Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_3110
.pdf
Король Суррей, проживающий по адресу: Бичвуд-авеню, Оутлендс-парк, Уэйбридж, графство Суррей,
подданный короля Великобритании и Ирландии, настоящим заявляет, что сущность данного изобретения
заключается в следующем: Настоящее изобретение относится к однонаправленным приводным устройствам,
в частности к устройствам типа, описанного в моей патентной заявке № 205293, в которых между ротором и
ротором расположен шарнирный элемент, причем привод осуществляется за счет трения между ротором и
ротором.
Изобретение представляет собой однонаправленное приводное устройство, включающее осциллятор, ротор
и ползунок, форма которого такова, что при перемещении в одном направлении он создает клиновидное
воздействие между осциллятором и ротором.
Изобретение также включает в себя осциллятор, ротор и ползунок между ними, причем на ползунок действует
постоянная сила, направленная к внешней точке в направлении, которое вызовет заклинивание между
осциллятором и ротором в желаемом направлении вращения.
Изобретение также заключается в создании второй силы, действующей на ползунок в противоположном
направлении, когда это необходимо, таким образом, чтобы устройство стало реверсивным.
Изобретение также заключается в создании устройства таким образом, чтобы в начале хода привода было
возможно виртуальное перемещение через незначительный угол между осциллятором и ротором, при этом
коэффициент трения для этого перемещения был значительно меньше коэффициента трения между
ползунком и ротором.
Изобретение также заключается в сочетании свободного ползунка, установленного центробежно на
осцилляторе, ось вращения которого соосна ротору, при этом одна поверхность ползунка имеет фрикционный
контакт с ротором, а между осциллятором и ползуном, а также между ротором и осциллятором
предусмотрены подшипниковые контакты с очень малым коэффициентом трения, так что коэффициент
трения между ползуном и ротором значительно выше, чем коэффициент трения подшипниковых контактов.
Изобретение также включает в себя однонаправленное приводное устройство, состоящее из соосного
генератора и ротора, при этом между генератором и ползунком, расположенным эксцентрично относительно
своей внутренней окружности и соосно с ротором и генератором относительно своей внешней окружности,
предусмотрен шариковый или роликовый подшипник, а между генератором и ротором допускается небольшой
зазор, при этом на ползунок действует постоянная сила, направленная к внешней точке в одном или другом
направлении в зависимости от желаемого направления вращения.
Изобретение дополнительно включает в себя однонаправленное приводное устройство, состоящее из соосно
установленных осциллятора и ротора с ползунком между ними, при этом между осциллятором и ротором, а
также между ротором и ползунком предусмотрены шариковые упорные подшипники, а между ползунком и
осциллятором — торцевой подшипник, причем поверхности осциллятора и ползуна, взаимодействующие друг
с другом, наклонены к поперечной плоскости через устройство под углом, меньшим угла трения между
ползунком и осциллятором.
Изобретение дополнительно состоит в однонаправленном приводном устройстве описанного типа, в котором
используются подшипники скольжения s0 ,Is---. =, - 229,357 между ротором и осциллятором, а также между
осциллятором и ползунком, при этом для контактной поверхности ползунка и осциллятора используется
специальный материал, так что коэффициент трения между таким ползунком и осциллятором значительно
больше, чем коэффициент трения между ротором и осциллятором и коэффициент трения между
осциллятором и ползунком.
Изобретение также включает в себя усовершенствованное однонаправленное приводное устройство,
описанное ниже.
В обычных однонаправленных приводных устройствах, в которых между осциллятором и ротором
предусмотрен промежуточный элемент, блокировка легко происходит при движении в одном направлении, но
для разблокировки механизма при изменении направления движения осциллятора может потребоваться
значительная сила, и такие устройства, если они не сконструированы на основе правильных принципов,
совершенно непригодны для устройств, в которых осциллятор движется с относительно высокой частотой,
поскольку в этом случае разблокировка на обратном ходе либо не произойдет, либо произойдет слишком
поздно.
Я обнаружил, что для удовлетворительной работы такого устройства крайне важно, чтобы коэффициент
трения между ротором и ползунком был значительно больше, чем коэффициент трения между осциллятором
и ползунком, а также коэффициент трения между осциллятором и ротором; например, если контактные
поверхности подшипников представляют собой обычные металлические подшипники с коэффициентом
трения, скажем, в процентах под нагрузкой, и между ползунком и ротором используются поверхности из
специального материала, то коэффициент трения между поверхностями ползунка и ротора должен
составлять, скажем, до 30 процентов; например, если между осциллятором и ползунком, а также между
осциллятором и ротором используются подшипники из белого металла, то между ползунком и ротором
необходимо использовать вещество, такое как сухая кожа или сухие ткани, например, известные под
зарегистрированной торговой маркой «Ferodo», или очень мелкие металлические поверхности; В
особенности, если шестерня должна работать полностью погруженной в масло, подшипники между ползунком
и осциллятором, а также между осциллятором и ротором должны быть шариковыми или роликовыми
подшипниками, при этом между ползунком и ротором должны быть подшипниками скольжения из металла или
металлическими подшипниками с гораздо более высоким коэффициентом трения.
