PL207760B1 - Sprzęgło odsuwne - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sprzęgło odsuwne, mające zastosowanie do przeniesienia napędu u urządzeniach o znacznej niewspółosiowoś ci wału napędzającego i napędzanego.

W wielu maszynach łączone są współosiowe wały zespołów, przy których zachowanie współosiowości jest trudne. Stosowane są wtedy sprzęgła samonastawne, które umożliwiają odchylanie o niewielki kąt osi wału napędzanego od osi wału napędzającego oraz zamianę współosiowości wałów na ich równoległość w nie wielkim odstępie międzyosiowym. W tym drugim przypadku odstęp ten w rozpowszechnionych obecnie typach sprzęgieł odsuwnych Oldham'a jest niewielki: około 5% średnicy łączonych wałów, co wystarczy jednak na złagodzenie niepożądanych skutków odchyłek montażowych.

Istota wynalazku, którym jest sprzęgło, mające podzespół napędzający osadzony na wale napędowym i podzespół napędzany, osadzony na wale napędzanym, połączone elementami pośredniczącymi, polega na tym, że elementem pośredniczącym jest krążek, który ma w swych czołach dwa przelotowe, usytuowane względem siebie pod kątem 90° rowki średnicowe o prostokątnym przekroju poprzecznym, których dwie, równoległe do osi wzdłużnej wału ścianki stanowią zewnętrzne bieżnie dla ujętych w koszyki zespołów elementów tocznych, zaś ich wewnętrznymi bieżniami są boczne powierzchnie częściowo zagłębionych w rowkach wpustów, przy czym każdy z koszyków ma między zespołami elementów tocznych wzdłużną szczelinę do usytuowania w niej skrajnych odcinków osadzonego we wpuście kołka poprzecznego, poza tym, każdy z wpustów, w strefach końcowych ma parę otworów gwintowanych do wkręcania śrub wpustu, łączących wpusty z podzespołem napędzającym/napędzanym, którymi są kołnierzowe półpiasty, zamocowane na wale napędowym, mające na swym wewnętrznym czole promieniowy rowek o szerokości odpowiadającej szerokości części osadczej wpustów przy ich obrzeżu.

Korzystnym jest, gdy elementami tocznymi są wałeczki.

Korzystnym jest też, gdy półpiasty zaciśnięte sana wale śrubami półpiasty.

Również korzystnym jest, gdy zespół napędzający/napędzany ma pokrywy.

Poza tym korzystnym jest, gdy krążek ma otwory gwintowane do wkręcania w nie wkrętów, mających łby w otworach i przechodzących przez otwory w strefach wewnętrznych wpustów.

Sprzęgło będące przedmiotem wynalazku stanowi kombinację zmodyfikowanego sprzęgła odsuwnego i dwóch zmodyfikowanych sprzęgieł łubkowych stosowanych do łączenia wałów idealnie współosiowych.

W sprzęgle odsuwnym łączącym wały równoległe w pewnej odległości międzyosiowej „a występuje podczas ruchu poślizg między głównymi elementami: napędzającym oraz napędzanym a łączącym je elementem pośrednim. Poślizg ten skierowany jest promieniowo, a wartość jego zależy rosnąco od odległości międzyosiowej „a. Jest on niekorzystny dla trwałości sprzęgła.

Zaleta opracowanego sprzęgła polega na wprowadzeniu do niego elementów tocznych pomiędzy oba elementy napędowe a element pośredni. Dzięki temu zużycie ścierne i straty przenoszonej mocy zostają zmniejszone, zaś odległość międzyosiowa „a może być zwiększona.

Druga zaleta wynika z wprowadzenia sprzęgła łuskowego przy każdym z obu wałów napędowych. Pozwala to uniknąć podstawowej wady pojedynczego sprzęgła (bardzo zawężone /dopuszczalne/ odchyłki współosiowości wałów i odchyłki średnie czopów końcowych wałów), wykorzystać natomiast jego zalety montażowe.

Sprzęgło to pozwala na dziesięciokrotne zwiększenie odstępu międzyosiowego wałów. Oznacza to, że może być ono stosowane nie tylko do łączenia wałów, które miały być współosiowe, ale też do wałów równoległych w przewidywanej odległości międzyosiowej niewiększej od połowy średnicy wałów. Jest to odległość zbyt duża dla stosowanych obecnie sprzęgieł odsuwnych ze sprzężeniem ciernym, w których występować może pracująca na sucho wkładka tekstolitowa lub z jakiegoś tworzywa sztucznego. W zgłaszanym tutaj sprzęgle pary cierne zastąpione zostały złączami, w których występują elementy toczne. Wynikiem tego może być zwiększenie ruchów względem współpracujących ze sobą elementów i związane z tym powiększenie dopuszczalnego odstępu osi łączonych wałów.

