SE434552B - Vridmomentoverforande kulbussning - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 40 7908556-9 P0 koniskt spår på yttersidan av löpplattan. Det har visat sig att vid denna utformning en lutning av löpplattan kring en med hylsaxeln parallell lutningsaxel i området av anliggning mellan spännskruven och löpplattan inte är helt utesluten, speciellt inte då stora vridmoment skall överföras och när hylsan är tillverkad av ett eftergivligt material, exempel- vis plast, så att löpplattan kan röra sig relativt hylsans plastkonstruktion. Detta betyder att vid vridmomentpåfrest- ningar finns en vinkeleftergivlighet, som negativt inverkar på styrningsnoggrannheten.

För uppfinningen ligger till grund uppgiften att med enkla medel och speciellt utan högre kvalitet på de för framställning av kulhylsan och löpplattorna använda materia- len liksom den för framställningen av dessa delar använda precisionen sörja för att lagringens vridstyvhet och därmed styrnoggrannheten förbättras.

För lösande av denna_uppgift föreslås enligt uppfin- ningen att radialspännanordningen ligger an mot löpplattan inom ett beröringsområde, som skär ett till hylsaxeln parallellt resultantplan för de av det vridmomentstödande kulkransavsníttet överförande vridmomentstödkrafterna under en i detta beröringsområde självhämning garanterande vinkel.

Det har visat sig och låter sig också teoretiskt bevisas att vid iakttagande av denna instruktion enligt uppfinningen en lutning av löpplattan inte längre är möjlig ens vid stor vridmomentöverföring och dessutom har lagringens vridmomentstyvhet och därmed styrnoggrannheten väsentligt förbättrats. _ Självhämningen i beröringsomrâdet garanteras när resultantplanet skär beröringsytan under en vinkel, som med högst värdet av friktionsvinkeln hos de i beröringsomrâdet mot varandra anliggande delarna avviker från 900.

I regel vill man utföra en vridmomentöverförande och axiellet förskjutbar lagring så att den kan överföra vrid- moment i båda vridriktningarna. Om detta krav föreligger är det lämpligt att lägga beröringsytan symmetriskt i förhållande till ett symmetriplan, som innefattar hyls- axeln och går genom kulmittpunkten på det vridmomentstödande kulkransavsnittet, och vidare lägga resultantplanen för vridmomentstödkrafterna för de båda vridmomentöverförings- 10 15 25 -30 b: 'J1 40 7908556-9 riktningarna symmetriskt till det så definierade symmetri- planet. Läget av resultantplanet kan påverkas av tvärsnitts- formen hos löpspåren i axeln och i löpplattan.

Enligt en första konstruktiv utföríngsform är den mot löpplattan vända anliggningsytan utförd med en med spänn- borrningsaxeln axelparallell konvex konisk eller stympat konisk yta och den mot spännanordningen vända anliggnings- ytan med en väsentligen komplementärkonisk konkav konisk eller stympat konisk yta. Vid denna konstruktiva utförings- form är i alla fall villkoret i kraven 1 och Z uppfyllt i ett mot kulhylsaxeln vinkelrätt snittplan, som innefattar spännborrningens axel. Den konkava koniska eller stympat koniska ytan kan vara anbragt på den radiellt inre änden av en i en gängning i spännborrningen inskruvad skruv, så att som spännanordning totalt enbart behövs en skruv som angriper direkt på löpplattan.

Givetvis kan i kulhylsans axelríktning flera spänn- borrningar vara anordnade bredvid varandra för en och samma löpplatta.

Enligt en annan utföríngsform är den mot löpplattan vända anliggningsytan bildad av en konvex rad av med löp- hylsaxeln parallella prismaytor, medan den mot spännanord- ningen vända anliggningsytan bildas av, på ett i spännborr- ningen styrt tryckstycke i konkav rad med löphylsaxeln, parallellt anordnade prísmaytor. Vid denna utföríngsform är en direkt anliggníng av en vridande del hos spännanordningen mot löpplattan i motsats mot den förut behandlade utförings- formen inte längre möjlig, så att användningen av ett tryck- stycke mellan löpplattan och spännanordningens vridande del blir nödvändig. Detta tryckstycke kan självt vara cylindriskt utformat och väsentligen spelfritt upptaget i ett motsvarande radiellt inre avsnitt av spännborrningen, varvid då en i en innergänga i ett radiellt yttre avsnitt av spännborrníngen sittande skruv trycker mot en radíellt yttre yta på tryck- stycket. Tryckstycket behöver inte vara centrerat i vinkel- riktningen i spännborrníngen utan centrerar sig självt genom anlíggningen mot löpplattan.

