SE435109B - Skruvfjederkoppling for hopkoppling av ett handdrivdon med en av en vridstellmotor driven axel - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 7806375-7 2 Uppfinningen kommer i det följande att närmare be- skrivas med hjälp av åtta utföringsexempel under hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka fig. 1 visar ett axialsnitt genom ett enligt upp- finningen utfört handdrivdon, som endast verkar i medurs- riktningen, fig. 2 visar ett axialsnitt genom ett andra utförings- exempel av anordningen, som ävenledes är monterad på vrid- ställmotorn, fig. 3 visar en schematisk vy av fjädern och tvâ medbringare i fig. 2, fig. H visar ett axialsnitt genom en alternativ ut- föringsform av fig. 2, _ fig. 5 och 6 visar ett axialsnitt respektive tvär- snitt genom en ytterligare utföringsform, fig. 7 visar ett längdsnitt genom en ytterligare utföringsform, fig. 8 visar ett längdsnitt genom ett lätt monterbart handdrivdon med horisontell axel, fig. 9 visar ett längdsnitt genom en andra, lätt monterbar utföringsform av handdrivdonet och fig. 10 och 11 slutligen visar en sidovy respektive en planvy av en utföringsform, i vilken medbringarna är sammankopplade medelst en kedja.

I fig. 1 visas en vrídställmotor 1, som mitt emot den icke visade kraftuttagsänden uppvisar en fri ände av en axel 2 och en fläns 3, vid vilken en stödhylsa 4 är fast- skruvad koaxiellt med axeln 2. I ett radíellt spel 5 mellan axeln 2 och stödhylsan 4 är anordnad en högerlindad skruv- fjäder 6 med kvadratiskt trådtvärsnitt, vars ena ände är så ombockad till en ögla 7 att det bildas ett öga 8 med radiell axel. Fjädern 6 är med lätt förspänning anbragt i hylsan 4. Relativt axeln 2 har den ett radialspel av storleks- ordningen 0,2 mm. Fjäderns 6 ögla 7 inskjuter i ett hål 10 i en medbringare 12, som med en hylsa 13 omger bussningens H cylindriska del. En i hylsan 13 anordnad skruv 15 ínskjutes med en cylindrisk tapp 16 i ett ringspår 18 i hylsan H, så 10 15 20 25 30 35 7806375 '-7 3 att medbringaren 12, utan ytterligare frihetsgrad, kan vridas kring axeln 2. I medbringaren 12 är anbragt en andra skruv 20 med en läng tapp 21, som inskjuter i öglans 7 öga 8. Med- bringaren 12 är vidare via ekrar 24 fast förbunden med en ratt 25.

Anordningen har följande verkningssätt. Om ratten 25 vrides moturs, bringar fjäderns 6 med gölan 7 försedda ände till anliggning mot axeln 2. Först glider fjäderänden på axeln och med stibande lindningsvinkel ökar fjäderns 5 friktion mot axeln 2 alltmer, tills axeln 2 medbringas.

Härvid eftersläpar fjäderns 6 mitt emot öglan 7 belägna ände i hylsan U.Den där uppstäende friktionen kan emellertid genom lämplig dimensionering av fjädern hållas på en rimlig nivå.

Om ställmotorn nu plötsligt börjar rotera moturs, frigöras fjädern 6 från axeln 2 med utgångspunkt från den fria axeländen, utan att ratten 25 medbringas. Om ställmotorn plötsligt börjar rotera medurs, medbringa först ratten 25 ett omärkligt stycke, med en endast íiten,mot motorns start- karakteristika svarande hastighet, som knappast är märkbar för den som håller i ratten. Vid denna rörelse hos med- bringaren 12 lösgöres fjädern 6 från axeln 2, så att det icke längre utövas något vridmoment. Om man påför ratten en kraft i medursriktningen, isärspännes fjädern ytterligare i hylsan H. Ratten 25 kan följaktligen icke vridas medurs.

Ratten enligt fig. 1 tillåter följaktligen en manuell vridning endast i motursriktningen.

