SE450153B - Teleskopstyrning, speciellt for overforing av vridmoment - Google Patents

Description

450 153 styrspår samt mellan styrspåren anordnade kulor. Även denna kända teleskopstyrning slits under hand och ger spel och glapp, speciellt vid överföring av vridmoment av altenerande riktning, och det kan också vara svårt att redan från början tillverka styrningen helt utan glapp. Även den föreslagna teleskopiska kulstyrningen ger förhållandevis stum överföring av vridmoment.

Till grund för uppfinningen har därför legat problemet att åstadkomma en teleskopstyrning av den ovan nämnda typen, vilken är utformad på sådant sätt att man får en spel- och glappfri överföring av vridande moment även vid alternerande vridriktningar, vilken ger en svagt elastisk vridmomentöverföring mellan teleskopaxeln och teleskophylsan, där den inbördes teleskopiska förskjutningen av axeln goch hylsan sker praktiskt taget uteslutande genom avrullning, och vilken är mycket okänslig för slitage, varigenom teleskopstyrningen motstår spel och glapp även under långvarig och påfrestande drift.

En teleskopstyrning av denna typ är utformad med åtminstone tre runt axeln fördelade axiella styrspår, en yttre teleskophylsa med invändiga axiella motspår fördelade runt hylsan på väsentligen samma sätt som styrspåren i teleskopaxeln, samt ett antal överföringselement, företrädesvis kulor, anordnade mellan teleskopaxelns styrspår och teleskophylsans motspår, och teleskopstyrningen kännetecknas i första hand av att åtminstone ett av överföringselementen i teleskopstyrningen är av något elastiskt material, medan övriga överföringselement är av hårdare material. Q Med "elastiskt" resp. "hårdare" material menas i detta sammanhang endast att de två typerna av material är relaterade till varandra, så att det "elastiska" materialet är mer elastiskt än den angivna "hårdare" materialet, och såsom kommer att framgå av det följande kan man som "elastiskt" material tänka sig någon lämplig plast och som "hårdare" material en metall, t ex stål. Det ligger emellertid inom uppfinningens ram att man kan använda taå olika elastiska plastmaterial eller vilka som helst andra kombinationer av material som ger samma till varandra relaterade skillnad i'elasticitet som nämntss ovan.

Lämpligen utformas det eller de elastiska överföringselementen något större än motsvarande spår och motspår, så att det elastiska överföringselementet blir något komprimerat i monterat tillstånd. Vidare 450 153 kan spåren i teleskopaxeln anordnas med någon vinkelförskjutning i förhållande till motspåren i teleskophylsan, speciellt vad beträffar överföringselementen av hårdare material, samtidigt som dessa hårdare överföringselement utformas något mindre än teleskopaxelns och teleskophylsans överföringsspår, varigenom det är möjligt att tillse att åtminstone ett överföringselement av hårdare material åstadkommer den huvudsakliga kraftöverföringen i den ena vridriktningen, medan åtminstone ett andra överföringselement av hårdare material åstadkommer kraftöverföringen i den motsatta riktningen. Vinkelförskjutningen mellan axelns spår och hylsans motspår utformas lämpligen på sådant sätt att huvudanliggningspunkterna på båda sidor mellan överföringselementet å ena sidan och teleskopaxeln och teleskophylsan å andra sidan kommer att ligga i plan, som är parallella vid två samverkande överföringselement av hårdare material.

Närmare kännetecken på och fördelar med uppfinningen kommer att framgå av den följande detaljerade beskrivningen i vilken kommer att hänvisas till bifogade ritningar.

På ritningarna visar figur 1 schematiskt och i uppskuret tillstånd en teleskopstyrning enligt uppfinningen. Figur 2 visar ett snitt genom teleskopstyrningen i figur 1 sedd efter linjen II-II. Figur 3 visar ett tvärsnitt genom en alternativ utförinqsform av en teleskopstyrning enligt uppfinningen, och figur 4 visar ett ytterligare alternativ till en teleskopstyrning enligt uppfinningen.

