NL8301837A - Juk voor een kruiskoppeling. - Google Patents

Description

Λ ‘ » · * * -1- 23222/CV/tj ♦

Korte aanduiding: Juk voor een kruiskoppeling.

De uitvinding heeft betrekking op krüiskoppelingen en meer in het bijzonder op jukken voor kruiskoppelingen. Jukken van kruiskoppelingen wor-5 den in het algemeen vervaardigd uit gesmeed staal met het oog op de vereiste sterkte. In het bijzonder hij aan zware belastingen onderworpen uitvoeringen zijn sterkte en torsies tijfheid van bijzonder belang evenals het totale gewicht. Gesmeed staal is een bewezen betrouwbaar materiaal, dat echter duur is omdat het een uitvoerige warmtebehandeling en bewerking vereist.

10 Met toenemende energiekosten heeft de industrie getracht de kosten van gebruikelijk gesmeden stalen delen omlaag te brengen door vervanging door andere materialen. Sommige bijzondere materialen kunnen geschikte vervangingsmiddelen zijn, maar de kosten daarvan zijn eveneens hoog. Sommige fabrikanten hebben beperkt succes in het vervangen van gesmeed staal door 15 gegoten ijzer. Op het gebied van kruiskoppelingenzijn deze successen echter beperkt tot kleine jukken, welke niet worden onderworpen aan grote belastingen ,torsiekrachten en dergelijke.

Bij aan zware belastingen onderworpen bestanddelen is eenvoudige vervanging door gietijzer niet acceptabel ten gevolge van de karakteristie-20 ken van het materiaal, in het bijzonder zijn lagere vermoeidheidsterkte. Gegoten materialen zijn gevoeliger voor spannings- pieken, welke kunnen optreden bij kritieke gebieden van een bestanddeel.

Op grond van bovenstaande redenen is men in de industrie dan ook meer geneigd tot het gebruik van bijzondere materialen in plaats van gesmeed 25 staal voor aan zware belastingen onderworpen organen.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een juk, dat met materialen zoals gegoten ijzer kan worden vervaardigd. Vervaardiging van een dergelijk juk vereist minder energie dan de vervaardiging van bekende constructies . Het juk heeft een voldoende torsiesterkte en vermoeidheidssterkte om 30 te worden gebruik bij aan zware belastingen onderworpen constructies.

Het juk volgens de huidige uitvinding omvat een lichaam dat een zich axiaal uitstrekkende glijspie en twee oren omvat verbonden met het glij-spielichaam met behulp van een oorverbindingslichaam. Het oorverbindings-lichaam omvat schouders tussen de oren en het glijspielichaam. In een voor-35 keursuitvoeringsvoorbeeld heeft het binnenoppervlak van het oorverbindingslichaam een straal van tussen 20? en 50? van de afstand tussen de oren. In een de voorkeur gegeven schuif juk is het glijspielichaam een cilinder en het oorverbindingslichaam omvat daarbij een ringvormig overgangsoppervlak tus- 8301837 % t ï . * * .

-2- 23222/CV/tj * sen de schouders en de cilinder waarbij het overgangsoppervlak een hoek van minder dan 45° ten opzichte van de hartlijn van de cilinder heeft.

De uitvinding zal hieronder nader worden uiteengezet aan de hand van bijgaande figuren.

5 Fig. 1 toont een vooraanzicht van een bekend spiebaanjuk.

Fig. 2 toont een zijaanzicht op het in fig. 1 weergegeven juk.

Fig. 3 toont een bovenaanzicht op het juk volgens fig. 1 en 2«

Fig. 4- toont een vooraanzicht van een glijspiejuk volgens de uitvinding.

10 Fig. 5 toont een zijaanzicht op het in fig. 4 afgebeelde glijspie- juk.

Fig. 6 toont een bovenaanzicht op het glijspiejuk volgens fig. 4 en 5.

Voor een goed begrip van de huidige uitvinding is het noodzakelijk 15 om ook een goed begrip te hebben van gebruikelijke bekende inrichtingen.

