SE530580C2 - Metod och anordning för sammankoppling av ett nav med en axel - Google Patents

Description

l5 20 25 30 35 530 580 tangentiell riktning veckad form. Bandet anges som ”endless” och kan därmed rullas samman. Före montering kapas en lärnplig längd som bockas till rätt cirkulär forrn för en axel och härdas. Många problem torde uppstå med derma anordning, bl.a. avseende toleranser för avståndet mellan kontaktställen för kraftöverlörande delar (tjockare partier), vilket sannolikt förklarar dess uppenbarligen begränsade kommersiella användning.

En liknande anordning ”bandfonn”, av fiäderstål, finns visad i US 3,353,639. Denna har kraftigt snedställda taggar som plastiskt skall gripa in i axel respektive nav. Principen bygger således på att taggarnas eggar skall kunna tränga in i mounaterialet, vilket i många fall är oönskat. Bland annat måste gälla att motmaterialet måste vara ganska mjukt exempelvis som aluminium och/eller att en mycket skarp och hård egg skall finnas hos taggama. Vidare gäller att dubbelsidigt utförande ej fimgerar vid växlande eller varierande momentbelastning på grund av de permanenta deformationema.

Vidare är genom US 4,569,6l4 känt en anordning innefattande ett band som huvud- elementet. Bandet har i tangentiell riktning U-fonnade delar, som i likhet med tolerans- ringar är större än det radiella gapet. Dessa kan överföra moment i två riktningar genom att snedställning anpassar sig efter momentrikmingen. Typiskt är att snedställriingen nås genom elastisk deformation av den U-formade delen, det vill säga av den lcrafibelastade delen. Kontaktytorna mot axel och mot nav är visade med mycket små krökningsradier, vilket antagligen är nödvändigt för att bandet skall kunna överföra moment utan sliming.

Anordningen ger lägre monteringskrafi i axiell riktning än en traditionell toleransring, men den mycket tunna del som finns i U-delama måste innebära att en betydande vekhet erhålles, medförande att dessa knäcks eller krossas. Detta är en stor nackdel i många tillämpningar.

I en annan känd anordning för momentöverföring i enbart en riktning; ett så kallat fiihjul, US 4,809,831 visas en hållare för element med sektionsforrn som ett ”peanut shell”.

Elernenten är komplext formade med urtag i sidoytoma för säker kvarhållning i centrala urtag i ett ”kontinuerligt” band. Elernenten anordnas fritt rörliga i dessa uttag och kvarhålls genom att skapa ett hinderi bandet, för att elementet ej skall kunna ramla ur. Anordningen är tämligen komplex och därmed dyrbar att tillverka. Dessutom utförs element i frihjul normalt i härdat stål för att arbeta mot ävenledes härdade ytor, vilket medför ytterligare fördyring. 20 25 30 35 530 580 Vidare är genom US5,355,98l förut känt en anordning för ett ”frihjul” eller mer precist en omkopplare, innefattande likartade element som beskrivs i US 4,809,83l men med två koncentriska band, vilka medger att frihjulsriktning kan väljas och omkopplas genom manöver medelst en yttre påverkan av det ena respektive det andra bandet. Således visar detta en komplex anordning innebärande betydande nackdelar.

KORT BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Det är ett ändamål med uppfinningen att eliminera, eller åtminstone minimera åtminstone någon av nämnda nackdelar, vilket uppnås med en metod enligt krav l respektive en kopplingsanordning enligt krav 6 för uppfinningen.

Förbättringen genom uppfinningen avser fi-änist ökad förmåga att överföra vridande moment, möjlighet till större tillåtna måttvariationer på grund av toleranser i det radiella gapet, möjlighet till lägre kontakttryck enligt Herz med lägre permanenta deformationer som följd och mindre risk att de krafiöverförande elementen (hädanefter kallat pinne/ pinnarna) krossas eller lmåcks på grund av uppträdande krafter. Uppfinningen har pinnar placerade i ett radiellt gap ”g”, företrädesvis mellan cylindxiska ytor för en axel och ett nav.

Dessa pinnar har minst ett radiellt tvärsnittsrnått i monterat tillstånd mindre än gapet och ett armat större än gapet. Härigenom kan en kilverkan uppstå. Ytterligare aspekter och fördelar med uppfinningen framgår av nedanstående beskrivning i samband med exemplifiering av utföranden i enlighet med uppfinningen.

KORT FIGURBESKRIVNING I det följande kommer uppfinningen att beskrivas mer i detalj med hänvisning till bifogade figurer för utföranden enligt uppfinningen, i vilka: Fig. 1A, B visar en del av en kopplingsanordning sett ifiån sidan, Fig. 2 visar en perspektivvy sedd snett från ovan av ett/en kraftöverförande element/pinne, F ig. 3 visar sett i perspektiv snett ovanifrån ett utförande av en låsanordning ämnad att nyttjas i samband med uppfinningen då den används i cirkulära gap, Fig. 4 visar schematiskt en sidovy av en kopplingsanordning i sammansatt cirkulär fonn, Fig. 5 visar ett tvärsnitt sett ifiån sidan av en del av en kopplingsanordning inmonterad mellan en axel och ett nav, 20 25 30 35 530 580 Fig. 6A, B schematiskt visar sidovyer för att åskådliggöra vissa principer för funktionen av en pinne, Fig. 7 schematiskt visar en principiell sidovy för ett alternativt utförande av en pinne, Fig. 8 schematiskt tydliggör principema för funktionen av en pinne enligt Fig. 6B, Fig. 9 schematiskt visar en sidovy av ytterligare ett alternativ för en pinne, Fig. 10A, B visar en altemativ konfiguration av en kopplingsanordning sett från sidan, Fig. l l schematiskt visar en alternativ kopplingsanordning sett i tvärsnitt från sidan, Fig. 12 visar i tvärsnitt en del av en pinne med ett monterat band, Fig. 13 visar ett altemativ med en vävd matta, Fig. 14 visar ett tvärsnitt längs linjen XIV - XIV i Fig. 13, Fig. 15 visar ett tvärsnitt längs linjen XV - XV i Fig. 13, F ig. 16 visar en vy av ett alternativ med pinnar och böjli gt element integrerade, Fig. 17 visar ett tvärsnitt av pinnar sarnmanhållna med pinnamas geometriska form, F ig. 18A, B visar ändvyer av pinnar avsedda för stora variationer av ett radiellt spel, Fig. 19A, B visar vyer sett från sidan av pinnar enligt Fig. 18A monterade mellan axel och nav, och i Fig. 20 visar i perspektiv från ovan en vy av ett altemativt böjligt element för utförande enligt Fig. 19.

