SE439349B - Reversibel momentomvandlare - Google Patents

Description

83051-:38-7 tandkoppling för ett kraftigt slitage och livslängden ï förkortas. Detta gäller framför allt vid gängning med gängtapp och shimsning vid lagerpassning, då rotations- J riktningen omkastas momentant.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är därför att åstadkomma en reversibel momentomvandlare med lång livs- längd och som medger snabba omkastningar av rotations- riktningen utan att funktionsdugligheten nedsättes.

Den tidigare kända anordningen med axiell överföring är också relativt lång och lämpar sig därför i vissa samman- hang mindre väl för inbyggnad.

Ytterligare ett ändamål med uppfinningen är därför att åstadkomma en reversibel momentomvandlare med liten axiell utsträckning och som lämpar sig för inbyggnad.

Ovanstående och andra ändamål och fördelar, som kommer att framgå närmare nedan, uppnås enligt uppfinningen medelst den inledningsvis beskrivna anordningen, som huvudsakligen kännetecknas av att omkopplingsanordningen utgörs av en radiellt verkande koppling innefattande en på ingående axel anordnad medbringarskiva och ett på utgående axel anordnat medbringarhus, åtminstone ett kopplingselement, rörligt anordnat mellan ett inre läge, i vilket medbringar- skivan driver medbringarhuset över nämnda kopplingselement, och ett yttre läge, i vilket medbringarhuset drivs av växel- anordningen över kopplingselementet, varvid kopplingsele- mentet är fjäderbelastat så att en övergång från det inre läget kan ske först sedan det på utgående axel verkande momentet överskrider krafter hos det fjädrande element som påverkar kopplingselementet. ~. *_91 u,'-.,_¿,_.¿ ~«' - ~. .- -' U» .tjqj få .*'- azosass-7 3 Ytterligare kännetecken och fördelar hos föreliggande uppfinning framgår av efterföljande detaljerade be- skrivning i anslutning till bifogade ritningar, Visan- de en utföringsform av uppfinningen, där fig l visar en delvis snittad sidovy av anordningen enligt uppfinningen, fig 2 visar en tvärsnittsvy tagen längs linjen A-A i fig l, fig 3 visar ett alternativt utförande av den ingående axeln i anordningen enligt fig l, och fig 4 visar en tvärsnittsvy tagen längs linjen B-B i fig 3.

Momentomvandlaren som visas i fig l är inrymd i ett hus 1 och innefattar en ingående axel 2 och en utgående axel 3. På ingående axeln är anordnad en medbringarskiva 4, vilken utgör en del av kopplingsanordningen.

Ingående axeln 2 fungerar också som solhjul i en planet- växel, bestående av kuggkransen 5 på ingående axel 2, planethjul 6 och planethâllare 7 samt ett ringhjul, som är utbildat på husets 1 insida.

På utgående axel 3 är anordnat ett medbringarhus lika- ledes utgörande en del av kopplingsanordningen, och bestående av två delar 8,9, förbundna medelst skruv- förband eller liknande. Medbringarskivan roterar obe- roende av medbringarhuset, mellan dess båda delar.

I anslutning till de båda medbringarelementen, d v s skivan och huset, arbetar kopplingselement, som i det POOR GWS. 830Slæ38-7 visade, föredragna utförandet utgöres av kulor.

Kulorna påverkas av tänder l0, som är anordnade på en på utgående axeln 3 löpande hylsa ll. d Hylsan ll påverkas i sin tur av ett fjäderelement, t ex en spiralfjäder 12. Detta kan vara utifrån ställ- bart, t ex medelst en skruv. Många gånger kan det dock vara att föredra att förinställa ett lämpligt moment och inte erbjuda någon ställmöjlighet. Tänderna 10 är avfasade med en spets 13 belägen radiellt sett ytterst på resp tand. Genom fjäderverkan pressas kopplings- elementen radiellt inåt med en kraft som huvudsakligen bestämmes av fjäderkraften. Tandspetsen 13 är så an- ordnad, att den även när kopplingselementet befinner sig i sitt yttersta läge ligger radiellt utanför kopp- lingselementets centrum eller tyngdpunkt.

Kopplingsanordningens funktion kommer att framgå tyd- ligare av beskrivningen i anslutning till fig 2.

Vidare är i anslutning till ingående axel 2 anordnad en eftergivlig enhet, av skäl som kommer att framgå närmare nedan. En fjäderbelastad, med en främre ko- niskt avsmalnande ände försedd insats l4 är anordnad i den ingående axelns 2 ände. Fjäderelementets 15 kraft kan regleras genom förspänning medelst exempelvis skru- ven l6. Denna fjäderkraft skall överstiga den kraft som utövas av fjäderelementet 12, som påverkar hylsan ll.