I fig. 2 uppbär vridställmotorn 1, vars kraftut- tagsände är betecknad med 2a och som medelst skruvar 27 är fäst vid en fläns 3, en i huvudsak halvcirkelformig skiva lå, på vilken en avsatsförsedd dorn 30 är fastsvetsad. På dornens 30 tjockare del 31 är en förbindningsarm 32 fastsvetsad, som uppbär stödhylsan H, som med radialspel 5 koncentriskt om- ger axeländen 2. I hylsan 4 är en högerlindad fjäder 6' anbragt, vars ändar 35, 36 är omböjda i axiell riktning.

På båda ändarna av hylsan U är vardera en medbringare H0, H1 anbragt. Medbringarna HO, H1 uppvisar vardera en killik- 10 15 20 25 30 7306375-7 4 nande urtag 42, 43, i vilka fjäderns 6' ändar 35, 36 in- skjuter. Medbringarna är utformade såsom maïutvändiga kugg- kransar försedda skivor. De samverkar med två invändíga kuggkransar 46, 47 på en huv 48, som är vridbart anordnad på en nedsvarvad del 50 av dornen 30. På huven 48 är ut- vändigt anbragt en handvev 51.

Medbringarna 40, 41 förhindras att glida av i sid- led genom en på axeln 2 anordnad stoppring 52 respektive genom ett mellanlägg 53.

Fjädern 6' och medbringarna 40 och 41 visas i fig. 3 utan kuggkransar. Såsom visas, har fjäderns båda ändar 35 och 36 ett i omkretsriktningen ensidigt spel 55, 56 i medbringarnas 40, 41 killiknande urtaglü respektive 43. När fjädern 6' inmonteras i hylsan 4, så minskas detta spel pä grund av fjäderns radiella sammanpressning. För att pä nytt bibringa det ensidiga spelet den önskade storleken vrider man, inom de genom kuggdelningen förefintlíga möjligheterna, medbringarna 40, 41 relativt varandra vid huvens_48 an- bringande.

Anordningen enligt fig. 2 och 3 har följande verk- ningssätt. Om handveven 51 vrids moturs, rör sig med- bringarna 40 och 41 ävenledes moturs. Härvid medbringar med- bringaren 40 fjäderns 6' omböjda ände 35. Fjäderns första lindningsvarv bringas härvid till anliggning mot axeln 2' Så snart omslutningsvinkeln, och därmed friktionen, är till- räckligt stor vrides axeln 2, varigenom fjädern i ökande grad lösgör sig från hylsan 4. Fjäderns 6' vänstra ände 36 förskjutes härvid, under glidrörelse i hylsan 4, i spel- rummet 56, dock utan att stöta emot urtagets 43 sida.

Om ställmotorn inkopplas, förhåller sig anordningen på samma sätt som beskrivits i samband med fig. 1.

Om handveven 51 vrides moturs, medbringas den vänstra fjäderänden av medbringaren 41 och vrides axeln 2 i mutuarl riktning mul vad som angivits ovan, m~4an den högra tjäderänden 35 rör sig fritt i spelrummet 55.

Av symmetriskäl förhåller sig anordningen vid en plötslig igångsättníng av ställmotorn i båda rotationsrikt- 10 20 N* ua 30 35 7806375-7 5 ningarna analogt med vad som ovan har beskrivits.

I fig. 4 är en fjäder 8" med obetydligt radiellt spel anordnad i en cylindrisk, axiell urborrning i axeln 2", var- vid den med lätt förspänning är anbragt på en vilande hylsa H", som via en arm 60 är fäst vid statorn 61 till den här icke visade ställmotorn. Även i denna utföringsform är fjädern 6", såsom visas i fig. 3, vid bägge ändar om- böjd i axiell riktning. Fjäderns högra ände är med ensidig! spelrum i omkretsriktningen anbragt i etturtag 62 i en på hylsan H" anbragt, skivformíg, med en utvändig kugg- krans försedd medbringare 63. Fjäderns vänstra ände in- skjuter i ett urtag i en medbringare 65, som medelst en axel 66, som sträcker sig genom hylsan 4", som är förbunden med ett kugghjul 67. Såväl den som kugghjul utformade medbringa- ren 63 som kugghjulet 67 samverkar med ett kugghjul 70, som är fritt lagrat i ett lager 71 och vid sin fria ände upp- bär en ratt 72.