Sprzęgło to ma jeszcze inną zaletę. Ułatwia ono mianowicie montaż, czyniąc zbędnym poosiowe oddalanie podczas niego od siebie obu wałów. Podobnie jak znane sprzęgło łubkowe może ono być bowiem zakładane między oba wały już ułożyskowane w ich położeniach roboczych. Jest to jednak możliwe jeżeli odległość poosiowa między ich końcami jest co najmniej dwukrotnie większa niż

PL 207 760 B1 średnica obu wałów. Odchyłki tej odległości czół utrudniają przy tym montaż w stopniu małym i dzięki temu mogą być stosunkowo duże.

Sprzęgło tu przedstawiane przeznaczone jest do łączenia wałów mających końcówki o jednakowej średnicy i wskutek swej symetrii zawiera elementy bliźniacze. Jest to druga z przyczyn ułatwiających montaż, bowiem zapobiega przy nim pomyłkom. Natomiast dla wałów różniących się końcówkami możliwa jest oczywiście modyfikacja sprzęgła polegająca na zmianie niektórych wymiarów bez wprowadzania poważniejszych zmian konstrukcyjnych.

Ze względów technologicznych godnym uwagi jest też to, że końcówki wałów są zwykłymi czopami walcowymi zaopatrzonymi w jeden lub dwa przeciwległe wpusty pryzmatyczne zaokrąglone pełne. Czopy te pozbawione są powierzchni oporowych oraz jakichkolwiek gwintów: czy to wewnętrznych ślepych czy to zewnętrznych na końcówce gwintowej. Zamocowanie całego sprzęgła na obu wałach których czoła są odległe od siebie o około dwie średnice jest uzyskiwane przez elementy własne sprzęgła i polega na jednokierunkowym zacisku poprzecznym. Przy niewielkim przenoszonym momencie obrotowym wpusty przy wałach są zbędne i wały mogą mieć gładkie końcówki walcowe pozbawione gniazd wpustowych.

Kierunek obrotu wałów i kierunek przenoszenia napędu są obojętne, a obciążenie skrętne może być obukierunkowo zmienne.

Przedmiot wynalazku, w przykładowym wykonaniu, uwidoczniono na rysunku, gdzie na fig. 1 przedstawiono dwa rzuty sprzęgła w stanie dogodnym do sprzedaży, przenoszenia i magazynowania, gdzie rzut główny tego rysunku to przekrój osiowy, a rzut boczny to półwidok i jeden z półprzekrojów poprzecznych; na fig. 2 pokazane są w dwóch rzutach: widok podstawowego w tym sprzęgle zespołu tzw. krążkowego, oraz elementy mające połączyć ten zespół z obu wałami w stanie na pewnym etapie montażu; na fig. 3 pokazano w dwóch rzutach sprzęgło łączące dwa wały nie współosiowe w jednym z czterech szczególnych poł o że ń chwilowych wał ów obracają cych się , gdzie rzut gł ówny jest przekrojem osiowym, natomiast rzut boczny złożony jest z dwóch półprzekrojów poprzecznych; na fig. 4 przedstawiono sprzęgło w przekroju zawierającym charakterystyczny przekrój wzdłużny nieosiowy, zaś na fig. 5 przedstawiono jedno z przypadkowych położeń chwilowych zespołu krążkowego sprzęgła w czasie ruchu wał ów w rzucie gł ównym, a rzut boczny z tegoż rysunku pokazuje schematycznie parametry ruchu tego podzespołu.

Wszystkie elementy sprzęgła są stalowe, przy czym niektóre powierzchnie przy elementach trzech różnych rodzajów są utwardzone, bowiem współpracują ze sobą kontaktowo, podobnie jak główne elementy łożysk tocznych.

