Сочленение передачи

 

Изобретение относится к устройствам для соединения валов с передачей момента вращения между ведущим и ведомым валами с возможностью их угловых и радиальных смещений. Устройство состоит из двух втулок, каждая из которых снабжена внешними зубцами, и трубчатой муфты, имеющей внутренний зубчатый венец, взаимодействующий с наружными зубцами с возможностью скольжения продольно относительно друг друга. Ограничивающие стопорные средства расположены в кольцевых пространствах между стенкой, несущей наружные зубцы, и частью, по меньшей мере, одной из втулок и содержат кольцевой стопор, прикрепленный к втулке, и, по меньшей мере, на одной стороне стопора стопорный упор, взаимодействующий со стопором, выполненный в форме кольца такого же диаметра, что и диаметр стопора, перпендикулярно оси трубчатой муфты и прикрепленный к ней. В результате повышается надежность соединения. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к сочленению для передачи крутящего момента между приводным валом и приемным валом, выполненному с возможностью углового, и/или радиального рассогласования, и/или осевого смещения между этими двумя валами, содержащему две втулки, каждая из которых имеет наружные зубцы, обычно симметрично выпуклые относительно плоскости, перпендикулярной оси вращения втулки и называемой плоскостью симметрии, и приспособленные для закрепления одна на приводном валу, а другая - на приемном валу, трубчатую муфту, имеющую внутренние зубцы, взаимодействующие с наружными зубцами для передачи крутящего момента между валами, и способную скользить вдоль этих валов, и стопорное средство, предназначенное для ограничения продольного скольжения муфты относительно, по меньшей мере, одной из втулок.

Сочленения такого типа, известные в настоящее время, обладают существенными недостатками, которые ограничивают их срок службы и/или приводят к необходимости частого обслуживания или к повышению стоимости обслуживания, вполне сравнимой со стоимостью самого сочленения.

В ряде известных сочленений расположение трубчатой муфты относительно втулок достигается с помощью пружин. Это приводит к коррозии в критических точках сочленения и сокращает срок его службы среди прочих причин из-за загрязнения смазки, используемой в сочленении. Пружины могут также привести к разбалансировке, которая вредна не только для сочленения, но и для механизмов, подсоединенных к сочленению или посредством него. Это явление затем усиливается из-за любой поломки и/или износа пружин. Другой вредный эффект возникает также из-за собственной частоты осевой вибрации, являющейся следствием системы движущихся масс и пружин и которая может создавать осевые силы, вредные не только для самого сочленения, но также и для присоединенных механизмов. Кроме того, размер системы, которая содержит пружины, ограничивает перемещения и смещение осей, допустимых сочленениями, по сравнению с их данными общими размерами.

В других известных сочленениях упомянутое расположение трубчатой муфты достигается использованием стопоров, но было замечено, что их использование в сочленениях приводит в случае смещения осей к сравнительно большему радиальному перемещению между стопором (стопорами) на трубе муфты и стопором (стопорами) на втулке или втулках, а это приводит к коррозии соединения, истиранию и поэтому также в этом случае к износу и вредному загрязнению смазки. В случае такого рода сочленений было обнаружено, что объем, доступный для смазки, ограничен и неудачно спроектирован, из-за чего смазка может легко вытекать, иногда при вращении, но особенно в стационарном положении.

Настоящее изобретение направлено на устранение вышеупомянутых недостатков, во-первых, путем отказа от применения пружин, а во-вторых, обеспечением работы сочленения описанного выше типа совершенно новым способом, а также выгодным расположением стопоров.

С этой целью в сочленении согласно изобретению, по меньшей мере, одна из втулок имеет кольцевое пространство, которое центрировано по оси вращения втулки и которое проходит по существу параллельно этой оси между стенкой, несущей наружные зубцы, и частью втулки, которая предназначена присоединять эту втулку к соответствующему валу перемычкой, присоединяющей стенку к части втулки, в то время как кольцевое пространство открыто, по меньшей мере, с той же стороны, что и один из двух продольных лицевых концов втулки, и стопорное средство размещено в кольцевом пространстве и включает в себя - кольцевой стопор, который прикреплен к втулке под прямым углом к ее оси вращения и который расположен по существу в области вышеупомянутой плоскости симметрии, и - по меньшей мере, с одной стороны от кольцевого стопора, если смотреть в направлении его оси вращения, концевой стопор, взаимодействующий со стопором, который выполнен в виде кольца с диаметром, подобным диаметру кольцевого стопора, под прямым углом к продольной оси трубчатой муфты, и который прикреплен к ней, например, держателем.

