IT8348355A1

IT8348355A1 - Perfezionamento nei gioghi per giunti universali

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Publication number: IT8348355A1
Application number: ITRM1983A048355A
Authority: IT
Original assignee: Dana Corp
Priority date: 1982-05-26
Filing date: 1983-05-24
Publication date: 1984-11-24
Also published as: AU612568B2; KR910006834B1; ES281136U; US4472158A; SE8302934L; IT1168878B; IT8348355A0; ES281136Y; GB2120751A; FR2530753A1; AU1457483A; AU558898B2; NL8301837A; AR230863A1; CA1207544A; MX156314A; AU7136487A; BE896850A; JPH06100232B2; GB8313560D0

Description

"Perfezionamento nei gioghi per giunti universali"

RIASSUNTO Ck Un giogo di ghisa per_lavoro__pesante__(110) o9 presenta due aggetti (116) per ricevere un el_emento trasversale di supporto e un corpo_a scanalature o_. canna (112) che definisce una_scanalatura interna (1 Un c?rpo (124) di congiunzione degli aggetti inclu-.L de spallamenti (128) che uniscono gli aggetti (116) [ al corpo scanalato 012)_. Il raggio inte_rno__(1_36) de|^ g-li spallamenti ? almeno il. 20$.della distanza (134);

| fra le superfi.c..i i.nt.e.r.ne. de.gl.i agge.tti. Una rampa anu!? lare a 15? (150) ? prevista fra la superficie estern a del corpo scanalato e gli aggetti._

INTRODUZIONE ALLA INVENZIONE

_ Que sta invenzione si riferiace a giunti..unii ! versali generale e pi? specificatamente a gioghi perr_ giunti universali. _ _ ^_ _ _ Organi a giogo di complessi di giunto universale tipicamente sono realizzati di_acciado forgiato |__ in seguito alla loro resistenza. Particolarmente i modalli da lavoro pesante, resistenza e rigidit? torsionale 3ono elementi critici, come lo ? il peso tc

tale. Inacciaio forgiato ? un materiale attendibile

dimostrato che purtroppo ? dispendioso poich? richie

de trattamento termico e lavorazione,estesi.

_ Con i costi dell/energia in .aumento,1'inr

a. dustria ha_tentato j?i^ridurre_il_costo di_parti di t/i zS acciaio tipicamente forgiate mediante sostituzione., -oCKC?

O di^jnateriali. Alcuni materiali speciali^potrebbero -atfessere sostituiti adeguati, ma -anche il loro costo JCsl? od ? elevato. Alcuni fabbricanti hanno avuto successo -3??-limitato nel sostituire la ghisa al posto dell'acca ciaio_forgiato. Tuttavia, nel campo di giunti univer co sali i successi sono stati limitati gioghi piccoli che non sono stati assoggettati a grandi carichi,

a grandi forze torsionali ecc?. _ _

Con componenti per lavoro pesante, la^sola

sostituzione della ghisa non ? stata accettabile in j

seguito alle sue caratteristiche, specificatamente j

la sua inferiore resistenza a fatica. Materiali fusi;

sono pi? sensibili a fattori che danno luogo a sollecitazione, che possono presentarsi su aree critiche

di un componente.

E* per gli scopi di cui sopra che l'industria

in generale si sta spostando sempre di pi? verso l'uso

di materiali speciali al posto di acciaio forgiato per organi torsionali da lavoro pesante.

SOMMARIO DELIA INVENZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un giogo che ? in grado di essere costruito di materiali come ghisa. La fabbricazione del giogo richiede perci? min.or?e energia rispetto ai dispositivi di tecnicja ^ precedente. Il giogo ha resistenza torsionale e resi- 4 stanza a fatica sufficienti per l*uso in applicazioni di lavoro pesante.

Il giogo della presente invenzione include! un corpo che definisce una scanalatura che si estende ^assialmente e due aggetti uniti al corpo scanalato mejdiante un corpo di congiunzione degli aggetti. Il corpo di congiunzione degli aggetti include spallamenti| fra gli aggetti e il corpo scanalato. In una forma di

R!ealizzazione preferita, la superficie interna del ij Lorpo di collegamento o di congiunzione degli agget-' jfci ha un raggio fra il 20$ e il 50$ della distanza |

?'W?U7\ fra gli aggetti. In un giogo a svlittamento prefer?-; jto, il corpo scanalato b una canna e il corpo di con-. giunzione degli aggetti include una superficie di tranj ; sizione anulare fra gli spallamenti e la canna, la

j " . I superficie di transizione avendo un angolo inferiore! a 45? relativamente all*asse della canna. I

I

i

DltiiVJi LUU?UitJ-ZilUlNt? Uiil UiaJilrWl _ _ _

_ _ La figura 1 illustra una vista frontale di

un giogo scanalato a scorrimento di tecnica preceden?

te;

cL _ la figura_2 illustra.una,vista.laterale^ . -*??.