Jednym z tych utwardzanych elementów sprzęgła jest krążek 1 (fig. 1), na którego obu czołach nacięty jest rowek średnicowy 2 o prostokątnym przekroju poprzecznym. Oba te rowki 2 są do siebie prostopadłe (fig. 3, fig. 2), przy czym rowek 2 na czole lewym jest pionowy, a rowek 2 na czole prawym poziomy. Oba boki każdego z tych rowków 2 są właśnie utwardzane i dokładnie obrabiane, bowiem stanowią bieżnie zewnętrzne dla również utwardzanych wałeczków walcowych 3. Bieżniami wewnętrznymi dla tych wałeczków 3 są oba boki dwóch też utwardzonych jednakowych, ale prostopadłych do siebie wpustów średnicowych: lewego 4 i prawego 5. Wpusty 4, 5 częścią swej wysokości są zagłębione w rowkach 2: pionowym i poziomym, każdy między dwa bliźniacze rzędy wałeczków 3 po 12 szt. Szerokość tej roboczej części wpustu 4, 5 jest taka, że w złożeniu tocznym wpustów 4 i 5 z obu rządami wałeczków 3 i krążkiem 1 występuje niewielki luz konieczny do swobodnego przesuwu wzdłużnego wpustu 4, 5 względem krążka 1. Wymienione elementy: krążek 1, wałeczki 3 i jednakowe wpusty 4 oraz 5 są jedynymi elementami wymagającymi powierzchniowego utwardzenia. Liczba wałeczków 3 w rzędzie może być inna niż dwanaście, zależy ona bowiem rosnąco od średnicowych wymiarów sprzęgła i łączonych nim wałów. Musi to być jednak liczba parzysta, gdyż każdy rząd wałeczków 3 ma być podzielony na połowy przez koszyk 6. Koszyk 6 ma postać prostokątnego kawałka taśmy blaszanej (fig. 4, fig. 3), o długości nieco krótszej od długości wpustu 4 i 5, a szerokości większej od długości wałeczka 3. W koszyku 6 dzięki temu mogą być wycięte dwa bliźniacze prostokątne okienka, w których zmieści się po sześć poukładanych równolegle do siebie wałeczków 3 stykających się ze sobą swymi pobocznicami (fig. 4). Żeby uniemożliwić wysuwanie się koszyka 6 wraz z wałeczkami 3 poza bieżnie wewnętrzne, wpust lewy 4 i wpust prawy 5 mają parę obrzeży 7 ograniczających z jednej strony ruch koszyka 6 wzdłuż osi wałeczków 3. Obrzeże 7 oddziela roboczą część wpustu 4, 5 od części osadczej, która ma szerokość większą od części roboczej, a którą to częścią wpust lewy 4 zamocowany jest w parze elementów napędzających zaś wpust prawy 5 - w parze elementów napędzanych. Przesuwanie się koszyka 6 w głąb krążka 1 ograniczone jest natomiast dnem

PL 207 760 B1 rowka 2 w tym krążku 1. Koszyk 6 musi mieć przy tym swobodę ruchu w pewnym zakresie wzdłuż swej i wpustu 4 lub 5 długości. Ruch taki jest umożliwiony za pomocą kołka poprzecznego 8 i szczeliny podłużnej 9 istniejącej w środku koszyka 6. Kołek 8 wciśnięty jest mianowicie do wpustu 4, 5 w poprzeczny otwór równoległy do szerokości wpustu 4, 5 i znajdujący się w środku roboczej części wpustu 4, 5. Ponieważ długość kołka 8 jest większa od szerokości roboczej wpustu 4, 5, a nieco mniejsza od szerokości rowka średnicowego 2 w krążku 1, oba końce kołka 8 wystają jednakowo z obu stron wpustu. Na te wystające końce kołka 8 poprzecznego nałożone są tworzące parę koszyki 6 swoimi podłużnymi szczelinami 9. Szczelina 9 w koszyku 6 musi być nieco szersza od średnicy kołka 8 i dłuższa od tej średnicy o żądany wzdłużny przesuw koszyka 6.

Pożądane jest, żeby pięć wymienionych elementów: krążek 1, wałeczki 3, wpusty 4 i 5 oraz koszyk 6 tworzyło nie rozpadający się zespół montażowy. Rolę elementów czasowo wiążących zespół pełnią cztery wkręty technologiczne 10, mające łeb walcowy i gwint na całej lub na części długości. Wkręcone są one w otwory gwintowe 11 znajdujące się w krążku 1 mocują do niego parami wpusty 4 i 5 przechodząc przez dwa bliźniacze przelotowe otwory gładkie w każdym z obu wpustów 4, 5. Wpusty zamocowane są centralnie do krążka 1, co wystarczyłoby w sprzęgle łączącym dwa idealnie współosiowe wały i to w stanie spoczynku; podczas ruchu mocowanie to jest z uwagi na niedokładności montażowe niepożądane. Natomiast założenie całego zespołu do sprzęgła łączącego wały niewspółosiowe nie jest w ogóle możliwe i dlatego na pewnym etapie montażu wszystkie cztery wkręty 10 należy usunąć.

