SE182103C1 - - Google Patents

Description

Uppfinnare: D L Whitmore Prioritet begtird frdn den 26 mars 1959 (USA) Foreliggande uppfinning hanfor sig till en cylindrisk fras, omfattande ett huvud, som i sin periferi har ett flertal spar, vilka stracka sig frail huvudets framsida till dess baksida och bilda mellanpartier mellan intilliggande spar, insatta frastander, vilka hava skaft, som aro anbragta i sparen och inneslutna av sparens bottenvaggar och sidovaggarna hos intilliggande mellanpartier och med hu.vuden forsedda fasthallningsskruvar, som stracka sig genom skaften och aro inskruvade i med gangor f8rsedda oppningar i huvudet vid sparens bottnar.

Huvudandamalet med uppfinningen är att astadkomma en fras av denna art, som har ett storre antal tänder an som hittills i prakliken varit mojligt att anbringa och som kan justeras ph ett lattare och snabbare satt. Detta ernas enligt uppfinningen vasentligen därigenom att fasthallningsskruvarnas gangor liksom oppningarnas hava en tryckflankvinkel, som icke vasentligt overstiger desammas statiska friktionsvinkel for forminskning av fOrskjutningen av de intilliggande vaggar, som innesluta en intilliggande tand, da. en fasthallningsskruv for en tand itdrages eller lossas.

Uppfinningen skall nedan narmare beskrivas under hanvisning till pa bifogade ritning visade utforingsexempel. I fig. 1 och 2 visas frontvyer av en ph utsidan skarande fras fOr skarning av de konkava sidorna hos kuggar, respektive en pa insidan skarande fras fOr skarning av kuggarnas konvexa sidor. I fig. 3 och 4 visas radiella snitt efter linjen 3-3 i fig. 1, resp. efter linjen 4 1 1 fig. 2. I fig. 5 visas i stOrre skala ett parti av ett snitt genom en frastandfasthAllande skruv och den intillliggande delen av frashuvudet. I fig. 6 visas en lficnande vy genom en fras av konventionell typ. I fig. 7 visas en sidovy av en konventionell »hogergangad» fras, som har en pa utsidan skarande tand. I fig. 8 och 9 visas liknande sidovyer av en »hoger-» resp. »vanster gangad» fras enligt den fOreliggande uppfinningen.

Okningen av antalet tander i en fras är fordelaktig dels fOr kuggskarningsmaskinens produktionsformAga och dels fOr tandernas livslangd. Denna Caning resulterar emellertid i en minskning av bredden hos partierna mellan de tandupptagande sparen i frashuvuclet och i en reduktion av avstandet mellan intillliggande tandfasthallande skruvar. Sasom ett resultat harav minskas frasens styvhet, varjamte justeringen av tanderna forsviras. Vid nAmnda justering installes varje tand omkring frasen genom att man lossar den fasthallande skruven, varpa kilen installes och skruven &ter dragcs till. Lossandet och tilldragningen av skruvarna hava visat sig stOra laget av en tidigare installd bredvidliggande tand och ju mindre bredden hos det parti, som skiljer sparen at, ar och avstandet meiIan skruvarna gores, okas denna storning. Hittills har detta varit en begransande faktor i det antal tander, som det är mojligt att anordna i en fras med given diameter.

Styvheten av frashuvudet kan okas genom att utfora detsamma av genomhardat verktygsstal, vilket emellertid har fororsakat en annan svarighet: For att bringa en tand till fast anliggning mot frashuvudets frontyta gives tanden ett latt slag med ett lampligt verktyg just innan den fasthallande skruven Ater drages till. Vid hardade huvuden visar sig en I hog grad okad tendens for, att tanden, som aven bestir av hardat verktygsstal, studsar bort frau huvudet, da den utsattes fOr slaget. Man har funnit att dylika slag kunna utelamnas genom att lata fasthallningsskruvarna lute sa, att de, da de dragas till, draga ansatser pa tanderna mot huvudets frontyta. Detta okar emellertid den ovan namnda st8rningen av intilliggande tander. Denna effekt är egendomligt nog storm vid hifIgergangade» in vid »vanstergangade» frasar. Med hoger- 2— — gangad fras menas en fras, som roterar medurs sedd frhn baksidan.

