UA26164C2 - Пружиhhа муфта для опускаhhя і підhімаhhя вікоhhої штори (варіаhти) - Google Patents

Abstract

Винахід стосується пружинних муфт. Муфта містить вал з встановленою аксіально на ньому спірально намотаною пружиною, кінці якої розташовані з можливістю створення фрикційної взаємодії з валом.

Description

конец взаймодействует с поверхностями на том же самом диаметре, однако на противоположной стороне.

Таким образом парь пружин действует совместно в создании парь сил, направленной на результатированиеє движения муфть. При зтом парь пружин должнь действовать в плоскости, перпендикулярной оси муфть.

Следует учесть, что муфтьї, передающие крутящий момент в двух направлениях и имеющие не менее двух пружин, испьітьївают нежелательное влияние любой неровности на поверхности, с которой пружина вступает во фрикционное взаймодействиеє, т.к. зто влечет за собой несовмещение концов идентичньх пружин. Для устранения зтого недостатка и обеспечения более гладкого протекания работь! муфть! пружиньї предложено вьіполнять с разньмм направлением намотки, те. одна пружина со спиралью по часовой стрелке, а вторая - против часовой стрелки.

На фиг.1 приведена аксонометрическая проекция заявляемой муфть! в разобранном виде; на фиг.2 - вид муфть! в поперечном разрезе; на фиг.3 - аксонометрическая проекция частичного изображения в разобранном виде второго варианта муфть; на фиг.4 - вид второго варианта муфть! в продольном разрезе; на фиг.5 - вид второго варианта муфть! в поперечном разрезе; на фиг.б6 - изометрический вид пружин по одному из вариантов в соответствии с настоящим изобретением; на фиг.7 - аксонометрическая проекция третьего варианта заявляемой муфть! в разобранном виде.

Предлагаемое изобретение представляет собой пружинную муфту для опускания и поднятия оконной шторь с использованием множества пружин, чьи конць! ориентировань с равньіми угловьїми интервалами в пределах муфть так, что зффект радиальньїх несущих нагрузок, индуцируемьхх концами пружин, равен нулю. На фиг.1 изображена в разобранном виде пружинная муфта, воплощающая принципь! настоящего изобретения. Муфта содержит вал 1, имеющий наружную цилиндрическую поверхность, вокруг которой аксиально расположеньій с возможностью фрикционного взаймодействия с валом две спирально намотаннье пружинь! 2 и 3. Количество пружин может бьїть любьм свьіше единиць! при условийи, что существуеєт достаточная осевая длина.

Пружинь 2 и З расположеньі! послойно, и каждьй из их концов имеет хвостовой злемент 4 - 7. При зтом хвостовье злементь! расположень! в общей плоскости, перпендикулярной оси вала.

Коаксиально вокруг вала 1 с возможностью вращения установлен корпус 8, а между ними расположеньі пружиньі 2 и 3. В корпусе 8 вьіполненьі кармань! 9, в каждом из которьїх располагаєтся соответствующий хвостовой злемент каждой из пружин.

Муфта, кроме того, содержит валок 10, устанавливаемьй плотно на ребрах 11 корпуса 8, и шкив 12, имеющий цилиндрический злемент 13, расположенньій коаксиально внутри валка 10, при зтом вал 1 также расположен коаксиально относительно злемента 13.

Для избирательного приложения снимающего усилия к одному из концов каждой пружинь! муфта снабжена первьм средством зацепления, а для избирательного приложения ослабляющего усилия к другому из концов каждой пружинь - вторьм средством зацепления. Зти средства зацепления расположень радиально и в основном симметрично относительно оси вала 1. При зтом первое средство связано с корпусом 8 и опредставляет собой шпонки 14 и 15, вьполненнье в корпусе и взаймодействующие с одним из хвостовьїх злементов каждой пружинь!.

Указаннье шпонки 14 и 15 расположень в основном симметрично по окружности 8.

