Предохранительная фрикционная муфта с автоматическим выключением при длительной перегрузке
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к предохранительным фрикционным муфтам с автоматическим выключением при продолжительной перегрузке. Муфта имеет пару элементов (1, 3) сцепления, которые установлены с возможностью вращения вокруг общей оси (4). Элемент (1, 3) сцепления имеет расположенную соосно оси (4) вращения резьбовую цапфу (7), на которую навинчена натяжная гайка (9), с помощью которой обеспечивается возможность прижимания поверхностей сцепления. За счет этого крутящий момент до момента сцепления передается без проскальзывания и, кроме того, за счет проскальзывания элементов (1, 3) сцепления относительно друг друга ограничивается моментом скольжения. Гайка (9), шайбы (10, 11) и элемент (3) сцепления имеют взаимодействующие друг с другом поводковые элементы (12-16), которые вплоть до предельного угла обеспечивают возможность проскальзывания элементов (1, 3) сцепления относительно друг друга без поворота гайки (9). При проскальзывании обоих элементов (1, 3) сцепления относительно друг друга за предельный угол натяжная гайка (9) принудительно поворачивается, обеспечивая прижимание поверхностей (6) сцепления друг к другу и передаваемый без проскальзывания момент сцепления. Достигается расширение функциональных возможностей. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 5 ил.
Данное изобретение относится к предохранительной фрикционной муфте, при этом
- предохранительная фрикционная муфта имеет пару элементов сцепления;
- оба элемента сцепления установлены с возможностью вращения вокруг общей оси вращения и имеют, каждый, кольцеобразно проходящую вокруг оси вращения поверхность сцепления.
Такие предохранительные фрикционные муфты являются широко известными, в частности в железнодорожном транспорте.
Приводы для рельсовых транспортных средств состоят часто из электродвигателя, который закреплен на тележке рельсового транспортного средства, и редуктора, который установлен, в свою очередь, на приводной оси рельсового транспортного средства и опирается через упор против проворачивания на тележку. Кроме того, между электродвигателем и редуктором расположено, как правило, карданное сцепление, которое компенсирует относительное движение между тележкой и приводной осью и передает крутящий момент от электродвигателя на приводную ось.
Такие железнодорожные приводы создают при нормальной работе моменты ускорения (возможно, в обоих направлениях) и моменты торможения (возможно, также в обоих направлениях). За счет этого, соответственно, ускоряется и замедляется рельсовое транспортное средство и соединенные с рельсовым транспортным средством другие рельсовые транспортные средства. Эти обычные крутящие моменты иногда превышаются кратковременно действующими, частично очень сильно завышенными так называемыми моментами короткого замыкания, которые могут возникать из взаимодействия вентильного электропитания и электродвигателя. Железнодорожный привод может быть выполнен так, что эти большие моменты короткого замыкания воспринимаются всеми несущими частями внутри приводного блока. В качестве альтернативного решения необходимо ограничивать действие моментов короткого замыкания. Для ограничения действия, как правило, предусмотрены разгрузочные элементы, такие как, например, предохранительная фрикционная муфта указанного выше вида.
Кроме того, в железнодорожных приводах во время работы могут возникать аварийные ситуации, в которых расчетный момент привода продолжительно превышается в течение длительного времени. Это происходит, например, в случае, когда в электродвигателе возникает неисправность, на основании которой ротор электродвигателя недостаточно направляется. В отдельных случаях это может приводить к тому, что ротор буксует или даже блокируется в отверстии статора электродвигателя. В частности, такое блокирование ротора может приводить к последующим повреждениям, которые могут частично достигать значительных размеров. Для предотвращения таких повреждений необходимо не только ограничивать передаваемый через предохранительную фрикционную муфту момент, но также выключать предохранительную фрикционную муфту, так что прерывается передача крутящего момента (силовое замыкание) между электродвигателем и приводной осью колес.
Задача данного изобретения состоит в усовершенствовании предохранительной фрикционной муфты указанного выше вида так, что она при длительно продолжающейся перегрузке автоматически и принудительно прерывает силовое замыкание между ее элементами сцепления. Однако выключение должно происходить не тотчас при первом возникновении перегрузки, а лишь тогда, когда перегрузка продолжается в течение длительного времени.
Задача решена с помощью предохранительной фрикционной муфты с признаками пункта 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения предохранительной фрикционной муфты, согласно изобретению, являются предметом зависимых пунктов 2-11 формулы изобретения.