32 del giogo di tecnica precedente_relativo.?alla.,figura O OC O

Ck 1;_ oc _ _ la .figura 3_illustra una..vista .da_sopra_. r>4 oO del giogo diJtecnica precedente delle,figure..1_ e__2_;

la figura 4 illustra una vista frontale._di

un giogo scanalato a scorrimento e progettato m conformit? alla presente invenzione; _ _

ia figura 5 illustra una vista laterale

del_giogo scanalato a scorrimento della figura.4;__e

_ la figura 6 illustra una vista da sopra_

del_giogo scanalato a_scorrimento delle figure 4 e,5!._

I

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DI UNA FORMA DI

REALIZZAZIONE ATTUALMENTE PREFERITA.

__ Per comprendere ad apprezzare completamente. _ :.

la presente invenzione, ? necessario comprendere..dispositivi tipici di tecnica precedente.__Le_f_igure_1,

2 e 3 illustrano un giogo scanalato 10.a scorrimento _

a'i "'a?c "ci.aio forgiato_ da lav~o.ro pesante tipico di tecni?-_

ca precedente. Il giogo include un corpo o canna scanala-,

1 w t.a cava mostrata generalmentesu12aventeuna scanalatura1

14 che si estende attraverso ad essa. Il giogo 10^presenta un asse longitudinale 18 attorno al quale esso

? girevole. La canna 12 riceve un albero a tubo (non mostrato) avente una scanalatura di accoppiamnnto per impegnare scorrevolmente in senso assiale e operativa- c.

o mente in modo girevole la scanalatura 14. La canna 12

I ^; j o presenta una prima estremit? 17 che ? filettata esterna-.....ce,i o mente per accogliere un cappuccio parapolvere filettato (non mostrato) che realizza una tecnuta contro - ivg.

?

1*albero a tubo, come ? ben noto nella tecnica. La

parte-mediana esterna della canna 12 include super?

fici esterne cilindriche 19 che possono essere leg?

' i germente a gradino o meno, in seguito alla lavorazione a macchina esterna simultanea della canna con due utensili di taglio. Se l?una o l?altra sezione cilindrica 19 ha un diametro minore dell?altra, usualmente essa ? la estremit? filettata 17.

In posizione opposta alla estremit? filettata 17, il giogo include due aggetti simmetricamente

2 radialmente distanziati 16. Ciascun aggetto contiene un foro trasversale di supporto 22 per ricevere un perno di articolazione trasversale. Come ? visto in

- - - . . i modo pi? chiaro nella figura 2, la superficie esterna degli aggetti 16 contiene fori maschisti 23 per riceveviti a testa cilindrica che tengono una sede di

\ rotolamento esterno di cusqinetto..

_ Gli aggetti 16 sono attaccati alla.canna 12 attraverso un corpo di_congiunzione_.24..degli ag-, getti che_includedue colli 26, uno unito_a_ciascun aggetto 1^6, due spallamenti 28, uno_uni'tq a ciascun |. collo 26, una superficie "zerk"48;adiacente agli spallamenti 28,_e_una^zona di transizione p rampa 50 _ 'che unisce la superficie "zerk" alla canna 12. La zona_ ni transizione sagomata in modo conico 0 rampa 50 ti-_ ?pi.cament "e'7? dTisp "o.sta~su di un angolq 52 relativament?e_ i

allesse 18 del giogo di circa^O^. La superficie_ i"zerk" 48_include_una_luce di lubrificaziqne maschiata i51 per ricevere un raccordo "zerk". Con riferimento alla figura 2, si pu? vedereche le parti a collo 26 ! . . . . ? . . I hanno una larghezza 38 che e minore della larghezza ; 39 degli aggetti 16. _ ! i Ciascun aggetto 16 ha una superficie interna 30 immediatamente direttamente al disotto del suo ri-! ; spettivo foro trasversale di supporto 22. La distanza fra queste superiici 30 attraverso un piano perpendil

colare all?asse 18 ? indicata dal riferimento numerico 34 nella figura 1. Il corpo 24 di congiunzione di aggetti definisce una superficie interna che comprende superfici di congiunzione di aggetti interne 32, ciascuna delle quali si estende da una superficie interna 30 dell*aggetto ad un piano o base 35 che unisce le due superfici 32 di congiunzione degli aggetti. la superficie interna del corpo 24 di congiunzione di aggetti definisce inoltre tacche opposte 43 simmetri-(? camente distanziate fra gli aggetti 16. Le tacche 43

.aoi sono aree di scarico per consentire angoli massimi -O -Cx OC

del giunto universale, come ? ben noto nella tecnica.