В одном из примеров, где ротор окружает ползунок и осциллятор, для реализации изобретения используется
полый вал, выполненный как единое целое, так и соединенный с ним с помощью эксцентрика. Снаружи
эксцентрика предусмотрена шариковая или роликовая направляющая, и ползунок свободно перемещается
вокруг внешней части шариковой направляющей. Внешняя окружность ползунка концентрична с
осциллятором и ротором, а между ползунком и окружающим его ротором предусмотрен небольшой зазор в
70°. Постоянная сила, действующая в направлении, противоположном тому, в котором должно происходить
вращение, воздействует на ползунок посредством пружины или другого подходящего средства.
Ротор включает в себя элемент, закрепленный шпонкой 80 на валу, проходящем через полый вал
осциллятора и свободно перемещающемся за его пределами, при этом между ротором и полым валом
осциллятора установлены шариковые или роликовые подшипники, так что трение 85 между ползунком и
ротором значительно больше, чем трение между осциллятором и ползунком, или трение между ротором и
осциллятором.
При такой конструкции, если e — радиус эксцентриситета 90°, R — внутренний радиус ротора, F — сила,
действующая на ротор в радиальном направлении, и F1 — сила, действующая на ротор в окружном
направлении, то F1R = Fe - J5, и если qp — угол трения, то сцепление между ползунком и ротором будет
происходить при F1, если F, равном , меньше (p). Следует отметить, что данное устройство может быть
реверсивным путем создания второй постоянной силы, действующей вместо указанной выше постоянной
силы, или, если необходимо, вместо внешних сил могут быть предусмотрены подходящие фиксированные
или регулируемые упоры с дополнительной инерцией или без нее, как описано в моей спецификации №
205293.
Направление вращения можно изменить, просто применив одну из постоянных сил.
Согласно другому варианту изобретения, осциллятор, ползунок и ротор расположены соосно, при этом
упорный подшипник 115 расположен между валом ротора и осциллятором, а также между осциллятором и
ползуном. Опорные поверхности ползунка и осциллятора находятся в плоскости, наклоненной к поперечной
плоскости 120, проходящей через аппарат, под углом (p), который должен быть меньше угла трения между
плоскими поверхностями ползунка и ротора.
В данном случае, как и в предыдущем примере, 125 на ползунок действует касательная внешняя сила,
направленная к внешней точке pWiint, причем эта сила является обратимой, что препятствует достижению
цели обеспечения вращения в одном или другом направлении, которое является самопроизвольным, по
желанию.
Как видно, в описанных выше конструкциях имеются только круглые и плоские элементы. Дата: 22 августа
1923 г.
Использование S-образных поверхностей значительно облегчает механическую обработку различных
деталей. (У. Гриллс Адамс) 87, Виктория-стрит, Лондон, юго-запад 1. Также иск о вклинении в одном
направлении. Дипломированный патентный поверенный.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
№ 23149, 1923 г. н.э.
Усовершенствования в устройствах однонаправленного привода.
Я, Джордж Константинеско, проживающий по адресу: «Кармен Сильва», Бичвуд-авеню, Оутлендс-парк,
Уэйбридж, графство Суррей, подданный короля Великобритании и Ирландии, настоящим заявляю, что суть
данного изобретения заключается в следующем: настоящее изобретение относится к однонаправленным
приводным устройствам, в которых привод осуществляется через промежуточный скользящий элемент,
расположенный между осциллятором и ротором.
В моей патентной заявке № 21291/
1923, Я описал однонаправленные приводные устройства, включающие осциллятор, ротор и ползунок, форма
которого такова, что при перемещении ползунка в одном направлении он создает заклинивающее действие
между осциллятором и ротором, и в этом описании я также описал устройства, в которых между
осциллятором и ползуном, а также между осциллятором и ротором используются шариковые упорные
подшипники, при этом трение между ползуном и ротором значительно больше, чем трение между
осциллятором и ротором, а также между осциллятором и ползуном.
Настоящее изобретение заключается в том, чтобы между ползунком и осциллятором был установлен
элемент, имеющий независимые плавающие поверхности, предназначенные для вращения ротором, так что
точки контакта, находящиеся под давлением, постоянно изменяются даже при значительном крутящем
моменте.
