CS270609B1

CS270609B1 - Torque limiter

Info

Publication number: CS270609B1
Application number: CS877912A
Authority: CS
Inventors: Jiri Ing Csc Mlikovsky; Jan Pokorny; Bedrich Lano
Original assignee: Mlikovsky Jiri; Jan Pokorny; Bedrich Lano
Priority date: 1987-11-05
Filing date: 1987-11-05
Publication date: 1990-07-12
Also published as: CS791287A1

Abstract

Řešeni spadá do oblasti ovládání armatur. Řeší omezeni kroutícího momentu vyvozovaného na hřídele armatur bez ohledu na : velikost momentu, který vyvolává obsluha j nebo ovládací zařízení. S hřídelem je pevně spojený tvarový kotouč a je na něm volně otočně uložena páka. Na páce je suvně uložen přítlačný segment. Při otáčení páky působí přítlačný segment na tvarový kotouč. Podle tvaru kotouče dojde k tomu, že segment vyvozuje moment na hřídel do té doby, než se dostane na kru- ! hovou část kotouče. Velikost přenášeného momentu je závislá na- síle přítlaku segmentu, kterou lze regulovat pružinou a na tvaru kótohče.The solution falls into the field of valve control. It solves the problem of limiting the torque exerted on the valve shafts regardless of the magnitude of the torque exerted by the operator or the control device. A shaped disc is firmly connected to the shaft and a lever is mounted on it so that it can rotate freely. A pressure segment is slidably mounted on the lever. When the lever is rotated, the pressure segment acts on the shaped disc. Depending on the shape of the disc, the segment exerts a torque on the shaft until it reaches the circular part of the disc. The magnitude of the transmitted torque depends on the force of the segment's pressure, which can be regulated by a spring, and on the shape of the disc.

Description

Vynález se týká omezovače kroutícího momentu přenášeného na zařízení obsluhou nebo ovládacím zařízením, zejména pro ovládání armatur.The invention relates to a torque limiter transmitted to the device by an operator or control device, in particular for operating valves.

V současné době se pro omezení kroutícího momentu přenášeného obsluhou na hřídel používají různé pojistné spojky, u kterých při překročení nastaveného kroutícího momentu dochází k přeskoku kuliček, válečků nebo ozubů, které jsou pružinami přitlačovány do drážek. Konkrétním příkladem může být konstrukce se dvěma talíři s čelním ozubením, z nichž jeden je dotlačován pružinou a veden na drážkovaném hřídeli. Nevýhoda tohoto provedení je charakteristická pro většinu pojistných spojek. Jeho funkce je závislá na výrobní přesnosti ozubení, drážkování a jejich vzájemné kolmosti. 'At present, various safety clutches are used to limit the torque transmitted by the operator to the shaft, in which case the set torque jumps out of balls, rollers or teeth, which are pressed into the grooves by springs. A specific example may be a design with two spur gears, one of which is spring-loaded and guided on a splined shaft. The disadvantage of this design is characteristic of most safety couplings. Its function depends on the manufacturing accuracy of the gears, grooving and their mutual perpendicularity. '

Úkolem vynálezu je vytvoření takové konstrukce, která by byla výrobně nenáročná, jednoduchá a přitom spolehlivě omezovala kroutící moment přenášený na zařízení bez ohledu na velikost momentu, který je schopna vyvolat obsluha nebo ovládací ústrojí.The object of the invention is to provide a construction which is simple to manufacture, simple and at the same time reliably limits the torque transmitted to the device, regardless of the amount of torque which the operator or control device is able to generate.

Uvedené požadavky splňuje v podstatě vynález, kterým je omezovač kroutícího momentu působícího na hřídel, sestávající z tvarového kotouče a páky s přítlačným segmentem, je- hož podstata spočívá v tom, že. tvarový kotouč je uložen kolmo k ose hřídele a je s ním pevně spojen, zatímco páka je na hřídeli uložena volně otočně a má ve směru kolmém k ose . hřídele vytvořeno vedení, v němž je přítlačný segment volně posuvný, přičemž je opatřen čelem pro záběr s tvarovým kotoučem a na opačná straně pružinou opřenou druhým koncem o opěrku upevněnou na páce. .The above requirements are essentially fulfilled by the invention, which is a torque limiter acting on a shaft, consisting of a shaped disk and a lever with a pressure segment, the essence of which consists in the fact that. the shaped disk is mounted perpendicular to the axis of the shaft and is firmly connected to it, while the lever is mounted for free rotation on the shaft and has a direction perpendicular to the axis. of the shaft, a guide is formed in which the pressure segment is freely displaceable, being provided with a face for engagement with the shaped disk and, on the opposite side, with a spring resting on the other end on a support mounted on the lever. .