Poza przelotowymi otworami gładkimi w każdym z wpustów 4 i 5 znajduje się para również bliźniaczych przelotowych otworów nagwintowanych 11 położonych w pobliżu końców wpustu. Dzięki otworom 11 służącym do wkręcenia w nie pary śrub wpustu 12, każdy z obu wpustów 4, 5 może być zamocowany do pary elementów napędowych. Parę taką tworzą dwie jednakowe półpiasty kołnierzowe 13 przyporządkowane temu wpustowi 4, 5 i jednemu z łączonych wałów. Wszystkie półpiasty 13 są jednakowe i jest ich ogółem cztery, przy czym półpiasty 13 tworzące parę są ze sobą połączone dwiema jednakowymi śrubami 14 półpiast, które to śruby jednocześnie zaciskają te dwie półpiasty 13 na ich wale tworząc złącze łubkowe. Każda z półpiast 13 ma mianowicie (fig. 1) dwa otwory przelotowe: jeden gładki do przetknięcia ze strony wierzchniej jednej śruby 14, drugi nagwintowany do wkręcenia drugiej śruby przetkniętej przez tę półpiastę 13 do której ma być ona przymocowana. Otwory są prostopadłe do osi pary półpiast 13 i są położone symetrycznie w odstępie od siebie wystarczającym żeby obie śruby 14 półpiasty 13 mogły obejmować wałek, który ma być zaciskany. W płaszczyźnie swej symetrii półpiasta 13 ma dwa rowki: jeden wzdłużny na wpust pryzmatyczny osadzony w gnieździe wałka, drugi promieniowy 15 na wewnętrznym czole kołnierza o szerokości części osadczej wpustów średnicowych 4 i 5 przy ich obrzeżu 7. Przy założonych na wałku obu półpiastach 13 kierunki ich rowków promieniowych 15 leżą w jednej prostej, wskutek czego do kołnierzy obu półpiast 13 może być zagłębiony swoim obrzeżem 7 jeden z obu wpustów średnicowych 4 i 5. Pełne zagłębienie jest jednak możliwe tylko wtedy, gdy koniec wałka nie wystaje poza dno rowka promieniowego 15. Zagłębienie to wzmacnia połączenie wpustu średnicowego z parą półpiast 13 za pomocą pary śrub 12. Ponieważ półpiasta kołnierzowa 13 posiada na jednym końcu półkolisty kołnierz, w parze dwóch połączonych parą śrub 14 półpiast 13 utworzą one razem okrągły kołnierz, który przy poprawnie założonych na wałek półpiastach 13 znajduje się przy czole wałka w pobliżu krążka 1. Na tym wspólnym dla obu półpiast 13 kołnierzu założona jest od strony zewnętrznej jedna z dwóch pokryw sprzęgła 16, która to pokrywa ma postać płaskiej płyty zaopatrzonej z jednej strony w cylindryczne obrzeże (fig. 2). Założenie to jest możliwe, ponieważ pokrywa 16 posiada wystarczająco duży otwór centralny i obrzeże o tak dużej średnicy wewnętrznej, żeby wewnątrz tego obrzeża zmieścił się kołnierz pary półpiast

13. W płaskiej części pokrywy 16 znajduje się sześć gładkich otworów przelotowych. Natomiast każda z półpiast 13 posiada trzy otwory przelotowe w swym kołnierzu tak rozmieszczone, że pokrywają się z połową otworów w pokrywie 16 nałożonej na tę parę półpiast 13. Jeden z tych trzech otworów to otwór gładki leżący w płaszczyźnie symetrii półpiasty, a bliźniacze oba pozostałe są nagwintowane. Dzięki temu za pomocą pary śrub wpustu 12 obie półpiasty mogą być połączone z jedną pokrywą 16 i z jednym wpustem średnicowym 4 lub 5. Natomiast cztery śruby pokrywy 17 przełożone przez otwory w pokrywie i wkręcone do otworów gwintowych 11 kołnierzy półpiast Umocują dodatkowo obie półpiasty 13 do pokrywy 16 zapewniając jednocześnie utworzenie jednej wspólnej płaszczyzny przez czoła obu półpiast 13. W płaszczyźnie symetrii półpiasty 13 znajduje się oprócz otworu pod śrubę wpustu 12 jeden również gładki otwór przelotowy 18, który położony jest bliżej środka. Jest to otwór

PL 207 760 B1 technologiczny 18, a jego średnica musi być tak duża, żeby zmieścił się w nim walcowy łeb wkręta technologicznego 10 w stanie przed wbudowaniem sprzęgła między oba wałki (fig. 1).