DETALJBESKRIVNING I Fig. lA och IB visas en första utföringsfonn som sidovyer av en del av en kopplings- anordning 1 enligt uppfinningen. I Fig. 1A visas ett tänkt läge som uppstår då i anordningen 1 ingående pinnar 2 anpressas mellan ett övre och ett undre tänkt plan så att dessa ligger parallellt och likforrnigt, i syfie att åskådliggöra formen hos två band 3A, 3B som samman- håller pinnarna 2. Fig. 1B visar anordningen 1 i opåverkat skick, varvid banden 3A, 3B ligger i ett och samma plan. Figurerna visar således att kopplingsanordningen l består av ett antal pinnar 2, som i tvärsektion har ett visst representativt breddrnått b, mätt i tvärled till (dvs. i cirka 90” vinkel till) en utsträckning i höjdled a, som kommer att förklaras mer nedan. Måttet a är i detta utförande visat större än bredden b och mindre än pinnens maximala tvärsektionsmått c. Pinnama 2 fórenas/infástes medelst ett böjligt element, här i form av två band 3A, 3B, vid vardera ände 20A, 2OB (Fig. 2) av respektive pinne 2. Bandet 3A är böjligt och innehar viss elasticitet och har som uppgift att dels kunna påverka pinnarna 2 med elastisk verkan att positioneras på önskat vis i radiell led, dvs. en i riktning väsentligen vinkelrät i förhållande till bandets utsträckning L, och dels att fixera varje pinne 2 i en viss position i förhållande till andra pinnar 2 vid bandet 3A. Utförandet i Fig. 1A, lB l0 15 20 25 30 35 539 580 visar en anordning med ”neutralt ställda” pinnar 2 varvid varje pinne 2 är ämnad att deltar vridmomentöverföring i två motsatta riktningar.

Pinnarrra 2 nitas lärnpligen genom sammanpressrring av pirmamas ändar 20A, 20B till bandet 3A, 3B så att dessa formas till en slags matta. Det böjliga elementet utförs med fördel som ett band, varigenom mattan blir flexibel tvärs pinnamas längdriktning och styv längs. Alternativt kan fo gning ske med andra metoder som svetsning, limning etc.

Av Fi g. 2, 6A och 8 framgår att varje pinne 2 omfattar ett mittersta solitt parti 21, utformat med fyra sidor 25, 26, 27, 28, av vilka två utgörs av väsentligen motstående kontaktsidor 25 och 28, vilka omfattar krökta motstående kontaktzoner 25”, 28” respektive 25' ”, 28' (Fig. 8). Kontaktzoner 25', 25", 28', 28” är utförda med krökningsradier r (Fig. 1) vars storlek av väsentlig betydelse för uppfinningen. Kontaktzonerna innehåller de ytor, som är ämnade i att vara aktiva genom fiiktions/klärnverkan för att överföra vridmoment, t.ex. från en axel 4 till nav 5 (Fig. 5). Pinnar 2, som visas ibland annat Fig.2 och Fig. 8, är dubbelverkande och har två par motstående kontaktzoner 25 ° °, 28' respektive 25', 28” ”, vilka parvis samverkar.

Ett par är ärnnade att överföra moment i en riktning och det andra paret i motsatt riktning.

Vid momentöverföring föreligger linjekontalct mellan pinne 2 och axel 4 respektive nav 5 vid två motstäende kontaktpunkter kl, m1 (Fig. 8), som befinner sig inom omrâdet av närrmda kontaktzoner 25 ', 25 ”, 28', 28” som utgör delar av eller i extremfall hela nämnda kontaktsidor 25, 28. För att beskriva en pinnes 2 höjdmått nyttjas ett tvärsektionsmått med ett minsta värde lika med a, vilket utgörs av det vinkelräta avståndet mellan två parallella tangenter för två motstående, inom nämnda kontaktzoner 25 ”, 28” respektive 252 28” befintliga, kontaktpunkter betecknade ky, m1» Varje sida 25-28 förenas med nästin- tilliggande sida 25-26, etc. medelst en krökt yta som bildar en slags hörnzon 23, vilken hörnzon företrädesvis ej i större omfattning innefattar nämnda kontaktzon, utan lämpligen har en konfiguration som bestäms av rent tillverkningstelqiiska aspekter. Det inses att ett maximalt höjdmått amax (F ig. 8) kan vara mindre än en pinnes största tvärsnittsmått c (Fig. 1A), samt att höjdmåtten för en kontaktzon utgörs av ett intervall a till anm.

Varje pinne 2 har en längdutsträckning l (F ig. 2) som väsentligen överstiger utsträckningen av pinnen i höjdled, företrädesvis gäller att l>l0 a, varigenom således åstarlkommes en långsmal konfiguration av varje pinne 2. En stor fördel med denna långsmala konfiguration är att väsentliga materialbesparingar erhålles, utan att behöva göra avkall på anordningens momentöverförande kapacitet. På vardera sidan om det mittersta partiet 21 finrrs pinnens ändar 20A, 20B, som i det följande benämns positioneringspartier 20A, 20B, vilka har en 10 15 20 25 30 35 530 580 mindre längdutsträckriing l” än längdutsträckningen 1' ' för det mittersta partiet 21. I respektive positioneringsparti 20A, 20B finns anordnat en långsmal fördjupning i form av ett spår (en slits) 24, som är ämnad att inrymma och fixera pinnen 2 vid ett första 3A respektive andra band 3B. Såsom fiamgår av figuren (se även Fig. 1B) är spåren 24 törskjutet placerade i höjdled, så att spåret 24 vid ena änden är positionerad ovanför pinnens ”centralplan” och vid den andra änden är positionerad under detta, så att avståndet h” fiån ena sidan 25, 28 till spåret 24 blir väsentligt kortare än avståndet h” från andra sidan, dvs. h'>h” och h”+h”+s=a. Öppningen s i spåret 24 är anpassat till tjockleken s” av bandet 3A, 3B, dvs. tillräckligt stor för att möjliggöra montage av pinnen 2 på bandet och efterföljande fixering vid bandet. Lämpligen nyttjas stålband 3A, 3B med en tjocklek av ca 0,05 - 0,5 mm, utförda i ett tjäderstål med lämplig elasticitet. Öppningen s av spåret 24 tillverkas med lämplig tolerans så att den blir ca 0,01 - 0,1 mm större än bandets tjocklek.

