SE514035C2

SE514035C2 - Device for anchoring a cylindrical shaft

Info

Publication number: SE514035C2
Application number: SE0000790A
Authority: SE
Inventors: Evert Svensson; Anders Carlsson
Original assignee: Svenska Expander Ab
Priority date: 2000-03-09
Filing date: 2000-03-09
Publication date: 2000-12-11
Also published as: WO2001066960A1; SE0000790D0; SE0000790L; AU2001236269A1

Abstract

Device for anchoring a cylindrical shaft end (1b) in a circular through-opening, such as in a fixing lug (2). The shaft end (1b) has at least one plane chamber (3), which forms an acute angle with the centre line of the shaft (1). The anchoring device comprises a wedge element (4) substantially filling a space between the chamfer (3) and the corresponding wall section of the through-opening, the end (4a) of which wedge element is designed to be acted upon by a head (6a) of a screw element (6) arranged on the shaft (1), in order thereby to create the anchorage by pressing in the wedge element (4). The device furthermore comprises a tightening body (7) arranged between the head (6a) and the wedge element (4) and designed, by tighetning of the screw element (6), to brace against, and be capable of turning somewhat about, a support point (9), arranged on the shaft end (1a) and situated on the opposite side of the screw element (6) to the wedge (4).

Description

15 20 25 30 35 514 055 2 Den del av en spännkropp som utgör ﬂäns, kommer att fungera som fysiskt stopp och för- hindra att axeln ramlar ur infästriingsöronen. Detta medför även att ytterligare låsanord- ningar på ändytorna eller infästningsöronen blir överflödiga, vilket ger ett minimalt axiellt utstick på sidoma och en låg tillverkningskostnad Spännkroppen är inrättad att ge anordningen ökad tålighet mot vibrationer samt att minska eﬁerjusteringar. 15 20 25 30 35 514 055 2 The part of a clamping body that forms ﬂ äns, will act as a physical stop and prevent the shaft from falling out of the mounting ears. This also means that additional locking devices on the end surfaces or fastening ears become superfluous, which gives a minimal axial protrusion on the sides and a low manufacturing cost. The clamping body is designed to give the device increased resistance to vibrations and to reduce adjustments.

Ytterligare faktorer som påverkar kostnadsbilden för den uppﬁnningsenliga anordningen positivt att anordningen har få ingående delar, vilka är enkla att tillverka och ger stor ﬂexibilitet.Additional factors that affect the cost picture for the inventive device positively are that the device has few components, which are easy to manufacture and provide great flexibility.

Uppﬁnningen skall i det efterföljande närmare förklaras med hjälp av exempel pâ utfö- ringsformer av föreliggande uppfinning och med hänvisning till bifogade ritningar.The invention will be explained in more detail below with the aid of examples of embodiments of the present invention and with reference to the accompanying drawings.

Fig 1 visar en sprängskiss av en första utföringsform av den uppﬁnningsenli ga anord- ningen. Fig 1 visar även ett altemativt skruvorgan. visar ett snitt genom en axel, vilken är försedd med den uppﬁnningsenliga anord- ningen enligt ﬁg 1 och placerad i ett par av med genomgående öppningar för axeln Fig 2 utbildade fästöron.Fig. 1 shows an exploded view of a first embodiment of the inventive device. Fig. 1 also shows an alternative screw means. shows a section through a shaft, which is provided with the device according to the invention according to ﬁ g 1 and placed in a pair of fastening ears formed with through openings for the shaft Fig. 2.

Fi g 3 visar en skiss av en altemativ utföringsfonn av den uppﬁnningsenliga anordningen där två kilelement anordnats med l20° vinkel mellan sig.Fig. 3 shows a sketch of an alternative embodiment of the inventive device where two wedge elements are arranged at an angle of 120 ° between them.

Fig 4 visar anordningen enligt ﬁg 1 i ett läge innan anspänningen påbörjats.Fig. 4 shows the device according to ﬁ g 1 in a position before the tensioning has started.

Fig 5 visar anordningen enligt ﬁg l i ett läge när anspänningen påbörjas.Fig. 5 shows the device according to ﬁ g 1 in a position when the tensioning is started.

