CS262457B1

CS262457B1 - Clutch, in particular drilling heads for drilling small diameters

Info

Publication number: CS262457B1
Application number: CS872397A
Authority: CS
Inventors: Antonin Heger
Original assignee: Antonin Heger
Priority date: 1987-04-03
Filing date: 1987-04-03
Publication date: 1989-03-14
Also published as: CS239787A1

Abstract

Řešeni se týká spojky, zejména vrtací hlavy pro vrtání otvorů malých průměrů,., určené k přenosu króuticího momentu z hnacího na hnaný hřídel, která sestává z magnetu toroidního tvaru, ke kterému je z jedné strany připevněn horní tvarový pólový nástavec a z druhé strany dolní tvarový pólový nástavec. Do horního pólového nástavce je vložen vnitřní rotor s nejméně dvěma pracovními póly, které jsou volně vloženy do nejměně dvou pracovních pólů vnějšího rotoru, vloženého do dolního tvarového pólového nástavce, přičemž ve vnitřním i vnějším rotoru je vytvořen otvor pro pevné spojení s hnacím a hnaným hřídelem.The solution relates to a coupling, in particular a drilling head for drilling holes of small diameters, intended for transmitting torque from the driving to the driven shaft, which consists of a toroidal magnet, to which an upper shaped pole piece is attached on one side and a lower shaped pole piece on the other. An inner rotor with at least two working poles is inserted into the upper pole piece, which are freely inserted into at least two working poles of the outer rotor, inserted into the lower shaped pole piece, while a hole is formed in both the inner and outer rotors for a fixed connection with the driving and driven shafts.

Description

Vynález se týká spojky vrtací hlavy pro vrtání otvorů, zejména malých průměrů, která je určena k přenosu kroutícího momentu z hnacího na hnaný hřídel.The invention relates to a drilling head coupling for drilling holes, in particular of small diameters, which is intended to transmit a torque from a drive shaft to a driven shaft.

Dosud známé spojky můžeme podle konstrukce rozdělit do několika základních skupin, a to na spojky pružné, nepružné, dilatační, výkyvné, výsuvné, třecí a podobně, kde z různých řeěení vyplývá i řada specifických vlastností těchto spojek. DalSí skupinu tvoří spojky elektromagnetické, které jsou v podstatě spojky mechanické, ovládané pomocí elektromagnetu.The known couplings can be divided into several basic groups according to their design, namely flexible, inelastic, expansion, swiveling, sliding, friction and the like couplings, where a number of specific properties of these couplings result from different solutions. Another group consists of electromagnetic couplings, which are essentially mechanical couplings operated by an electromagnet.

Společnou nevýhodou výše uvedených spojek je, že neumožňují dostatečný vzájemný posuv spojených hřídelů a že se nedají použít pro přenos vysokých a velmi vysokých otáček, zejména nad 10 000 ot/min.A common disadvantage of the above-mentioned couplings is that they do not allow sufficient relative displacement of the coupled shafts and that they cannot be used for transmitting high and very high speeds, especially above 10,000 rpm.

Dále jsou známé spojky indukční, tvořící zvláětní skupinu, které se používají k plynulému řízení otáček mezi hnaným a hnacím hřídelem, například mezi poháněcím motorem a pracovním strojem. Tato spojka má dvě rotující části, a to vstupní a výstupní. Výstupní část je tvořena výstupním hřídelem s rotorem, otočně uloženým ve statoru čidla otáček, například tachoalternátoru, kde výstupní hřídel je pevně spojen s tělesem·průřezu U, k jehož vnitřnímu obvodu jsou připevněny póly s budicím vinutím, mezi nimiž je umístěn vstupní hřídel s klečovým vinutím, které je vyvedeno na sběrné kartáče, napojené na samočinný regulátor otáček, jenž ovládá buzení spojky, přičemž konstrukce a závislost přenášeného momentu na skluzu je jako u asynchronního motoru s kotvou nakrátko.Furthermore, inductive couplings forming a special group are known which are used to continuously control the speed between the driven and the drive shaft, for example between the drive motor and the working machine. This coupling has two rotating parts, input and output. The output part is formed by an output shaft with a rotor rotatably mounted in a stator of a speed sensor, for example a tacho-alternator, where the output shaft is firmly connected to a U-section body to the inner circumference of which the excitation coil poles are attached. winding, which is led to collecting brushes, connected to an automatic speed regulator that controls the clutch actuation, the design and the dependence of the transmitted torque on the slip is as in the case of a short-circuit asynchronous motor.

