SE522683C2 - Flexibel kraftöverföringsaxel - Google Patents

Description

25 522 683 Redogörelse för uppfinninggeg De ovannämnda åndamålen uppnås enligt uppfinningen därigenom att kraftöverfö- ringsaxeln uppvisar de i patentkravets 1 kännetecknade del angivna särdragen.

Kraftöverföringsaxeln är utförd som en röraxel (dvs. ihålig axel), varvid i rörväggen ingår minst ett såsom integrerad del av axeln utformat flexibelt organ, som är fjäd- rande ihoptryckbart i axelns långdriktning. En sådan elastisk hoptryckning (axiell sammanpressning) av det eller de flexibla organen medför då inte bara en minskning av kraftöverföringsaxelns totala längd, utan också att en inneboende axiell återfiäd- ringskraft (förspänningskraft) uppkommer i det eller de flexibla organen. Denna för- spänningskraft strävar då att återigen utvidga resp. flexibla organ till dess axiellt obelastade utgångstillstånd, dvs. att återställa kraftöverföringsaxelns ursprungliga totallängd.

Det flexibla organet (eller varje sådant organ) är utfört som ett diskus- eller skivlik- nande fjäderorgan. Detta skivij äderorgan kan exv. utgöras av ett tallriksíjäderele- ment i form av en dubbelsidig tallriksíjäder sammansatt av två med varandra vid den yttre periferin sammanfogade, svagt koniska tallriksskivor vilka övergår direkt i röraxeln vid sina innerkantområden, och vid ytterkantområdena övergår i varandra via ett konvext krökt ytterkantparti.

Kraftöverföringsaxeln, som lämpligen kan vara tillverkad av exv. stål eller något lämpligt kompositmaterial, kan företrädesvis vara försedd med ett hoptryckbart, skivliknande, flexibelt organ i området av vart och ett av sina båda ändpartier. Al 10 15 im fi-z: 25 p o.. s n » 1 n: 522 685' ' ' ' I ~ » v » ,, 3 ternativt kan ett eller flera flexibla organ vara anordnat/anordnade på avstånd axiellt innanför kraftöverföringsaxelns ändpartier, t.ex. i området ungefär mitt emellan ax- elns ändpartier. Vid en föredragen utföringsform har kraftöverföringsaxeln två flexibla organ som vart och ett består av dubbla tallriksfiäderelement, vilka vid in- fåstningskanterna direkt övergår i röraxelns mantelvägg, och vid ytterkanterna över- går i varandra via ett gemensamt ytterkantparti med företrädesvis ñ-format tvärsnitt.

För att en kraftöverföringsaxel enligt uppfinningen skall kunna användas såsom en- kelt monterbar/demonterbar drivförbindelse mellan ett par koaxiella axeltappar, måste axeln vara så utförd, att den (genom axiell hoptryckning) kan förkortas till- räckligt mycket för att dess totala längd skall bli åtminstone något lite mindre än det inbördes axiella avståndet mellan axeltapparnas mot varandra vända ändytor. Denna konstruktions- och dimensioneringsprincip kan också uttryckas så, att det eller de i kraftöverföringsaxeln ingående, axiellt hoptryckbara flexibla organen tillsammans måste kunna tryckas ihop något mer än summan av de båda sträckor varmed kraft- överföringsaxeln (i sitt imnonterade driftsläge) med sina rörformiga ändpartier överlappar (dvs. skjuter in över) de genom axeln drivförbundna axeltappama.

Uppfinningen skall nu nedan förklaras och beskrivas ytterligare under hänvisning till några på de bifogade ritningama visade utföringsexempel.

Kort beskrivning av ritningsfigurema För ritningsfigurerna gäller att: Fig. 1 och 2 visar i perspektiv ett exempel på en axiellt hoptryckbar kraftöverfö- ringsaxel i inmonterat driftläge (mellan en kylfläkt och en drivande axeltapp); resp. i ett demonterat läge; Fig. 3, 4 och 5 visari sidovy den genom axiell hoptryckning förkortade kraftöverfö- ringsaxeln omedelbart före införandet mellan fläkt och drivaxeltapp; omedelbart 10 15 im b-'Iz 25 522 683 u o o n v a - ~ o ' . . , ,, u. 4 efter införandet mellan dem; resp. axiellt utvidgad i monterat driftläge mellan fläk- ten och axeltappen; och Fig. 6 och 7 visar slutligen i större skala och delvis i längdsnitt en kraftöverförings- axel i inmonterat och fastlåst driftläge; resp. (i ännu större skala) det ena ändpartiet av ifrågavarande axel.

