SE506579C2 - Metod och hopsättningsverktyg för tillverkning av en automatisk balanseringsenhet - Google Patents

Description

l5 20 25 30 35 506 579 2 Rullkropparna och löpbanan i ytterlöpringen mäste ha till- räcklig hàllfasthet för att klara av de krafter som verkar mellan dem och i synnerhet slitaget, som uppträder under drift.

UK-832.048 hänför sig till en sàdan balanseringsanordning för rullningskroppar, varvid för att reducera läckage- problemet vid skarvarna mellan sidotäckningar och löp- ringar, det föreslas att använda löpringar, vilka har gjorts integrerade med en av sidotäckorganen, varigenom läckageproblemet reduceras till skarvarna mellan sidokan- terna pá inner- och ytterlöpringen och det andra sidotäck- organet, vilket är fäst pá vilket som helst lämpligt sätt till resten av enheten, som är formad som en ring med C- _formad tvärsektion. Detta eliminerar visserligen läckage- problemet vid en axiell sida av enheten, men tillverkning av enhetens C-formade kropp är kostnadskrävande, i synner- het beroende pà det faktum, att innerlöpringen inte behöver ha de materialegenskaper, som erfordras för ytterlöpringen. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att erbjuda en ny metod för tillverkning av en automatisk balanseringsenhet innefattande en ytterlöpring med en periferiell inre löp- bana, en innerlöpring placerad i ytterlöpringen, koncent- riskt därmed och försedd med en inre axiell borrning och en yttre periferiell yta vänd mot löpbanan i ytterlöpringen, täckorgan fixerade mellan löpringarna, som därmed àtskiljer löpringarna och avtätar en ringformad kammare mellan dem själva och löpringarna, och ett antal rullkroppar anordnade i den ringformade kammaren, och denna metod kännetecknas av de i patentkravet l angivna särdragen, medan ett hopsätt- ningsverktyg som ocksa omfattas av uppfinningen definieras i patentkravet 5. 10 15 20 25 30 35 506 579 3 I det följande kommer uppfinningen att beskrivas närmare som ett icke begränsande exempel med hänvisning till bifo- gade ritningar.

Fig. 1 visar en diametral tvärsektion genom en automatisk balanseringsenhet enligt uppfinningen, Fig. 2 är ett tvärsnitt genom ett sidotäckorgan, som bildar del av enheten enligt Fig. l, Fig. 3 illustrerar i tvärsnitt en del av ytterlöpringen till enheten, Fig. 4 är en tvärsnittsparti av innerlöpringen till enhe- ten, medan Fig. 5 och 6 är vyer i större skala av de i Fig. 4 inringa- de partierna, och Fig. 7 visar i tvärsnitt en schematisk vy av ett pressverk- tyg för montering av den automatiska balanseringsenheten enligt Fig. 1.

Fig. 8 och 9 visar en del alternativa utföranden av den automatiska balanseringsenheten enligt uppfinningen.

Fig. 1 visar i tvärsnitt en automatisk balanseringsenhet l i enlighet med uppfinningen, och omfattande en ringformig yttre löpring 2, en ringformad inre löpring 3 placerad i hàlet i den yttre löpringen och koaxiellt därmed, första och andra ringformade sidotäckorgan 4 resp. 5, fästa mellan löpringarna och tjänande till att hälla löpringarna 2, 3 pà inbördes avständ och att avtäta en ringformad kammare 6, som bildas mellan de mot varandra vända periferiella inner- och ytterytorna pá dessa löpringar 2, 3 och dessa sidotäck- organ 4 resp. 5. Pà dess inre periferiella yta har ytter- löpringen 2 en löpbana 7, medan innerlöpringen 3 har en periferiell ytteryta 8 och en inre axiell borrning 9, som är koncentrisk med löpbanan 7. I den ringformade kammaren 6 finns placerat ett antal rullkroppar, i det visade exemp- let, kulor 10, vilka är av en mindre diameterdimension än det radiella avstàndet mellan denna löpbana 7 och den 10 15 20 25 30 35 506 579 4 periferiella ytterytan 8. Antalet rullkroppar 10 är vidare sá litet, att rullkropparna - kulorna - är rörliga bade radiellt - beroende pà den mindre diameterstorleken - och i vinkelled, och är därmed i stand att under drift automa- tiskt samlas i grupper eller att bringas pá avstånd fran varandra mot löpbanan 7, och var som helst längs omkretsen av den ringformade kammaren 6 för att kompensera oba- lanstendenser i ett roterande system med vilket den automa- tiska balanseringsenheten är associerad. Den ringformade kammaren är ocksa, åtminstone delvis fylld med en dämpande vätska ll, t.ex. olja.

