NO764348L - - Google Patents

Description

Kopling

Foreliggende oppfinnelse vedrører en kobling, som er beregnet på å danne en forbindelse mellom fortrinnsvis mekaniske elementer og/eller detaljer, idet minst ett element eller en detalj oppviser en hovedsakelig sylinderformet eller mangekantet kappeflate.

For å frembringe en forbindelse av dette slag, er det tidligere blitt benyttet en rekke forskjellige konstruk-sjoner. Som eksempel på tidligere kjente koblingselement»som er beregnet på utnyttelse i forbindelse med elementer eller deler som oppviser en sylinderformet kappeflate, kan nevnes rørkoblingsforbindelser som omfatter en skjærring som under samvirke mellom et nippellegeme og en overffclsmutter bringes til under kiievirkning å gli langs en omsluttet rørformet del, idet en omgivende vulst presses mot av den ytre periferien til den rørformete delen. Herved oppnås en fastholdende pg tettende forbindelse, idet det imidlertid er uunngåelig at det oppstår plastisk og mekanisk deformasjon av den omsluttete rørfor-mete delen. Et ytterligere eksempel på et tidligere kjent koblingselement for rørformete deler er rørkoblinger av DIN-typen. Disse omfatter en tetningskonus som er loddet fast på den rør-formete delen og som under påvirkning fra et skrueorgan bringes til å presse sammen en glødet kobberskive mot et sete. Setet er forsynt med en konisk anslagsflate som kobberskiven deformeres mot ved tiltrekking av skrueorganet. Når en tiltrukket kobling løsnes, må tetningsbrikken byttes ut med en ny og udeformert skive før koblingen kan settes sammen igjen. Som eksempel på kjent teknikk skal det også nevnes ulike typer lodde- og sveisekoblinger, hvis funksjon er avhengig av dannelsen av en lodde- eller sveiseforbindelse. Endelig skal det som eksempel på et kjent koblingselement også nevnes den type som omfatter en union med utvendig skruegjengé, som er påsveiset en rørdel og som kan skrues sammen med en flens med en motsvarende innvendig gjenge, idet denne flensen er festet til et mekanisk element ved hjelp av en boltforbindelse, idet en O-ring utnyttes som et tettende element mellom rørforbindelsen og en plan-boret flate som er utformet på den nevnte mekaniske del eller element. Disse eksempler på kjent teknikk utnyttes fortrinnsvis ved festing av rørformete element som oppviser en hovedsakelig sylinderformet kappeflate, men lignende koblingselement utnyttes også for fastgjøring av stenger eller aksler med en hovedsakelig sylinderformet kappeflate.

Ved fastgjøring av et element med en mangekantet kappeflate har man tidligere utnyttet hylseformete elementer med en fortrinnsvis gjennomgående utsparing som i tverrsnitt har hatt en form som har tilsvart de deler som skulle festes. For å oppnå en låsing mellom det hylseformete elementet og de omslutteto deler, har man ofte utnyttet et skrueorgan som er innrettet for å presse den omsluttete delen mot minst en innvendig side i det hylseformete legemet» Videre er det hylseformete element ofte utformet med gjennomgående slisser og en utvendig kappeflate som er innrettet for å samvirke med en fortrinnsvis konisk kappeflate som er utformet innvendig i f.eks. overfalsmutter. Herved oppnås en spennvirkende hylsedel som ved rotasjon av overfalsmutteren forårsaker en gradvis reduk-sjon av arealet til den gjennomgående utsparingen, idet et omsluttet element holdes fastspent av det hylseformete elementet.

En klar ulempe ved tidligere kjente forbindelser er at disse ikke er egnet for dannelse av en forbindelse f.eks. mellom et maskinelement og et rør* eller stangformet element

samtidig som muligheten til å oppnå en lav byggehøyde opprett-holdes. En ytterligere ulempe er at de tidligere klønte typer ikke tillater fastgjøring med mekaniske feste- og tetnings-egenskaper, uten mekanisk deformasjon eller påvirkning på den festete del. En ikke uvesentlig ulempe er også, at det tidligere ikke har vært mulig å fastslå den innspenningskraft som Oppstår i forbindelsen, hvilket ofte er ønskelig for å kunne utnytte maksimalt det innspente elements formforhold i forhold til f.eks. strekkpåkjenninger, Innvendige trykkforhold, etc. Endelig har også tidligere kjent element med en festemetodikk

basert på sveisefuger, mekanisk påvirkning og andre innvirk-ninger som skaper bruddanvisninger, vist seg uhensiktsmessige der hvor forbindelsen har vært utsatt for vibrasjonspåkjenninger, idet det ofte har forekommet brudd.