I utföringsformen enligt fig. 4 uppvisar fjäderns 6" omböjda ändar i monterat tillstånd, i motsats mot fig. 3, ett spelrum på sidan om den ombockade delens inskjutande hörn 73.

Om ratten 72 vrides medurs, rör sig kugghjulen 63 och 67 och därmed även medbringaren 65 moturs. Härigenom med- bringas fjädern vid den högra änden och utpressas mot axelns ?" inre vägg. Analogt med det tidigare sagda ökar friktionen mot axeln 2", som slutligen medbringas, varigenom ytterligare avlindas från hylsan och pressas mot axelns enda till dess att endast fjäderns vänstra ände relativt löst släpar mot hylsan H", Vid detta förlopp rör sig fjäderns vänstra ände i spelrummet utan att stöta emot lindningsvarv 2" inre vägg, urtagets sida. Även denna anordning fungerar analogt med an- ordningwn enlig! fïg. ? ï rättens båda vrldriklníngar. DuL bör beakLas att rattens utväxling relativt axeln 2" i denna utföringsform, i motsats till anordningen enligt fig. 2, åstadkommer en långsam ställrörelse. Det är givetvis viktigt att handdrivdonet verkar med samma utväxlingsförhâllande på båda medbríngarna.Det i utföringsformerna enligt fig. 2 10 15 20 25 30 78063754 6 och 4 beskrivna, ensidiga spelrummet för fjäderändarna i medbringarnas urtag kan även, i stället för där, anordnas mellan medbringarna och de i dem ingripande växeldelarna É3, 67 respektive 70, varvid man bör beakta spelrummets riktighet i sidled.

I utföringsformen enligt fig. 5 och 6 är hylsan H, som är analog med hylsan enligt fig. 2, Via en arm 32 fäst vid flänsen 3. Medbringarna H0 och H1 är lagrade på hylsans H cylindriska, yttre yta. Medbringaren 40 drives direkt medelst en ratt 25, men är icke, såsom tidigare har visats, samman- kopplad med medbringaren 41 över en kuggväxel, utan via fyra vid på medbringaren UU anordnade klackar 75 svängbart fästa organ 76. Dessa organ 76 har, såsom visas i fig. 6, en i huvudsak triangulär form.De.har vid sin bas 77 en urborrning 78, genom vilken en i klackarna 75 lagrad dorn är framförd. Vid triangelns mitt emot basen 77 belägna spets är en vinkelrätt mot basen riktad tapp 80 anordnad, på vilken en mot axiell förskjutning fastlåst rulle 81 är anbragt.

Medbringaren 41 är försedd med en flänsliknande vulst 82, som vid fyra kring omkretsen likformigt fördelade ställen uppvisar ett i axiell riktning sig sträckande frässpår, vars inre diameter motsvarar rullens 81 yttre diameter. För över- föring av medbringarens 40 vridrörelse till medbringaren 41 är de frânkopplingsbara organen 76 i ingrepp med vulstens fräs- spår. Armen 32 är i sidled så utformad att den vid medbring- arnas H0, H1 vridning utsvänger ett av organen 76. En svagt krökt ring 85, som är fastsvetsad vid en i huvudsak halv- cirkelformig flänsdel 86, begränsar organens 76 rörelse och inhakar dem efter att armen 32 har passerat på nytt i vulstens 82 frässpâr. I fig. 6 är följaktligen det nedersta av organen 76 urkopplat, medan de tre andra är i ingrepp med vulsten 82. Även i utföringsfumren enligt fig. 7 undvikes kugg- hjul för sammankoppling av de båda medbringarna H0 och H1.

Under det att sammankopplingen i utföringsformen enligt fig. 5 och 6 åstadkommes medelst i följd arbetande svängorgan, är medbringarna enligt fig. 7 stelt sammankopplade och hylsans H 10 25 30 35 7806375- 7 7 fasthållning åstadkommes medelst på dessa alternerande inver- kande svängbara armar 100.