W krążku 1 znajduje się osiem przelotowych otworów odciążających 19 rozmieszczonych równomiernie na okręgu współśrodkowym ze zewnętrznym obrysem krążka (fig. 2, fig. 3, fig. 5). Cztery z otworów 19 położone są w dwóch prostopadłych do siebie płaszczyznach, w których znajdują się rowki średnicowe 2 i dlatego otwory te są krótsze od pozostałych czterech przechodzących przez pełną grubość krążka (fig. 3). Wszystkie te otwory 19 połączone są ze sobą dwoma rowkami obwodowymi 20, z których każdy znajduje się na jednym z obu czół krążka 1. Przekrój poprzeczny rowków 20 jest trapezowy, a głębokość co najmniej taka, żeby nie zmniejszała wykorzystanej przez wałeczki 3 części bieżni wewnętrznej. Do dwóch przeciwległych sobie otworów odciążających 19 w okolicy krążka, nie osłabionej żadnym z obu rowków średnicowych 2 przechodzą przelotowe otwory gwintowe wywiercone z pobocznicy krążka, w które to otwory wkręcone są smarowniczki kulkowe 21. Smarowniczki te umożliwiają okresowe uzupełnianie smaru stałego w sprzęgle, co jest pożądane szczególnie przy dużym odstępie międzyosiowym łączonych wałków.

Zamiast wałeczków walcowych 3 mogą być zastosowani baryłki. Jest to jednak celowe tylko przy dużych odchyłkach kątowych powodujących wichrowatość wałów, bowiem zmniejsza trwałość połączeń tocznych wpustów średnicowych 4 i 5 z krążkiem 1.

Przed wbudowaniem między ułożyskowane wałki półfabrykatu sprzęgła tworzącego nie rozpadający się zespół (fig. 1) należy dokonać częściowego rozłożenia na części tego sprzęgła. Odkręcić należy mianowicie wszystkie śruby: cztery śruby półpiasty 14, cztery śruby wpustu 12 i cztery śruby pokrywy 17. Po tych czynnościach odjąć można dwie pokrywy 16 i cztery półpiasty kołnierzowe 13 od zespołu krążkowego tworzącego nadal całość. Można teraz przystąpić do łączenia obu wałków wszystkimi tymi elementami.

Montaż ten obejmuje dwanaście niżej wymienionych czynności:

1) założenie na wałki obu pokryw sprzęgła 16 (fig. 2).

Pokrywy te powinny być zwrócone ku sobie swymi wgłębieniami, a następnie zostać oddalone od siebie i od końców wałków tak, żeby nie utrudniały dalszych czynności montażowych.

2) założenie na oba wałki czterech półpiast kołnierzowych 13 i połączenie obu półpiast 13 tworzących każdą z dwóch par za pomocą dwóch śrub półpiasty 13.

Śruby 14 nie powinny być silnie dokręcone, tak żeby półpiasty 13 nie zaciskały wałków i mogły być przesuwane poosiowo po nich i po osadzonych w ich gniazdach wpustach pryzmatycznych 4, 5.

3) nasunięcie dwóch pokryw 16 na założone właśnie na każdy wałek pary półpiast 13 i połączenie każdej z pokryw czterema śrubami 17 pokryw 16 z kołnierzami półpiast 13.

Śruby 17 nie powinny zostać silnie dokręcone, bowiem połączenie wszystkich trzech części ma być na razie luźne.

4) obrócenie obu wałków tak, żeby rowki promieniowe 15 w kołnierzach półpiast 13 zajęły przy wałku lewym położenie pionowe, a przy wałku prawym położenie poziome, jak na fig. 3.

5) wprowadzenie między końce obu wałków z założonymi już na nie półpiastami 13 zespołu krążkowego tak, żeby jego środek znalazł się na wysokości wałka lewego a wpust średnicowy lewy 4 był skierowany pionowo (fig. 2).

