SE535813C2 - Anordning och metod för att förspänna lagerkonfiguration till en pinjongaxel - Google Patents

Abstract

Uppfinningen beskriver en anordning för att förspänna ett lager (41, 42) till pinjongen(101) i ett fordons (100) centralväxel (110). Pinjongen (101) har kuggtänder (2) i sinena ände och är fäst till kardanaxelmedbringaren (3) i sin andra ände. Pinjongen(101) uppbärs av en Iagerkonfiguration (4) som förspänns. För att slippa shimsa inlagret för att fä rätt förspänning används en förspänningsmutter (5) pä vilken äranordnad en krage (8). När rätt förspänning uppnätts med förspänningsmuttern (5)anordnas kardanaxelmedbringaren (3) på pinjongens (101) axel (1).kardanaxelmedbringaren (3) har en invändig kona i den ände som vetter motlagerkonfigurationen (4) och förspänningsmutterns (5) krage (8) sträcker sig vidmontering in under kardanaxelmedbringaren (3) och formlåses mot pinjongens (101) axel (1 ). Figur 3 för publicering.

Description

535 813 med utbuktnlngar, en på muttem och en på hjulmedbringarens ände forrnlåser delama mot varandra. Syftet med den här utformningen är att underlätta tätningen av hjulmedbringaren.

US 5 560 687 visar hur man vid montering av hjul använder en mutter för att skapa önskad förspänning. Muttem fixeras sedan med ett Iåselement, till exempel en skruv eller en sprint. Nackdelen med detta arrangemang är att förspänningen inte kan justeras gradvis utan endast i de steg som motsvaras av hålen för skruven/sprinten. Den i US 5 560 687 visade lösningen är heller inte lämplig för en pinjongaxel där kardanaxelmedbringaren sitter bakom låsmuttem och bl a gör det svårt att komma åt att sätt i en skruv eller en sprint.

Således ger den kända tekniken ingen information om hur man åstadkommer en anordning och metod för att förspänna ett pinjonglager som är exakt och tidseffektivt.

SYFTE MED UPPFINNINGEN Ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en anordning som medger exakt och tidseffektiv förspänning av ett pinjonglager. Framför allt syftar uppfinningen till att tillhandahålla en anordning och en metod för att förspänna pinjonglagret som både gör att det går fortare att montera centralväxeln och som möjliggör enklare efterjustering av centralväxeln samt underlättar vid reparation och service.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Dessa syften uppnås med en anordning, en metod, en centralväxel och ett motorfordon enligt de självständiga patentkraven. Föredragna utföringsformer av uppfinningen beskrivs i de osjälvständiga patentkraven.

Enligt uppfinningen löses problemen med känd teknik genom en anordning för att förspänna en lagerkonfiguration till en pinjongaxel vilken axel har kuggtänder i sin ena ände och kan mottaga en kardanaxelmedbringare i sin andra ände, innefattandes en lagerkonfiguration med ett lagerhus och 10 15 20 25 30 535 813 åtminstone ett lager som uppbär axeln och en förspänningsmutter med en krage vilken förspänningsmutter är gängad mot axeln. Kragen är pressad mot, och därmed fonnlåst, mot axeln. Härigenom kan monteringen ske snabbt och utan behov av shims för att säkerställa rätt förspänning.

Kardanaxelmedbringaren monteras rotationslåst på pinjongens axel genom ett bomförband. Det är också tänkbart att andra forrnlàsande förband används för att rotationslåsa kardanaxelmedbringaren mot pinjongens axel.

Enligt uppfinningen är det kardanaxelmedbringaren som pressar förspänningsmutterns krage mot axeln. Det sker genom att kardanaxelmedbringaren är utformad med en invändig kona iden ände som är vänd mot förspänningsmuttern. Vid montering sträcker sig kragen in under konan i kardanaxelmedbringaren och på så sätt kan kardanaxelmedbringaren pressa kragen mot axeln då den monteras på axeln. Inget separat arbetsmoment krävs då för att låsa förspänningsmuttern mot axeln eftersom det skeri samma steg som kardanaxelmedbringaren monteras.