Med en kobling ifølge den foreliggende oppfinnelse elimineres samtlige av disse ulemper, samtidig som man oppnår ytterligere fordeler. Koblingen Ifølge oppfinnelsen er tilpasset for å danne et festeelement i forbindelse med f.eks. et maskinelement eller et annet organ, som tillater gjentatt festing hhv. demontering av et element eller en del, uten at festeegenskopene eller det festete element eller delen forand-res eller deformeres. Videre tillates maksimal festeevne for ulike typer festetilfeller, hvor koblingen med inngående element lett kan tilpasses til elementets eller delens styrkeegenskaper med hensyn til deforiaasjonsstyrke, noe som ved fast-gjøring av rørformete elementer beregnet for væske- eller gass-formete medier under trykk har stor betydning. Derved kan nem-lig den kraft som virker mot det festete element tilpasses til elementets veggtykkelse, material og innvendige trykkforhold, hvorved den etterstrebte maksimale festestyrke oppnås uten deformasjon av det festete elementet. En ytterligere fordel er at koblingen ifølge oppfinnelsen tillater særlig gode tetnings-egenskaper mellom det festete elementet og det element eller organ som koblingen er anordnet på, samt at disse tetningsegen-sicaper bibeholdes også etter gjentatt montering og demontering av det festete elementet, samt at forbindelsen også i høyeste grad er motstandskraftig mot vibrasjonspåkjenninger. Koblingen ifølge den foreliggende oppfinnelse tillater også at de nevnte egenskaper oppnås ved en meget liten manuell påvirkning på koblingen, f.eks. ved en meget begrenset bevegelse av et pressorgan som er innrettet for å påvirke et element som inngår i koblingen. Herved oppnås den fordel, at monterings- og démonteringsarbeidet forenkles, siden en verktøysdel som griper inn med pressorganet bare trenger å betjenes med en begrenset bevegelse, hvilket delvis tillater utnyttelse innenfor områder med begrenset mulighet for å forflytte verktøyet, f.eks. i en dreiebevegelse, delvis også en forkortet monterings- hhv. demonterlngstld. Koblingen ifølge den foreliggende oppfinnelse er hovedsakeligekarakterisert vedde trekk som er angitt 1 patentkrav 1.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av underkravene.

Et antall utførelsesformer av koblinger i følge den foreliggende oppfinnelse vil nedenfor bli beskrevet nærme-re under henvisning til tegningene, hvor;

Elg. 1 viser et tverrsnitt gjennom en første utførelsesform av en kobling ifølge den foreliggende oppfinnelse»som er anordnet 1 en upåvirket og ikke spennvirkende stilling*samt med en rørformet del innført i koblingen. Fig. 2 viser et tverrsnitt som tilsvarer fig. 1, idet koblingen er brakt til å oppta en stilling som gir spenn-virkning og holder fast den rørformete delen. Fig, 3 visor et tverrsnitt gjennom en andre ut-førelses foria av en kobling ifølge den foreliggende oppfinnelse, anordnet i spennvirkende stilling, fortrinnsvis beregnet på å utnyttes til anvendelser, hvor koblingen er festet i legemer av materiale med lav motstandsevne mot plastisk deformasjon. Fig. 4 viser et tverrsnitt som tilsvarer fig. 3, idet det legemet som utnyttes for fastgjøring av koblingen er utformet på en noe modifisert måte. Fig, S viser i tverrsnitt og forstørret skala en del av koblingen ifølge den foreliggende oppfinnelse. Fig, 6 viser et tverrsnitt gjennom en modifisert utførelsesform av et pressorgan som Inngår 1 koblingen* Fig*i viser et tverrsnitt som tilsvarer fig. 6 av et ytterligere modifisert pressorgan. Fig. 3 viser et enderiss VIII-VIIS av det pressorganet som er vist i fig. 7*Fig. 9 viser et tverrsnitt gjennom en ytterligere utførelsesform av en kobling; ifølge den foreliggende oppfinnelse.

Pig. 10 viser et perspektivriss av en anvendel-se av en kobling utformet i samsvar med oppfinnelsen.

Fig. 11 viser et tverrsnitt gjennom en ytterligere modifisert utførelsesform av en kobling i samsvar med oppfinnelsen.