Fig. 1, 2 en 3 tonen een gebruikelijk bekend voor zware belastingen bekend juk 10 van het schuivende glijspietype, dat uit gesmeed staal is vervaardigd. Het juk omvat een hol glijspielichaam of cilinder 12 waarin zich axiaal uitstrekkende glijspieën 14 zijn aangebracht. Het juk heeft een langs-20 hartlijn 18 waarom het juk draaibaar is. De cilinder 12 is bestemd voor het opnemen van een niet nader weergegeven buisvormige as voorzien van een overeenkomstige glijspieopstelling voor het draaibaar aandrijven en axiaal schuifbaar in ingrijping komen met de glijspieopstelling 14. De cilinder 12 heeft een eerste einde 17, dat uitwendig van schroefdraad is voorzien 25 voor het opnemen van een niet nader weergegeven van overeenkomstige schroefdraad voorziene stofkapr welke afdicht tegen de buisvormige as, zoals in de techniek bekend is. Het uitwendige middengedeelte van de cilinder 12 omvat buitenste cilindrische oppervlakken 19, welke al dan niet een weinig tapsgewijs kunnen zijn uitgevoerd door gelijktijdige uitwendige machinale 30 bewerking van de cilinder met behulp van twee snijgereedschappen. Indien een van beide cilindrische gedeelten 19 een kleinere diameter heeft dan de andere is dit gebruikelijk het van schroefdraad voorziene einde 17.

Tegenover het van schroefdraad voorziene einde 17 omvat het juk twee symmetrisch en radiaal op afstand van elkaar gelegen oren 16. Ieder oor om-35 vat een dwarsboring 22 voor het opnemen van een kruisstuk. Zoals nader is weergegeven in fig. 2 is het uitwendige oppervlak van ieder oor 16 voorzien van van schroefdraad voorziene gaten 23 voor het opnemen van dekselbouten, welke een buitenring van een leger vasthouden.

8301837 • τ '' "> -3- 23222/CV/tj

De oren 16 zijn aan de cilinder 12 bevestigd met behulp van een oorver bindingslichaam 24, dat is voorzien van twee nekken 26 waarvan er een met ieder oor 16 is verbonden, van twee schouders 28, een met iedere nek 26 verbonden, een cilindrisch oppervlak 48 naar beide schouders 28 en een helling 5 of overga.ngzone 50, welke het cilindrische oppervlak met een cilinder 12 verbindt. Het conisch gevormde overgangsgebied of helling 50 is gebruikelijk opgesteld onder een hoek 52 ten opzichte van de hartlijn 18 van het juk, welke hoek ongeveer 60° bedraagt. Het cilindrische oppervlak 48 omvat een van inwendige schroefdraad voorzienesmeerpoort 51 voor het opnemen van een 10 fitting.

Zoals verder uit fig. 2 blijkt zijn de nekgedeelten 26 van een breedte 38, welke minder is dan de breedte 39 van de oren 16.

Ieder oor 16 heeft een inwendig oppervlak 30 direct en rechtstreeks onder zijn desbetreffend dwarsgat 22 dat is bestemd voor het opnemen van een .

15 leger. De afstand tussen deze oppervlakken 30 door een vlak loodrecht op de hartlijn 18 is aangeduid met verwijzingscijfer 34 in fig. 1. Het verbindings-lichaam 24 begrenst een binnenoppervlak voorzien van binneste oorverbindings-oppervlakken 32, die zich ieder vanaf een binnenoppervlak 30 van een oor uitstrekken naar een vloer 35, welke de twee oorverbindingsoppervlakken 32 20 met elkaar verbindt. Het binnenoppervlak van het* oorverbindingslichaam 24 bepaalt verder tegenover elkaar gelegen inkepingen 43, die symmetrisch op afstand zijn gelegen tussèn de oren 16. De inkepingen 43 zijn uitgespaarde oppervlakken, welke maximale hoeken van de kruiskoppeling mogelijk maakt, zoals in de techniek algemeen bekend is. De vloer 35 is verhoudingsgewijs 25 vlak en omvat een balanceergat 40, dat is gevormd door een geboord gat, dat op geschikte wijze is opgesteld in het juk voor het draaiend balanceren van het juk 10 op de as 18. De vloer 35 begrenst verder een verzonken boring 15, welke bestemd is voor het opnemen van een niet nader weergegeven stofkap, welke de glijspieën 14 tegen stof en dergelijke beschermt.