В известных сочленениях, описанных здесь ранее, значительный износ возникает из-за недостаточной герметизации, как из-за того, что происходит потеря смазки, вытекающей из сочленения, так и из-за того, что происходит поступление загрязняющих примесей. Этот недостаток герметизирующих деталей, среди прочего, происходит из-за значительных радиальных перемещений, которые влияют на герметизирующие элементы и делают их неэффективными, и из-за износа герметизирующих элементов, расположенных в обычных местах для таких элементов в известных сочленениях.

Выполнение сочленения согласно изобретению приводит к решению проблемы неэффективности и износа герметизирующих элементов, установленных в сочленениях этого изобретения, так как эти элементы больше не подвергаются никакому радиальному смещению.

С этой целью в сочленении согласно изобретению уплотняющее кольцо устанавливается между частью втулки и вышеупомянутым держателем, предпочтительно по существу на месте вышеупомянутой плоскости симметрии, и упомянутый держатель также имеет фланец, который закрывает соответствующий конец трубчатой муфты, и имеет отверстие, через которое могут проходить соответствующий вал и/или втулка.

Другие детали и особенности этого изобретения будут выяснены из представленных пунктов формулы и из описания чертежей, которые прилагаются к этому тексту и которые иллюстрируют с помощью неограничивающего примера одно выгодное воплощение сочленения согласно этому изобретению.

Фиг. 1 изображает в осевом сечении сочленение согласно изобретению в начальном совмещенном положении; фиг. 2 - то же сочленение в положении максимально допустимого смещения осей.

На фиг. 1, 2 одинаковые ссылочные позиции означают, что элементы, соответствующие им, идентичны или подобны.

Сочленение 1 (фиг. 1) образует часть зубчатых сочленений и содержит две втулки 2, которые должны быть установлены одна на ведущем валу, а другая - на приемном валу, причем они изображены ломаной линией и оборудованы, например, известными каналами для воздействия на них гидравлического давления, чтобы обеспечить более легкими подгонку и съем. Каждая из втулок 2 содержит наружные зубцы 3, симметрично выпуклые относительно плоскости 4, перпендикулярной оси 5 вращения втулок 2, называемой плоскостью 4 симметрии. На чертежах приведен пример, в котором втулки 2 идентичны, кроме, возможно, того, что касается их отверстий, и установлены зеркально симметрично относительно плоскости 6, которая (фиг. 1) перпендикулярна их осям 5 вращения, когда эти оси совмещены, и которая находится посередине между втулками 2 в их начальном совмещенном положении.

Сочленение 1 дополнительно содержит трансмиссионную трубчатую муфту 7, которая имеет внутренний венец 8, возможно с разрывами по длине зубцов, обычно прямозубых, предназначенных для взаимодействия с наружными зубцами 3 каждой втулки 2, чем обеспечивается передача крутящего момента от одной втулки 2 к другой. Трубчатая муфта 7 может скользить вдоль двух наружных наборов зубцов 3 так, чтобы позволить угловое, и/или радиальное, и/или осевое смещение между двумя втулками 2 и поэтому между двумя валами, которые несут эти втулки.

Стопорное средство 9 расположено в сочленении 1, чтобы ограничивать продольное скольжение муфты 7 относительно втулок 2.

Согласно изобретению, по меньшей мере, одна из втулок 2 (согласно чертежам - обе) имеет кольцевое пространство 10, центрированное по оси 5 вращения втулки 2, и между стенкой 11 втулки 2, несущей наружные зубцы 3, и частью 12 втулки 2, которая предназначена для присоединения этой втулки к соответствующему валу. Перемычка 13 присоединяет стенку 11 к части 12. Кольцевое пространство 10 открыто, по меньшей мере, с той же стороны, что и одна из двух продольных лицевых сторон втулки 2, сторона 14А на чертежах.

Согласно изобретению стопорные средства 9 расположены в кольцевых пространствах 10. Каждое из них содержит с одной стороны кольцевой стопор 15, который прикреплен к самой втулке 2 так, чтобы быть направленным перпендикулярно оси 5 ее вращения, и через который проходит с другой стороны вышеупомянутая плоскость 4 симметрии зубцов 3 втулки 2. Стопорные средства 9 дополнительно содержат взаимодействующий со стопором 15, по меньшей мере, один концевой стопор 16 или 17, который к тому же расположен с одной стороны от кольцевого стопора 15 (в направлении соответствующей оси 5 вращения). Этот концевой стопор 16, 17 выполнен в форме кольца, плоскость которого перпендикулярна продольной оси 18 трубчатой муфты 7 и диаметр которого подобен диаметру кольцевого стопора 15. Концевой стопор 16, 17 прикреплен к трубчатой муфте 7.

Например (фиг. 1), концевой стопор 16 образует часть фланца 19, прикрепленного к концевой лицевой поверхности 20 трубчатой муфты 7. Также, например, концевой стопор 17 может быть ограничен (способом, который не показан) одним или более средством поддержки (не показан), свободно проходящим через одно или более отверстие 21, выполненное в перемычке 13 втулки 2, и прикрепленным, например, к тонкой секции 22 трубчатой муфты 7.

