SE525495C2 - Splinesförband innefattande två ringformade tätningselement på axiellt avstånd från varandra - Google Patents

Description

litt CI 00 O I C I I I III OIOI I C I l 09 000 OO 10 15 20 25 30 35 C “I i _) (fl -ÉX V) (fl Risken för ansamling av partiklar i förbindningsomrâdet ökar med spelets storlek.

Slutligen medger nämnda spel mellan nav och axeln en snedställning och en radiell förskjutning av axeln i förhållande till navet. I synnerhet vid lågbelastning av krafiut- taget är det vanligt att en sådan snedstållning och radiell förskjutning kan erhållas. I samband med en snedställning och en radiell ñrskjutning erhålls en relativ rörelse mellan navet och axeln i förbindningsområdet vilken orsakar en förslitning av ytoma i splinesförbindningsområdet.

US 4 126 018 visar en spindelanordning som är avsedd att förbinda två roterande axlar.

Spíndelanordningen imiefattar en spindel som är förbunden med två separata nav i oli- ka splinesförbindningsområden. De två naven innefattar var sitt tätningsorgan som är beläget vid ett ändparti hos de respektive navens törbindningsområde med spindeln.

Tätningsorganen synes dock inte sträcka sig helt ned i spåren mellan spindelns bom- mar. De kommer därvid inte i kontakt med spårens bottenytor. Därmed erhålls ingen absolut tätning mellan spindel och nav i splinesförbindningsområdena. Var och en av naven stöds här således endast vid ett åndparti av ett tåtningsorgan. Med ett sådant ap- plicerat tätningsorgan tillhandahålls inget stabilt stöd som förhindrar en eventuell sned- ställning av naven i förhållande till spindeln.

US 4 475 737 visar ett splinesförband i en drivlina. Splinesförbandet innefattar en ring- formad tätning som är anordnad mellan ett navet och en axel på ett relativt stort av- stånd från ett förbindningsområde mellan navet och axeln. En tâtningsplugg är anord- nad på den motsatta sidan om förbindningsområdet. Pluggen är fäst så att den täcker en ändöppning i navet. Axeln sträcker sig inte ända fram till pluggen så pluggen tillhan- dahåller här ingen stödyta för axeln. Det finns här således en risk att axeln vinkelställs i förhållande till navet under drifi i synnerhet om spelet mellan navet och axeln är stort. ' SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett syfte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett splinesförbanband där förbíndningsområdet mellan nav och axel irmefattar tätningsmedel som garanterat för- hindrar smörjmedel att läcka ut samtidigt som det förhindrar smuts och omgivande partiklar att trånga in. Ett annat syfte är att förhindra en snedstållning och en radiell förskjutning mellan axel och nav i förbindningsområdet. 10 15 20 25 30 35 Dessa sylten uppnås med splinesförbandet av det inledningsvis nämnda slaget, vilket kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets 1 kännetecknande del. Att an- ordna två ringformade tâtningselement så att de var och en kommer till kontinuerlig anliggning mot en kontaktyta hos den radiellt invändigt anordnade axeln och en kon- taktyta hos det radiellt utvändigt anordnade navet garanterar att tätningselementen full- ständigt fyller ut och täcker det radiella spelet mellan axeln och navet. Därmed garante- ras att det Smörjmedel som anbringats i förbindningsområdet mellan navet och axeln inte läcker ut. Efter tillförsel av Smörjmedel i förbindningsområdet mellan navet och axeln och montering av nämnda tätningselement erhålls en god Smörjning av förbind- ningsområdets ytor under en lång tid. Tätningselementen förhindrar samtidigt smuts och omgivande partiklar att tränga in i förbindningsområdet. De två ringforrnade tät- ningselementen fungerar samtidigt som distanselement som strävar efter att upprätt- hålla axelns centrerade position i förhållande till navet. Efiersom de ringformade ele- menten helt fyller upp den radiella spalten mellan axel och nav på ett avstånd från var- andra motverkar de på ett effektivt sätt en vinkelställning av axeln i förhållande till navet.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar åtminstone en av nämn- da ringformade tätningar ett elastiskt material. Med ett elastiskt material garanteras att en god tätning mellan axel och nav erhålls även då axiella rörelser mellan axel och nav i förekommer. Det elastiska materialet bör dock ha en styvhet så att det tillhandahåller stabila stödytor som effektivt motverkar en snedställning och en radiell förskjutning av navet i förhållande till axeln. Med fördel är åtminstone en av nämnda ringformade tät- ningar en O-ring. O-ringar är billiga att införskaffa och de har goda tätningsegenskaper.