30 De oorverbindingsoppervlakken 32 bepalen een verhoudingsgewijs klei ne oppervlaktestraal 36 tussen de binnenste ooroppervlakken 30 en de vloer 35- De straal 36 is gebruikelijk verhoudingsgewijs klein om een verhoudingsgewijs grote vlakke vloer 35 voor het opnemen van balaneeergaten 40 te verkrijgen. Een grote straal 36 is gebruikelijk vermeden met het oog op de moei-35lijkheid om boorgaten in een gekromd oppervlak te boren.

Het oppervlak 48 is cilindrisch en heeft een verhoudingsgewijs grote diameter teneinde de smeerfitting op afstand van de glijspieën 14 op te stellen. Het oppervlak 48 is tevens een verhoudingsgewijs groot diametergegeven 8301837 -4- 23222/CV/tj % omdat het is gelegen in een gebied waar verhoudingsgewijs hoge spanningen optreden, terwijl de spanningsproblemen daarbij nog zijn vergroot door het aanbrengen van het gat 51, welke aanleiding zal geven tot vermoeidheids- problemen. Verder is het overgangsgebied 48 een gebied waar hoge spanningen 5 optreden omdat de daarbij behorende as gebruikelijk eindigt in dit gebied en dientengevolge hier werkt als een direct onder het oppervlak van dit overgangsgebied 48 aanwezige hefboom.

Een voorkeursuitvoeringsvoorbeeld van de constructie volgens de uitvinding is weergegeven in fig. 4, 5 en· 6« Zoals in fig. 4 is weergegeven om-10 vat het schuifbare juk 110 een holle cilinder 112 met glijspieSn 114, terwijl het;juk 110 draaibaar is om een langshartlijn 118. De cilinder heeft buitenste cilindrische oppervlakken 119 waarvan er een bij het einde 117 van uitwendige schroefdraad is voorzien.

Het juk 110 omvat een tweetal oren 116, die ieder zijn voorzien van 15 een dwarsboring 122 voor een leger en van boutgaten 123 voor het aanbrengen van een deksel. De oren .116 zijn dikker dan de oren van een gebruikelijk uit gesmeed staal vervaardigd juk voor het verkrijgen van een aanvullende tör-siesterkte. De oren zijn bevestigd aan de cilinder via een oorverbindings-lichaam 124, dat is voorzien van nekken 126, schouders 128, een cilindri-20 sche overgangsoppervlak 148, dat is voorzien van een smeerpoort 151, en een helling of overgangszone 150.

De helling 150 i3 opgesteld onder een hoek 152 van 15° ten opzichte van de hartlijn 118 van de cilinder. Het is gebleken, dat een geleidelijk glad verlopende overgangsoppervlak 150 bijdraagt in het elimineren van span-25 ningspieken, welke in de overgangszone kunnen optreden. Ofschoon momenteel de voorkeur wordt gegeven aan een helling verlopend onder 15° kunnen hellingen met hoeken minder dan ongeveer 45° soortgelijke gunstige eigenschappen geven in andere toepassingen. Een aanvullende gunstige eigenschap van het huidige ontwerp is, dat de gelijkmatig hellend verlopende overgang 150 30 een ideaal oppervlak geeft voor het gieten van het door een gietstuk gevormde juk.

