SE454798B - Flensgaffel - Google Patents

Description

lO 15 20 25 30 35 4§_4_ 798 2 processen, dvs att göra större balanshàl. Tillverkare stöter på potentiella problem vid övergången till mate- rial med lägre densitet, eftersom det finns lite utrymme för att ta bort ytterligare vikt. Dessa problem kan bli mildrade genom att större omsorg användes i de tidi- gare tillverkningsstegen, t ex vid gjutningen och be- arbetningen, för att få lägre toleranser än som tidigare var nödvändigt vid balanseringen. Mindre toleranser ikräver naturligtvis ökade ansträngningar och utgifter.

Den föreliggande uppfinningen är en flänsgaffel som kan klara av att ha balanshàl med optimal placering.

Den optimala placeringen ger.utrymme för djupare ba- lanshál med större diameter. På grund av uppfinningens effektivitet behöver inte toleransnivàn i de tidigare tillverkningsstegen skärpas utan den kan t o m sänkas när man arbetar med lättviktsmaterial.

Den föreliggande uppfinningen är en flänsgaffel som har en framsida. från vilken tvâ skänklar sträcker sig ut axiellt, varvid varje skänkel innehåller ett tvärgàende lagerhål. Baksidan på flänsen har ett ba- lansborrhàl, vilket är beläget under en av skänklarna och radiellt inàtriktat från den radiella ytterytan på skänkeln. I en föredragen utföringsform omfattar flänsgaffeln ett balanseringsutskott under skänkeln, i vilket balanshàlet är borrat. Borrhàlet kan sträcka sig helt igenom flänsen och in i skänkeln. Den förelig- gande uppfinningen är speciellt tilllämplig på av gjut- järn konstruerade flänsgafflar. , Uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande under hänvisning till medföljande ritningar. Pig l är en sidovy på en flänsgaffel enligt tidigare teknik.

Fig 2 är en vy över baksidan på flänsgaffeln enligt fig l. Fig 3 är en sidovy av en flänsgaffel enligt den föreliggande uppfinningen och fig 4 är en vy över bak- sidan på flänsgaffeln enligt fig 3.

För att fullt förstå och uppskatta uppfinningen är det nödvändigt att förstå typiska anordningar, som är gjorda enligt tidigare teknik. Pig 1 och 2 illust- 10 15 20 25 30 35 454 798 3 rerar en typisk flänsgaffel 10 av smidesstàl för tung drift, som är gjord enligt tidigare teknik. Gaffeln 10 omfattar en ringformig fläns 12, som har en framsida ll och en baksida 13. Gaffeln 10 har en längdaxel 18, kring vilken den kan vrida sig.

Två symmetriskt och radiellt åtskilda skänklar 16 sträcker sig i huvudsak vinkelrätt ut från framsidan ll. Varje skänkel innehåller ett tvärgâende lagerhàl 22, där ett knutkors kan monteras. Den utvändiga ytan på varje skänkel 16 innehåller gängade hål 2; där skru- var till lageröverfallet, som rymmer den yttre lagerbanan, kan fastsättas.

Varje skänkel 16 har en radiell ytteryta 3l angrän- sande till framkanten ll. Skänklarna är förenade med en brygga som ger skänklarna stöd mot vridning. Bryggan 35 har motstående inskärningar 43 symmetriskt utformade mellan skänklarna 16 för att tillåta maximala univer-. saileasvinkiår, vilket är brukligt i den här tekniken.

Av fig 2 framgår att baksidan 13 på flänsen har ett steg på mellan 1,587-lO'3 m - 3,l75~l0-3 m och detta tjänar som en styrring 30 för att centrera eller styra en hoppassande kopplingsfläns, vilket är vanligt inom den här tekniken. Styrringar kan ha varje diameter som är tillräcklig för att rymma en lämplig kopplingsfläns.

Kopplingsflänsens fästhål 14 är fördelade längs peri- ferin på en bulthàlscirkel 15. Hàlen 14 sträcker sig rätt igenom flänsen 12. Baksidan 13 innehåller under bryggan 35 en fördjupning 36, som rymmer en utgående - axels fästmutter för montering av kopplingsflänsen till en transmission eller en kardandrevsaxels fästmutter för montering av kopplingsflänsen till axeldrevet.

