МУФТА С КОЛЬЦЕВЫМ КОРПУСОМ
COUPLING WITH ANNULAR BODY

Изобретение относится к муфте, в особенности к шпоночной пакетной муфте, с по существу кольцевым корпусом, образованным множеством отдельных обладающих упругостью резины сегментов, в которые путем вулканизации введены крепежные звенья с крепежными отверстиями для установки на ведущем и ведомом узлах машины, а также элементы, уменьшающие упругость.
Такого рода муфты обычно называются шпоночными пакетными муфтами и находят применение преимущественно в рельсовых транспортных средствах, в особенности трамваях. Здесь они соединяют передаточный механизм с валом, приводящим в движение колесную пару самодвижущейся единицы подвижного состава.
Шпоночная пакетная муфта является исключительно жесткой муфтой, упругость резиновых элементов которой дополнительно уменьшена при помощи введенных путем вулканизации металлических пластин.
В не подтверждаемом печатными публикациями уровне техники отдельный сегмент муфты состоит, например, из двух внешних крепежных звеньев, закрепленных на лучах звездообразной ступицы, а между ними находится средний элемент муфты, соединенный через аксиальные отверстия с фланцем привода. Как правило, сторона ведущего и ведомого механизмов скрепляются друг с другом посредством шести оснащенных таким образом отдельных сегментов, так что сегменты образуют в целом примерно кольцевой корпус муфты.
При компоновке отдельных сегментов муфты для шпоночной пакетной муфты необходимо следить за тем, чтобы показатели упругости отдельных сегментов относительно друг друга были в основном идентичными. В противном случае муфта в процессе работы сместилась бы от центра в направлении наиболее слабого сегмента, что привело бы к неравномерности в работе и значительной нагрузке на материал. Поэтому в уровне техники необходимо испытать отдельные сегменты в отношении показателей упругости и составить из них наборы комплектующих для муфт. Это приводит к значительному увеличению издержек производства и управления складским хозяйством.
Задача изобретения состоит в усовершенствовании такого рода муфты с тем, чтобы существенно снизить затраты на испытание и складирование отдельных сегментов.
Решается эта задача муфтой с признаками пункта 1 формулы изобретения, в особенности с отличительными признаками, в соответствии с которыми сегменты скреплены друг с другом посредством шарнироподобных соединительных элементов и образуют цельный, радиально расширяемый, по существу кольцевой корпус муфты.
При этом в особенности предусмотрено образование сегментами двух цельных примерно полукольцевых элементов муфты, причем два полукольцевых элемента муфты соединены посредством шарнироподобного соединительного элемента и образуют цельный, по существу кольцевой корпус муфты.
Существенным преимуществом изобретения следует считать неразрывное соединение отдельных сегментов друг с другом, причем шарнироподобные соединительные элементы особо предпочтительным образом представляют собой выполненные из того же материала неразъемно присоединенные составные части резиново-упругого корпуса. Они получаются непосредственно путем вулканизации и выполнены наподобие пленочного шарнира. Поскольку условия вулканизации для отдельных сегментов изготавливаемой таким образом муфты идентичны, сегменты имеют также идентичные показатели упругости и демпфирования. Благодаря их неразрывному скреплению друг с другом они подготовлены к монтажу. Отпадает необходимость в известном из уровня техники трудоемком испытании упругости отдельных сегментов, а также в сортировке и соответствующем складировании однородных отдельных сегментов.
Кроме того, неожиданным образом проявляется положительный эффект для монтажа. Вместо необходимости трудоемкого прилаживания множества отдельных сегментов можно раздвинуть кольцевой корпус муфты и установить вокруг цилиндроподобной ступицы. Затем он свинчивается с ней в радиальном направлении и через аксиальные отверстия в соответствующих крепежных элементах соединяется с соседним маховиком. Благодаря этому отпадает необходимость в использовании звездообразной ступицы, производство которой связано с большими издержками. Одновременно реализуются преимущества муфты согласно патенту DE 202008015810, в котором была предложена такого рода муфта, которая через радиальное крепление переносит необходимое радиальное преднапряжение на отдельные сегменты корпуса муфты.