Enligt en utföringsform är det en hylsa som pressar kragen mot axeln.

Hylsan är då utformad med en invändig kona i den ände som vetter mot förspänningsmuttern och hylsan har även en invändig gänga som samverkar med axelns gänga. Dä hylsan gängas på axeln sträcker sig kragen in under hylsan vilken därmed pressar kragen mot axeln. Därefter monteras kardanaxelmedbringaren på känt sätt. Enligt den här utföringsformen behöver inte kardanaxelmedbringaren utformas med en invändig kona. l och med denna konstruktion förspänns lagerkonfigurationen, vilken innefattar lagerhuset med lager, efter att det är monterat. Justering av förspånning sker med förspänningsmuttern och är inte beroende av hur lagerkonfigurationen är sammansatt.

Det är också fördelaktigt att förspänningsmuttern låses i förhållande till pinjongaxeln i samma arbetsmoment som kardanaxelmedbringaren påförs 10 15 20 25 30 535 813 eftersom ett minskat antal arbetsmoment leder till en effektivare montering av växeln.

Formlàsningen mot axeln sker genom att förspänningsmuttems krage sträcker sig in över änddelen av det bomförband som förbinder pinjongaxeln med kardanaxelmedbringaren. Formlàsningen är då huvudsakligen i axelns omkretsled. Kragen kan också sträcka sig över både delar av bomförbandet och axelns gängor. En fördel med att låta kragen sträcka sig även över delar av axelns gängor är att man minskar förekomsten av axiellt glapp i gängan mellan förspänningsmuttern och axeln. Med axiellt avses häri pinjongaxelns riktning. Eftersom förspänningskraften och kraften från medbringaren motverkar varandra över förspänningsmuttem så kan det uppstå ett glapp mellan gängorna. Om då förspänningsmuttem, via kragen, är pressad mot gängan på axeln så uppnås en formlåsning även i axiell led, eftersom gängornas huvudsakliga riktning är tvärs axelns riktning, och detta minskar problemet med glapp i gängan.

Eftersom förspänningsmuttern vid montering låses vid pinjongaxeln, så kan kardanaxelmedbringaren demonteras, för att t ex byta en tätningsring, utan att förspänningen för lagrets ändras. Det medför tidsvinster vid service och reparation.

Enligt uppfinningen är lagerkonfigurationen förmonterad till en enhet vilket ytterligare minskar tiden vid slutmontering av växeln. En förmonterad lagerkonfiguration medför också att den inte behöver demonteras för att justera förspänningen vilket underlättar både vid tillverkning av växeln och vid reparation och service.

Problemen med känd teknik löses också genom en metod enligt uppfinningen. Först monteras ett lagerhus och åtminstone ett lager ihop till en lagerkonfiguration vilken påförs på pinjongaxeln. Därefter anbringas en förspänningsmutter på pinjongaxeln och via samverkande gängor på muttern och pinjongaxeln förspänns lagret till rätt kraft. 10 15 20 25 535 B13 Förspänningsmuttern är i sin från Iagerkonfigurationen vända ände utrustad med en krage. Kragen pressas mot axeln och är därmed forrnlåst mot axeln.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är det kardanaxelmedbringaren som pressar kragen mot axeln genom att den är utformad med en invändig kona i den ände som vetter mot förspänningsmuttern. Kragen sträcker sig då in under kardanaxelmedbringaren och pressas på så sätt mot axeln.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är det en hylsa som pressar kragen mot axeln genom att den är utformad med en invändig kona i den ände som vetter mot förspänningsmuttern. Kragen sträcker sig då in under hylsan och pressas på så sätt mot axeln. Hylsan har en invändig gänga som samverkar med axelns gänga. Efter att hylsan har formlåst förspänningsmuttern mot axeln monteras kardanaxelmedbringaren pà känt sätt.