Изобретение также заключается в размещении шарикоподшипника между осциллятором и ползунком, а также
в размещении шарикоподшипников между осциллятором и ротором, причем эти шарикоподшипники
расположены таким образом, что они приводятся в движение ротором.
Изобретение также заключается в размещении между осциллятором и ползунком плавающего кольца,
приводимого в движение ротором.
Изобретение также включает в себя усовершенствованные однонаправленные приводные устройства,
описанные ниже.
При реализации изобретения, согласно одному из примеров, вал ротора проходит аксиально через
колеблющийся элемент с соответствующим зазором. Между осциллятором и ротором расположена пара
шариковых подшипников, а между осциллятором и ползуном, который находится в плоском контакте с
ротором своей другой поверхностью, расположен шариковый подшипник, так что трение между ползунком и
ротором значительно больше, чем трение между осциллятором и ротором, а также трение между
осциллятором и ползуном. 75 На роторе предусмотрены соответствующие упоры, предназначенные для
зацепления с выступами на нескольких шарикоподшипниках, благодаря чему они вращаются вместе с
ротором. Поскольку дорожки качения вращаются вокруг оси, отличной от оси вращения ротора (80°),
взаимодействующим приводным элементам необходимо обеспечить скользящее движение, а также
определенный запас хода в направлении вращения.
Таким образом, точки контакта 85, находящиеся под давлением в шарикоподшипниках, постоянно меняются,
даже при передаче большого крутящего момента.
Согласно другому варианту изобретения, между 90-градусным осциллятором и ползунком расположено
плавающее кольцо, причем биения между осциллятором и ползунком, а также между ползунком и ротором
представляют собой плоские поверхности.
На роторе подходящие выступы или аналогичные элементы предусмотрены под номером 95,
предназначенные для привода плавающего кольца в направлении вращения.
В описанном выше устройстве, в котором используются шариковые подшипники, благодаря малому
эксцентриситету, необходимому для обеспечения сцепления между осциллятором и ползунком, упругая
деформация шариков и направляющих механизма позволяет осуществлять упругое угловое перемещение
осциллятора относительно ротора, так что создается эффект упругой связи. Если угловое колебание
осциллятора равно или меньше указанного выше углового перемещения, то можно остановить ротор и при
этом продолжать вращать приводной вал, приводящий осциллятор, даже если все шарнирные соединения
жесткие.
Допустимые напряжения в подшипниках не должны превышать допустимые значения, чтобы избежать
чрезмерной деформации и потерь на гистерезис, вызванных сжатием и расширением шариков и
направляющих, так чтобы потери энергии были минимальными и можно было получить механизм с
регулируемым крутящим моментом.
Согласно одному из вариантов изобретения, может использоваться однонаправленное приводное устройство
с тяжелым маховиком на роторе, а также на главном приводном валу, что обеспечивает очень дешевую и
эффективную комбинацию. При использовании двух или более храповых механизмов применение маховика
не требуется. Если на одном валу используется несколько однонаправленных приводных устройств,
перемещающих тяжелую массу от одного и того же вала первичного двигателя, необходимо, чтобы угловые
колебания осциллятора были меньше деформации, возможной в шариках и направляющих, без превышения
безопасных пределов давления. За счет уменьшения угловых колебаний, вызванных вращением кривошипа,
по сравнению с угловым движением, обусловленным естественной упругостью в однонаправленном
приводном устройстве, на одном роторе можно установить любое количество многофазных
однонаправленных приводных устройств, что позволяет получить абсолютно равномерное движение ротора.
Если естественной эластичности недостаточно, между ползунком и ротором можно вставить гофрированный
лист закаленной стали, особенно в случаях, когда подшипниковые поверхности изготовлены из белого
металла или другого антифрикционного материала вместо шариковых подшипников.
Гофрирование также полезно по той причине, что оно увеличивает коэффициент трения между ползунком и
ротором, который, как уже говорилось, должен быть значительно больше, чем коэффициент трения между
осциллятором и ползунком, а также между осциллятором и ротором.
В описанных выше однонаправленных приводных устройствах постоянная сила, действующая на ползунок в
направлении, противоположном направлению вращения, может быть приложена к внешней точке, и, изменяя
направление этой силы, можно легко изменить направление вращения ротора; как показано в моей патентной
заявке №.
217,684. Для движения только в одном направлении может использоваться постоянная сила, которая может
представлять собой пружину, действующую между ползунком и осциллятором; или же могут применяться
упоры, фрикционные устройства и тому подобное, как показано в моей патентной заявке № 205293.
Датировано 15 сентября 1923 года.
У. Гриллс Адамс, — 97, Виктория-стрит, Лендкн, юго-запад 1, дипломированный патентный поверенный.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в устройствах однонаправленного привода.