В соответствии с изобретением предусмотрено выполнение предохранительной фрикционной муфты указанного выше вида так,
- что один из обоих элементов сцепления имеет расположенную соосно оси вращения резьбовую цапфу, на которую навинчена натяжная гайка, с помощью которой обеспечивается возможность прижимания поверхности сцепления другого элемента сцепления к поверхности сцепления элемента сцепления, так что воздействующий на один из обоих элементов сцепления крутящий момент вплоть до момента удерживания передается без проскальзывания на другой элемент сцепления и, кроме того, за счет проскальзывания обоих элементов сцепления относительно друг друга ограничивается моментом скольжения,
- что между натяжной гайкой и другим элементом скольжения расположено несколько шайб свободного хода,
- что натяжная гайка, шайбы свободного хода и другой элемент сцепления имеют взаимодействующие друг с другом поводковые элементы,
- что поводковые элементы вплоть до предельного угла обеспечивают возможность проскальзывания обоих элементов сцепления относительно друг друга без поворота натяжной гайки и при проскальзывании обоих элементов сцепления относительно друг друга за предельный угол натяжная гайка принудительно поворачивается, и
- что при повороте натяжной гайки изменяется прижимание поверхности сцепления другого элемента сцепления к поверхности сцепления элемента сцепления и за счет этого передаваемый без проскальзывания момент сцепления.
За счет предусмотрения шайб свободного хода в соединении с возможным за счет этого проскальзыванием элементов сцепления на предельный угол предотвращается мгновенное размыкание соединения с силовым замыканием элементов сцепления. За счет принудительного поворота натяжной гайки при длительно продолжающейся перегрузке автоматически выключается предохранительная фрикционная муфта.
Предохранительная фрикционная муфта, поясненная выше, работает правильно лишь в одном направлении крутящего момента. Если заранее не известно, в каком направлении крутящего момента возникает перегрузка, то требуется применение пары предохранительных фрикционных муфт, при этом
- обе предохранительные фрикционные муфты выполнены в виде предохранительной фрикционной муфты, описание которой приведено выше,
- один из элементов сцепления одной предохранительной фрикционной муфты соединен без возможности проворачивания с одним из элементов сцепления другой предохранительной фрикционной муфты,
- резьбовые муфты обеих предохранительных фрикционных муфт снабжены противоходной резьбой.
Указанные выше свойства, признаки и преимущества данного изобретения, а также способы их достижения, поясняются в приведенном ниже описании примеров выполнения изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых схематично изображено:
фиг. 1 - продольный разрез пары соединенных друг с другом предохранительных фрикционных муфт, и
фиг. 2-5 - одна из показанных на фиг. 1 предохранительных фрикционных муфт в различных рабочих состояниях предохранительной фрикционной муфты, вид сверху.
Как показано на фиг. 1, предохранительная фрикционная муфта расположена между приводом (на фиг. 1 виден приводной вал 1) и нагрузкой (на фиг. 1 виден вал 2 нагрузки). Привод может быть выполнен, например, в виде электрического привода для рельсового транспортного средства, нагрузка - в виде приводного колеса или комплекта приводных колес рельсового транспортного средства.
Предохранительная фрикционная муфта имеет по меньшей мере одну пару элементов 1, 3 сцепления, которые вращаются вокруг общей оси 4 вращения и имеют соответствующую проходящую кольцеобразно вокруг оси 4 вращения поверхность 5, 6 сцепления. Элементы 1, 3 сцепления могут быть отдельными элементами. Однако предпочтительно один из элементов 1, 3 сцепления является идентичным с валом 2 нагрузки или, как показано на фиг. 1, с приводным валом 1. Поверхности 5, 6 могут быть выполнены, как показано на фиг. 1, в виде конусных поверхностей. В качестве альтернативного решения это могут быть поверхности, которые ориентированы ортогонально относительно оси 4 вращения. Через поверхности 5, 6 сцепления происходит передача крутящего момента от привода к нагрузке и наоборот.
При применении ниже понятий «осевой», «радиальный» или «тангенциальный» они всегда относятся к оси 4 вращения. Понятие «осевой» обозначает направление, параллельное оси 4 вращения. Понятие «радиальный» обозначает направление, перпендикулярное оси 4 вращения к, соответственно, от оси 4 вращения. Понятие «тангенциальный» обозначает направление, которое проходит ортогонально как к осевому направлению, так и радиальному направлению. Таким образом, тангенциальное направление проходит на постоянном радиальном расстоянии кольцеобразно вокруг оси 4 вращения.
