RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP 1586782 (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: 16.04.2004 04009079.7 (13) T3 (51) Int. Cl. F16D3/12 F16D3/66 (2006.01) (2006.01) (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej 25.07.2007 Europejski Biuletyn Patentowy 2007/30 EP 1586782 B1 (54) Tytuł wynalazku: Urządzenie do zabezpieczenia przeciążeniowego (30) Pierwszeństwo: (43) Zgłoszenie ogłoszono: 19.10.2005 Europejski Biuletyn Patentowy 2005/42 (45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: 31.12.2007 Wiadomości Urzędu Patentowego 12/2007 (73) Uprawniony z patentu: Eugen Spintzyk, Kirchberg/Jagst, DE PL/EP 1586782 T3 (72) Twórca (y) wynalazku: Eugen Spintzyk, Kirchberg/Jagst, DE (74) Pełnomocnik: Dreszer Grenda i Wspólnicy sp. j. rzecz. pat. Grenda Ewa 00-608 Warszawa Al. Niepodległości 188 B Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).
1 EP 1 586 782 Urządzenie do zabezpieczenia przeciążeniowego Opis [0001] Sposób zabezpieczenia przeciążeniowego w napędach i maszynach roboczych mających takie własności, że blokują się w związku z pracą ciągłą albo podczas pracy są poddawane obciążeniom szczytowym, takich jak, na przykład, rozdrabniacze, młyny, przenośniki łańcuchowe z zabierakami, rębaki, sieczkarnie, kruszarki, koparki z kołem czerpakowym, uruchamiane za pomocą silnika z pierścieniami ślizgowymi i tym podobnych. [0002] Przedmiotem wynalazku jest sposób zabezpieczenia przeciążeniowego w zespole napędowym maszyn roboczych, mających takie własności, że blokują się w związku z pracą ciągłą i/lub podczas pracy są narażone na szczytowe momenty obrotowe (szczytowe obciążenia), w szczególności posiadających cechy według nieznamiennej części zastrzeżenia 1. [0003] Znane jest, że w maszynach roboczych, które mają takie własności, iż blokują się w związku z pracą ciągłą, podczas blokowania energia kinetyczna zakumulowana w masach obrotowych obciąża elementy napędowe (E rot = ½ * Jd * ω 2 ). Przede wszystkim krótkie czasy blokowania mogą wyzwalać dużą uderzeniową energię szczytową, która silnie obciąża części maszyny. Podobnie dotyczy to maszyn roboczych, które nie blokują się, jednakże podczas pracy są narażone na obciążenia szczytowe. Znane są urządzenia zabezpieczające przed blokowaniem oraz ograniczniki momentu obrotowego, które działają na zasadzie sprzęgła rastrowego, ciernego albo hydraulicznego. Po osiągnięciu określonego momentu obrotowego elementy po prostu ślizgają się albo zostają rozłączone za pomocą elektrohydraulicznego mechanizmu sterującego. Do wad takich rozwiązań należą: niepewność rozłączania sprzęgła ciernego spowodowana różnymi współczynnikami tarcia spoczynkowego i ślizgowego, zużycie, ograniczona pojemność cieplna oraz - aby uniknąć samozniszczenia - momenty poślizgowe i momenty rastrowe muszą być większe od
2 maksymalnego momentu silnika (duże obciążenie części maszyny). W systemach sterowanych elektrohydraulicznie: złożoność, czas reakcji (czas opóźnienia) i skłonność do zawodności spowodowana wysoką złożonością zespołu czujnikowego. [0004] W opisie patentowym nr US 3,988,891 jest omówiony napęd nastawczy z silnikiem napędowym, w którym za pośrednictwem sprzęgła kłowego nastawiane jest położenie klapy dla gazów wylotowych. Sprzęgło kłowe jest wyposażone w dwie współpracujące ze sobą połówki, sprzęgnięte ze sobą za pomocą członu tłumiącego. Człon tłumiący ma postać sprężyny, która swymi końcami opiera się na połówce sprzęgła. Druga połówka sprzęgła swym kłem zazębia się ze środkiem sprężyny. [0005] Opis patentowy nr FR 609,501 ujawnia sprzęgło złożone z części pierwotnej i z części wtórnej, przy czym część pierwotna jest połączona z częścią wtórną kilkoma sprężynami, dzięki którym w obydwu kierunkach obrotu mogą być symetrycznie przejmowane uderzenia podczas przekazywania napędu. [0006] Opis patentowy nr US 4,355,989, stanowiący najbliższy stan techniki, ujawnia urządzenie do przenoszenia siły w krajalnicy rolniczej, które nakłada ruch oscylacyjny w postaci drgań na główny ruch roboczy krajalnicy. W urządzeniu do przenoszenia siły jako część wtórna jest zastosowana piasta ze szprychami, która jest połączona za pomocą sprężyn z częścią pierwotną, mającą postać pierścienia zewnętrznego osadzonego koncentrycznie na piaście. Amplitudy drgań na obwodzie bębna tnącego krajalnicy powinny przyjmować wartości pomiędzy 3 mm i 3,5 mm. [0007] Celem wynalazku jest poprawienie funkcji ochrony przed blokowaniem. [0008] Rozwiązanie zgodne z wynalazkiem charakteryzują cechy zawarte w części znamiennej zastrzeżenia 1, a jego urzeczywistnienie w urządzeniu charakteryzują cechy zawarte w zastrzeżeniu 2.