Я, ДЖОРДЖ КОНСТАНТИНЕСКО, проживающий по адресу: «Кармен Сильва», Бичвуд-авеню, Оутлендс-парк,
Уэйбридж, графство Суррей, подданный короля Великобритании и Ирландии, настоящим заявляю о
характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и
установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к усовершенствованным средствам преобразования колебательного движения
в однонаправленное движение с помощью осциллятора, ползунка или захвата и ротора, как описано в моей
спецификации 205293.
В обычно используемых устройствах блокировка легко происходит во время хода вращения осциллятора, но
для разъединения захвата на обратном ходе может потребоваться значительная сила, и такие устройства,
если они не сконструированы на основе правильных принципов, совершенно непригодны, если осциллятор
движется с относительно высокой частотой, поскольку в таких случаях разблокировка на обратном ходе либо
не произойдет, либо произойдет слишком поздно.
Я обнаружил, что необходимо, чтобы во время хода привода между осциллятором и ротором было возможно
упругое относительное движение, которое может быть достигнуто за счет упругого податливости шариков,
роликов или других упругих тел между осциллятором и захватом, а также между осциллятором и ротором,
причем осциллятор и захват имеют эксцентриковые поверхности или их эквиваленты. При большой нагрузке
такое относительное перемещение может быть весьма значительным. В особых случаях, в зависимости от
величины эксцентриситета по отношению к диаметру окружности захвата 105, он может достигать 45 градусов
и более. С другой стороны, если нагрузка невелика, то и такое движение будет незначительным.
Согласно одной из особенностей настоящего изобретения, устройство сконструировано таким образом, что
трение между захватом 110 и ротором значительно больше, чем трение между осциллятором и захватом, а
также таким образом, что в начале хода вращения осциллятора движение через 115 позволяет достичь
значительного угла между осциллятором и захватом благодаря упругой податливости шариков, роликов или
других упругих тел. В конце хода поршня шарики, ролики или другие упругие тела восстанавливают свою
первоначальную форму и, таким образом, возвращают осциллятор и захват в исходное положение
относительно друг друга, тем самым отключая захват.
Можно заметить, что величина относительного перемещения под действием заданной нагрузки зависит от
степени эксцентриситета и упругости шариков или других упругих тел. Таким образом, можно спроектировать
детали таким образом, чтобы при достижении ротором заданного максимума захват не придавал ротору
никакого движения.
Предпочтительно, чтобы шарики или ролики могли свободно вращаться и перемещаться по своим
направляющим, совершая только катящееся движение.
Шариковые или роликовые подшипники могут быть снабжены плавающими кольцами, которые могут быть
свободными или приводиться в движение ротором.
В одном из вариантов конструкции кольцевой захват свободно установлен эксцентрично на осцилляторе, ось
колебаний которого соосна с ротором, при этом между осциллятором и ротором расположены упругие тела;
внешняя окружность захвата соосна с внутренней поверхностью ротора, и предусмотрены средства, такие как
пружина, стремящиеся поворачивать захват в том или ином направлении в зависимости от желаемого
направления вращения или удерживать захват в нейтральном положении способом, аналогичным описанному
в Спецификации №.
217,684.
Возможно использование устройств, позволяющих изменять пружину или другую управляющую силу,
действующую на захват, таким образом, чтобы изменять его перемещение под действием инерционных сил, в
результате чего изменяется период захвата во время рабочего хода осциллятора, что позволяет получить
переменную скорость и крутящий момент на роторе.
В одной из модификаций я вставляю между захватом и осциллятором, а также между осциллятором и
ротором изогнутые стержни, гофрированные секции или кольца, погруженные в масло, которые расположены
таким образом, что изгибаются под нагрузкой, предотвращая разрыв масляной пленки, а также обеспечивают
необходимую упругость для создания углового движения между захватом и осциллятором, а также между
осциллятором и ротором.
В другом варианте конструкции осциллятор и ротор установлены соосно с захватом между ними; между
осциллятором и ротором, а также между осциллятором и захватом предусмотрены шариковые или другие
упругие упорные подшипники с антифрикционным сопротивлением, а между захватом и ротором расположена
плоская поверхность с высоким коэффициентом трения подшипника; поверхности осциллятора и захвата,
которые взаимодействуют, 6-5 наклонены к поперечной плоскости через аппарат под углом, меньшим, чем
угол трения между захватом и осциллятором.
