SE508177C2

SE508177C2 - Swivel joint for two relatively pivotal structural members

Info

Publication number: SE508177C2
Application number: SE9701476A
Authority: SE
Inventors: Arne Aarre
Original assignee: Bolt Norge As
Priority date: 1996-04-23
Filing date: 1997-04-21
Publication date: 1998-09-07
Also published as: NO961607D0; SE9701476D0; NO961607L; NO302053B1; SE9701476L; DE19712770A1

Abstract

The coupling includes a bolt body (12) and two radially expandable internally conical shells (16, 16'), for the externally conical sectors of the bolt. The coupling is set by wedging the shells in the intermediate space between the adjacent bolt sector (12',12") and the surrounding wall of the fixing hole. The end sector of a second part can turn about the coupling axis (12A) round the central axial sector (12B) of the bolt. Each internally conical shell has a flange (18, 18') directed radially outwards, with at least one straight flat circumferential sector (22'). The shells remain rotationally set in the use-position on a flat surface (52a,52a') on, preferably the fork arm of each fork shaped section-fixed locking piece (52,52').

Description

15 20 25 30 35 508 177 2 kan de gängade ändtapparna slopas, genom att bultmaterialet i området för varje utvändigt koniskt parti är utformat med en koncentriskt gängad borrning, som är utformad för att samverka med en indrivningsskruv, vars huvud vid skruvens inskruvning i tillhörande gängad borrning i bulten, verkar på samma sätt som ovannämnda ansättningsmutter och pressar närliggande invändigt koniska hylsa i ingrepp med bult- partiet, för att därvid bringas att expandera radiellt, så som tidigare förklarats. The threaded end pins can be disposed of in that the bolt material in the area of each outer conical portion is formed with a concentrically threaded bore, which is designed to cooperate with a driving screw, the head of which, when screwed into the associated threaded drilling in the bolt, acts in the same way as the above-mentioned mounting nut and presses adjacent internally conical sleeve into engagement with the bolt portion, to thereby be caused to expand radially, as previously explained.

När bulten utsättes för radiellt verkande krafter, samtidigt som den delvis utsättes för rotation, har det visat sig, att den invändigt koniska hylsan och indrivningsorganet, skruv- bulten/muttern, skruvar upp sig, så att bulten lossnar och glider ut. Detta förhållande förstärkes ytterligare när dessa leder (bultar) användes i förbindelse med ovalitet, som har uppstått mellan leden och 'väggen som avgränsar glapp- Efterdragning av de invändigt koniska hylsorna skall ta upp infästningshàlet för denna. Sådan ovalitet ger glappet. Detta innebär att bulten med invändigt koniska hylsor periodvis är lösa, och därvid utsättes ännu mera för rotationsrörelser. Till exempel i. en hjullastares midje- styrning är svängcylinderbulten ersatt med en expanderande bult för att kompensera för glapp i infästningshàlen i den gaffelformade delen. Före varje efterdragning är bulten lös, ständiga fram- och återgående rörelser vid svängning medför att den invändigt koniska hylsan med indrivningsskruven lossnar och kan falla ut. Det har erfarenhetsmässigt visat sig, att hjullastare har mist styrningen som följd av detta.When the bolt is subjected to radially acting forces, at the same time as it is partially subjected to rotation, it has been found that the internal conical sleeve and the driving means, the screw bolt / nut, screw up, so that the bolt loosens and slides out. This relationship is further enhanced when these joints (bolts) are used in connection with ovality which has arisen between the joint and the wall delimiting the gap. Such ovality gives the gap. This means that the bolt with internally conical sleeves is periodically loose, and in doing so is even more exposed to rotational movements. For example, in the wheel guide of a wheel loader, the swivel cylinder bolt is replaced with an expanding bolt to compensate for play in the mounting holes in the fork-shaped part. Before each tightening, the bolt is loose, constant reciprocating movements when turning means that the internally conical sleeve with the drive-in screw comes loose and can fall out. Experience has shown that wheel loaders have lost control as a result.