De ovannamnda ofordelaktiga effekterna hava eliminerats genom en kombination av tre sax-drag med resultat, att lattare justerbara, genomhardade frasar hava framkommit, vilka innehalla ett stone antal tander an som hittills varit mojligt. Dessa sardrag aro: a) lutning av fasthallningsskruvarna for dra()uncle av tanderna fast mot frashuvudets frontyta, b) anbringandet av de anslag, som trada i kontakt med frashuvudets frontyta pa de andar hos tanderna, som skulle rora sig mot frashuvudet, om tanden bringades att vrida sig i den riktning, i vilken densammas fasthallande skruv vrides for tilldragning och C) utfOrandet av tryckflankvinkeln hos gangorna tillnarmelsevis lika med den statiska friktionsvinkeln eller mindre. Utformningen av den forhattrade frasen enligt uppfinningen och det satt, pa -vilket dessa ire sardrag samverka far att uppna det onskade resultatet skall nu fOrklaras.

Den fras, som visas i fig. 1 och 3, är av Aogergangad» typ och omfattar ett huvud 10 av genomhardat verktygsstal med en konisk urborrning 11 for anbringande pa spindelnosen hos en kuggskarningsmaskin. En platta 12, somfast pd huvudet medelst skruvar 13, har ett sate 14 for huvudet hos en icke visad skru-v, som sakrar frasen pa spindeln. Rotationsaxeln for frasen och spindeln betecknas med 15. Frashuvudet liar omkring sin periferi ett flertal tandupptagande spar 16, som aro shilda medelst partier 17. Dessa spar aro ratvinkliga med sina motliggande sidovaggar belagna i parallella plan, som aro parallella med och lika fOrskjutna fran axellinjen 15. Eilar 18 aro anbragta ph sparens bottenvaggar. Dessa bottenvaggar luta nagot mot frasens axellinje, sasom visas i fig. 3, sa att kilarnas overytor 19 aro parallella med frasens axellinje. Bade kilytorna 19. och sparens bottenvaggar aro vinkelrata mot sparens sidovaggar. Brickor eller mellanlagg 21, som hava parallella ovre och undre ytor anligga mot kilarna. Bottenytor 22 pa skaft 23 hos frastanderna anligga mot brickornas ovre ytor. Tandskaftens sidor 24 (fig. 8) aro plana och parallella och std i kontakt med sparens parallella sidor, sh att de tatt inneslutas av dessa. Tandernas skarande partier 25 skjuta framat frau huvudet 10. Sasom visas i fig. 8 har vane tand ett anslag 26, som anligger mot front3rtan 27 hos huvudets intilliggande mellanparti 17. For det fall att frasen sasom visats är vhogergangath befinner sig anslaget pa tandens ledande eller framre ande.

Tanderna aro fasta i frashuvudet medelst fasthallningsskruvar 28, som stracka sig genom i linje med varandra belagna oppningar I tandskaften, mellanlaggen och kilarna samt aro ingangade i oppningar i huvudet. Skruvarnas axellinjer 29 ligga i radialplan, dvs. sadana plan som 3--3, vilka innehalla frasens axellinje 15. Dessa plan aro parallella med och belagna mitt emellan sidorna hos de ifragavarande sparen. Skruvarnas huvuden 31 anligga mot lutande ovre ytor 32 hos landskaften. Ytornas 32 lutning mot tandskaftens bottenytor 22 och den motsvarande lutningen av skruvarnas axellinjer 29 mot frasens rotationsplan an endast nagot storre an det som sakerstaller, att tanden drages bakat, da skruvarna 28 atdragas for astadkommande av, aft anslagen 26 tatt skola anligga mot frashuvudets frontyta 27. I praktiken anvander man sig av en lutning om ho grader. Tanderna installas radiellt i frashuvudet genom vridning av de kilinstallande skruvarna 33, som forflytta kilarna bakat och framat i sparen. Sasom visas aro de kilinstallande skruvarna 33 inskruvade i frashuvudet och sta i ingrepp med urtagningar 34 i kilarna. Skruvarnas 33 axellinjer ligga i samma radial-plan som axellinjerna 29 hos de tillhorande tandfasthallande skruvarna.