Обращаясь к прилагаемым чертежам, на которых изображены однонаправленные устройства 70,
сконструированные в соответствии с данным изобретением, на рисунке 1 показан вид сбоку, частично в
разрезе, а на рисунке 2 — поперечное сечение по линии А-А, рисунок 1. На рисунке 3 показан продольный
срез модификации 7t5, в которой ползунок перемещается вдоль оси для зацепления. Рисунок 4 представляет
собой вид сбоку на рисунок 3, а рисунок 5 — разрез по линии А-А на рисунке 3. На рисунке 6 представлен
продольный разрез дальнейшей модификации конструкции, в которой шарикоподшипники вращаются за счет
трения, а на рисунке 7 — поперечный разрез по линии А-А, рисунок 6. На рисунке 8 представлен боковой
разрез полного 85-дюймового двухстороннего приводного устройства.
Рисунок 9 представляет собой поперечный разрез, рисунок 10 — разрез по линии А-А на рисунке 9, а рисунок
1 — частичный разрез по линии В-В на рисунке 9. На рисунках 12 и 13 90 показаны два перпендикулярных
сечения однонаправленного приводного устройства локомотива. На рисунках 14 и 15 представлены детали
кольцевого захвата, показанного на рисунках 12 и 13. На рисунке 16 представлен схематический разрез,
иллюстрирующий простой тип однонаправленного приводного устройства с осциллятором внутри,
показывающий принцип изобретения. На рисунке 17 представлена диаграмма, иллюстрирующая различные
центры в слегка измененном расположении. На рисунке 18 представлена схема простого типа устройства с
генератором, расположенным снаружи. На рисунке 19 показано устройство, в котором захват представляет
собой неполное кольцо, расположенное таким образом, что ролики или шарики могут вращаться по своей
направляющей. На рисунке 20 показана модифицированная форма с неполным кольцевым захватом. На
рисунке 21 показано однонаправленное приводное устройство, имеющее два ряда по 110 роликов для
повышения эластичности.
На рисунке 22 показана модификация, в которой используются два эксцентрика.
На рисунке 23 показана еще одна модификация, в которой внешняя окружность захвата 115 не концентрична
с ротором. На рисунке 24 показана модификация изобретения, в которой ролики расположены в шахматном
порядке. На рисунке показана модификация, в которой радиальное перемещение, необходимое для
обеспечения углового перемещения на 120°, достигается за счет использования изогнутых скользящих
элементов с масляной пленкой между ними и осциллятором.
На рисунке 26 показана модифицированная версия аппарата, работающего по тому же принципу. 125 При
реализации изобретения, как показано на рисунках 1 и 2, ротор a окружает зубчатый механизм b, а
осциллятор c находится внутри полого вала d, на котором образован эксцентрик d'. Предусмотрена шариковая
или роликовая подставка 130 6229s57 (l снаружи эксцентрика, и захват свободно входит во внешний элемент f
шариковой подставки).
Внешняя окружность захвата концентрична с ротором в нейтральном положении, а между захватом b и
окружающим его ротором a предусмотрен небольшой зазор, как показано на рисунке 2 (g). Постоянная сила,
действующая в направлении внешней точки, прикладывается с помощью пружины, например, h, или другого
подходящего средства; предусмотрены средства для изменения направления этой силы или для удержания
захвата в среднем положении.
Сила, действующая в прямом или обратном направлении, воздействует на захват в направлении,
противоположном тому, в котором должно происходить вращение, как описано в моей патентной заявке №
217684.
Ротор a включает в себя элемент, закрепленный на валу 1, проходящем через полый вал dc осциллятора и
свободно перемещающемся вокруг него, в то время как между ротором и полым валом осциллятора, как
показано на рисунке 5 в нижней половине рисунка 1, предусмотрены роликовые подшипники m, так что трение
между захватом и ротором значительно больше, чем трение между осциллятором и захватом или трение
между ротором и осциллятором, или могут быть использованы длинные ролики, как показано на рисунке m1 в
верхней правой половине рисунка 1 над линией BBB. Для увеличения трения между захватом и ротором
наружная поверхность захвата b или, предпочтительно, внутренняя поверхность ротора a срезается, как
показано на рисунке o, чтобы получить очень высокое давление на квадратный дюйм между захватом и
ротором и тем самым обеспечить разрыв масляной пленки и, следовательно, залипание. Та часть аппарата,
которая показана в проекции, имеет аналогичную конструкцию: осциллятор и захват приводят ротор в
движение в том же направлении, что и соответствующие части с правой стороны, но работают с фазовым
сдвигом в 180 градусов, как показано далее на рисунках 8-11.
При такой конфигурации, если e — радиус эксцентриситета, R — внутренний радиус ротора, в котором
действует захват, F — сила, действующая на ротор в радиальном направлении, и F1 — сила, действующая на
ротор в окружном направлении, F1R=Fe; и если (p — угол трения между захватом и ротором, то F1,l - c, если,
что равно p, меньше (p.