Framhâllas bör att i båda utföringsformerna för fram- ställningen av vridmomentstödningen mellan axeln och huset inte behövs någon bearbetning av den kulhylsan upptagande 10 15 20 25 30 40 '?908556=9 borrningens innerytor i huset, därför att vridmomentstött- ningens samtliga delar, såvitt de inte ligger inuti den kul- hylsan upptagande borrningen, är placerade inuti spännborr- ningen.

Lösningen enligt uppfinningen är av speciell betydelse när kulhylsan uppvisar en kulomloppsbanorna definierande och löpplattorna upptagande hållare, av ett relativt eftergivligt material, speciellt en hållare av plast. Om i detta fall löpplattorna är framställda av ett hårt material, exempelvis stål, så âstadkommes vid lösningen enligt uppfinningen trots hållarens eftergivlighet en spelfri drivmomentöverföring från axeln till huset.

Uppfinningens instruktioner enligt kraven 1 och 2 kan naturligt följas ordentligt när resultantplanen är exakt definierade. För att få ett exakt läge på resultantplanen föreslås enligt en vidareutveckling av uppfinningen, att axelns och/eller löpplattans löpspår i tvärsnitt är utförda spetsbågformiga med kulradien överstigande delbågradien så att beröringsbanorna för kulorna i löpbanorna och därmed resultantplanens läge bestäms entydigt. Lämpligtvis ligger dessa resultantplan i en vinkel från 20 till 500, företrädes- vis från so »C111 4s° i förhäiianae :in det ovan definierade symmetriplanet.

De bifogade ritningarna visar uppfinningen med hjälp av utföringsexempel där; fig. 1 visar ett tvärsnitt genom en lagring enligt uppfinningen, fig. 2 visar ingreppsschemat för en löpkula med ett löpbanspår i en axel och med ett löpbanspâr i en stålinläggning, fig. 3 visar en planvy av en radiellt yttre sida av en löpplatta, fig. 4 visar löp- plattan i ett snitt efter linjen IV-IV i fig. 3, fig. 5 visar den radiellt inre änden av en radialspännanordnings skruv, delvis skuren och fig. 6 visar ett snitt motsvarande det i fig. 1 vid en varierad utföringsform.

I fig. 1 betecknas ett hus med10. Detta hus uppvisar en borrning 12, i vilken en kulhylsa 14 är insatt.

Kulhylsan uppvisar ett flertal kulomloppsbanor, i vilka kulkransar är insatta. En första av dessa kulkransar beteck- nas med 16, en andra med 18. Den med 16 betecknade kulkransen tjänar bara för upptagande av radiallaster mellan en axel 20 och huset 10. Det radiallastöverförande kulkransavsnittet 10 15 20 ZS 40 '7908556-9 betecknas därvid med 22. Detta kulkransavsnitt ZZ ligger dels an mot den cylíndriska omkretsytan 24 på axeln 20 och dels mot en stållöpplatta 26, som är insatt i en kulhylshållare 28 av plast och som för styrningen av kulkransavsnittet ZZ uppvisar ett löpspår 30. I hâllaren 28 betecknas kulomlopps- banan med 32 och visas streckad. Kulkransens 16 icke bärande återgångsavsnitt betecknas med 34.

Hädanefter skall kulkransen, som betecknas med 18 betraktas dch som jämsides med uppgiften att mottaga radial- krafter även har till uppgift att överföra vridmoment mellan axeln 20 och huset 10. Denna kulkrans 18 innefattar ett vrid- momentöverförande kulkransavsnitt 38 och ett återgângsavsnítt 40. Kulomloppsbanan betecknas här med 42. Den i fig. 1 direkt i snittplanet liggande kulan betecknas med 44. Kulorna 44 löper i ett axelparallellt löpbanspår 46 i axeln 20 och i ett likaledes axelparallellt löpbanspår 48 i stållöpplattan 50.

Ställöpplattan 50 skiljer sig från stållöpplattan 26 såsom närmare förklaras i det följande.

Såsom framgår av fig. 1, 3 och 4 är på baksidan av stâllöpplattan 50 en helt vanlig anliggningsyta 52 utformad.

Denna anliggningsyta 52 innefattar en konvex stympat konisk yta 54. l huset 10 är en radiellt mot den kulhylsan upp- tagande borrningen 12 borrad spännborrning 56 anordnad och som uppvisar en innergänga 58. I denna innergänga 58 är en skruv 60 inskruvad. Denna skruv uppvisar, såsom speciellt framgår av fig. 5, vid sin inre ände en anliggningsyta 62, som uppvisar en till den stympat koniska ytan 54 pâ löp- plattan S0 komplementärkonisk konkav stympat konisk yta 64.