Med lämpligt dimensionerade O-ringar som även har lämpliga materialegenskaper tillhandahålls stabila stödytor.

Enligt en arman föredragen utföringsform av uppfinningen är åtminstone en av nämnda kontaktytor hos axeln belägen på ett väsentligen konstant radiellt avstånd från en rota- tionsaxel för splínesförbandet. Nämnda kontaktyta uppvisar därmed en cirkulär form och en elastisk O-ring kan här monteras så att dess inre radiella yta med ett specifikt tryck kommer till anliggning runt hela axelns yta Därmed erhålls en optimal tätning.

Axelns kontaktyta kan vara belägen i nivå med axelns spår. Därmed erhåller axeln en relativt okomplicerad form och kan tillverkas till en relativt låg kostnad. På ett motsva- rande sätt kan åtminstone en av nämnda kontaktytor hos navet vara belägen på ett vä- sentligen konstant radiellt avstånd från nämnda rotationsaxel. Navets kontaktyta uppvi- 10 15 20 25 30 35 sar därmed en cirkulär form och en elastisk O-ring kan här monteras invändigt navet så att dess yttre radiella yta med ett specifikt tryck kommer till anlíggning runt hela navets invändiga yta. Därmed erhålls en väsentligen optimal tätning. Navets kontaktyta kan vara belägen i nivå med navets spår. Därmed erhåller navet en relativt okomplicerad form och kan tillverkas till en relativt låg kostnad.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen är åtminstone ett av nämnda tätningselement inrättat att monteras i ett ringformat utrymme vilket förutom nämnda kontaktyta hos axeln och nänmda kontaktyta hos navet definieras av sidoväggar som begränsar det ringformade utrymmets bredd. Nämnda sidoväggar förhindrar sidorörel- ser av tätningselementen även om axiella rörelser erhålls mellan axel och nav. En av sådan sidovågg kan definieras av åndytor hos axelns bommar. F öretrådesvis sträcker sig axelns bommar inte helt fram till en ändyta hos axeln. Axeln kan härvid erhålla en kontaktyta i anslutning till bommamas ändytor som härvid utgör sidoväggar som för- hindrar en axiell rörelse av tåtningselementet i en axiell Altemativt kan ax- elns bommar innefatta ett gemensamt avbrott på ett ställe så att en runtomgående ur- tagning erhålls. I en sådan urtagning tillhandahålls sidoväggar på båda sidor om urtag- ningen som definieras av ändytorna hos bommarna. En av nämnda sidoväggar kan de- finieras av en ändytor hos navets bommar. Navets bommar kan göras kortare än na- vets bredd. Navet kan härvid erhålla kontaktytor i anslutning till bommarnas åndytor som därvid definiera en sidovägg som förhindrar en axiell rörelse av tätningselementet.

Alternativt 'kan navets bormnar innefatta ett avbrott på ett gemensamt ställe så att en runtomgående urtagning erhålls. I en sådan urtagning tillhandahålls sidoväggar på båda sidor om urtagningen som definieras av ändytoma hos bommarna.

Enligt en annan ßredragen utföringsform av uppfinningen är splinesförbandet arrange- rat som ett transmissionselement i ett krafiuttag hos ett fordon. Splinesförbandet kan här ha en placering som gör det svårt att efter montage tillföra smörjmedel. Med nämnda tätningselement som år belägna på avstånd från varandra på olika sidor om förbindningsornrådet erhålls en helt tät inneslutning av förbindningsområdet. Det smörjmedel som ursprungligen tillförts i förbindningsområdet kan här effektivt kvar- hållas. Dessutom tillhandahåller de två tätningselementen stödytor, som är belägna på ett avstånd fi-ån varandra, så att en snedställning och en radiell förskjutning av axeln i förhållande till navet motverkas. Splinesförbindniitgen kan vara anordnad i en kåpa som innesluter en koppling hos fordonet. Med en sådan kåpa är det mycket svårt att tillföra smörjmedel till förbindningsområdet. Samtidigt förekommer damm och par- ll 0 O 0 OIOI IIII OO O O I I O ÛÛÛ 'OQO I IC 10 15 20 25 30 35 tiklar i rikligt utsträckning under en sådan kåpa. Med nämnda tätningselement kvar- hålls smörjmedlet i fórbindningsontrådet samtidigt som partiklar i utrymmet effektivt förhindras fi-ån att tränga in i törbindningsområdet.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA I det följande beskrivs såsom ett exempel en föredragen utföríngsfonn av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Fig. 1 visar ett splinesförband enligt föreliggande uppfinning och Fig. 2 visar splinesförbandet som ett transmissionselement i ett krafluttag hos ett fordon.