Один из обоих элементов 1, 3 сцепления, как показано на фиг. 1, расположенный на приводной стороне элемент 1 сцепления имеет резьбовую цапфу 7. Резьбовая цапфа 7 расположена соосно оси 4 вращения. Она устойчиво соединена с соответствующим элементом 1 сцепления, так что она не может случайно отделиться от соответствующего элемента 1 сцепления. Например, резьбовая цапфа 7 может быть (частично) ввинчена в соответствующую внутреннюю резьбу 8 соответствующего элемента 1 сцепления и после этого защищена от дальнейшего поворота, например, с помощью сварки, склеивания или с помощью зажимного клина. Возможно также, что резьбовая цапфа 7 соединена в виде единого целого с соответствующим элементом 1 сцепления.
На резьбовую цапфу 7 навинчена натяжная гайка 9. Натяжная гайка 9 действует на поверхность 6 сцепления другого элемента 3 сцепления. В частности, она прижимает поверхность 6 сцепления другого элемента 3 сцепления к поверхности 5 сцепления элемента 1 сцепления. На основе прижимания друг к другу поверхностей 5, 6 сцепления, элементы 1, 3 способны передавать крутящий момент между приводом и нагрузкой.
На основании прижимания друг к другу поверхностей 5, 6 сцепления поверхности 5, 6 сцепления находятся в силовом замыкании друг с другом. Лишь когда подлежащий передаче крутящий момент меньше момента сцепления, то происходит передача без проскальзывания крутящего момента. Если же подлежащий передаче крутящий момент превышает момент сцепления, то элементы 1, 3 сцепления проскальзывают относительно друг друга. В этом случае действительно передаваемый крутящий момент ограничен моментом скольжения, при этом момент скольжения меньше момента сцепления.
Натяжная гайка 9 действует не непосредственно на другой элемент 3 сцепления, а через несколько шайб 10, 11 свободного хода, которые расположены между натяжной гайкой 9 и другим элементом 3 сцепления. Минимально имеется одна единственная шайба 10, 11 свободного хода. Как правило, имеется несколько шайб 10, 11 свободного хода, например, как показано на фиг. 1, две шайбы 10, 11 свободного хода. На практике часто имеется больше двух шайб 10, 11 свободного хода, например, 3-6 шайб 10, 11 свободного хода.
Натяжная гайка 9, шайбы 10, 11 свободного хода и другой элемент 3 сцепления имеют взаимодействующие друг с другом поводковые элементы 12-16. Поводковые элементы 12-16 выполнены так, что они, хотя и допускают поворотное движение другого элемента 3 сцепления относительно примыкающей шайбы 10 свободного хода, примыкающей к другому элементу 3 сцепления шайбы 10 свободного хода относительно следующей шайбы 11 свободного хода и т.д., однако это поворотное движение не является полностью свободным, а ограниченным относительно оси 4 вращения соответствующим угловым диапазоном α (см. фиг. 2). Соответствующий угловой диапазон α между непосредственно примыкающими друг к другу элементами 3, 10, 11, 9 (другой элемент 3 сцепления, шайбы 10, 11 свободного хода и возможно натяжная гайка 9) составляет, естественно, меньше 360°, например 300°. Возможный в целом диапазон поворот, т.е. сумма отдельных угловых диапазонов, представляет предельный угол. Предельный угол может быть больше 360°.
Соотношения сцепления и трения другого элемента 3 сцепления, шайб 10, 11 свободного хода и возможно натяжной гайки 9 относительно друг друга, а также соотношения сцепления и трения натяжной гайки 9 относительно резьбовой цапфы 7 согласованы друг с другом так, что внутри допустимого в целом диапазона поворота происходит поворот элементов 1, 3 сцепления относительно друг друга без поворота натяжной гайки 9. Поэтому при проскальзывании элементов 1, 3 сцепления относительно друг друга, а именно: сначала другой элемент 3 сцепления поворачивается относительно примыкающей шайбы 10 свободного хода, примыкающая шайба 10 поворачивается относительно следующей шайбы 11 свободного хода и т.д., и возможно также последняя шайба 11 поворачивается относительно натяжной гайки 9. Однако сама натяжная гайка 9 не поворачивается.
