SE461607B - Momentbegraensande kopplingsanordning - Google Patents

Description

461 607 10 15 20 25 30 Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en kopplingsanordning av det inledningsvis angivna slaget, som är enkel och tillförlitlig - även efter flera ars g driftstid -, som är speciellt lämpad för stora vridmoment, och som efter en överbelastning omedelbart är driftklar igen utan krav på utbyte av delar eller dylikt eller andra åtgärder vad beträffar kopplingsanordningen.

Detta har enligt uppfinningen ernàtts därigenom att kopplingsanordningen har erhållit de i efterföljande - patentkrav angivna kännetecknen. Som kopplingsanordning betraktad är anordningen enligt uppfinningen enklast och kompaktast möjlig, nämligen en cylindrisk hylsa, som är fastklämd, lämpligen pàkrympt, utanpå en cylindrisk del.

Först vid en på grund av överbelastning framkallad slirning mellan de cylindriska delarna träder rörliga delar i funk- tion, nämligen en pumpanordning, som drivs genom de cylind- riska delarnas vridning inbördes. Ett tryckfluidum matas till en tryckledning med erforderligt tryck för att vid inpressning av tryckfluidet i öppningar i åtminstone den ena friktionsytan åstadkomma ett hydrostatiskt lager, som àtskiljer de båda cylindriska delarna med ett minimum av friktion. I samma ögonblick som den inbördes vridningefi -_ eller rotationen upphör slutar pumpanordningen att arbeta, och det hydrostatiska lagret övergår till att bilda ett friktionsförband igen. Genom att anordna dräneringskanaler i åtminstone den ena friktionsytan och en returledning från dessa till pumpanordningens sugsida erhålles en sluten tryckfluidumkrets, som möjliggör anordningens drift i fri- kopplat tillstånd under lång tid, om så skulle erfordras.

Uppfinningen är närmare tydliggjord i det följande under hänvisning till bifogade ritning, på vilken tig. 1 visar ett föredraget utföringsexempel på en anordning enligt uppfinningen i längdsektion och fig. 2 schematiskt visar en alternativ placering av anordningens pumpenheter. 10 15 20 25 30 35 461 607 Pâ ritningen visas en drivaxel 1, som medelst ett kilför- band 2 är förbunden med en första kopplingsdel omfattande en på änden av drivaxeln fastpressad cylindrisk hylsa 3, vars fria ände är försedd med ett fast anbragt nav 4. Utan- pà hylsan 3 är en till en andra kopplingsdel hörande hylsa 5 pákrympt, som är utformad med ett nav 6. I ett centrumhál på navet 6 är en axeltapp 7 fastsatt, som med en mot driv- axeln 1 riktad ände är förbunden med drivaxeln 1 genom ett rullningslager 8. Navet 6 är utformat som en flänsanslute ning för en driven axel, t.ex. en kardanaxel i ett elekt- riskt drivaggregat för en rälsbuss eller liknande.

I navet 4 är med lika delning sex stycken radiellt riktade små kolvpumpar 10 inbyggda. Varje pump omfattar en radiell urborrning 11 i vilken en kolv 12 är rörlig mot verkan av en stark tryckfjäder 13 mellan kolvens yttre ände och en tillslutning 14 av urborrningens 11 yttre del.

Kolvens 12 inre ände pressas av fjädern 13 mot en ytterring 15 hos ett nàllager vars innerring 16 är anbragt pâ en excenter 17 utformad på axeltappen 7. Kolven 12 är på van- ligt sätt försedd med en sugöppning 18, en axiell genom- strömningskanal 19, en i denna anordnad sugventil 20 och en trycköppning 21. "- __ Sugöppningen 18 kommunicerar med en i navet 4 anordnad, axiell, genomgående sugledning 22 och trycköppningen 21 kommunicerar med en i navet 4 anordnad, axiell tryckledning 23. Mitt för tryckledningens 23 öppning är en axiell ut- loppskanal 24 anordnad, i vilken på känt sätt en med pumpen 10 samverkande tryckventil 25 är inbyggd.

Utloppskanalen 24 är genom en radiell kanal 26 ansluten till ett periferiellt spår 27 i hylsans 3 yttre, cylind- riska vägg 28. På motsvarande sätt är de fem andra pumparna 10 tillordnade var sitt periferiellt spår. Såsom visas i fig. 1, övre delen, är sålunda en andra utloppskanal 24' via en andra radiell kanal 26' ansluten till ett andra periferiellt spår 27'. De periferiella spåren 27, 27' är 461 607 10 15 20 25 30 35 fördelade med lika delning i axiell riktning. Utanför det längst bort från navet 4 belägna spåret 27" är ett peri- feriellt dräneringsspår 29 anordnat, som via en dränerings- ledning 30 står i förbindelse med en mellan kopplingsdelar- na anordnad ringformíg förrådsbehållare 31 för tryckflui- det. Behållaren 31 kommunicerar enbart med kolvpumparnas 10 sugledningar 22 och dräneringsledningen 30. För påfyllning av tryckfluidum, lämpligen olja, och luftning av det slutna tryckfluidumsystemet finns två icke närmare visade förslut- ningar 32 respektive 33.

Vid normal drift fungerar anordningen enligt uppfin- ningen som en friktionskoppling med två kopplingshylsor förenade genom ett krympförband, som är så anpassat, att slirning kan uppstå först när det överförda momentet uppgår till ett förutbestämt, maximalt tillåtet värde.