En teleskopstyrning enligt uppfinningen är användbar for varje ändamål där man önskar överföra ett vridmoment mellan två maskindelar samtidigt som man vill tillåta en axiell förskjutning av maskindelarna i styrningen, och där man önskar en glappfri men ändå svagt fjädrande vridmomentöverföring vid alternerande rörelseriktningar. Ett använd- ningsområde för teleskopstyrningen enligt uppfinningen är som rattstång i bilar, där relativt stora krafter i alternerande riktningar överförs från ratten till bilens styrlänkar, och där man önskar möjliggöra en höjdinställning av ratten sett i teleskopstyrningens axialled. En teleskopstyrning för rattstången tjänar dessutom det viktiga syftet att vara stötupptagande vid kraftiga retardationer, t ex vid kollisioner, varigenom man kan eliminera behovet av de annars vanliga deformations zonerna i rattstången. 450 153 Den i figurerna 1 och 2 visade teleskopstyrningen består almänt av en teleskopaxel 1, en teleskophylsa 2 och ett momentöverföringsorgan 3 anordnat mellan axeln 1 och hylsan 2.

Telskopaxeln 1, vilken kan vara av något lämpligt vridhållfast material såsom någon lämplig plast eller metall, företrädesvis lättmetall eller stål, är utformat med tre stycken styrspår 4, 5 och 6, vilka är jämnt eller nära jämnt fördelade runt axeln och sträcker sig längs med ett så långt stycke av axeln som motsvarar halva den önskade teleskopförskjutningen. Såsom kommer att förklars närmer nedan kan emellertid styrspåren vara något litet förskjutna från den jämna delningen, t ex så att vinkeln mellan styrspåren 4 och 5 respektive mellan styrspåren 6 och 4 är något mindre än 1200, t ex 1-4 grader mindre än l20°. Styrspåren 4-6 är avsedda för avrullning av styrkulor 7, 8 och 9, vilka hålls i läge av en styrhylsa 10 med motsvarande kulstyr- hål 11. Kulstyrhålen 11 anordnas i tre rader motsvarande teleskopaxelns styrspår 4-6, och antalet kulor och motsvarande styrhål anpassas med hänsyn dels till det vridmoment som ska överföras dels även med hänsyn till att teleskopaxeln 1 och teleskophylsan 2 ska få önskad böjstabi- litet och styrka. Som exempel kan anges att varje kulrad kan innehålla tio kulor, men antalet kan vara större eller mindre alltefter det önskade användningsområdet och det vridmoment som ska överföras mellan axeln 1 och hylsan 2. Avståndet mellan kulstyrhålen ll och tillhörande kulor kan varieras allt efter behov och önskan, men vid en praktisk utföringsform har kulhålen förlagts med en delning av omkring 1,2 gånger kulans respektive kulhålans diameter. Styrspåren 4, 5 och 6 i teleskopaxeln 1 har en radie som i vissa fall är lika med eller något större än kulans diameter, i andra fall är styrspårens radie något mindre än kulans diameter såsom kommer att förklaras närmare nedan.

Djupet på styrspåren 4-6 är något mindre än halva kuldiametern.

Teleskophylsan 2 är utformad med invändiga styrspår 12, 13 och 14, vilka till form, storlek och placering väsentligen överensstämmer med styrspåren 4-6 i teleskopaxeln. Liksom angivits beträffande styrspåren 4-6 i teleskopaxeln så kan de invändiga styrspåren 12-14 ha en inbördes delning som är obetydligt skiljd från en jämn delning, till exempel med en vinkeldifferens om 1-4°. Teleskopaxeln 1, teleskophylsan 2 och kulstyrhylsan 10 är utformade med sådana dimensioner i förhållande till 450 153 varandra att de tre delarna med lätt glidpassning kan förskjutas i förhållande till varandra.

