NO160670B - Universalledd. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et universalledd for sammenkobling av to aksler.

En kjent type universalledd omfatter et første enedestykke som har en kompakt del egnet til å festes til en ende av en første aksel, idet det første endestykke har en lengdeakse og omfatter tenner som danner konvekse, sirkelformede, sylindriske bæreflater om en første svingeakse som er vinkelrett på lengdeaksen til det første endestykke og skjærer lengdeaksen i et midtpunkt i leddet, og tennene er forbundet med den kompakte del på det første endestykke ved hjelp av et mellomliggende parti som danner basisdel for tennene og tjener til å holde og å drive tennene fra den kompakte del, samt et annet endestykke som har en kompakt del egnet til å festes til den fremre ende av en annen aksel som vender mot den fremre ende av den første aksel og har en lengdeakse som forløper gjennom midtpunktet av leddet og bare danner en liten vinkel med lengdeaksen til det første endestykke, idet det annet endestykke har et tverrgående spor i en endeflate, mellom to armer som hver er forbundet med den kompakte del på det annet endestykke ved hjelp av et mellomliggende parti som danner basisdel for armene og tjener til å holde og drive armene fra den kompakte del. Sporet omgir den første svingeakse og tennene på en slik måte at det første endestykke kan svinge en liten vinkel om den første svingeakse og kan overføre dreiemoment om lengdeaksen til det første endestykke, for å danne et dreiemoment om endeaksen til det annet endestykke ved hjelp av tennene som overfører krefter til armene i lagersonene som er anordnet symmetrisk og parvis rundt midtpunktet av leddet, hvilke krefter er like store og motsatt rettet og hovedsakelig vinkelrett på den første svingeakse og lengdeaksen til endestykkene. Basisdelene er egnet til å motstå bøyemomentene som oppstår ved utøvelse av kreftene som overfører dreiemoment, idet basisdelen for tennene befinner seg bak lagersonene for tennene og hovedsakelig i samme avstand fra aksen til det første endestykke som lagersonene, og basisdelene til armene befinner seg bak lagersonene til armene og hovedsakelig i samme avstand fra aksen til det annet endestykke som lagersonene, på en slik måte at det unngås at leddet rager vesent-lig diametralt utenfor den diametrale avstand mellom de symmetrisk anordnede lagersoner som danner armen for overføring av dreiemoment. Sporet er tilstrekkelig dypt til å.muliggjøre at det første endestykke kan svinge om en annen svingeakse som forløper gjennom midtpunktet av leddet og vinkelrett på både den første svingeakse og aksen til det første endestykke.

Et kjent universalledd av den type som er beskrevet ovenfor er f. eks. beskrevet i Cours de Forage utgitt av dét franske petroleumsinstitutt (utgitt av Technip), i annen del, hefte 4, "Les moteurs de fond hydrauliques", side 233.

I dette kjente universalledd er endestykkene identiske, og har identiske, sylindriske tenner som rager inn i et spor i enden av det annet endestykke, idet de to endestykkene danner 90° med hverandre. Leddet kan svinge om hvert av settene av sylindriske tenner på grunn av den betydelige klaring som det annet sett er anbragt" i sitt spor med. Begge endestykkene har en sfærisk utsparing i midten for anbringelse av en midtre kule som muliggjør at store aksialkrefter kan overføres uten at dette innvirker på funksjonen til tennene. Hvert sett tenner er således i to deler, med en tann på hver side av den midtre kulen.

Dette kjente universalledd oppviser den ulempe at det er stor vinkelklaring når dreieretningen veksler, og dessuten er be-arbeidingen av tennene og sporene for disse en meget vanskelig operasjon når det tas sikte på å minske klaringen uten at dette påvirker svingemuligheten.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å muliggjøre overføring av store dreiemomenter med liten klaring, samtidig med at universalleddet er av en forholdsvis enkel konstruk-sjon som er enkel å montere, demontere og vedlikeholde, idet universalleddet kan benyttes for aksler som danner forholds-

vis små innbyrdes vinkler, f. eks. mindre enn 10°.

I henhold til oppfinnelsen er dette oppnådd med et universalledd angitt i det etterfølgende patentkrav 1.