I fig. 7 bildar medbringaren 40 den yttre ringen i ett kullager 88. En inre ring 89 i kullagret 88 fasthålles med en underläggsbricka 90 och en skruv 91 på en tappformig nedsvarvning av axeln 2. Medbringaren H1 bildar, analogt med medbringaren H0, den yttre ringen i ett kullager 93, som emel- lertid löper direkt på axeln 2. Medbringarna 40 och H1 är förbundna genom ett mellanstycke 94, som längs omkretsen är utformat med tre slitsar 95, som endast genom tre smala lister 96 är skilda från varandra i omkretsriktningen. Med- bringarna H0 och H1 är följaktligen stelt sammankopplade.

Hylsan H är lagrad på medbringarnas H0 och H1 cylinderytor 98.

Den är utformad med två varandra diametralt motstående ur- fräsningar 99, i vilka alternativt de två svängarmarna 100 ingriper och härvid förhindrar hylsan H att rotera kring axeln 2. Svängarmarna 100 är i likhet med organen 76 enligt fig. 5 i huvudsak tríangulärt utformade och vid sin bas 101 sväng- bart lagrade på en ring 102, som är fastskruvad vid flänsen 3.

Svängarmarna 100 pressas radiellt inåt av fjädrar 105, varvid varje arm vid rattens 92 vridning genom i området av lister- na 96 anordnade kammar 106 för förhindrande av en kollision med dessa lister lyftes bort över dessa. Eftersom ständigt åtminstone en svängarm 100 är i ingrepp, förblir hylsan H vid en vridning av medbringarna H0 och H1 i sitt läge. Eftersom endast fjäderns släpmoment verkar på hylsan H, vilket släp- moment är mindre än det på axeln 2 verkande handdrivmomentet, kan svängarmsanordningen vara lättare att utföra än vid ut- föringsformen enligt tig. 5 och 6. Givetvis kan även sväng- armarna 100 vara försedda med rullar, så att deras upp- löpning på kammarna 106 och deras införande i och utdragande ur urfräsningarna 99 framkallar mindre friktion. Medbringaren M0 är tillsammans med ratten 92 pressad i plåt.

I utföringsformen enligt fig. 8 är, liksom i ut- föringsformen enligt fíg. 7, hylsan H vridbart lagrad vid de med varandra stelt förbundna medbringarna H0 och H1. Den förhindras vid manuell påverkning att medbringas av fjädern 6 10 15 20 30 35 7806375-7 8 genom en ensidigt anordnad vikt 110, som är så dimensionerad att den utan alltför stora sidoutslag balanserar det av fjä- dern 6 utövade vridmomentet. Utföringsformen enligt fig. 8 förutsätter en noggrant avstämd, mjuk fjäder, som på hylsan 4 endast utövar obetydlig släpkraft. Varianten enligt fig. 8 är endast användbar vid icke vertikal axel 2. Den har för- delen av att vara ytterst lätt att montera. Anordningen kan påskjutas på axeln 2 och fastlåsas mot axiell förskjutning medelst en ringskiva 111 och en stegbricka 112 vid axelns ände.

I fig. 9 visas en anordning, som säkerställer en enkel och snabb montering. Även i detta fall är hylsan 4 vridbart lagrad på medbringarna H0, #1. Såsom speciellt känne- tecken uppbär den lagerskålar 120, 121 för en spindel 122, på vilken tvâ lika stora kugghjul 123, 124 samt en ratt 125 - är fastkilade. Hylsan 4 uppbär vidare 1 området av lagerskålarna 120, 121 en stång 130, vid vars vänstra ände är svarvad en tapp 131. På tappen 131 är en länk 132 anbragt, som via en skruv 135 är förbunden med ställmotorns 1 stator och på så sätt fastlåser hylsan M mot vridning.

I en ytterligare utföringsform enligt fig. 10 och 11 är de båda medbringarna 40, H1, som är vridbart lagrade på en fast anordnad hylsa 4 och medelst skruvar 15 säkrade i motsvarande spår, sammankopplade medelst en kedjedrift. Kedjan består av via länkar 150 med varandra förbundna kulorgan 151. Den omböjes av vardera tvâ vid ett korsformígt bärorgan 155 lagrade små och stora spårförsedda rullar 156 respektive 157 och föres över korset och är vid medbringarna 40, H1 i ingrepp med längs ett smalt ríngspâr (för länkarna) anordnade, halvsfäriska urtag. Korsbärorganet 155 är centrerat medelst en skruv 160. Kedjan kan spännas genom omställning av två muttrar 161. Ratten 25 är fast förbunden med medbringaren 40.