I syfte att ge den fria delen f (Fig. 1B) av bandet 3A, 3B mellan två intilliggande pinnar 2 möjlighet att flexa med god marginal finns urtagriingar gjorda i ändama av varje pinne 2, på vardera sidan om positioneringspartiema 20A, 20B, så att det bildas klackar 22 mellan övergången från positioneringspartierna 20A, 20B till det mittersta partiet 21, varigenom erhålles att tjockleken e av positioneringspartiema 20A, 20B blir väsentligt mindre än bredden b av pinnen 2. Med större fri längd f nås också större elasticitet och reducerad anliggningskraft, vilket i sin tur medför mindre axialkrafi vid montering och demontering.

Den större elasticiteten medför även att större variationer i radiellt spel kan tillåtas utan att banden 3A, 3B blir överbelastade. Vid samma elasticitet medför klackar 22, att stort antal pinnar kan brukas.

I Fig. 3 visas i perspektivvy en låsanordning 6 ämnad att kunna nyttjas, for att kunna böja en kopplingsanordning l och sammankoppla derma så att en approximativt cirkulär kopplingsanordning 1 bildas (Fig. 4). Låsanordningen 6 består av en mittersta rak eller krökt plattforrni g del 60 från vilken ett första 61 och ett andra 62 låsben utsträcker sig vinkelrätt, vilka låsben 61, 62 är anordnade med ett spår 63 ämnad att kunna uppta ett av de båda banden 3A, 3B. Genom att utsträckningen av den mittersta plattformiga delen 60 är tillräcklig stor kan tillsammans med den reducerade bredden e (Fi g. 2) två stycken positioneringspartier av två intilliggande pinnar 2 med en variation på i en halv delning inrymmas mellan låsbenen 61 , 62, varigenom ñxering av en kopplingsanordning 1 till cirkulär form erhålls. 10 15 20 25 30 35 53Ü 580 Vidare visas i Fig. 4 att man med fördel kan använda ett fåtal distanselernent 9, som firms utplacerade på väsentligen järrma mellanrum bland pinnarna 2. Av Fig. 4 framgår som exempel att fyra stycken distanselement 9 nyttjas. Distanselementen 9 är exempelvis utförda med en utvändigt helt cirkulärcylindrisk yttre periferi, och är lämpligen rörforrniga med öppen eller sluten sektion i syfte att vara böj liga iradiell led. Funktionen hos distans- elementen 9 är att assistera i att centrera ett nav 5 i förhållande till en axel 4 mellan vilka en kopplingsanordning 1 enligt uppfinningen finns anordnad. Distanselernenten 9 upprätthåller således även i ett tillstånd då pinnarna 2 är ”inaktiva” ett önskat jämnstort gap g mellan navet 5 och axeln 4. Delning mellan distanselementen 9 i en matta väljs så att åtminstone tre distanselement finns för en aktuell axeldiarneter d. I det generella fallet behöver ej cylinder- formen användas utan den kan ersättas med varje form som med tillräcklig noggrannhet kan fylla gapet g och centrera navet till axeln. I en föredragen form utförs centreringen t.ex. i form av pinnar 2 krökta i längdled 3G (Fig. ll).

I Fig. 5 visas i tvärsnitt en kopplingsanordning l enligt Fig. 4 posítionerad med permanent kontakt mellan en axel 4 och ett nav 5 i gapet g dem emellan. Såsom framgår av F ig. 5 kommer elasticiteten i banden 3A, 3B att påverka pinnama 2 så att dessa omväxlande ligger an med den ena änden (en yttre kontaktpunkt k2) mot navet 5 och med den andra änden (inre kontaktpnnkt kr) mot axeln 4. Härigenom säkerställs att en rörelse mellan axel 4 och nav 5 alltid medför en påverkan av pinnama 2 i kopplingsanordningen 1 för att föra dem till ett aktivt läge för lcrafiöverföring.

I Fi g. 6B - 8 illustreras att överföring av moment inklusive vissa axial- och radialkrafter sker genom de enligt uppfinningen speciellt utformade pinnarna 2. Formen av pinnama 2 är sådan att en kilverkan genom friktion överför momentet, från en första del 4 till en andra del 5.

Enligt en aspekt av uppfinningen är en pinnes 2 krökningsradier rvid kontaktzoner 25 ”, 25 ' ' resp. 282 28” i Fig. 8 benämnt rs resp. rh, där s står för ”shaft/axel” och h för ”hub/nav”, lämpligen större än pinnens halva minsta tvärsnittsmått a, dvs. rs>'/2-a repektive rh>*/2-a. För att geometriskt kunna realisera detta vid stora variationer av det radiella spelet ”X” (Fig. 6B), är ett representativt värde på pinnens minsta tvärsnittsmått, b (lämpligen gäller även detta för ett mått b' (Fig. 7) mätt i en riktning nngefärligen motsvarande tangentiellt, när pinnen har monterats mellan axel och nav) större än en fjärdedel av måttet a eller b>%~a sarnt företrädesvis b>l/3-a och mer föredraget b>1/2~a. Derma storlek för b är även nödvän- dig för att förhindra att pinnen 2 krossas vid belastning och därmed ger allvarliga fel med 10 15 20 25 30 35 531) 580 utebliven funktion. Måttet b bestämmer även vilka variationer gapet och dess tolerans X kan ha. Variationen i X är i praktiken betydande då den inte bara omfattar tillverknings- toleranser för axel 4, nav 5 och pinnar 2 utan även elastiska och plastiska deformationer hos i dessa delar uppstående vid belastning. Då anordníngen 1 ger en jämn fördelning av normal- krafter kan väggtjocklek för nav och axel, speciellt en hålaxel, göras liten medförande betydande kostnadsreduceringar. Den mindre väggtjockleken ökar naturligtvis de elastiska deformationema och därmed variationen för X.

