Способ реализации сцепления
MODE FOR CARRYING OUT CLUTCH

Способ реализации сцепления
Изобретение относится к трансмиссиям или к выключаемым муфтам.
Изобретение может быть использовано в машиностроении при конструировании оборудования, содержащего муфты или трансмиссии.
Известны многочисленные виды сцеплений, обеспечивающих связь двух валов. Например, RU 2286262 C2.
Недостатком такого вида сцеплений является содержание в них вращающихся относительно друг друга  трущихся частей.
Известен способ реализации сцепления, заключающийся в затормаживании тормозной шестерни в системе взаимосвязи двух валов. При торможении тормозной шестерни внешней тормозной муфтой или тормозной колодкой происходит передача вращающего момента между входным и выходным валами. DE 10 2014 003 957 A1, 2015.09.17.
Недостатком этого изобретения является наличие фрикционных поверхностей, вращающихся друг относительно друга.
Целью изобретения является реализация сцепления без использования вращающихся фрикционных пар.
Поставленная цель достигается тем, что в способе реализации сцепления используется универсальная самоцентрирующаяся система, которая содержит внешнее и внутреннее основания, на основаниях закреплены ролики, шестерни или звездочки вращения, которые соединены между собой замкнутым тросом, цепью или ремнем, входной вал соединен с внешним основанием и совпадает по направлению движения с валом на внутреннем основании, соосному с шестернями внешнего основания закреплены шестерни, передающие вращающий момент выходному валу, соосным с входным валом, вращающий момент с входного вала на выходной вал передают путем смещения оси вала на внутреннем основании относительно осей входного и выходного валов.
Универсальная самоцентрирующаяся система известна  из изобретений: (RU      2014106630 A , RU 2014106628 A, RU 2014106627 A, RU 2014106146 A, RU 2013157051 A, RU 2013154311 A, RU 2013153163A, RU 2013152649 A, RU 2013148896 A, RU 2013145988 A, RU 2013145987 A, RU 2013145253 A, RU 2013144445 A, RU 2013144444 A, RU 2013142690 A, RU 2013142204 A, RU 2013142203 A), DE102013019629A1, DE102013019628A1, DE102013019627A1, DE102013019593A1, DE102013019592A1, DE102013019404A1, DE102013019402A1, DE102012018132A1, DE102012018131A1, DE102012017180A1, DE102012016380A1, DE102012016314A1, DE102012013308A1, DE102012012586A1, DE102012002076A1, DE102012001232A1, DE102012000316A1).
Универсальная самоцентрирующаяся система имеет внешнее и внутреннее основания, расположенные в одной плоскости. Внешнее основание охватывает внутреннее основание. На каждом основании закреплены три или более роликов или шестерней вращения. Число роликов на каждом основании одинаково. Каждый ролик может быть заменен на два ролика замены для того, чтобы использовать участок троса, ремня или цепи между роликами для натяжения. Воздействие силы натяжения на участок троса, цепи или ремня между роликами замены не влияет на свойства универсальной самоцентрирующейся системы. Способ натяжения ремня, троса или цепи известен из изобретения: (RU 2013147711 A). В приведенных изобретениях использовались статические свойства универсальной самоцентрирующейся системы. В заявляемом изобретении использовано одно из динамических свойств универсальной самоцентрирующейся системы: совместное вращение внутреннего и внешнего оснований возможно даже при не совпадении осей вращения оснований. Это означает, что внутреннее и внешнее основания могут вращаться каждое относительно своих не совпадающих осей вращения при воздействии вращающего момента на одно из оснований.