Угол (p cf 5 процентов) является практическим значением, если захват и ротор представляют собой твердые
стальные поверхности, срезанные, как показано на рисунке, при этом давление на квадратный дюйм должно
быть как можно выше без повреждения металла. Такое локальное давление может достигать 65–10–100 тонн
на квадратный дюйм для очень твердых поверхностей.
Как видно, этот механизм можно сделать обратимым, просто изменив направление действия постоянной
управляющей силы 70° в пружине h (рис. 2). Или, при желании, вместо внешних сил могут быть
предусмотрены подходящие фиксированные или регулируемые упоры с дополнительной инерцией или без
нее, как описано в моей патентной заявке № 205293.
В варианте изобретения, показанном на рисунках 3, 4 и 5, осциллятор c, захват b и ротор a расположены
соосно, при этом упорный подшипник 4 расположен между валом ротора и осциллятором, а упорный
подшипник 5 — между осциллятором и захватом. Опорные поверхности захвата и осциллятора,
образованные 85 дорожками упорного подшипника, находятся в плоскости, наклоненной к поперечной
плоскости аппарата под углом (p), который должен быть таким, чтобы градиент шариковой дорожки был
меньше угла трения 90° между плоскими поверхностями захвата и ротора. Осциллятор и захватное
устройство установлены на роликовых подшипниках 6 и 7 соответственно и перемещаются по валу ротора. На
захват действует постоянная сила, приложенная к фиксированной внешней точке, посредством
соответствующих средств, например, пружины в положении 8; а для обратного направления движения в
положении 9, как показано пунктирными линиями 100, предусмотрена возможность удержания захвата в
среднем положении для обеспечения свободного положения, как показано в положении 10, при этом пружина
может быть приведена в действие по мере необходимости.
Поверхность захвата, взаимодействующего с ротором (105), имеет зубчатую форму, как показано на рисунке
11, для увеличения трения за счет разрушения масляной пленки.
В варианте изобретения, показанном на рисунках 6 и 7, который очень похож на вариант, показанный на
рисунках 1 и 2, шариковые подшипники 12 расположены между осциллятором и захватом b, а шариковые
подшипники 13 расположены между осциллятором c и ротором a. Между внутренним кольцом
шарикоподшипника 12 и осциллятором установлены небольшие шариковые подшипники 115 14, а для
обеспечения фрикционного контакта между кольцами и ротором 120 используются фрикционные накладки 15
и пружины 16, так что в период холостого хода эти кольца стремятся вращаться вокруг своей оси под
действием ротора.
Еще один пример изобретения показан на рисунках 8, 9, 10 и 11. На главном валу 21, состоящем из 125
элементов, расположены пара эксцентриков 22, 23, разнесенных на 180 градусов, которые приводят в
движение пару промежуточных валов 24, 25 посредством стяжек 26, 27. На валах 2-1, 25, состоящих из 279
351 элементов, расположены кривошипы 28, 29, которые приводят в действие пару колеблющихся элементов
30, 31, установленных внутри полых роторов 32, 33, которые поддерживаются шариковыми подшипниками 34,
35, установленными в корпусе 36 машины и закрепленными шпонкой на вторичном валу 37. Между
осцилляторами 30, 31 и роторами 32, 33 расположены захваты 39, 40 с шариковыми подшипниками 41 между
ними и осцилляторами. Между осцилляторами и роторами также предусмотрены шарикоподшипники 42.
В данной модификации изобретения каждый осциллятор приводится в движение парой шатунов 43, 44,
расположенных на противоположных концах диаметра, при этом один осциллятор приводится в движение
шатунами 43, а другой — шатунами 44. На захваты действует постоянная сила в одном или другом
направлении, либо они удерживаются в среднем положении пружинами 45, установленными на валу 46,
который может вращаться вокруг своей оси с помощью рукоятки 47 для приложения давления, как показано
пунктирными линиями 50 на рисунке 11, или в противоположном направлении, или для удержания пружин 45 в
среднем положении по мере необходимости. В среднем положении вторичный вал свободен, тогда как
вращение происходит в одном или другом направлении в зависимости от направления действия сил на
захваты.
В приводном устройстве локомотива, показанном на рисунках 12, 13, 14 и 15, ротор a окружает захват b, а
осциллятор, колеблющийся на валу ротора I, образован выступающей кольцевой частью v, которая образует
эксцентрик. На каждой стороне удлинения осциллятора v могут быть предусмотрены ряды роликовых
подшипников y z или упругие антифрикционные подшипники, как показано на рисунках 25 и 26.
Опорные поверхности захвата, показанного отдельно на рисунках 14 и 15, состоят из ряда жестких стальных
накладок, которые являются сменными и установлены в гнезда, образованные по центру вокруг захвата.