FIGURFÖRTECKNING Figur 1 visar en schematisk bild av ett motorfordon enligt uppfinningen.

Figur 2 visar en schematisk bild av en slutväxel.

Figur 3 visar schematiskt en genomskärning av en lagrad pinjongaxel där den vänstra halvan visar känd teknik och den högra halvan visar utförandet enligt uppfinningen.

Figur 4 visar en detalj av anordningen i figur 3.

Figur 5 visar schematiskt en detalj av en altemativ utformning av förspänningsmuttern.

Figur 6 visar schematiskt en alternativ utformning av uppfinningen.

Figur 7 visar schematiskt pinjongaxeln och förspänningsmuttern med krage enligt den utföringsform av uppfinningen som visas i figur 4. 10 15 20 25 535 813 Figur 8 visar schematiskt pinjongaxeln och förspänningsmuttem med krage enligt den annan utföringsform av uppfinningen som visas ifigur 5.

Figur 9 visar schematiskt en plany av förspänningsmuttern.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Figur 1 visar schematiskt ett motorfordon 100, företrädesvis ett tungt nyttofordon såsom en lastbil eller en buss, med en anordning enligt uppfinningen. Motorfordonet drivs av en motor från vilken kraften går genom en växellåda som anpassar varvtalet till rådande körsituation. Från växellådan förs kraften vidare via en kardanaxel till hjul (visade men ej numrerade på figur 1) via en centralväxel 110. En schematisk bild av en centralväxel 110 visas i figur 2. Centralväxeln 110 är anordnad i ett växelhus 106. I kardanaxelns mot centralväxelns 110 vända ände sitter en kardanaxelmedbringare 3 som i sin tur är fäst i centralväxelns 110 pinjong 101. Pinjongen 101 är genom kuggingrepp l kraftöverförande förbindelse med ett kronhjul 102 via vilket kraften förs vidare genom en differential 103 till hjulaxlarna 104, 105 och slutligen till motorfordonets 100 drivna hjul.

I figur 3 visas schematiskt ett snitt genom centralväxelns 110 pinjong 101.

På vänstra sidan (A) av bilden visas en lagring av pinjongen 101 enligt känd teknik där man använt shims (107) för att förspänna lagret, och på den högra sidan (B) av figuren visas en lagring av pinjongen 101 enligt föreliggande uppfinning. I figur 4 visas en förstoring av den högra delen av pinjongen i figur 3.

Pinjongen 101 innefattar en axel 1 som i sin ena ände är försedd med kuggtänder 2 vilka äri ingrepp med motsvarande kuggtänder på kronhjulet 102. På pinjongens 101 axel 1 finns i andra änden ett bomförband 10 för att vridfast mottaga kardanaxelmedbringaren 3. Pinjongen 101 uppbärs av en lagerkonfiguration 4 bestående av lager 41, 42 anordnade i ett lagerhus 43 vilket i sin tur är ingängat mot växelhuset 106. l utföringsformen enligt figur 3 är två koniska rullager anordnade i Iagerhuset. I figur 3 är också 10 15 20 25 30 535 B13 kardanaxelmedbringaren 3 utformad med en invändig kona 9 i den ände som vetter mot förspänningsmuttern.

I figur 4 visas hur en förspänningsmutter 5 är anordnad på pinjongens 101 axel 1 för att skapa rätt förspänning av lagerkonfigurationen 4.

Förspänningsmuttern 5 har en invändig gänga 6 som samverkar med en utvändig gänga 7 på pinjongens 101 axel 1. Förspänningsmuttem 5 är också utrustad med en krage 8. Kragen 8 är belägen vid förspänningsmuttems radiellt inre kant och vid den ände av förspänningsmuttern 5 som vetter mot kardanaxelmedbringaren 3. Enligt figur 4 och 7 sträcker sig kragen 8 in över bomförbandets 10 axiellt inre ändparti. Kragen 8 pressas mot bomförbandet 10, genom samverkan med den på axeln 1 påförda kardanaxelmedbringaren 3, genom en ändmutters 108 påverkan. Därigenom uppstår en formlåsning i huvudsakligen omkretsled. Med detta menas att förspänningsmuttern 5 genom kragens 8 formlàsning mot bomförbandet 10 är huvudsakligen orörlig i omkretsled.