I detta fall är báda löpringarna 2 och 3 formade som ringformade element, vilka lätt kan produceras genom av- stickning fran rörformat material och efterföljande svarv- ning eller valsning. Eftersom driftsbetingelserna resulte- rar i relativt smà belastningar, som verkar pá inner- löpringen, kan denna ring vara tillverkad av ett material av lägre kvalitet, och den behöver inte ha de egenskaper som löpbanan 7 i ytterlöpringen 2, vilken utsättes för be- lastning och slitage frán rullkropparna 10, som är i kon- takt med den.

Löpbanan 7 i ytterlöpringen och rullkropparna 10 skall företrädesvis ha en hög hardhet/sträckgräns för att ge sa goda balanseringsegenskaper och förmàga att motstá slitage som möjligt, men erfarenheten har visat att en ökning av dessa egenskaper hos nagon av dessa komponenter inte nödvändigtvis kommer att förbättra de nämnda egenskaperna.

I stället har det visat sig att det för att uppnà goda egenskaper i dessa avseenden, är mera väsentligt att de, företrädesvis höga värdena matchas pä ett lämpligt sätt, d.v.s. att deras hàrdhet/sträckgräns ligger sà nära varand- ra som möjligt, d.v.s. ett bättre resultat uppnås genom att bada de samverkande komponenterna ges samma värden i detta 10 15 20 25 30 35 506 579 5 avseende, jämfört med att bibehalla detta värde för en kom- ponent och att öka det för den andra.

Sidotäckorganen 4, som visas i tvärsektion i Fig. 2 och 5 är identiska till storlek och form och kan anses som ring- formiga brickor, som i en sidoyta har en grund, lätt krökt urtagning 12 vänd mot det inre av den ringformade kammaren i monterat läge och som därmed ger plats i axiell riktning för rullkropparna.

Fig. 3 visar i större skala en sektion av ytterlöpringen 2, sedd i tvärsnitt före hopsättning av den automatiska balan- seringsenheten. Fran denna vy kan man se hur löpringen 2 i bada omradena axiellt utanför löpbanan 7 har periferiella spar 13, vilka kan astadkommas t.ex. genom valsning. Pa liknande sätt har innerlöpringen 3, med dess yttre perife- riella yta 8 och invändiga borrning 9 ett periferiellt spar 14 placerat vid varje axiell sida av ytan 8, varvid den närmare formen av det sparförsedda partiet V visas i större skala i Fig. 5, och den axiella kanten VI i borrningen 9 visas i större skala i Fig. 6.

Som visas i Fig. 4 och 5 är det periferiella sparet 14 pla- cerat i ett plant parti 15 av ringen 3, med mindre dia- meter än periferiytan 8 och belägen pa ett avstand fran sidoytan pa ringen. Som framgar av Fig. 4 och 6 har borr- ningen en avfasad öppning för att underlätta montering av enheten pà en axel.

Sparen 13 i ytterlöpringen 2 är placerade och formade pa ett sätt som motsvarar sparet 14 i innerlöpringen 3.

Fig. 7 visar i ett schematiskt tvärsnitt ett hopsättnings- verktyg för en automatisk balanseringsenhet enligt uppfin- ningen. Hopsättningsverktyget 17 innefattar ett stativ 18, fast anordnat pa ett underlag och som uppbär ett pressbord 10 15 20 25 30 35 506 579 19, som uppbär en ringformad, plan pressplatta 20 centrerad i dess centrala borrning kring en dorn 21, vilken uppbäres av stativet 18 sà att den med hjälp av en fjäder 22 är elastiskt förspänd i axiell riktning. Pressbordet 19 är anordnat i en ring 23 monterad pà ett "flytande" sätt i stativet 18, och skjuter upp med sin inre periferiella vägg ovanför planet för den plana pressplattan 20.

Hopsättningsverktyget innefattar vidare en plunge 24, som drives pà konventionellt sätt och med konventionella medel, som inte närmare visas, och vilken uppbär en kallstuk- ningsdyna 25, som är försedd med en central genomgående dorn 26 förspänd i axiell riktning av en fjäder 27. Kall- stukningsdynan 25 är omgiven och styrd, av en ringformad styrhylsa 28 som är stelt fäst till plungen 24, vilken hyl- .sa 28 med sin fràn plungen vända sida skjuter ut axiellt utanför kallstukningsdynan 25. Den utskjutande delen av denna hylsa 28 har en ytterdiameter lika med eller nàgot större än innerdiametern hos den flytande ringen 23. Borr- ningen i den flytande ringen 23 och den yttre ändytan pä styrhylsan 28 är bäda försedda med motsvarande avfasningar, illustrerade vid 29. Innerdiametern hos styrhylsan 28 är väsentligen lika med ytterdiametern pá ytterlöpringen 2 i den automatiska balanseringsenheten som skall sättas samman i verktyget.