Beskrivning av utföringsexempgl I Fig. 1-2 visas en tillämpning där en axiellt hoptryckbar kraftöverföringsaxel 2 en- ligt uppñnningen används för att drivförbinda en av en (icke visad) fordonsmotor driven remskiva 4 med en kylfläkt 6. I detta fall antas remskivan 4 vara driven direkt av motorns vevaxel, men den skulle altemativt kunna vara driven av en kilrem (fläktrem) 8 som löper i en slinga över ytterligare rernskivor 10, 12 och 14 av vilka i så fall en drivs av motoms vevaxel, medan de övriga exv. kan tjäna till drivning av en kylvätskepump och en generator. I Fig. 1 visas kraftöverföringsaxeln 2 i sitt driftsläge när den är inmonterad mellan en axeltapp 16 på remskivan 4 och en till kylfläkten 6 hörande axeltapp 18. Kylfläkten 6 är lagrad i en lagerdel 20 (se Fig. 4- 5) som är fast monterad vid en till fordonets chassi hörande del 22.

Eftersom kilremstransmissionen 8, 4, 10, 12 ,14 är monterad på den i chassit vibra- tionsfjädrande upphängda fordonsmotom måste man i drift räkna med vissa inbör- des vinkelskillnader och sidorörelser mellan axeltapparna 16 och 18. Kraftöverfö- ringsaxeln 2 är därför, och för att enkelt kunna monteras/demonteras mellan axel- tapparna 16, 18, utförd såsom en flexibel röraxel vari ingår två i axelns längdrikt- ning hoptryckbara, flexibla organ 24 och 26 (se Fig. 5-7). Organen 24, 26, vilka i detta fall är placerade relativt nära kraftöverföringsaxelns ändar, är utförda såsom tallriksliknande skivfjäderorgan, vartdera bestående av ett dubbelt tallriksfjäderele- ment omfattande två svagt koniska tallriksskivor 24a, 24b resp. 26a, 26b. Vid inner- diametem övergår dessa tallriksskivor direkt i röraxelns 2 cirkulärcylindriska vägg- 10 15 120 u» r t . i.. i . . . . up: s 1 o » s ' ' * I I I u o s u . n o - v. parti 28, och vid ytterdiametem övergår de i varandra via ett i tvärsnitt väsentligen ñ-format ytterkantparti 24c resp. 26c.

Genom att den över större delen av sin längd rörforrniga kraftöverföringsaxeln 2 är försedd med de två flexibla tallriksfjäderelementen 24, 26 medför en ihoptryckning av axeln i dess längdriktning, såväl en minskning av axelns totala längd (räknat mellan dess yttersta ändytor 30, 32, som uppkomsten (i resp. fjäderelement 24, 26) av en ackumulerad återfjädringskraft (återställande förspänningskraft), som strävar att återigen utvidga elementen 24, 26 och därigenom återigen förlänga kraftöverfö- ringsaxeln 2 till dess icke ihoptryckta ursprungslängd, som visas i Fig. 1, 5, 6-7.

I Fig. 2 och 3 visas kraftöverföringsaxeln 2 med fjäderelementen 24, 26 maximal hoptryckta (se pilarna HT i Fig. 3) till tunn jämntjock konfiguration som gör att ax- eln 2 utan svårighet kan införas koaxiellt mellan axeltapparna 16,18, varefter axeln (tack vare den inneboende ovannämnda förspänningskraften) kan tillåtas utvidga sig axiellt (pilarna UV i Fig. 4) för att därigenom äntra axeltapparna 16, 18 och därmed åstadkomma drivförbindelsen mellan dessa. För vridmomentöverföringen mellan kraftöverföringsaxeln 2 och axeltapparna 16, 18 har tapparna utvändigt och axeln invändigt lämpligen splines 34. För låsningen av axeln 2 i axiell riktning på axeltap- parna, kan man på axelns ändpartier exv. anordna någon form av låsbygel 36 (säk- ringsfjäder) med en resp. axeltapp genomgående sprint 38 (låstapp), såsom visas i Fig. 5-7.