Baksidan 13 omfattar dessutom balanshàl 40, vilka är på gaffeln strategiskt belägna borrhàl för att ro- tationsbalansera gaffeln 10 kring axeln 18. I den ti- digare tekniken var sådana balanshål som hålen 40 be- lägna så långt radiellt utåt som möjligt och radiellt utanför de radiellt yttersta skänkelytorna 31. Detta 10 15 20 25 30 35 454 798 4 var den vanliga praxisen på grund av att balanshålets effektivitet ökar geometriskt med avståndet till ro- tationsaxeln l8. Det skall noteras att hålet 40 är mera grunt än flänsen l2 för att undvika att det passerar igenom denna och därvid möjligen skadar gaffeln i konst- ruktivt avseende. Inom den tidigare tekniken var det vanligt att borra åtskilliga hål för att avlägsna till- räcklig vikt för rotationsbalansering av gaffeln.

En föredragen utföringsform av föreliggande upp- - finning är visad i fig 3 och 4. I fig 3 innefattar gjut- järnsflänsgaffeln 110 en ringformig fläns ll2 som har en framsida_lll och en baksida ll3 samt är vridbar kring lângdaxeln ll8. Gaffeln 110 består av två skänklar 116 som sträcker sig axiellt ut från framkanten lll och är symmetriskt belägna kring axeln 118. Varje skänkel innehåller ett tvärgáende lagerhål 122 och häl 123 till lageröverfallsskruvarna. Skänklarna 116 är tjockare än skänklarna på en typisk smidesstålsgaffel för att ge den ökad vridhållfasthet. .

Varje skänkel 116 har en radiellt yttre yta l3l angränsande till flänsens framkant lll. Skänklarna är förenade av en brygga 135 vilken stöder skänklarna.

Bryggan 135 har tvâ motstàende inskärningar 143, sym- metriskt utformade mellan skänklarna för att tillåta maximala universalledsvinklar, liksom i den tidigare tekniken.

Av fiq 4 framgår att flänsens baksida ll3 har en styrring 130. Fästhålen ll4 är belägna i angränsning till flänsens periferi och är centrerade längs en bult- hàlscirkel ll5. Baksidan ll3 innehåller en fördjupning 136 under bryggan 135 för att rymma en fästmutter till en utgående axel eller kardandrevsaxel. å Baksidan ll3 innehåller fyra balanseringsutskott l4l, vilka i allmänhet är belägna i hörnen på den ellip- tiskt formade fördjupningen l36. Varje utskott 141 är nersänkt i fördjupningen 136 på ett avstånd 144 av om- 10 15 20 25 30 35 454 798 5 kring 3,l75~l0'3 m från den axiellt yttersta ytan på bakkanten 113 (se fig 3). Varje utskott är tydligt ur- skiljbart, vilket tillåter en snabb lokalisering av den rätta borrpunkten. Varje utskott 141 är i allmänhet placerat under ena sidan pà varje skänkel 116, och sträc- ker ut sig axiellt för att förena sig med den tillhö- rande skänkeln. Det är därigenom i allmänhet omöjligt att särskilja från skänkeln i grânsomràdet.

Balanshàlet 140 är strategiskt borrat i ett av balanseringsutskotten 141 för att rotationsbalansera gaffeln 110 kring axeln 118. ätt andra balanseringshàl 140' kan bli borrat i ett annat utskott 141, om den tunga delen av gaffeln ligger mellan utskotten 141.

Hålen 140 och 140' kan vara av olika storlekar eller djup om den "tunga punkten" inte ligger mitt emellan två utskott 141.

Det skall noteras att i kontrast till tidigare tekniks anordningar, som visas i fig 1 och 2, är balans- hàlen 140 belägna radiellt innanför de radiellt yttersta skänkelytorna 131. Denna metod är motsatsen till det konventionella tänkandet i den tidigare tekniken, efter- som balanshàlen 140 är belägna närmare rotationsaxeln ll8 och därför kommer att vara mindre effektiva än ba- lanshål av liknande storlek, vilka är placerade längre radiellt ut. Den radiella ytterperiferin på varje ba- lanshål är belägen på ett avstånd från skänkelytan 131 som är lika med eller större än balanshàlets radie.

Härigenom uppnås att det finns tillräckligt med material för att upprätthålla gaffelns strukturella fullstän- 0 dighet.

Den föreliggande uppfinningens främsta fördel är att sådana balanshål som hålet 140 kan bli mycket dju- pare än som var möjligt i den tidigare tekniken. Av fig 3 framgår att hålet 140 helt går igenom flänsen 112 och in i skänkeln ll6. Man kan förse gaffeln, inklu- sive skänklarna 116, med dessa djupa borrhàl utan att förstöra dem strukturellt.