Соответствующее согласование соотношений сцепления и трения известно для специалистов в данной области техники. Например, можно, соответственно, выбирать соотношения материала и смазки. Возможно также расположение в подходящем месте резиновых элементов, которые оказывают влияние на требуемую способность сцепления. Возможно также легкое склеивание, например, натяжной гайки 9 с резьбовой цапфой 7 или расположение между резьбовой цапфой 7 и натяжной гайкой 9 слоя эластомера, который, хотя и достаточно затрудняет поворот натяжной гайки 9 на резьбовой цапфе 7, однако не делает его невозможным.
Таким образом, за счет соответствующего согласования друг с другом соотношений сцепления и трения происходит в случае завышенного крутящего момента относительный поворот элементов 1, 3 сцепления относительно друг друга, без поворота натяжной гайки 9 относительно элемента 1 сцепления. Это справедливо, пока относительный поворот элементов 1, 3 сцепления относительно друг друга не достигнет допустимого в целом диапазона поворота, т.е. предельного угла. После этого дальнейший поворот элементов 1, 3 сцепления относительно друг друга принудительно связан с поворотом натяжной гайки 9.
Поворот натяжной гайки 9 изменяет прижимание поверхности 5 сцепления одного элемента 1 сцепления к поверхности 6 сцепления другого элемента 3 сцепления. За счет измененного прижимания изменяется одновременно также передаваемый без проскальзывания момент сцепления и в соответствии с этим также соответствующий момент скольжения.
Соответствующее изменение прижимания имеет, в частности, значение, когда прижимание поверхностей 5, 6 сцепления друг к другу уменьшается за счет поворота натяжной гайки 9. В этом случае за счет уменьшения прижимания уменьшаются момент сцепления и момент скольжения, так что элементы 1, 3 сцепления проскальзывают относительно друг друга легче, чем прежде. Таким образом, возникает эффект самоусиления.
Поясненный выше принцип действия данного изобретения еще раз коротко поясняется с дополнительными ссылками на фиг. 2-5. При этом в основе фиг. 1-5 лежит, чисто в качестве примера, предпосылка, что имеются точно две шайбы 10, 11 свободного хода, которые называются в последующем расположенной со стороны элемента шайбой 10 свободного хода и расположенной со стороны гайки шайбой 11 свободного хода. Однако следует еще раз отметить, что количество шайб 10, 11 свободного хода не имеет решающего значения.
На фиг. 2 показаны на виде сверху элементы 1, 3 сцепления в исходном положении. В качестве поводковых элементов 12, 13 между другим элементом 3 сцепления и расположенной со стороны элемента шайбой 10 свободного хода, другой элемент 3 сцепления имеет штифт 12. Штифт 12 взаимодействует с выступающим в радиальном направлении выступом 13, который является соответствующим поводковым элементом 13 расположенной со стороны элемента шайбы 10 свободного хода. Штифт 12 другого элемента 3 сцепления прилегает сначала к левой на фиг. 2 стороне выступа 13, расположенной со стороны элемента шайбы 10 свободного хода.
Аналогичным образом, в качестве поводковых элементов 14, 15 между шайбами 10, 11 свободного хода на расположенной со стороны элемента шайбе 10 свободного хода имеется выступающий в осевом направлении штифт 14, который взаимодействует с выступом 15, который расположен на расположенной со стороны гайки шайбе 11 свободного хода и проходит в радиальном направлении. Штифт 15 может быть, в частности, расположен на выступе расположенной со стороны элемента шайбы 10 свободного хода. Однако это является не обязательно необходимым. Натяжная гайка 9 соединена без возможности проворачивания с расположенной со стороны гайки шайбой 11 свободного хода через поводковые элементы 16, например через изображенные на фиг. 1-5 штифты 16. В качестве альтернативного решения соединение без возможности проворачивания может обеспечиваться, например, с помощью точечной сварки. Возможно также, что натяжная гайка 9 взаимодействует с расположенной со стороны гайки шайбой 11 свободного хода аналогично взаимодействию шайб 10, 11 друг с другом и расположенной со стороны элемента шайбы 10 свободного хода с другим элементом 3 сцепления.