DETALJERAD BESKRIVNING AV EN FÖREDRAGEN UTFÖRJNGSFORM AV UPPFINNINGEN Fig. l visar ett splínesförband i ett icke monterat tillstånd. Splinesförbandet innefattar huvudsakligen två delar nämligen en axel 1 och ett nav 2. Axeln 1 har en splinesför- bindning, som på sedvanligt sätt innefattar ett flertal längsgående utskjutande bommar 3 och mellanliggande spår 4, vid en ände. Bommama 3 och spåren 4 är vanligtvis an- ordnade med likformiga intervall runt axelns 1 omfång. Vid en motsatt ände irmefattar axeln 1 ett fast anordnat kugghjul 5. Axeln I är här ihålig. Splinesförbandet innefattar ett nav 2 som har en invändigt anordnad splinesförbindning. Navets splinesförbindning är även på sedvanligt sätt försedd med ett flertal bommar 6 och mellanliggande spår 7.

' Navets bommar 6 och spår 7 är inrättade att monteras i ingrepp med axelns bommar 3 och spår 4 så att en vridfast förbindning i splinesförbindningsområdet mellan axeln l och navet 2 erhålls. Navet 2 innefattar ett skivformigt parti 8 med en väsentligen radiell sträckning. Det skivforrniga partiet 8 innefattar ett flertal genomgående hål 9 för mott- agning av fästelement för att förbinda navet med ett roterbart organ. Ett ringformat element 10 är fäst på navets 2 ena sida.

En första O-ring 11 och en andra O-ring 12 är, efter det att axeln 1 och navet 2 hop- monterats, applicerade på ett axiellt avstånd från varandra på ömse sidor om förbind- ningsområdet mellan axeln l och navet 2. Den första O-ringen ll är applicerad i ett första ringformat utrymme mellan axeln 1 och navet 2. Navets bommar 6 sträcker sig inte ända ut till navets ändytor. Navet 2 innefattar därvid en första kontaktyta 2a som är nu 0 0 000001 U oooo oo oo I o o o o o ooo oooo o Û i o oo oooo 10 15 20 25 30 35 belägen omedelbart till vänster om bommarna 6 i Fig. 1. Navets första kontaktyta 2a är belägen på ett väsentligen konstant radiellt avstånd från en rotationsaxel 13 för splines- förbandet så att ytan uppvisar en cirkulär form. Navets första kontaktyta 2a är belägen på väsentligen samma radiella avstånd från rotationsaxeln 13 som spåren 7 i navet.

Navets första kontaktyta 2a utgör en yttre radiell yta hos det första ringformade utrym- met som är inrättat att mottaga den första O-ringen 11. Det ringforrnade elementet 10 har en cirkulär öppning som begränsas av en radiell yta som är belägen på väsentligen samma radiella avstånd från rotationsaxeln 13 som navets bommar 6. Det ringformade elementet 10 bildar därmed en sidovägg hos det första ringformade utrymmet på en sida om navets kontaktyta 2a. Ändytoma hos navets bommar 6 bildar en andra sido- vägg på den motsatta sidan om navets kontaktyta 2a. Axelns bommar 3 sträcker sig inte ända ut till axelns l ändyta. Axelns 1 innefattar därvid en första kontaktyta la till vänster om bornmarna 3 i Fig. 1. Axelns första kontaktyta la är belägna på ett väsentli- gen konstant radiellt avstånd från rotationsaxeln 13 så att den uppvisar en cirkulär form. Axelns första kontaktyta la är belägen på väsentligen samma radiella avstånd' från rotationsaxeln 13 som axelns spår-s 4. Axelns första kontaktyta la är inrättad att utgöra en inre radiell yta i det första ringformade utrymme, vilken är inrättad att motta- ga den första O-ringen 11 då axeln 1 är hopmonterad med navet 2. i Den andra O-ringen 12 är inrättad att appliceras i ett andra ringforrnat utrymme mellan axeln 1 och navet 2. Navets bommar 6 har en axiell sträckning som således inte sträck- er sig ända ut till navets ändytor. Navet 2 innefattar därvid en andra kontaktyta 2b som är belägen på höger sida om bommarna 6 i Fig. 1. Navets andra kontaktyta 2b är även belägen på ett väsentligen konstant radiellt avstånd från en rotationsaxel 13 och uppvi- sar därvid en cirkulär form. Navets andra kontaktyta 2b är belägen på väsentligen samma radiella avstånd från rotationsaxeln 13 som spåren 7 hos navet. Navets andra kontaktyta 2b utgör den yttre radiella ytan i det andra ringformade utrymmet som är inrättat att mottaga den andra O-ringen 12. Axelns bommar 3 innefattar en urtagning med en bredd som motsvarar en önskad bredd hos det andra ringformade utrymmet.