Принцип работы этого устройства аналогичен принципу работы описанных выше устройств, при этом опорные
пластины предназначены для разрушения масляной пленки между захватом и ротором.
Принцип работы приводного устройства показан на рисунках 16–23.
Обращаясь к рисунку 16, осциллятор c i колеблется вокруг центра o и снабжен круговым эксцентриком 1,
центр которого находится в точке ol; между эксцентриком 1 и кольцевым захватом b расположены ролики 3;
между внешней окружностью захвата и внутренней окружностью цилиндрического ротора в точке ol
допускается определенный зазор. Когда захват находится в своем среднем положении, а ротор может
свободно вращаться в любом направлении, центры кулачка 1, захвата и ротора находятся на одной прямой.
Когда захват перемещается под действием внешней силы на угол c в положение, показанное сплошными
линиями, его центр перемещается в точку 02, и захват между захватом 70 и ротором происходит вдоль линии,
параллельной оси, проходящей через точку A, в которой линия -000 пересекает ротор. Угол OAO должен быть
меньше угла трения между ротором и захватом (75°). В этом положении, когда осциллятор движется против
часовой стрелки после захвата в точке А, происходит небольшое угловое смещение осциллятора,
опережающее движение ротора и захвата, которые перемещаются вместе благодаря небольшому
перемещению, обеспечиваемому упругостью шариков или подшипниковых поверхностей.
Это движение имеет важное значение для освобождения 8-го элемента при изменении направления
движения осциллятора, поскольку оно позволяет осуществлять вращательное движение на роликах или на
подшипниках без трения между осциллятором и захватом, одновременно с аналогичным воздействием на
подшипники между осциллятором и ротором, не показанные на рисунке 16, но показанные на рисунке 13 в
точке y и на рисунке 8 в точке 42.
Далее будет видно, что во время холостого хода осциллятора ролики или аналогичные элементы
циркулируют по своей направляющей, так что новые и различные линии контакта подвергаются напряжению в
последовательные периоды зацепления. Следует отметить, что в момент захвата центры 0, 01, 02 находятся
в углах небольшого треугольника из-за смещения от среднего положения центра захвата, обеспечиваемого
зазором между захватом и ротором, а также движением во время захвата.
Когда захват перемещается в положение, обозначенное пунктирной линией, привод осуществляется в
противоположном направлении, при этом контактное давление 110° передается в точку B вместо точки A.
Также будет видно, что при каждом зацеплении нагрузку принимает на себя ряд соседних роликов или
подобных элементов. 115 Аналогичная схема показана на рисунке 17, но в этом случае эксцентриситет
больше, а треугольник, образованный точками 0, 01, 02, имеет более тупой угол, чем на рисунке 16, и
давление захвата 120° и угол трения выше.
Однако, во избежание чрезмерных напряжений, необходимо, чтобы углы 01, 0, 02 не были слишком
большими.
На рисунке 18 представлена схема простого типа управляющего устройства, в котором используется внешний
генератор. Осциллятор c, надлежащим образом поддерживаемый антифрикционными подшипниками (не
показаны на рисунке), вращается вокруг оси o. Между внутренней окружностью осциллятора (130 i:229,357),
центр которого находится в точке 01, и внешней окружностью захвата b расположен ряд роликов 63. Ротор А
закреплен на вторичном валу 1 с помощью шпонки, при этом допускается небольшой зазор между
окружностью ротора и внутренней окружностью захвата. При расположении захвата и осциллятора в
показанном положении точка захвата [0] находится в точке А, а направление движения показано стрелками,
нанесенными на ротор. Угол трения ep равен углу OA01. Через штифт 66 на захват действует постоянная
сила в одном или другом направлении.
В представленном на рисунке 19 варианте изобретения захват b выполнен в форме полумесяца, а не полного
кольца.
В этом случае осциллятор c может иметь изображенную на рисунке форму и крепиться к валу 73 с помощью
шпонки. Между захватом и ротором предусмотрен зазор в направлении выступов полумесяца; их центры
показаны на рисунке 17. Данная форма 23 изобретения может быть выполнена таким образом, чтобы
обеспечивать движение в любом направлении, как и в предыдущих случаях, путем приложения силы в одном
или другом направлении к захвату с помощью пружин или других средств, как показано пунктирными и
сплошными линиями. В этом случае ролики также могут вращаться вокруг своей направляющей, и работа
будет аналогична описанной в отношении предыдущих вариантов.
Аналогичная схема показана на рисунке 20. В данном случае центр колебаний осциллятора находится в точке
0, эксцентриситет обозначен расстоянием 001, а точка, в которой происходит захват, обозначена буквой А.