Další podstatou vynálezu je, že tvarový kotouč má tvar kruhu, z jehož plochy je oddělena výseč tvořená zavíracím ramenem a otevíracím ramenem, které svírají úhel o velikosti 135° až 225°, přičemž vrcholem výseče je pata kolmice spuštěná ze středu kotouče na zavírací rameno a vzdálenost vrcholu od obvodové kružnice kotouče je menší než jeho poloměr.Another aspect of the invention is that the shaped disc has the shape of a circle, from the surface of which a section formed by a closing arm and an opening arm separating an angle of 135 ° to 225 ° is separated, the apex of the section being the heel perpendicular from the center of the disc to the closing arm the distance of the apex from the circumferential circle of the disk is less than its radius.

Další podstatou vynálezu je, že čelo přítlačného segmentu je tvořeno valivým ložiskem.Another aspect of the invention is that the face of the pressure segment is formed by a rolling bearing.

Konečně je podstatou vynálezu, že opěrka je uložena stavitelně.Finally, it is an object of the invention that the support is mounted so as to be adjustable.

Vyšší účinek vynálezu spočívá v jednoduché konstrukci omezovače, při zachování spolehlivé funkce, bez ohledu na velikost kroutícího momentu primárně působícího na zařízení. Navíc umožňuje omezení momentu v obou směrech otáčení, u armatur pro uzavírání i otevírání, přičemž hodnoty momentů mohou být různé. Použití vynálezu u armatur prodlužuje jejich životnost, neboř omezuje možnost jejich přetěžování, případně i mechanické poškození .The higher effect of the invention lies in the simple construction of the limiter, while maintaining a reliable function, regardless of the magnitude of the torque primarily acting on the device. In addition, it allows torque limitation in both directions of rotation, for both closing and opening valves, and the torque values can be different. The use of the invention with fittings prolongs their service life, as it limits the possibility of their overloading or even mechanical damage.

Příklad konkrétního provedení vynálezu je schematicky znázorněn na výkresu, kde obr. 2 představuje částečný vertikální osový, řez- omezovačem, obr. 2 pohled na omezovač shora. Obr. 3 znázorňuje alternativní provedení kotouče při pohledu shora a obr. 4 příklad uplatnění vynálezu v ručním ovládacím kole armatury.An example of a specific embodiment of the invention is schematically shown in the drawing, where Fig. 2 represents a partial vertical axial section of the limiter, Fig. 2 is a top view of the limiter. Giant. 3 shows an alternative embodiment of the disc seen from above and FIG. 4 shows an example of the application of the invention in a manual control wheel of a valve.

Podle vynálezu je s hřídelem 2, na kterém nesmí kroutící moment překročit zadanou hodnotu, pevně spojen tvarový kotouč 2 a je na něm volně otočně uložena páka J.· Na páce 3 jsou ve směru kolmém k ose hřídele 1 vytvořena dvě boční vedení 31, mezi nimiž je posuvně uložen přítlačný segment 4 opatřený na straně hřídele 1 čepem 41. Na čepu 41 ie uloženo ložisko 421, například valivé, pro záběr s obvodem tvarového kotouče 2. Na zadní straně přítlačného segmentu 4 je vytvořeno vybrání 43, v němž je uložena pružina_5_, která je svým druhým koncem opřena o stavitelnou opěrku 51 upevněnou na páce 3. Tvarový kotouč 2 má tvar kruhu, z jehož plochy je oddělena výseč tvořená zavíracím ramenem 22 a otevíracím ramenem 23. Vrcholem výseče je pata kolmice spuštěná ze středu kotouče 2 na zavírací rameno 22 a vzdálenost vrcholu od obvodu kotouče 2 je menší než jeho poloměr. Ramena 22, 23 svírají v příkladu podle obr. 2 úhel 202°.According to the invention, a shaped disk 2 is firmly connected to the shaft 2, on which the torque must not exceed a set value, and a lever J is rotatably mounted thereon. Two side guides 31 are formed on the lever 3 in a direction perpendicular to the shaft axis 1 by means of which a pressure segment 4 provided on the side of the shaft 1 with a pin 41 is slidably mounted. which is supported at its other end on an adjustable support 51 mounted on a lever 3. The shaped disk 2 has the shape of a circle, from the surface of which a section formed by a closing arm 22 and an opening arm 23 is separated. arm 22 and the distance of the apex from the circumference of the disc 2 is less than its radius. The arms 22, 23 form an angle of 202 ° in the example according to FIG.

Omezovač kroutícího momentu podle vynálezu pracuje tak, že při otáčení páky 3 zavíracím směrem A působí přítlačný segment 4 na kotouč 2_, respektive na zavírací rameno 22 silou vyvolanou předpětím a dalším stlačením pružiny 5. Na hřídeli _1_, s nímž je kotouč 2 pevně spojený, vyvolá tato síla kroutící moment, jehož velikost s otáčením páky 3 roste.The torque limiter according to the invention operates in such a way that when the lever 3 is rotated in the closing direction A, the pressure segment 4 acts on the disc 2 or on the closing arm 22 by a force caused by preload and further compression of the spring 5. this force induces a torque, the magnitude of which increases with the rotation of the lever 3.