?

La base o piano 35 ? relativamente piatto ed include

? un foro di bilanciamento 40, che ? un foro trapanato ac ?a posizionato strategicamente nel giogo per bilanciare 1 a rotazione in giogo 10 attorno all*asse 18. Il piano o base 35 definisce inoltre una cieca 15 per ricevere un cappuccio o cappello parapolvere (non mostrato) j che protegge le scanalature 14 dalla polvere e da frammenti.

Le superfici 32 di congiunzion.e degli agget-I

ti definiscono un raggio a superficie relativamente ? piccola 36 fra le superfici interne :30 degli aggetti

-le la base o piano 35. Il raggio 36 tradizionalmente e relativamente piccolo per consentire un piano o base relativamente larga e piatta 35 per ricevere fori. ?i bilanciamento come indicato su 40. Un grande raggio 36 tradizionalmente ? stato evitato in seguito

alla difficolt? di trapana? fori di bilanciamento o i equilibratura in una superficie curva.

la superficie "zerk? 48 ? cilindrica e 1-_

senta un diametro relativamente grande per distanziare il raccordo di lubrificazione dalla scanalatura

14. Alla superficie "zerk" 48 viene imposto inoltre

un grande diametro poich? essa ? una area di elevata

| Clsollecitazione e poich? i problemi di sollecitazione^

vengono ad essere compositi con un foro "zerk" 51, che

crea problemi di fatica. Inoltre, 1*area "zerk"? un'ja.rea

di elevata sollecitazione poich? l'associato albero ; ? ? a moncone usualmente termina in questa area generale' o ?e agisce ,perci? come una leva direttamente al disot ? ?3" to della superficie "zerk". <3

Una forma di realizzazione preferita della

!presente invenzione ? mostrata nelle figure 4, 5 e 6.

Con riferimento alla figura 4? il giogo a scorrimento

j I

;110 include una canna cava 112 con una scanalatura '

f

|114 ed ? girevole attorno all'asse longitudinale 118.

?La canna presenta superfici cilindriche esterne 119?

?na delle quali ? filettata sulla estremit? 117.

Il giogo 110 include due aggetti 116, ciascuno contenente un foro trasversale 122 per cuscinetto

e fori per viti a testa cilindrica 123. Gli aggetti

h16 sono pi? spessi degli aggetti di un tipico giogo

di acciaio forgiato per fornire resistenza torsionale aggiuntiva. Gli aggetti sono attaccati alla canna

t L-LU-VBX'BU un uuxpu IU UUIlgX-UnZl-LUIlO l?H Ut!g-?-? i?gBliti che include colli 126, spallamenti 128, una superficie "zerk?* 148 che include una luce di lubrificazione 151 e una zona di transizione o rampa 150.

La rampa 150 ? disposta con un angolo 152 di 15? relativamente all?asse 118 della canna. E* stato riscontrato che una rampa gradualmente inclinata

come 150, ? di ausilio nell1eliminare fattori che danno luogo a sollecitazioni che possono presentarsi nel

la zona di transizione. Sebbene una rampa di 15? sia attualmente preferita, rampa aventi angoli minore di A 01^^45? possono fornire benefici simili in altre ap-^1 plicazioni. Un vantaggio:aggiuntivo della presente progettazione ? rappresentato^dal fattoche la rampa! cT** gradualmente^ inclinata 150 fornisce un1area ideale per

?

il versamento della colata del giogo._ !