Концевой стопор или концевые стопоры 16, 17 могут образовывать непрерывное или разрывное кольцо.

Например, любой из двух концевых стопоров 16 или двух концевых стопоров 17, связанных с втулками 2, может быть достаточным для ограничения вышеупомянутого скольжения трубчатой муфты 7 в обеих направлениях.

Либо концевой стопор или концевые стопоры 16, 17, либо предпочтительно кольцевой стопор 15 могут быть выполнены из металла и, возможно, иметь покрытие из амортизирующего материала, например резины, или синтетического материала, чтобы устранить шум и удар металла о металл. Однако в случае, показанном на чертежах, стопор 15 выполнен из амортизирующего и прочного материала, известного специалистам, а концевые стопоры 16, 17 выполнены из металла. Расположение стопорного средства 9 на месте вышеупомянутой плоскости симметрии 4, между зубчатками 3, 8 и осью 5 вращения, означает, что когда кольцевой стопор 15 и концевые стопоры 16, 17 находятся в контакте, имеет место только качение без какого-либо радиального относительного смещения и это существенно уменьшает любое явление истирания или износа между ними.

Выгодно, что на каждой стороне кольцевого стопора 15 одной или, возможно, обеих втулок 2 имеется концевой стопор 16 и концевой стопор 17, которые взаимодействуют со стопором 25. Эти два концевых стопора 16, 17, кроме того, обращены друг к другу на расстоянии, которое выбрано, чтобы удовлетворять требованиям ограничения скольжения.

В предпочтительном варианте выполнения перемычка 13 расположена вне плоскости 4 симметрии на той же стороне, что и та продольная лицевая сторона 14В втулки 2, которая ближе к другой втулке 2. Кольцевой стопор 15 прикреплен к стенке 11 и отделен определенным радиальным расстоянием от упомянутой части 12 втулки 2. Концевой стопор или, что выгоднее, оба концевых стопора 16, 17, взаимодействующие с этим кольцевым стопором 15, ограничены держателем 15, который проходит между стопором 15 и упомянутой частью втулки 12 и который прикреплен к трубчатой муфте 7, предпочтительно на ее соответствующем конце, например 20.

Для целей его подгонки кольцевой стопор 15 может, например, состоять из расщепленного кольца (выполненного из металла, металла с покрытием, как указано выше и т.п.), которое эластично и два конца расщепления на котором могут, если необходимо, быть разделены так, что кольцо может скользить относительно держателя 25 между двумя концевыми стопорами 16, 17, ограниченными таким образом.

Кольцевой стопор 15 может, однако, состоять из любой другой демонтируемой части (частей), таких как два полукольца, которые должны быть прикреплены к упомянутой стенке 11 или вмонтированы в нее, например, с помощью удерживающего кольца 26.

Кольцевой стопор 15 может состоять из непрерывного кольца, прикрепленного к упомянутой стенке 11. В этом случае, чтобы сделать возможной его подгонку, один из двух концевых стопоров 16 или 17, связанных с кольцевым стопором 15, является удаляемым с держателем 25, так что стопор 15 может скользить вокруг держателя 25.

Держатель 25 предпочтительно имеет между двумя концевыми стопорами 16, 17, связанными с кольцевым стопором 15, стенку, по меньшей мере, внутренняя лицевая часть которой является цилиндрической вдоль продольной оси 18 трубчатой муфты 7.

Чтобы герметизировать сочленение 1, как упоминалось выше, это сочленение может содержать уплотняющее кольцо 27, например, типа, изображенного на фиг. 1, расположенное между частью 12 втулки и вышеупомянутым держателем 25. Это уплотняющее кольцо 27 может быть расположено предпочтительно практически на месте вышеупомянутой плоскости 4 симметрии так, что оно практически не подвергается радиальному смещению, когда ось 5 вращения и продольная ось 18 расходятся. Когда, кроме того, держатель 25 содержит (фиг. 1) вышеупомянутый фланец 19, предназначенный для защиты соответствующего конца 20 трубчатой муфты 7 и который имеет отверстие для соответствующего вала, оборудованного втулкой 2 и/или для пропускания втулки 2, было обнаружено, что возможно получить удобную конструкцию сочленения с камерой, которая существенно и достаточно хорошо соответствует тому, чтобы содержать без переполнения даже в стационарном состоянии достаточный запас смазки, особенно в области зубцов 3 и 8, и обеспечить совершенную герметизацию в обеих областях как против потери смазки, так и против попадания загрязнителей.

Следует понимать, что это изобретение никоим образом не ограничивается описанными воплощениями и что к нему может быть сделано много модификаций без отклонения от контекста настоящего изобретения или от рамок прилагаемых пунктов заявки.

