PL235643B1 - Sprzęgło podatne - Google Patents

Abstract

Przedmiot wynalazku stanowi sprzęgło podatne z regulowaną podatnością skrętną, w skład którego wchodzi wał czynny, wał bierny, tarcza czynna i tarcza bierna, przy czym wał czynny posiada wydrążenie, w którym znajduje się silnik krokowy i jest sztywno połączony z tarczą czynną, natomiast wał bierny zamocowany jest do tarczy biernej. Sprzęgło charakteryzuje się tym, że silnik krokowy (5) napędza wał zakończony kołem stożkowym (6), tarcza czynna (3) posiada wewnętrzną powierzchnię walcową (7), na której wykonane są trzy jednakowe wzdłużne występy (8) z promieniowymi szczelinami, w których osadzone są trzy jednakowe sprężyny płaskie (10), mające kształt trapezu, tarcza bierna (4) wykonana jest jako cylinder (11) z dnem (12), w którym wykonane są trzy przelotowe promieniowe prowadnice (13). W prowadnicach (13) umieszczone są suwaki (14), przy czym suwaki (14) posiadają cylindryczne występy (15) skierowane w stronę tarczy czynnej (3), współpracujące ze sprężynami płaskimi (10), natomiast od strony wału biernego (2) do suwaków (14) zamocowane są trzpienie (16). Trzpienie (16) zaopatrzone są w gwint zewnętrzny i umieszczone są w przelotowych nagwintowanych otworach wykonanych w suwakach (14). Trzpienie (16) zakończone są biernymi kołami stożkowymi (17), współpracującymi z czynnym kołem stożkowym (6) i łożyskowane są w panewkach ślizgowych (18) umieszczonych w odpowiednich otworach (19) wykonanych w walcowej powierzchni zewnętrznej cylindra (11) tarczy biernej (4). Do czołowej powierzchni cylindra (11) tarczy biernej (4) zamocowana jest pokrywa (20), do której zamocowany jest wał bierny (2).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sprzęgło podatne z regulowaną podatnością skrętną.

Znanych i stosowanych jest szereg sprzęgieł podatnych mających za zadanie zmniejszenie nadwyżek dynamicznych oraz pełniących funkcję elementów ograniczających drgania połączonych ze sobą części układów napędowych maszyn. Posiadają one charakterystykę liniową lub nieliniową z tłumieniem lub bez w zależności od konstrukcji łącznika zastosowanego w sprzęgle. Sprzęgła z liniową charakterystyką nietłumioną posiadają łączniki podatne o dużej sprężystości wykonane ze stali. Wymienić tu należy sprzęgła ze sprężynami śrubowymi naciskowymi umieszczonymi w uchwytach zamocowanych na obwodzie tarcz zabierakowych. W sprzęgłach podatnych z charakterystyką nieliniową stosowane są łączniki niemetalowe. Są to najczęściej sprzęgła wkładkowe, w których elementem sprężystym są wkładki gumowo-stalowe oraz poliuretanowe. W książce „Podstawy konstrukcji maszyn” tom 3, pod red. M. Dietricha oraz w książce Osiński Z. „Sprzęgła i hamulce” przedstawione są konstrukcje sprzęgieł oponowych oraz z łącznikami metalowymi służących do łączenia wałów i piast. Jedno ze sprzęgieł składa się z piasty i bębna z promieniowymi rowkami, w których umieszczono pakiety sprężyn płaskich. Rowki rozszerzają się dlatego początkowo sprężyny w pakiecie podparte są na końcach i w miarę przemieszczania się względem siebie piasty i bębna następuje zmiana punktów podparcia i wzrasta sztywność sprzęgła. Podobnym typem są sprzęgła ze sprężynami wężykowymi, w których pakiety sprężyn zastąpione są jedną sprężyną opasującą obie przemieszczające się względem siebie części sprzęgła. W sprzęgłach podatnych oponowych elementem łączącym obie części jest gumowa opona zbrojona - linkami kordu - w celu uzyskania większej wytrzymałości i trwałości.