Nevýhodou indukčních spojek je, že neumožňuji vyosenl a ani axiální posuv spojených hřídelů, jsou složité, rozměrově velké a potřebují značný elektrický příkon a dále i to, že velká hmotnost rotujících částí neumožňuje jejich použití při vysokých otáčkách, neboř se většinou používají do 3 000 ot/min.The disadvantage of the inductive couplings is that they do not allow the shaft and axial displacement of the coupled shafts, they are complex, dimensionally large and require considerable electrical power, and that the heavy weight of the rotating parts does not allow their use at high speeds. / min.

Uvedené nevýhody odstraňuje spojka, zejména vrtací hlavy pro vrtání otvorů malých průměrů, pro přenos kroutícího momentu z hnacího na hnaný hřídel, podle vynálezu, tvořená magnetem toroidnlho tvaru, jehož podstata spočívá v tom, že na magnet je z jedné strany připevněn horní tvarový pólový nástavec a z druhé strany dolní tvarový pólový nástavec.These disadvantages are overcome by a coupling, in particular drilling heads for drilling small diameter holes, for transmitting torque from a drive shaft to a driven shaft according to the invention, consisting of a toroidal magnet, which consists in that the upper pole piece is attached to the magnet from one side. and from the other side the lower pole piece.

Do horního pólového nástavce je vložen vnitřní rotor s nejméně dvěma pracovními póly, které jsou volně vloženy do nejméně dvou pracovních pólů vnějšího rotoru, vloženého do dolního tvarového pólového nástavce, přičemž ve vnitřním i vnějším rotoru je vytvořen otvor pro pevné spojení s hnacím a hnaným hřídelem.An inner rotor with at least two working poles is inserted into the upper pole piece and is loosely inserted into the at least two working poles of the outer rotor inserted into the lower shaped pole piece, and a bore is formed in the inner and outer rotors for fixed connection to the drive and driven shafts. .

Výhodou spojky podle vynálezu je její jednoduchá konstrukce, která zajištuje měkké spojení hnacího i hnaného hřídele a umožňuje také jejich vzájemný axiální posuv a malé vyoseni. Další výhodou je, že tato spojka umožňuje přenášet velmi vysoké otáčky, zejména od 5 000 do 20 000 ot/min, a to jednak z důvodu nízké hmotnosti rotující části a jednak, že krouticí moment se přenáší bez přímého*mechanického styku součástí, čímž je zajištěna její vysoká životnost a spolehlivost. U této spojky, která pracuje bez nároku na elektrickou energii, je výhodou i to, že nedochází k přenášení mechanických vibrací a chvěni z hnacího na hnaný hřídel a naopak.The advantage of the coupling according to the invention is its simple construction, which ensures a soft connection of the drive and driven shafts and also allows their axial displacement and small offset. A further advantage is that the coupling allows the transmission of very high speeds, in particular from 5,000 to 20,000 rpm, both because of the low weight of the rotating part and that the torque is transmitted without direct mechanical contact of the parts, thereby high durability and reliability. This clutch, which operates without the need for electrical energy, also has the advantage that there is no transmission of mechanical vibrations and vibrations from the drive shaft to the driven shaft and vice versa.

Na přiloženém výkresu je schematicky znázorněno příkladné provedení spojky podle vynálezu, kde obr. 1 je její svislý řez a obr. 2 je řez, vedený řeznou rovinou A-A z obr. 1.The attached drawing schematically shows an exemplary embodiment of a coupling according to the invention, wherein Fig. 1 is a vertical section thereof and Fig. 2 is a section taken along the cutting plane A-A of Fig. 1.

Spojka, zejména vrtací hlavy pro vrtání otvorů malých průměrů podle příkladného provedení sestává ze statoru, tvořeného magnetem £ toroidního tvaru, ke kterému je z jedné strany připevněn horní tvarový pólový nástavec £ a z druhé strany dolní tvarový pólový nástavec £. Do horního tvarového pólového nástavce 2 je vložen svým tělesem vnitřní rotor £ se dvěma pracovními póly £, jenž jsou volně vloženy do dvou pracovních pólů £ vnějšího rotoru £, který svým tělesem je vložen do dolního tvarového pólového nástavce 3. V tělese vnitřního rotoru £ je vytvořen otvor £ pro jeho upevnění na nenaznačený hnací hřídel elektromotoru, přičemž v tělese vnějšího rotoru £ je vytvořen otvor 9 pro jeho upevnění na nenaznačený hnaný hřídel vrtací hlavy. Oba tvarové pólové nástavce 2 ^a 2 i oba rotory A ^a 2 ⁸ pracovními póly 5 a 6 jsou vyrobeny z magneticky vodivého materiálu, například z arémy.The coupling, in particular the drilling heads for drilling small diameter holes according to the exemplary embodiment, consists of a stator formed by a toroidal-shaped magnet 6 to which the upper pole piece 6 is attached on one side and the lower pole piece 6 on the other side. Into the upper pole piece 2 is inserted with its housing an internal rotor 2 with two working poles 6, which are loosely inserted into the two working poles 6 of the outer rotor 6, which is inserted into the lower pole 3 with its housing. an aperture 9 is provided for securing it to an unmarked drive shaft of the electric motor, and an aperture 9 is provided in the outer rotor housing 8 for securing it to an unmarked drive shaft of the drill head. Both shaped pole pieces 2 ^and 2 and the two rotors 2 ^and ⁸ A working poles 5 and 6 are made of a magnetically conductive material, e.g., Aro.

