ШАРНИР ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ МОМЕНТОВ ВРАЩЕНИЯ И ОСЕВЫХ СИЛ Российский патент 2016 года по МПК F16D3/26 F16C11/06 F04C15/00 

Настоящее изобретение относится к шарниру, с помощью которого могут быть переданы или же восприняты осевые силы и моменты вращения в сочетании с эксцентрическими вращательными движениями насосов.

Описание изобретения к швейцарскому патенту CH 446913 относится к защитному устройству для состоящего из шарнирных муфт и вала шарнира вала приводного соединения в заборном корпусе эксцентрикового шнекового насоса. Приводное соединение снабжено защитной трубой, причем защитная труба закреплена на заборном корпусе против самовращения. Дополнительно к валу шарнира защитной трубой закрываются и другие части приводного соединения.

Немецкая патентная заявка DE 19843333 A1 раскрывает устройство для передачи силы с угловым перемещением, состоящее из корпуса и поворачиваемой в нем шаровой головки, которая посредством пронизывающего ее пальца соединена с корпусом без возможности вращения. Отверстие в шаровой головке расширено так, что на пальце может быть расположен с возможностью скольжения выпуклый поводок, который при колебательных, эксцентрических или угловых перемещениях между приводимым в движение элементом и приводным блоком следует поворотным движениям шаровой головки и частью поверхности всегда прилегает к внутренней поверхности отверстия. Поддержка шаровой головки при осевых сдвигах осуществляется посредством расположенной в корпусе плавающей сферической чаши. В других выполнениях описаны боковая направляющая поводка в отверстии, упрощенная форма поводка, уплотнение внутреннего пространства устройства и обратное подпирание шаровой головки при осевом движении.

Немецкий патент DE 10335966 В3 раскрывает эксцентриковый шнековый насос с приводом, который через промежуточный вал соединен с комбинацией ротора и статора. Промежуточный вал без промежуточной цепи соединен как с ротором, так и с приводом или приводным валом. Поперечное сечение промежуточного вала несколько раз снижается, причем промежуточный вал имеет по меньшей мере две расположенные со смещением относительно друг друга, проходящие перпендикулярно продольной оси промежуточного вала перемычки. Между перемычками расположена промежуточная стенка.

В основе изобретения лежит задача создания шарнира, с помощью которого моменты вращения и осевые силы приводного вала являются экономично, безопасно в эксплуатации и несложно передаваемыми на машину и/или эксцентриковый шнековый насос.

Приведенная выше задача решена посредством шарнира, который содержит признаки п. 1 формулы изобретения. О других предпочтительных признаках можно сделать вывод из зависимых пунктов формулы изобретения.

Другой задачей изобретения является предоставление способа, с помощью которого моменты вращения и осевые силы приводного вала могут быть экономично, безопасно в эксплуатации и несложно переданы на машину и/или эксцентриковый шнековый насос.

Данная задача решена посредством способа восприятия моментов вращения и/или осевых сил с применением предлагаемого в изобретении шарнира.

Изобретение раскрывает шарнир для передачи моментов вращения и осевых сил в сочетании с эксцентрическим вращательным движением. В предпочтительной форме выполнения шарнир согласно изобретению применяется в эксцентриковом шнековом насосе для соединения привода с ротором насоса. Шарнир соединяет друг с другом соединительную тягу и инструмент и/или привод. При применении шарнира в эксцентриковом шнековом насосе инструментом является ротор эксцентрикового шнекового насоса. Помимо этого, шарнир снабжен по меньшей мере одним кожухом. Осевые силы, которые действуют на шарнир, являются передаваемыми и/или воспринимаемыми первой частью шарнира, а моменты вращения - второй частью шарнира.

В предпочтительной форме выполнения первой частью шарнира является работающий на изгиб стержень, палец или дополнительный шарнир, причем первая часть шарнира расположена в центре второй части шарнира. Первая часть шарнира изготовлена из жесткого на изгиб материала и может иметь разные геометрические формы. Помимо этого, материал, из которого изготовлена первая часть шарнира, является эластичным или же свободно вращаемым. Таким образом, в идеале передача первой частью шарнира момента вращения является невозможной. Помимо этого первая часть шарнира может быть выполнена из первой части и второй части. Первая часть и вторая часть соединены между собой через другой шарнир. В предпочтительной форме выполнения дополнительный шарнир является шаровым шарниром.