Den konvexa stympat koniska ytan 54 och den konkava stympat koniska ytan 64 på löpplattan 50 resp. på skruven 60 åstad- kommer tillsammans den i fig. 1 med 66 betecknade berörings- ytan.

För beskrivning av drivmomentöverföringen mellan axeln 20 och huset 10 hänvisas nu till fig. 2, där överförings- förhållandena framställs i större skala. Man ser att axelns 20 löpbanspär 46 och husets 10 löpbanspår 48 är spetsbâg- formigt utförda, varvid radien r] på delbågarna 46a, 46b, 48a, 48b är större än kulradien rz.

Kulans 44 beröringspunkter med delbågarna 46a, 46b och 48a, 48b i löpbanspåren 46 resp. 48 betecknas med 46:, 46d 10 15 20 25 30 35 40 7908556-9 resp. 48c, 48d. Dessa beröringspunkter visar samtidigt i snittet enligt fig. 2 löpbanorna, på vilka kulorna 44 i löp- banspåren 46, 48 rullar vid sitt omlopp. Tack vare denna 7 punktberöring av kulorna 44 med de spetsbâgformiga löpban- spåren 46,48 är vridmomentstödkrafternas riktning fast- ställd, vilket vridmoment överförs från axeln 20 till huset 10 eller omvänt. Denna riktning betecknas i fig. Z med A och B. Linjerna A och B i fig. 2 visar också resultant- planen, i vílka över lagringens hela längd betraktat vrid- momentstödkrafterna mellan axeln 20 och huset 10 överförs.

Dessa plan kallas resultantplan. Om resultantplan kan man emellertid även tala när kulorna 44 inte - såsom visas i fig. Z - punktformigt ligger an mot löpbanspåren 46a och 48a utan smyger an längs en större båge. I detta fall definieras för varje kula en resulterande vridmomentöverföringskraft och summan av dessa resulterande krafter bestämmer åter resultantplanen A och B.

Nu åter till fíg. 1. Även här betecknas resultant- planen med A och B. Man ser att resultantplanen A och B i det visade snittet enligt fig. 1 ungefär vinkelrätt skär den stympat koniska ytan 54, närmare bestämt i området av det fysiska beröringsomrâdet 66. Detta betyder att de i resultantplanen A och B överförbara vridmomentstödkrafterna varken kan åstadkomma en lutning av löpplattan 50 i förhållande till den som spännanordning fungerande skruven 60 eller en förskjutning. För undertryckning av en förskjutnings- möjlighet är det en nödvändig förutsättning att löpplattan självhämmande anligger mot skruven 60 i punkten 68. En själv- hämmande anliggning åstadkommes i alla fall när resultant- planet A är vinkelrätt mot beröringsytan 66, och ästadkommes även när resultantplanets A resp. B lutning mot beröringsytan 66, såsom strcckat visas i fig. 1, avviker med mindre än vinkeln Y, vilken definieras som friktionsvinkeln och bestäms genom friktionskoefficienten mellan anliggningsytorna 54 och 64 enligt formeln y = arc tan u där n är friktionskoefficienten.

I fig. 1 betecknas ett symmetriplan med S-S, vilket innefattar skruvens 60 axel och kulans 44 mittpunkt. Mot 10 15 20 25 7908556-9 detta symmetriplan lutar resultantplanen med en vinkel a på cirka 30°_ Utföringsformen enligt fig. 6 skiljer sig från den i fig. 1 genom en annanutformning av spännanordningen och anliggningen mellan spännanordningen och löpplattan. Analoga delar är försedda med samma hänvisníngsbeteckningar ökade med talet 100.

Spännanordningen betecknas i denna utföringsform med 160. Den innefattar en skruv 161, som är inskruvad i innergängan 158. Mot skruven 161 ligger på dess radiellt inre planyta ett tryckstycke 163 an, på vilket prismaytor 164 är utformade. Dessa primaytor 164 ligger an mot prisma- ytor 154 på löpplattan 150. Löpplattans prismaytor kan sträcka sig över kulhylsans längd. Tryckstyckets 163 prisma- ytor 164 är begränsade till det cylíndriska tryckstyckets 163 dimension. Tryckstycket 163 upptas väsentligen spelfritt i ett radiellt inre avsnitt 165 av borrningen 156.

För den lutníngs- och glidfria vridmomentstödkrafts- överföringen gäller för denna utföringsform även det som sagts i samband med den tidigare utföringsformen. Utförings- formen enligt fig. 6 är något mer komplicerad, såtillvida att den fordrar en tvådelad spännanordníng, bestående av skruven 161 och tryckstycket 163 liksom en borrning i av- satser. Utföringsformen är emellertid speciellt till fördel när flera spännanordníngar 160 är anordnade bredvid varandra i hylsans längsriktning, eftersom dessa då kan in- verka på samma prismaytor 154 i löpplattan 150.

