Opublikowano dnia 10 lipca 1961 r. p^cf l[0& BIBLIOTEK 99! POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 44792 Borge Martins Kopenhaga, Dania Urzadzenie do mocowania piasty na wale Patent trwa od dnia. 12 listopada 1960 r.Wynalazek ten dotyczy urzadzenia do mocowa¬ nia piasty na wale, na przyklad osadzania na stale kól pasowych, kól zebatych, dzwigni lub podobnych elementów maszynowych na obra¬ cajacym sie lub nieruchomym wale, na czopie lub elemencie podobnym, a w szczególnosci takich urzadzen, które wyposazone sa w wzdluz¬ nie przeciete tuleje o walcowej powierzchni wewnetrznej i wspólsrodkowej z nia powierzch¬ ni zewnetrznej.Do mocowania piasty na wale znane jest stosowanie przecietych tulei o walcowej po¬ wierzchni wewnetrznej, które sa dokladnie do¬ pasowane do walu i które maja stozkowa po¬ wierzchnie zewnetrzna, dopasowana do odpo¬ wiednio stozkowego otworu piasty, albo jeszcze czesciej do przecietego zewnetrznego pierscie¬ nia, który jest osadzony w otworze piasty.Przez osiowe przesuwanie takiej przecietej tulei wzgledem piasty lub wzgledem zewnetrz¬ nego pierscienia, tuleja ta mocno dociskana do walu oraz bezposrednio albo tez za posrednic¬ twem zewnetrznego pierscienia, równiez do scianki otworu piasty.W celu stosowania tego rodzaju przecietych tulei, trzeba aby zbieznosc przecietej tulei scis¬ le odpowiadala zbieznosci zewnetrznego piers¬ cienia lub otworu piasty. Jezeli stosowana jest jednoczesciowa tuleja przecieta, to otwór piasty musi byc bardzo dokladnie obrabiany, aby mógl byc' dokladnie dopasowany do stozka przecietej tulei, a ta dokladna obróbka pociaga za soba stosunkowo duze koszty. Jezeli stosuje sie przecieta tuleje w kombinacji z pierscie¬ niem zewnetrznym, to wówczas nie jest wyma¬ gana specjalna obróbka otworu piasty, ale za to obydwie czesci przecietej tulei musza wy¬ jatkowo dokladnie wzajemnie pasowac, tak ze znów wykonanie tego rodzaju dokladnej tulei wypada bardzo drogo, a to na skutek wyma¬ ganej dokladnosci stozkowych powierzchni.Ponadto potrzebne osiowe przesuwanie zna-r nych dotychczas tulei przecietych, wymaga przykladnie stosunkowo duzej sily w celu pe- wneg»z£xLocowania piasty na wale lub do jej zfcfjejeia.z wAiyu^ 3fe chodzi o wymagane osiowe przesuwanie, to ' czesto sprawia duze trudnosci scige.osiowe przesuwanie tulei wzgle¬ dem piasta p j- to J ^ ^ . i . Przewolnia mysla wynalazku jest stworzenie urzadzeni* wymienionego wy^ej rodzaju, które jest conaL&^^k jiagig^fiteczne jak znane dotychczas^ttBeTe^^TrzecieteT przy czym nie sa w nim potrzebne powierzchnie stozkowe, na skutek czego wykonywanie wypada taniej, niz przy znanych dotychczas tulejach przecietych.Dalsza mysla przewodnia wynalazku jest stworzenie takiego urzadzenia, które ze sto¬ sunkowo malym wysilkiem moze byc zakla¬ dane lub nastepnie zdejmowane i przy sto¬ sowaniu którego zapewnione jest zakladanie oraz zaciskanie, zarówno na wale jak i w pias¬ cie w dokladnie osiowym polozeniu.Wedlug wynalazku zostalo to w ten sposób uzyskane, ze tuleja jest wyposazona w piers¬ cieniowy element wewnetrzny o grubosci mniejszej niz odleglosc pemiedzy wewnetrzna i zewnetrzna powierzchnia tulei, ze ponadto pierscieniowy element wewnetrzny wyposazo¬ ny jest po kazdej z obydwóch stron przeciecia w promieniowo wystajace