CS 270 609 BlCS 270 609 Bl

Zároveň se posouvá ložisko 42 po zavíracím rameni 22 směrem k obvodu kruhu 21 a při překročení jistého maximálního úhlu pootočení páky_3_, daného velikostí průměru kruhu 21 a délkou zavíracího ramene 22 přejde ložisko 42 na obvod kruhu 21, takže přestane působit kroutící moment na hřídel 1. Velikost přenášeného momentu je závislá na velikosti předpětí pružiny 5, jo proto možné v zavíracím směru Λ seřídit velikost kroutícího momentu na požadovanou hodnotu například posunutím opěrky 5*1. 'Při otáčení páky 3 v otevíracím směru B pracuje zařízení obdobně, avšak mezní velikost kroutícího momentu-již nelze seřídit předpětím pružiny _5_, ale velikostí úhlu, který svírají ramena 22, 23. Je-li úhel větší než 180°, je kroutící moment v otevíracím směru B větší než v zavíracím směru A. V mezním případě, kdy ramena 22, 23 svírají úhel 180°, jsou oba-momenty stejné. Mátli kotouč 2 tvar podle obr. 3, tedy v případě, že ramena 22,23 svírají úhel menší než 18Ό° , je otevírací kroutící moment menší než uzavírací.At the same time, the bearing 42 moves along the closing arm 22 towards the circumference of the ring 21 and when a certain maximum angle of rotation of the lever 33, given by the diameter of the ring 21 and the length of the closing arm 22, is exceeded, the bearing 42 passes to the circumference of the ring 21. The magnitude of the transmitted torque depends on the magnitude of the spring preload 5, so it is therefore possible to adjust the magnitude of the torque to the desired value in the closing direction například, for example by moving the support 5 * 1. When turning the lever 3 in the opening direction B, the device works similarly, but the torque limit can no longer be adjusted by the spring preload 5, but by the size of the angle formed by the arms 22, 23. If the angle is greater than 180 °, the torque is in the opening direction B larger than in the closing direction A. In the extreme case where the arms 22, 23 form an angle of 180 °, both moments are the same. If the disc 2 has the shape according to FIG. 3, i.e. in the case where the arms 22, 23 form an angle of less than 18 °, the opening torque is less than the closing torque.

Kromě popsaného provedení může být valivé ložisko 42 nahrazeno kluzným, případně může jeho funkci převzít přímo přítlačný člen 4. Rovněž je možné otevírací á uzavírací směr obrátit, pak velikost otevíracího momentu bude závislá na úhlu ramen 22, 23 a velikost uzavíracího momentu na předpětí pružiny J^. Páku 3 lze s výhodou spojit s ručním kolem 31, například pro dálkové ovládání armatury. Příklad je zobrazen na obr. 4, kde tvarový kotouč _2_ je umístěn v náboji 32 ručního kola 31 a páka 3 tvoří jedno z žeber. Dále lze páku^ spojit například, s kladkou pro ovládání řemenovým nebo řetězovým převodem, ozubeným kolem a podobně.In addition to the described embodiment, the rolling bearing 42 can be replaced by a sliding one, or its function can be taken over directly by the pressure member 4. It is also possible to reverse the opening and closing direction, then the opening torque will depend on the arm angle 22, 23 and the closing torque ^. The lever 3 can advantageously be connected to a handwheel 31, for example for remote control of a valve. An example is shown in Fig. 4, where the shaped disk 2 is located in the hub 32 of the handwheel 31 and the lever 3 forms one of the ribs. Furthermore, the lever can be connected, for example, to a pulley for actuating a belt or chain transmission, a gear wheel and the like.

Vynález lze využít především pro ovládání armatur přímé i dálkové, ale může najít uplatnění všude tam, kde je třeba jednoznačně omezit kroutící moment.The invention can be used primarily for direct and remote control valves, but can be used wherever it is necessary to clearly reduce the torque.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

A torque limiter acting on a shaft, consisting of a shaped disk and a lever with a pressure segment, characterized in that the shaped disk (2) is mounted perpendicular to the axis of the shaft (1) and is firmly connected to it, while the lever (3) is mounted freely rotatably on the shaft (1) and has a guide (31) in the direction perpendicular to the axis of the shaft (1), in which the pressure segment (4) is freely displaceable, being provided with a face (42) for engaging the shaped disc ( 2) and on the opposite side by a spring (5) supported by the other end on a support (51) fixed to the lever (3).

2. A torque limiter according to claim 1, characterized in that the shaped disk (2) has the shape of a circle, from the surface of which a section formed by a closing arm (22) and an opening arm (23) is separated, which form an angle of 135 ° to 225 °. °, the apex of the section being the heel of the vertical running from. the center of the disc (2) on the closing arm (22) and the distance of the apex from the circumferential circle of the disc (2) is less than its radius.

3. A torque limiter according to claim 1, characterized in that the face (42) of the pressure segment (4) is formed by a roller bearing (421).

4. A torque limiter according to claim 1, characterized in that the support (51) is mounted so as to be adjustable.