Второе средство зацепления представляєт собой две приводнье кулисьій 16 и 17, являющиеся частями злементами 13 и предназначенньсе для взаймодействия с другим из хвостовьїхх злементов каждой из пружин. На фиг.3 изображена муфта, которая, кроме всех ранее перечисленньїх злементов, содержит две дополнительнье пружинь 18 и 19, на фиг.б приведеньь пружиньй 20 и 21, имеющие разное направление намотки, т.е. одна - по часовой стрелке, а вторая - против. В еще и снабженном хвостовьми злементами 22 - 25 одном из рассматриваемьх вариантов вьіполнения пружинной муфть (см. фиг.7) вал 1 содержит внутреннюю цилиндрическую поверхность, а пружинь! 2 и З расположень! вдоль внутренней поверхности вала для создания фрикционного взаймодействия с ним. Кроме того, муфта содержит сердечник 26, коаксиально установленньй внутри вала, а пружиньйї 2 и З расположеньї между ними.

Первое средство зацепления связано с сердечником 26 и также представляет собой шпонки 27 и 28, вьшолненньюе на сердечнике для избирательного взаймодействия с одним из хвостовьїх злементов каждой пружинь! при вращательном перемещений сердечника 26 относительно вала 1. Шпонки 27 и 28 расположеньі в основном симметрично по окружности сердечника. Второе средство зацепления вьіполнено аналогично первому варианту муфть и представляет собой приводньсе кулись 16 и 17.

Работа предлагаемой муфть! может бьть лучше всего понята при рассмотрении фиг.2, которая наиболее точно показьтваєт относительнье положения регулировочньїх злементов муфть. На фиг.2 часть 29 материала шторь! развернута и свисает с валка 10. Масса части 29 шторь, которая свисаєт с валка, создает крутящий момент, которий и должна поддерживать муфта. Муфта поддерживаєет зту массу, препятствуя вращению корпуса 8. Поддерживающие силь! прикладьваются в двух местах. Шпонка 15 взаймодействует с хвостовьім злементам 4 пружиньй 2, сжимая пружину вокруг вала 1, которьй неподвижно крепится к кронштейну шторь, а шпонка 14 взаймодействуеєт с хвостовьм злементом пружинь З, сжимая ее вокруг вала 1. На фиг.2 линия взаймодействия между шпонками 14 и 15 и злементами 6 и 4 пружин является вертикальной, а, следовательно, сильї между шпонками и злементами пружин в основном горизонтальнье. Поскольку зти силь в основном равньй по величине и противоположньі по о направлению, они не оказьвают незначительноеє, если вообще какое-то, противодействие в несущих способностях, поддерживающих корпус, штору и валок шторьі. Две силь образуют пару сил, крутящий момент которой сопротивляется крутящему моменту, вьізванному за счет свисающей массь шторь. Приводнье кулисьй 16 и 17 шкива 12 находятся во взаймодействии с хвостовьми злементами 5 и 7 пружин. Вращение по часовой стрелке шкива 12 стремится ослабить обе пружиньі, что приводит к разматьвшанию шторь». Вращение против часовой стрелки шкиве 12 вводит приводнье кулисьй 16 и 17 во взаймодействие с злементами 4 и б пружин, а продолжающееся перемещение против часовой стрелки ослабляет обе пружиньй и вращаєт корпус 8 так, что штора сворачиваєтся.

Не важно, поднимаєтся или опускается штора, но движение корпуса 8 регулируется под действием пружинньх злементов 4 и б, которье образуют пару сил. По мере вращения шторь озта пара сил совершаєт вращение вместе с ней, за счет чего по существу устраняется колебательньй зффект, обусловленньїй наличием одной пружинь.

Как видно на фиг.2, злементь 4 и б пружин расположеньй симметрично вокруг оси муфть!. В предьудущем обсуждений говорилось о том, что две сильі, составляющие пару сил, рассматривались как обе лежащие в одной плоскости, перпендикулярной оси муфть!ї. Однако, как можно видеть на фиг.1, они лежат в разньїх плоскостях вдоль оси. Зто разделение плоскостей, в которьїх действуют силь, означаєеєт, что момент парь! сил также имеет компоненту, которая расположена перпендикулярно оси муфть. Зто создает дополнительньюе, нежелательнье несущие силь! противодействия. Существуют два основньх способа снижения компоненть! момента сил, перпендикулярной оси, и любой из зтих способов приводит к ее уменьшению до незначительной величинь!.