Proceduren vid hopsättning av den automatiska balanserings- anordningen är följande: Ytterlöpringen 2 placeras pà den plana pressplattan 20. Innerlöpringen 3 placeras pà samma plana pressplatta sä att den av stativet uppburna dornen 21 centrerar den. Genom denna placering av de tvà löpringarna 2, 3 pä samma plana pressplatta 20 säkerställes det att sidoytorna pá de tvà löpringarna är belägna parallellt. Ett täckorgan 4 placeras över den övre ringformade öppningen mellan de tvä löpringarna. Plungen 24 bringas därefter att varvid den röra sig axiellt mot pressplattan 20, 10 15 20 25 30 35 506 579 7 plungeburna dornen 26 med dess fria ände kommer in i borr- ningen i innerlöpringen 3, medan änden av styrhylsan 28, som skjuter ut utanför dynan 25 med dess inre borrning om- sluter och styr ytterlöpbanan 2, och med sin yttre avfasade vägg kontaktar den flytande ringen 23 och tvingar denna neråt under ökande radiell spänning alstrad av kontakten mellan avfasningarna 29. Därvid förspännes ytterringen 3 radiellt när kallstukningsdynan 25 när täckorganet 3, och därmed bringar detta att kallstukas i dess position, varvid materialet i kontaktkanten pä täckorganet kommer att flyta och tränga in i spåren 13, 14 pa ringarna 2 resp. 3 (se Fig. 3 och 4) och därmed ästadkommer en stark och tät fog.

Därefter vänds mellanenheten, bestående av löpringarna 2, 3, som hálles samman av ett sidotäckorgan 4, upp och ner och placeras pà pmessplattan 20 med borrningen i inner- löpringen 3 centrerad genom den stativburna dornen 21, var- efter rullkroppar införes i utrymmet mellan innerring, ytterring och det nämnda sidotäckorganet. En del av den áterstàende volymen av den rännformade underenheten fylles sedan upp med en lämplig, företrädesvis viskös fluid, och det andra sidotäckorganet positioneras och plungen 24 bringas äter att kallstuka det andra täckorganet för mellanenheten under förspänning och pà samma sätt som för det första täckorganet, och formar därmed en helt inkapslad automatisk balanseringsanordning.

Denna färdigställda automatiska balanseringsenhet 1 utsät- tes sedan för slutbehandling genom att borrningen 9 i innerlöpringen 3 slipas sà att den blir koncentrisk med löpbanan i ytterlöpringen. Under slipning av borrningen i innerlöpringen användes som referens företrädesvis en yta som är koncentrisk med löpbanan 7 i ytterlöpringen. En sa- dan extern yta kan till exempel vara mantelytan till ytter- löpringen eller en yta som tillverkas i samma operation som löpbanan. 10 15 20 25 30 35 506 579 Ytorna pà innerringen utsättes för en slipoperation efter kallstukningsoperationen.

Metoden enligt uppfinningen är inte begränsad till de utfö- ringsexempel som visas i bifogade ritningar och beskrives med hänvisning till dessa utan modifikationer och varianter är möjliga inom ramen för efterföljande patentkrav. Fastän den automatiska balanseringsenheten genomgående i beskriv- ningen och i ritningarna har visats omfatta en separat ytterlöpring och en separat innerlöpring är det sálunda möjligt att använda en innerlöpring utbildad t.ex. integre- rat i materialet i axeln eller en löpring, som bildar en axiell förlängning av en lagerinnerring, och sä vidare.

Fig. 8 illustrerar hur en axel 30 pà vilken enheten 1 en- Vligt uppfinningen skall anordnas kan förses med inner- löpringen 3' till enheten bearbetad eller formad direkt i materialet i axeln. l Fig. 9 visar vidare hur innerlöpringen 3" till den automa- tiska balanseringsenheten l kan utgöras av en cylindrisk fläns, som sträcker sig axiellt fran innerlöpringen till ett lager 31.

Fastän inget speciellt har nämnts om materialen i de olika komponenterna till den automatiska balanseringsenheten en- ligt uppfinningen föruton\ deras mekaniska egenskaper, är det naturligtvis möjligt att använda olika material, t.ex. i innerlöpringen och ytterlöpringen, varvid innerlöpringen, som inte utsättes för last och endast minimalt slitage, t.o.m. kan vara, t.ex. en träinnerlöpring, medan ytter- löpringen och rullkropparna är tillverkade av material med högre hárdhet och/eller sträckgräns. Det är vidare inte nödvändigt att materialen i ytterlöpringen och rullkroppar- na är desamma, utan olika materialkombinationer, sásom oli- ka metalliska material, plaster eller keramiska material 10 15 20 25 30 35 506 579 9 kan användas för dessa komponenter, sà länge deras hårdhet och/eller sträckgräns väsentligen matchar varandra.