wystepy, a z zew¬ natrz tuleja ma co najmniej jedna krzywo¬ liniowa nakladke o powierzchni zewnetrznej, która tworzy co najmniej czesc powierzchni zewnetrznej tulei oraz o powierzchni wewne¬ trznej, która znajduje sie w pewnej odleglosci od zewnetrznej powierzchni elementu wewne¬ trznego, przy czym nakladka ta jednym swym koncem scisle przylega do jednego z obydwóch wystepów, a pomiedzy jej drugim koncem i drugim wystepem tworzy sie szczelina dla umieszczenia w niej przyrzadu, za pomoca któ¬ rego szczelina ta moze byc rozszerzana i na skutek tego nakladka moze byc dociskana do przynaleznego wystepu.Przez to rozszerzanie szczeliny powierzchnie ograniczajace przeciecie zostaja wzajemnie zbli¬ zone. Na skutek tego wewnetrzny element tu¬ lei zostaje obcisniety dokola walu i przylega don mocno z zakleszczeniem, a jednoszesnie krzywoliniowa nakladka zostaje wycisnieta na zewnatrz, na skutek czego mocno i z zakle¬ szczaniem uklada sie w otworze piasty i w ten sposób piasta ta zostaje na stale osadzona na wale. Jednoczesnie rozpychanie sie nakladki oraz sciskanie elementu wewnetrznego kom¬ pensuje sie wzajemnie, tak ze po zamocowaniu na wale, piasta zajmuje wzgledem niego po¬ lozenie scisle wspólosiowe. Poniewaz w czasie zaciskania osiowe przesuwanie tulei nie jest tu konieczne, wiec ponadto tuleje te moga byc osadzone w wymaganym w stosunku do piasty dokladnie wspólosiowym polozeniu.W wielu przypadkach, wówczas gdy urzadze¬ nie zaopatrzone jest w dwie nakladki, wskaza¬ ne jest aby obydwie bardzo dokladnie przyle¬ galy do odpowiadajacego kazdej z nich wyste¬ pu, przy czym pomiedzy ich swobodnymi kon^ cami powstaje wówczas szczelina, w której umieszcza sie przyrzad rozszerzajacy. W ten sposób mozna uzyskac symetryczny uklad ele¬ mentów urzadzenia i uzyskac mniej wiecej jego wywazenie. Wskazane jest ponadto, aby nakladki (lub kazda nakladka) stanowily (lub stanowila) jedna calosc z sasiednim wystepem, na skutek czego uzyskuje sie uklad, który poza przyrzadem do rozszerzania szczeliny, sklada sie z jednego jedynego elementu i który na skutek tego jest wygodny do stosowania.Niektóre przyklady wykonania wynalazku zostana szczególowiej opisane na podstawie ry¬ sunków, przy czym fig. 1 pokazuje prostopadly do osi przekrój pierwszego przykladu wyko¬ nania, fig. 2 — osiowy przekrój tego samego urzadzenia, a fig. 3 — jego rzut z góry, fig. 4 i 5 pokazuja odpowiadajace fig. 1 przekroje dwóch dalszych przykladów wykonania, fig. 6 pokazuje w przekroju czwarty przyklad wyko¬ nania, fig. 7 — osiowy przekrój urzadzenia przedstawionego na fig. 6, fig.8 — rzut czolo¬ wy piatego przykladu wykonania, fig. 9 — osio¬ wy przekrój tego urzadzenia, a fig. 10 —jego rzut z góry, fig. 11—rzut czolowy innego przy¬ kladu wykonania, fig. 12 — rzut czolowy in¬ nego jeszcze przykladu wykonania urzadzenia, które umieszczone jest wewnatrz kola pasowe¬ go do pasków klinowych, a fig. 13 —przekrój tego urzadzenia plaszczyzna, oznaczona linia XIII —XIII na fig 12.Na fig. 1—10 liczba 10 oznaczono piaste dowolnego elementu maszynowego, który ma byc zamocowany na wale 12, Otwór piasty ma srednice wieksza od srednicy walu, tak ze pomiedzy nimi moze byc umieszczone urzadze¬ nie mocujace.Urzadzenie mocujace wedlug fig. 1—3 zawie¬ ra pierscieniowy element wewnetrzny 