CZ224694A3

CZ224694A3 - Device for levelling driving shafts

Info

Publication number: CZ224694A3
Application number: CZ942246A
Authority: CZ
Inventors: Horst Kretschmer; Hans-Jurgen Dr Langen; Paul Herchenbach; Clemens Nienhaus; Hubert Grosse-Entrup
Original assignee: Walterscheid Gmbh Gkn
Priority date: 1993-09-16
Filing date: 1994-09-14
Publication date: 1995-04-12
Also published as: ITMI941848A0; JP2961682B2; IT1275017B; NL9401353A; NL194319C; NL194319B; ITMI941848A1; US5538474A; ES2113273B1; FR2710116A1; FR2710116B1; ES2113273A1; JPH07151133A

Description

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro délkové vyrovnání hnacích hřídelů, zejména kloubových hřídelů s křížovými klouby v hnací řadě zemědělských strojů, nebo pro jejich pohon, s alespoň dvěma do sebe zasunutými profily ve tvaru trubek, a to s vnějším profilem a vnitřním profilem, které jsou vůči sobě axiálně posuvné ve směru své podélné osy a slouží pro přenos kroutícího momentu, přičemž stěny vnějšího profilu a vnitřního profilu mají v průřezu částečně tvar prstencových částí a jsou vždy opatřeny alespoň jedním výstupkem ve formě vtažení směřujícího směrem dovnitř k podélné ose, rovnoběžným s podélnou osou, z nichž výstupek vnějšího profilu tvoří pero a výstupek vnitřního profilu tvoří drážku pro záběr pera a boky pera a drážky jsou skloněny tak, že jejich myšlená prodloužení protínají střední rovinu, probíhající uprostřed mezi boky a obsahující podélnou osu, ve střední ose, která je vůči podélné ose rovnoběžně přesazená k příslušnému výstupku o přesazení.

Dosavadní stav techniky

Takové zařízení pro délkové vyrovnání je popsáno v patentu US 4 622 022. U tohoto zařízení jsou vždy upraveny výstupky vystupující dovnitř a opatřené boky sbíhajícími se k sobě. Každá profilová trubka je vždy opatřena dvěma takovými výstupky. Tento tvar způsobuje přímkový dotyk mezi výstupky vnitřního a vnějšího profilu. To však vede ke zvýšeným plošným tlakům a vzhledem k tomu k vysokému opotřebení.

Úkolem vynálezu je vytvořit zařízení pro délkové

- 2 vyrovnání, u něhož jsou síly potřebné pro axiální posunutí malé, a které může být vyrobeno jednoduše s vylisovanými boky beztřiskovým tvářením.

Podstata vynálezu

Uvedený úkol splňuje zařízení pro délkové vyrovnání hnacích hřídelů, zejména kloubových hřídelů s křížovými klouby v hnací řadě zemědělských strojů, nebo pro jejich pohon, s alespoň dvěma do sebe zasunutými profily ve tvaru trubek, a to s vnějším profilem a vnitřním profilem, které jsou vůči sobě axiálně posuvné ve směru své podélné osy a slouží pro přenos kroutícího momentu, přičemž stěny vnějšího profilu a vnitřního profilu mají v průřezu částečně tvar prstencových, částí a jsou vždy opatřeny alespoň jedním výstupkem ve formě vtažení směřujícího směrem dovnitř k podélné ose, rovnoběžným s podélnou osou, z nichž výstupek vnějšího profilu tvoří pere a výstupek vnitřního profilu tvoří drážku pro záběr pera a boky pera a drážky jsou skloněny tak, že jejich myšlená, prodloužení protínají střední rovinu, probíhající uprostřed, mezi boky a obsahující podélnou osu, ve střední ose, která je vůči podélné ose rovnoběžně přesazená k příslušnému výstupku o přesazení, podle vynálezu, jehož podstatou je, že v průřezu sestávají stěnové části vnějšího profilu, tvořící pero, ze dvou bočních části, vycházejících z prvních prstencových částí a obsahujících boky, a z hlavové části, probíhající jako kruhový oblouk se středem na podélné ose a spojující obě boční části, a stěnové části vnitřního profilu, tvořící drážku, sestávají ze dvou bočních částí, obsahujících boky a vycházejících ze dvou prstencových částí, a ze základní, části, probíhající jako kruhový oblouk se středem v podélné ose a spojující obě boční části, že přesazení je dimenzováno tak, že úhel sevřený prodlouženými boky vnějšího profilu a prodlouženými boky vnitřního profilu je větší o rozdílový úhel, který je alespoň 12°, než úhel, který vznikne při