Ciascun aggetto 116 presenta una superficie interna 130 immediatamente e direttamente al disotto

del suo foro trasversale 122 per supporto. La distanza fra queste superfici 123 attraverso un piano per-j pendicolare allfasse 118 ? indicata dal riferimento numerico 134. Il corpo 124 di congiunzione degli ag. getti presenta una superficie interna che comprende superfici di congiunzione degli aggetti interni 132, ciascuna delle quali si estende da una superficie interna 130 di aggetto ad ima base 135 che unisce le

due superfici 132.di congiunzione degli aggetti. La

base _.o piano_135_non_contiene fori,di.equilibratura,

come^indicato, su_40,_poich?,sarebbe .difficile .pratica -<e|_

0 c/? re tali,fori nelle^superfici.interne .curve.132-del..

c cqrpodi congiunzione egli aggetti.,_Il_piano_o._b_ase af:

,d -co: 135_pres enta una cieca 115 per_ricevere,_un..cappello,. 2 l'-J o cappuccio parapolvere (non mostrato). La superfi- OcS O

cie interna del cqrpo_di congiunzione 1_24_degli_ag

r-4 getti definisce inoltre tacche opposte 1_43 per consen-,

tire angoli massimi fra organi opposti,di_giogo._

C iascuna delle superfici di congiunzione.

132 degli aggetti presenta un raggio di superficie notevole 136, fra la superficie interna corrispondentei_

jl30 dell1aggetto e la base 135 Il raggio 1360 curvatura ? fra 20? e 50? della distanza 134._Un grande_

. i

raggio 136 aumenta_il corpo .di congiunzione degli_agT

getti e rinforza 1*attacco alla canna. Essa ? anche |_ _

i 0 ?

idi ausilio nella rigidit? centrifuga e nella resistenza

? fatica. In una forma di realizzazione il

!raggio 136 e il 24# della distanza 134. Se il raggio

136 ? uguale al 50# della distanza 134, le superfici;

132 formeranno una singola superficie curva fra le

?ree 130. Raggi 136 maggiori del 50# della distanza [

134 sono indesiderabili poich? creerebbero tacche fra

te superne1 jju_ej 33. in seguito .al granqe raggio

136, h necessario fornire un'area ellittica relativamente piatta 141 6) per la cieca 1[15

per il cappello parapolver?. _

_ _ Con riferimento alla figura 5, si pu? ve-X. dere che la larghezza 138 del collo 126 ? almeno tan A "T te^ grande quantola larghezza 139 degl aggetti 116. 5

> La grande larghezza 1^38, assieme allo spessore aumenta? ? to, somma rigidit? radiale e torsionale e crea un _ X --4 getto 116 che ? pi? JLn grado dicontrollare forze_ torsionali. La presente_invenzione consente_l_*uso di! Q~3?

* | CO ghisa _in_gioghi molto grandi che_ finora non potevano o resistere alle sollecitazioni. _

_ _ Un forodi equilibratura 140 viene trapana- _ to attraverso la superficie esterna 131 di uno degli_

i [aggetti 116. la larghezza aggiuntiva 138 del collo

I .. ?i il26 fornisce area sufficiente per consentire che esi?

!I . ' . T:

;stano fori di bilanciamento o equilibratura senza in-_ i : . ? . I jdebolire indebitamente 1*aggetto.Sebbene il peso sperjcifico del.la ghisa sia so'ltanto circa il^90.^_tant "o ?j_". ? I

'denso quanto l*acciaio forgiato, il foro di equilibra-; i jtura 140 pu? essere tanto efficace come un foro di j ^equilibratura 40 della base in un giogo di tecnica

i ~ . ! precedente poich? il foro di bilanciamento o di equi-: ' ? Vibratura 140 ? radialmente distanziato ad una distan?

i i ?,?.maggiore aaix'asse no dei giogo. _ _

_ __ la presente invenzione consente la sostituzione di ghisa per il giogo 110 al postodi acciaio

forgiato. Sebbene il gioco 110 di ghisa sia pi? massiccio dei gioghi di acciaio forgiato di tecnica precedente, il suo peso non ? maggiore di ta,li gioghi di

acciaio poich? il leso specifico della ghisa ? all^xn-_ _

circa il 90f?rispetto a quello dell1acciaio forgiato._ _

ila ghisa pesa approssimativamente 0,256 libbre per I___ _ _ L pollice cubo (pari a kg/m__7086,08), ,mente Inacciaio!_

forgiato pesa approssimativamente 0,283 libbre per pjollice cubo (pari kg/iri^ 7833,4-4). _ _ _ - 4a Il materiale di ghisa usato per iJL giogo ~>

- | 110 ? un ferro modulare perlitico (duttile) usato in _ . . ?*? ? condizione fusa (specifica di materiale SAE 17003</~m?dificato/). La ghisa ha un carico di rottura di 100000

17? ? . 2

libbre per pollice quadrato (pari a kg/cm 7031) e

??ia resistenza a snervamento di 70000 JLibbre_perjpqllice quadrato (pari a kg/cm' 4920.JE1 suo_fattore di

allungamento in due pollici (cm 5,08) ? dal 3 al 5#

e il suo modo elastico ? 22-24 x 10 libbre per pol-2 g

lice quadrato (pari a kg/cm 1,54 a 1,68 x 10 ). Il

materiale ha una durezza Rockwell di C20-30 e una durezza Brinell di 229-285 BHN. la .ghisa e sufficiente

dura per la lavorazione a macchina.