Om det då finns last i skopan och hjullastaren är på väg utför en sluttning kan resultatet bli fatalt.If there is then a load in the bucket and the wheel loader is on its way down a slope, the result can be fatal.

Ett annat problem med expanderande bultkonstruktioner som användes som led mellan relativt varandra svängbara delar, är att de är besvärliga att demontera när de har fastnat, det vill säga när glappet är eliminerat och de invändigt 10 15 20 25 30 35 3 koniska hylsorna har expanderat maximalt. Problemet är att det finns en invändigt konisk hylsa vid varje ände av bulten, och de koniska hålen utvidgar sig i riktning mot varandra. Ofta är demonteringen så problematisk, att bulten måste brännas ut. Detta gör arbetet extra besvärligt.Another problem with expanding bolt structures used as joints between relatively pivotable parts is that they are difficult to disassemble when they are stuck, i.e. when the play is eliminated and the internal conical sleeves have expanded maximally. . The problem is that there is an internal conical sleeve at each end of the bolt, and the conical holes widen in the direction of each other. Disassembly is often so problematic that the bolt must be burned out. This makes the work extra difficult.

Ett väsentligt ändamål med uppfinningen har varit att åstadkomma en anordning för vridbar sammankoppling av två relativt varandra svängbara delar och av det inledningsvis angivna slaget, där det inte förekommer relativ rotation mellan bult och invändigt koniska hylsor.An essential object of the invention has been to provide a device for rotatable connection of two relatively pivotable parts and of the type indicated in the introduction, where there is no relative rotation between bolt and internally conical sleeves.

Ett annat viktigt ändamål med uppfinningen har varit att förenkla och underlätta demontering av sådana expanderbara anordningar som användes som led.Another important object of the invention has been to simplify and facilitate disassembly of such expandable devices used as joints.

Dessa ändamål har enligt uppfinningen realiserats med hjälp av en anordning vars kännetecknande särdrag framgår av den kännetecknande delen av patentkrav l. underordnade särdrag är Fördelaktiga om än angivna i efterföljande osjälvständiga underkrav.These objects have been realized according to the invention by means of a device whose characterizing features appear from the characterizing part of claim 1. Subordinate features are advantageous although stated in the following dependent claims.

Varje invändigt konisk hylsa är försedd med en utåtriktad fläns, vid den axiellt yttre änden. Vid reparation/utbyte kan man med hjälp av ett enkelt verktyg, t.ex. en skruvmejsel, vicka loss de invändigt koniska hylsorna genom att låta skruvmejseln angripa i spalten mellan hylsflänsen och den ena av den gaffelformade delens infästningspartier.Each inner conical sleeve is provided with an outwardly directed flange, at the axially outer end. When repairing / replacing, you can with the help of a simple tool, e.g. a screwdriver, loosen the internally conical sleeves by allowing the screwdriver to engage in the gap between the sleeve flange and one of the mounting portions of the fork-shaped part.

Var och en av dessa infästningspartier i den gaffelformade delen som ledens ändpartier skall låsas till är försedda med en påsvetsad låskonsol, som är påskruvad en låsbricka. Varje invändigt konisk hylsas yttre ringfläns är beskuren så att den får ett platt omkretsparti, som i bruksläge kommer att anligga stödjande, ovridbart mot sagda låskonsol. En sådan anordning omöjliggör vridning av de två invändigt koniska 10 15 20 25 30 35 508 177 4 hylsorna. Låsarmen är utformad och dimensionerad så att dess radiellt inre yta blir liggande stödjande och vridningshindrande mot ett platt parti av indrivnings- exempelvis har formen av en skruvens huvud, som sexkantsmutter.Each of these fastening portions in the fork-shaped part to which the end portions of the joint are to be locked are provided with a welded locking bracket, which is screwed onto a locking washer. The outer ring flange of each internally conical sleeve is cut so that it has a flat circumferential portion, which in the position of use will abut supportively, non-rotatably against said locking bracket. Such a device makes it impossible to rotate the two internally conical sleeves. The locking arm is designed and dimensioned so that its radially inner surface lies supportive and prevents rotation against a flat portion of drive-in, for example, has the shape of a screw head, like a hexagon nut.