Fig 6 visar anordningen enligt ﬁg l i ett läge i ett inspänt läge.Fig. 6 shows the device according to ﬁ g 1 in a position in a clamped position.

För lika eller analoga detaljer används sarnma hänvisningsbeteckningar vid beskrivning av samtliga figurer.For similar or analogous details, the same reference numerals are used in describing all the figures.

Axeln 1 är inrättad att förankras vid sina ändar, företrädesvis i ett par av med genom- gående öppningar för axeln utbildade fástöron 2 eller liknande, se ﬁg 1, 2. Vid respektive axelände finns en styrfas la, vilken underlättar axelns införsel i fástöronen 2. Vidare finns 10 15 20 25 30 35 514 035 3 vid respektive axelände lb två avfasningar 3, 8, varav en första avfasning 3 är utförd så, att en plan, väsentligen ellipssegmentformad glidyta finns mellan en körda vid axeländen och axelns mantelyta. Glidytan bildar en vinkel ot företrädesvis i intervallet lO-30° mot axelns längdaxel. Mellan de första avfasningama 3 vid axeländarna ﬁnns ett cylindriskt axelparti.The shaft 1 is arranged to be anchored at its ends, preferably in a pair of shafts 2 or the like formed with through openings for the shaft, see ﬁ g 1, 2. At each shaft end there is a guide phase 1a, which facilitates the insertion of the shaft into the shafts 2. Furthermore, there are two chamfers 3, 8 at each shaft end 1b, of which a first chamfer 3 is designed such that a flat, substantially elliptical segment-shaped sliding surface is present between a run at the shaft end and the mantle surface of the shaft. The sliding surface forms an angle ot preferably in the range 10-30 ° towards the longitudinal axis of the shaft. Between the first chamfers 3 at the shaft ends there is a cylindrical shaft portion.

Då axeln l är placerad i fästöronens införs i dessa öppningar kilar 4 med en form som motsvarar den plant avfasade delen av respektive axelände samt med ett i anslutning till styrfasen la vid axeländen axiellt förlängt parti, vilket avslutas vid en cirkelsegrnentfor- mad ände 4a innefattande en korda. Kilama 4 är anordnade med spetsen riktad mot axelns l cylindriska mittparti och tillverkas företrädesvis av ett relativt axeln hårdare material.When the shaft 1 is placed in the mounting ears, wedges 4 are inserted into these openings with a shape corresponding to the flat beveled part of each shaft end and with a portion axially extended in connection with the guide phase 1a at the shaft end, which terminates at a circularly shaped end 4a comprising a chord. The wedges 4 are arranged with the tip directed towards the cylindrical middle part of the shaft 1 and are preferably made of a material which is harder relative to the shaft.

Vid axeländen (och i fig 1, mitt under respektive första avfasning 3) ﬁnns en invändigt gängad axiell urbonning 5. Ett skruvorgan 6 är inrättat att samverka med den gängade urbormingen 5, så att skruvorganets huvud 6a när skruvorganet skruvas in mot axeländen, pressar via en spännkropp 7 mot kilens cirkelsegmentfonnade ändyta 4a och därigenom bibringar kilen 4 en rörelse i axiell riktning mot det cylindriska partiet. På motstående sida om skruvorganet 6 och ett stycke från skruvorganets gängförsedda cylinderdel 6b ﬁnns en stödpunkt, kring vilken spännkroppen 7 kommer att vrida under anspänningen.At the shaft end (and in Fig. 1, in the middle of the respective first chamfer 3) there is an internally threaded axial bore 5. A screw member 6 is arranged to cooperate with the threaded bore 5, so that the screw member head 6a when the screw member is screwed in towards the shaft end a clamping body 7 against the circular segment segmented end surface 4a of the wedge and thereby the wedge 4 imparts a movement in axial direction towards the cylindrical portion. On the opposite side of the screw member 6 and a distance from the threaded cylinder part 6b of the screw member there is a support point, around which the clamping body 7 will rotate during the tension.