Förspänningsmuttem 5 visas i detalj i figur 9. Kragen 8 är utformad i ett stycke med förspänningsmuttern 5. Kragen har en utsträckning längs med hela förspänningsmuttems 5 omkrets och kan vara utformad med radiella slitsar fördelade i mutterns omkretsled (ej visade). Fördelen med att göra slitsari kragen 8 är att den lättare formar sig kring axeln 1.

Förspänningsmuttern 5 och kragen 8 är tillverkade i ett stål som är mjukare än axelns 1 bomförband 10 och gängor 7 så att kragen 8 kan deformeras mot dessa delar. Kragens 8 tjocklek väljs så att den kan deforrneras mot axelns 1 delar 7, 10. Om kragen 8 görs för tjock kommer kraften från kardanaxelmedbringaren 3 eller hylsan 11 (se figur 6) inte vara tillräckligt stor för att deforrnera kragen 8 eftersom det krävs en större kraft att böja kragen 8 ju tjockare den är. Om kragen 8 görs för tunn kommer den att gå sönder vid deforrnationen. Vid en tung lastbil är pinjongaxeln typiskt 60 mm i diameter. Ett lämpligt mått på kragens 8 tjocklek är då 2,5 mm.

Kragen 8 sträcker sig i axialled så långt som krävs för att den ska täcka änddelen av axelns 1 bomförband 10 och möjligen även delar av gängan 7. 10 15 20 25 30 535 813 l fallet med utnyttjande av en hylsa 11 enligt utföringsformen i figur 6 sker formlåsnlngen enbart genom kragens 8 samverkan med gängan 7, eftersom hylsan 11 också gängas på pinjongaxeln 1 och därmed hamnar mellan kragen 8 och bomförbandet 10. Ett lämpligt mått på kragens längd är 15-25 mm, företrädesvis 20 mm, då uppfinningen tillämpas vid ett tungt fordon. Kragen 8 ska vara så lång att den sträcker sig ca 15 mm upp pà axelns 1 bomförband 10. Förspänningsmutterns 5 gänga 6 sträcker sig upp över kragen 8. Den inre ytan på kardanaxelmedbringaren 3 eller hylsan 11 som är konad måste vara minst lika làng som förspänningsmuttems 5 krage 8.

I figur 5 och 8 visas en altemativ utformning av förspänningsmuttems 5 krage 8. Kragen 8 sträcker sig i detta fallet inte endast in över det bomförband 10 som fäster kardanaxelmedbringaren 3 mot axeln 1 utan även över del av axelns gänga 7. På så sätt erhålls en formlåsning mellan förspänningsmuttern 5 och axeln 1 i både huvudsakligen axiell led och huvudsakligen omkretsled.

I figur 7 och 8 har förspänningsmuttern 5 olika höjd, men höjden på förspänningsmuttern 5 har ingen betydelse för uppfinningen.

Framställningen på figur 7 och 8 är endast schematisk och syftet med figurerna är främst att visa att kragen 8 sträcker sig in över endast del av bomförbandet 10 (figur 7) eller in över del av såväl bomförbandets 10 änddel som den motstående änddelen hos axelns 1 gänga 7 (figur 8). Enligt den schematiska framställningen av förspänningsmuttern 5 och kragen 8 som visas ifigur 7 och 8 så är det en rät vinkel i övergången mellan förspänningsmuttern 5 och kragen 8. Övergången kan också göras med en radie för att minska risken att sprickor initieras i övergången.

