CS277340B6

CS277340B6 - Flexible coupling with guT pneumatic springs

Info

Publication number: CS277340B6
Application number: CS904958A
Authority: CS
Inventors: Samuel Ing Balogh; Rudolf Ing Remetei
Original assignee: Univ Tech Kosiciach
Priority date: 1990-10-12
Filing date: 1990-10-12
Publication date: 1993-01-13
Also published as: CS495890A3

Abstract

Pružná spojka pozostáva z hnacej' a poháňanej polovice, medzi ktorými sú guíovité pneumatické pružiny (4) usporiadané po obvode v dvojiciach tangenciálně v predpatom tvare a v dvojici přepojené regulačným škrtiacim ventilom (6).The flexible coupling consists of a driving and a driven half, between which are rubber-shaped pneumatic springs (4) arranged around the perimeter in pairs in a tangentially pre-stressed shape and connected in pairs by a regulating throttle valve (6).

Description

Vynález sa týká pružnéj spojky s gulovitými pneumatickými pružinami, vhodnéj pre pružný přenos mechnaickej energie torzne kmitajúcej sústavy.The invention relates to a flexible coupling with spherical pneumatic springs, suitable for the flexible transmission of the mechanical energy of a torsionally oscillating system.

Doterajší stav technikyPrior art

Pružné hriadelové spojky zabezpečujú nielen spojenie strojov bez velkých nárokov na súosovost spojovaných hriadelov, ale predovšetkým svojimi dynamickými charakteristikami, torznou tuhostou a tlmiacou schopnostou, móžu priaznivo ovplyvnit dynamické poměry celej torznej sústavy. Charakteristiku pružnéj spojky určuje druh materiálu, tvar a usporiadanie použitých pružin. Široké úplatnénie našli pružné spojky s pružinami kovovými, gumovými a z plastické j látky, ktoré sú pre váčšie výkony prevažne už torzne značné tuhé. Počas životnosti dochádza k nežiadúcim změnám charakteristiky spojky vplyvom únavy materiálu kovověj pružiny alebo jej stárnutím ú pružin z gumy a z plastickej látky. Tieto nevýhody má eliminoval niekolko známých spojok s pneumatickými pružinami, ktoré súčasne majú umožnit plynulú změnu charakteristky spojky počas prevádzky torznej sústavy vplyvom regulácie přetlaku vzdušiny, s cielom vyhnút sa rezonanci!. Pre plynulú změnu charakteristiky ako aj pre rozsah regulácie přetlaku vzdušiny je dóležité, aby podiel vzdušiny oproti podielu obalu bol prevládajúci. Charakteristiky doteraz známých pružných spojok s pneumatickými pružinami sú ovplyvňované predovšetkým použitým materiálom a tvarom obalu pneumatických pružin (kovový valec-piest, gumový vlnovec a pod.) a ich uspořiadaním.Flexible shaft couplings ensure not only the connection of machines without great demands on the coaxiality of the connected shafts, but above all with their dynamic characteristics, torsional rigidity and damping ability, they can favorably influence the dynamic conditions of the whole torsion system. The characteristics of the flexible coupling are determined by the type of material, the shape and arrangement of the springs used. Flexible couplings with metal, rubber and plastic springs have found wide application, which are already largely torsionally rigid for higher performance. During the service life, undesired changes in the characteristics of the coupling occur due to fatigue of the metal spring material or its aging of rubber and plastic springs. These disadvantages have been eliminated by several known couplings with pneumatic springs, which at the same time are intended to allow a smooth change of the coupling characteristics during the operation of the torsion system due to the regulation of air overpressure, in order to avoid resonance. For a smooth change of the characteristic as well as for the extent of the regulation of the air overpressure, it is important that the proportion of air is predominant over the proportion of packaging. The characteristics of the hitherto known elastic couplings with pneumatic springs are influenced mainly by the material used and the shape of the casing of pneumatic springs (metal cylinder-piston, rubber bellows, etc.) and their arrangement.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Uvedené nedostatky do značnéj miery odstraňuje pružná spojka s gulovitými pneumatickými pružinami, ktoréj podstata spočívá v tom, že medzi hnacou a poháňanou polovicou sú gulovité pneumatické pružiny usporiadané po obvode v dvojiciach tangenciálně v predpátom tvare.The above-mentioned drawbacks are largely eliminated by a flexible coupling with spherical pneumatic springs, the essence of which consists in the fact that between the drive and driven half the spherical pneumatic springs are arranged circumferentially in pairs tangentially in a prestressed shape.

Pružná spojka podlá vynálezu zabezpečuje charakteristiku, ktorá je v rozhodujúcej miere ovplyvnená vlastnostami vzdušiny.The flexible coupling according to the invention provides a characteristic which is decisively influenced by the properties of the air.