Если отдельные сегменты образуют только два элемента муфты, которые посредством шарнироподобной соединительной детали неразрывно соединяются друг с другом, то при тех же вышеупомянутых преимуществах это повышает стабильность соединения отдельных сегментов друг с другом.
Предусмотрено, что шарнироподобная соединительная деталь путем вулканизации вводится в первое крепежное звено.
В зависимости от потребности возможно крепление шарнироподобной соединительной детали непосредственно к двум соседним крепежным звеньям или же крепление шарнироподобной соединительной детали непосредственно к одному крепежному звену и соседней насадке.
Насадка в этом случае предусмотрена в основном для того, чтобы один элемент муфты, имеющий форму части кольца, мог надежно устанавливаться на другом элементе муфты, имеющем форму части кольца.
Особенно предпочтительным является, кроме того, и вариант осуществления изобретения, отличающийся тем, что щарнироподобный соединительный элемент соединяет друг с другом части ступенчато разделенного надвое крепежного звена.
Это дает существенное преимущество, состоящее в том, что соединение отдельных сегментов или двух элементов муфты, имеющих форму части кольца, для установки муфты на ведущем или ведомом механизме происходит при помощи крепежного болта. Дальнейшие этапы монтажа для крепления сегментов друг к другу не требуются.
При этом в особенности предусмотрено, что крепежное звено разделено таким образом, что пересекается, в особенности поперек, продольная ось крепежного отверстия.
Дальнейшие преимущества изобретения явствуют из последующего описания примеров его осуществления. Нижеследующие фигуры показывают:
фиг.1 первый вариант выполнения соответствующей изобретению муфты в разомкнутом положении;
фиг.2 увеличенное изображение фрагмента чертежа, соответствующего обведенному кругом фрагменту I на фиг.1;
фиг.3 муфта в соответствии с фиг.1 в замкнутом положении;
фиг.4 увеличенное изображение фрагмента чертежа, соответствующего обведенному кругом фрагменту III на фиг.3;
фиг.5 второй вариант выполнения соответствующей изобретению муфты в разомкнутом положении;
фиг.6 увеличенное изображение фрагмента чертежа, соответствующего обведенному кругом фрагменту V на фиг.5;
фиг.7 муфта в соответствии с фиг.5 в замкнутом положении;
фиг.8 изображение, соответствующее обведенному кругом фрагменту VII на фиг.7;
фиг.9 третий вариант выполнения соответствующей изобретению муфты в разомкнутом положении;
фиг.10 увеличенное изображение фрагмента чертежа, соответствующего обведенному кругом фрагменту IX на фиг.9;
фиг.11 муфта в соответствии с фиг.9 в замкнутом положении;
фиг.12 изображение, соответствующее обведенному кругом фрагменту XI на фиг.11;
фиг.13 четвертый вариант выполнения соответствующей изобретению муфты в разомкнутом положении;
фиг.14 вид, соответствующий обведенному кругом фрагменту XIII на фиг.13
фиг.15 муфта в соответствии с фиг.13 в замкнутом положении;
фиг.16 вид, соответствующий обведенному кругом фрагменту XV на фиг.15;
фиг.17 пятый вариант выполнения соответствующей изобретению муфты в разомкнутом положении;
фиг.18 в соответствии с обведенным кругом фрагментом XVII на фиг.17
фиг.19 муфта в соответствии с фиг.17 в замкнутом положении;
фиг.20 вид, соответствующий обведенному кругом фрагменту XIX на фиг.19.
Детали, выполняющие одинаковые или аналогичные функции, принципиально обозначены на фигурах идентичными ссылочными числами.
Соответствующая изобретению муфта в целом обозначена ссылочным числом 10. На фигурах 1-4 представлен первый вариант выполнения соответствующей изобретению муфты 10.
Муфта включает в себя, прежде всего, два выполненных в форме части кольца, в особенности в форме полукольца, элемента муфты 11, образованных отдельными сегментами 12. Каждый сегмент 12 включает в себя два крепежных звена 13, а также помещенный между ними резиновый элемент 14. Для уменьшения упругости каждого резинового элемента 14 в него путем вулканизации вводятся снижающие упругость элементы в форме металлических пластин 15.
Крепежные звенья 13 снабжены крепежными отверстиями 16, которые направлены либо аксиально (на фиг.1 - вглубь плоскости бумаги), либо радиально (на фиг.1 - параллельно плоскости бумаги) относительно неизображенной оси вращения муфты 10.
