BR102012021084A2 - MULTI-TORQUE FLEXIBLE COUPLING SYSTEM - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE ACOPLAMENTO FLEXIVEL MULTI-TORQUE. A presente patente de invenção refere-se a sistema de acoplamento composto de cubos idênticos para parte acionada e acionante, para central e almofadas fretadas de alastômeros ou composite com insertos de metal (fretagem), sendo que cada cubo tem movimentos radiais com relação à parte central, deslocados radialmente a 90º, perpendicularmente ao eixo de rotação. O presente sistema pode ser aplicado a moendas, laminodores, mesas vibratórias e todo equipamento que requer grandes elasticidades radiais, flexibilidades angulares e axiais, grande elasticidades torcionais, direcionado permite absorver e amortecer as oscilações contínuas de torque e choques vindos principalmente das partes acionadas, protegendo as engrenagens de entrada dos redutores, fazendo com que elas se encaixem suavemente, minimizando abrasão e trincas, e principalmente absorvendo os grandes desalinhamentos radiais angulares e axiais. O presente sistema permite ainda um deslocamento radial significativo dos eixos acoplados em relação ao outro e permite forças de reações radiais toleráveis.MULTI-TORQUE FLEXIBLE COUPLING SYSTEM. The present invention patent relates to a coupling system composed of identical cubes for the driven and driving part, for central and chartered pads of alastomer or composite with metal inserts (chartering), with each hub having radial movements with respect to the part central, displaced radially at 90º, perpendicular to the axis of rotation. The present system can be applied to mills, laminators, vibrating tables and all equipment that requires great radial elasticities, angular and axial flexibilities, great torsional elasticities, directed to absorb and dampen the continuous oscillations of torque and shocks coming mainly from the driven parts, protecting the input gears of the reducers, making them fit smoothly, minimizing abrasion and cracks, and mainly absorbing the large angular and axial radial misalignments. The present system also allows a significant radial displacement of the coupled axes in relation to the other and allows tolerable radial reaction forces.

Description

“SISTEMA DE ACOPLAMENTO FLEXÍVEL MULTI-TORQUE” A presente patente de invenção refere-se a sistema de acoplamento composto de cubos idênticos para parte acionada e acionante, parte central e almofadas fretadas de elastômeros ou composite com insertos de metal (fretagem), sendo que cada cubo tem movimentos radiais com relação à parte central, deslocados radialmente a 90°, perpendicularmente ao eixo de rotação. O presente sistema pode ser aplicado a moendas, laminadores, mesas vibratórias e todo equipamento que requer grandes elasticidades radiais, flexibilidades angulares e axiais, grande elasticidades torcionais, direcionado para altos torques de baixas ou altas rotações. O presente sistema permite absorver e amortecer as oscilações contínuas de torque e choques vindos principalmente das partes acionadas, protegendo as engrenagens de entrada dos redutores, fazendo com que elas se encaixem suavemente, minimizando abrasão e trincas, e principalmente absorvendo os grandes desalinhamentos radiais angulares e axiais. O presente sistema permite ainda um deslocamento radial significativo dos eixos acoplados em relação ao outro e permite forças de reações radiais toleráveis."MULTI-TORQUE FLEXIBLE COUPLING SYSTEM" This patent relates to a coupling system composed of identical hubs for driven and driven part, central part and elastomeric charter pads or composite with metal inserts (charter), whereby each hub has radial movements with respect to the central part, displaced radially at 90 °, perpendicular to the axis of rotation. The present system can be applied to mills, rolling mills, vibrating tables and any equipment that requires high radial elasticities, angular and axial flexibilities, high torsional elasticities, directed to high torques of low or high rotations. The present system allows to absorb and cushion continuous torque oscillations and shocks coming mainly from the driven parts, protecting the gearbox input gears, making them fit smoothly, minimizing abrasion and cracking, and especially absorbing large angular and radial misalignments. axial. The present system further permits significant radial displacement of the coupled shafts relative to one another and allows tolerable radial reaction forces.