Ieder oor 116 heeft een binnenoppervlak 130 dat onmiddellijk en rechtstreeks onder het desbetreffende dwarsgat 122 is gelegen. De afstand tussen deze twee vlakken 130 door een vlak loodrecht op de hartlijn 118 is 35 aangegeven met verwijzingscijfer 134. Het oorverbindingslichaam 124 heeft een binnenoppervlak voorzien van binnenste oorverbindingsoppervlakken 132, die zich ieder uitstrekken vanaf een binnenoppervlak 130 van een oor naar een vloer 135, welke de twee oorverbindingsoppervlakken 132 met elkaar 8301837 -5- 23222/CV/tj verbindt. De vloer 135 bevat geen balanceergaten zoals 40 omdat het moeilijk zou zijn dergelijke gaten in de gekromde binnenoppervlakken 132 van het oorverbindingslichaam te boren. De vloer 135 heeft een verzonken boring 115 voor het opnemen van een niet nader weergegeven stofkap. Het binnen-5 oppervlak van oorverbindingsliehaam 124 begrenst verder tegenover elkaar gelegen inkepingen 143, die zijn aangebracht om maximale hoeken tussen tegenover elkaar opgestelde jukorganen mogelijk te maken.

Ieder oorverbindingsoppervlak 132 heeft een grote oppervlaktestraal 132 tussen het corresponderende binnenste ooroppervlak 130 en de vloer 135. 10 De straal 136 is tussen 20£ en 50% van de afstand 134. Een grote straal 136 begunstigt het oorverbindingsliehaam en versterkt de bevestiging aan de cilinder. Verder draagt dit bij in de centrifugale stijfheid en in vermoeid-heidssterkte. In een voorkeursuitvoeringsvorm is de straal 136 24% van de afstand 134. Indien de straal 136 50% van de afstand 134 benadert zullen 15 de oppervlakken 132 een enkel gekromd oppervlak tussen de gebieden 130 vormen. Stralen 136 groter dan 50% van de afstand 134 zijn ongewenst omdat dit aanleiding zal geven tot inkepingen tussen de oppervlakken 130 en 135. Ten gevolge van de grote straal 136 Is het noodzakelijk een verhoudingsgewijs vlak eliptisch gebied 141 (zie fig. 6) aan te brengen voor de verzon-20 ken boring 115 van de stofkap.

Dit fig. 5 zal het duidelijk zijn, dat de breedte 138 van de nek 126 tenminste even groot is als de breedte 139 van de oren 116. De grote breedte 138 tesamen met de verhoogde dikte geeft een bijdrage aan de radiale en tor-siestijfheid en vormt een oor 116, dat beter in staat is om torsiekrachten 25 op te nemen. De huidige uitvinding maakt het gebruik mogelijk van gegoten ijzer in zeer grote jukken welke tot nu toe de optredende spanningen niet konden weerstaan.

Een balanceergat 140 is geboord door het buitenoppervlak 131 van een van de oren 116. De aanvullende breedte 138 van de nek 126 geeft een 30 voldoend oppervlak om de aanwezigheid van balanceergaten mogelijk te maken zonder dat daarbij een ongewenste verzwakking van het oor zal optreden.

Ofschoon de dichtheid van gegoten ijzer slechts ongeveer 30% is van die van gesmeed staal kan het balanceergat 140 even effectief zijn als een balanceergat 40 in de vloer bij de bekende jukken omdat balanceergat 140 ra-35 diaal op een grotere afstand van de hartlijn 118 van het juk is gelegen.

De huidige uitvinding maakt de gebruikmaking van gegoten ijzer voor het juk 110 in plaats van gesmeed staal mogelijk. Ofschoon het juk 110 uit gegoten ijzer massiever is dan bekende uit gesmeed staal vervaardigde jukken 8301837 ♦ ‘ 4 ' -6- 23222/CV/tj ·· is zijn gewicht niet groter dan dat van dergelijke stalen jukken omdat de dichtheid van gegoten ijzer ongeveer 90% is dan die van* gesmeed staal. Gegoten ijzer weegt ongeveer 0,256 pound per kubieke inch, terwijl gesmeed staal ongeveer 0,283 poundper kubieke inch weegt.

5 Het gietijzeren materiaal, dat wordt gebruikt voor het juk 110 is een pearlitisch modulair (smeedbaar) ijzer, gebruikt als gietmateriaal (SAE materiaal specificatie D7003 (aangepast)). Het gietijzer heeft een treksterkte van 100.000 PSI en een vloeisterkte van 70.000 PSI. Zijn verlengings-factor in 2 inches is 3 - 5% en zijn elasticiteitsmodules is 22 - 24 X 1oSsi.

