 20 25 30 35 PATENT REQUIREMENTS

Coupling device (1) intended for coupling a valve spindle (3) with a spindle shaft (2) to an actuator (15) of a pipe valve (13), the shafts (2, 3) being mutually parallel to substantially the same longitudinal direction, and their center lines being offset from each other partly a distance (X) in a first plane and partly a distance (Y) in a second plane perpendicular to the first plane, the actuator shaft (2) having a substantially larger diameter than the valve stem (3 ), and wherein the device comprises a first coupling part (H), which is connected to the actuator shaft (2) and is displaceable relative to the actuator shaft (2) in the first plane perpendicular to the center line of the actuator shaft (2), and which communicates with the valve stem (3) and is displaceable relative to the valve stem (3) in the second plane perpendicular to the center line of the valve stem (3), characterized in that it, in addition to the first coupling part (H), comprises a second coupling part (5), which has the same outer diameter as the first coupling part (U), these diameters being substantially larger than the diameter of the steel shaft (2), and which partly communicates with the valve stem (3) and in connection with the first coupling part (U) which is displaceable in relation to the second coupling part (5) in the second plane perpendicular to the center line of the valve stem (3), that the inner end of the second coupling part (5) has a inner, towards the first coupling part (H) directed slide projection (9) whose cross-sectional profile coincides with the nearest inner slide groove (8) on the first coupling part (U), and that the outer coupling part (5) end has a coupling groove (10), which extends perpendicular to the longitudinal direction of the second coupling part (5), and which communicates with the valve stem (3) through a coupling projection (11) arranged on the valve stem (3), the transverse - cut profile sa coincides with the cross-sectional profile of the coupling groove (10) a) 10 15 20 25 30 35 455 335, and whose length is substantially less than the length of the coupling groove (10).

Coupling device (1) according to claim 1, characterized in that the coupling groove (10) extends parallel to the slide projection (9) and that the outer end of the second coupling part (5) has a fixing member (12) which completely or partially encloses the valve stem (3).

Coupling device (1) according to claims 1-2, characterized in that the actuator (15) is fixedly connected to the pipe valve (13) by a bracket (17), which is fixedly mounted on the pipe valve (13), and that the actuator shaft (2) is rotatably mounted in a bearing (16) on the actuator (15).