SE517177C2 - Axelkoppling - Google Patents

Description

lO 15 20 25 30 517 177 US 4,l73,128 visar en av kompositmaterial laminerad drivaxel med flexibla kopplingspartier invid axel- ändarna. Dessa flexibla kopplingspartier omfattar seriekopplade bälgar med identisk geometri och böjelasticitet. Genom användning av seriekopplade bälgar reduceras utrymmesbehovet radiellt. Emellertid har det visat sig att denna typ av axelkoppling är mindre lämpad för användningsområden där vinkelfelet mellan bälgar är relativt stort och höga vridmoment förekommer. Ett exempel på ett sådant användningsområde är kardanaxlar för tunga lastbilar.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN: Ett ändamål med uppfinningen är därför att åstadkomma en axelkoppling med litet utrymmesbehov, vilken även klarar stora vinkelrörelser samt höga vridmoment.

För detta ändamål kännetecknas axelkopplingen enligt uppfinningen av att två närbelägna bälgsegment uppvisar olika böjmotstånd, varvid det bälgsegment som befinner sig närmast rörsektionen uppvisar ett lägre böjmotstånd än nästföljande bälgsegment. Genom denna utformning av axelkopplingen kan varje enskilt bälgsegment dimensioneras på så sätt att påkänningar fördelas jämnt över samtliga bälgsegment, varvid komponenten kan optimeras, t.ex. med avseende på inbyggnadsmått och hållfasthet. Ytterligare en fördel gentemot konventionella kardaner är en ökad frihet för installation av drivlinan. En enligt uppfinningen utformad axel har inte krav på lika brytvinklar i bälgarna som en kardanaxel har i kardanknutarna.

Vid ett utföringsexempel av uppfinningen kan variationerna i böjmotstånd mellan två närbelägna bälg- 10 15 20 25 30 517 177 segment åstadkommes genom variationer i bälgsegmentens materialtjocklek. Alternativt kan dessa variationer åstadkommes genom 'variationer i bälgsegmentens ytter- diameter.

Vid ett annat utföringsexempel av uppfinningen kan Variationerna i böjmotstånd mellan två närbelägna bälg- segment åstadkommes genom variationer i bälgsegmentens innerdiameter. Alternativt kan dessa variationer åstad- kommas genom variation av bälgmembranens radialvinklar i förhållande till kopplingsdelens längdaxel.

Vid ytterligare utföringsexempel av uppfinningen kan variationerna i böjmotstånd mellan seriekopplade bälg- segment åstadkommes genom variation av avståndet mellan intill varandra belägna bälgsegment.

Enligt en fördelaktig variant av uppfinningen är kopplingsdelen tillverkad av en epoxikomposit med en blandning av glas- och kolfibrer. Variationerna i böjmotstånd mellan två närbelägna bälgsegment kan därvid åstadkommes variation av genom fiberriktningen i kompositmaterialet.

Rörsektionen och kopplingsdelen kan vara tillverkade i ett stycke av kompositmaterial eller stål.

KORT BESKRIVNING AV FIGURER Uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande, med hänvisning till utföringsexempel som visas på de bifogade ritningarna, varvid FIG 1 är en bruten sidovy av en axelkoppling enligt uppfinningen, 10 15 20 25 30 517 177 FIG 2 visar i sidovy en i axelkopplingen ingående kopplingsdel, FIG 3 är ett snitt längs linjen III-III i Fig. 2, och FIG 4 visar kopplingsdelen i perspektivvy.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL: Den i Fig 1 visade axelkopplingen är ämnad att användas en bil som kardanaxel på och omfattar en böjstyv Vid detta användningsområde omfattar axelkopplingen lämpligen i rörsektion 10 och en kopplingsdel 11. respektive ände av rörsektionen 10, spegelvänt anordnade kopplingsdelar 11, men vid något annat användningsområde skulle det vara tänkbart att ha endast en kopplingsdel ll.

Ett ändstycke 12 är monterat kopplingsdelens fria ände, för anslutning till ett icke visat vridelement, t.ex. en differentialväxel på ett fordons bakaxel. För att till- handahålla motsvarande rörlighet som en konventionell kardanknut, dvs. anpassning gentemot vinkelfel, är kopplingsdelen 11 försedd med fyra i serie l3b, samman* kopplade bälgsegment l3a, l3c och 13d (se Fig. 2).

Bälgsegmenten 13 är inbördes olika utformade, så att de uppvisar olika böjmotstånd. Således uppvisar det närmast rörsektionen 10 belägna bälgsegmentet l3a ett lägre böjmotstànd än det nästföljande bälgsegmentet l3b. 13b ett lägre motstånd än det nästföljande bälgsegmentet l3c, och Samtidigt uppvisar bälgsegmentet böj- bälgsegmentet l3c ett lägre böjmotstånd. än det näst- följande bälgsegmentet 13d.

Vid en serie av två eller flera sammankopplade bälg- segment kommer normalt det närmast infästningspunkten, 10 15 20 25 30 517 177 dvs. ändstycket 12, belägna bälgsegmentet att utsättas för den största böjpàkänningen. Genom den ovan beskrivna utformningen av kopplingsdelen ll, kommer böjspänning och deformation pga. pàkänningen på rörsektionen att fördelas jämnt mellan de olika bälgsegmenten.

Vid det i figurerna visade utföringsexemplet har variationerna i böjmotstånd åstadkommits genom främst två åtgärder. Å ena sidan har de olika bälgsegmenten erhållit.olika ytterdiameter, på så sätt att det närmast rörsektionen 10 belägna bälgsegmentet l3a har en större ytterdiameter D än det nästföljande bälgsegmentet l3b.