Pre správnu funkciu je výhodné, aby použité pružiny zaručili pri tatažovaní a odlahčovaní spojky plynulú změnu nosnéj plochy, preto okrem statického tvaru gule sa móžu pre obal gulovitých pneumatických pružin použit všetky vhodné geometrické tvary, aj zložené. Potom usporiadanie gulovitých pneumatických pružin po obvode v dvojiciach tangenciálně, ktoré majú už v nezataženom stave spojky predpátý tvar umožňuje takú úpravu, že odlahčované pružiny zaujmú pri maximálnom natočení spojky statický tvar, čím vylúčime vplyv obalu odlahčovaných pružin pri namáhaní tahom.For proper function, it is advantageous for the springs used to ensure a smooth change of the bearing surface when pulling and unloading the coupling, so that in addition to the static shape of the ball, all suitable geometrical shapes, even compound ones, can be used for the casing. Then the arrangement of the spherical pneumatic springs circumferentially in pairs tangentially, which already in the untensioned state of the coupling has a prestressed shape, allows such an adjustment that the relieved springs take on a static shape at maximum clutch rotation, thus eliminating tensile stress.

Spojka v podstatě pracuje ako torzná pneumatická pružina. Za určitých podmienok móže súčasne pracovat aj ako účinný pneumatický, resp. hydraulický tlmič. Pneumatické tlmenie móžeme zabezpečit přepojením gulovitých pneumatických pružin v dvojici regulačným škrtiacim ventilom. Takýmto zásahom móžeme měnit celkovú charakteristiku spojky v určitom rozsahu bez potřeby vonkajšieho zdroja tlaku. Reguláciou škrtiaceho ventilu dosiahneme vyššiu tlmiacu schopnost pri nižšej torznej tuhosti a naopak.The clutch basically works as a torsion air spring. Under certain conditions, it can also work simultaneously as an efficient pneumatic, resp. hydraulic damper. Pneumatic damping can be ensured by connecting the spherical pneumatic springs in pairs with a control throttle valve. By such an intervention, we can change the overall characteristics of the coupling to a certain extent without the need for an external pressure source. By regulating the throttle valve, we achieve a higher damping capacity with lower torsional stiffness and vice versa.

Pre ďalšie zvýšenie tlmiacej schopnosti spojky je výhodné, aby regulačným škrtiacim ventilom boli přepojené hydraulické sektory gulovitých pneumatických pružin v dvojici, vytvořené oddělením od pneumatického sektoru pružnou membránou.To further increase the damping capacity of the coupling, it is advantageous for the hydraulic sectors of the spherical pneumatic springs in pairs, formed by the separation of the pneumatic sector by a flexible diaphragm, to be connected by a control throttle valve.

Charakteristika spojky je potom ovlplyvňovaná predpátým tvarom pružin, stavovými veličinami vzdušiny, velkostou celkovej nosnej plochy a regulačným škrtiacim ventilom vykonanej tlmiacej práce.The characteristics of the coupling are then influenced by the prestressed shape of the springs, the state values of the air, the size of the total bearing surface and the damping work performed by the control throttle valve.

Změnu charakteristiky počas zatažovania spojky móžeme zabezpečit pomocou samostatných regulačných obvodov. Vnútorný regulačný obvod vzniká regulováním škrtiaceho ventila a vonkajší regulačný obvod regulovaným napojením pružin na zdroj tlaku.The change of the characteristic during the retraction of the coupling can be ensured by means of separate control circuits. The inner control circuit is created by regulating the throttle valve and the outer control circuit by regulating the connection of springs to the pressure source.

Velkost krútiaceho momentu, ktorý móže spojka prenášat je daná súčinom výslednej hodnoty tangenciálnej sily pružin všetkých dvojíc spojky a příslušného ramena a limitovaná únosnostou obalu pružin.The magnitude of the torque that the clutch can transmit is given by the product of the resulting value of the tangential force of the springs of all clutch pairs and the respective arm and limited by the bearing capacity of the spring casing.

Prehlad obrázkov na vykresochOverview of images in the drawings

Vynález je bližšie vysvětlený pomocou dvoch výkresov, na ktorých pružnú spojku s gulovitými pneumatickými pružinami podlá vynálezu znázorňuje obr. 1 v náryse, obr. 2 v bokoryse s pneumatickým tlmením a obr. 3 v bokoryse s hydraulickým tlmením.The invention is explained in more detail with the aid of two drawings, in which the flexible coupling with spherical pneumatic springs according to the invention is shown in FIG. 1 in front view, FIG. 2 in side view with pneumatic damping and FIG. 3 in side view with hydraulic damping.

Příklady uskutočnenia vynálezu .Examples of embodiments of the invention.

Spojka podía obr. 1 pozostáva z hnacej a poháňanej príruby 2 spojenej skrutkami s nábojom 1, ktorého tvar, rozměry a usporiadanie sa móžu podlá potřeby upravovat. Na přírubách 2 oboch polovic spojky sú pomocou skrutiek připevněné čelné konzolky 2· Medzi konzolkami 2 sú upevněné .gulovité pneumatické pružiny 4, pozostávajúce z poddajného obalu minimálnej hrůbky, spevneného výstužou z umelej hmoty a vyplněné vzdušinou o počiatočnom přetlaku.The coupling according to FIG. 1 consists of a drive and driven flange 2 connected by screws to a hub 1, the shape, dimensions and arrangement of which can be adjusted as required. On the flanges 2 of the two coupling halves, front brackets 2 are fastened by means of screws. Spherical pneumatic springs 4 are fastened between the brackets 2, consisting of a flexible casing of minimum thickness reinforced with plastic reinforcement and filled with air of initial overpressure.