6) nasunięcie na zespół krążkowy lewej pokrywy 16 i połączenie jej oraz lewej pary półpiast kołnierzowych 13 z wpustem średnicowym lewym 4 za pomocą pary śrub 12 wpustu 4.

Początek wkręcania śrub 12 jest ułatwiony, jeżeli otwory gwintowe we wpuście 4 są od strony wejściowej przy obrzeżu 7 pogłębione stożkowo oraz cylindrycznie o średnicy nominalnej gwintu (fig. 1 i fig. 3).

7) wykręcenie obu lewych wkrętów technologicznych 10 z krążka 1 i wyciągnięcie ich z wpustu średnicowego lewego 4 oraz z kołnierzy lewych półpiast 13.

Wyciągnięcie wkrętów 10 jest łatwe jeżeli ich długość jest wystarczająco duża - taka, żeby przy końcu ich wykręcania z krążka 1 łby wkrętów wystawały już z przelotowych otworów technologicznych 18 w kołnierzach półpiast 13 (fig. 1). Po usunięciu obu wkrętów 10 krążek 1 wraz z wpustem średnicowym prawym 5 może być przesuwany w górę lub w dół w zakresie ograniczonym przez kołek poprzeczny 8 wciśnięty we wpust średnicowy lewy 4, przez lewy koszyk 6 i przez lewą pokrywę 16 (fig. 3, fig. 1, fig. 4).

8) podniesienie krążka 1 tak wysoko, żeby skierowany poziomo wpust średnicowy prawy 5 znalazł się na wysokości również poziomych rowków promieniowych 15 w kołnierzach prawych półpiast 13 i następnie przesunięcie tych półpiast 13 w lewo aż do wgłębienia wpustu 5 w oba rowki 15.

PL 207 760 B1

9) przymocowanie do wpustu średnicowego prawego 5 pary prawych półpiast kołnierzowych 13 i prawej pokrywy 16 za pomocą pary śrub wpustu 12.

Czynność ta jest podobna do opisanego w punkcie 6) wkręcania śrub 12 we wpust średnicowy lewy 4.

10) wykręcenie pary prawych wkrętów technologicznych 10 z krążka 1 i wyciągnięcie ich z wpustu średnicowego prawego 5 oraz z kołnierzy prawych półpiast 13.

Jest to czynność podobna do opisanego w punkcie 7) usuwania wkrętów 10 z lewej strony krążka 1.

11) połączenie za pomocą czterech śrub 17 pokrywy 16 prawych półpiast 13 z prawą pokrywą 16.

Czynność ta jest podobna do opisanego w punkcie 3) łączenia lewej pokrywy 16 z lewymi półpiastami 13.

12) zamocowanie obu półpiast 13 parami do siebie, do wałków i do pokryw 16 przez dokręcenie wszystkich czterech śrub 14 półpiast 13 i ośmiu śrub 17 pokryw 16 (fig. 1).

Dokręcać wszystkie dwanaście śrub należy stopniowo, z przerwami na kontrolne obracanie wałków. Należy przy tym ustawić właściwy luz krążka 1 między lewą a prawą parą piast kołnierzowych 13 poprzez przesuw jednej pary lub obu par na końcówce jednego lub obu wałów.

Po wyciągnięciu wkrętów technologicznych 10 sprzęgło zostało odblokowane i może przenosić napęd w dowolnym kierunku między wałkami nie współosiowymi równoległymi.

W poniższym opisie działania sprzęgła założono:

- że oba wałki leżą w jednej płaszczyźnie pionowej i są do siebie równoległe w odstępie a ψ 0 (fig. 3),

- że napęd przenoszony jest z lewego niżej położonego wałka na wałek prawy (fig. 3),

- że oba wałki obracają się w prawo patrząc od strony wałka napędzającego w kierunku wałka napędzanego,

- że chwilowe położenie całego sprzęgła łączącego oba wałki jest położeniem początkowym w ruchu poszczególnych elementów.

W położeniu początkowym wpust średnicowy lewy 4 ma kierunek pionowy, a wpust średnicowy prawy 5- kierunek poziomy (fig. 3). Kierunki obu wpustów 4, 5 są do siebie prostopadłe i tak jest podczas ruchu w każdej jego chwili. Jest to wynikiem połączenia obu wpustów krążkiem 1 poprzez dwa krzyżowe rowki średnicowe 2. Sprzęgło jest zatem równobieżne i przy napędzie przenoszonym przez nie występuje kątowe przesunięcie fazowe równe 90°.