10 Het materiaal heeft een Rockwell hardheid van C20 - 30 en een Brinell hardheid van 229 - 285 BHN. Het gegoten ijzer is voldoende hard voor machinale bewerking.

Ofschoon de bovenstaande beschrijving van een voorkeursuitvoeringsvorm slechts verwijst naar schuifjukken kunnen bepaalde aspecten van de hul-15 dlge uitvinding worden gebruikt bij andere onderdelen voor kruiskoppelingen, zoals eindjukken, waarin het spiebaanlichaam geen cilinder is. Andere wij- % zigingen en/of aanvullingen van de uitvinding zijn binnen de geest en be-schermingsomvang van de uitvinding mogelijk.

-CONCLUSIES- ♦ 8301837

Claims (7)

1. Juk voorzien van een glijspielichaam, dat althans een zich axiaal uitstrekkende glijspie omvat voor ingrijping met een overeenkomstige ge-5 vormde glijspie van een daarmee samenhangend onderdeel, van twee zich uitstrekkende oren, die symmetrisch zijn opgesteld om de hartlijn van het juk, waarbij ieder van de oren is voorzien van een zich dwars op de hartlijn uitstrekkend gat, dat in lijn is gelegen met het in het andere oor aangebrachte gat, van een oorverbindingslichaam, dat ieder van de oren verbindt 10 met het glijspielichaam en dat i3 voorzien van een tweetal nekgedeelten, die ieder met een van de oren zijn verbonden en twee sehoudergedeelten, die ieder een nekgedeelte met het glijspielichaam verbinden, waarbij ieder van de oren is voorzien van een binnenoppervlak nabij het binnenste gedeelte van het dwarsgat in het desbetreffende oor en waarbij het oorverbindings-15 lichaam is voorzien van een binnenoppervlak, dat zich vanaf althans een van de ooroppervlakken uitstrekt naar een gebied nabij de spiebaan en het oorverbindingslichaam verder gekromd verloopt en een straal heeft van tussen 20$ en 50$ van de loodrechte afstand tussen de binnenste ooroppervlakken.

2. Juk volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de breedte van ieder van de nekgedeeltes tenminste even groot is als de breedte van de oren.

3. Juk volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het oorver bindingslichaam is voorzien van een buitenoppervlak waarin althans een ba-lanceergat is aangebracht.

4. Juk volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het balanceergat in een van de nekgedeeltes is aangebracht.

5. Juk volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het schuifbare juk uit gietijzer is vervaardigd.

6. Schuifjuk voorzien van een zich axiaal uitstrekkend cilindrisch 30 deel met althans een zich in axiale richting uitstrekkende glijspie bestemd voor ingrijping met een corresponderende glijspie van een daarbij behorende voorwerp, van twee zich axiaal uitstrekkende oren die symmetrisch zijn opgesteld om de hartlijn van de cilinder, waarbij ieder van de oren is voorzien van een zich dwars op de hartlijn uitstrekkend gat zodanig dat het gat 35 in het ene oor in lijn is gelegen met het gat in het andere oor, van een oor verbindingslichaam dat ieder van de oren met de cilinder verbindt, waarbij het lichaam een tweetal nekgedeelten omvat die ieder met een van de oren zijn verbonden en twee schoudergedeeltes die ieder een van de nekgedeelten 8301837 * -8- 23222/CV/tj ψ· met het cilindrische gedeelte verbinden, terwijl het lichaam verder is voorzien van een ringvormig overgangsoppervlak tussen.de schoudergedeelten en de cilinder, waarbij dit overgangsoppervlak een grotere diameter heeft dan de cilinder en het lichaam'verder is voorzien van een ringvormig hellend 5 verlopend deel, dat het overgangsdeel verbindt met de cilinder, waarbij het hellend verlopende deel is opgesteld onder een hoek kleiner dan 45° ten opzichte· van de hartlijn van de cilinder.

7. Juk volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het juk uit gietijzer is vervaardigd. 10 4 8301837