Захват будет происходить в направлении, противоположном вращению, в точке В, которая симметрично
расположена по другую сторону вертикальной плоскости, проходящей через ось аппарата. Стрелка за
ротором показывает направление вращения при расположении деталей, изображенных сплошными линиями.
Для реверсивного привода положение штифта 66 указано пунктирными линиями. В этом случае ролики также
вращаются по своей направляющей, но следует отметить, что зазор между выступами полумесяца и ротором
никогда не должен быть настолько большим, чтобы в этом месте произошло заклинивание роликов.
В представленном на рисунке 21 варианте изобретения имеются два ряда роликов 81, 82 с плавающим
кольцом 83 между ними. Для направления вращения, указанного внешней стрелкой, управляющий штифт
находится в положении, показанном сплошными линиями, а усилие прикладывается в направлении,
указанном стрелкой 8. В среднем положении управляющий штифт 66 находится в центральной вертикальной
плоскости.
В данном типе изобретения большая эластичность обеспечивается за счет дополнительного ряда роликов,
через которые передается давление. Плавающее кольцо 83 перемещается во время холостого хода, а также
во время рабочего хода, обеспечивая тем самым правильное перекатывание и циркуляцию шариков и
постоянное изменение линии контакта под давлением.
В представленном на рисунке 22 варианте изобретения используются два эксцентрика.
Осциллятор c окружен рядом роликов 92, вокруг которого расположен эксцентрик 93 с длительностью
импульса 80 секунд, окруженный вторым рядом роликов 94. Захват b непосредственно окружает этот внешний
набор роликов и легко помещается внутри ротора a. В данном случае, благодаря использованию двух
эксцентриков, зазор 85 не требуется. Точки приложения давления для движения вперед и назад показаны в
точках A и B соответственно. Точка 0 — это центр колебаний эксцентрика 90° и внутренней траектории
вращения ротора. Точка 0I — это центр внутреннего ряда роликов, а точка 02 — центр внешнего ряда
роликов.
Следует отметить, что в данном случае 95 требуется лишь рабочий зазор, поскольку треугольник 0 01 02
получается с помощью двух эксцентриков.
На рисунке 23 показана модифицированная форма аппарата, в которой внешний круг 100 захвата b не
концентричен с ротором в нейтральном положении.
Благодаря такому расположению захвата, его прочность значительно возрастает по сравнению с ситуацией,
когда окружность захвата 105 концентрична с ротором в среднем положении.
В варианте изобретения, показанном на рисунке 24, большая площадь опорной поверхности достигается за
счет смещения роликовых подшипников 110. Осциллятор c поддерживается внутри ротора a роликовыми
подшипниками 123. 124. Захват b установлен на осцилляторе на роликовых подшипниках 126 и может
перемещаться к внешней точке 115 в одном или другом направлении или удерживаться в нейтральном
положении с помощью пружин или других средств, соединенных со втулкой 127. Между осциллятором и
валом ротора 120 (129) для центрирования могут также быть установлены роликовые подшипники 128. Ротор
поддерживается внутри неподвижного корпуса роликовыми или шариковыми подшипниками 130. Следует
отметить, что на рисунке изображена только левая половина двойного аппарата (125).
Данная модификация изобретения работает аналогично описанным выше двойным механическим клапанам,
при этом конструкция 229,357 позволяет использовать более крупные опорные поверхности.
На рисунке 25 между осциллятором c и захватом b вставлено несколько изогнутых стержней 133 из твердой
стали, фосфорной бронзы или подобного материала. Размеры этих стержней должны быть такими, чтобы
предел упругости не был превышен под давлением, возникающим между осциллятором и захватом.
Аналогичная модификация показана на рисунке 26. В данном случае стержень 132, который может быть
сплошным или нет, по желанию, имеет гофрированную форму, а необходимая для обеспечения движения
гибкость обеспечивается за счет сплющивания стержня.
Сопротивление выдавливанию масла с помощью устройств, показанных на рисунках 25 и 26, очень велико,
поэтому трение между осциллятором и захватом значительно меньше, чем между захватом и ротором. В
результате во время захвата происходит небольшое движение между осциллятором и захватом, в то время
как захват и ротор движутся вместе.
В течение периода работы захват совершает движение относительно осциллятора, причем это движение
может быть обусловлено податливостью, обеспечиваемой эластичностью шариков, роликов или накладок, как
показано на рисунках 25 и 26. «Движение захвата в течение периода работы зависит от его инерции, а также
от силы пружины или других средств, с помощью которых он перемещается в направлении, противоположном
направлению вращения». Следовательно, если изменить внешнюю силу, действующую на захват, то можно
изменить и перемещение захвата, а значит, и период захвата, а также изменить среднее положение захвата
во время движения по желанию.
Соседние файлы в папке патенты