Bommarnas 3 ändytor bildar här sidoväggar på ömse sidor om den andra ringformade urtagningen. Axeln 1 innefattar därvid en andra kontaktyta lb som bildar en bottenyta i urtagningen. Axelns andra kontaktyta lb uppvisar en cirkulär form. Axelns andra kon- taktyta lb är belägen på väsentligen samma radiella avstånd fiån rotationsaxeln 13 som axelns första kontaktyta la dvs. i höjd med axelns spår 4. Axelns andra kontaktyta lb tttgtst den inte radiella ytan i det andra tittgftmade utrymmet som at inrättat att matta- ga den andra O-ringen 12. ' - 10 15 20 25 30 35 ( "l l »J (fl De..

\ D (S1 n n 0 0 n Q 0 0 0 O n ln a n lo Då axeln 1 och navet 2 ska hopmonteras anbringas den första O-ringen 11 inuti navet 2 i det här öppna första ringformade utrymmet, vilket utrymme här definieras av navets första kontaktyta 2a och de sidoväggar som bildas av det ringforrnade elementet 10 och bommamas 6 åndytor. Den andra O-ringen 12 anbringas runt axeln l i det här öppna andra ringformade utrymmet som här definieras av axelns andra kontaktyta lb och de sidoväggar som definieras av axelns bomrnars 3 ändytor nmt utrymmet. Ett Smörjme- del tillñrs till förbindningsområdet mellan axeln 1 och navet 2. Därefter skjuts axeln 1 in i navet 2 tills axelns bommars 3 ändytor kommer till anliggning med den första O- ringen ll och den andra O-ringen 12 kommer till anliggning mot navets bommars 6 ändytor. I detta läge har axelns första kontaktyta la erhållit en position radiellt invän- digt om den första O-ringen 11 och navets andra kontaktyta 2b erhållit en position ra- diellt utvändigt om den andra O-ringen 12. Den första O-ringen har en tjocklek så att det runt hela sin yttre radiella yta är i kontinuerlig kontakt med den första kontaktytan 2a hos navet och runt hela sin inre radiella yta är i kontinuerlig kontakt med den första kontaktytan la hos axeln. På motsvarande sätt har den andra O-ringen en tjocklek så att det nmt hela sin yttre radiella yta är i kontinuerlig kontakt med den andra kontaktytan 2b hos navet och nmt hela sin inre radiella yta är i kontinuerlig kontakt med den andra kontaktytan lb hos axeln. Den första O-ringen 11 och den andra O-ringen 12 har här en väsentligen identisk konstruktion. I ett monterat tillstånd innesluter således den första O-ringen ll och den andra O-ringen 12 helt förbindningsområdet mellan axeln 1 och navet 2. Därmed kan de: anförda smöfjmeale: i mrbmdningsområda kvarhallas. Paf- tiklar och föroreningar av diverse slag förhindras även att tränga in i förbindningsom- rådet. Slutligen tillhandahåller O-ringarna stödytor för axeln 1 och navet 2 på ömse sidor om förbindningsområdet så att en snedställning och en radiell förskjutning av axeln 1 i förhållande till navet 2 under drift efiektivt motverkas.