Den andra avfasningen 8 ansluter i sin ena ände mot den första avfasningen 3 och i sin andra ände mot axelns I distala yta samt bildar en stödlinje 9 vid denna anslutning. Stöd- linjen 9 är inrättad att ge en styrning av spännkroppens 7 vridning och därmed även kilens 4 rörelse.The second chamfer 8 connects at one end to the first chamfer 3 and at its other end to the distal surface of the shaft I and forms a guide line 9 at this connection. The guide line 9 is arranged to provide a control of the rotation of the clamping body 7 and thus also the movement of the wedge 4.

I en altemativ utföringsform utsträcker sig skruvorganet 6 genom axelns l hela längd. En genomgående skruv 6” exempliﬁeras i ﬂg l. I denna utföringsform finns en för skruv- organet 6” genomgående öppning genom hela axeln, vilken åstadkoms t ex genom urborr- ning eller genom att tillverka axeln av rör. Sålunda är skruvorganet 6” inrättat att samverka med dess infästning vid motstående axelände. Detta utförande har fördelar i de fall när det är önskvärt att dra skruvförbandet från en sida.In an alternative embodiment, the screw member 6 extends through the entire length of the shaft 1. A continuous screw 6 ”is exemplified in ﬂ g l. In this embodiment there is a continuous opening for the screw member 6” through the entire shaft, which is achieved, for example, by drilling or by manufacturing the shaft from pipes. Thus, the screw member 6 ”is arranged to cooperate with its attachment at the opposite shaft end. This embodiment has advantages in cases where it is desired to pull the screw connection from one side.

Anordningen är företrädesvis likadan vid respektive axelände och därför kommer endast den ena axeländen att beskrivas nedan. Vid axeländen lb finns styrfasen la samt första avfasningen 3, vilken bildar den plana glidytan. Fästörat 2 visas med införd axelände och kil 4 i fig 2. Spännkroppen 7 sträcker sig radiellt utanför axelns 1 mantelyta och är inrättad att bilda ett stopp samt förhindra att axeln 1 lämnar fastöronen 2 i axiell riktning. Skruv- organet 6 är inrättad att samverka med den gängade urbormingen 5 så, att då skruvorganet 6 skruvas in mot axeländen, pressar skruvorganets huvud 6a via spännkroppen 7 mot 10 15 20 25 30 35 514 035 4 kilens ände 4a och pressar kilen 4 längs den plana glidytan så, att axeländen genom kil- verkan och på friktion grundat ingrepp förankras i fästörat 2.The device is preferably the same at the respective shaft end and therefore only one shaft end will be described below. At the shaft end 1b there is the guide phase 1a and the first chamfer 3, which forms the flat sliding surface. The fastening ear 2 is shown with the inserted shaft end and wedge 4 in Fig. 2. The clamping body 7 extends radially outside the circumferential surface of the shaft 1 and is arranged to form a stop and prevent the shaft 1 from leaving the fixed ears 2 in the axial direction. The screw member 6 is arranged to cooperate with the threaded bore 5 so that when the screw member 6 is screwed in towards the shaft end, the head 6a of the screw member presses via the clamping body 7 against the end 4a of the wedge 4 and presses the wedge 4 along the plan the sliding surface so that the shaft end is anchored in the fastening ear 2 by the action of the wedge and friction-based engagement 2.

En utföringsforrn med en stor axeldiarneter har ett ﬂertal kilar 4 vid axeländen, vilket exempliﬁeras i fig 3. Dessa kilar anordnas då på samma sätt som visas ﬁg l och ﬁg 2. I ﬁguren visas hur två kilar 4 har anordnats vid axeländen med en vinkel på l20° mellan sig, så att låskraften fördelas med lika delning kring axeländens omkrets.An embodiment with a large shaft diaphragm has a number of wedges 4 at the shaft end, which is exemplified in Fig. 3. These wedges are then arranged in the same way as shown in ﬁ g l and ﬁ g 2. The diagram shows how two wedges 4 have been arranged at the shaft end at an angle of 120 ° between them, so that the locking force is distributed with equal division around the circumference of the shaft end.