Z obr. 2 je zřejmé, že gulovité pneumatické pružiny 4 sú usporiadané po obvode v dvojiciach tangenciálně v predpátom tvare. Predpátý tvar odpovedajúci tvaru obojstranně sploštenej gule majú pružiny 4. už v nezataženom stave spojky, jednosměrný ventil 5 s maticou umožňuje nahustenie pružiny 4 vzdušinou a súčasne slúži na jej upevnenie k jednej polovici spojky. Regulačný škrtiaci ventil 6 prepája pružiny 4 v dvojici a súčasne ich upevní k druhéj polovici spojky.It can be seen from Fig. 2 that the spherical pneumatic springs 4 are arranged circumferentially in pairs tangentially in a prestressed shape. The springs 4 corresponding to the shape of a double-sided flattened ball have springs 4 already in the unstretched state of the coupling, the non-return valve 5 with nut allows the spring 4 to be inflated with air and at the same time serves to fasten it to one half of the coupling. The control throttle valve 6 connects the springs 4 in pairs and at the same time fastens them to the other half of the coupling.

Na obr. 3 majú gulovité pneumatické pružiny 4 vnútorný priestor obalu rozdělený pružnou membránou 7 na sektor pneumatický a hydraulický. Jednosměrný ventil 2 s maticou umožňuje naplnenie hydraulického sektoru kvapalinou a súčasne slúži na upevnenie pružiny 4. k polovici spojky. Regulačný škrtiaci ventil 9 potom prepája hydraulické sektory pružin 4 v dvojici.In Fig. 3, the spherical pneumatic springs 4 have an inner space of the package divided by a flexible membrane 7 into a pneumatic and a hydraulic sector. The non-return valve 2 with a nut allows the hydraulic sector to be filled with fluid and at the same time serves to fasten the spring 4 to the coupling half. The control throttle valve 9 then connects the hydraulic sectors of the springs 4 in pairs.

Ak pružnú spojku s gulovitými pneumatickými pružinami podia vynálezu zatažíme krútiacim momentom, potom sa tento prenáša z hnacej na poháňanú polovicu cez pružiny 4, kde vyvolá pružnú deformáciu a tomu odpovedajúce natočenie oboch plovíc spojky. Podlá zmyslu zatažujúceho krútiaceho momentu budú pružiny 4. jednotlivých dvojíc ž predpátého tvaru striedavo zatažované alebo odlahčované, čím dojde k plynulej zmene ich objemov a nosných ploch, čo vyvolá změnu .stavových veličin vzdušiny. Súčasne začne prúdit regulačnými škrtiacimi venitlmi 6 vzdušina, resp. regulačnými škrtiacimi ventilmi 9 kvapalina zo zatažovaných do odlahčovaných pružin 4, čím sa vykoná tlmiaca práca.If the elastic coupling with spherical pneumatic springs according to the invention is retracted by a torque, then this is transmitted from the drive to the driven half via the springs 4, where it causes elastic deformation and the corresponding rotation of both clutch floats. Depending on the sense of the tightening torque, the springs 4 of the individual pairs of prestressed shape will be alternately retracted or relieved, whereby their volumes and bearing surfaces change smoothly, which causes a change in the air conditions. At the same time, the air starts to flow through the control throttle valves 6, resp. liquid control valves from the retracted springs 4 by the control throttle valves 9, whereby the damping work is performed.

Priemyselná využitelnostIndustrial applicability

Pružnú spojku s gulovitými pneumatickými pružinami podlá vynálezu je možné využit všade tam, kde sa vyskytujú pohony s dynamickým charakterem prevádzky.The flexible coupling with ball air springs according to the invention can be used wherever there are drives with a dynamic operating character.

Claims

A flexible coupling with spherical air springs consisting of two halves, driven and driven, consisting of a hub, a flange and front brackets, between which spherical air springs are fixed, characterized in that at least six spherical air springs (4) are arranged circumference in pairs tangentially in a prestressed shape.

2. Flexible coupling according to claim 1, characterized in that the spherical pneumatic springs (4) are connected in pairs by a control throttle valve (6).

3. A flexible coupling according to claim 1, characterized in that the spherical pneumatic springs (4) have hydraulic sectors in pairs connected by a control throttle valve (9), wherein the hydraulic sector is separated from the pneumatic by a resilient diaphragm (7).

4. Flexible coupling according to items 1 to 3, characterized in that the spherical pneumatic springs (4) have, in addition to the static shape of the sphere, other geometric shapes, including compound ones, which continuously change their bearing surface when deformed #