В примере конкретного исполнения устройства, объясняющего способ, используется универсальная самоцентрирующаяся система, содержащая внутреннее основание 1 и внешнее основание 2. На внутреннем основании 1 закреплены с возможностью вращения шестерни 3, 4, 5. На внешнем основании 2 закреплены шесть шестерней вращения 6, 7, 8, 9, 10, 11, оси которых закреплены в подшипниках 18.  На одной оси с шестернями 6, 7, 8, 9, 10, 11 закреплены шестерни 12, передающие вращающий момент на  шестерню выходного вала 13. Между парами шестерней 6-7, 8-9, 10-11 включены шестерни  натяжения 20, которые подпружинены пружиной 19. Шестерни 20 не влияют на свойства универсальной самоцентрирующейся системы, так как воздействуют на участки цепи 15 между роликами одного, в данном случае внешнего, основания. Входной вал 17 соединен с внешним основанием и имеет общую ось с ним и выходным валом 13. Внутреннее основание 1 имеет вал 16, ось которого при отсутствии поперечной нагрузки на этот  вал совпадает с осью вращения внешнего основания и валов 13 и 17.
При совпадении осей внутреннего и внешнего оснований, как показано на рисунке 9, и наличии вращающего момента на одном из оснований, оба основания вращаются с одинаковой угловой скоростью. Все шестерни и цепь остаются неподвижными. Выходной вал 13 вращается вместе с основаниями, если суммарная сила трения в осях шестерней больше силы трения оси выходного вала. Если к выходному валу приложить силу, превышающую суммарную силу трения шестерней, то выходной вал 13 остановится а все шестерни 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 20, 12 будут вращаться. Цепь 15, соответственно, будет перемещаться вдоль своего периметра.
При смещении оси 16 внутреннего основания относительно осей внешнего вала и выходного вала, происходит вынужденное перемещение оси 15 вдоль своего периметра и соответственно вращение шестерней 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 20. При этом вращающий момент будет передаваться шестернями 12 на выходной вал 13. Вращающий момент может быть приложен к входному валу 17, соединенному с внешним основанием, или к валу 16 внутреннего основания. Величина смещения цепи 15 и угол поворота шестерней за один оборот основания 2 будет пропорциональна величине смещения оси 16 относительно оси вала 17 внешнего основания. Ориентировочное значение смещения цепи 15 за один оборот можно оценить, используя схему на фигуре 7. Шестерня 6 и шестерня 3 при повороте основания 2 на  120 градусов займут положение шестерней 10 и 5. При этом отрезок 21 цепи 15  длиной 231,92  займет положение отрезка 14 цепи  и  увеличит свою длину до 434,53. За полный оборот цепь переместится на величину (434,53 - 231,92)*3=607,83.  При диаметре 100 шестерней  6, 7, 8, 9, 10, 11 они повернутся за один оборот внешнего основания на величину 607,83/ 3,14*100 = 1,936 оборотов. При передаточном отношении между шестернями 12 и шестерней выходного вала 13, равным 0,5, за один оборот входного вала 17 выходной вал повернется тоже на один оборот при смещении оси 16 на 100, при этом диаметр внешнего основания имеет ориентировочное значение 1000. Устройство для реализации способа может содержать универсальную самоцентрирующуюся систему с замкнутым ремнем, тросом или цепью. При этом на основаниях могут быть закреплены ролики, шестерни или звездочки вращения.
В предлагаемом способе реализации сцепления нет трущихся вращающихся друг относительно друга  частей. Зубчатое зацепление всех частей является постоянным и не переключаемым. Передача вращательного момента с входного вала на выходной осуществляется плавно с начальной скоростью, равной нулю.
На фигуре 1 представлено устройство для реализации сцепления.
На фигуре 2 представлено устройство для реализации сцепления, вид с обратной стороны.
На фигуре 3 представлен разрез устройства со смещением  оси внутреннего основания относительно оси внешнего основания.
На фигуре 4 представлено расположение пружины для натяжных шестерней.
На фигуре 5 представлен вид спереди устройства при совпадении осей внешнего и внутреннего оснований.
На фигуре 6 представлен вид сзади устройства при совпадении осей внешнего и внутреннего оснований.
На фигуре 7 представлена схема для ориентировочной оценки величины смещения цепи при не совпадающих осях внутреннего и внешнего оснований.
На фигуре 8 представлено устройство для реализации сцепления, вид сбоку.
На фигуре 9 представлено расположение шестерней и цепи при совпадении осей оснований.