När skruvorganet 6 skruvas in i axeländen läggs spännkroppen 7 an mot kilen 4 på en första sida om skruvorganet 6 (dvs kilsidan) och efter ytterligare inskruvning även på andra sidan skruvorganet 6 (dvs stödpunktssidan) mot axeländen i ett område på eller i närheten av stödlinjen 9, vilket visas i ﬁg 4, 5. Utrymmet mellan spännkroppen och den andra avfasningen 8 bildar en spalt och är inrättat att ge spännkroppen utrymme att under anspänningen vrida kring stödlinjen 9.When the screw member 6 is screwed into the shaft end, the clamping body 7 is applied to the wedge 4 on a first side of the screw member 6 (ie the wedge side) and after further screwing also on the other side the screw member 6 (ie the support point side) towards the shaft end in an area on or near the guide line 9, which is shown in ﬁ g 4, 5. The space between the clamping body and the second chamfer 8 forms a gap and is arranged to give the clamping body space to rotate around the guide line 9 during the tension.

Spännkroppen vrids under anspänningen in till korrekt läge, exempelvis från läget enligt ñg 4 och till läget enligt ﬁg 5. I ﬁg 4 sträcker sig spännkroppen 7 bortom stödlinjen 9 och bildar därför under anspänningens inledande skede en första kontaktpurikt med axelns 1 distala yta ett stycke från stödlinjen 9. Under anspänningens slutskede är dock spänn- kroppen 7 inrättad att väsentligen ligga an mot stödlinjen 9. Kraften på kilen 4 ökar under anspärmingen så, att när kilen 4 har nått sitt korrekta läge, pressas kilen 4 med den högsta kraften och spännkroppen 7 har nått ett läge väsentligen vinkelrätt mot skruvorganets 6 axel. I detta läge vilar väsentligen hela skruvorganets huvud 6a mot spännkroppen 7 och sålunda erhålls en i skruvorganet 6 rak axiell belastning. Anordningens högsta axiella kraﬁ på kilen 4 sammanfaller sålunda med ett för skruvorganet 6 fördelaktigt belastningsfall dvs axiell dragbelastning. Avståndet mellan skmvorganens gängade cylinderdel 6b och stödlinjen 9 är företrädesvis ﬂerfalt större än avståndet mellan cylinderdelen 6b och kilen 4. Detta medför bl a att kraften från spännkroppen 7 blir högre på kilen 4 än på stödlinjen 9 och att en mindre förflyttning av kilen 4 i axiell led ej medför någon större vridning av spännkroppen 7. Sålunda medför ej en justering av kilens 4 läge, att skruvorganet 6 utsätts för någon väsentlig snedbelastning.The clamping body is rotated during the tensioning to the correct position, for example from the position according to ñg 4 and to the position according to ﬁg 5. In ﬁg 4 the clamping body 7 extends beyond the guide line 9 and therefore forms a first contact groove with the distal surface of the shaft 1 a distance from the guide line 9. During the final stage of the tensioning, however, the clamping body 7 is arranged to abut substantially against the guide line 9. The force on the wedge 4 increases during the clamping so that when the wedge 4 has reached its correct position, the wedge 4 is pressed with the highest force and the clamping body 7 has reached a position substantially perpendicular to the axis of the screw member 6. In this position substantially the entire head 6a of the screw member rests against the clamping body 7 and thus a straight axial load is obtained in the screw member 6. The highest axial force ﬁ of the device on the wedge 4 thus coincides with a load drop advantageous for the screw member 6, ie axial tensile load. The distance between the threaded cylinder part 6b of the screw members and the guide line 9 is preferably greater than the distance between the cylinder part 6b and the wedge 4. This means, among other things, that the force from the clamping body 7 becomes higher on the wedge 4 than on the guide line 9. joint does not entail any major rotation of the clamping body 7. Thus, an adjustment of the position of the wedge 4 does not entail that the screw member 6 is subjected to any significant oblique load.

Spännkroppen 7 ligger inspänd mellan stödlinjen 9, kilen 4 och huvudet 6a och tillåts böja ned i spalten mellan stödlinjen 9 och kilen 4. Sålunda är anordningen inrättad att tåla vib- rationer så att eventuell urgängning hindras.The clamping body 7 is clamped between the guide line 9, the wedge 4 and the head 6a and is allowed to bend down into the gap between the guide line 9 and the wedge 4. Thus, the device is arranged to withstand vibrations so that any threading is prevented.