Когда другой элемент 3 сцепления проскальзывает относительно элемента 1 сцепления в соответствии с обозначенной позицией 17 стрелкой, то штифт 12 другого элемента 3 сцепления перемещается в направлении стрелки 17, т.е. в данном случае против часовой стрелки, пока штифт 12 не будет прилегать к правому на фиг. 2 выступу 13 расположенной со стороны элемента шайбы 10 свободного хода. После этого дальнейшее проскальзывание элементов 1, 3 сцепления относительно друг друга связано с поворотом расположенной со стороны элемента шайбы 10 свободного хода. Поэтому выступ 13 расположенной со стороны элемента шайбы 10 свободного хода и тем самым также штифт 14 расположенной со стороны элемента шайбы 10 свободного хода перемещаются при дальнейшем повороте элементов 1, 3 сцепления относительно друг друга также в направлении стрелки 17. Это состояние показано на фиг. 3. Дальнейший поворот элементов 1, 3 сцепления относительно друг друга без поворота натяжной гайки 9 возможен, пока штифт 14 расположенной со стороны элемента шайбы 10 свободного хода не будет прилегать к нижней на фиг. 2 и 3 стороне выступа 15 расположенной со стороны гайки шайбы 11 свободного хода. Это состояние показано на фиг. 4.
Поскольку вплоть до этой точки еще не произошел поворот натяжной гайки 9, то прижимание контактных поверхностей 5, 6 друг к другу остается неизменным. Однако когда происходит дальнейший поворот элементов 1, 3 сцепления относительно друг друга, то, как показано на фиг. 5, принудительно поворачивается также натяжная гайка 9 и за счет этого изменяется также состояние прижимания друг к другу поверхностей 5, 6 сцепления. В частности, в случае правой резьбы резьбовой цапфы 7 натяжная гайка 9 ослабляется.
И наоборот, при повороте элементов 1, 3 сцепления против направления стрелки 17, натяжная гайка 9 затягивается сильнее и за счет этого увеличивается момент сцепления. Это, как правило, нежелательно. Поэтому поясненная выше предохранительная фрикционная муфта является достаточной лишь тогда, когда заранее известно, в каком направлении поворота, а именно в направлении стрелки 17 или противоположно направлению стрелки 17, будет передаваться крутящий момент между элементами 1, 3 сцепления. В соответствии с направлением передачи можно выполнять резьбу резьбовой цапфы 7 в виде левой резьбы или в виде правой резьбы.
Если же заранее не известно, в каком направлении действует подлежащий передаче крутящий момент, то, как показано на фиг. 1, предпочтительно применяется пара предохранительных фрикционных муфт. Обе предохранительные фрикционные муфты могут быть выполнены, каждая, так, как пояснено выше. В этом случае расположенный со стороны нагрузки элемент 3 сцепления соединен без возможности проворачивания с расположенным со стороны привода элементом 18 сцепления другой предохранительной фрикционной муфты, например, непосредственно или, как показано на фиг. 1, через втулку 19. Однако резьбовые цапфы 7, 20 обеих предохранительных фрикционных муфт снабжены противоходной резьбой (одна с левым ходом, одна с правым ходом).
В случае наличия двух предохранительных фрикционных муфт, в которых резьбовые цапфы 7, 20 имеют противоходную резьбу, длительное проскальзывание элементов 1, 2, 3, 18 сцепления относительно друг друга может непосредственно приводить к ослаблению соответствующей натяжной гайки 9, 21 и тем самым к выключению соответствующей предохранительной фрикционной муфты. В качестве альтернативного решения сначала затягивается «неправильная» натяжная гайка 9, 21. Однако вызванное за счет этого увеличение соответствующего момента сцепления и момента скольжения соответствующей предохранительной фрикционной муфты приводит к тому, что затем поворачиваются относительно друг друга «правильные» элементы 1, 3, соответственно, 2, 18 сцепления и за счет этого затем ослабляется «правильная» натяжная гайка 9, 21.
Ниже приводится описание подробностей поясненной первой предохранительной фрикционной муфты. Однако соответствующие выкладки аналогичным образом справедливы также для другой предохранительной фрикционной муфты, если она имеется.
Хотя шайбы 10, 11 свободного хода должны быть установлены с возможностью поворота вокруг оси 4 вращения и передачи осевых сил, однако в радиальном направлении они должны быть фиксированы. Предпочтительно, резьбовая цапфа 7 имеет поэтому центрирующий буртик 22. С помощью центрирующего буртика 22 шайбы 10, 11 свободного хода удерживаются центрально в радиальном направлении относительно оси 4 вращения.
Кроме того, предпочтительно должно быть разомкнуто фрикционное замыкание между элементами 1, 3 сцепления при повороте натяжной гайки 9. Тем не менее, должно также обеспечиваться достаточное центрирование элементов 1, 3 сцепления относительно друг друга. Поэтому на одном элементе 1 сцепления предпочтительно расположен удерживающий элемент 23 сцепления, с помощью которого ограничивается осевой сдвиг другого элемента 3 сцепления относительно элемента 1 сцепления. Удерживающий элемент 23 сцепления может быть выполнен в соответствии с фиг. 1, например, в виде упорного буртика.