Так, специалистам известны другие формы уплотнительного кольца или несколько из них, которые могут быть установлены на втулке 2 или даже на держателе 25 таким образом, что, например, край кольца предотвращает вытекание смазки, а край другого кольца предотвращает попадание загрязнителей. Может быть также отмечена особая форма, придаваемая наружному контуру части 12 втулки, чтобы допустить угловое смещение осей, как изображено на фигуре 2, без наличия какого-либо контакта между держателем 25 и этой частью 12 втулки.

Как также показано на чертежах, крышки 28 могут быть закреплены на втулках 2, чтобы защитить втулку и/или отверстия для прохода вала от прямого воздействия в случае сочленений, подверженных воздействию пыли, брызг воды и т.п., например, на нижней стороне машины.

Трубчатая муфта 7 может содержать две половинки 7А и 7В, которые по существу идентичны и подогнаны вместе с возможностью демонтажа.

Формула изобретения

1. Сочленение для передачи крутящего момента между приводным валом и приемным валом, выполненное с возможностью углового, и/или радиального рассогласования, и/или осевого смещения между этими двумя валами, содержащее две втулки (2), каждая из которых имеет наружные зубцы (3), симметрично выпуклые относительно плоскости (4) симметрии, перпендикулярной оси (5) вращения втулки (2), и предназначенные для закрепления, одна - на приводном валу, а другая - на приемном валу, трубчатую муфту (7), которая имеет внутренний зубчатый венец (8), взаимодействующий с наружными зубцами (3) для передачи крутящего момента между валами и выполненный с возможностью скольжения вдоль этих валов, и стопорные средства (9), предназначенные для ограничения продольного скольжения трубчатой муфты (7) относительно, по меньшей мере, одной из втулок (2), отличающееся тем, что, по меньшей мере, одна из втулок (2) имеет кольцевое пространство (10), центрированное по оси (5) вращения втулки (2) и которое проходит по существу параллельно этой оси (5) между стенкой (11), несущей наружные зубцы (3), и частью (12) втулки (2), которая предназначена для присоединения этой втулки к соответствующему валу, причем перемычка (13) присоединяет стенку (11) к части втулки (12) в то время, как кольцевое пространство (10) открыто, по меньшей мере, с той же стороны, что и один (14А) из двух продольных лицевых концов втулки, причем стопорные средства (9) расположены в кольцевом пространстве (10) и включают в себя кольцевой стопор (15), который прикреплен к втулке (2) под прямым углом к оси (5) вращения втулки и который расположен по существу в области вышеупомянутой плоскости (4) симметрии, и, по меньшей мере, с одной стороны кольцевого стопора (15) при рассмотрении в направлении оси (5) вращения, концевой стопор (16, 17), взаимодействующий со стопором (15), выполненный в форме кольца с диаметром, подобным диаметру кольцевого стопора (15), под прямым углом к продольной оси (18) трубчатой муфты (7) и скрепленный с ней.

2. Сочленение по п. 1, отличающееся тем, что на каждой стороне кольцевого стопора (15) имеется вышеупомянутый концевой стопор (16, 17), взаимодействующий с ним, причем эти два концевых стопора (16, 17) обращены друг к другу на расстоянии, которое выбрано так, чтобы соответствовать пределу скольжения трубчатой муфты.

3. Сочленение по п. 2, отличающееся тем, что вышеупомянутая перемычка (13) расположена вне плоскости (4) симметрии на той же стороне, что и продольный конец (14В) втулки (2), ближайший к другой втулке (2), кольцевой стопор (15) прикреплен к стенке (11), несущей зубцы (3), и находится на радиальном расстоянии от упомянутой части втулки (12), и концевой стопор (16, 17), а предпочтительно два концевых стопора (16, 17), взаимодействующие с кольцевым стопором (15), ограничены держателем (25), который проходит между кольцевым стопором (15) и упомянутой частью (12) втулки и который прикреплен к трубчатой муфте (7), предпочтительно на ее соответствующем конце (20).

4. Сочленение по п. 3, отличающееся тем, что держатель (25) имеет между двумя концевыми стопорами (16, 17), связанными с кольцевым стопором (15), стенку, по меньшей мере, внутренняя лицевая сторона которой является цилиндрической вдоль продольной оси (18) трубчатой муфты (7).

5. Сочленение по любому из пп. 3 и 4, отличающееся тем, что уплотнительное кольцо (27) расположено между частью втулки (12) и вышеупомянутым держателем (25), предпочтительно по существу на месте вышеупомянутой плоскости (4) симметрии, и тем, что держатель (25) также имеет фланец (19), который закрывает соответствующий конец (20) трубчатой муфты (7) и имеет отверстие, через которое могут проходить соответствующий вал и/или муфта (2).

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2