Při přenosu kroutícího momentu spojkou podle vynálezu, je jeho velikost dána magnetickou indukcí magnetu 1, velikostí vzduchových mezer a vzájemnou polohou pracovních pólů A vnitřního rotoru A vůči pracovním pólům vnějšího rotoru 2, kde poloha naznačená na obr. 2 udává max. přenášený krouticí moment, při němž magnetické pole magnetu 2 ^se uzavírá přes horní tvarový pólový nástavec 2 a vzduchovou mezeru na těleso vnitřního rotoru A ^a přes jeho pracovní póly A ^a vzduchovou mezeru na pracovní póly A vnějšího rotoru 2< z jehož tělesa se dále uzavírá přes vzduchovou mezeru na dolní tvarový pólový nástavec 2 ^a zpět na magnet A· Silovým působením magnetického pole magnetu A dochází k vzájemnému natočení obou rotorů A> 2 ^a jejich pracovních pólů 5, A tak, jak je naznačeno na obr. 2. Spojka podle vynálezu umožňuje vzájemný axiální pohyb vnitřního rotoru A vůči vnějšímu rotoru 2 ^a naopak a vytváří také axiální sílu, která působí v rotační ose obou rotorů A, 2 tak, žé vnitřní rotor A 3^e vtahován do vnějšího rotoru 2, přičemž tato spojka může pracovat v libovolné pracovní poloze.When transmitting the torque by the coupling according to the invention, its size is given by the magnetic induction of the magnet 1, the size of the air gaps and the relative position of the working poles A of the internal rotor A relative to the working poles of the external rotor 2. wherein the magnetic field of the magnet 2 ^is closed over the upper pole piece 2 and the air gap on the internal rotor body A ^and through its working poles A ^{and the} air gap on the working poles A of the external rotor 2 shaped pole piece 2 ^and back to the magnet and · force action of the magnetic field of the magnet and leads to mutual rotation of the two rotors and> 2 ^and their working positions 5, and as shown in Fig. 2. a coupling according to the invention allows relative axial movement of the inner of the rotor A relative to the outer rotor 2 ^and vice versa and forms also an axial force acting in the rotational axis of the two rotors A, 2 so that the inner rotor A 3 ^is drawn into the outer rotor 2, the coupling being able to operate in any operating position.

Alternativně je možno k hnacímu hřídeli elektromotoru upevnit vnější rotor 2 ^a vnitřní rotor A je možno upevnit na hnaný hřídel vrtací hlavy. Vnitřní rotor A ^a 2 mohou mít i vyšší počet pracovních pólů A ^a Α» který však musí být v každém případě shodný.Alternatively, an outer rotor 2 can be attached to the drive shaft of the electric motor, ^{and the} inner rotor A can be mounted on the driven shaft of the drilling head. The inner rotor A ^and 2 can also have a higher number of working poles A ^and Α », which must in any case be identical.

Spojku podle vynálezu je možno použít nejen u vrtací hlavy pro vrtání otvorů malých průměrů, ale i pro spojení hnacího hřídele s hnaným při vysokých a velmi vysokých otáčkách, jako například u pohonu brusných a lapovacíoh vřeten, rozbrušovacíoh zařízení a podobně.The coupling according to the invention can be used not only for drilling heads for drilling small diameter holes, but also for connecting the drive shaft to the driven at high and very high speeds, such as for grinding and lapping spindle drives, grinding machines and the like.

Claims

object of the invention

Coupling, in particular drilling heads for drilling small diameter holes, for transmitting torque from a drive shaft to a driven shaft, formed by a toroidal magnet, characterized in that the upper pole piece (2) and the other side are attached to the magnet (1) a lower shaped pole piece (3), wherein an inner rotor (4) with at least two working poles (5), which are loosely inserted into at least two working poles (6) of the outer rotor (7), is inserted into the upper pole piece (2), The inner and outer rotors (4, 7) have a bore (8, 9) for fixed connection to the drive and driven shafts.