14 z wal¬ cowa powierzchnia wewnetrzna .16, której srednica odpowiada srednicy walu 12, tak ze ten element wewnetrzny dociska sie do zew¬ netrznej powierzchni walu 12. W tej postaci — 2 —Wykonania zewnetrzna powierzchnia 18 elemen¬ tu wewnetrznego 14 jest równiez walcowa i ma srednice, która jest nieco mniejsza niz wew¬ netrzna srednica piasty 10.Za pomoca osiowego przeciecia 20 element wewnetrzny 14 jest rozdzielony, a po obydwóch stronach przeciecia jest wyposazony w wysta¬ jace promieniowo wystepy 22. Po obydwóch stronach elementu wewnetrznego znajduje sie nakladka 24 o ksztalcie segmentu^ pierscienia i o zewnetrznej powierzchni 26, której sredni¬ ca dostosowana jest do srednicy otworu piasty i latwo daje sie do niego wkladac. Wewnetrzna powierzchnia 28 nakladki 24 jest oddzielona od zewnetrznej powierzchni 18 elementu wew¬ netrznego 14 przez szczeline 30. Jeden koniec 32 kazdej nakladki 14 dolega scisle do sasiadujace¬ go z nim wystepu 22. Obydwie przeciwlegle, swobodne powierzchnie koncowe 34 nakladek 24, biegna z pewna wzajemna zbieznoscia, jak to pokazuje fig. 3, i pozostawiaja pomiedzy soba szeroka szczeline 36. W szczelinie tej zostaje umieszczony element rozszerzajacy 38, który sam tez jest zbiezny i którego zbiezne po¬ wierzchnie przylegaja do koncowych powierzch¬ ni 34 nakladek 24. Klin 38 ma walcowa po¬ wierzchnie wewnetrzna 40, której srednica od¬ powiada srednicy powierzchni zewnetrznej 18 elementu wewnetrznego 14, tak ze klin ten jest prowadzony po tej powierzchni zewne¬ trznej. Klin 38 jest poza tym zaopatrzony w walcowa powerzchnie zewnetrzna 42, -której srednica odpowiada srednicy otworu piasty.Gdy skladajaca sie z elementu wewnetrzne¬ go 14 i nakladek 24 tuleja zostanie juz nasu¬ nieta na w'il 12 w obrab otworu piasty 10, to nastepnie wciska sie klin 38 do szczeliny 36, pomiedzy koncowe powierzchnie 34 nakla¬ dek 24 i dzieki temu nakladki te zostaja do¬ cisniete obwodowo do wystepów 22. Na skutek tego równiez wystepy 22 zostaja wzajemnie zbli¬ zone, tak ze element wewnetrzny 14 ukJada sie z zakleszczeniem dokola walu 12. Jednoczesnie nakladki 24 zostaja wycisniete na zewnatrz i na skutek tego docisniete do wew¬ netrznej scianki otworu piasty, tak ze piasta 10 zostaje ostatecznie nieruchomo osadzona na wale 12.Glówna róznica przykladu wykonania wedlug fig. 4, w stosunku do wykonania wedlug fig. 1—3, polega na tym, ze kazda z obydwóch na¬ kladek 24 stanowi jedna calosc z sasiadujacym wystepem 22, tak ze element wewnetrzny 14 tulei i obydwie nakladki 24 tworza wspólza¬ lezny element i w ten sposób tuleja moze byc na przyklad wykonana jako jeden element ku¬ ty lub lany. Szczeliny 30 pomiedzy nakladka¬ mi 24 i elementem wewnetrznym 14 moga w tym przypadku byc wykonywane jako po¬ laczone z operacja kucia lub odlewania, lub tez po tej operacji moga byc nadpilowane lub nadcinane.Na fig. 4 jest ponadto widoczne, ze zewnet¬ rzna powierzchnia 18 elementu wewnetrznego 14 i wewnetrzna powierzchnia 28 nakladek 24, które to obydwie powierzchnie ograniczaja wzajemnie szczeline 30, sa uksztaltowane jako wspólosiowe powierzchnie walcowe, jednakze w stosunku do wewnetrznej powierzchni 16 elementu wewnetrznego 14 sa one umieszczone mimosrodowo. Na skutek tego uzyskuje sie to, ze grubosc kazdej nakladki 24 