I bultens utvändiga koniska ändpartier och i hylsornas invändiga koniska öppningar är det utformat axiellt riktade spår med mellanliggande åsar eller liknande. De axiellt riktade åsarna mellan spåren i de invändigt koniska hylsorna är utformade för att axialförskjutbart gripa in i de koniska bultpartiernas spår och vice versa. Dessa sam- verkande åsar/spår hindrar ömsesidig vridning och därmed att den invändiga koniska hylsan glider på bulten, samtidigt som den tillåter relativ axiell förskjutning däremellan. Den expanderbara anordningen, leden, är nu låst mot rotation och utglidning. Vid demontering av leden lossas först lås- armarna, indrivningsskruvarna skruvas ut, varefter de invändigt koniska hylsorna kan bräckas ut med hjälp av en skruvmejsel eller ett annat verktyg. Därefter kan bulten dras ut.In the outer conical end portions of the bolt and in the inner conical openings of the sleeves, axially directed grooves are formed with intermediate ridges or the like. The axially directed ridges between the grooves in the internally conical sleeves are designed to axially displaceably engage in the grooves of the conical bolt portions and vice versa. These cooperating ridges / grooves prevent mutual rotation and thus that the inner conical sleeve slides on the bolt, at the same time as it allows relative axial displacement between them. The expandable device, the joint, is now locked against rotation and sliding. When dismantling the joint, first loosen the locking arms, unscrew the drive screws, after which the internally conical sleeves can be broken out with the help of a screwdriver or another tool. The bolt can then be pulled out.

De invändigt koniska hylsornas utvändiga ringfläns kan med fördel avgränsas av en i ringform runtomgàende sned kant vid det axiellt innerst liggande partiet. Det axiellt ytterst liggande partiet av den yttre hylsflänsen kan vara vinkel- rätt mot bultens/ledens längdaxel.The outer annular flange of the internally conical sleeves can advantageously be delimited by an obliquely circumferential edge at the axially innermost portion. The axially outermost portion of the outer sleeve flange may be perpendicular to the longitudinal axis of the bolt / joint.

Ytterligare ändamål, fördelar och särdrag med anordningen enligt uppfinningen kommer att framgå av efterföljande detaljbeskrivning i förbindelse med icke begränsande exempel under hänvisning till på möjliga utföringsformer och bifogade ritningar, där: Fig. l visar anordningen i sprängvy och i längsgående axialsnitt; 10 15 20 25 30 35 508 177 5 Fig. 2 visar en ändvy av den högra, invändigt koniska hylsan i riktning av pilen II-II enligt Fig. 1; Fig. 3 visar en liknande ändvy av bultens högra koniska parti; Fig. 4 visar en led i sammanbyggt tillstànd och monterat mellan två delar med relativ svängbarhet kring ledens längdaxel.Further objects, advantages and features of the device according to the invention will become apparent from the following detailed description taken in conjunction with non-limiting examples with reference to possible embodiments and accompanying drawings, in which: Fig. 1 shows the device in exploded view and in longitudinal axial section; Fig. 2 shows an end view of the right, internally conical sleeve in the direction of the arrow II-II according to Fig. 1; Fig. 3 shows a similar end view of the right conical portion of the bolt; Fig. 4 shows a joint in an assembled condition and mounted between two parts with relative pivotability about the longitudinal axis of the joint.

I Fig. J. är en ledbildande anordning 10 visad delvis i sprängvy och delvis i sammanbyggt tillstånd.In Fig. J. a joint forming device 10 is shown partly in exploded view and partly in assembled condition.

Denna ledbildande anordning 10 är uppbyggd på en central bult 12 med mot respektive ände koniskt avsmalnande partier 12' och 12". I området för varje koniskt bultändparti 12' och 12" är bultkroppen 12 utformad med en koncentrisk, gängad blindborrning 14, l4'.This articulation device 10 is built on a central bolt 12 with conically tapered portions 12 'and 12 "towards each end. In the area of each conical bolt end portion 12' and 12", the bolt body 12 is formed with a concentric, threaded blind bore 14, 14 '.