Existem atualmente no mercado três tipos de acoplagens para moendas e laminadores: 1) Por luvas e palitos - sistema de acionamento composto de duas luvas e um eixo intermediário denominado palito. Uma luva é encaixada na saída do redutor e a outra na entrada do acionamento da moenda e entre eles interligada pelo palito. Os encaixes folgados das luvas e o comprimento do palito permitem as folgas necessárias entre os cubos para absorver os desalinhamentos. É um sistema torcionalmente rígido, não absorvendo qualquer tipo de solicitação de torque, com alto índice de desgaste tanto para a luva quanto a ponta do eixo, e não protege os redutores e outros componentes. 2) Por rótulas esféricas ou links - sistema de acoplamento onde a tração da transmissão de torque se faz através de bieletas ou links e ou cintas de poliester. Este sistema não absorve desalinhamentos radiais e não tem elasticidade torcional, sistema de folgas que no caso das oscilações contínuas de torque a transmissão se faz com empuxos de torque, não absorvendo qualquer pico de torque, e, por conseguinte as oscilações de torque são passadas para os redutores. 3) Acoplamentos torcionalmente rígidos, que compreendem dois cubos, cada um munido de uma endentação externa, e duas luvas munidas de endentação interna cooperante com cada endentação externa, conectados por um eixo. Admitem pequenos deslocamentos axiais.There are currently three types of grinding and rolling couplings on the market: 1) By gloves and toothpicks - drive system composed of two gloves and an intermediate shaft called toothpick. One sleeve is fitted at the gear unit outlet and the other at the mill drive drive inlet and interconnected by the toothpick. The loose fittings of the gloves and the length of the toothpick allow the necessary clearances between the hubs to absorb misalignment. It is a torsionally rigid system, not absorbing any kind of torque demand, with high wear rate for both sleeve and shaft end, and does not protect gear units and other components. 2) By spherical plain bearings or links - coupling system where the torque transmission traction is done by means of braces or links and or polyester belts. This system does not absorb radial misalignment and has no torsional elasticity, a system of slack that in the case of continuous torque oscillations the transmission is made with torque jerks, not absorbing any torque peak, and therefore the torque oscillations are passed to the reducers. 3) Torsionally rigid couplings comprising two hubs, each provided with an external indentation, and two sleeves provided with internal indentation cooperating with each external indentation, connected by an axis. They admit small axial displacements.

Além disto, os movimentos existentes entre os cubos e a parte intermediária (central) podem ser de três maneiras: por deslizamento (OLDHAM); através de biela ou elementos de links e; por flexão e compressão nos elastômeros. A PI9711405-7 - "Acoplamento para transmitir um torque entre um eixo primário e um eixo secundário” - refere-se a dispositivo para acoplar a transmissão de torque entre um eixo primário e um eixo secundário para habilitar um desalinhamento angular e/ou radial e/ou um deslocamento longitudinal entre os dois eixos, que compreende dois cubos cada um munido de uma endentação externa normalmente simetricamente convexo com respeito a um plano simétrico e uma luva munida de endentação interna cooperante com cada endentação externo e suscetível de deslizar longitudinalmente sobre os mesmos; os dispositivos de batente limitador são dispostos em um espaço anular entre uma parede portadora da endentação externa e a parte pelo menos de um dos cubos e compreendendo um batente limitador anular fixado ao cubo no plano simétrico e, pelo menos num lado do batente limitador, um pino limitador associado com o batente limitador, disposto na forma de um anel do mesmo diâmetro daquele do batente limitador, perpendicular ao eixo geométrico da luva, e fixado à mesma. O MU8602898-7 — Acoplamento de rótulas esféricas para multidesalinhamento, com transmissor central de torque” - permite acomodar desalinhamento tanto axial quanto angular