Znane są również sprzęgła z możliwością zmiany podatności skrętnej. Opisane są w publikacji Filipowicz K. „Nowe rozwiązania układów napędowych maszyn z metalowymi sprzęgłami podatnymi skrętnie i sprzęgłami przeciążeniowymi”, Przegląd Mechaniczny 2009; 2: 41-46. Przedstawione sprzęgło wyposażone jest w pakiety sprężyn talerzowych, przy czym zmiana podatności uzyskiwana jest poprzez zmianę ich wysokości. Z patentu PL190945 znane jest sprzęgło, w którym wykorzystano sprężyny walcowe ułożone szeregowo. Zmiana podatności sprzęgła dokonywana jest za pomocą mechanizmu śrubowego z gwintem niesamohamownym. Z patentu PL193910 znane jest sprzęgło, w którym przeniesienie napędu odbywa się za pomocą czterech płaskich sprężyn umieszczonych osiowo. Zmiana długości czynnej sprężyn następuje poprzez przesunięcie tarczy sterującej wzdłuż wałka wielowypustowego i wykorzystaniem śrub napędowych. Z patentu PL225230 znane jest sprzęgło ze sprężynami profilowanymi w kształcie litery „U”. Zmiana sztywności jest związana z przesunięciem punktu podparcia sprężyn współpracujących ze sworzniami i wynika ze zmiany położenia sworzni względem osi urządzenia.

Istotą sprzęgła podatnego z regulowaną podatnością skrętną, w skład którego wchodzi wał czynny, wał bierny, tarcza czynna i tarcza bierna, przy czym wał czynny posiada wydrążenie, w którym znajduje się silnik krokowy i jest sztywno połączony z tarczą czynną, natomiast wał bierny zamocowany jest do tarczy biernej jest to, że silnik krokowy napędza wał zakończony czynnym kołem stożkowym, tarcza czynna posiada wewnętrzną powierzchnię walcową, na której wykonane są trzy jednakowe wzdłużne występy z promieniowymi szczelinami, w których osadzone są trzy jednakowe sprężyny płaskie, mające kształt trapezu. Tarcza bierna wykonana jest jako cylinder z dnem, w którym wykonane są trzy przelotowe promieniowe prowadnice. W prowadnicach umieszczone są suwaki. Suwaki posiadają cylindryczne występy skierowane w stronę tarczy czynnej, współpracujące ze sprężynami płaskimi, natomiast od strony wału biernego do suwaków zamocowane są przesuwnie trzpienie. Trzpienie zaopatrzone są w gwint zewnętrzny i umieszczone są w przelotowych nagwintowanych otworach wykonanych w suwakach. Trzpienie zakończone są biernymi zębatymi kołami stożkowymi. Bierne koła stożkowe współpracują z czynnym kołem stożkowym. Trzpienie łożyskowane są w panewkach ślizgowych umieszczonych w odpowiednich otworach wykonanych w cylindrze tarczy biernej. Do cylindra tarczy biernej zamocowana jest pokrywa, do której zamocowany jest wał bierny.

Sprzęgło według wynalazku umożliwia ciągłą, bezstopniową zmianę podatności skrętnej (charakterystyki) podczas przekazywania momentu obrotowego. Możliwe jest wówczas dopasowanie sztywności sprzęgła do warunków pracy układu napędowego lub jej zmiana dla osiągnięcia żądanych celów.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania, na rysunku, na którym:

Fig. 1 przedstawia przekrój osiowy sprzęgła,

Fig. 2 przedstawia przekrój A-A, zaznaczony na Fig. 1,

PL 235 643 B1

Fig. 3 przedstawia przekrój B-B, zaznaczony na Fig. 1,

Fig. 4 przedstawia widok rozstrzelony izometryczny od strony czynnej,

Fig. 5 przedstawia widok rozstrzelony izometryczny od strony biernej.