Invändigt koniskt utformade hylsor 16, l6', som är välkända vid leder med expanderbara förankringsändpartier, är vid den axiellt yttre änden försedda med en radiellt utåt riktad fläns 18, l8', som avgränsas av en i ringform runtomgående sned kant 20, 20'. Ett kortare omkretsparti av flänsarna 18, 18' är bortskuret med ett rätlinjigt snitt, så att det på varje fläns 18, 18' finns ett plant omkretsparti 22, 22', som utgör ett särdrag hos föreliggande uppfinning, och för vilket kommer att närmare redogöras senare i förbindelse med Fig. 4. 18" betecknar ett genomgående spår i den koniska hylsan 16'.Internally conically shaped sleeves 16, 16 ', which are well known in joints with expandable anchoring end portions, are provided at the axially outer end with a radially outwardly directed flange 18, 18', which is delimited by an obliquely circumferential edge 20, 20 '. A shorter circumferential portion of the flanges 18, 18 'is cut away with a rectilinear section, so that on each flange 18, 18' there is a flat circumferential portion 22, 22 ', which constitutes a feature of the present invention, and which will be explained in more detail. later in connection with Fig. 4. 18 "denotes a through groove in the conical sleeve 16 '.

Koniciteten hos de invändiga koniska hylsorna 16, 16' och hos de koniska ändpartierna 12', 12" på bulten 12 är företrädesvis inbördes komplementär. 10 15 20 25 30 35 508 177 6 Axiellt utanför varje invändig konisk hylsa 16, 16' följer en bricka 24 med en central borrning 24' för en indrivningsskruv 26, 26' med sexkantshuvud 28, 28'.The conicity of the inner conical sleeves 16, 16 'and of the conical end portions 12', 12 "on the bolt 12 is preferably mutually complementary. Axially outside each inner conical sleeve 16, 16 ', a washer follows 24 with a central bore 24 'for a drive screw 26, 26' with hexagon head 28, 28 '.

Indrivningsskruvarna 26, 28, 26', 28' har vid åtdragning till uppgift att förflytta den närliggande invändigt koniska hylsan 16, 16' axiellt inåt, varvid ledens förankrings- partier (16, 16') expanderas radiellt.The tightening screws 26, 28, 26 ', 28' have the task of tightening the adjacent internally conical sleeve 16, 16 'axially inwards, whereby the anchoring portions (16, 16') of the joint are expanded radially.

I ledens längdaxelriktning 12A i linje liggande infästnings- hål 30, 30' i en gaffelformad del 32 (se Fig. 4, bruksläge) utgör en av de delar, som skall kopplas samman med inbördes svängbarhet. Vid den nämnda radiella expansionen av de invändigt koniska hylsorna 16, 16' fastkilas dessa i mellan- rummet mellan respektive koniskt bultparti l2', 12" och infästningshålens vägg 30, 30'.In the longitudinal axis direction 12A of the joint in line fastening holes 30, 30 'in a fork-shaped part 32 (see Fig. 4, position of use) constitute one of the parts to be connected with mutual pivotability. In the said radial expansion of the internally conical sleeves 16, 16 ', these are wedged in the space between the respective conical bolt portion 12', 12 "and the wall 30, 30 'of the fastening holes.

Sammanbyggnaden av den ledbildande anordningen framgår av Fig. 3: Den högra, invändigt koniska hylsan 16' skjutes in på bultens 12 högra, komplementärt koniska ändparti 12" och bricka 24, skruvas in i bultkroppens 12 anslutande, invändigt gängade indrivningsorganet 28', med mellanliggande blindborrning. Indrivningsskruvens 28' mutterhuvud trycker därvid mot motstående yta, och brickan 24 trycker på mot- stående ändyta på den invändigt koniska hylsan 16', som med sin invändigt koniska yta glider längs det tillordnade koniska bultändpartiet 12", tills det sker en fastkilning och en orubblig förankring i nämnda infästningshál 30, 30'.The assembly of the articulation device is shown in Fig. 3: The right, internally conical sleeve 16 'is pushed into the right, complementary conical end portion 12 "of the bolt 12 and washer 24, is screwed into the connecting, internally threaded drive means 28' of the bolt body 12, with intermediate The nut head of the drive screw 28 'then presses against the opposite surface, and the washer 24 presses on the opposite end surface of the inner conical sleeve 16', which with its inner conical surface slides along the associated conical bolt end portion 12 ", until a wedge occurs and an unshakable anchorage in said fastening holes 30, 30 '.