entre os eixos. O acoplamento é particularmente apropriado para uso em aplicações de alto torque e baixa velocidade, principalmente quando forem comuns movimentos relativos do eixo em condições operacionais devido a, por exemplo, dilatações, deflexões ou à natureza da maquinaria acionado, ou similar. A PI0500473-0 - “Dispositivo de acoplamento de torque" - refere-se a um dispositivo de acoplamento de torque hidraulicamente acionado para transmitir um torque de acionamento de uma entrada para pelo menos uma saída. O dispositivo de acoplamento de torque compreende um bloco de tubulação hidráulica giratório tendo uma pluralidade de furos de cilindro definidos no mesmo, um anel de carne com múltiplos ressaltos giratório coaxialmente com o bloco de tubulação, uma pluralidade de pistões cada um disposto dentro de um furo correspondente da pluralidade de furos de cilindro no bloco de tubulação para reciprocar dentro dos mesmos após movimento rotacional relativo entre o bloco de tubulação e o anel de carne e definindo uma pluralidade de câmaras de pressão dentro de furos de cilindro correspondentes, e dispositivo restritor em comunicação de fluido com cada câmara da pluralidade de câmaras de pressão de tal modo que o dispositivo restritor controla uma pressão de descarga obtenível dentro de cada câmara da pluralidade de câmaras de pressão durante cursos de descarga. Cada pistão da pluralidade de pistões engata giratoriamente pelo menos um anel de carne em extremidades distantes do mesmo.In addition, the movements between the hubs and the intermediate (central) part can be in three ways: by sliding (OLDHAM); through connecting rod or link elements and; by flexion and compression in the elastomers. PI9711405-7 - "Coupling for transmitting torque between a primary axis and a secondary axis" - refers to a device for coupling torque transmission between a primary axis and a secondary axis to enable angular and / or radial misalignment and / or a longitudinal displacement between the two axes comprising two hubs each provided with a normally symmetrically convex outer indentation with respect to a symmetrical plane and a glove provided with internal indentation cooperating with each external indentation and capable of sliding longitudinally thereon. the limiting stop devices are arranged in an annular space between an outer indentation carrying wall and the at least one of the hubs and comprising an annular limiting stop fixed to the hub in symmetrical plane and at least on one side of the limiting stop, a limiting pin associated with the limiting stop arranged in the form of a ring of the same diameter as that d the limiting stop perpendicular to the geometrical axis of the glove and attached thereto. MU8602898-7 - Spherical Ball Joint Coupling, with Central Torque Transmitter ”- allows you to accommodate both axial and angular misalignment between shafts. The coupling is particularly suitable for use in high torque and low speed applications, especially when relative shaft movements are common under operating conditions due to, for example, expansion, deflection or the nature of driven machinery, or the like. PI0500473-0 - “Torque Coupling Device” - refers to a hydraulically driven torque coupling device for transmitting a drive torque from one input to at least one output. The torque coupling device comprises a block of rotary hydraulic tubing having a plurality of defined cylinder holes therein, a multi-cam rotating cam ring coaxially with the tubing block, a plurality of pistons each disposed within a corresponding hole of the plurality of cylinder holes in the tubing block. reciprocating within them after relative rotational movement between the tubing block and the cam ring and defining a plurality of pressure chambers within corresponding cylinder bores, and restrictive device in fluid communication with each chamber of the plurality of chambers. pressure such that the restrictor device controls a pressure of gaps obtainable within each chamber of the plurality of pressure chambers during discharge strokes. Each piston of the plurality of pistons rotatably engages at least one cam ring at distal ends thereof.