I Fig. 8 visas ett utförande där arm f- c, dvs. där kontaktzonerria 25°, 25”, 28°, 28” når nästan ända ut till hörnzonens yttersta punkt samt även att hela kontaktsidorna 25, 28 nyttjas som kontaktzoner 25', 25” respektive 28', 28' ', varvid ej någon lucka behöver finnas mellan kontaktzonema, dvs. 25' och 25 ” ' går i varandra på kontaktsidans 25 mitt. Då det radiella spelet X är förhållandevis litet, kan måttet a översiktligt jämställas med gapet g vid nyttjande av uppfinningen mellan ett nav 5 och en axel 4 med viss diameter d.

För en ”neutralt ställd/dubbelverkande” pinne 2 kan måttet a direkt mätas vid pinnen 2 (Fig. 6B) till skillnad fiån med viss form utförda motställda pinnar 2 (Fig. 7). De i Fig.6 med ringar markerade punkterna k1', m1 '; k1”,m1” är kontaktpunkter vid minsta resp. största radiellt spel X. Vid vridmomentbelastning med minsta spel verkar resulterande krafter till fiiktíons- och normalkrafier utefter den streckade linjen F1 mellan k1° och m1 '. Vid största spel fås en motsvarande linje, P2, mellan de yttre punkterna k1”, m1”. Vid motsatt moment- riktning skiftar alla punkter över till de andra sidorna. Området mellan de mittersta punkterna upptill resp. nedtill brukas normalt inte. Det minsta radiella spelet X väljs lämpligen med hänsyn till enkel montering av anordníngen 1 och dess pinnar mellan axel 4 och nav 5 och är cirka 0,01 % av axeldiametem eller cirka 0,2 % av ”a”. Det största spelet X bestäms av måttet b och det böjliga elementets arbetsområde och har ur praktisk synpunkt storleksordningen 5 % av ”a”. Men, i ett altemativt utförande med det böj liga elementet utfört ledat kan det radiella spelet X ges storleksordningen 25 % av a (Fig. 18, 19).

Pinnar 2, som är placerade motställda (Fig. 10A, 10B), kan ha en starkt reducerad sektions- form (F ig. 7). I princip är tvärsektionsformen i Fig. 7 tagen som en del av formen i Fig. 6B, nämligen enbart innehållande, ett par motställda kontaktzoner 25 ” 28', då en sålunda reducerad pinne 2 enbart är ämnad att verkai en riktning och en annan likadan men mot- ställd pinne i motsatt riktning. Fig. 7 visar även den streckade linjen F 1 för krafiemas verkningslinje vid minsta radiella spel. Måttmässigt kan måttet a identifieras, men en uppmätning kräver kännedom om en vinkel y. Med ett känt eller uppskattat värde på en 10 15 20 25 30 35 530 580 fiiktionskoefficient ud, normalt värde 0,05 - 0,15, bestäms vinkeln y (fiiktíonsvinkeln) ur y=arctan(p11). Detta praktiska förfarande ger en noggrannhet för mätningen av a som är betydligt bättre än 1/2 procent. Mer precist utgör måttet a det minsta mått, som samtidigt har vinkeln y större än noll och mindre än ett visst maximalt värde. Mellan parallella eller koncentriska ytor baseras nämligen en kilverkan med lrraftöverforing längs resp. tangentiellt på att kontaktpunkter k1» och m1» inte ligger mittemot varandra utan en samrnanbindnings- linje F dem emellan bildar en vinkel 'y mot en normal till parallella tangenter i dessa punkter. Analogt gäller för det största måttet amx , att detta mått är det största mått, som har en vinkel y större än noll och mindre än ett visst maximalt värde. För vissa tvärsnittsfonner kan inträffa att fnktionsvinkeln för a och amx kan bli orealistiskt stor. Enligt uppfinningen begränsas därvid friktionsvinkelns maximala värde till ca 12 grader för ”naturliga” obehandlade kontaktzoner och till 24 grader för sådana preparerade till att ha stor friktions- koefficient, se vidare nedan. Kontaktzoner utgör sålunda de områden, där vinkeln y är större; än noll och mindre än ett visst värde oavsett om hela områdena brukas i en viss applikation 1 eller inte.

Krökningsradier rs och rh i kontaktzonemai kontaktsidoma 28 respektive 25, ( Fig. 8) bestämmer det överförbara momentet genom storlek på kontaktspänning enligt Herz tillsammans med värden för friktionskoefficienten pd. I Fig. 8 visas den grundläggande geometrin med kontaktpunkter k1 respektive m1 mot axeln 4 och navet 5. Krökriings- radiema rs resp. rh med centrum vid Ms resp. Mh, har i dessa kontaktpunlcter sina riktningar sammanfallande med axelns respektive navets radie fiån ett gemensamt axelcentrum Co. En linje F (streckad) mellan kontaktpunktema, k1 respektive m1, bildar vinklar ys och yh mot radiema rs resp. rh. Dessa vinklar är fiiktionsvinklar och bestäms på samma sätt som tidigare. Resulterande krafter till friktions- och normalkrafi verkar därigenom utefter den linjen F.

De fullständiga geometriska sambanden i ett koordinatsystem x, y (Fig. 8) tillsammans med j ämviktsvillkor för krafiema kan ställas upp för en given form för kontaktzonema. Vid olika stora gap och därmed olika radiella spel X=g-a kommer olika delar av kontaktzonerna att vara verksamma. Kontaktzonemas 25', 25” 282 28” form dvs. deras krökningsradier rs, rh bestämmer en friktionskoefficient (friktionsvinkel) som används för dimensionering av konstruktionen. Radier rs och rh räknas positiva för konvexa kontaktytor hos pinnarna. För i momentövertöring utan sliming måste den dimensionerande friktionskoefficienten vara mindre än den aktuella verkliga med viss marginal; en slimingsmarginal. 10 15 20 25 30 35 530 58Ü 10 Enligt uppfinningen bestäms kontaktytomas form från lditerier med utgångspunkt från fiiktionsvinklania vs och yh. Dessa vinklar väljs i första hand så att de är konstanta och lika för alla värden på det radiella spelet X. I andra hand väljs de, för att få navet 5 själv- centrerande i förhållande till axeln 4, ökande med spelet med en variation kring ett medelvärde med företrädesvis i 30 %. Eftersom krafij ämvikten bestäms av laölcnings- radier, spel och fiiktionskoefficient, fås då vid olika spel från en excentricitet mellan nav/axel normalkrafier som strävar att eliminera excentriciteten. I båda dessa fall fås den geometriska fonnen genom tillämpning av normala matematiska beräkningsmetoder.