W opisie działania sprzęgła istotnym jest rozpatrzenie ruchu krążka 1, który jest ruchem płaskim złożonym. Ważnym jest w szczególności określenie toru środka ciężkości krążka 1, zwłaszcza gdy krążek ten ma znaczną masę, a wałki są szybkobieżne. Wskutek jednakowych wymiarów i odpowiedniego rozmieszczenia ośmiu otworów odciążających 19, dwóch rowków obwodowych 20, dwóch rowków średnicowych 2 i dwóch smarowniczek kulkowych 21, środek ciężkości krążka położony jest na osi krążka w połowie odległości między obu czołami krążka, tj. w przekroju J - J na fig. 2, fig. 3 i fig. 1.

W chwili początkowej środek ten 23 przypada na śladzie osi wałka napędzanego (fig. 3). Wysokość tego położenia zależy od poziomego w tej chwili wpustu średnicowego prawego 5, natomiast położenie w płaszczyźnie osiowej wałków - od pionowego wtedy wpustu średnicowego lewego 4. Położenie wyjściowe 23 środka ciężkości i położenia następne 24 oraz 25 pokazane są na fig. 5 będącym widokiem na lewe czoło krążka.

Położenie 24 na osi wałka napędzającego zajmuje środek ciężkości po wykonaniu przez oba wałki obrotu o jednakowy kąt równy 90°. Wysokość tego położenia zależy od poziomego teraz kierunku wpustu średnicowego lewego 4. Natomiast pionowy kierunek wpustu średnicowego prawego 5 powoduje, że środek ciężkości 24 leży na wspólnej płaszczyźnie międzyosiowej obu wałków.

Położenia 23 i 24 środka ciężkości są położeniami szczególnymi a prosty odcinek je łączący nie stanowi toru po którym przemieścił się ten środek podczas wykonanego przez wałki obrotu o kąt prosty. Torem tym jest mianowicie półokrąg mający za średnicę wymieniony odcinek o długości α (fig. 5). Leży na tym półokręgu środek ciężkości 25 po wykonaniu przez wałki ostrego kąta obrotu φ. Wynika to z tego, że proste łączące ten środek ze śladami 23 i 24 osi obu wałków pokrywają się z kierunkami wpustów średnicowych 4 i 5 oraz obu rowków średnicowych 2 w krążku 1, a więc są do siebie prostopadłe.

PL 207 760 B1

Podczas dalszego ruchu obrotowego wałków od 90° do 180° środek ciężkości zatacza drugi półokrąg żeby przyjąć znowu swoje położenie wyjściowe 23. Środek ciężkości krąży zatem po okręgu, którego środek 26 jest jednocześnie środkiem odległości międzyosiowej, a promień jest jej połową

Kąt obrotu promienia wodzącego w tym ruchu unoszącym krążka 1 jest przy tym dwukrotnie większy niż kąt obrotu wałków φ. Wynika z tego przy kątach obrotu 45° i 225° środek ciężkości 27 jest od płaszczyzny międzyosiowej wałków najbardziej oddalony w prawo, zaś przy kątach φ =135°i φ = 315° - środek 28 - najbardziej oddalony w lewo. Krążek 1 obraca się przy tym wokół swego unoszonego środka i to z tą samą prędkością kątową jaką mają oba wałki. Ruch krążka 1 jest więc ruchem płaskim złożonym.

Ponieważ krążek 1 nie wykonuje zwykłego ruchu obrotowego, uzyskanie wyważenia w prosty sposób przez dołączenie do krążka 1 przeciwciężaru lub odjęcie w odpowiednim miejscu masy nie jest możliwe. Celowym jest zatem, żeby masa krążka 1 była możliwie mała i to uzasadnia główną rolę wszystkich otworów odciążających 19 i obu rowków obwodowych 20. Otwory 19 i rowki 20 poza tym doprowadzają smar do połączeń ruchowych krążka 1 z wpustami 4 i 5 oraz z kołnierzami wszystkich czterech półpiast 13. Dla podwyższenia szybkobieżności celowym jest więc zwiększenie liczby otworów 19 odciążających przez dodanie otworów o mniejszej średnicy w obszarze pozbawionym rowków obwodowych 20.