Diferentemente do objeto da presente patente, as patentes acima referidas não apresentam desalinhamentos radiais e elasticidade torcional ou ângulo de torção. São acoplamentos torcionalmente rígidos, que necessitam de lubrificação, tem peças móveis e não protegem os equipamentos acionantes e acionados por serem torcionalmente rígidos, além de não absorverem choques e nem vibrações. A presente patente apresenta as seguintes vantagens: - menor desgaste das pontas dos eixos; - maior vida útil dos redutores; - menor desgaste dos dentes; - menor manutenção dos redutores; - maior vida útil dos mancais, rolamentos e engrenagens ; - minimização de trincas e rompimentos de eixos; - manutenção preditiva extendida. O “SISTEMA DE ACOPLAMENTO FLEXÍVEL MULTI-TORQUE” em sua forma construtiva preferida produz efeitos resultantes de flexão e compressão nos elastômeros, além de permitir deslocamentos em todas as quatro direções, funcionando em baixas e altas rotações. Poderá ser compreendido através das figuras anexas e sua descrição, nas quais: A Figura 1 ilustra vista frontal do sistema de acoplamento montado. A Figura 2 ilustra vista em perspectiva lateral do sistema de acoplamento montado. A Figura 3 ilustra vista de um dos elementos elásticos, a almofada. A Figura 4 ilustra o movimento radial - muito elástico. A Figura 5 ilustra o movimento torcional - consideravelmente elástico. A Figura 6 ilustra o movimento axial - consideravelmente flexível. A Figura 7 ilustra o movimento angular - consideravelmente flexível.Unlike the object of the present invention, the above patents do not have radial misalignments and torsional elasticity or torsion angle. They are torsionally rigid couplings, which require lubrication, have moving parts and do not protect the drive and driven equipment because they are torsionally rigid, and do not absorb shocks or vibrations. The present patent has the following advantages: - less wear of the axle tips; - longer gearbox life; - less tooth wear; - less gearbox maintenance; - longer life of bearings, bearings and gears; - Minimization of cracks and shaft breaks; - extended predictive maintenance. The “MULTI-TORQUE FLEXIBLE COUPLING SYSTEM” in its preferred constructional form produces effects resulting from flexion and compression in the elastomers, and allows displacements in all four directions, operating at low and high speeds. It can be understood from the attached figures and their description, in which: Figure 1 illustrates front view of the assembled coupling system. Figure 2 illustrates a side perspective view of the assembled coupling system. Figure 3 illustrates a view of one of the elastic elements, the cushion. Figure 4 illustrates radial motion - very elastic. Figure 5 illustrates torsional movement - considerably elastic. Figure 6 illustrates axial movement - considerably flexible. Figure 7 illustrates angular motion - considerably flexible.

De acordo com as Figuras 1 a 7 , o sistema de acoplamento (1) é formado por cubos (2) idênticos dotados de almofadas (4) dispostas paralelamente e conectadas à parte central (3), fixadas através do suporte (5); cada cubo (2) apresenta seis almofadas (4) paralelamente conectadas à parte central (3), fixadas através do suporte (5), e seis outras almofadas fixas através de outro suporte (5) que atuam na parte central (3) junto ao cubo (2) acionante; também paralelo; porém, deslocadas a 90°, as almofadas (4) são posicionadas de tal ordem que no sentido radial do acoplamento elas irão ceder para permitir um grande movimento radial; quando fretadas, as camadas de borracha e metal serão vulcanizadas entre si; no sentido periférico do acoplamento as almofadas (4) são relativamente rígidas, pois neste sentido tem força circunferencial, transmitindo o torque.According to Figures 1 to 7, the coupling system (1) is formed by identical hubs (2) provided with pads (4) arranged parallel to and connected to the central part (3), fixed through the support (5); each hub (2) has six pads (4) parallel to the central part (3), fixed through the support (5), and six other pads fixed by another support (5) acting on the central part (3) next to the hub (2) drive; also parallel; however, displaced at 90 °, the pads (4) are positioned such that in the radial direction of the coupling they will sag to allow for large radial movement; when chartered, the rubber and metal layers will be vulcanized with each other; In the peripheral direction of the coupling the pads (4) are relatively rigid, because in this sense it has circumferential force, transmitting the torque.