Claims

RIVENDICAZIONI -

o? c J . Giogo comprendente: cn

un corpo scanalato che definisce una scanala?

7. . ".. . " ' '?

I

tura che si_estende assialmente per impegno con una !

scanalatura _di accoppiamento di un dispositivo asso-^?

i

I

iciato; _ j

due aggetti che si estendono assialmente i

j posizionati simmetricamente attorno a detto asse del-

la scanalatura, ciascuno di detti aggetti definendo j

I} i*

?un foro trasversale per supporto che si estende attra?

,verso ad essi trasversalmente rispetto a detto asse,

!d.etti fori trasversali di suppo'.rto,ess..endo..alli.neatiI;.

" ' . '. " ?" un corpo di congiunzione degli aggetti che;

unisce ciascuno di detti aggetti a detto corpo scanalai?

lo, detto corpo di congiunzione degli aggetti compren-

! ! ?dendo due parti a collo, ciascuna di dette parti a ; collo unite ad uno di detti aggetti, rispettivamentet

e due parti a spallamento, ciascuna di dette parti

a spallamento unerido una di de11e parti_a colio, ri?

spettivamente, detto corpo scanalato;

in cui ciascuno di detti aggetti comprende

-a una superficie interna adiacente alla parte interna a. di detto foro trasversale di supporto ed in cui detto corpo di giunzione degli aggetti definisce una suiperficie interna che si estende da almeno una di det|--4 te superfici di aggetto ad un?area adiacente a =3 scanalatura, detta superficie del corpo di congiun- -X oc zione degli aggetto essendo curva e presentando un co <L?> raggio fra 20$ e 50$ della distanza perpendicolare

fra dette superfici interne degli aggetti.

2. Giogo secondo la rivendicazione 1 in cui

la larghezza di ciascuna di dette parti a collo ? almeno tanto grande quanto la larghezza di detti agget|-ti.

^? Giogo secondo la rivendicazione 2 in cui

detto corpo di congiunziqne_degli aggetti comprende I

luna superficie esterna, in cui detta superficie esterna comprende almeno un foro di bilanciamento o

equilibratura.J

4. Giogo secondo la rivendicazione 3 in cui

!detto foro di equilibratura ? in una di dettjl parti_

a collo.

5. Giogo secondo la rivendicazione 1, 2, 3 o_4 in cui detto giogo a scorrimento ?_costruito

di_ghisa. _ _ _

6. Giogo a scorrimento comprendente:

una canna che si estende assialmente avente una scanalatura estendentesi assialmente per impegno! con una scanalatura di accoppiamento di un dispositivo associato ;

due aggetti che si estendono assialmente

j simmetricamente posizionati attorno a detto asse del-. . . . "?'1" la canna, ciascuno di detti aggetti definendo un foro 31

??5 -v*a . ' . . ?. .. ' ?"? trasversale di supporto che si estende attraverso ad essi trasversalmente a detto asse, detti fori trasversali di supporto esserlo allineati;

un corpo di congiunzione degli aggetti che;

.

unisce ciascuno di detti aggetti a detta canna, detto

. . . ? | corpo comprendente due parti a pollo, ciascuna di det te parti a collo unita ad uno di detti aggetti, riispettivamente, e due parti a spallamento, ciascuna

di dette parti a spallamento unendo una di dette parti a collo, rispettivamente, a detta canna;

in cui detto corpo comprende inoltre una superficie di transizione anulare fra dette parti a j

I ! i ! ispallamento e detta canna, detta superficie di transizione presentando un diametro maggiore di detta j

canna, in cui detto corpo comprende inoltre una rampa anulare che unisce detta.superficie di transizione

e ^etta_c?nnaf in cui detta rampa ?..disposta con un .. ?L O?

angolo^rispetto all'asse della,canna minore di..45?. ?? ~ oc _ 7_._,Giogo.a_scorrimento secondo.la_.rivendica-. O zione 6 inJJui_.de_.tto_giogo.,a...scorrimento ( costruito..

r-4 di ghisa.