Kulor 17 är anordnade i öppningar i axeln 2 och mot- svarande öppningar i den av axeln omgivna hylsformade del som är förbunden med den medbringarskivan drivande tappen och hålles på plats medelst en den ingående axeln omgivande ring 18. Insatsens 14 koniska främre ände pres- sar kulorna 17 mot nämnda ring. Hålrummet l9, i vilket insatsen 14 är anordnad, uppvisar en skålformad botten 20 som tillsammans med insatsens l4 koniskt avsmalnande del ._41 .8305438-7 bildar ett begränsat utrymme 21, in i vilket kulorna kan förflyttas mot fjäderns 15 verkan, vid en relativ rörelse mellan ingående axel och medbringarskivan.

I fig 2 visas ett snitt taget längs linjen A-A i fig l, vilket visar ett utförande med tre kopplingselement i form av kulor 22, 23 och 24. Anordningen visas med ku- lorna i högmomentläge, d v s där ingående axel driver utgående axel över planetväxeln. Tänderna 25, 26 och 27 vilka antyds med streckade linjer, har pressats ned mot fjäderns 12 verkan och kulorna har av medbringarskivans 4 tungor 28, 29, 30 pressats ut mot en med planethålla- ren 7 förbunden, skålformade, till kulornas form anpassa- de urtag 31, 32, 33 uppvisande ring 34. Wgående axel 3 drivs härvid av ingående axel över planethjulen 6, pla- nethållaren 7, ringhjulet, ringen 34 och kulorna 22, 23, 24 och medbringarhuset 8,9.

Vid direktdrift driver medbringarskivans 4 tungor 28, 29, 30 medbringarhuset8,9över kulorna 22, 23, 24 som pressas radiellt inåt in i botten på hålrummet 39, 40, 41 i medbringarhuset av tänder 10. När momentet på ut- gående axeln 3 överskrider kraften hos fjädermomentet 12, som påverkar hylsan ll, pressar tungorna 28, 29, 30 ut kulorna i den utvidgade delen av hålrummet 39, 40, 41 i medbringarhuset. Kulorna kvarhålls i detta utpres- sade läge av de lutande ytorna i det utvidgade hålrum- met. De lutande ytorna för kulorna ytterligare ett styc- ke ut mot periferin, därigenom erhålls frigâng för kulor- na i förhållande till medbringarskivans tungor.

Den ovan beskrivna eftergivliga enheten har betydelse vid kulornas förflyttning från inre till yttre läge.

Såsom framgår av figuren kan en kula hamna så att den låses i ett O-läge mellan två hörn och medbringarskivans .. fiqsamwsw.. ds., e ..._ .

Pooe 83051038-7 tunga. I detta s k O-läge är momentomvandlaren helt låst. Den eftergivliga enheten enligt ovan gör att risken för att momentomvandlaren förstörs bortfaller.

När kulan hamnar i O-läget överskrider momentet den förinställda kraften hos fjäderelementet 15, den in- 'gående axeln vrider sig i förhållande till medbringar- skivan och kulorna pressas in i det fria utrymmet.

Genom denna relativa rörelse frigörs kopplingselement- kulorna och går in i sina resp ytterlägen, där de kvar- hålles av det av utgående axel utövade momentet, tills detta underskrider den kraft som utövas av det fjäder- element som belastar hylsan med de kulorna påverkande tänderna.

I fig 3 visas ett alternativt utförande av den efter- givliga enheten. I stället för den fjäderbelastade, koniska insatsen är anordnad en torsionsstav 35, vars övre ände 36 är inspänd i ingående axel 2 och vars nedre ände 37 är förankrad i en tapp 38 som driver med- bringarskivan. Funktionen är för övrigt densamma som hos ovanstående eftergivliga enhet.

Den i fig 4 visade tvärsnittsvyn tagen längs linjen B - B i fig 3 visar torsionsstavens infästning i tappen 38.

En nackdel med i fig 3 och 4 visade utförandet är att torsionsstaven hela tiden är belastad och därmed också något vriden. Den stora fördelen är emellertid den enkla konstruktionen, som också är viktbesparande.

Den konstruktiva detaljutformningen kan givetvis vari- eras på en mångfald olika sätt inom ramen för upp- finningen. Sålunda kan som fjäderelement i stället för spiralfjädrar användas exempelvis gasdämpare, elasto- mermaterial etc. 83051138-7 Vidare kan som kopplingselement utnyttjas rullar i stället för kulor. Härvid måste medbringarelementens upptagnings- ytor dock anpassas till rullarna. I och för sig är det mer komplicerat att styra rullar än kulor, men en större nöt- ningsbeständighet erhålles i stället. Som slitenhet kan också tänkas en brickfjäderkonstruktion.

Den stora fördelen med momentomvandlaren enligt upp- finningen består framför allt i en väsentligen friktions- fri drift, en väsentligen friktionsfri växling eller om- koppling, en väsentligt ökad livslängd samt att den kan uppta mycket stora krafter. Det begränsade utrymmeskra- vet liksom möjlighet att seriekoppla flera momentomvand- lare är andra väsentliga fördelar.