Claims (12)

7908556~9 ß Patentkrav

1. Momentöverförande och axiellt förskjutbar lagring av en axel i ett hus, innefattande en i en borrning i huset insatt kulhylsa med i kulomloppsbanor förda kulkransar, hos vilka ett lastbärande kulkransavsnitt radiellt inåt ligger an mot axeln och radiellt utåt ligger an mot en ytterstödyta, varvid det lastbärande kulkransavsnittet hos åtminstone en kulkrans på axelsidan vridmomentöverförande ingriper i ett löpbanspår i axeln och på stödytesidan vridmomentöverförande ingriper i ett löpbanspår i en i kulhylsan inbyggd löpplatta och varvid denna löpplatta genom åtminstone en radialspänn- anordning inuti en radiellt mot den kulhylsan upptagande borrningen riktad spännborrning är tryckbar radíellt inåt, k ä n n e t e c k n a d av att radialspännanordningen (60) ligger an mot löpplattan (50) inom ett beröringsomräde (66), som skär ett till hylsaxeln parallellt resultantplan (A,B) för de av det vridmomentöverförande kulkransavsnittet (38) överförande vrídmomentöverföringskrafterna under en själv- hämning garanterande vinkel.

2. Lagring enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att resultantplanet (A,B) skär beröringsytan (66) under en vinkel, som med högst värdet av friktionsvinkeln (Y = arc tan n) avviker från 900.

3. Lagring enligt något av kraven 1 och 2, k ä n n e- t e c k n a d av att beröringsytan (66) är symmetrisk i förhållande till ett symmetriplan (S-S), som innehåller hylsaxeln och går genom kulmittpunkten på det vridmoment- överförande kulkransavsnittet (38) och att resultantplanen (A,B) för vridmomentöverföríngskrafterna för de båda vrid- momentöverföringsriktningarna ligger symmetriskt i förhâlland till det sä definierade symmetriplanet.

4. Lagring enligt något av kraven 1 till 3, k ä n n e - t e c k n a d av att den mot löpplattan vända anliggnings- ytan (52) innefattar en till spännborrningsaxeln axel- parallell konvex konisk eller stympat konisk yta (54) och att den mot spännanordningen vända anliggningsytan inne- fattar en väsentligen komplementärkonísk konkav konisk eller stympnt konisk yta (64).

5. Lagring enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att den konkava koniska eller stympat koniska ytan (04) är anbringad på den radiellt inre änden av en i spünnborr- 7908556-'9 7 ningens (56) gängning (58) inskruvad skruv (60).

6. Lagring enligt'något av kraven 1 till 3, k ä n n e - t e c k n a d av att den mot löpplattan vända anliggnings- ytan innefattar en konvex rad av till löphylsaxeln parallella prismaytor (154) och att den mot spännanordningen vända anliggníngsytan på ett i spännborrningen (156) styrt tryck- stycke (163) innefattar en konkav rad av till löphylsaxeln parallella primaytor (164).

7. Lagring enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att tryckstycket (163) är cylindriskt utformat och upptas väsentligen spelfrítt i ett motsvarande radiellt inre avsnitt (165) av spännborrningen (156) och att en i en innergänga (158) hos det radiellt yttre avsnittet av spänn- borrningen (156) sittande skruv (161) trycker mot en radiellt yttre yta på tryckstycket (163).

8. Lagring enligt något av kraven 1 till 7, k ä n n e t e c k n a d av att kulhylsan (14) uppvisar en kulomloppsbanorna (16,18) definierande och löpplattorna upptagande hållare (28) av relativt eftergivligt material såsom plast och att löpplattorna (26,50) är tillverkade av ett hårdare material, t.ex. stål.

9. Lagring enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d av att hällaren består av plast.

10. Lagring enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d av att löpplattorna består av stål.

11. Lagring enligt något av kraven 1 till 10, k ä n n e t e c k n a d av att löpspâren (46,48) i axeln (20) och/eller löpplattan (50) i tvärsnitt är utförda spets- bâgformiga med kulradien överstigande delbågradien så att beröringsbanorna (46c,46d; 48c,48d) för kulorna i löpbanorna (46,48) och därmed resultantplanens (A,B) läge bestäms entydigt.

12. Lagring enligt krav 11, k ä n n e t e c k n a d av att resultantplanen (A,B) med symmetriplanet (S-S) bildar en vinkel (a) av 20 till 50°, företrädesvis 30-450.