Второй частью шарнира является жесткий на кручение кожух для шарнира, которая выполнена, преимущественным образом, в виде сильфона или мембраны. Вторая часть шарнира изготовлена из металла, пластмассы или композиционного материала. Материал, из которого изготавливается кожух, следует выбирать так, чтобы, несмотря на свою жесткость на кручение, он был эластичным на изгиб. В предпочтительной форме выполнения передача с помощью кожуха осевых усилий является невозможной. В другой форме выполнения вторая часть шарнира выполнена состоящей из нескольких частей. В многослойном выполнении могут быть применены части шарнира из одинаковых или разных материалов.

Инструмент и/или привод соединены с шарниром посредством гидравлического зажимного элемента. Для специалиста ясно, что вместо гидравлических зажимных элементов могут быть применены различные элементы, которые пригодны для соединения шарнира, например, с инструментом. Гидравлический зажимной элемент представляет собой разъемное соединение с силовым замыканием.

Помимо этого, предлагается способ восприятия моментов вращения и/или осевых сил с применением предлагаемого в изобретении шарнира, характеризующийся тем, что первую часть шарнира вводят во вторую часть шарнира. С помощью первой части шарнира воспринимаются и/или передаются осевые силы. Благодаря тому, что вторая часть шарнира изготовлена из жесткого на кручение материала, с ее помощью можно реализовать передачу моментов вращения. Благодаря закрытию подвижных частей кожухом шарнир согласно изобретению можно применять со смазочным материалом или без него. Это дает, например, значительные преимущества при применении эксцентрикового шнекового насоса в сфере транспортировки пищевых продуктов, так как при применении соответствующего изобретению насоса продукт больше не может быть загрязнен смазочными материалами.

За счет применения гидравлического зажимного элемента инструмент и/или привод соединены с шарниром через безрезьбовое соединение. Первая часть шарнира изготавливается из различных материалов. Помимо этого является возможным, что первая часть шарнира состоит из первой части и из второй части и что первая часть и вторая часть соединяются посредством другого шарнира.

В шарнире согласно изобретению не применяются никакие эластомеры. За счет этого возникает меньше проблем со стойкостью к агрессивным средам. Другое большое преимущество состоит в том, что среды применяются в существенно большем температурном диапазоне. Помимо этого имеется возможность защитить внешние промежуточные полости второй части шарнира от проникновения посторонних предметов. Такая защита может состоять из кожуха, который расположен вокруг второй части шарнира. Помимо этого, является возможным, что внешние промежуточные полости второй части шарнира покрыты вспененным эластомером. За счет этого эластомера и/или за счет покрытия кожухом предотвращается то, что небольшие детали могут попасть близко к шарниру и/или во внешние промежуточные полости второй части шарнира и повредить его.

В дальнейшем со ссылкой на прилагаемые фигуры будут подробнее разъяснены примеры выполнения изобретения и его преимущества. Размерные характеристики отдельных элементов в фигурах относительно друг друга не всегда соответствуют реальным размерным соотношениям, так как некоторые формы изображены упрощенно, а другие формы для лучшей наглядности изображены в увеличенном виде по отношению к другим элементам.

Фиг. 1 показывает схематическую конструкцию шарнира согласно изобретению.

Фиг. 2 схематически показывает конструкцию шарнира с профилированной первой частью шарнира.

Фиг. 3 схематически показывает конструкцию шарнира с двухэлементной первой частью шарнира и с дополнительным шарниром.

Фиг. 4 показывает шарнир, в котором внешние дополнительные полости второй части шарнира заполнены эластомером.

Фиг. 1 показывает схематическую конструкцию шарнира согласно изобретению 10. Шарнир 10 состоит из первой части 12 шарнира, которая окружена второй частью 14 шарнира. С противоположной соединительной тяге 18 стороны расположен гидравлический зажимной элемент 16, с помощью которого шарнир 10 может быть соединен с инструментом 20 или приводом (не изображен). На фиг. 1 инструментом 20 является ротор эксцентрикового шнекового насоса.