Fig. 2 visar ett utnyttjande av den uppfinningsenliga splinesförbandet som ett transmis- sionselement i ett kraftuttag hos ett fordon. I många fall är det önskvärt att kraftuttag hos fordon drivs direkt av motorn oberoende av kopplingen. Splinesförbandet kan här erhålla en placering på insidan av en kåpa 14 som innesluter kopplingen. Navet 2 hos splinesförbandet år här, via fästelement som sträcker sig genom det skivformiga parti- .ets 8 genomgående hål 9 och diverse andra komponenter, förbunden med motorns svänghjul 152. Svänghjulets 15 rotationsrörelse överförs således direkt till navet 2. Na- “ vets 2 rotationsrörelse överförs via splinesñrbindningen till axeln 1. Axeln 1 är således här ihålig så att den kan ha en sträckning utvändigt om fordonets ingående axel 16 till Lfl Q 0 0 n Q Q Q U 0 U en 0 0 n no växellådan. Axelns l rörelser överförs via kugghjulet 5 samt ett antal ytterligare trans- missionselement till ett anslutningselement 17 för anslutning av utrustning som avses drivas medelst kraftuttaget. För att växellådan i fordonet ska gå att montera erfordras att förbindningsområdet mellan axeln 1 och navet 2 är försett med ett visst spel. Ett 5 problem med ett sådant spel är att tillfört smöijmedel i ßrbindningsomràdet mellan axeln l och navet 2 lätt slungas ut under drift. Med föreliggande applicering av den första O-ringen ll och den andra O-ringen 12 på ömse sidor om förbindningsområdet kvarhålls smörjmedlet. Damm och partiklari utrymmet inuti kopplingskåpan 14 för- hindras även effektiv: aan en :range in i iiiibinaningeeniiaaei. i synnerhet vid lig be- 10 lastning av lcraftuttag är det vanligt att en snedställning och en radiell förskjutning er- hållas i förbindningsområdet mellan axel loch nav 2 med ett konventionellt splinesför- band. Med Föreliggande uppfinning motverkar förekomsten av den första O-ringen ll och den andra O-ringen 12 effektivt en sådan snedställning och radiell förskjutning. 15 Uppfinningen är på intet sätt begränsad till den beskrivna utföringsfonnen utan kan varieras fritt inom patentkravens ramar. Splinesförbandet kan således användas för att överföra en rotationsrörelse i ett väsentligen godtyckligt sammanhang. Tätningsele- menten behöver inte vara O-ringar utan kan vara väsentligen godtyckliga men fimk- tionsenliga tätningar.

IIIÛ CO I O O ICO ICC' O O I I IQ 0 0 0 0 O! I n 0 I I l 0 I o nu

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 . .H-'S !'. .I Patentkrav

1. l. Splinesförband, varvid splinesförbandet innefattar en axel (l), som är försedd med längsgående utskjutande bommar (3) och mellanliggande spår (4), ett nav (2), som år försett med motsvarande formade bommar (6) och mellanliggande spår (7), vilka är inrättade att monteras i ingrepp med axelns bommar (3) och spår (4) så att ett vridfiast förbindningsområde mellan axeln (1) och navet (2) erhålls då splinesflårbandet roterar kring en rotationsaxel (13), och tätningsmedel som är inrättade att försluta åtminstone en del av nämnda förbindningsområde, varvid nämnda tätningsmedel innefattar två ringformade tätningselement (l 1, 12) som är inrättade att, i ett hopmonterat tillstånd, vara applicerade på ett axiellt avstånd från varandra i anslutning till flirbindningsområ- det så att var och en av tätningselexnenten (1 l, 12) runt hela sin inre radiella yta är i .kontinuerlig kontakt med en kontaktyta hos axeln (la, lb) och runt hela sin yttre radi- ella yta år i kontinuerlig kontakt med en kontaktyta hos navet (2a, 2b), och varvid åt- minstone ett av nämnda tätningselement (11, 12) är inrättat att monteras i ett ringfor- mat utrymme som innefattar åtminstone en sidovägg som definieras av ändytor hos axelns bommar (3) eller av ändytor hos navets bommar (6), kånneteclcnat av att det ringformade utrymmet innefattar en kontaktyta på axeln (la, lb) för tämingselementet (11, 12), vilken är belägen på väsentligen samma radiella avstånd fi-ån rotationsaxeln (13) som spåren (4) hos axeln (la, lb) och en kontaktyta på navet (2a, 2b) för tätnings- elementet (1 1, 12), vilken är belägen på väsentligen samma radiella avstånd fiån rota- tionsaxeln 13 som spåren (7) hos navet.

2. Splinesförband enligt krav 1, kännetecknat av att åtminstone en av nämnda ringfor- made tätningar (1 1, 12) innefattar ett elastiskt material.

3. Splinestörband enligt krav l eller 2, kännetecknat av att åtminstone en av nämnda ringfonnade tätningar (l l, 12) är en O-ring.

4. Splinestörband enligt något av föregående krav, kännetecknat av att nämnda kon- taktyta på axeln (la, lb) är belägen på ett väsentligen konstant radiellt avstånd fi-ån rotationsaxeln (13).

5. Splinesfiirband enligt något av föregående krav, kännemt av att nämnda kon- talctyta på navet (2a, 2b) är belägen på ett väsentligen konstant radiellt avstånd fiån rotationsaxeln (13). * 10

6. Splinestörband enligt något av föregående krav kännetecknat av att splinesförbandet är arrangerat som ett transmissionselement i ett lcrafluttag hos ett fordon.

7. Splinestörband enligt krav 6, kännetecknat av att splinesförbandet är arrangerat inuti en kåpa (14) som innesluter en koppling hos fordonet.