Em função de sua elasticidade torcional (ângulo de torção), o sistema (1) apresenta grande capacidade de absorver os choques e vibrações. O ângulo de torção do acoplamento no torque nominal TKn é de aproximadamente 3,7° na versão standard, podendo ser aumentado ou diminuído, dependendo das dimensões das almofadas. Pode ser dimensionado para qualquer torque, mudando-se as dimensões da estrutura do acoplamento para mais ou para menos, assim como as quantidades e dimensões das almofadas (4). Possibilita acoplamento multi-torque, ou seja, para o mesmo tamanho de acoplamento, torques diferentes em que, mudando-se a rigidez da almofada (4), muda-se o torque do acoplamento para mais ou para menos. Não necessita de manutenção e nem de lubrificação. Todos os deslocamentos relativos são absorvidos pelos elementos elásticos (4), sem nenhum tipo de abrasão, portanto sem danos ecológicos. Por ser isento de forças axiais, a transmissão de torque se faz sempre no sentido radial em relação aos eixos (2).Due to its torsional elasticity (torsion angle), the system (1) has a great capacity to absorb shocks and vibrations. The coupling torsion angle at nominal torque TKn is approximately 3.7 ° in the standard version and may be increased or decreased depending on the dimensions of the pads. It can be sized to any torque by changing the dimensions of the coupling frame up or down as well as the quantities and dimensions of the pads (4). It enables multi-torque coupling, that is, for the same coupling size, different torques in which, by changing the stiffness of the pad (4), the coupling torque changes more or less. No maintenance or lubrication required. All relative displacements are absorbed by the elastic elements (4), without any abrasion, therefore without ecological damage. As it is free of axial forces, the torque transmission always takes place radially in relation to the axes (2).

Além disto, no sistema (1) a rotação e a transmissão de torque se fazem sempre no mesmo sentido, sendo o acoplamento assimétrico, ou seja, as almofadas elásticas (4) são montadas e posicionadas só para um sentido de rotação, objetivando economizar espaço e reduzir custos. Porém, se a montagem das almofadas (4) forem simetricamente posicionadas, a rotação do acoplamento passa a ser nos dois sentidos. O sistema (1) de acoplamento dispõe, por conseqüência, de duas fileiras de seis almofadas (4), totalizando doze almofadas (4). As duas fileiras com seis almofadas (4) cada estão na linha do sentido da força, acopladas em série. Consequentemente, o acoplamento resulta em uma elasticidade torcional significante. Desalinhamentos axiais e angulares também são absorvidos, sendo tal absorção realizada com forças de reações mínimas. O objeto da presente pode ser dimensionado e construído em função do torque requerido, da rotação e dos desalinhamentos solicitados, e para qualquer tipo de aplicação.Moreover, in the system (1) the rotation and the torque transmission are always in the same direction, with the asymmetric coupling, ie the elastic pads (4) are mounted and positioned only for one direction of rotation, aiming to save space. and reduce costs. However, if the mounting of the pads (4) is symmetrically positioned, the coupling will rotate in both directions. The coupling system (1) therefore has two rows of six pads (4), totaling twelve pads (4). The two rows with six pads (4) each are in the direction line of force, coupled in series. Consequently, the coupling results in significant torsional elasticity. Axial and angular misalignments are also absorbed, such absorption being performed with minimal reaction forces. The object of the present can be dimensioned and constructed according to the required torque, the rotation and the requested misalignments, and for any type of application.