När friktionsvinklar anpassas efter det aktuella spelet enligt kriteriet ovan, säkerställs att samma slimingsmarginal fås vid alla aktuella värden för spelet. En följd av detta är att slirningsmarginalen inte behöver väljas onödigt stor vilket i sin tur medför att större moment utan risk kan tillåtas. En bestämd slimingsmarginal medför även att axialkrafi vid demontering (avdragning) ej heller blir onödigt stor. Med geometriska former, som uppfyller kriterierna ovan, kan visas att, om rs/a+rh/a vill säga att elementets huvudmått a måste då vara större än gapet, såsom angivet för teknik: nämnd i avsnittet teknikens ståndpunkt.

Sarnmanpressningen 3A, 3B görs med fördel så att den lutar något (Fig. 12) och är större vid pinnarnas yttersta ändar. Härigenom skapas en fas som underlättar montering mellan nav och axel Lutningen medför även, att kontakttryck enligt Herz, som har sitt maximala värde vid pinnarnas ändar, kan minskas avsevärt. I ett mer förfmat utförande utförs lutningen så att en så kallad modifierad linjekontakt uppnås. Tvärsnittsmåttet a reduceras då i varj e ände med några procent vid en pinnes 2 yttersta verksamma del för att vara helt utan reducering efter ett axiellt avstånd av ca 2 gånger måttet a.

I en utföringsfonn (ej visad) utförs pinnarnas kontaktsida mot axeln konkav; det vill säga krökningsradien rs blir då negativ. Geometrivillkor medför då, att rh skall väljas större.

Följaktligen fås för kontaktpunkter vid både axel och nav en betydligt bättre ansmygning, som i sin tur ökar det överförbara momentet med storleksordningen en faktor 3 under för övrigt lika förhållanden.

Bandets 3A, 3B och därmed anordningens l elasticitet är så stor att det ”ändlöst” kan rullas upp till en rulle och vid användning lätt fonnas för hand efter formen på en axel 4. Det minsta yttröghetsmomentet ”I” för böjning tvärs anordningens längdriktning L avseende de 10 15 20 25 30 35 530 SBÜ ll böjliga elementen, banden, vid anordningens 1 båda sidor bör därför uppfylla villkoret; 1 < (0,1 -af _ Såsom även beskrivs nedan är företrädesvis spåren 24 ej syrnrnetriskt och centriskt placerade vid pinnamas 2 ändar. En initial förspänning av pinnarna mot axel 4 respektive nav 5 sker, genom en osyrnmetrisk placering växelvis på varannan pinne. Med anordningen 1 monterad har alla pinnar en permanent lätt anliggning mot axel 4 respektive nav 5. När dubbla och motställda pinnar 2 nyttjas med en pinne avsedd för drivning i varje rotations- riktning placeras spåren 24 snett med en vinkel ot (Fig. 10A och B).

När en och samma pinne 2 är avsedd för drivning i båda rotationsriktningarna med neutralt ställda/placerade pinnar, är spåren 24 lämpligen växelvis med vartannat spår 24 parallell- fórskjuten utåt och varannan inåt räknat i radiell riktning i monterat tillstånd mellan axel 4 och nav 5 (se figur 1). Med anordningen 1 monterad (Fig. 5) får varje pinne 2 kontakt kl, k; mot axel 4 och nav 5 vid eller nära sina ändpunkter. Som alternativ till parallellförskjut- ningen kan pinnarna 2 ges en lätt lcröltriing/böjriing 3G i sin längdriktning (Fig. ll) så att åtminstone en kontaktpunkt k; fås vid axeln 4 och en k; vid navet 5 säkerställs. Vid större värden för pinnamas axiella längd ersätts den enkla bågen i Fig.l 1 med flera bågar med en form motsvarande en sinuskurva. Härigenom fås fler kontaktpunkter. För att motställda pinnar med reducerad tvärsnitt inte skall kunna kantra genom vridning kring sin axiella axel krävs en begränsning, som kan ske genom sidobanden 3A, 3B och/eller genom att pinnarna har därför formade ytor som i sin enklaste form kan vara symmetrisk såsom gäller för neutralt ställda pinnar enligt Figl.

För att underlätta (Fig. 12) när ett tunt band 3A, 3B skall föras in i spåret 24 görs lämpligen materialet på ena sidan av spåret 24 längre än nödvändigt i axiell riktning så att det bildar en utstickande nedre del 201, som är avsedd att vara ett montagestöd. Bandet 3A, SB kan då få Ä glida mot den utstickande delen 201 in till avsedd position. När bandet är i avsedd position kan den utstickande delen 201 avlägsnas. Med fördel har spåret en större utsträckning l' än det böj li ga elementets bredd, varigenom efter fogning/nítriing detta blir låst och instängt genom det överskjutande materialet.

Det kraftöverförande partiets 21 axiella längd l” eller 1 utförs med fördel större än IO-a.

Härigenom nås en mjuk överföring av det vridande momentet mellan axel 4 och nav 5 uppfyllande villkor som inom tysk teknik benârrms ”Kraítfluss”. Verkan nås genom 10 15 20 25 30 35 EBÛ 580 elastiska och plastiska (=permanenta) forrnförärrdringar till följd av pinnamas små tvärsnittsdimensioner relativt axelns. Det laafiöverförande partiets 21 stora längd l' “ säkerställer även en säkrare övergång från iriitialbelastriing till momentöverföring. Stort längdförhållande l/a kompenserar variationer i radiellt spel från geometriska fel som tunnform eller konicitet. Det kraftöverförande partiets 21 längd l' ” kan fördelas på flera kortare pinnar, vars totala axiella längd skall uppfylla ovanstående kriterium. Nyttjandet av stora, skonsamrna kontaktytor, dvs. kombinationen av relativt stor längd l med storleks- ordning V; till 11/2 gånger axeldiametern d, relativt många element 2 samt relativt stor krökningsradie r, medför att anordningen 1 kan brukas även för ganska mjuka konstruk- tionsmaterial, dvs. t.ex. ohärdat stål (HB under 450), brons, aluminium, plaster, mm.