Det ska påpekas att momentöveföringsorganen kan utgöras av rullar placerade i teleskopstyrningens axialled eller med sina axlar placerade tvärs mot styrningens längdaxel. I det förra fallet får man glidfriktion, vilket inte är särskilt önskvärt, i det senare fallet får man avrullningsfriktion vilket är att föredra. Utformningen med rullar kan emellertid ge tillverkningsproblem, eftersom i sådant fall såväl styrspåren 4-6 och 12-14 som hålen 11 i styrhylsan 10 måste utformas med hänsyn till rullarnas i en projektionsled fyrkantiga tvärsnittsform.

Kulor är därför att föredra.

För att åstadkomma någon liten fjädrande verkan är åtminstone en av _kulorna, i detta fall kulan 7 utförd av ett något elastiskt material, medan de övriga kulorna 8 och 9 är utförda av ett hårt material, t ex stål. Såsom nämnts ovan avser uttrycken "elastiskt" och "hårt" material endast en inbördes relation i elasticitet mellan materialet i de båda kulorna. Materialet i den elastiska styrkulan 7 kan vara någon lämplig plast, som är tillräckligt hård för att inte ge för stor fjädring och som samtidigt företrädesvis är självsmörjande, och såsom lämpligt material för den "elastiska" kulan kan nämnas någon amidplast av typen Nylon eller någon ekvivalent plast. För att åstdkomma den önskade fjädringen anordnas lämpligen den elastiska kulan 7 med viss förspänning genom att kulan ges något litet större diameter än diametern på styrspåret 4. Vid en praktisk utföringsform av uppfinningen utformades styrspåret 4 i teleskopaxeln med en bågform motsvarande 6 mm diameter, medan kulan gavs en diameter av 6,35 mm. Härigenom kom den elastiska kulan 7 att under viss sammantryckning anligga i sina styrspån För de övriga styrelementen var förhållandet det motsatta, nämligen att styrspåren 5 och 13 respektive 6 och 14 för de hårda kulorna 8 och 9 utformades motsvarande 6,35 mm diameter, medan kulorna 8 och 9 gavs 6,0 mm diameter. Såsom nämnts ovan anordnades även styrspåren 5 och 6 för de hårda kulorna något förskjutna jämfört med den jämna delningen mellan styrspåren, till exempel så att vinkeln mellan styrspåren 4 och 5 respektive styrspåren 6 och 4 var 1220, medan sålunda vinkeln mellan styrspåren 5 och 6 blev 1160. Alternativt eller i kombination härmed kan motspåren 12, 13 och 14 placeras med omvänt ojämn delning, d v s så att 450 153 vinkeln mellan motspåren 12 och 13 respektive 14 och 12 blir mindre än 120°. Ändamålet härmed är att de hårda kulorna 8 och 9 ska spännas in till anliggning mot ovankanten på styrspåren 5 och 6 och underkanten på styrspåren 13 och 14. Man får därigenom en anliggning i ett plan mellan å ena sidan de hårda kulorna 8 och 9 och å andra sidan teleskopaxeln 1 och teleskophylsan 2, vilket är skiljt från ett radiellt plan, och vilket företrädesvis är vertikalt såsom visas i figur 2. Anliggnings- planen 15 och 16 för de båda hårda kulorna 8 och 9 blir därigenom parallella, och detta innebär att den visade högra kulan kommer att tryckas i medurs riktning av teleskopaxeln 1 vid medurs rotation, medan den visade vänstra kulan 9 kommer att tryckas i moturs riktning vid moturs rotation. Generellt skulle man kunna säga att den högra kulan upptar huvudparten av drivkrafterna i medurs rotation, medan den vänstra kulan 9 upptar huvudparten av drivkrafterna vid moturs rotation.

I händelse av att slitage under hand skulle uppkomma i styrningarna för de hårda kulorna 8 och 9 så kompenseras detta slitage av den elastiska kulan 7, vilken inte utsätts för något påtagligt slitage.

För att få en säkerhet om att inte alltför stor fjädring uppkommer i systemet vid alternerande vridningsriktningar kan en eller flera av kulorna i raden med elastiska kulor 7 ersättas med hårda kulor, så kallade garantikulor.