Первьй способ заключаєтся в использований конфигурации пружинь), которая позволяєт уравновешивать силь! вокруг точки на оси муфть!. Фиг.3 показьшваєт в разобранном виде конструкцию шкива, пружинь и корпуса с использованием четьірех пружин. В зтой конструкции внутренние пружинь 18 и 19 имеют хвостовне злементь, которне взаймодействуют с кулисой 16 злемента 13 шкива 12, тогда как наружнье пружинь 2 и З имеют хвостовье злементьі, взаимодействующие с кулисой 17 злемента 13 шкива 12. Корпус 8 таюке имеет шпонки 14 и 15. Пружинь 18 и 19 действуют для поддержания нагрузки путем взаймодействия со шпонкой 15 корпуса 8, тогда как наружнье пружинь 2 и З взаимодействуют со шпонкой 14. Если силь! между каждой из пружин и шпонкой, с которой она контактирует, равнь, тогда на оси находится точка, вокруг которой силь симметричньі, и нет никаких результирующих моментов, перпендикулярньїх оси. Позтому нет никаких несущих нагрузок, вьізванньїх аксиальньм разделением концов пружин. Другие конструкции пружин, которне позволяют уравновесить силь! пружин вокруг точки на оси муфть, можно легко представить. Очевидно, что можно бьло бьі использовать восемь пружин с их концами, расположенньми симметрично по оси муфть». Другая, менее очевидная, но возможная конструкция могла бьї содержать три пружинь), которне разделяли бь нагрузку неравномерно. Две пружиньї поддерживали бьі половину нагрузки, находясь на одной стороне муфть!, тогда как третья пружина поддерживала бь другую половину нагрузки со стороньії, противоположной первой.

Другой способ, приведенньй на фиг.4, основан на применений двух идентичньх пружин 2 и 3, которье перехлестьвшваются так, что соответствующие концьї пружин находятся напротив друг друга и лежат в плоскостях, перпендикулярньх оси пружин, и позтому не возникает никаких моментов сил, перпендикулярньх оси муфть. Для ясности, на фиг.4 витки пружиньй З показань жирньмми черньіми линиями. Вследствие перехлеста хвостового злемента 6 пружинь! З и хвостового злемента 4 пружинь 2 лежат в плоскости, перпендикулярной оси муфть». На фиг.4 злемент 4 частично скрьт шпонкой 14 корпуса, однако злементі четко виден на фиг.5. Аналогичньім образом, злемент 7 пружинь З и злемент 5 пружинь! 2 лежат в плоскости, перпендикулярной оси муфтьі. Более сложнье конструкции перехлестньх пружин также обеспечат получение преимуществ предлагаеємого изобретения. Например, можно перехлеснуть три пружинь и использовать вместе с корпусом, имеющим три шпонки, разнесенньсе на 120 градусов.

Еще один способ приведения злементов пружинь! в тесньій контакт по оси пружинь! заключаєтся в использований двух пружин, одна из которьїх намотана в спираль по часовой стрелке, а другая в спираль против часовой стрелки. Фиг.б изображаеєт возможную конфигурацию пружин для такой муфть!. Зти пружинь! могут бьїть использованьі вместо пружин 2 и З муфть, показанной на фиг.4 и 5 с получением преимуществ настоящего изобретения для поддержания нагрузки в одном направленими. На фиг.б пружина 20 имеет хвостовье злементь 22 и 23, а пружина 21 имеет хвостовье злементь 24 и 25. Для использования в муфте в соответствии с настоящим изобретением две пружинь! могут бьіть установлень! вокруг вала и расположень! аксиально так, что злементьй 23 и 24 находятся напротив друг друга и перехлестьваются. Для нагрузок, которне стремятся создавать вращение двух пружин против часовой стрелки, шпонки корпуса могли бьї взаймодействовать с злементами 23 и 24 пружин, заставляя пружинь! 21 и 20 сжиматься и поддерживать нагрузку. Поскольку два хвостовьїх злемента лежат в плоскости, перпендикулярной оси пружин и муфтьї, крутящий момент, создаваемой на муфте, будет находиться на оси и не будет иметь никакой компонентьї, перпендикулярной ей. Зтот способ устранения любой нежелательной компоненть! крутящего момента имеет недостаток, заключающийся в том, что он работаєт для нагрузок в одном направлений, однако плох для нагрузок, действующих в другом направлений. Для вращения по часовой стрелке нагрузки могли бьї поддерживаться злементами 22 и 25 пружин, которье разделеньі в аксиальном направлений так, что силь, действующие на концьії, создают существенную компоненту крутящего момента, перпендикулярно оси муфть!. Зто могло бьї привести к нежелательному прибавлению к несущей способности.