3 [0009] Według wynalazku, wolnoobrotowej części przekładni redukcyjnej jest przyporządkowane urządzenie zabezpieczające przed przeciążeniem, składające się z części pierwotnej (2) i z części wtórnej (3). Obydwie części są sprzęgnięte ze sobą za pomocą sprężyny (1). Może to być sprężyna rozciągana albo ściskana. [0010] Część pierwotna urządzenia zabezpieczającego przed przeciążeniem jest połączona trwale z wałem zdawczym przekładni, na przykład za pomocą połączenia wałpiasta (5), natomiast część wtórna jest połączona bezpośrednio z maszyną roboczą, na przykład za pomocą wału (4). Gdy napęd przekazuje moment obrotowy, część pierwotna naciska na sprężynę albo rozciąga ją, a ta z kolei naciska albo ciągnie część wtórną. Ograniczany moment obrotowy wynosi M = F charakterystyka sprężyny x R promień. [0011] Charakterystyka sprężyny powinna być tak dobrana, by w przypadku blokowania powyżej granicznego momentu obrotowego sprężyna dokonała obrotu o określony kąt φ. Obliczenia wykazują, że na wolnoobrotowej stronie przekładni bardzo mały kąt obrotu wystarcza do przejęcia dużych sił dynamicznych. [0012] Zalety tego wynalazku: 1. Skuteczne działanie dzięki charakterystyce sprężyny, 2. Minimalne zużycie, 3. Prostota i łatwość monitorowania, 4. Solidność, 5. Charakterystyka sprężyny może ograniczać moment obrotowy również poniżej maksymalnego momentu obrotowego silnika, 6. Brak problemów termicznych. Pełnomocnik: Ewa Grenda rzecznik patentowy
4 Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób zabezpieczenia przeciążeniowego dla maszyn, które mogą blokować się w związku z pracą ciągłą, albo podczas pracy są poddawane obciążeniom szczytowym, zwłaszcza dla rozdrabniaczy, młynów, przenośników łańcuchowych z zabierakami, rębaków, sieczkarni, kruszarek, koparek z kołem czerpakowym, z użyciem silnika z pierścieniem ślizgowym i tym podobnych, zawierających: - co najmniej jedno urządzenie napędzające; - co najmniej jedną przekładnię redukcyjną; - co najmniej jedno urządzenie do zabezpieczenia przeciążeniowego zawierające część pierwotną (2) na stronie pierwotnej urządzenia do zabezpieczenia przeciążeniowego i część wtórną (3) na stronie wtórnej urządzenia do zabezpieczenia przeciążeniowego, przy czym obydwie części są ze sobą sprzęgnięte za pomocą sprężyny (1) w taki sposób, że w przypadku blokowania powyżej granicznego momentu obrotowego obydwie części obracają się względem siebie o kąt obrotu φ dokoła osi obrotu; 1.1 w którym część pierwotna urządzenia do zabezpieczenia przeciążeniowego jest bezpośrednio sprzęgnięta z wolnoobrotową częścią przekładni, natomiast część wtórna urządzenia do zabezpieczenia przeciążeniowego jest bezpośrednio sprzęgnięta z maszyną roboczą, 1.2 w którym funkcja zabezpieczenia przed przeciążeniem jest realizowana za pomocą sprężyny (1) o określonej charakterystyce, przy czym: - ograniczany moment obrotowy M= F charakterystyka sprężyny x Promień; - kąt obrotu φ dokoła osi obrotu zapewnia napędowi niezbędną elastyczność, znamienny tym, że między częścią pierwotną (2) i częścią wtórną (3) urządzenia do zabezpieczenia przeciążeniowego utworzona jest pierścieniowa szczelina koncentryczna z
5 osią obrotu, oraz że sprężyna (1) jest umieszczona wewnątrz pierścieniowej szczeliny między występem części pierwotnej (2) i występem części wtórnej (3) wzdłuż prawie całej długości obwodu pierścieniowej szczeliny. 2. Zespół napędowy, zawierający: 2.1 co najmniej jedną maszynę napędową; 2.2 co najmniej jedną przekładnię redukcyjną; 2.3 co najmniej jedno urządzenie do zabezpieczenia przeciążeniowego, zawierające część pierwotną (2) i część wtórną (3), sprzęgnięte ze sobą za pomocą sprężyny (1), w którym podczas blokowania powyżej granicznego momentu obrotowego obydwie części obracają się względem siebie o kąt obrotu φ dokoła osi obrotu; 2.4 maszyna napędowa jest sprzęgnięta z szybkoobrotową stroną przekładni; 2.5 urządzenie do zabezpieczenia przeciążeniowego jest sprzęgnięte z maszyną roboczą przynajmniej za pomocą wału napędowego, znamienny tym, że między częścią pierwotną (2) i częścią wtórną (3) urządzenia do zabezpieczenia przeciążeniowego utworzona jest pierścieniowa szczelina koncentryczna z osią obrotu, oraz że sprężyna (1) jest umieszczona wewnątrz pierścieniowej szczeliny między występem części pierwotnej (2) i występem części wtórnej (3) wzdłuż prawie całej długości obwodu pierścieniowej szczeliny. Pełnomocnik: Ewa Grenda rzecznik patentowy