Gdy wałki obróciły się o kąt 180°, krążek 1 zajął z powrotem swoje położenie początkowe ze środkiem ciężkości 23. Jednakże w czasie tego połowicznego obrotu krążek wykonał wzdłuż wpustu lewego 4 przesuw od środka 23 do środka 24 i z powrotem o długości ogólnej dwukrotnie większej niż odległość międzyosiowa α. W połączeniach ruchowych krążka z obu wpustami występują więc tym większe prędkości względne, im większa jest odległość międzyosiowa wałków. Tłumaczy to celowość zastąpienia złącz ślizgowych złączami tocznymi przy dużych odległościach międzyosiowych obu wałków.

W złączach takich elementy toczne poruszają się zarówno po bieżni nieruchomej jak i po bieżni ruchomej, dlatego ruch ich jest dwukrotnie wolniejszy od ruchu bieżni. Koszyki 6 rozdzielające wałeczki 3 na dwie równoliczne grupy wykonują zatem ruchy posuwisto - zwrotne o skoku równym połowie skoku krążka 1, czyli równym odległości międzyosiowej. Ograniczająca ruch koszyka 6 podłużna szczelina 9 musi mieć wobec tego długość niemniejszą niż suma odległości międzyosiowej α i średnicy kołka poprzecznego 8.

Wykaz oznaczeń na rysunkach

1. Krążek

2. Rowek średnicowy

3. Wałeczek walcowy

4. Wpust średnicowy lewy

5. Wpust średnicowy prawy

6. Koszyk

7. Obrzeże wpustu

8. Kołek poprzeczny

9. Podłużna szczelina w koszyku

10. Wkręt technologiczny

11. Otwór nagwintowany

12. Śruba wpustu

13. Półpiasta kołnierzowa

14. Śruba półpiasty

15. Rowek promieniowy

16. Pokrywa sprzęgła

17. Śruba pokrywy

18. Otwór technologiczny

19. Otwór odciążający

20. Rowek obwodowy

21. Smarowniczka kulkowa

22. Zatyczka

23. Środek ciężkości krążka w położeniu wyjściowym wałków

PL 207 760 B1

24. Środek ciężkości krążka po obrocie wałków o kąt 90°

25. Środek ciężkości krążka po obrocie wałków o kąt ostry φ

26. Środek ruchu unoszącego krążka

27. Środek ciężkości krążka po obrocie wałków o kąt 45° lub 225°

28. Środek ciężkości krążka po obrocie wałków o kąt 135° lub 315° α - odległość międzyosiowa φ - kąt obrotu wałków

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sprzęgło odsuwne, mające podzespół napędzający osadzony na wale napędzającym i podzespół napędzany, osadzony na wale napędzanym, połączone elementami pośredniczącymi, znamienne tym, że elementem pośredniczącym jest krążek (1), który ma w swych czołach dwa przelotowe, usytuowane względem siebie pod kątem 90° rowki średnicowe (2) o prostokątnym przekroju poprzecznym, których dwie, równoległe do osi wzdłużnej wału ścianki stanowią zewnętrzne bieżnie dla ujętych w koszyki (6) zespołów elementów tocznych (3), zaś ich wewnętrznymi bieżniami są boczne powierzchnie częściowo zagłębionych w rowkach (2) wpustów (4, 5), przy czym każdy z koszyków (6) ma między zespołami elementów tocznych (3) wzdłużną szczelinę (9) do usytuowania w niej skrajnych odcinków osadzonego we wpuście (4, 5) kołka (8), poza tym, każdy z wpustów (4, 5), w strefach krańcowych ma parę otworów gwintowanych (11) do wkręcania śrub wpustu (12), łączących wpusty (4, 5) z podzespołem napędzającym/napędzanym, którymi są kołnierzowe półpiasty (13), zamocowane na wale napędowym, mające na swym wewnętrznym czole promieniowy rowek (15) o szerokości odpowiadającej szerokości części osadczej wpustów (4, 5) przy ich obrzeżu (7).
2. 2. Sprzęgło według zastrz. 1, znamienne tym, że elementami tocznymi (3) są wałeczki.
3. 3. Sprzęgło według zastrz. 1, znamienne tym, że półpiasty (13) zaciśnięte są na wale śrubami (14).
4. 4. Sprzęgło według zastrz. 1, znamienne tym, że zespół napędzający/napędzany ma pokrywy (16).
5. 5. Sprzęgło według zastrz. 1 znamienne tym, że krążek (1) ma otwory gwintowane do wkręcania w nie wkrętów (10), mających łby w otworach (18) i przechodzących przez otwory w strefach wewnętrznych wpustów (4, 5).