Имеющие форму части кольца элементы 11 муфты 10 получаются путем вулканизации, так что металлические пластины 15, как и металлические крепежные звенья 13, ввулканизированы в резиновые элементы 14.
Для получения цельной муфты 10 два вулканизированных с торцов к элементам муфты 11 крепежных звена 13 соединяются друг с другом посредством шарнироподобного соединительного элемента 17 (см. фиг.2). Этот шарнироподобный соединительный элемент 17 предпочтительным образом выполнен наподобие пленочного шарнира и состоит из такого же резинового материала, как и резиновый элемент 14. В ходе того же процесса вулканизации, путем которого создается муфта 10, он вулканизируется к радиально наружной поверхности в области соединения непосредственно соседствующих крепежных элементов 13.
Фигура 3 показывает муфту 10 в соответствии с фигурой 1 в замкнутом положении. Для этого имеющие форму части кольца элементы муфты 11 поворачиваются вокруг оси вращения шарнироподобного соединительного элемента 17 таким образом, что вулканизированные с торцов в элементы муфты 11 крепежные звенья 13 входят в контакт друг с другом.
Шарнироподобный соединительный элемент 17 служит лишь в качестве монтажной опоры для крепления элементов муфты 11 друг к другу. Он не пригоден для поглощения возникающих при использовании муфты толкающих и тяговых усилий. Для поглощения толкающих и тяговых усилий служат сопряженные с ведущим либо ведомым механизмом крепежные звенья 13.
Фигуры 5-8 показывают второй вариант осуществления изобретения. Здесь муфта 10 также включает в себя два имеющих примерно форму части кольца элемента муфты 11, состоящих из отдельных сегментов 12, которые образованы размещенными между двумя крепежными звеньями 13 резиновыми элементами 14.
С торцов полукольцевых элементов муфты 11 во втором варианте осуществления изобретения размещены частичные элементы 18 каждого из разделенных крепежных звеньев 19 (см. фиг.7 и 8).
Крепежное звено 19 примерно ступенчато разделено на два частичных элемента 18. Это достигается в данном конкретном варианте осуществления изобретения таким образом, что крепежное звено с радиально ориентированным отверстием разрезается параллельно отверстию примерно на половину его радиальной протяженности. Затем производится пересекающий отверстие (конкретно направленный поперечно отверстию) разрез, за которым вновь следует радиально направленный разрез.
Крепежное звено 13 с аксиальными крепежными отверстиями также может быть сконструировано как разделенное крепежное звено 13. В этом случае нужно было бы произвести первый разрез параллельно продольной оси отверстия в аксиальном направлении, за которым последовал бы разрез, пересекающий отверстие. Дальнейший аксиальный разрез приведет к разделению крепежного элемента 13.
Одно из крепежных звеньев 19 оснащено шарнироподобным соединительным элементом 17, который соединяет друг с другом два полученных путем разделения составляющих одно целое частичных элемента 18 крепежного звена 19. По своим характерным особенностям этот шарнироподобный соединительный элемент идентичен тому, который был описан применительно к первому варианту осуществления изобретения (фигуры 1-4).
Существенным преимуществом данного варианта осуществления изобретения следует считать то, что для надежного соединения элементов муфты 11, имеющих форму части кольца, в противоположность первому варианту осуществления изобретения требуется лишь один крепежный болт, который радиально входит в зацепление с ведущим или ведомым механизмом. Он проходит через оба находящихся на одной прямой частичных отверстия частичных элементов 18.
Наряду с меньшей трудоемкостью монтажа для данного варианта осуществления изобретения требуется на два крепежных звена 13 меньше. Обработка со стороны ступицы также упрощается, поскольку во втором варианте осуществления изобретения достаточно двух отверстий вместо четырех, требующихся в первом варианте осуществления изобретения.
Третий вариант осуществления изобретения представлен на фигурах 9-12. Здесь муфта 10 также включает в себя два имеющих форму части кольца элемента муфты 11, состоящих из отдельных сегментов 12. В свою очередь, каждый сегмент 12 имеет размещенный между двумя крепежными звеньями 13 резиновый элемент 14 с введенными путем вулканизации снижающими упругость пластинами 15.