Sasom visas i fig. 5 hava de tandfasthallande skruvarna st8dgangor, som hava en tryckflankvinkel om sju grader och en bakre flankvinkel om fyrtiofem grader. Detta innebar, alt tryckflanken 35 bildar en vinkel A om sju grader i forhallande till en normal till skruvens axellinje och den bakre flanken 36 bildar en vinkel B om fyrtiofem grader med en dylik normal. Man liar funnit att genom anvandande av skruvar av denna art vid fOr ovrigt konventionellt utbildade frasar i stallet I Or vanligen forekommande skruvar, som hava den gangform, som visas i fig. 6, dar motsvarande -vinklar A' och B' ba.da aro trettio grader, en vasentligt mindre storning av intilliggande tander ager rum vid lossandet och atdragningen av skruvarna ehuru av skal, som senare skola angivas, delta arrangemang i sig sjalvt icke hell overvinner den ovannamnda svarighet, som sammanhanger med installningen av frasen.

Skillet till forbattringen ax- formodligen foljande: Da vinkeln A dr tillnarmelsevis lika med eller mindre an den statiska friktionsvinkeln for smorda stalytor ken en axiell belastning pa skruven, representerad av vektorn 37, icke overvinna motstandet av ytan 35 mot sidoforskjutning, varf5r vektorkraften 38, vilken i vent fall ar mycket liten, icke formar att fOrskjuta metallen i huvudet 10 omkring skruven i en tvargaende riktning, dvs. i riktning av vektorn 38. Refererande till fig. 1 framgar att om tvargaende spanningar 38", som harrora frau lossandet eller atdragningen av de tanclfasthallande skruvarna, aro sa sma, att de icke stracka sig till den mellanliggande zonen av huvudet mellan plan 39, som tangera zonen under intilliggande Under och omfatta mellanpartiet 17 mellan dessa, sit kunna dylika spanningar icke menligt inverka pa installningen av en intilliggande tand. Del- — —3 ta innebar, att ett lossande eller en atdragning av skruven a (fig. 1) cla icke paverkar laget av den tand, som fasthalles medelst skruven b. Uppenbarligen erhaller man en liknande reduktion av storningen pa intilliggande Under genom att anvanda skruvar, som hava en tryckflankvinkel, som ar mindre an sju grader, dvs. mellan noll och sju grader. Emellertid aro dylika skruvar svara att framstalla med erforderlig exakthet.

Vid vanligen forekommande skruvar (fig. 6), dar tryckflank- och bakre flankvinklarna A' och B' hada mycket overstiga den statiska friktionsvinkeln, overstiga de tvargaende krafter 38', som harrora frau axiella belastningar pa skruvarna 28', friktionsmotstandet av gangytan 35' mot sidoglende glidningsrOrelse, varfor en sidoforskjutning intraffar i det par- Iihuvudet 10', som Egger omedelbart om- kring skruvhdlen, da skruvarna lossas eller atdragas. Detta resulterar i spanningarna 38" (fig. 1), som stracka sig in i zonen mellan planen 39, sd att installningen av en land, som fasthalles av en intilliggande skru.v stores.

Fig. 7 visar en vy liknande den i fig. 8 men illustrerar en vanlig li.ogergfingad» fras, varvid anslaget 26' for anliggning mot frashuvudets 10' frontyta 27' befinner sig vid frastandens 25' bakre dude. liven axellinjen 29' hos fasthallningsskruven 28' ar parallell med ytan 27', dvs. ligger i frasens rotationsplan utan att luta mot detta sasom i fig. 1, 3 och 8. Dd en dylik skruv 28' aldrages genom att densamma vrides medurs, stravar det vridmoment, som harror Iran skruvhuvudets friktionsberoring att vrida tanden medurs, alt att krafter uppkomma, som verka mot partierna 17' mellan sparen och vilka angivas med pilar 39'. Genom matningar har man funnit, att dessa krafter minska breddimensionerna av intilliggande tandspar °ob. Oka bredddimensionerna 42' vid de motsatta andarna av dessa spar. Da frasen enligt fig. 7 modifierades sa, att skruvaxellinjen 29' lutade pa samma salt som axellinjen 29 lutar i fig. 3 for att draga anslaget 26' mot ytan 27' fann man, att forandringarna av dimensionerna 41' och beroende pa aldragningen av skruven i hog grad okades. Harav drog man den slut- satsen, att den okade kraften p. tanden i riktning av pilen 43' tillsammans med den motsatta motstandskraften, som utovades av anslaget vid 26', bildade ett kraftpar, som stravar att ytterligare vrida tanden medurs i huvudet och salunda akar krafterna 39', sa att darigenom storningen pa intilliggande tan-der okar. Detta resonernang ledde till den fOrbattrade frasen enligt fig. 1, 3 och 8.