'Alternativt kan man förse gaffeln med tvà balanse- '454 293m 10 15 20 25 .3O e 6 ringsutskott 142, ett allmänt placerat under varje skän- kel 116, såsom visat med streckade linjer i fig 4. Den grundläggande skillnaden mellan utskotten 142 och 141 * Ca a är det centrala området, som ligger under lagerhàlet 122 och mellan varje par av balanseringsutskotten l4l.

Om de större balanseringsutskotten 142 används måste man vara försiktigare vid borrandet av balanshàl i det centrala området av utskotten 142 för att undvika ext- remt djupa balanshàl, vilka skulle kunna sträcka sig till lagerhàlet 122. Q Den föreliggande uppfinningen underlättar över- - gången till gjutjärn i stället för smidesstål i gaffeln 10. Medan gjutjärnsgaffeln llb är omkring 10% mer massiv än tidigare tekniks smidesstàlsgatflar, är dess vikt. inte större än smidesstàlsgafflarnas på grund av att gjutjärnets specifika vikt är omkring 90% av smides- 'stàieta Gjutjärn väger ungefär 7,oes-1o3 kg/m3 medan _ smidesstål väger ungefär 7,833-103 kg/m3.

Gjutjärnsmaterialet som används till gaffeln 110 är ett perlitiskt nodulärt (duktilt) järn (SAE material- specifikationen D7003 (modifierat). Gjutjärnet har en brottgräns pà 689,5 MPa och en sträokgräns på 482,65 MPa. Utvidgningsfaktorn på 0,0508 m.är 3-5% och dess elasticitetsmodul är 151,69-165,48 TPa. Materialet har en Rockwell-hårdhet på C20-30 och en Brinell-hårdhet på 229-285 BHN. Gjutjärnet är tillräckligt hårt för att kunna bearbetas.

Modifikationer av den beskrivna föredragna utförings- formen är möjliga utan att man avlägsnar sig från upp- finningens omfång vilket framgår av de följande patent- kraven. vil!

Claims (6)

10 15 20 25 30 454 798 PATENTKRAV

1. Flänsgaffel med dels en ringformig fläns (112), som har en framsida (111), en baksida (113), en rota- tionsaxel (118) och en bulthålscirkel (115) kring rotationsaxeln, pà vilken cirkel det finns ett flertal åtskilda bulthàl (114), dels tvâ skänklar (116), som sträcker sig i axiell riktning ut från framsidan (111) och är symmetriskt placerade kring rotationsaxeln, varvid vardera skänkeln (116) har radiellt inre och yttre ytor (131) och ett tvärgàende lagerhàl (122), som sträcker sig genom skänkeln (116) vinkelrätt mot rotationsaxeln (118) mellan skänkelns radiellt inre och yttre ytor (131), varvid lagerhálen (122) ligger i linje med varandra och varvid baksidan (113) har både en centralt placerad fördjupning (136) för att uppta en fästmutter och en styrring (130), som är anordnad kring rotationsaxeln (118) och omsluter för- djupningen (136) för montering av en kcpplingsfläns, k ä n n e t e c k n a d av att ett balanseringsutskott (141) är placerat inuti fördjupningen (136) och huvud- sakligen under en av skänklarna (116) samt har en _ axiellt yttre yta, som är urtagen axiellt inåt i för- djupningen relativt baksidans (113) yta intill fördjup- ningen, och att ett balanshål (140) är upptaget i balanseringsutskottet (141) huvudsakligen under en av skänklarna (116), helt radiellt innanför denna skänkels radiellt yttre yta (131), åtminstone delvis radiellt innanför skänkelns radiellt inre yta och radiellt innanför styrringen (130).

2. Flänsgaffel enligt krav 1, k ä n n e t e c k ~ n a d av att det radiella avståndet me11an.ba1ans- hålets (140) radiellt yttre periferi och den radiellt yttre ytan (131) på skänkeln (116) är lika med eller större än balanshàlets radie. 454 793 10 3 æ

3. Flänsgaffel enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n and av att balanshálet (140) sträcker sig axiellt igenom flänsen (112) och in i skänkeln (116).

4. Flänsgaffel enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a d av att baksidan (113) har två balanseringsut- skott (141) under vardera skänkeln (116), vilka balan- seringsutskott är placerade på avstånd från varandra under motsatta sidor av skänkelns (115) tvärgàende lagerhál (122).

5. Flänsgaffel enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a d av att balanseríngsutskottet (141) har en tvär- snittsarea liknande skänkelns (116) tvärsnittsarea.

6. Flänsgaffel enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d. av att den är gjord av gjutjärn. 'TJ (Å