Friktionskoefficienten tt är en huvudparameter för uppfinningen. Den bör vara så stor som möjligt och ha ett säkert värde vars storlek enbart i begränsad utsträckning pâverkas av omgivningsfalctorer exempelvis Smörjning. Med fördel ges pinnarna en slcrovlig yta åstadkommen genom kemisk eller mekanisk inverkan (sandbläslrring) eller genom lämplig beläggning till exempel karborundum eller ”Nylock Torque Patch” (Nylock Corporation, USA). När fiiktionskoefficienten och därmed friktionsvinkeln ökats på detta sätt förändras 1 med fördel pinnamas kontaktzoner och krökningsradier enligt tidigare kriterier för att full nytta skall fås.

I Fig. 9 visas att pinnen kan utformas med lätt konkava sidoytor 26, 27, vilket i vissa fall kan vara fördelaktigt för att erhålla god positionering (t.ex. vid tillverkning) av pinnarna, efiersom man därigenom kan säkerställa att de yttre delarna vid resp. hörnzon 23 då kan bilda anslag i t.ex. en fixtur.

I Fig. 10A och l0B förtydligas att spåret 24 kan anordnas på varierande vis inom ramen för* uppfinningen. I Fig. 1A och lB visas ett utförande med ”neutralt ställda pinnar” 2, varvid spåren 24 är positionerade väsentligen i ett horisontalt plan H (sett med avseende på längdutsträclmingen på kopplingsanordningen 1 i ett plant tillstånd) och med förskjutning i förhållande till ett sådant horisontalplan H, så att spåret 24 vid ena sidan av kopplings- anordningen l hamnar närmre den övre ytan 25 av pinnen 2, medan vid samma sida på intilliggande pinne 2 spåret 24 hamnar närmre den undre ytan 28. I Fig. 10A och l0B däremot visas ett utförande med ”motställda pinnar” 2, varvid spåret 24 kan anordnas snett med en vinkel ot i förhållande till nämnda horisontalplan H och då med fördel så att den vid en och samma sida av anordningen 1 lutar nedåt i änden av en första pinne 2 och uppåt i en intilliggande, andra pirme 2. I Fig. l0B visas anordningen 1 i opåverkat tillstånd varvid 10 15 20 25 30 35 530 580 elasticiteten hos banden 3A, 3B gör att de ligger i ett och samma plan medan Fig. 10A visar ett påverkat tillstånd där pinnarna tvingats att inta positioner med parallella sidoytor 26, 27, varvid banden 3A, SB kröks. Spåret 24 ges därvid lämpligen samma lutning a, med utsträckning i samma plan, vid varje ände 20A, 20B av varje pinne 2. Vid detta ”motställda utförande” kommer enbart varannan pinne 2 delta i kraftöverföring åt respektive håll.

Vidare inses att spåret 24 kan anordnas centralt med avseende på höjdled och således pâ samma nivå i båda ändarna och sig utsträckarrde i horisontalplanen H. Enligt det sistnämnda utförandet anordnas lämpligen banden 3A, 3B med vissa förspänníngar (tex. genom bockning) så att elementen positionerar sig på önskat vis, t.ex. i enlighet med vad som beskrivits ovan.

I figurema 13 - 15 visas ett altemativt utförande enligt uppfinningen, vilket t.ex. lärnpar sig för enklare konstruktioner, varvid utnyttjas en vävd matta 2°, 8 eller ett vävt nät. Ett stort antal vävmönster finns av vilka ett så kallat ”fwilled Dutch Weave” kan vara synnerligen lämpligt, och vilket visas i Fig. 13 - 15. Den specifika egenskapen för en momentöver- förande vävd matta är att ”tråden” 2' i den momentöverförande riktningen har icke cirkulärt tvärsnitt. Tråddimension kan vara mycket liten (< 1 mm). I Fig. 14 har kontaktzoner 25', 25” respektive de motställda 281 28” vid 2' för enkelhets skull ritats raka. De är dock naturligtvis svagt krökta så att de tillsammans med de sneda delama av 2 ' ger en initial anliggning enligt samma princip som visats i Fig. 11. Den vävda mattan kan användas som i den är och rullas kring axeln. Den kan även vara ”råmaterial” för tillverkning av bussningar genom en process liknande djupdragriing/pressrring av burkar från plana plåtar.

I F ig. 16 visas, sett uppifrån, ett altemativt utförande av en anordning 1 enligt uppfinningen, varvid med pinnarna 2 integrerade, böjliga element 3A°, 3B' nyttjas för sammanhållning (det bör härvid noteras att för tolkning enligt patentansökans patentkrav skall ordet sammanhållen tolkas brett att även omfatta en anordning där delama år integrerade) av pinnarna 2. En anordning enligt detta utförande tillverkas således på så vis att samma utgångsmaterial används för att framställa både pinnarna 2 och ”banden” 3A°, 3B”, varvid det material som används för att fungera som band 3A', 3B° ges väsentligt rnindre materialtjocklek än pinnarna 2, i syfte att medge tillräcklig böjlighet/elasticitet.

I Fig. 17 visas en sidovy av ytterligare ett alternativt utförande, som påvisar att det är möjligt att nyttja principerna enligt uppfinningen även utan något sammanhängande böjligt i element, för att erhålla en anordning 1 enligt uppfinningen. Av denna figur framgår istället att ett böjligt element BC, 3D som skapar sammanhållning mellan pinnarna 2, utgörs av ett 10 15 20 25 30 35 530 580 hanelement 3C anordnat vid ena sidan 27 av pinnen 2 respektive ett honelement 3D anordnat vid andra sidan 26 av pinnen, så att en lång matta av pinnar 2 med dem emellan böjliga element 3C, 3B, låter sig skapas.