stopniowo zwieksza sie, poczynajac od swobodnego konca 34, az do podporzadkowanego jej wystepu 22.Powoduje to, ze czesc kazdej nakladki, leza¬ ca blizej swobodnego konca 34, sprezynuje mocniej niz czesc blizsza wystepu 22, tak ze ta jej czesc moze byc latwo odksztalcona i do¬ prowadzona do scislego przylegania do Wewne¬ trznej scianki otworu piasty, bez obawy jednakze, aby nakladka 24 pekla w miejscu laczenia sie z wystepem 22. Jednoczesnie Wzra¬ sta grubosc tych czesci elementu wewnetrzne¬ go 14, które znajduja sie naprzeciw nakladek 24 i to w kierunku przeciwnym, niz w lezacej naprzeciw nakladce, W ten sposób uzyskuje sie najdokladniejszy rozklad sil wewnatrz ele¬ mentu wewnetrznego 14, tak ze wyeliminowa¬ ne zostanie równiez jakiekolwiek niebezpier czenstwo pekania elementu wewnetrznego.Z przykladu wykonania wedlug fig. 4, wi¬ doczne jest rówjniez to, ze zewnetrzna po¬ wierzchnia 18 elementu wewnetrznego 14, jest splaszczona w tym miejscu, gdz^e przylega do niej klin 38, a takze klin ten ma odpowiednio plaska wewnetrzna powierzchnie prowadzaca, tak ze klin moze byc wykonany o wiele grub¬ szy, a w zwiazku z tym moze miec mozliwie jak najwieksza wytrzymalosc. I Urzadzenie mocujace wedlug fig. 5 rózni sie tym od urzadzen pokazanych na fig. 1—3 i 4, ze zaopatrzone jest w jedna tylko nakladke 24, stanowiaca jedna calosc z wystepem 22. Na¬ kladka 24 opasuje w nieznacznej odleglosci wieksza czesc elementu wewnetrznego 14, tak ze szczelina 36, do której wprowadzany jest element rozszerzajacy, na przyklad klin 38, znajduje sie pomiedzy swobodnym koncem 34 tej jedynej nakladki 24 i boczna powierzchnia ograniczajaca 42 drugiego wystepu 22. — 3 —Ta postac wykonana jest specjalnie intere¬ sujaca tam, gdzie trzeba przenosic duze sily pomiedzy walem 12 i piasta 10, a nie moga byc zastosowane kliny i rowki klinowe, jak to najczesciej zdarza sie w przypadku rozporza¬ dzania mala srednica walu i otworu piasty.Przez zastosowanie jednej nakladki 24, otrzy¬ muje ona stosunkowo duza, mierzona po obwo¬ dzie dlugosc i odznacza sie stosunkowo duza sprezystoscia, tak ze moze byc dociskana z du¬ za sila do wewnetrznej powierzchni otworu piasty, na duzej czesci jej obwodu i na skutek tego uzyskuje mozliwie jak najwieksze tarcie.Jednakze uklad wedlug fig. 5 nie jest wywa¬ zony i wymaga, co najmniej na szybkobieznych walkach, stosowania specjalnych elementów wywazajacych.Nalezy jeszcze nadmienic, ze. chociaz na fig. 5 nakladka 24 przedstawiona zostala jako jedna calosc z przynaleznym wystepem 22, to jednak moze ona byc wykonana jako oddzielny ele¬ ment, który scisle dolega do przynaleznego wystepu 22, w miejscu oznaczonym kreskowa linia 44.W wielu przypadkach moze byc wskazane skojarzenie jednego z opisanych wyzej po¬ laczen ciernych piasty i walu, z polaczeniem za pomoca rowka i wypustu.Przyklady tego rodzaju skojarzenia sa przed¬ stawione na fig. 6—10. Fig. 6 i 7 pokazuja urzadzenie mocujace, które zasadniczo odpo¬ wiada urzadzeniu, opisanemu na podstawie fig. 4. Jednakze przeciecie 20 ma tu od strony wewnetrznej rozszerzanie, które tworzy rowek klinowy 50 i sluzy do osadzania klina 52 walu 12. Ponadto klin 38 jest wyposazony w sie¬ gajacy na zewnatrz wystep 54, który tak jak klin wchodzi do rowka 56 piasty 10.Jak uwidocznione jest na fig. 