När så sker kommer hylsan 3 och navet 4 att vrida sig i förhållande till hylsan 5 och navet 6 med axeltappen 7 och excentern 17. Kolvarna 12 kommer då att i tur och ordning tryckas utåt med stor kraft av det excentriska lagret 15, 16 och därefter återföras av fjädrarna 13. Om tryckfluidum- systemet är fyllt med olja kommer följaktligen olja att pressas till de periferiella spåren 27, varvid de två hyl- sorna 3. 5 separeras tillräckligt mycket för att oljan skall kunna tränga sig ut ur spåren 27 och flyta över till dräneringsspåret 29 och vidare tillbaka till behållaren 31 via dräneringskanalen 30. Mellan hylsorna 3 och 5 har så- -ledes ett hydrostatiskt lager bildats, som tillåter dessa att rotera inbördes med mycket liten friktion.

I samma ögonblick som överbelastningen upphör och det överförda momentet har sjunkit tillräckligt lågt upphör slirningen mellan hylsorna 3 och 5. Pumparna 10-slutar då att arbeta, och oljetrycket i spåren 27 upphör, vilket med- för att oljan pressas bort från mellanrummen mellan spåren 27 och de båda hylsorna 3 och 5 åter hopkopplas med ett friktionsingrepp till följd av krympförbandet. 10 15 20 25 461 607 Den visade kopplingsanordningen är främst avsedd för snabbroterande kopplingar med ett pumpslag per varv och pump. Vid mera lángsamgâende kopplingar kan det vara lämp- ligt att utnyttja en kamkurva som medger flera pumpslag per varv och pump. Pumpenheterna kan då lämpligen anordnas axiellt, såsom visas schematiskt i fig. 2. Separata kolv- pumpar 40 är här fastsatta utanpå kopplingsanordningens yttre hylsa 5, och en kamkurva 41 är fastsatt på axeln 1.

Kolvstänger 42 med kamföljarrullar 43 överför en pump- _ rörelse från kamkurvan 41 till pumparnas icke visade kolvar om en relativrörelse skulle uppstå mellan yttre hylsan 5 och axeln 1. Kopplingen är med undantag för pumparna 10 och excenteranordningen 17 utförd på samma sätt som i fig. 1, ehuru det kan vara lämpligt att vid utförandet enligt fig. 2 anordna de periferiella spåren 27 med tillhörande led- ningar i den yttre hylsan 5 eftersom pumparna 40 är place- rade på denna.

Uppfinningen är självfallet inte begränsad till de här visade och beskrivna utföringsexemplen utan åtskilliga modifikationer är möjliga inom ramen för den i patentkraven definierade uppfinningen. Sålunda kan med fördel kolv- pumparna 40 i fig. 2 vara anordnade i axiella urborrningar i hylsans 5 vägg på motsvarande sätt som pumparna 10 i radiella urborrningarna 11 i navet 4. Antalet pumpar kan naturligtvis varieras i beroende av behovet av tryck- fluidum.

Claims (5)

461 10 15 20 25 30 35 607 PATENTKRAV

1. Momentbegränsande kopplingsanordning innefattande tvâ koaxiella kopplingsdelar, som är vridfast förbundna med en drivande axel respektive en driven axel, och som är i in- grepp med varandra genom två mot varandra under presstryck stående friktionsytor bildande ett friktionsförband, som är dimensionerat att slira vid överskridandet av ett förut-_ bestämt vridmoment hos kopplingsanordningen samt en anord- ning för avkänning av uppstâende slirning hos friktions- förbandet och frigivande av detta vid uppstàende slirning, k ä n n e t e c k n a d a v att friktionsförbandet är sammansatt av en med ena kopplingsdelen fast förbunden cylindrisk del (3) och en utanpå denna fastpressad cylindrisk hylsa (5), som är fast förbunden med den andra kopplingsdelen och av en av avkänningsanordningen (17) driven högtryckspumpanordning (10) för avgivande av ett tryckfluidum till en utloppskanal (24) vid uppstaende slirning hos friktionsförbandet, samt hos åtminstone den ena av friktionsytorna ett antal öppningar (27), som står i förbindelse med pumpanordningens utloppskanal (24), och-som är utförda att tillsamanns med friktionsytorna vid tillförsel av tryckfluidet utgöra ett hydrostatiskt lager.

2. Kopplingsanordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a d a v att pumpanordningen (10) är anbragt på den ena kopplingsdelen (3, 4), och att de med dess utloppskanal (24) förbundna öppningarna (27) är anordnade hos samma kopplingsdels (3, 4) friktionsyta.

3. Kopplingsanordning enligt krav eller 2, k ä n n e - t e c k n a d a v att pumpanordningen omfattar ett flertal kolvpumphus (11), som är radiellt anbragta med lika delning hos den ena kopplingsdelen (3, 4) och är försedda med kolvstänger (12), vars fria ändar är utformade att påverkas axiellt av en på den andra kopplingsdelen (5, 6) anbragt excenter (17) vid den ena kopplingsdelens vridning relativt den andra. 10 461 607

4. Kopplingsanordning enligt något av kraven 1-3, k ä n - n e t e c k n a d a v att åtminstone den ena friktions- ytan är försedd med spår (2§) utgörande dränerinqskanaler, som är anslutna till pumpanordningens sugsida (18) för bil- dandet av en sluten tryckfluídumkrets.

5. Kopplingsanordning enligt något av kraven 1-4, varvid pumpanordningen på trycksidan omfattar ett flertal separata pumpenheter, k ä n n e t e c k n a d a v att varje pump- enhet (10) är tillordnad en bestämd grupp öppningar (27, 27'), som står i förbindelse enbart med tillhörande pump- enhets utloppskanal (24, 24') för tryckfluidet.