Ytterligare en stor fördel är att momentomvandlaren kan konstrueras för olika momentsteg, exempelvis utväxling 1:5, 1:13, 1:18etc. En maskin med litet ingående moment, d v s ca 10 kp kan därigenom utnyttjas för att dra även mycket stora moment, t ex 180 kp. En och samma maskin kan genom utnyttjande av ett antal olika momentomvandlare användas för i stort alla arbeten.

Slutligen skall nämnas att förlusterna i momentomvandlaren uppgår till endast 4-8 % under det att kända momentomvand- lare uppvisar förluster på 20-40 %. ,.~~' poor Cz-Uåfiïfl

Claims (9)

8305438-'7 P a t e n t k r a v

1. l. Reversibel momentomvandlare med automatisk omkopp- ling från direktdrift till nedväxlad drift vid över- skridande av ett förutbestämt moment, innefattande ett hus, en ingående axel, en omkopplingsanordning, en växel- anordning och en utgående axel, k ä n n e t e c k n a d av att omkopplingsanordningen utgörs av en radiellt ver- kande koppling innefattande en på ingående axel (2) an- ordnad medbringarskiva (4) och ett på utgående axel (3) anordnat medbringarhus (8,9), åtminstone ett kopplings- element (23), rörligt anordnat mellan ett inre läge, i vilket medbringarskivan driver medbringarhuset över nämn- da kopplingselement, och ett yttre läge, i vilket med- bringarhuset drivs av växelanordningen över kopplings- elementet, varvid kopplingselementet är fjäderbelastat (l0,ll,l2) så att en övergång från det inre läget kan ske först sedan det på utgående axel (3) verkande mo- mentet överskrider kraften hos det fjädrande element (12), som påverkar kopplingselementet.

2. Momentomvandlare enligt krav l, k ä n n e t e c k- n a d av att det fjädrande elementet är anordnat uti- från justerbart.

3. Momentomvandlare enligt krav 2, k ä n n e t e c k- n-a d av att fjäderelementet är en spiralfjäder (12) och att dess längd kan justeras med en utifrån tillgäng- lig skruv.

4. Momentomvandlare enligt krav 1, k ä n n e t e c k- n a d av att fjäderelementet (12) påverkar en med tänder (25, 26, 27) försedd, på utgående axel (3) axiellt för- .skjutbart anordnad hylsa (ll), varvid tänderna påverkar nämnda kopplingselement (22, 23, 24), som företrädesvis har formen av sfäriska kulor. szosase-7

5. Momentomvandlare enligt krav l, k ä n n e t e c k - n a d av att medbringarskivan (4) uppvisar tungor (28, 29, 30) mellan vilka kopplingselementen (22, 23, 24) vilar under inverkan av fjäderkraften i sitt inre läge, att med- bringarhuset (8,9) består av en övre och en nedre del, fast förbundna med varandra och omgivande medbringarskivan (4), dock utan att beröra detta och uppvisande kopplings- elementupptagande hålrum (39, 40, 41) med en radiellt sett inre, till kopplingselementets form anpassad del samt en yttre utvidgad del, in i vilken kopplingselementet pressas av medbringarskivans (4) tungor (28, 29, 30), då momentet på utgående axel överstiger fjäderkraften.

6. Momentomvandlare enligt krav l, k ä n n e t e c k- n a d av att växlingsanordningen utgöres av en planet- växel innefattande en med planethâllaren (7) förbunden ring (34) med urtag (31, 32, 33) för kopplingselementen (22, 23, 24), vilka i sitt yttre läge drivs av nämnda ring (34) och i sin tur driver medbringarhuset (8,9).

7. Momentomvandlare enligt krav l, k ä n n e t e c k- n a d av en eftergivlig enhet anordnad mellan ingående axel (2) och medbringarskivan (4).

8. Momentomvandlare enligt krav 7, k ä n n e t e c k- n a d av att den eftergivliga enheten utgöres av en i ingående axel (2) anordnad fjäderförspänd (15), med konisk främre ände försedd insats (14), en drivtapp med en hylsformad i ingående axel inskjuten del med skål- formad botten samt i linje med varandra liggande öppningar i den hylsformade delen resp ingående axel, vari är anord- nade kulor (17) som dels hålls på plats av en öppningarna täckande, pâ ingående axels utsida anordnad ring (18) och dels den fjäderbelastade insatsens (14) koniska främre ände. w-n-'vpmww avs., »a-»r- - POOR FJE 83051384 10

9. Momentomvandlare enligt krav 7, k ä n n e t e c k- n a d av att den eftergivliga enheten utgöres av en tor- sionsstav (35), som dels är infäst i ingående axel (2) och dels i en medbringarskivan (4) drivande tapp (38).