De invändigt koniska hylsorna 16, 16' har inre, axiellt riktade spår 34 med. mellanliggande åsar 36. De koniska bultändpartierna l2', 12" har motsvarande, komplementära spår 38 och melanliggande åsar 40. Åsarna 36 till hylsorna 16, 16' styrs in i bultändpartiernas spår 38 och vice versa, så att relativvridning mellan bultkroppen 12 och de in- vändigt koniska hylssorna 16, 16' förhindras, Detta repre- senterar ett särdrag vid föreliggande uppfinning. 10 15 20 25 30 SUS 177 7 Den vänstra indrivningsskruven är försedd med en smörjnippel 42 som är fastgjord i en koaxiell borrning i indrivnings- skruven 28, vilken borrning övergår i en axiell kanal 44 i bultkroppen 12, vilken axiella kanal 44 via en radiell kanal 46 mynnar ut vid ytan pà bultkroppens 12 cirkelcylindriska, axiellt sett mittersta parti l2B, som den andra delen 48, Fig. 4, är vridbart lagrad på via lager 50, som smörjes via den beskrivna smörjanordningen.The internally conical sleeves 16, 16 'have inner, axially directed grooves 34 with. intermediate ridges 36. The conical bolt end portions 12 ', 12 "have corresponding, complementary grooves 38 and intermediate ridges 40. The ridges 36 of the sleeves 16, 16' are guided into the grooves 38 and vice versa of the bolt end portions, so that relative rotation between the bolt body 12 and the The left-hand drive screw is provided with a lubrication nipple 42 which is fixed in a coaxial bore in the screw-in screw 28,. which bore bores in an axial channel 44 in the bolt body 12, which axial channel 44 via a radial channel 46 opens out at the surface of the circular-cylindrical, axially centered portion 122B of the bolt body 12, on which the second part 48, Fig. 4, is rotatably mounted; via bearing 50, which is lubricated via the described lubrication device.

I Fig. 4 visas att en làskonsol 52, 52' med en rätlinjig, plan övre yta 52a, 52a' är påsvetsad varje gaffelgren 32, varvid en låsarm 54, 54' likaledes med en rätlinjig, plan överyta 54a, 54a' är fastskruvad till respektive làskonsol 52, 52'.In Fig. 4 it is shown that a locking bracket 52, 52 'with a rectilinear, flat upper surface 52a, 52a' is welded to each fork branch 32, a locking arm 54, 54 'likewise with a rectilinear, flat upper surface 54a, 54a' being screwed to respectively lock console 52, 52 '.

Låsarmarna 54, 54' förutsättes påskruvade efter indrivnings- skruvarnas 28, 28' åtdragning, och deras nämnda plana ytor 54a, 54a' anligger stödjande mot den nedàtvända ytan på indrivningsskruvarnas 28, 28' fasta, sexkantiga mutterhuvud och hindrar vridning av indrivningsskruvarna 28, 28', medan làskonsolernas 52, 52' nämnda ytor 52a, 52a' bringas till stödjande, vridningshindrande anliggning mot det raka, plana omkretspartiet 22' på hylsans 16* yttre fläns l8'.The locking arms 54, 54 'are assumed to be screwed on after the tightening of the drive screws 28, 28', and their said flat surfaces 54a, 54a 'abut supportively against the downwardly facing surface of the fixed, hexagonal nut heads of the drive screws 28, 28' and prevent rotation of drive screws 28. ', while the said surfaces 52a, 52a' of the locking brackets 52, 52 'are brought into supporting, anti-rotation abutment against the straight, flat circumferential portion 22' of the outer flange 18 'of the sleeve 16 *.