En utførelseform av oppfinnelsen skal i det følgende beskrives ved hjelp av et utførelseeksempel, under henvisning til den vedføyde tegning. Fig. 1 viser et universalledd i henhold til oppfinnelsen, sett fra siden, idet en ytre hylse er vist. i aksialsnitt i planet I-l i fig. 2, slik at de indre deler av koblingen er synlige. Fig. 2 viser et aksialsnitt gjennom koblingen, i planet II-II

i fig. 1, som er vinkelrett på planet I-l.

Det viste universalledd sammenkobler to aksler Al og A2. Leddet har sylindriske tenner for overføring av dreiemoment mellom akslene, og en kule holdes i to sfæriske utsparinger, for å overføre skyvekraft og sikre korrekt innbyrdes stilling mellom akslene. Leddet omfatter fem aktive deler og to holdedeler.

De fem aktive deler er følgende:

1) et første endestykke 1 med sylindriske tenner,

2) et annet endestykke 2 med rett spor,

3) en kule 3,

4) og 5) et første og annet forskyvbart element, 4a, 4b.

De to holdedelene er følgende:

1) en ytre hylse 25,

2) en konkav, sfærisk ring 29.

Som det fremgår av fig. 1 og 2 har det første endestykke 1 to tenner 5 og 6 med basisdeler 5a og 6a. Begge tennene har et par flanker 7 og 8 som danner deler av en sylinderflate med sirkelform. Aksen 20 til de sylindriske flater er vinkelrett på og krysser aksen 9 til det første endestykke 1 i er punkt 10. Aksen 20 danner således en første svingeakse, og punktet 10ydanner sentrum i leddet.

Når den første aksel Al overfører dreiemoment til' den annen aksel, i retningen vist med pilen F, utgjør flanken 7 på tannen 5 og flanken 8 på tannen 6 lagersoner, idet de krefter som overfører dreiemoment fra det ene endestykke til det annet overføres gjennom disse flanker. Når dreiemomentet er motsatt dannes lagersonene av de motsatte flanker på tennene, d.v.s. flanken 7 på tannen 6 og flanken 8 på tannen 5.

En sfærisk utsparing 11 er dannet i det midtre parti av endestykket 1, og den sfæriske kulen 3 er anbragt i utsparingen. Kulen 3 har samme diameter som utsparingen 11, og det felles krumningssenter ligger i punktet 10.

Tennene 5 og 6 på det første endestykke 1 er ført inn i identiske, hovedsakelig U-formede, forskyvbare elementer 4a og 4b som har indre sylinderflater i kontakt med flankene 7 og 8 og tennene 5 og 6. Yttersidene av de forskyvbare elementer er plane og parallelle med hverandre og med aksen 20 til de sylindriske flater.

De forskyvbare elementer.4a og 4b er anbragt i et tverrgående spor 15 som rager diametralt i enden av det annet endestykke 2. Sporet 15 danner således et skille mellom to armer 15a og 15b på enden av det annet endestykke 2, og disse armer har parallelle sider 15e og 15f som danner sider i sporet 15. De partier av sidene 15e og 15f som omgir tennene 5 og 6 danner således lagersoner på armene. Basisdelene til armene 15a og 15b har tallhenvisningene 15c og 15d.

Det midtre parti av det annet endestykke 2 har en sfærisk utsparing som kulen 3 ligger mot.

Universalleddet beskrevet ovenfor virker på'følgende måte:

En svingebevegelse OA av aksen 9 om punktet 10 i hvilken som helst retning kan dekomponeres i to komponenter OX og OY som ligger i samme plan som OA, hvilket plan er vinkelrett på aksen gjennom punktene 10 og O.

Komponenten OY representerer svingebevegelse om aksen 20 til sylinderflaten på tennene 5 og 6. Det første endestykke 1 beveges med utsparingen 11 liggende mot kulen 3, og bevirker at tennene dreier i de forskyvbare elementer 4a og 4b som holdes mellom sidene 15e og 15f i sporet 15.

Komponenten OX danner sammen med komponenten OY en bevegelse YA. om en akse 21 som er vinkelrett på lengdeaksen 22 til det annet endestykke og på aksen 20 til sylinderflaten på tennene. Det første endestykke 1 beveges således ved at det dreier om det felles krumningssenter for kulen 3 og utsparingen 11,

idet de forskyvbare elementer 4a og 4b beveger seg mot og bort fra bunnen av sporet 15. Denne bevegelse er muliggjort på grunn av at det er klaring mellom de forskyvbare elementer og bunnen av sporet.