I figur 3 visas en alternativ utföringsform av uppfinningen, där teleskopaxeln 17 och teleskophylsan 18 är utformade med fyra stycken motsvarande spår, och där två av kulorna 19 och 20 är av elastisk typ, medan de två övriga kulorna 21 och 22 är av hård typ. Kulspåren i teleskopaxeln 17 och/eller i teleskophylsan 18 är förskjutna jämfört med jämn delning på väsentligen samma sätt som beskrivits i anslutning till utföringsformen i figurerna l och 2, och det framgår att de elastiska kulorna 19 och 20 med undersidan anligger mot teleskopaxeln 17 och med ovansidan mot teleskophylsan 18, medan de hårda kulorna 21 och 22 på omvänt sätt anligger mot teleskopaxeln 17 med ovansidan och mot teleskophylsan 18 med undersidan. Man får även här väsentligen vertikala och parallella anliggningsplan 23 och 24. Det visas i figur 3 hur de båda elastiska kulorna 20 är något sammantryckta, och de streckade linjerna visar kulans normala, okomprimerade tillstånd.

Figur 4 visar en alternativ utföringsform av den tredelade n. de 450 153 telskopstyrning, som beskrivits i anslutning till figur 2. I figur 4 har den elastiska kulan 7 ersatts med fyra stycken småkulor 25-28 lagrade i en förtjockad del 29 av kulstyrhylsan 102 Fördelen med denna utföringsform jämfört med utföringsformen enligt figur 2 är att man får en mindre avrullningsyta för de elastiska kulorna 25-28 och därigenom mindre avrullningsmotstånd för de elastiska kulorna.

Vid en ytterligare alternativ utföringsform av uppfinningen utformas kulstyrhylsan 10' av ett ”elastiskt” plastmaterial, medan småkulorna 25-28 utformas av stål, varigenom sålunda den förtjockade plastdelen 29 ger den önskade elasticiteten för de små stålkulorna 25-28.

Det kan av tillverkningsmässiga skäl vara fördelaktigt att utforma .den förtjockade delen 29 som en eller flera separata plaststavar, som på lämpligt sätt är styrda i kulstyrhylsan 10', och som vardera innehåller ett lämpligt antal små styrkulor 25-28.

Det är uppenbart för fackmannen att de utföringsformer av uppfinningen som beskrivits ovan och visats i anslutning till bifogade ritningar endast utgör belysande exempel och att många olika modifikationer kan förekomma inom ramen för de följande patentkraven. 450 155 8 AFFÄRSVERKET FFV "TeleskopstyPnífl9. $D2C1@llt för överföring av vridmoment" Hänvisningslista lflæflflfiUfi-ßßdfü-l __» G _: _: _; FU ._| DJ _. 42» __: 01 _: 03 __. \| ...- m _| KO I'\> Q f\? __: I\) f\7 f\) b) f\) J) I'\J (II f\) 01 f\) \| I'\) æ |'\) KO teleskopaxel teleskophylsa momentöverföringsorgan styrspår styrspår styrspår styrkulor. elastisk styrkulor, hård styrkulor, hård kulstyrhylsa kulstyrhål styrspår ' styrspår styrspår (anliggningsplan) (anliggningsplan) teleskopaxel teleskophylsa elastisk kula elastisk kula hård kula hård kula (anliggningslinje) (anlíggningslinje) liten elastisk kula liten elastisk kula liten elastiska kula liten elastisk kula förtjockad del (av l0')

Claims (10)

1. 3 450 153 P a t e n t k r a v L Teleskopstyrning, speciell för överföring av vridande moment i alternerande riktningar och av den typ, som består av en telskopaxel (1, 17) försedd med åtminstone tre stycken runt teleskopaxeln fördelade axiella styrspår (4-6) en yttre teleskophylsa (2, 18) med invändiga axiella motspår (12-14) fördelade runt hylsan på väsentligen samma sätt som styrspåren (4-6) i teleskopaxeln, samt ett antal överföringselement (3) anordnade mellan teleskopaxelns (1) styrspår (4-6) och teleskop- hylsans(2) motspår(lZ-14) kä nrie te c kria d av att åtminstone ett av överföringselementen (7, 19, 20) i teleskopstyrningen är utfört ,av ett i förhållande till de övriga överföringselementen (8, 9, 21, 22) relativt sett "elastiskt" material, medan övriga överföringselement (8, 9, 21, 22) är utförda av något "hårdare" material.