radiálním průběhu prodloužených boků k podélné ose při stejné šířce rozevření v oblasti přechodu do sousedních prstencových částí, že mezi hlavovou plochou hlavové části a k ni protilehlou základní plochou základní části je radiální odstup, a že vzájemné výsledné radiální přestavení profilů, vyplývající z přípustné maximální chyby rozteči per a drážek obou profilů je menší, než radiální vzdálenost mezi vnitřními plochami prstencových částí vnějšího profilu a příslušnou vnější plochou prstencových částí vnitřního profilu.

Výhodou tohoto přenosu kroutícího oblasti trubkových provedení je, že obvodová síla vzniklá z momentu působí jen na malém ramenu na profilů, které mají tvar prstencových částí. Zvoleným tvarem profilu vznikne v trubkovém profilu přibližné skříňovité žebro, což vede k tomu, že při přenášení kroutícího momentu dochází v této oblasti jen k malým deformacím a malým napětím. Průběhem boků drážek, popřípadě per, dojde při přenášení kroutícího momentu k samočinnému vycentrování profilů vůči sobě, zatímco při nezatíženém otáčení dojde k centrování pomocí prstencových částí. Vzniknou pouze malé axiální posuvové síly. Vůle mezi výstupky, upravenými pro přenášení kroutícího momentu, potřebná pro vzájemné posouvání trubkových profilů v sobé, nemá žádný vliv na dosednutí boků drážek a per obou profilů na sebe. Je totiž zaručeno to, že na základě volby rozdílového úhlu nemůže dojít ke vzniku samosvornosti. Velikost úhlů je dostatečná pro to, aby při dynamickém zatížení bylo zaručeno samočinné centrování obou profilů vůči sobě pomocí boků drážek a per. V podstatě zaoblené obrysy zlepšují poměry při chvění. Profily jsou v ohybu tužší než známé trubky při stejném rotačním průměru. Ještě další výhodou je, že se zmenší nebezpečí nehody, protože pera a drážky směřující dovnitř otočných profilů nepředstavují žádné ohrožení součástí a/nebo lidí, nacházejících se v blízkosti. Dále je zaručeno to, že při silovém přenosu jsou v činnosti pouze boky drážek a per, pomocí nichž se proto provádí centrování, přičemž vznikají pouze malé axiální posuvové síly.

Rozdílový úhel má hodnotu s výhodou v rozmezí od 14’ do 30°. Podle dalšího výhodného provedení vynálezu je hodnota úhlu mezi boky pera vnějšího profilu nebo mezi boky drážky vnitřního profilu v rozmezí od 25’ do 120°, s výhodou od 60° do 100°. Tím- vznikne zvlášť -výhodná možnost beztřískového vyrobení per a drážek s vylisovanými boky.

Zvlášť výhodné působení sil v obvodovém směru nastane tehdy, když je zaručeno, že radiální boky každé drážky vnitřního profilu leží alespoň částečně v oblasti radiálních rozměrů sousedních prstencových částí.

S výhodou obsahuje jak vnější profil, tak i vnitřní profil vždy alespoň dvě pera, popřípadě drážky, rozmístěné na jejich obvodu symetricky. Tím je zaručeno, že u dvou per) popřípadě drážek, když jsou profily součástí kloubových hřídelů, které nesou na svých koncích vždy jeden křížový kloub, mohou být tato pera, popřípadě drážky uspořádány pouze ve dvou obvodových polohách vůči sobě tak, že je zaručeno fázově stejné uspořádání os křížových kloubů i tehdy, když se provede nová montáž. Dále vznikne výhodný obrys zástrčného spojení mezi vidlicí každého kloubu a příslušným profilem.