В некоторьїх применениях настоящего изобретения ведомьй груз соединен с муфтой так, что крутящий момент на вьїходе находится в виде просто парьі сил. В некоторьїх применениях не будет никакой несущей способности, исходящей от ведомьх грузов, однако в отсутствие предлагаеємого изобретения все-таки будут иметь место фрикционнье нагрузки в результате противодействия нагрузке концов пружин. Кроме того, останутся несущие противодействия вследствиє работь! регулировочной петли. Таким образом, будет оставаться неприятная вариабельность в рабочем усилии в результате циклического изменения суммь овекторов регулировочной петли, которая создает несущее противодействие.

Расположение озлементов, показанное на фиг.1 - 7, является обьчньм в устройствах, где предпочтительно иметь заземленньй злемент, находящийся в наийболее удаленном от поверхности месте, тогда как вращающийся злемент найболее удален от серединьі. Зто предпочтительньій вариант при работе оконньїх штор, поскольку он позволяет осуществить удобную поддержку вала кронштейном шторьї, тогда как корпус муфть! поддерживаєт валок шторьі. Предлагаемое изобретение равньмм образом подходит для устройств, в которьїх зти функции противоположнь! по решаемой задаче. То есть, существуеєт найболеєе удаленньй от серединь вал, которьім обьічно является сам корпус муфть. Одна из его поверхностей будет поверхностью, с которой пружинь! находятся во фрикционном взаймодействии.

Часто, хотя и необязательно, корпус, или вал, остается неподвижньм при работе. Центральньм злементом в таком устройстве обьічно бьівает вьіходной злемент, часто упоминаемьй как сердечник со шкивом или регулировочньм злементом, расположенньм радиально между корпусом и центральньм злементом. Фиг.7 показьіваєт такую муфту. Ее конструкция аналогична конструкции муфт, изображенньх на фиг.4 и 5. Поверхность, с которой входят во фрикционное взаймодействиє пружинь! 2 и 3, представляєт собой внутреннюю цилиндрическую поверхность вала 1. Как и в муфте на фиг.4 и 5, пружиньії 2 и З перехлестьшваются. Зта конфигурация предпочтительна, так как она обеспечиваєт наийлучшую симметрию, хотя любая из числа альтернативньїх конфигураций пружин, обсужденньмх вьіше, может бьть с успехом использована в зтой конструкции муфть. Как и предьдущие решения, цилиндрическое удлинение шкива 13 имеєт две приводньюе кулисьй 16 и 17 для регулировки концов пружин 2 и 3. Сердечник 26 имеет две шпонки, расположеннье на противоположньїх сторонах для взаймодействия с концами пружин 2 и 3. Шпонка 27 видна на фиг.7, а шпонка, расположенная на. противоположной стороне, скрьта на чертеже. Работа зтой муфть также аналогична работе ранее обсужденньх муфт, при зтом две пружиньі! создают сдерживающие усилия, уравновешенньє вокруг оси, и позтому не возникаєт никаких несущих нагрузок. ши и и "а шЕЕртякя», що З " х 8 4 1во- «Пе й Ж о рт ЕТ» сій вн х, до : дин 48 У х і У ин Коха: ФІ ШИ бок шини А нн пн п и и ше о ЧИ ШІ с ше ш щш. та 14 я 2 в Н 7 х мне н ря жна їх з м ст й й «Яся

Фиг.1

7 и" лани т ж у

Оу

КО |-29 ; а он

Пост пн еше я Енн ну й Чад сн

У ЕЖНИ

| 14 з, 2 і пкт тет

Йенгса ши

ПОРУ АЛЕ

ДЕ Свен----в

ЛВ б, ія нс

Фиг. 4 рису з ЛИ ЛА зх ЩА

Ії, АК Ко МТ А | я Ду

ЩЕ і, А її ПУ І ! У То Ії 4 ша, | у | Ії ЦІ І

ОТ ИЙИ А ЩІ г ре ДІ | дез ДИ | // , 2 Й | щ КАХ Фк ДУ ШИ М. 20

Фиг. 5 Фиг. 6 р рреекен кни нка АТС ТЕ АНА ТЕ ТЕ АТІКА КЕТІ, ов й у я Кт» 1

ВА у-5--- і пе се КВ: у ке | ЦІ Те ; ТТ НО і Д че зе х

С ле МОУ, (В. о ШИ,

З нини 26 ваш 8

Фиг 7