6, boczne powierzchnie 56 rowka klinowego 50 sa w ten sposób wzajemnie nieznacznie pochylone, ze rowek 50 rozszerza sie w kierunku walu 12, a zatem równiez przy wlozonym klinie 52 nie powstaja zadne trudnosci przy zaciskaniu elementu wewnetrznego 14 na wale 12.Fig. 6 i 7 pokazuja równiez odpowiednie elementy do wciskania klina 38 do szczeliny 36. pomiedzy swobodne konce 34 nakladek 24.Klin 38, który wraz z wystepem 54 jest bardzo gruby, wyposazony jest w gwintowany otwór 60. Jezeli klin 38 ma byc wciskany do szczeli¬ ny 36, to na czolowej powierzchni piasty 10 w taki sposób umieszcza sie wyposazona w otwór 64 plytke 62 (pokazana na fig. 7, a na fig, 6 uwidoczniona liniami kreskowymi), ze otwór 64 zajmuje polozenie wspólosiowe z otworem 60.Nastepnie z zewnetrzej strony plytki 62, po¬ przez otwór 64 wkreca sie do gwintowanego otworu 60 srube 66, na skutek czego klin 38 jest wciskany (na fig. 7 w kierunku na lewo) pomiedzy koncowe powierzchnie 34 nakladek.Gdy zaciskanie zostanie ukonczone, srubgf .66 i plytke 62 znów usuwa sie. Przy zaj^ftiu, ze kat pomiedzy pochylonymi powierzchniami koncowymi 34 nakladek i odpowiednimi po¬ wierzchniami bocznymi klina 38 dobrany jest w ten sposób ze wzgledu na wspólczynnik tarcia pomiedzy klinem i wkladkami, ze klin jest samohamowany (praktycznie jest to kat mniejszy od 10°), to wówczas nie sa juz potrzebne zadne specjalne elementy do utrzy¬ mywania urzadzenia mocujacego w stanie za¬ cisnietym, gdy uprzednio klin 38 zostal wcis¬ niety na wlasciwe miejsce.W wielu przypadkach moze byc jednakze wskazane zaopatrzenie urzadzenia mocujacego w elementy do wciskania i luzowania klina, na przyklad powinno byc stosowane takze wlasciwe urzadzenie mocujace elementów ma¬ szynowych, które musza byc czesto na wale zaciskane i znów na nim luzowane.W takich przypadkach jest odpowiednie urzadzenie mocujace, przedstawione na fig. 8 —10. W takiej postaci wykonania szczelina 36 sklada sie z dwóch róznych czesci 36a i 36b.Czesc 36a jest ograniczona wzajemnie zbiezny¬ mi powierzchniami bocznymi 34a (fig. 10), po¬ miedzy które wprowadza sie klin 38, natomiast druga czesc 36b ograniczona jest równolegly¬ mi powierzchniami bocznymi 34 b. Element wewnetrzny 14 jest wyposazony w wystajacy promieniowo wystep 70, który wchodzi do wewnatrz czesci 36b szczeciny i wystaje tak daleko na zewnatrz, ze wchodzi w piaste jak klin. Klin 38 jest tak samo jak na fig. 6 i *7 wyposazony w siegajacy na zewnatrz wystep 54, zaopatrzony w gwintowany otwór 60 (fig. 9) Wystep 70 elementu wewnetrznego 14 jest za¬ opatrzony w otwór 72, wspólosiowy z otworem 60. Sruba 66 jest wprowadzana do wewnatrz od czola wystepu 70, poprzez otwór 72, i wcho¬ dzi w gwintowany otwór 60. Od wewnetrznej strony wystepu 70 na srube 66 nasuwa sie podkladke 76, utrzymana w tym polozeniu za pomoca zawleczki. Przy obracaniu sruby 66 w jednym kierunku, klin jest przesuwany w strone wystepu 70, na skutek czego szczeli¬ na 36 jest rozszerzana, nafomiast przy obra¬ caniu sruby 66 w kierunku przeciwnym, klin jest odsuwany od wystepu 70, na skutek czego - 4 —urzadzenie mocujace zostaje zluzowane, za¬ równo w stosunku do piasty 10 jak i walu 12.Opisane wyzej urzadzenia mocujace powinny byc stosowane w tych przypadkach, w których dotychczas stosowano zwykle tuleje