2. Teleskopstyrning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k ~ n a d av att överföringselementen utgörs av kulor (7-9, 19-22) anordnade i rader motsvarande teleskopaxelns styrspår (4-6) respektive teleskophylsans motspår (12-14)

3. Teleskopstyrning enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e- te c klia d av att den elastiska kulan (7)är lika stor som eller företrädesvis något större än tillhörande styrspår och motspår (12).

4. Teleskopstyrning enligt patentkravet 1, 2 eller 3, k ä n n e- t e c kria d av att den eller de hårda kulorna (8, 9, 21, ZÉ)är utförda av stål, och av att teleskopaxelns styrspår (5, 6) och teleskophylsans motspår (13, 14) för dessa hårda kulor har något större tvärsnittsradie än kulorna.

5. Teleskopstyrning enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k- n a d av att styrspåren (4-6) i teleskopaxeln (1) och motspåren (12-14) i teleskophylsan (2) är förskjutna på sådant sätt i förhållande till varandra, att de "hårda" styrkulorna (8, 9) anligger mot teleskopaxeln (1) vid en punkt belägen vid sidan av en tänkt radie genom kulan till teleskopaxelns (1) centrum, och vid en motbelägen punkt anligger mot teleskophylsan (2), varvid de båda anliggninspunkterna hos två intill varandra belägna hårda kulor är förlagda i plan (15, 16), som är väsentligen parallella med varandra. 450 153 10

6. Teleskopstyrning enligt patentkraven 4 och 5, k ä n n e - te ck na d av attstyrspåren(4~6)i teleskopaxeln(l) och motspåren (12-14) i teleskophylsan (2) är sinsemellan förskjutna på sådant sätt, att de "hårda" kulorna (8, 9, 21, 22) anligger mot teleskopaxeln (1, 17) i varandra motsatta riktningar och mot teleskop- hylsan (2, }8) i riktning vända mot varanda.

7. Telskopstyrning enligt något av föregående patentkrav, k ä n- n e t e c k n a d av att överföringskulorna hålls på plats av en kulstyrhylsa (10), vilken är lätt glidbar mellan teleskopaxeln (ll och teleskophylsan (2) och vilken innehåller åtminstone tre rader av ett flertal kulstyrhål (11) motsvarande styrspåren i teleskopaxeln och teleskophylsan.

8. Teleskopstyrning enligt patentkravet 7, k ä n n e t e c k- n a d av att den rad kulstyrhål (11), som är avsedd för "elastiska" kulor (7) även innehåller en eller flera kulor av stål för att eliminera risk för skada på plastkulorna vid överstarka vridmomentöverföringar mellan teleskopaxeln (1) och teleskophylsan (ZL

9. Teleskopstyrning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k- n a d av att den innehåller fyra rader av överföringselement, där två intill varandra liggande rader utgörs av "elastiska" kulor (19, 20) medan de två övriga raderna av överföringselenent utgörs av stålkulor, och varvid styrspåren för de elastiska kulorna (19, 20) och stålkulorna (21, 22) är anordnade på sådant sätt i förhållande till teleskophylsans motspår, att en elastisk kula och en stålkula parvis får anliggnings- punkter belägna i ett gemensamt anliggningsplan (23, 24), och varvid anliggningsplanen (23, 24) är parallella.

10. Teleskopstyrning enligt något av patentkraven 1-8, k ä n ne t ec kria d av att den "elastiska" styrningen utgörs av en förtjockad del (29) av kulstyrhylsan (IOW, vilken inrymmer fyra rader av företrädesvis jämnt fördelade småkulor (25-28) och varvid antingen kulstyrhylsan (10') är utförd av "hårt" material och småkulorna (25-28) av "elastiskt" material eller omvänt kulstyrhylsan (10') är utförd av "elastiskt" material och småkulorna (25-28) av "hårt" material. ra