Dreiemoment overføres fra det ene endestykke til det annet av tennene 5 og 6 som trykker mot armene 15a og 15b via de forskyvbare elementer 4a og 4b. Sammenlignet med kjente universalledd muliggjør bruken av slike forskyvbare elementer at lengden av tennene kan minskes, slik at det bøyemoment som basisdelene til tennene utsettes for ved et gitt overført dreiemoment minskes.

Holdedelene hindrer at det første endestykke 1 og det annet endestykke 2 kan bevege seg fra hverandre, og bevirker trykk mot kulen 3.

En ytre hylse 25 er forskyvbart festet på det annet endestykke 2, og har en innover rettet leppe 26 som ligger mot en konisk avfasning på det annet endestykke 2. Den sylindriske veggen i hylsen holder de forskyvbare elementer 4a og 4b på plass i sporet 15 når elementene påvirkes av den radiale forskyvning av tennene 5 og 6.

Innerdiameteren til hylsen 25 er øket i den ene enden 27, der hylsen omgir det første endestykke 1, slik at dette kan svinge i forhold til det annet endestykke. En gjenget ring 29 er skrudd inn i denne ende av hylsen 25, for å trykke de to endestykkene aksialt mot hverandre. Dette skjer ved at ringen 29 har et parti 30 med en konkav, sfærisk flate som ligger mot et parti av en tilsvarende konveks, sfærisk flate på det første endestykke 1. Disse sfæriske flater har krumningssentrum i punktet 10. Holdedelene kan modifiseres på forskjellige måter under opprettholdelse av holdefunksjonen, og f. eks. kan ringen 29 være festet til enden av hylsen 25 på annen måte enn ved bruk av gjenger, og den konvekse, sfæriske flate på det første endestykke 1 kan være dannet av en ring festet til endestykket, slik at det unngås bearbeiding av den konvekse, sfæriske flåte direkte på delen la.

Når aksen 9 svinger beveges den sfæriske flaten 30 på ringen 29 langs den sfæriske flaten på det første endestykke 1, slik at det hindres at endestykkene 1 og 2 beveger seg bort fra hverandre i aksial retning.

Et fleksibelt tetningselement 35 av gummi forbinder ringen 29 med akselen Al og hindrer at fremmedlegemer skader de sfæriske flateneog leddet som helhet.

Claims (5)

1. Universalledd for sammenkobling av to aksler, særlig aksler som kan danne små innbyrdes vinkler, omfattende et første endestykke (1) som har en kompakt del (la) innrettet til å festes til en ende av en første aksel (Al), hvilket første endestykke har en lengdeakse (9) og tenner (5, 6) som danner konvekse, sirkelformede, sylindriske lagerflater om en første svingeakse (20) som er vinkelrett på lengdeaksen til det første endestykke og krysser lengdeaksen i et midtpunkt (10) i leddet, hvilke tenner er forbundet med den kompakte delen av det første endestykke via et mellomliggende parti som danner en basisdel (5a, 5b) for tennene og tjener til å holde og drive tennene fra den kompakte del, samt et annet endestykke (2) som har en kompakt del (2a) innrettet til å festes til den ene ende av en annen aksel (A2) som har en lengdeakse (22) som forløper gjennom midtpunktet (10) av leddet og bare danner en liten vinkel med lengdeaksen til det første endestykke, hvilket annet endestykke har et tverrgående spor (15) i endeflaten, mellom to armer (15a, 15b) som begge er forbundet med den kompakte delen via et mellomliggende parti som danner basisdel (15c, 15d) for armene og tjener til å holde og drive armene fra den kompakte del, hvilket spor omgir den første svingeaksen (20) og tennene på en slik måte at det første endestykke kan svinge en liten vinkel om den første svingeaksen og overføre dreiemoment om lengdeaksen, for å danne et dreiemoment om lengdeaksen til det annet endestykke ved at tennene overfører krefter mot armene i lagersoner (7,