Fig. 18A, B visar en form på pinnar 2 avsedd för extremt stora radiella spel X. Kontakt- zonema omfattar praktiskt taget hela tvärsektionen eller mellan linjer P1 och F; (25”, 28') och motsvarande för motsatt rotationsriktning (25 ', 28” '). Bredden b kan vara större än måttet a. Vidare kan bredden b och måttet ann, vara identiskt lika och till och med sarnmam fallande med pinnens största mått c. Med reducerad sektionsforrn (Fig. l8B), som är möjligt vid motställda pinnar, utgör måttet b ett representativt valt mått för tvärsektionsfonnen i fiåga. Fig. 19A, B illustrerar pirmarna 2 enligt Fig. 18A och principer vid deras nyttjande, varvid påvisas att de är avsedda för extremt stora spel X=g2-g1och deras olika vinkel- positioner F 1 respektive F; vid minsta resp. största gap g1 resp. gg. I detta fall är fiiktions- vinklar lika för såväl största som minsta spel. När en pinnes position anpassar sig efter gapet kan en vridningsvinkel på nästan 90 grader vara nödvändig. Med fördel kan detta utföras med pinnar 2, som är försedda med en fördjupning med en rotationsyta i form av en cirkulär tapp 29 (eller cirkulärt spår eller motsvarande), för sammanhållning med ett ledat/böj ligt element 3A”, 3B” häri form av ett band med integrerade efter tapparna 29 anpassade hylsor 30 (Fig. 20), eller som dubbla band (ej visat) svepta tillsammans runt pinnamas tappar 29, eller i form av partvinnade trådar (ej visat). En nödvändig initial anliggning mot axel och nav kan fås med lätt krökta pinnar enligt tidigare, och/eller förskjuten placering av tappama 29.

Uppfinningen kan varieras i vidaste bemärkelse inom den till grund för uppfinningen liggande iden. Sålunda kan pinnar i stället för växelvis placering en och en i tangentiell riktning placeras växelvis i grupper om två, tre, fyra och så vidare pinnari varje grupp.

Vidare inses att alternativa element, (istället för bandforrn) kan nyttjas för att åstadkomma önskad positionering av pinnarna 2, t.ex. i stället för band, en tråd med lämplig böjlighet/ elasticitet, eller ett flertal trådar, i arrangemang diagonalt eller ändlöst som en sinuskurva exempelvis utförda i fjäderstål, eller annan lämplig elastisk metall/legering, lämplig polyrner eller kombinationer därav. Med begreppet böj lig avses i föreliggande ansökan även ledbart (F ig. 17, 18). Vidare gäller att uppfinningen även kan nyttjas då pinnarna 2 är anbringade vid ett band 3A, 3B på annat vis än vad som beskrivits ovan, t.ex. trådfonnigt/a band som penetrerar hål i pinnen, etc., liksom att kombinationer av olika sorts band/tråd kan nyttjas i en anordning, t.ex. band på ena sidan och tråd på andra sidan. Därutöver inses att i 1 530 580 vissa applikationer ett vid ena sidan anordnat band 3A är tillräckligt som alternativt kan monteras i ett centralt placerad spår.

Det inses, att vissa av aspektema, t.ex. föredragna val av dimensioneringspararnetrar enligt 5 uppfinrijngen, även ger fördelar vid fi-ihjulskonstmktioner och att sökanden därför förebehåller sig rätten att fiamdeles ev. även inrikta skydd för metoder/ anordningar som enbart är ämnade att överföra moment i en riktning.

Claims (12)

1. 530 580 PATENTKRAV l.

2. Metod för överföring av krafter och moment, företrädesvis vridande moment, mellan ett l5 20 25 30 35 första objekt (4) och ett andra objekt (5) som är åtskilda av ett gap (g), varvid i nämnda gap (g) anordnas en laafiöverförande anordning (1) omfattande åtminstone ett böjligt element (3A, 3B; 3C, 3D; 3A°, 3B'; 3A”, 3B”) och ett flertal krafiöverförande element (2), som är sammanhållna medelst nämnda böj liga element (3A, 3B; 3C, 3D; 3A°, 3B”; 3A”, 3B”), vilka kraftöverförande element (2) har en tvärsektiorr, som begränsas av två väsentligen motstâende kontalctsidor (25, 28) innefattande åtminstone två motstående kontaktzoner (251 28”; 28', 25”) och två väsentligen motstående sidoytor (26, 27), varvid tvärsektionsmått mellan nämnda kontaktsidor väsentligen i tvärled därtill uppvisar i ett första tvärsektionsmått (a), vilket tvärsektionsmått (a) är mindre än ett andra tvärsektionsmått (arm), varvid gäller att nämnda första tvärsektionsmått (a) är mindre än gapet (g) och nämnda andra tvärsektionsmått (am) är större än gapet (g), för att med friktion genom kilverkan överföra krafter och moment mellan nämnda första objekt (4) och nämnda andra objekt (5), k ä n n et e c k n a d av att nämnda element (2) anordnas att uppvisa en utformning och infastrring i förhållande till nämnda böjli ga element, vilka tillsammans utan yttre påverkan av nämnda anordning (l) möjliggör kraftöverföring i två motsatta vridmomentriktningar, varvid gäller att ett representativt tvärsektionsmått (b) mellan nämnda sidoytor (26, 27) väsentligen i tvärled därtill anordnas större än en fiärdedel av nämnda första tvärsektionsmått (a), dvs. b>%-a och att krökningsradien (r) i nämnda kontaktzoner (25 ”, 28”; 282 25”) är större än 0,4 gånger nämnda första tvärsektionsmått (a), dvs. r > 0,4 -a, varigenom lcafiöverföring kan ske vid gap med vitt varierande storlek.

3. Metod enligt patentkrav 1, k än n et e c k n a d av att nämnda böjliga element (3A, 3B; 3C, 3D; 3A', 3B°; 3A”, 3B”) och/eller att en utformning (3G) av det lcraftöverförande elementet (2) anordnas att åstadkomma åtminstone en permanent kontakt mellan nämnda första och andra objekt (4, 5), varvid företrädesvis gäller att de kontaktpunkter (k1, kz, kg) som åstadkommes vid ett och samma lqaftövertörande element (2) genom fiiktion från krafter i kontaktpunktema initierar en vridrörelse av det kraftöverförande elementet (2) vid förskjutning mellan nämnda första och andra objekt (4, 5).