Då de invändigt koniska hylsorna 16, 16' har kilat fast sig så, att de inte kan dras ut axiellt vid den ledbildande anordningens demontering, kommer hylsornas 16, 16' radiellt utåtriktade fläns 18, l8', att möjliggöra en utbrytning av respektive hylsa med hjälp av ett enkelt verktyg, t.ex. en skruvmejsel, som bringas att angripa i mellanrummet mellan hylsflänsarna 18, 18' och angränsande väggyta 32a, 32a', Fig. 4, i den gaffelformade delen 32.When the internally conical sleeves 16, 16 'have wedged themselves so that they cannot be pulled out axially during the disassembly of the joint-forming device, the radially outwardly directed flange 18, 18' of the sleeves 16, 16 'will enable a break-out of the respective sleeve with using a simple tool, e.g. a screwdriver which is caused to engage in the space between the sleeve flanges 18, 18 'and adjacent wall surface 32a, 32a', Fig. 4, in the fork-shaped part 32.

Claims

10 15 20 25 30 35 sus 177_ 8 PATENTKRAV

Device for establishing a joint (10) for rotatably connecting two relatively pivotable machine / building / construction parts (32, 48) at adjacent end portions, where one (32) of said relatively pivotable parts ( 32, 48) is fork-shaped and formed with two aligned mounting holes (30, 30 ') for rigid anchoring of the joint (10) at the end portions, comprising a bolt body (12) and two radially expandable, internally conical sleeves (16). , 16 '), which are each associated with its outer conical bolt portion (12', 12 ") which contributes to radial expansion of associated, internally conical sleeves (16, 16 ') at the axial displacement of the latter towards the axial center of the bolt body (12) with by means of a driving means (26, 28; 26 ', 28'), said unshakable clamping of the joint (10) taking place by wedging the internally conical sleeves (16, 16 ') into the space between adjacent conical bolt portions (12'), 12 ") and enclosing mounting wall (30, 30 '), and where the second part (48) is rotatably mounted about the hinge axis (12A) about the axially central bolt portion, characterized in that each internally conical, radially expandable sleeve (16, 16') has a radially outwardly directed flange (18, has at least one rectilinear flat circumferential portion (22 '), such as 18'), which in the position of use will abut in a rotatable manner against a flat surface (52a, 52a ') on a locking bracket (52, 52') or the like, which is fork-shaped part (32) preferably attached to each fork leg.

Device according to claim 1, characterized in that each of said outwardly directed sleeve flanges (18, 18 ') on the side, which in use position is turned inwards, in the direction of the second sleeve flange, is delimited by an oblique inclined circumferential edge portion (20,20 '). 10 15 20 25 30 35 508 177 9

Device according to claim 1 or 2, characterized in that each conical sleeve (16, 16 ') is internally formed with axial grooves (34) delimited between intermediate ridges (36), and that the conical (12) of the bolt (12) end portions (12 ', 12 ") are formed complementary to each other, so that the ridges (36) of a conical bolt end portion (12') engage axially displaceably, non-rotatably in the axial grooves of the associated conical sleeve (16 '), while the ridges (16') likewise engages axially displaceably, non-rotatably in grooves (38 ") associated with conical bolt end portion (12").

Device according to Claim 1, characterized in that each driving means consists of a screw bolt (26, 26 ') with a fixed head (28, 28') which has at least one straight, flat circumferential portion which is brought into abutment in the position of use. rotatable against a straight, flat surface (54a, 54a ') on a locking arm or the like (54, 54'), which may be screwed to said locking bracket (52, 52 ') or directly on each of the legs of the fork-shaped part (32) .

Device according to Claims 1 to 4, characterized in that at least one fixed head (28) of a screw bolt (26) is provided with an externally accessible lubrication nipple (42) which communicates with a first axial channel through the bolt. the shaft (26), which first axial channel coaxially communicates with a second axial channel (44) in the bolt body (12), substantially radial channel (46), which opens at the surface of and which second axial channel (44) passes * into a bolt body (12) and lubricates a bearing (50) interconnected with the machine / building / structural member (32, 48) rotatably mounted on the axially central circular cylindrical shell surface (12B) of the bolt body (12).