Гидравлический зажимной элемент 16 представляет собой известную из техники зажимную втулку. Гидравлический зажимной элемент 16 надвигается на вал 30 шарнира. Инструмент 20 или привод надевается на стенку 17 зажимного элемента 16. Посредством вращения регулировочного винта (не изображен) стенка 17 расширяется и прижимается к внутренней стенке 32 инструмента. Посредством расширения стенки 17 гидравлический зажимной элемент 16 разъемно и с силовым замыканием соединен с валом 30 шарнира и с внутренней стенкой 32 инструмента.

Фиг. 2 схематически показывает конструкцию шарнира 10 с профилированной первой частью 12 шарнира. Посредством такого профилирования можно улучшить свойства изгиба при переходе из вертикального отклонения в горизонтальное отклонение. Такая улучшенная характеристика может быть достигнута также посредством имеющего форму паза сужения (не изображено) в первой части 12 шарнира. За счет введения дополнительного имеющего форму паза сужения была бы еще более повышена эластичность. В такой первой части 12 шарнира имеющие форму паза сужения наносятся на определенных расстояниях друг от друга, которые не влияют на прочность первой части 12 шарнира, но представляют собой экономию материала. Помимо этого, благодаря имеющим форму паза сужениям в первой части 12 шарнира снижаются противодействующие силы. Для того чтобы принять модифицированную первую часть 12 шарнира, соединение 19 с соединительной тягой (не изображена) и вал 30 шарнира были по сравнению с фиг. 1 адаптированы к потребностям.

Фиг. 3 схематически показывает конструкцию шарнира 10 с двухэлементной первой частью 12 шарнира и с дополнительным шарниром 28. В данном примере выполнения для восприятия дополнительных сил первая часть 12 шарнира состоит из первой части 24 и второй части 26. Первая часть 24 и вторая часть 26 соединены между собой посредством дополнительного шарнира 28.

Фиг. 4 показывает шарнир 10, в котором внешние дополнительные полости 15 второй части 14 шарнира заполнены эластомером 34. Данный эластомер 34 пригоден для того, чтобы не пропускать частицы, которые могли бы проникнуть в внешние промежуточные полости 15. Хотя примененный эластомер 34 подвержен воздействию различных транспортируемых сред, тем не менее, так как он не выполняет задач герметизации или двигательно-технических задач, набухание или химическое изменение эластомера в данном месте шарнира 10 не являются проблемными и, следовательно, ими можно пренебречь.

На фиг. 1-4 первая часть 12 шарнира изображена в виде стержня, работающего на изгиб, и вторая часть шарнира - в виде гофрированного кожуха. Из этих форм выполнения для специалиста не вытекает никакого окончательного ограничения изобретения. К тому же из современного уровня техники известны многие устройства и способы для восприятия моментов вращения и/или осевых сил.

Изобретение было описано со ссылкой на предпочтительную форму выполнения.

ССЫЛОЧНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

10 шарнир

12 первая часть шарнира

14 вторая часть шарнира

15 промежуточные полости

16 гидравлический зажимной элемент

17 стенка зажимного элемента

18 соединительная тяга

19 соединение к соединительной тяге

20 инструмент

24 первая часть

26 вторая часть

28 другой шарнир

30 вал шарнира

32 внутренняя стенка инструмента

34 эластомер.