Когда натяжная гайка 9 на основании поворота натяжной гайки 9 ослабляется, то размыкается соединение с силовым замыканием элементов 1, 3 сцепления за счет ослабления натяжной гайки 9. Поэтому элементы 1, 3 сцепления выполняют относительное поворотное движение относительно друг друга всегда тогда, когда приложен, даже если лишь небольшой, крутящий момент. Поэтому должно обеспечиваться, что натяжная гайка 9 не поворачивается всегда дальше. Это может быть достигнуто, например, за счет того, что поводковые элементы 12-16 другого элемента 3 сцепления, шайб 10, 11 свободного хода и натяжной гайки 9 имеют такие размеры, что после ослабления натяжной гайки 9 поводковые элементы 12, 16 находятся на расстоянии друг от друга в осевом направлении. За счет этого возможен свободный поворот шайб 10, 11 вокруг оси 4 вращения, без дальнейшего поворота натяжной гайки 9. Натяжная гайка 9 остается в этом состоянии расположенной на резьбовой цапфе 7.
В качестве альтернативного решения или дополнительно резьбовая цапфа 7 может иметь на своем конце свободный от резьбы участок 24. В этом случае натяжная гайка 9, когда она находится на свободном от резьбы участке 24, может свободно вращаться вокруг оси 4 вращения без осевого перемещения.
Натяжная гайка 9 должна предпочтительно удерживаться после ослабления на резьбовой цапфе 7. Для этого на резьбовой цапфе 7 предпочтительно расположен удерживающий гайку элемент 25, с помощью которого ограничивается осевое движение натяжной гайки 9.
Возможно, что предохранительная фрикционная муфта (соответственно, пара предохранительных фрикционных муфт) установлена без возможности осевого сдвига. Однако предпочтительно предохранительная фрикционная муфта 1, 3 установлена карданно во втулке 19, которая окружает радиально снаружи предохранительную фрикционную муфту. Втулка 19 может быть той втулкой, которая в возможной паре предохранительных фрикционных муфт соединяет друг с другом без возможности проворачивания два элемента 3, 18 сцепления. За счет соответствующей подвески соответствующего элемента 3 сцепления во втулке 19 возможны наклоны оси 26 втулки относительно оси 4 вращения. Например, один из элементов 3 сцепления, каким может быть в принципе в качестве альтернативного решения расположенный со стороны привода элемент 18 сцепления или расположенный со стороны привода элемент 3 сцепления, может иметь радиально снаружи наружный зубчатый венец 27, который входит в зацепление с соответствующим внутренним зубчатым венцом 28 втулки 19. За счет этого осуществляется, с одной стороны, соединение без возможности проворачивания соответствующего элемента 3 сцепления с втулкой 19. С другой стороны, тем не менее, возможен наклон оси 4 вращения относительно оси 26 втулки. В частности, в случае пары предохранительных фрикционных муфт, как показано на фиг. 1, расположенный со стороны нагрузки элемент 3 сцепления одной предохранительной фрикционной муфты и расположенный со стороны привода элемент 18 сцепления другой предохранительной фрикционной муфты могут быть тем самым подвешены во втулке 19.
На практике предохранительная фрикционная муфта, согласно изобретению, может использоваться, например, в железнодорожных приводах. В этом случае предохранительная фрикционная муфта имеет такие размеры, что она передает возникающие при нормальной работе крутящие моменты без проскальзывания. Проскальзывание элементов 1, 3 сцепления относительно друг друга возникает лишь в особых ситуациях, при этом по существу возможны два случая. Первым случаем является возникновение момента короткого замыкания. Такие моменты короткого замыкания возникают лишь очень редко и лишь очень кратковременно. Поэтому такая особая ситуация компенсируется тем, что возможно проскальзывание элементов 1, 3 сцепления относительно друг друга до предельного угла, без поворота натяжной гайки 9. Количество шайб 10, 11 свободного хода и допустимый угол поворота каждой шайбы 10, 11 свободного хода можно соответствующим образом задавать. Другим случаем является блокирование со стороны привода или нагрузки. В этом случае возникает постоянное проскальзывание предохранительной фрикционной муфты, так что очень быстро ослабляется натяжная гайка 9. Это ослабление происходит, как только проскальзывание элементов 1, 3 сцепления превышает предельный угол.