Om medbringarna 40, 41 och de spârförsedda rullarna 156 och 157 framställes av plast, är detta utförande relativt billigt.

Uppfinningen är på intet sätt begränad till de visade utföringsformerna. Dess enskilda kännetecken kan tvärtom, allt efter de ställda, speciella fordringarna, på olika sätt 10 15 20 25 7806375-7 9 kombineras med varandra. De använda organen kan även ersättas av likvärdiga organ. Sålunda kan exempelvis hylsan M i ut- föringsformen enligt fig. 8 i stället för attfasthållas av en motvikt 110 fasthâllas av en vid hylsan fastsatt permanent- magnet, som samverkar med ett stationärt, axeln 109 genom- trängande fält hos en vid ställmotorn fastsatt andra permanent- magnet.

I stället för med kvadratiskt trâdtvärsnitt kan fjä- dern 6 vara utformad med trapetsformigt trådtvärsnitt, så att ytpresstrycket mot axeln ökas för att därmed lättare genomtränga en på axeln påförd oljefilm.

Fjädern 6 kan invändigt och/eller utvändigt vara ocylindriskt (rotationshyperboliskt eller tunnformigt) slipad, och axeln och/eller hylsan kan vid fjädersidan vara ocylínd- riskt utformade för.attge vridvinkel-vridmoment-kurvan ett speciellt förlopp.

I stället för en i båda rattvridriktningarna ver- kande anordning enligt fig. 2 - 11 kan även två anordningar enligt den í fig. 1 visade principen vara anordnade, exempelvis sammankopplade medelst en differentialväxel.

Ehuru handdrivdonet framför allt är avsett för använd- ning vid vridservomotorer, kan det även användas på mot- svarande andra ställen, exempelvis på axlarna i numeriskt styrda svarvar, automatiskt arbetande transportanordningar etc.

Claims (22)

10 15 20 25 30 35 7806375 - 7 10 PATENTKRAV

1. I båda vridningsriktningarna icke âterkopplande skruv- fjäderkoppling för hopkoppling i åtminstone en vridningsrikt- ning av ett handdrivdon med en, särskilt av en vridställmotor driven axel, varvid i spalten mellan den koncentriskt omgivan- de cylinderytan i en stödhylsa och axeln är så anordnad minst en skruvfjäder att denna vid vilande handdrivdon anligger kraft- bundet mot stödhylsan och gentemot axeln uppvisar ett radial- spel, vilken fjäders ändar via varsin ingreppsyta är så för- bundna med handdrivdonet att vid dettas rörelse fjädern lyftes från stödhylsan och kommer i friktionsingrepp med axeln, k ä n n e t e c k n a d av att kopplingen är försedd med en- dast en skruvfjäder (6, 6', 6") och att handdrivdonets (25, 51, 72, 92, 125) förbindelse med varje ingreppsyta (t.ex. vid 35, 36) på skruvfjädern sker via ett spel mellan anslagsytor (t.ex. vid 42, 43), varvid en rörelse av handdrivdonet endast åstad- kommer medbringning av en av fjäderändarna och endast en zon- vis lyftning av skruvfjädern från stödhylsan (4, 4"), medan den andra fjäderänden, glidande mot den mot vridning hämmade stödhylsan, genom friktion alstrar ett reaktionsmoment i skruv- fjädern, och varvid för vridningshämningen är anordnade medel (3, 32, 100, 135), som vid handdrivdonets (25, 51, 72, 92, 125) inkoppling senast efter en kort begynnelserörelse hindrar en vridrörelse hos stödhylsan.

2. Koppling enligt patentkravet 1, t e c k n a d av att stödhylsan (4) är säkrad mot vridning k ä n n e - mot en i rummet stationär del (3, 135).

3. Koppling enligt patentkravet 1 eller 2, t e c k n a d av att skruvfjädern (6) är framställd av tråd k ä n n e - med rektangulär profil.