Claims (5)

l0 15 20 25 30 35 506 579 10 PATENTKRAV

1. l. Metod för tillverkning av en automatisk balanserings- enhet innefattande en ytterlöpring (2) med en periferiell inre löpbana (7), en innerlöpring (3,3',3") placerad i ytterlöpringen (2), koncentriskt därmed och försedd med en inre axiell borrning (9) och en yttre periferiell yta (8) vänd mot löpbanan (7) i ytterlöpringen (2), täckorgan (4, 5) fixerade mellan löpringarna, som därmed àtskiljer löpringarna och avtätar en ringformad kammare (6) mellan dem själva och löpringarna, och ett antal rullkroppar (10) anordnade i den ringformade kammaren (6), k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att en ytterlöpring (2) placeras i en hopsättningsapparat (17), 'att en innerlöpring (3,3',3") placeras koaxiellt i ytter- löpringen (2), att en första ringformad täckplàt (4) anslutes medelst kallstukning mellan sagda löpringar (2, 3,3',3") i en po- sition axiellt utanför löpbanan (7) i ytterlöpringen, att rullkroppar (10) med väsentligen samma hàrdhet/sträck- gräns som löpbanan (7) införes i utrymmet mellan sagda löpringar, att företrädesvis, det av de tvà löpringarna och den första ringformade täckpláten (4) bildade trágformade ringformade utrymmet mellan löpringarna och den första täckpläten (4) àtminstone delvis fylles med en dämpande vätska, och att en andra ringformad täckplàt (5) anslutes medelst kall- stukning mellan sagda ytter- och innerlöpringar i en posi- tion axiellt utanför sagda löpbana (7) i ytterlöpringen pá motsatt axiell sida jämfört med positionen för den första täckplàten (4). 10 15 20. 25 30 35 506 579 11

2. Metod enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att den hopsatta automatiska balanseringsenheten (1) utsät- tes för slutbehandling, varvid borrningen (9) till inner- löpringen (3,3") slipas för att vara koncentrisk med löp- banan (7) i ytterlöpringen.

3. Metod enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a d a v att man under slipningen av innerlöpringens (3, 3") borr- ning (9), som referens använder en yta, sásom mantel- ytan till ytterlöpringen eller en yta tillverkad i samma bear- betningsoperation som ytterlöpringens löpbana.

4. Metod enligt nagot av patentkraven 1 till 3, k ä n n e t e c k n a d a v, att den färdigställda automatiska balanseringsenheten (1) underkastas för en ytterligare bearbetning, varvid sidopla- nen pà innerlöpringen slipas för att vara vinkelrätta mot löpbanan (7) till ytterlöpringen, varvid en detalj pà en yttre yta, sàsom sidoplanet pà ytterlöpringen, användes som en referens.

5. Hopsättningsverktyg för tillverkning' av' en, automatisk balanseringsenhet medelst en metod enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att verktyget innefattar ett stativ (18), som uppbär ett pressbord (19), vilket stödjer en ringformad, plan pressplatta (20) avsedd att under hopsättning av balanse- ringsenheten uppbära en därpà vilande innerring till balan- seringsenheten och centrerad i dess centrala borrning pá en dorn (21), avsedd att centrera innerringen (3) till balan- seringsenheten, och vilken dorn uppbäres i stativet (18), men är elastiskt förspänd i axiell riktning, varvid press- bordet (19) är anordnat i en ring (23) monterad pà ett fly- tande sätt i stativet (18) och uppskjutande med dess inre 10 15 20 25 30 35 506 579 12 omkretsvägg ovanför planet för den plana pressplattan (20), en driven plunge (24), som uppbär en kallstukningsdyna (25), vilken har en central dorn (26) anordnad att sträcka sig därigenom och förspänd i axiell riktning och omgiven och styrd. av' en ringformad. styrhylsa (28) fast ansluten till plungen (24), vilken hylsa (28) med dess fràn plungen vända sida skjuter ut axiellt utanför kallstukningsdynan (25), varvid den utskjutande delen av denna hylsa (28) har en ytterdiameter lika med eller nagot större än innerdiame- tern hos den flytande ringen (23) varvid borrningen i den flytande ringen (23) och den yttre ändytan pà styrhylsan (28) bada är försedda med. motsvarande avfasningar' (29), varvid styrhylsan (28) har en inner- diameter, som är vä- sentligen lika med ytterdiametern pà ytterlöpringen (2) till den automatiska balanseringsenhet som skall hopsättas i verktyget, och vilken styrhylsa är avsedd att styra och positionera denna ytterlöpring, varjämte kallstukningsdynan är anpassad för faststukning av täckorgan (4, 5) avsedda att täcka öppningen mellan balanseringsenhetens inner- och ytterringar.