Refererande till fig. 8 resulterar atdragningen av skruven 28 i att tanden drages Mat I riktning av pilen 43. Detta tillsammans med den motstandskraft, som pafores anslaget 26 och som representeras av pilen 44 bildar ett kraftpar, som strayer att vrida tanden mot- urs i huvudet. Detta par fir motriktat och stravar darfOr att eliminera effekten av det motsatta kraftparet, som representeras av pi- larna 39, 39 och som harror frau vridmoment, som pafores genom friktion vid vridning av skruven 28. Mellanpartierna 17, 17 avlastas darfOr frau den storningskalla, som forklarats i samband med fig. 7.

Kombinationen av de Ire sardragen a), b) och c), som oven angivits, resulterar salunda i frasar, som Oro lattare att justera an tidi- gare kanda frasar av i ovrigt liknande ut- formning. Denn.a kombination av sardrag ger det salunda mojligt att Oka det antal tinder, som kunna anordnas i en fras av given storlek utan att menligt inverka pa justeringsegenskaperna. Exempelvis ar den visade fra.- sen, som har en nominell diameter om ungefar 18,7 cm och dr forsedd med sexton -Lander, lattare att installa an en konventionell fras, som har samma diameter men endast tolv tander.

Frasen enligt fig. 1 och 3 liar pa utsidan skarande tander, vars spetsig vinkel bildande sidoskarande eggar 45 beskriva en inre, konisk yta, da frasen roterar. En dylik fras anvandes for slutbearbetning av de konkava sidorna av koniska kugghjul med spiralskurna kuggar och hypoidkugghjul. Fig. 2 och 4 visa samma frashuvud 10, kilar 18, mellanlagg 21 och fasthallande och installande skruvar 28 och 33 men med pa insidan skarande -Lander 25", vars spetsig vinkel bildande sidoskarande eggar 46 utforma en yttre, konisk yta. Denna art av fras anvandes far slutbearbetning av de konvexa sidorna hos kugghjulen. Tandernas 25" skaft 23' hava samma form som skaften 23 och anslagen pa tanderna, svarande mot anslagen 26 i fig. 8, befinna sig aven pa tandernas 25" framre andar, eftersom tanderna Oro avsedda for en fras, som roterar medurs sedd bakifran.

Fig. 9 visar tandformen hos en fras, som roterar moturs sedd bakifran. Har firo huvudet, mellanlaggen, kilarna och skruvarna exakt lika dem, som visas i fig. 1, 3 och 8. liven tandskaftet 23a har samma form som skaftet 23. Endast det skarande partiet 25a och laget av anslaget mot frontytan aro omkastade. I delta fall am anslaget, som betecknas med 26a, placerat pa tandens bakre i stallet f Or framre ande, sh att det vridmoment, som uppkommer, da. tanden drages mat genom atdragning av fasthallningsskruven, raotverkar det vridmoment, som pafores genom friktion medelst skruvarna, sasom f Orklarats under hanvisning till pilarna 43, 44 och 39 I fig. 8. Det am uppenbart, att man i stallet for att Andra laget av anslagen 26 och 26a mellan tandernas framre och bakre ande kan fOrse skruvarna 28 med vanstergangor i stallet for hogergangor. Till foljd av den store forvirring delta emellertid skulle fOrorsaka med hansyn till den nastan alltid fOrekommande — — anvandningen av hogergangade, tandfasthallande skruvar, ãr det lampligt, att skruvarna 28 hava hogergangor.