4. Koppling enligt patentkravet 1, k ä n n e - t e c k n a d av att handdrivdonet (25) via två koaxiellt med axeln (2) anordnade medbringane(40, 41), som medelst en växel (46, 47; 63, 67, 70; 75, 76, 82) bibringas samma varvfrekvens, alternativt inverkar pâ fjäderns (6) ena och andra ände (35, 36L

5. Koppling enligt patentkravet 4, k ä n n e - t e c k n a d av att spelet vid anslagsytorna är anordnat mel- lan medbringarna (40, 41) och fjäderns (6) ändar (36, 37). 10 15 20 25 30 35 7806375-7 11

6. Koppling enligt patentkravet 4, k ä n n e - t e c k n a d av att spelet är anordnat i växeln (40, 46, 48, 47, 41; 63, 70, 67),för att utesluta att den ände (35/36) av fjädern (6) som skall frigöras anligger mot tillhörande medbringare (40/41).

7. Koppling enligt något av patentkraven 4 - 6, k ä n n e t e c k n a d av att de båda medbringarna (40, 41) är försedda med utvändiga kuggkransar och samverkar med ett gemensamt kugghjul (70).

8. Koppling enligt något av patentkraven 4 - 6, k ä n n e t e c k n a d av att de båda medbringarna (40, 41) är försedda med utvändiga kuggkransar och samverkar med en gemensam, invändig kuggkrans (46, 47).

9. Koppling enligt patentkravet 8, k ä n n e - t e c k n a d av att en den invändiga kuggkransen (46, 47) uppbärande kropp (48) är försedd med handdrivdonet (51).

10. Koppling enligt något av patentkraven 1 - 6, k ä n n e t e c k n a d av att de båda medbringarna (40, 41) är förbundna med varandra genom ett vridmoment överförande, frânkopplingsbart organ (76).

11. Koppling enligt patentkravet 10, t e c k n a d av att de frånkopplingsbara organen är sväng- k ä n n e - bara i axialplan till axeln (2).

12. Koppling enligt patentkravet 10 eller 11, t e c k n a d av att in- och/eller frånkopplingen av organen åstadkommas medelst stationära kulisser (32, 85).

13. Koppling enligt något av patentkraven 1 - 3 och 5, k ä n n e t e c k n a d av att de båda medbringarna (40, 41) är stelt sammankopplade medelst en ytterhylsa (96, 109). k ä n n e ~ k ä n n e -

14. Koppling enligt patentkravet 13, t e c k n a d av att stödhylsan (4) genom spärrhakar (100), som genom öppningar (99) i ytterhylsan (96) bringas i alter- nerande ingrepp med stödhylsan (4), förhindras att vrida sig kring sin axel.

15. Koppling enligt patentkravet 14, k ä n n e - t e c k n a d av att de med stödhylsan (4) i ingrepp bragta spärrhakarna (100) pâverkas av med medbringarna (40, 41) för- _bundna kammar (106). 7806375-7 10 15 20 25 12

16. Koppling enligt patentkravet 15, k ä n nte - t e c k n a d av att spärrhakarna (100) av fjädrar (105) pressas mot kammarna (106).

17. Koppling enligt något av patentkraven 1 - 16, k ä n n e t e c k n a d av att åtminstone den ena av med- bringarna (40, 41) är lagrad pâ axeln (2).

18. Koppling enligt patentkravet 17, t e c k n a d av att stödhylsan (4) är vridbart lagrad på medbringarna (40, 41).

19. Koppling enligt patentkravet 13, t e c k n a d av att stödhylsan (4) vid i huvudsak horison- tellt anordnande av axeln (2) är excentriskt belastad (110), så att den vid en vridning av medbringarna (40, 41) icke med- k ä n n e - k ä n n e - vrides helt.

20. Koppling enligt patentkravet 18, t e c k n a d av att en de båda medbringarna (40, 41) samman- kopplande växeldel (122, 123, 124) är lagrad på stödhylsan (4).

21. Koppling enligt patentkravet 20, k ä n n e - t e c k n a d av att stödhylsan (4) via en länk (132) är för- bunden med en stationär del (135), företrädesvis med vridställ- k ä n n e ~ motorns (1) stator.

22. Koppling enligt något av patentkraven 1 - 6 och 18, 20 och 21, k ä n n e t e c k n a d av att de båda medbringarna (40, 41) är förbundna genom ett i kors anordnat, kedjeliknande drivorgan (150).