Vid montering av pinjongen 101 förs först lagerkonfigurationen 4 på pinjongens 101 axel 1. Därefter gängas förspänningsmuttem 5 på tills rätt förspänningskraft uppnåtts. Därefter anbringas kardanaxelmedbringaren 3 på axeln 1 genom samverkan med bomförbandet10. Genom att rotera ändmuttern 108, vilken påförts på axeln 1 efter kardanaxelmedbringaren 3, 10 15 20 25 30 535 813 sä förs kardanaxelmedbringaren längs axeln 1 i riktnnig mot förspänningsmuttern 5. När kardanaxelmedbringaren 3 närmar sig förspänningsmuttern 5 kommer förspänningsmutterns 5 krage 8 att mottagas i den invändiga konan 9 som är anordnad i kardanaxelmedbringarens 3 ände. varefter kardanaxelmedbringaren 3 förs allt närmare förspänningsmuttem 5 så kommer förspänningsmutterns 5 krage 8 att klämmas mellan kardanaxelmedbringaren 3 och axeln 1 och på så sätt formlàsas mot axeln 1. I den utföringsform som visas i figur 4 sträcker sig kragen 8 huvudsakligen över den delen av bomförbandet 10 som är närmast förspänningsmuttern 5, och formlåses således mot bomförbandet 10. I figur 5 visas en altemativ utformning av förspänningsmuttern 5 där kragen sträcker sig över både delar av bomförbandet 10 och delar av axelns 1 gänga 7 som håller förspänningsmuttern pà plats. Den häremot svarande längre konan hos kardanaxelmedbringaren 3 kommer följaktligen att formlåsa kragen 8 mot såväl bomförbandet 10 som gängan 7.

Enligt en annan utföringsform som visas i figur 6 påförs en hylsa 11 med en invändig kona på axeln 1 före kardanaxelmedbringaren 3. Hylsan hari sin mot kardanaxelmedbringarens 3 vända del en invändig gänga som samverkar med en yttre gänga på axeln 1.Dä hylsan gängas mot förspänningsmuttern 5 kommer kragen 8 att mottagas i hylsans 11 invändiga kona och varefter hylsan 11 gängas närmare förspänningsmuttern 5 så kommer kragen 8 att pressas mot axeln 1 och dess yttre gänga, och formlàsas mot denna. Då hylsan 11 är gängad på plats påförs kardanaxelmedbringaren 3 på känt sätt. l och med att förspänningsmuttern 5 är formlåst mot pínjongaxeln 1 så kan kardanaxelmedbringaren senare vid behov demonteras utan att förspänningskraften påverkas. En annan fördel som uppnås med föreliggande uppfinning är att förspänningskraften, med hjälp av förspänningsmuttern, kan justeras direkt vid montering av lagren istället som tidigare först efter att pinjong med tillhörande lagerkonfiguration är 10 15 535 813 10 monterad med risk att de behöver demonteras för att åtgärda förspänningskraften.

Med den ovan beskrivna uppfinningen erhålls således en anordning och en metod för att förspänna lager till en pinjongaxel som är snabbare och enklare att använda än vad som tidigare varit känt. Med den föreslagna lösningen erhålls också en centralväxel på vilken det är lättare att utföra reparationer och service.

Beskrivningen ovan av de föredragna utföringsformerna av föreliggande uppfinning har tillhandahällits i illustrerande och beskrivande syfte. Den är inte avsedd att vara uttömmande eller begränsa uppfinningen till de beskrivna varianterna. Uppenbarligen kommer många modifieringar och variationer att framgå för fackmannen. Utföringsformerna har valts och beskrivits för att bäst förklara principema av uppfinningen och dess praktiska tillämpningar, och därmed möjliggöra för en fackman att förstå uppfinningen för olika utföringsformer och med de olika modifieringama som är lämpliga för det avsedda bruket.