Claims (7)

Patentansprak:

1. Cylindrisk fras, omfattande ett huvud (10), som i sin periferi har ett flertal spar (16), vilka stracka sig Iran huvudets framsida till dess baksida och bilda mellanpartier (17) mellan intilliggande spar, insatta frastander, vilka hava skaft (23), som Aro anbragta i sparen och inneslutna av sparens bottenvaggar och sidovaggarna hos intilliggande mellanpartier och med huvuden forsedda fasthallningsskruvar (28), som stracka sig genom skaften och aro inskruvade i med gangor forsedda oppningar i huvudet vid sparens bottnar, kannetecknad darav,att skruvarnas gangor liksom oppningarnas hava en tryckflankvinkel (A), som icke vfisentligt overstiger desammas statiska friktionsvinkel for forminskning av forskjutningen av de intilliggande vaggar, som innesluta en intilliggande tand, da en fasthallningsskruv for en tand atdrages eller lossas.

2. Fras enligt patentanspraket 1, kannetecknad darav, att namnda gangor aro av stodtyp och att deras tryckflankvinkel (A) icke vasentligt 8verstiger sju grader.

3. Fras enligt patentanspraket 1 eller 2, kfinnetecknad darav, att varje spars (16) sidovaggar aro parallella och vinkelrata mot sparets bottenvagg, varjamte varje tand har ett anslag (26) for anliggning mot huvudets frontyta (27) och att skruvarnas axellinjer (29) ligga i plan (exempelvis 3-3) parallella med och belagna mellan de tillhorande sidoytorna och luta med spetsig vinkel mot de tillhorande bottenytorna pa sa salt, att namnda anslag dragas mot huvudets en rat vinkel med frasens rotationsaxel (15) bildande frontyta (27) vid atdragning av skruvarna, varvid anslagen (26) aro anbragta pa de andar av tanderna, som strava att forflytta sig mot hu vudets frontyta vid forekomst av ett vridmoment i den riktning, van i skruvarna atdragas.

4. Fras enligt patentanspraket 3, kannetecknad darav, att tandskaften sasom saten for skruvhuvudena (31) hava plana ytor (32), som aro vinkelrata mot skruvarnas axellinjer (29).

5. Fras enligt patentanspraket 3 eller 4, kannetecknad darav, att insatser (18, 21) aro anbragta mellan sparens bottnar och skaftens bottenytor (22), varvid de ytor hos namnda insatser, som sta i kontakt med skaften, aro parallella med frasens axellinje (15).

6. Fras enligt patentanspraken 3, 4 eller 5, kannetecknad darav, att de plan (exempelvis 3-3), i vilka skruvarnas axellinjer (29) ligga, innehalla frasens rotationsaxellinje (15).

7. Frastand for insattning i huvudet hos en cylindrisk frfis, vilket huvud har en plan frontyta (27), som an vinkelrat mot frasens rotationsaxellinje (15), och omkring sin periferi är forsett med ett flertal spar (16) som stracka sig vasentligen i riktning av namnda axellinje, kannetecknad darav, att tanden har ett skaft (23), vilket omfattar parallella sidoytor (24) for kontakt med sidorna hos ett spar och en bottenyta (22), vinkelrat mot na.'mnda sidoytor for kontakt med spfirets botten och vilket skaft har en urborrning fOr genomslappande av en tandfasthallande skruv (28) for inskruvning i frashuvudet och dessutom en Ovre yta (32), som an vinkelrat mot urborrningen for kontakt med skruvens huvud (31), varvid urborrningens axellinje Jigger i ett plan (exempelvis 3-3) parallellt med namnda sidoytor och lutar mot namnda bottenyta, sa att avstandet mellan Over- och bottenytorna okar fran skaftets framre till dess bakre parti och att tanden har en ansats (26) for anliggning mot huvudets namnda plana frontyta, di ett vridmoment appliceras pa tanden i riktning medurs, sett fran tandens topp. AnfOrda publikationer: Patentskrifter fran USA 1 969 843. Stockholm 1963. Kunz!. Boktr. P. A. Norstedt & Saner. 630089 GENERALSTABENS LITC