Aby byla zajištěno teleskopické uspořádáni s lehkýiú chodem, je dále mezi boky každé drážky a každého pera v ní vloženého upravena v obvodovém směru vůči podélné ose vůle.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu je úhel mezi boky drážky vnitřního profilu větší než úhel mezi boky pera vnějšího profilu o takovou hodnotu, že při zatížení profilů jmenovitým momentem dojde k plošnému dosednutí boků na sebe . Předem je tedy vytvořen způsob deformace takový, který vede k

plošnému dotyku. Rozdíl velikosti uvedených úhlů činí 0,5 až 1‘.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladu provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje bokorys kloubového hřídele se dvěma křížovými klouby a mezi ním uspořádaného zařízení pro délkové vyrovnání podle vynálezu, obr. 2 řez II-II z obr. 1, avšak jen párem profilů ve zvětšeném měřítku, obr. 3 průřez odpovídající průřezu z obr. 2, avšak pouze vnějšího profilu, a obr. 4 průřez odpovídající průřezu z obr. 2, avšak pouze vnitřního profilu.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněn kloubový hřídel 1. Tento kloubový hřídel 1 sestává ze dvou křížových kloubů 2, h které jsou navzájem spojeny zařízením 1 pro délkové vyrovnání. Za tím účelem je první křížový kloub 2 spojen s vnitřním profilem 7 a druhý křížový kloub 3. spojen s vnějším profilem 6 zařízení 4 pro délkové vyrovnání. Oba profily, totiž vnější profil 6. a vnitřní profil 7, jsou v sobě vzájemně posuvné. Koncentricky se zařízením 4 pro délkové vyrovnání je uspořádáno ochranné zařízení 5 proti případné nehodě, které je směrem k oběma křížovým kloubům 2, 3 opatřeno vždy jedním trychtýřem, který příslušné křížové klouby 2, 2 alespoň : částečně' překrývá,, a které dále obsahuje dvě v sobě navzájem posuvné ochranné

- s trubky. Ochranné zařízení 5 je pomocí řetězu upevněno na pevném dílu, takže je v klidu, když se oba křížové klouby 2. 2 se zařízení 4. pro délkové vyrovnání otáčejí. Kloubový hřídel X slouží k přenosu kroutícího momentu. Zařízení 4 pro délkové vyrovnání musí za prvé přenášet kroutící moment mezi oběme křížovými klouby 2, .3 a za druhé musí vyrovnávat změny vzdálenosti mezi dvěma středy ohybu obou křížových kloubů 2, 3.. Za tím účelem sestává zařízení 4 pro délkové vyrovnání z trubkového vnějšího profilu 6 a trubkového vnitřního profily 7, který je v něm ve směru podélné osy X posuvný.

Jak vyplývá z obr. 2, sestává vnější profil 6 v průřezu ze dvou prstencových částí 9 a ze dvou per X, vtažených vždy proti vnější ploše prstencové části 9, která vyčnívají směrem dovnitř nad vnitřní plochu 9a prstencových částí 9. Tím se vytvoří dovnitř vystupující pera 8, přesazená vůči sobě o 180* a rovnoběžná s podélnou osou X, která při pohledu v obvodovérii směru jsou ohraničena boky 14, 15 a v radiálním směru hlavovou plochou 10. Boky .14, 15 jsou součástí bočních částí 14a. 15a které jsou částí trubkového vnějšího profilu 6. a jsou vždy ohraničeny dvěma navazujícími prstencovými částmi 9. Trubkový vnitřní profil 7 má rovněž dvě prstencové části 12., a dovnitř směrem k podélné ose X vtažené výstupky, které tvoří drážky

11. Tyto drážky 11 jsou rovněž uspořádány vůči sobě přesazené o 180° a jsou rovnoběžné s podélnou osou X. Tyto drážky h. jsou rovněž vždy ohraničeny dvěma boky 16., 17, náležejícím:, bočním částem 16a, 17a, a základní částí 13a. která je spojuje, a která má základní plochu 13. Podélná osa X tvoří současně osu otáčení obou profilů 6, 7. Obé pera 8 vnějšího profilu 6 zasahují do příslušné drážky 11 vnitřního profilů 7. Obě drážky 11 mají boky 16., 17 protilehlé vždy oběma bokůift 14, 15 pera 8,. Dosednutím příslušných boků 14., 16 nebo 15, 17 na sebe se přenáší kroutící moment kolem podélné osy X pří jeho přenášení oběma profily 6, 7. Oba profily 6, 7 jsou dosednutím vnějších ploch prstencových částí 12 vnitřníhó

profilu 7 a vnitřních ploch prstencových částí 9 vnějšího profilu 6. vůči sobě s radiální vůlí centrovány. Mezi hlavovou plochou 10 obou per 8. a základní plochou 13 drážek 11 je vždy odstup. Ve směru otáčení kolem podélné osy X je rovněž vůle mezi pery 8. a drážkami 11.