4. Metod enligt något av föregående patentkrav, k än n e t e c k n a d av att den geometriska fonnen inom en kontaktzon bestäms av att de för dimensionering valda värdena för friktionsvinklar (ys, yh) är konstanta eller ökande med avseende på det radiella spel (X=g-a) som existerar i nämnda gap (g) mellan ytor av nämnda första resp. andra objekt (4, 5) minskat med det nämnda första tvärsektionsmått (a). 20 25 30 35 4. 5. 53Ü 580 Metod enligt något föregående patentkrav, k än n et e c k n a d av att, för att få förbättrad centrering av ett nav (5) till en axel (4), utföres anordningen (1) med ett begränsat antal speciella element (2, 9), åtminstone tre stycken på fördelat vis bland de övriga av de nämnda kraftöverförande elementen (2), varvid företrädesvis nämnda speciella element (2) uppvisar en lätt laölmirig (3G) för att genom sin elasticitet i radiell i riktning kunna ta upp mâttsldllnader hos gapet (g) och därigenom åstadkomma ett tillnärmelsevis jämnstort gap, eller utgörs av cirkulär-cylindriska distanselement (9), på vilka distanselement (9) i ett föredraget utförande ges en öppen eller sluten rörforrn för att kunna ta upp måttskilhiader hos gapet (g).

5. Metod enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d , av att nämnda lnaftöverförande element (2 ') är utformade som trådar med icke cirkulärt tvärsnitt och utgör en vävt i en väv, sammanvävd med en valp (8) enligt ett i sig känt vävmönster, lämpligen ett så kallat 'Ttvilled Dutch Weave”.

6. Kopplingsanordriing för överföring av kratter och moment, företrädesvis vridande moment, vilken kopplingsanordning (1) omfattar åtminstone ett böjligt element (3A, BB; 3C, 3D; 3A', 3B'; 3A”, 3B”) och ett flertal laaftöverföraride element (2) som är sammanhållna medelst nämnda böjliga element (3A, BB; 3C, 3D; 3A*, 3B'; 3A”, 3B”), vilka lnrafiöverförande element (2) har en tvärsektion, som begränsas av två väsentligen i motstående kontaktsidor (25, 28) irmefattande åtminstone två motstående kontaktzoner (25 ', 28” '; 28”, 25”) och två väsentligen motstående sidoytor (26, 27) väsentligen orienterade tvärs anordningens (1) längdriktriiiig (L), varvid tvärsektionsmått mätta mellan parallella tangenter till nämnda kontaktsidor uppvisar ett första tvärsektionsmått (a), vilket tvärsektionsmått (a) är mindre än ett andra tvärsektionsmått (amx), tör att med fiiktion genom kilverkan kunna överföra krafter och moment, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda element (2) är anordnat att uppvisa en utformning och infästriing i förhållande till nämnda böj liga element, vilka tillsammans utan yttre påverkan av närrmda anordning (1) möjliggör lcrattöverföring i två motsatta vridmomentziktnirigar, varvid gäller att ett representativt tvärseldionsmått (b) mellan nämnda sidoytor (26, 27) väsentligen i tvärled därtill anordnas större än en fjärdedel av nämnda första tvärsektionsmått (a), dvs. b>%'a, och att laölmingsradien (r) inämnda kontaktzoner (25”, 28”; 282 25”) är större än 0,4 gånger nämnda första tvärsektionsmått (a), dvs. r > 0,4 ~a.

7. Kopplingsanordning enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c kn a d av att nämnda böjliga element (3A, 3B, 3A', 3B', 3A", 3B”) anordnas i en fördjupning och/eller utskjutande i del (24, 29) i/vid nämnda krafiöverfišrande element (2), företrädesvis i form av ett axiellt utsträckt spår (24) och/eller av ett tvärs elementets längdaxel utsträckt cirkulär yta (29) 53Ü 580 och nämnda böjliga element i ett föredraget utförande är i form av ett band (3A, 3B, 3A”, i 3B', 3A” ', 3B” ”), varvid nämnda fördjupning och/eller utskjutande del (24, 29) anordnas och positioneras på så vis att önskade kontaktpunkter (kl, kg, kg) åstadkommas.

8. Kopplingsanordning enligt patentkrav 6-7, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda 5 lcrafiöverfórande element (2) anordnas med krökningsradier (rs, rh) i nämnda kontaktzoner (25”, 28”; 282 25 ”) av kontaktsidorna (25, 28) som är större än hälften av nämnda första tvärsektionsmått (a), dvs. rs >'/2-a respektive rh >'/2-a, samt företrädesvis att summan av de absoluta beloppen för de minsta värdena för krökningsradierna (rs, rh) vid i de två kontaktsidoma anordnas större än nämnda första tvärsektionsmått (a). 10

9. Kopplingsanordriing enligt något av patentkraven 6-8, k än n e t e c k n ad av att den totala axiella utsträckningen (1) av nämnda laafröverförande element (2) är större än 8-100 gånger nämnda första tvärsektionsrnått (a), företrädesvis omkring 10-40 gånger

10. Kopplingsanordning enligt något av patentkraven 6-9, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda böj liga element (3A,3B) är fjädrande tvärs de lqafïöverförande elements (2) 15 längdriktning, varvid de böjliga elementens minsta yttröghetsrnoment kring axlar tvärs de böj liga elementens längdriktníng understiger fjärdepotensen på 10 % av måttet av nämnda första tvärsektionsmått (a), varigenom nämnda laaftöverfirande element (2) och böjliga element (3 A, 3B) tillsammans bildar en lätt hopmllbar matta (1).

11. Kopplingsanordning enligt något av patentkraven 6-10, k änn e te c k na d av att 20 åtminstone delar av ytan av nämnda lcraflöverfórande element (2) är anordnade att ha en i förhöjd friktionskoefiicierrt genom en relativt stor ytojämnhet, företrädesvis åstadkommen; medelst sandblästrring och/eller särskild beläggning och/eller tillsatser.

12. Kopplingsanordning enligt något av patentkraven 6-11, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda element (2) har mellan motstående kontaktzoner (252 28' '; 28 ”, 25”) nänmda 25 andra rvärsninsmårr (amm) niinst 5 procent stön-e än en nämnda första wärsniusmån (a), dvs. anm>l,05-a..