przeciete, tzn, w przypadkach w których róznica pomie¬ dzy zewnetrzna srednica walu, a wewnetrzna srednica, otworu jest stosunkowo mala. Ele¬ menty mocujace wedlug wynalazku moga jed¬ nakze znalezc równiez zastosowanie, gdy róz¬ nica srednic jest duza, na przyklad przy umieszczaniu ich pomiedzy wiencem kola i wa¬ lem.Postac wykonania wynalazku, jaka sluzy do tego celu, przedstawa fig. 11. W tym przypad¬ ku urzadzenie mocujace jest umieszczone po¬ miedzy wiencem 80 kola i walem 12, a od¬ nosnie zasadniczych elementów skladowych od¬ powiada postaci wykonania pokazanej na fig. 4. Rózni sie jednakze od niej tym, ze prze¬ strzenie 30 pomiedzy wewnetrznymi powierzch¬ niami nakladek 24 i zewnetrzna powierzchnia elementu wewnetrznego 14 sa stosunkowo du¬ ze. W celu zabezpieczenia sie od zbyt duzego sprezynowania urzadzenia, element wewne¬ trzny 14 jest wyposazony w umieszczony sred¬ nicowo na przeciwko przeciecia 20 promienio¬ wy wystep 82, zaopatrzony w koncowa po¬ wierzchnie 84, która sluzy jako prowadzenie slizgowe dla klina 38, a sam wystep sluzy jako usztywnienie calego urzadzenia.Podobne wykonanie pokazano równiez na fig. 12 i 13. Jednakze w celu usztywnienia, kazda z obydwóch nakladek 24 jest zwiazana z elementem wewnetrznym 14 poprzez ramie 86, które z nakladka 24 laczy sie w miejscu o wiekszej katowej odleglosci od przeciecia 20, niz miejsce polaczenia z elementem wewne¬ trznym 14. Dzieki temu uzyskuje sie; to, ze oddzialywanie nakladek 24 na element we¬ wnetrzny 14 odbywa sie nie tylko poprzez wy¬ stepy 22, ale równiez poprzez ramiona 86, przez co zapewnione zostaje wymagane za¬ ciskanie elementu wewnetrznego 14 na calym obwodzie walu 12. Takie dzialanie nie powo¬ duje jednakze tego, zeby ramiona 86 przeszka¬ dzaly wyciskaniu nakladek na zewnatrz, a to wlasnie na skutek ukosnego ich ulozenia.Jak wynika z fig. 13, szerokosc wkladek 24, mierzona w kierunku osiowym ukladu, jest rózna od szerokosci elementu wewnetrznego 14, mierzonej w tym samym kierunku. W powia¬ zaniu z urzadzeniami, które maja duza sred¬ nice zewnetrzna, jak to ma miejsce w posta¬ ciach wykonania przedstawionych na fig. 11 —13, czesto wskazane jest wykonywanie wez¬ szych nakladek, niz element wewnetrzny, tak jak to jest pokazane na rysunkach, natomiast w tych przypadkach, w których urzadzenie za¬ ciskajace moze byc^^porównywane ze zwykly¬ mi przecietymi tulejami, czesto najbardziej wskazane jest, aby wkladki i element wew¬ netrzny mialy taka sama szerokosc.W przedstawionych postaciach wykonania, mierzona po obwodzie dlugosc nakladek w sto¬ sunku do calej dlugosci obwodowej ukladu, jest rózna w poszczególnych przykladach wy¬ konania. W praktyce dlugosc obwodowa na¬ kladki wedlug fig. 5, lub calkowita dlugosc obydwóch nakladek razem, powinna wynosic co najmniej jedna czwarta, a najkorzystniej co najmniej polowe calkowitej dlugosci obwo¬ dowej tulei, razem: elementu wewnetrznego i nakladek.Przy stosunkowo dlugich tulejach, szczelina 36 moze skladac sie z dwóch lub wiecej od¬ cinków o zbieznych sciankach bocznych, z kli¬ nem w kazdym z tych odcinków. Mozliwe jest równiez zaopatrzenie kazdej nakladki w jedna lub kilka, w obwodowym kierunku przebiega¬ jacych szczelin, albo podzielenie jej na dwa lub wiecej, wzajemnie równolegle umieszczone pasma. PL