Na obr. 3 je znázorněno provedení vnějšího profilu .6. Vnější profil 6 má prstencové části“ 9, které jsou centrovány na podélné ose X, a které jsou navzájem spojeny dvěma pery 8, vytvořenými vtažením.

Vnější profil 6 je vyroben se svými pery 8. beztřískovým tvářením válcové trubky. Oba boky 14, 15 bočních částí 14a, 15a per 8. svírají navzájem úhel A. Pera 8, probíhající rovnoběžně s podélnou osou X, protínají myšlenými prodlouženími svých boků 14, 15 střední rovinu 21. probíhající uprostřed mezi oběma boky 14, 15 a obsahující podélnou osu X, ve střední ose 18., která má přesazení 19 od podélné osy X k příslušnému peru 8. Toto přesazení 19 je tak velké, že rozdílový úhel C mezi úhlem A a úhlem, který by vznikl při radiálním průběhu boků vůči podélné ose X, a který je přibližné dvakrát větší, než samosvorný úhel, činí minimálně 12°, s výhodou 14° až 30°. Přitom šířka rozevření drážky 11, popřípadě pera 8, v oblasti přechodu do prstencových částí 2/ 12 zůstává stejná. Tento úhel je ohraničen rameny 22 a 23.

Z vnitřního profilu 2/ znázorněného na obr. 4, jsou upraveny rovněž dvě prstencové části 12., které jsou navzájem spojeny dvěma vtaženími 20, přesazenými vůči sobě o 180°, která tvoří drážky 11. Tato vtažení 20 jsou ohraničena bočními částmi 16a, 17a a základní částí 13a se základní plochou 13 , a jsou rovněž vyrobena beztřískovým tvářením válcové trubky. Prodloužené boky 16, 17 drážek 11 protínají rovněž s přesazením 19a střední rovinu 21a. obsahující podélnou osu X, ve střední ose 18a. Přitom je střední rovina 21a uspořádána uprostřed mezi oběma boky 16, 17 drážky 11 vnitřního profilu

7.

Přesazení 19a je větší, než přesazení 19, protože mezi perem A ^a drážkou 11 existuje obvodová vůle, to znamená že úhel B mezi oběma boky 16., 17 vnitřního profilu 7 je s výhodoy proveden větší, než úhel A mezi oběma boky 14./ 15 vnějšího profilu 6 na obr. 3, takže ve směru otáčení kolem podélné osy _ X vznikne mezi vnějším profilem 6 a vnitřním profilem 7 vůle, Oba profily, totiž vnější profil 6 a vnitřní profil 7, jsou vytvořeny jako trubková tělesa a jsou vyrobeny z oceli. Dobré deformační poměry a příznivé poměry při přenosu kroutícího momentu při výrobě vnějšího profilu 6 a vnitřního profilu 7 jsou zaručeny tehdy, když úhel A má hodnotu mezi 25’ a 1X0’, s výhodou mezi 60’ a ICO’, a úhel B je naproti tomu poněkud větší, jmenovitě o asi 0,5’ až 1°, než úhel A. Vůle mezi oběma do sebe zasunutými profily 6, 7 jsou s výhodou takové, že maximální chyba roztečí per 8 a drážek 11 je menší, než radiální vůle mezi vnější plochou 12a prstencových částí 13 vnitřního profilu 7 a vnitřní plochou 9a prstencových částí 9. vnějšího profilu 6. Zasunutím profilů 6., 7 do sebe je zaručeno, že při přenášení kroutícího momentu nedojde ke vzniku samosvornosti. Při přenosu kroutícího momentu dojde k samočinnému vycentrování profilů 6, 7 navzájem. V nezatíženém stavu se profily 6, 7 navzájem centrují svými prstencovými částmi 9, 12.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY ......... ->