Данное изобретение имеет много преимуществ. В частности, обеспечивается простым образом защита трансмиссии от повреждений в случае продолжительно завышенных крутящих моментов.
Хотя изобретение было более подробно иллюстрировано и пояснено с помощью предпочтительного примера выполнения, изобретение не ограничивается раскрытыми примерами, и специалистами в данной области техники могут быть выведены из него другие варианты без выхода за объем защиты изобретения.
1. Предохранительная фрикционная муфта,
- при этом предохранительная фрикционная муфта имеет пару элементов (1, 3) сцепления;
- при этом оба элемента (1, 3) сцепления установлены с возможностью вращения вокруг общей оси (4) вращения и имеют, каждый, кольцеобразно проходящую вокруг оси (4) вращения поверхность (5, 6) сцепления,
- при этом один (1) из обоих элементов (1, 3) сцепления имеет расположенную соосно оси (4) вращения резьбовую цапфу (7), на которую навинчена натяжная гайка (9), с помощью которой обеспечивается возможность прижимания поверхности (6) сцепления другого элемента (3) сцепления к поверхности (5) сцепления элемента (1) сцепления, так что воздействующий на один из обоих элементов (1, 3) сцепления крутящий момент вплоть до момента сцепления передается без проскальзывания на другой элемент (3, 1) сцепления и, кроме того, за счет проскальзывания обоих элементов (1, 3) сцепления относительно друг друга ограничивается моментом скольжения,
- при этом между натяжной гайкой (9) и другим элементом (3) сцепления расположено несколько шайб (10, 11) свободного хода,
- при этом натяжная гайка (9), шайбы (10, 11) свободного хода и указанный другой элемент (3) сцепления имеют взаимодействующие друг с другом поводковые элементы (12-16),
- при этом поводковые элементы (12-16) вплоть до предельного угла обеспечивают возможность проскальзывания обоих элементов (1, 3) сцепления относительно друг друга без поворота натяжной гайки (9), и при проскальзывании обоих элементов (1, 3) сцепления относительно друг друга за предельный угол натяжная гайка (9) принудительно поворачивается,
- при этом при повороте натяжной гайки (9) изменяется прижимание поверхности (6) сцепления указанного другого элемента (3) сцепления к поверхности (5) сцепления элемента (1) сцепления и, за счет этого, передаваемый без проскальзывания момент сцепления.
2. Предохранительная фрикционная муфта по п. 1, отличающаяся тем, что поверхности (5, 6) сцепления выполнены в виде конусных поверхностей.
3. Предохранительная фрикционная муфта по любому из пп. 1 или 2, отличающаяся тем, что резьбовая цапфа (7) защищенно соединена с одним элементом (1) сцепления.
4. Предохранительная фрикционная муфта по любому из пп. 1 или 2, отличающаяся тем, что натяжная гайка (9) соединена без возможности проворачивания с примыкающей к ней шайбой (10, 11) свободного хода.
5. Предохранительная фрикционная муфта по любому из пп. 1 или 2, отличающаяся тем, что резьбовая цапфа (7) имеет центрирующий буртик (22), с помощью которого шайбы (10, 11) свободного хода удерживаются центрально в радиальном направлении относительно оси (4) вращения.
6. Предохранительная фрикционная муфта по любому из п.п. 1 или 2, отличающаяся тем, что на одном элементе (1) сцепления расположен удерживающий элемент (23) сцепления, с помощью которого ограничивается осевой сдвиг другого элемента (3) сцепления относительно элемента (1) сцепления.
7. Предохранительная фрикционная муфта по п. 3, отличающаяся тем, что натяжная гайка (9) соединена без возможности проворачивания с примыкающей к ней шайбой (10, 11) свободного хода.
8. Предохранительная фрикционная муфта по п. 3, отличающаяся тем, что резьбовая цапфа (7) имеет центрирующий буртик (22), с помощью которого шайбы (10, 11) свободного хода удерживаются центрально в радиальном направлении относительно оси (4) вращения.
9. Предохранительная фрикционная муфта по п. 3, отличающаяся тем, что на одном элементе (1) сцепления расположен удерживающий элемент (23) сцепления, с помощью которого ограничивается осевой сдвиг другого элемента (3) сцепления относительно элемента (1) сцепления.
10. Предохранительная фрикционная муфта по любому из п.п. 1 или 2, отличающаяся тем, что поводковые элементы (12-16) другого элемента (3) сцепления, шайб (10, 11) свободного хода и натяжной гайки (9) имеют такие размеры, что после ослабления натяжной гайки (9) поводковые элементы (12-16) находятся на расстоянии друг от друга в осевом направлении, так что возможен свободный поворот шайб (10, 11) вокруг оси (4) вращения без дальнейшего поворота натяжной гайки (9).