Изобретение относится к шарниру, с помощью которого могут быть переданы или же восприняты осевые силы и моменты вращения в сочетании с эксцентрическими вращательными движениями насосов. Шарнир (10) для передачи моментов вращения и осевых сил в сочетании с эксцентрическим вращательным движением. В предпочтительном варианте осуществления шарнир согласно изобретению используется в эксцентриковом шнековом насосе для соединения привода с ротором насоса. Шарнир соединяет друг с другом соединительную тягу (18) и инструмент (20) и/или привод. При применении шарнира в эксцентриковом шнековом насосе инструментом является ротор эксцентрикового шнекового насоса. Помимо этого, шарнир снабжен по меньшей мере одним кожухом. Осевые силы, которые действуют на шарнир, являются передаваемыми и/или воспринимаемыми первой частью (12) шарнира, а моменты вращения - второй частью (14) шарнира. Технический результат: создание шарнира, с помощью которого моменты вращения и осевые силы приводного вала являются безопасными в эксплуатации и несложно передаваемыми на машину и/или эксцентриковый шнековый насос. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Шарнир (10) для передачи моментов вращения и осевых сил в сочетании с эксцентрическим вращательным движением, причем шарнир (10) соединяет соединительную тягу (18), инструмент (20) и/или привод и снабжен по меньшей мере одним кожухом, отличающийся тем, что передача силы происходит по существу без применения эластомеров, и осевые силы являются передаваемыми первой частью (12) шарнира, а моменты вращения - второй частью (14) шарнира, причем вторая часть (14) шарнира образует кожух.

2. Шарнир (10) по п. 1, отличающийся тем, что первая часть (12) шарнира является работающим на изгиб стержнем, пальцем или дополнительным шарниром, и что первая часть (12) шарнира расположена в центре второй части (14) шарнира.

3. Шарнир (10) по п. 2, отличающийся тем, что первая часть (12) шарнира изготовлена из жесткого на изгиб материала.

4. Шарнир (10) по п. 2, отличающийся тем, что первая часть (12) шарнира имеет различные геометрические формы выполнения.

5. Шарнир (10) по п. 3, отличающийся тем, что первая часть (12) шарнира имеет различные геометрические формы выполнения.

6. Шарнир (10) по одному из пп. 2-5, отличающийся тем, что первая часть (12) шарнира состоит из первой части (24) и второй части (26).

7. Шарнир (10) по п. 6, отличающийся тем, что первая часть (24) и вторая часть (26) первой части (12) шарнира соединены через другой шарнир (28).

8. Шарнир (10) по п. 1, отличающийся тем, что вторая часть (14) шарнира является жестким на кручение кожухом шарнира (10), преимущественным образом сифоном или мембраной, причем вторая часть (14) шарнира является изготавливаемой также многослойной.

9. Шарнир (10) по п. 8, отличающийся тем, что вторая часть (14) шарнира изготовлена из металла, пластмассы или композиционного материала.

10. Шарнир по п. 8 или 9, отличающийся тем, что внешние промежуточные полости (15) второй части (14) шарнира защищены от проникновения посторонних предметов.

11. Шарнир по п. 10, отличающийся тем, что внешние промежуточные полости (15) второй части (14) шарнира наполнены эластомером (34).

12. Шарнир (10) по одному из пп. 1-5, 7-9, 11, отличающийся тем, что инструмент (20) и/или привод соединены с шарниром (10) посредством гидравлического зажимного элемента (16).

13. Шарнир по п. 12, отличающийся тем, что гидравлический зажимной элемент (16) представляет собой разъемное соединение с силовым и геометрическим замыканием.

14. Способ восприятия моментов вращения и/или осевых сил с применением шарнира (10) по одному из пп. 1-13, характеризующийся тем, что:
- первую часть (12) шарнира направляют во вторую часть (14) шарнира, с помощью первой части (12) шарнира воспринимают и/или передают осевые силы,
- вторую часть (14) шарнира изготавливают из жесткого на кручение материала, и что с помощью второй части (14) шарнира передают моменты вращения, и
- в шарнире (10) не применяют никакой смазочный материал.

15. Способ по п. 14, характеризующийся тем, что инструмент (20) и/или привод без резьбы соединяют с шарниром (10) посредством гидравлического зажимного элемента (16).

16. Способ по п. 14, характеризующийся тем, что первую часть (12) шарнира изготавливают из различных материалов.

17. Способ по п. 15, характеризующийся тем, что первую часть (12) шарнира изготавливают из различных материалов.

18. Способ по одному из пп. 14-17, характеризующийся тем, что первая часть (12) шарнира состоит из первой части (24) и второй части (26), и что первую часть (24) и вторую часть (26) соединяют посредством другого шарнира (28).