1. Zařízení pro délkové vyrovnání hnacích hřídelů, zejména kloubových hřídelů s křížovými klouby v hnací/řaďě zemědělských strojů, nebo pro jejich pohon, s alespoň dvěma do sebe zasunutými profily (6, 7) ve tvaru trubek, a to s vnějším' profilem (6) a vnitřním profilem (7), které jsou vůči sobě axiálně posuvné ve směru své podélné osy (X) a slouží přo přenos kroutícího momentu, přičemž stěny vnějšího profilu (6) a vnitřního profilu (7) mají v průřezu částečně tvar prstencových částí a jsou vždy opatřeny alespoň jedním výstupkem ve formě vtažení směřujícího směrem dovnitř k podélné ose (X), rovnoběžným s podélnou osou (X), z nichž výstupek vnějšího profilu (6) tvoří pero (8) a výstupek vnitřního profilu (7) tvoří drážku (11) pro záběr pera (8) a boky (14, 15, 16, 17) pera (8) a drážky (11) jsou skloněny tak, že jejich myšlená prodloužení protínají střední rovinu (21, 21a), probíhající uprostřed mezi boky (14, 15, 16, 17) a obsahující podélnou osu (X), ve střední ose (18, 18a), která je vůči podélné ose (X) rovnoběžně přesazená k příslušnému výstupku o přesazení (19, 19a), vyznačující se t í m, že v průřezu sestávají stěnové části (14a, 10a_v 15a) vnějšího profilu (6), tvořící pero (8), ze dvou bočních částí (14, 15), vycházejících z prvních prstencových částí (9) a obsahujících boky (14, 15), a z hlavové části (10a), probíhající jako kruhový oblouk se středem na podélné ose (X) a spojující obě boční části (14a, 15a), a stěnové části (16a,

17a, 13a) vnitřního profilu (7), tvořící drážku (11), sestávají ze dvou bočních částí (16a, 17a), obsahujících boky (16, 17) a vycházejících ze dvou prstencových části (12), a ze základní části (13a), probíhající jako kruhový oblouk se středem v podélné ose (X) a spojující obě boční části (16a, 17a) , že přesazení (19, 19a) je dimenzováno tak, že úhel (A, B) sevřený prodlouženými boky (14, 15) vnějšího profilu (6) a prodlouženými boky (16, 17) vnitřního profilu (7) je větší o rozdílový úhel (C), který je alespoň 12*, než úhel, který vznikne při radiálním průběhu prodloužených boků (14, 15, 16, 17) k podélné ose (X) při stejné šířce rozevření v oblasti přechodu do sousedních prstencových částí (9, 12), že mezi hlavovou plochou (10) hlavové části (10a) a k ni protilehlou základní plochou (13) základní části (13a) je radiální odstup, a že vzájemné výsledné radiální přestavení profilů (6, 7), vyplývající z přípustné maximální chyby roztečí per (8) a drážek (11) obou profilů (6, 7) je menší, než radiální vzdálenost mezi vnitřními plochami (9a) prstencových částí (9) vnějšího profilu (6) a příslušnou vnější plochou (12a) prstencových částí (12) vnitřního profilu (7).

2. Zařízení podle nároku 1,vyznačující sě tím, že rozdílový úhel (C) má hodnotu od 14° do 30°.

3. Zařízení podle nároku 1,vyznačující se tím, že úhel (A, B) mezi boky pera (8) vnějšího profilu (6) nebo boky (16, 17) drážky (11) vnitřního profilu (7) má hodnotu v rozmezí od 25° do 120°, zejména od 60° do 100°.

4. Zařízení podle jednoho z nároků laž 3, vyznač u^ jící se tím, že boky (16, 17) drážky (11) vnitřního profilu (7) leží alespoň částečně v rozsahu radiálních rozměr^ sousedních prstencových částí (12).

5. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 4, v y z n a č ující se tím, že vnější profil (6) a vnitřní profil. (7) jsou opatřeny vždy alespoň dvěma pery (8), popřípadě drážkami (11), rozmístěnými symetricky na jejich obvodu.

6. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že mezi boky (14, 15, 16, 17) každé drážky (11) a každého v ní vloženého pera (8) je ve směru

otáčení kolem podélné osy (X) vůle.

7. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že úhel (B) mezi boky (16, 17) drážky (11) vnitřního profilu (7) je větší než úhel (A) mezi boky (16, 17) pera (8) vnějšího profilu (6) o takovou hodnotu, že při zatížení profilů (6, 7) jmenovitým momentem dojde k plošnému dosednutí boků (15, 17, 14, 16) na sebe.

>

>cr

14α A ΐ5_α