11. Предохранительная фрикционная муфта по любому из пп. 1 или 2, отличающаяся тем, что резьбовая цапфа (7) имеет на своем конце свободный от резьбы участок (24), так что натяжная гайка (9), когда она находится на свободном от резьбы участке (24), может свободно вращаться вокруг оси (4) вращения без осевого перемещения.
12. Предохранительная фрикционная муфта по любому из пп. 1 или 2, отличающаяся тем, что на резьбовой цапфе (7) расположен удерживающий гайку элемент (25), с помощью которого ограничивается осевое движение натяжной гайки (9).
13. Предохранительная фрикционная муфта по любому из пп. 1 или 2, отличающаяся тем, что предохранительная фрикционная муфта установлена карданно.
14. Предохранительная фрикционная муфта по п. 3, отличающаяся тем, что поводковые элементы (12-16) другого элемента (3) сцепления, шайб (10, 11) свободного хода и натяжной гайки (9) имеют такие размеры, что после ослабления натяжной гайки (9) поводковые элементы (12-16) находятся на расстоянии друг от друга в осевом направлении, так что возможен свободный поворот шайб (10, 11) вокруг оси (4) вращения без дальнейшего поворота натяжной гайки (9).
15. Предохранительная фрикционная муфта по п. 4, отличающаяся тем, что поводковые элементы (12-16) другого элемента (3) сцепления, шайб (10, 11) свободного хода и натяжной гайки (9) имеют такие размеры, что после ослабления натяжной гайки (9) поводковые элементы (12-16) находятся на расстоянии друг от друга в осевом направлении, так что возможен свободный поворот шайб (10, 11) вокруг оси (4) вращения без дальнейшего поворота натяжной гайки (9).
16. Предохранительная фрикционная муфта по п. 5, отличающаяся тем, что поводковые элементы (12-16) другого элемента (3) сцепления, шайб (10, 11) свободного хода и натяжной гайки (9) имеют такие размеры, что после ослабления натяжной гайки (9) поводковые элементы (12-16) находятся на расстоянии друг от друга в осевом направлении, так что возможен свободный поворот шайб (10, 11) вокруг оси (4) вращения без дальнейшего поворота натяжной гайки (9).
17. Предохранительная фрикционная муфта по п. 6, отличающаяся тем, что поводковые элементы (12-16) другого элемента (3) сцепления, шайб (10, 11) свободного хода и натяжной гайки (9) имеют такие размеры, что после ослабления натяжной гайки (9) поводковые элементы (12-16) находятся на расстоянии друг от друга в осевом направлении, так что возможен свободный поворот шайб (10, 11) вокруг оси (4) вращения без дальнейшего поворота натяжной гайки (9).
18. Предохранительная фрикционная муфта по п. 3, отличающаяся тем, что резьбовая цапфа (7) имеет на своем конце свободный от резьбы участок (24), так что натяжная гайка (9), когда она находится на свободном от резьбы участке (24), может свободно вращаться вокруг оси (4) вращения без осевого перемещения.
19. Предохранительная фрикционная муфта по п. 3, отличающаяся тем, что на резьбовой цапфе (7) расположен удерживающий гайку элемент (25), с помощью которого ограничивается осевое движение натяжной гайки (9).
20. Предохранительная фрикционная муфта по п. 3, отличающаяся тем, что предохранительная фрикционная муфта установлена карданно.
21. Предохранительная фрикционная муфта по п. 13, отличающаяся тем, что для реализации карданной установки один (3) из обоих элементов (1, 3) сцепления имеет радиально снаружи наружный зубчатый венец (27), который входит в зацепление с соответствующим внутренним зубчатым венцом (28) втулки (19), окружающей радиально снаружи предохранительную фрикционную муфту.
22. Пара предохранительных фрикционных муфт,
- при этом предохранительные фрикционные муфты выполнены, каждая, в виде предохранительной фрикционной муфты по любому из пп. 1-21,
- при этом один (3) из элементов (1, 3) сцепления одной предохранительной фрикционной муфты соединен без возможности проворачивания с одним (18) из элементов (2, 18) сцепления другой предохранительной фрикционной муфты,
- при этом резьбовые цапфы (7, 20) обеих предохранительных фрикционных муфт снабжены противоходной резьбой.