8, 15e, 15f) som er anordnet symmetrisk i par rundt midtpunktet i leddet, idet disse krefter er like og motsatt rettet og hovsakelig vinkelrett på den første svingeakse og lengdeaksen til endestykkene, hvilke basisdeler er innrettet til å motstå de bøyemomenter som oppstår på grunn av utøvelsen av de krefter som overfører dreiemoment, idet basisdelen (5a) til tennene befinner seg bak lagersonene (7) til tennene, og hovedsakelig i samme avstand fra aksen til det første endestykke som disse lagersoner, og idet basisdelene til armene (15c) befinner seg bak lagersonene (15e) på .armene og hovedsakelig i samme avstand fra aksen til det annet endestykke som disse lagersoner, på en slik måte at det unngås at leddet rager diametralt lenger ut enn den diametrale avstand mellom de symmetrisk anordnede lagersoner for overføring av dreiemoment, og sporet (15) er tilstrekkelig dypt til å muliggjøre at det første endestykke kan svinge om en annen svingeakse som for-løper gjennom midtpunktet (10) av leddet og vinkelrett på både den første svingeakse og aksen til det første endestykke, karakterisert ved at et forskyvbart element (4a, 4b) er anordnet mellom tennene (5, 6) på det første endestykke og armene (15a, 15b) som begrenser sporet (15) i det annet endestykke, hvilke forskyvbare elementer er hule og oppviser konkave, sylindriske lagerflater som samvirker med konvekse, sylindriske lagerflater på tennene, med tilstrekkelig klaring til å muliggjøre at det første endestykke kan svinge om den første svingeaksen (20), og de forskyvbare elementer oppviser på hver side av flankene til tennene ytre glideflater (12, 13) som er plane og vinkelrette på den annen svingeakse (21), og armene (15a, 15b) som begrenser sporet (15) har plane glideflater som samvirker med glideflatene (12, 13) på de forskyvbare elementer, med tilstrekkelig klaring til å muliggjøre at det første endestykke kan svinge om den annen svingeakse, hvilken klaring er tilstrekkelig til å muliggjøre slik svingning men ikke så stor at den påvirker overføringen av dreiemoment mellom endestykkene, at en første og annen utsparing (11, 14) er dannet i henholdsvis det første og annet endestykke (1, 2) og danner to sfæriske glideflater rundt aksene (9, 22) til endestykkene, med felles krumningssenter i midtpunktet (10) av leddet, at en kule (3) med samme diameter er anbragt i utsparingene, for å overføre aksiale trykkrefter mellom endestykkene uten å belaste tennene (5, 6) eller de forskyvbare elementer (4a, 4b), hvilke tenner utgjør en tann på hver side av kulen, og at sporet (15) forløper på begge sider av kulen, og de forskyvbare elementer utgjør to separate elementer (4a, 4b), ett på hver side av kulen, og hvert element omfatter to armer, en på hver side av en tann, hvilke armer omfatter de konkave, sylindriske lagerflater, og de plane glideflater (12, 13), idet armene er forbundet ved hjelp av en bunn som danner tilstrekkelig klaring til bunnen av sporet (15) til å muliggjøre svingebevegelse om den annen svingeakse (21).

2. Universalledd som angitt i krav 1, karakterisert ved at det omfatter holde-elementer som sperrer det første og annet endestykke (1, 2) mot å beveges fra hverandre i aksial retning.

3. Universalledd som angitt i krav 2, karakterisert ved at holdeelementet er dannet av en hylse (25) som er festet til ett av endestykkene (2) og rager utenfor dette slik at det omgir det annet endestykke (1), og hylsen har en konkav, sfærisk lagerflate dannet på det annet endestykke, eller på en del som er festet til dette, idet begge lagerflåtene har sitt krumningssenter i midtpunktet (10) til leddet.

4. Universalledd som angitt i krav 3, karakterisert ved at den konkave, sfæriske lagerflate (30) er utformet på en ring (29) eller en separat del som er skrudd inn i hylsen (25) og rager radialt innover fra hylsen, på en slik måte at det annet endestykke (1) kan anbringes i hylsen før ringen skrus på plass.

5. Universalledd som angitt i krav 3, karakterisert ved at et fleksibelt tetningselement (35) forbinder hylsen med det annet endestykke (1), for å danne tetning mot omgivelsene..