Samtidigt uppvisar' bälgsegmentet l3b en större ytter- l3c, bälgsegmentet l3c en större ytterdiameter än det näst- diameter än det nästföljande bälgsegmentet och följande bälgsegmentet l3d. En minskad ytterdiameter ger i detta fallet ökat böjmotstånd i bälgsegmentet och vice VerSö.. Å andra sidan har variationerna i böjmotstånd mellan två närbelägna bälgsegment åstadkommits genom variation av bälgmembranens radialvinklar a i förhållande till kopplingsdelens längdaxel. Härvid uppvisar det närmast rörsektionen 10 belägna bälgsegmentets l3a membransidor trubbigare vinkel a mot kopplingsdelens längdaxel 14 än det nästföljande bälgsegmentets l3b membransidor.

Analogt därmed uppvisar följaktligen bälgsegmentets l3d membransidor den spetsigaste vinkeln mot kopplingsdelens längdaxel 14. En spetsigare vinkel a ger i detta fallet ökat böjmotstånd i bälgsegmentet och vice versa. Genom denna vinkelskillnad kommer vanligen avstànden Ll och L2 till tangentiell skilja sig. Emellertid är man inte bunden utföranden där en rät linje bildar en 10 15 20 25 30 517 177 6 förbindelse mellan två radier, utan kopplingsdelens olika bälgsegment kan utformas fritt, t.ex. med varierande kurvatur.

Andra åtgärder skulle kunna användas för att åstadkomma de olika önskade graderna av böjmotstånd i respektive bälgsegment. Exempelvis kan böjmotstàndet varieras genom ändring av xnaterialtjockleken i. bälgen, på så att en ökad godstjocklek ger ett ökat böjmotstånd i bälg- segmentet och omvänt. Vidare kan böjmotstàndet varieras genom ändring av bälgens inre diameter d, på så sätt att en minskning av den inre diametern ger ett minskat böjmotstånd och omvänt. Vidare kan en av epoxykomposit med fiberväv tillverkad axelkoppling varieras beträffande fibervävens orientering i förhållande till axelkopplingens så att längdaxel 14, specifikt olika böjmotstånd erhålles i respektive bälgsegment. Komposit- materialets sammansättning kan variera mellan olika bälgsegment i kopplingsdelen, t.ex. så att olika böjmotstånd erhålles genom variation av mängd- förhållandet epoxy/fibrer. Som exempel på lämpliga fibrer för kopplingsdelen kan nämnas glasfibrer, kolfibrer, KEVLAR-fibrer och volframfibrer.

Axelkopplingen enligt uppfinningen kan ävan vara tillverkad av lämpligt rörstål, varvid de sistnämnda varianterna att erhålla variation j. böjmotstånd bort- faller.

Uppfinningen skall inte anses vara begränsad till de ovan. beskrivna utföringsexemplen, utan en rad ytter- ligare varianter och nwdifikationer är tänkbara inom ramen för efterföljande patentkrav.

Claims (10)

10 15 20 25 30 517 177 PATENTKRAV

1. Axelkoppling för överföring av vridkraft mellan en ett vridbart vilken (10) böjflexibel kopplingsdel axel och element, axelkoppling med (ll) med minst två seriekopplade bälgsegment (l3a-l3d), vilka omfattar en böjstyv rörsektion och en rörsektionen förbunden, möjliggör centrumlinjeavvikelser mellan axeln och det vridbara.elementet, k ä n n e t e c k n a d därav, att två närbelägna olika bälgsegment uppvisar böjmotstånd, varvid det bälgsegment som befinner sig närmast rörsektionen (10) uppvisar ett lägre böjmotstånd än nästföljande bälgsegment.

2. Axelkoppling enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att variationerna i. böjmotstånd mellan två närbelägna bälgsegment åstadkommes genmn variationer i bälg- segmentens materialtjocklek.

3. Axelkoppling enligt kravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att variationerna i. böjmotstånd nællan två närbelägna bälgsegment åstadkommes genom variationer i bälg- segmentens ytterdiameter (D).

4. Axelkoppling enligt något av kraven 1 till 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att variationerna i böjmotstånd nællan två närbelägna bälgsegment åstadkommes genom variationer i bälg- segmentens innerdiameter (d). 10 15 20 25 30 517 177

5. Axelkoppling enligt något av kraven 1 till 4, k ä n n e t e c k n a d därav, att variationerna i böjmotstånd mellan två närbelägna bälgsegment åstadkommes genom variation av bälg- membranens radialvinklar (a) i förhållande till kopplingsdelens (ll) längdaxel (14).

6. Axelkoppling enligt något av kraven 1 till 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att varrationerna i böjmotstånd mellan seriekopplade bälgsegment åstadkommes genom variation av avståndet mellan intill varandra belägna bälgsegment.

7. Axelkoppling enligt något av kraven 1 till 6, k ä n n e t e c k n a d därav, att kopplingsdelen är tillverkad av en epoxikomposit med en blandning av glas- och kolfibrer.

8. Axelkoppling enligt kravet 7, k ä n n e t e c k n a d därav, att variationerna i böjmotstånd mellan två närbelägna åstadkommes variation av fiber- bälgsegment genom riktningen i kompositmaterialet.

9. Axelkoppling enligt något av kraven l till 8, k ä n n e t e c k n a d därav, att rörsektionen och kopplingsdelen är tillverkade i ett stycke.

10. Axelkoppling enligt något av kraven 1-6, k ä n n e t e c k n a d därav, att rörsektionen och kopplingsdelen är tillverkade i ett stycke av stål.