Sprzęgło podatne z regulowaną podatnością skrętną, posiada wał czynny 1, wał bierny 2, tarczę czynną 3 i tarczę bierną 4. Wał czynny 1 posiada wydrążenie, w którym znajduje się silnik krokowy 5. Wał czynny 1 jest sztywno połączony z tarczą czynną 3. Wał bierny 2 zamocowany jest do tarczy biernej 4 poprzez pokrywę 20. Silnik krokowy 5 napędza wał zakończony czynnym kołem stożkowym 6. Tarcza czynna 3 posiada wewnętrzną powierzchnię walcową 7, na której wykonane są trzy jednakowe wzdłużne występy 8 z promieniowymi szczelinami 9, w których osadzone są trzy jednakowe sprężyny płaskie 10, mające kształt trapezu. Tarcza bierna 4 wykonana jest jako cylinder 11 z dnem 12, w którym wykonane są trzy przelotowe promieniowe prowadnice 13, a w prowadnicach 13 umieszczone są suwaki 14. Suwaki 14 posiadają cylindryczne występy 15 skierowane w stronę tarczy czynnej 3, współpracujące ze sprężynami płaskimi 10. Od strony wału biernego 2 do suwaków 14 zamocowane są trzpienie 16, zakończone biernymi kołami stożkowymi 17, współpracującymi z czynnym kołem stożkowym 6. Silnik krokowy 5 napędza poprzez czynne koło stożkowe 6 bierne koła stożkowe 17 z trzpieniami 16. Trzpienie 16 zaopatrzone są w gwint zewnętrzny i umieszczone są w przelotowych nagwintowanych otworach wykonanych w suwakach 14. Trzpienie 16 łożyskowane są w panewkach ślizgowych 18 umieszczonych w odpowiednich otworach 19 wykonanych w walcowej powierzchni zewnętrznej cylindra 11 tarczy biernej 4. Do czołowej powierzchni cylindra 11 tarczy biernej 4 zamocowana jest pokrywa 20, do której zamocowany jest wał bierny 2.

Sprzęgło podatne działa w ten sposób, że strona czynna sprzęgła - wał czynny 1 umieszczony jest na czopie silnika napędowego, zaś strona bierna - wał bierny 2 połączony jest z wałem napędowym maszyny. Przeniesienie napędu ze strony czynnej, na stronę bierną następuje poprzez trzy jednakowe sprężyny płaskie 10 w kształcie trapezu. Podczas przekazywania momentu obrotowego można zmieniać podatność sprężyn płaskich 10 poprzez zmianę ich długości czynnej. Zmiana długości czynnej sprężyn płaskich 10 następuje poprzez promieniowe przemieszczenie suwaków 14 w prowadnicach 13 wykonanych w tarczy biernej 4 na skutek obrotu wału z czynnym kołem stożkowym 6 i współpracujących z nim trzech biernych kół stożkowych 17 z gwintowanymi trzpieniami 16, współpracującymi z gwintami wewnętrznymi otworów wykonanych w suwakach 14. Wał z kołem stożkowym 6 napędzany jest silnikiem krokowym 5, który umieszczony jest w wydrążeniu wału czynnego 1. Minimalną podatność sprzęgła uzyskuje się gdy suwaki 14 znajdują się na zewnętrznych końcach prowadnic 13 tarczy biernej 4, natomiast maksymalną podatność gdy suwaki 14 znajdują się na wewnętrznych końcach prowadnic 13 tarczy biernej 4.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Sprzęgło podatne z regulowaną podatnością skrętną, w skład którego wchodzi wał czynny, wał bierny, tarcza czynna i tarcza bierna, przy czym wał czynny posiada wydrążenie, w którym znajduje się silnik krokowy i jest sztywno połączony z tarczą czynną, natomiast wał bierny zamocowany jest do tarczy biernej, znamienne tym, że silnik krokowy (5) napędza wał zakończony czynnym kołem stożkowym (6), tarcza czynna (3) posiada wewnętrzną powierzchnię walcową (7), na której wykonane są trzy jednakowe wzdłużne występy (8) z promieniowymi szczelinami (9), w których osadzone są trzy jednakowe sprężyny płaskie (10), mające kształt trapezu, tarcza bierna (4) wykonana jest jako cylinder (11) z dnem (12), w którym wykonane są trzy przelotowe promieniowe prowadnice (13), a w prowadnicach (13) umieszczone są suwaki (14), przy czym suwaki (14) posiadają cylindryczne występy (15) skierowane w stronę tarczy czynnej (3), współpracujące ze sprężynami płaskimi (10), natomiast od strony wału biernego (2) do suwaków (14) zamocowane są trzpienie (16), przy czym trzpienie (16) zaopatrzone są w gwint zewnętrzny i umieszczone są w przelotowych nagwintowanych otworach wykonanych w suwakach (14) i ponadto trzpienie (16) zakończone są biernymi kołami stożkowymi (17), współpracującymi z czynnym kołem stożkowym (6) i łożyskowane są w panewkach ślizgowych (18) umieszczo nych w odpowiednich otworach (19) wykonanych w walcowej powierzchni zewnętrznej cylindra (11) tarczy biernej (4), a do czołowej powierzchni cylindra (11) tarczy biernej (4) zamocowana jest pokrywa (20), do której zamocowany jest wał bierny (2).