В отличие от предшествующих вариантов осуществления изобретения в первую торцевую поверхность каждого из элементов муфты 11, имеющих форму части кольца, путем вулканизации введено крепежное звено 13, а на второй торцевой поверхности каждого из элементов муфты 11, имеющих форму части кольца, вместо крепежного звена 13 закреплена насадка 20.
Имеющие форму части кольца элементы муфты 11 направлены друг к другу таким образом, что оснащенная крепежным звеном 13 торцевая поверхность одного обращена к оснащенной насадкой 20 торцевой поверхности другого элемента муфты 11.
Как показывает увеличенное изображение фрагмента фигуры 10, пара торцевого крепежного звена 13 и насадки 20 неразрывно соединяется посредством шарнироподобного соединительного элемента 17, так что муфта 10 в соответствии с предыдущими вариантами осуществления изобретения является цельной, но радиально расширяемой.
Как насадка 20, так и крепежное звено 13 каждой пары снабжены аксиальным отверстием 21, так что в замкнутом положении (фигура 11 и фигура 12) насадка 20 и крепежное звено 13 пары надежно и стабильно соединены друг с другом посредством болта с резьбой 22. К тому же у насадки 20 имеется минимум одна, а лучше две ориентированных параллельно друг другу боковых щеки 23, которые снабжены соответствующим аксиальным отверстием 21 и в замкнутом положении муфты 10 перекрывают аксиальные поверхности (поверхности, направленные параллельно плоскости бумаги) относящегося к паре крепежного звена 13. При этом аксиальные отверстия 21 насадки 20 и крепежного звена 13 находятся на одной прямой.
Четвертый вариант выполнения соответствующей изобретению муфты 10 представлен на фигурах 13-16. По своему строению и функции он идентичен варианту исполнения фигур 9-12. Однако в противоположность ему в размещенном с торцевой стороны крепежном звене 13 имеется не одно радиально ориентированное, а два аксиально ориентированных отверстия, посредством которых крепежное звено 13 может фиксироваться на ведущем или ведомом механизме. Вследствие этого в боковых щеках 23 относящейся к нему насадки 20 также имеются два аксиальных отверстия 21. В представленном на фигурах 15 и 16 замкнутом положении муфты 10 они находятся на одной прямой с аксиальными отверстиями 16 соответствующего крепежного звена 13. Это дает существенное преимущество, заключающееся в том, что оба элемента муфты 11 надежно связаны друг с другом посредством болта с резьбой, закрепляющего муфту на ведущем или ведомом механизме. Здесь можно отказаться от специального предохранительного приспособления, необходимого в варианте исполнения в соответствии с фигурами 9-12.
И, наконец, на фигурах 17-20 представлен пятый вариант выполнения соответствующей изобретению муфты 10. Здесь речь идет о муфте 10, которая по функции и строению выполнена аналогично первому варианту осуществления изобретения. В этом смысле вышесказанное также относится и к фигурам 18-20. Существенное отличие заключается в том, что введенные путем вулканизации с торцевых сторон кольцевых элементов муфты 11 крепежные элементы 13 имеют аксиальные отверстия 16 для установки на ведущем или ведомом механизме.
Таким образом, если подвести итог, была представлена муфта 10, которая по сравнению с уровнем техники имеет существенное преимущество цельности. Отпадает необходимость в известных из уровня техники применительно к шпоночным пакетным муфтам трудоемких испытаниях упругости отдельных сегментов и в соответствующем показателям их упругости складировании. Муфта 10 может быть подготовлена к монтажу в ходе одной единственной производственной операции вулканизации. Помимо этого она обнаруживает существенные преимущества при монтаже. Поскольку сегменты 12 скреплены друг с другом в одно целое, требуется меньшее число крепежных звеньев 13, что позволяет ускорить выполнение монтажа.
Перечень ссылочных обозначений:
10 муфта
11 элемент муфты
12 сегмент 11
13 крепежное звено
14 резиновый элемент
15 металлическая пластина
16 крепежное отверстие
17 щарнироподобный соединительный элемент
18 частичный элемент 19
19 разделенное крепежное звено
20 насадка
21 аксиальное отверстие 13 и 20
22 болт с резьбой
23 боковая щека 20