Förutsättningen för att kraftöverföringsaxeln 2 skall kunna användas på avsett sätt vid den ovan beskrivna tillämpningen kan också åskådliggöras med hänvisning till måttpararnetrama A, B, C och D som visas i Fig. 6-7. I dessa figurer betecknar måtten A och B den maximalt möjliga hoptryckningen av fjäderelementen 24, 26 som kan åstadkommas, medan C och D betecknar de axiella längdmåtten för axel- tapparnas 16,18 insticksdjup i kraftöverföringsaxelns 2 cylindriska, axiellt utanför elementen 24,26 befintliga ändpartier. '°Dimensioneringsvillkoret" för att axeln 2 10 15 u vu. u v o o . , . . ,, snabbt och enkelt skall kunna monteras/demonteras mellan axeltappama 16, 18 kan då uttryckas i olikhetsvillkoret : A + B > C + D. Uttryckt i ord innebär detta att tall- riksfjäderelementen 24, 26 tillsammans måste kunna tryckas ihop åtminstone något litet mer än summan av axelns överlappningar av de båda axeltapparna 16, 18.

Med ett kraftöverföringsaxelutförande enligt ovan uppnås ett flertal användnings- mässiga fördelar. Bland dessa kan nämnas: att utformningen medger snabb och enkel montering för hand (och utan verktyg) av axeln, t.ex. för byte av kilremmen 8; att ingen risk att axeln 2 i drift lossnar oavsiktligt från axeltapparna uppkommer, eftersom varje eventuell axiell hoptryckning av axeln genast ger upphov till den ovannämnda förspänningskraften som strävar att återigen förlänga axeln; att slitaget av splines på axeltapparrla och i axe1ändama(på grund av axiell rela- tivrörelse mellan dessa komponenter) effektivt kan förhindras genom användande av exv. ovannämnda typ av låsbygel med låssprint; och att kraftöverföringsaxeln är underhållsfri.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 522 683 Patentkrav . Kraftöverföringsaxel anordnad drivförbinda en av en fordonsmotor driven rem- skiva (4) med en kylfläkt, vilken kraftöverföringsaxel är utförd såsom en röraxel (2) vari ingår minst ett, företrädesvis två, i axelns längdriktning hoptryckbart, flexibelt organ (24,26), där detsamma, resp. varje sådant organ, är utfört såsom en integrerad del av röraxeln, varvid en elastisk ihoppressning av ifrågavarande flexibla organ (24,26) i röraxelns längdriktning medför såväl en minskning av kraflöverföringsaxelns totala längd, uppmätt mellan de yttersta ändytoma (30,32) av axelns båda ändpartier, som uppkomst av en i resp. organ ackumule- rad återfjädringskraft (återställande förspänningskraft), som strävar att axiellt utvidga organet (24 resp.26) till dess icke ihoppressade utgångstillstånd, känne- tecknad av att åtminstone ett av de flexibla organen (24,26) är utfört såsom ett tallriksliknande skivtjäderorgan. . Kraftöverföringsaxel enligt krav 1, kännetecknad av att den omfattar två flex- ibla, i axiell riktning inbördes åtskilda, skivliknande organ (24,26), varav åtmin- stone det ena är beläget i området av ett av kraftöverföringsaxelns (2) båda änd- partier. . Kraftöverföringsaxel enligt krav 2, kännetecknad av att de två flexibla organen (24,26) är belägna i området av var sitt av kraftöverföringsaxelns (2) båda änd- partier. . Kraftöverföringsaxel enligt något av kraven 2-3, kännetecknad av att vartdera av de flexibla organen är utfört såsom ett dubbelt tallriksfjäderelement (24 resp.26) omfattande två motstående, svagt koniska tallriksskivor (24a,24b resp. 26a,26b) som vid sin innerdiameter övergår direkt i röraxelns väggparti (28) och vid sin ytterdiameter övergår i varandra via ett i tvärsnitt väsentligen m-format ytterkantparti (24c resp.26c). 10 522 685 8 . Kraftöverföringsaxel enligt något av föregående krav, kännetecknad av att materialet i röraxeln (2) och de flexibla organen (24,26) är stål eller ett kompo- sitmaterial. . Kraftöverföringsaxel enligt något av föregående krav, kännetecknad av att de flexibla organen (24,26) är belägna ett kort axiellt stycke innanför krafiöverfö- ringsaxelns (2) ändar, varvid på axelns axiellt utanför de flexibla organen beläg- na ändpartier är monterbara ringformade låsbyglar (36) med röraxelväggen genomgående, radiella sprintar (38) varmed kraftöverföringsaxeln kan fastlåsas på en i kraftöverföringsaxelns resp. ändparti axiellt införbar axelände eller axel- tappsände (16, 1 8).