Claims (4)

1. “SISTEMA DE ACOPLAMENTO FLEXÍVEL MULTI-TORQUE” caracterizado por acoplamento (1) formado por cubos (2) idênticos dotados de almofadas (4) dispostas paralelamente e conectadas à parte central (3) e fixadas através do suporte (5); cada cubo (2) apresenta seis almofadas (4) paralelamente conectadas à parte central (3), fixadas através do suporte (5) e seis outras almofadas fixas através de outro suporte (5) que atuam na parte central (3) junto ao cubo (2) acionante, também paralelo; porém, deslocadas a 90°, as almofadas (4) são posicionadas de tal ordem que no sentido radial do acoplamento irão ceder para permitir um grande movimento radial; quando fretadas, as camadas de borracha e metal serão vulcanizadas entre si; no sentido periférico do acoplamento as almofadas (4) são relativamente rígidas, pois neste sentido têm força circunferencial, transmitindo o torque.1. "MULTI-TORQUE FLEXIBLE COUPLING SYSTEM" characterized by coupling (1) formed by identical hubs (2) provided with pads (4) arranged parallel to and connected to the central part (3) and fixed through the support (5); each hub (2) has six pads (4) parallel connected to the central part (3), fixed through the support (5) and six other pads fixed through another support (5) acting on the central part (3) next to the hub (2) drive, also parallel; however, offset by 90 °, the pads (4) are positioned such that in the radial direction of the coupling they will sag to allow for large radial movement; when chartered, the rubber and metal layers will be vulcanized with each other; In the peripheral direction of the coupling the pads (4) are relatively rigid, since in this sense they have circumferential force, transmitting the torque. 2. “SISTEMA DE ACOPLAMENTO FLEXÍVEL MULTI-TORQUE” de acordo com reivindicação 1, caracterizado por compreender ângulo de torção, que em função de sua elasticidade torcional, absorve os choques e vibrações; o ângulo de torção do acoplamento no torque nominal TKn é de aproximadamente 3,7° na versão standard, e dependendo das dimensões das almofadas (4) poderá ser aumentado ou diminuído; o sistema (1) poderá ser dimensionado para qualquer torque, mudando-se as dimensões da estrutura do acoplamento para mais ou para menos, assim como as quantidades e dimensões das almofadas (4); para o mesmo tamanho de acoplamento, possibilita torques diferentes em que, mudando-se a rigidez da almofada (4), muda-se o torque do acoplamento para mais ou para menos; os deslocamentos relativos são absorvidos pelas almofadas (4), sem nenhum tipo de abrasão; isento de forças axiais, a transmissão de torque se faz sempre no sentido radial em relação aos eixos (2)."MULTI-TORQUE FLEXIBLE COUPLING SYSTEM" according to claim 1, characterized in that it comprises a torsion angle which, as a function of its torsional elasticity, absorbs shocks and vibrations; The coupling torque at nominal torque TKn is approximately 3.7 ° in the standard version, and depending on the dimensions of the pads (4) may be increased or decreased; system (1) can be scaled to any torque by changing the dimensions of the coupling frame up or down as well as the quantities and dimensions of the pads (4); for the same coupling size, it enables different torques in which, by changing the stiffness of the pad (4), the coupling torque is increased more or less; Relative displacements are absorbed by the pads (4) without any abrasion; free of axial forces, torque transmission always takes place radially in relation to the axes (2). 3.3 “SISTEMA DE ACOPLAMENTO FLEXÍVEL MULTI-TORQUE” de acordo com reivindicação 1, caracterizado por sistema (1) cuja rotação e transmissão de torque se fazem sempre no mesmo sentido, sendo o acoplamento assimétrico em que as almofadas elásticas (4) são montadas e posicionadas só para um sentido de rotação; se a montagem das almofadas (4) se der em posicionamento simétrico, a rotação do acoplamento passa a ser nos dois sentidos; o sistema (1) de acoplamento dispõe de duas fileiras de seis almofadas (4), totalizando doze almofadas (4); as duas fileiras com seis almofadas (4) cada estão na linha do sentido da força, acopladas em série; consequentemente, o acoplamento resulta em elasticidade torcional.“MULTI-TORQUE FLEXIBLE COUPLING SYSTEM” according to claim 1, characterized by a system (1) whose rotation and torque transmission are always in the same direction, the asymmetrical coupling in which the elastic pads (4) are mounted and positioned only for one direction of rotation; if the mounting of the pads (4) is in symmetrical positioning, the rotation of the coupling will be in both directions; the coupling system (1) has two rows of six pads (4) totaling twelve pads (4); the two rows with six pads (4) each are in line with the force direction, coupled in series; consequently, coupling results in torsional elasticity.