Det är uppenbart för en fackman inom området, att uppfinningen ej är begränsad till de 10 514 035 5 ovan beskrivna utföringsfonnema, utan att den istället kan genomgå modifikationer inom ramen för uppﬁnningstanken deﬁnierad i efterföljande patentkrav. Anordningen kan t ex vara utförd så, att vissa delar är integrerade med varandra. I en altemativ utföringsforrn utgör t ex spännkroppen 7 och kilen 4 en enhet och i en annan utföringsforrn utgör spänn- kroppen 7 och huvudet 6a en enhet. I ytterligare uttöringsforrner bildas spalten medelst t ex upphöjningar (alt uttag) på spännkroppen 7, axeländen eller kilen 4 eller en kombination av dessa. Inte heller behöver spännkroppen 7 vara helt plan, utan utformas i altemativa utforingsfonner på olika sätt. I en annan utforingsforrn bryts kilens 4 korda (skärningslinjen mellan kilens 4 plana yta och den cirkelsegmentformade ytan 4a) av ett urtag inrättat att ge plats för en del av skruvorganets cylinderdel 6b.It is obvious to a person skilled in the art that the invention is not limited to the embodiments described above, but that it can instead undergo modifications within the scope of the inventive concept defined in the appended claims. The device can, for example, be designed in such a way that certain parts are integrated with each other. In an alternative embodiment, for example, the clamping body 7 and the wedge 4 form a unit and in another embodiment the clamping body 7 and the head 6a form a unit. In further molds, the gap is formed by means of, for example, elevations (all outlets) on the clamping body 7, the shaft end or the wedge 4 or a combination of these. Nor does the clamping body 7 need to be completely flat, but is designed in alternative embodiments in different ways. In another embodiment, the cord of the wedge 4 (the line of intersection between the flat surface of the wedge 4 and the circular segment-shaped surface 4a) is broken by a recess arranged to provide space for a part of the cylinder part 6b of the screw member.

Spännkroppen 7 innefattar í den föredragna utföringsformen ﬂänsen 7b men i en alter- nativ utföringsforrn utgörs ﬂänsen av en separat enhet (ej visad).In the preferred embodiment the clamping body 7 comprises the shaft 7b but in an alternative embodiment the shaft consists of a separate unit (not shown).

Claims

1. 0 15 20 25 30 514 035 Patent claims. Device for anchoring a cylindrical shaft end (1b) in a continuous circular opening for the shaft end (1b), for example in a mounting lug (2), the shaft end (1b) having at least one flat chamfer (3), which forms an acute angle with the center line of the shaft (1) and the anchoring device comprises a, substantially space between the chamfer (3) and the corresponding wall section of the through opening, substantially filling wedge means (4), the end (4a) of which is arranged to be actuated by a head (6a ) on a screw means (6) arranged at the shaft (1) for thereby establishing the guide ring by pressing in the wedge member (4), characterized in that the device further comprises a wedge member (4a) between the head (6a) and the wedge member (4). arranged clamping body (7) arranged to, when tightening the screw means (6), receive the bar against and be able to rotate slightly around a support point (9) arranged on the shaft end (1b) located on the opposite side of the screw means (6) relative to the wedge (4). . Device according to claim 1, characterized in that there is a further anchoring device according to claim 1 arranged at a second end of the shaft (1). . Device according to one of the preceding claims, characterized in that the distance from the cylinder part (6b) of the screw member to the support point (9) is greater than the distance to the wedge (4). . Device according to one of the preceding claims, characterized in that there are a number of support points (9), which lie on a substantially parallel line with the wedge (4). . Device according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping body (7) extends radially outside the periphery of the shaft (1) and forms a shaft (7b). . Device according to one of the preceding claims, characterized in that each shaft end (1b) has at least two wedges (4). . Device according to one of the preceding claims, characterized in that the abutment surface of the clamping body (7) against the head (6a) of the screw member in the clamped position is substantially perpendicular to the axis of the screw member (6). . Device according to one of the preceding claims, characterized in that a further chamfer (8) on the shaft end (Ib) forms a space between the chamfer (8), the wedge (4) and the clamping body (7).