Claims (10)

10 15 20 25 535 813 11 PATENTKRAV

1. Anordning för att förspänna en lagerkonfiguration (4) till en pinjongaxel (1) innefattandes en pinjong (101) med en axel (1) vilken har kuggtänder (2) i sin ena ände och ett bomförband (10) i sin andra ände för att mottaga en kardanaxelmedbringare (3), en lagerkonfiguration (4) innefattandes åtminstone ett lager (41, 42) monterat i ett lagerhus (43), vilken lagerkonfiguration (4) uppbär axeln (1) en förspänningsmutter(5) med en mot kardanaxelmedbringaren sig sträckande krage (8) och en invändig gänga (6) som samverkar med en på axeln (1) utvändig gänga (7) och där förspänningsmutterns (5) krage (8) är pressad mot och därmed formlåst, mot axeln (1) kännetecknad av att kardanaxelmedbringarens (3) mot lagerkonfigurationen (4) vända ände är invändigt konad (9) så att kragen (8) sträcker sig in under kardanaxelmedbringaren (3) så att kardanaxelmedbringaren (3) pressar kragen (8) mot axeln (1 ).

2. Anordning enligt krav 1 kännetecknad av att den innefattar en hylsa (11) med en första ände vänd mot lagerkonfigurationen (4) vilken ände är invändigt konad så att kragen (8) sträcker sig in under hylsan, och en andra ände vänd mot kardanaxelmedbringaren (3) med en invändig gänga som samverkar med axelns ( 1) gänga (7), så att hylsan pressar kragen (8) mot axeln (1 ).

3. Anordning enligt krav 1 kännetecknad av att formlåsningen sker genom att kragen (8) deformeras mot bomförbandet (10). 10 15 20 25 535 813 12

4. Anordning enligt krav 3 kännetecknad av att formlåsningen sker genom att kragen (8) deforrneras mot bomförbandet (10) och axelns (1) gänga (7).

5. Metod för att förspänna en lagerkonfiguration (4) till en pinjongaxel (1) innefattandes stegen att påföra en lagerkonfiguration (4), innefattandes åtminstone ett lager (41, 42) anordnat i ett lagerhus (4), på en axel (1) som i sin första ände har kuggtänder (2) och i sin andra ände ett bomförband (10) för att mottaga en kardanaxelmedbringare (3), att påföra en förspänningsmutter (5) innefattande en krage (8) på axeln (1) genom på förspänningsmuttem (5) och axeln (1) samverkande gängor 6, 7, och därmed förspänna lagret (41, 42), och att kragen (8) pressas mot, och därmed formlåses, mot axeln ( 1) kännetecknad av att kardanaxelmedbringaren (3) pàföres på axeln (1 ), så att kragen (8) sträcker sig in under kardanaxelmedbringaren (3), vilken på sin mot Iagerkonfigurationen (4) vända ände är utformad med en invändig kona för att mottaga förspänningsmutterns (5) krage (8) och därmed pressar kardanaxelmedbringaren (3) förspänningsmuttern (5) mot axeln (1 ).

6. Metod enligt krav 5 kännetecknad av att påföra en hylsa på axeln (1), vilken hylsa har en invändig gänga som samverkar med axelns (1) gänga (7), så att kragen (8) sträcker sig under hylsan, vilken pà sin mot Iagerkonfigurationen (4) vända ände är utformad med en invändig kona för att mottaga förspänningsmutterns (5) krage (8), så att hylsan vid pàföringens gängsamverkan pressar förspänningsmuttern (5) mot axeln (1 ).

7. Metod enligt krav 5 kännetecknad av att kragen (8) på förspänningsmuttem (5) deforrneras mot bomförbandet (10). 535 813 13

8. Metod enligt krav 7 kännetecknad av att kragen (8) på förspänningsmuttern (5) deformeras mot bomförbandet (10) och axelns (1) gänga (7).

9. Centralväxel (110) utrustad med en anordning enligt något av kraven 1-4.

10. Motorfordon (100) utrustat med en centralväxel enligt krav 9.