Idet det henvises til de viste utførelsesform-er» skal det bemerkes at disse ikke bare kan benyttes for fast-gjøring av rørformete elementer, men at de selvsagt også kan benyttes for fastgjøring av elementer med massivt tverrsnitt.

Den utførelsesformen som er vist i fig. 1 og 2 omfatter et pressorgan som er betegnet med henvisningstall 1, Dette pressorgan 1, som i det følgende vil bli kalt bjelkeele-ment på grunn av visse karakteristiske egenskaper, omfatter en nese 2 med fjærende og/eller elastiske egenskaper, f.eks. på grunn av herding, samt en langstrakt og i lengdesnitt bjelkeformet del 3 som er tildannet med en utadrettet, ringformet rib* be 4. Ribben 4 er i den Viste utførelsesform anordnet for å samvirke med en spennring 5 som har kjeglestumpformet tverrsnitt og som omslutter delen 3. En hylseformet mutter 6 med utvendig skruegjenge er utformet med et hylseformet kantparti 7 rettet fra forenden slik at det kan overføre en aksiell bevegelse fra mutteren 6 ved dreining av denne»til spennringen 5, slik at spennringen 5 derved reises og utøver et radielt inn-adrettet trykk mot den bjelkeformete delen 3. Ved den utførel-sesform som er vist i fig. 1 og 2 vises dessuten et legeme eller element 8 som koblingen er anordnet i, samt en rørformet del 9 som er beregnet på å bli festet til legemet eller elementet 8 ved hjelp av koblingen.

Legemet 8 har en innvendig konisk kappeflate

10 som er beregnet på å samvirke med nesen 2, samt et gjenget parti for innskruing av mutteren 6.

Den innvendige kappeflate til den bjelkeformete delen 3 er utformet noe buet eller hvelvet»slik at det først oppnås anlegg ved ytterkantene av delen 3 ved vridning eller reisning av spennringen 5* Herved oppnås en høydeforskjell mellom kappeflatens sentrale parti og dens ytre begrensnings-llnjer, som er vist spesielt i fig. 5 og som nedenfor er kalt pilhøyde.

Nesen 2 begrenses av tre radier»en fremre nese-radius samt en øvre og en nedre radius. Ved reisning eller vridning av spennringen 5 frembrakt av mutterens 6 aksielle forskyvning i forhold til elementet 8, så får den bjelkeformete delen 3 kontakt méd det omsluttende elementet eller del 9,

i

slik at delen 9, sammen med de øvrige deler av koblingen for-skyves noe i aksiell retning mot det omsluttende elementet 8. Herved får nosen 2 kontakt med den koniske kappeflaten 10 med sin ytre radius, hvorunder nesen 2 med sin© ytre hhv. nedre kurVeformete partier tjener som et tettende element, med anlegg mot den koniske kappeflaten 10 hhv. den ytre kappeflate til den omsluttets del 9. Den bjelkeformete del 3 presses på grunn av trykkvirkning fra spennringen 5 til anlegg mot ytterflaten til del 9, slik at det oppstår en friksjonsforbindelse.

Den bjelkeformete delen 3 oppviser varierende tverrsnitt langs lengden idet fortrinnsvis det sentrale parti-et har tykkere tverrsnitt enn kantpartiene. Tverrsnittet til den bjelkeformete del såvel som pilhøyden kan beregnes på grunnlag av det formelverk som benyttes for å bestemme en bjelkes nedbøyning mellom to adskilte opplagringspunktor ved påtrykking av en forutbestemt kraft på et gitt punkt mellom opplagringspunktene. Øen kraft som utf<y>res mot den bjelkeformete del 3 bestemmes ved valg av passende spennring 5, samt ved be-stemmelse av spennringens 5 reisningsvinkel. Ved å tilpasse denne fremgangsmåte, kan det oppnås et fullstendig anlegg langs hele den innvendige kappeflate av den bjelkefcrmeto del 3, mot den omsluttete del 9, hvorunder også anleggstrykket kan bestemmes og tilpasses til delens 9 plastiske deformasjonsegenskaper.

t den utførelsesformen som er vist i fig» 1 og 2 forutsettes at legemet 8 er utformet av et slikt materiale at materialets styrkeegenskaper tillater anlegg fra nesen 2 med sin utvendige kappeflate direkte mot en konisk kappeflate 10 utformet i legemet 8. Av hensyn til at mange materialer 1-midlertid lett deformeres plastisk Ved anleggspunktene for nesen 2 ved slik iimsponning»er det i fig. 3 vist en modifisert utførelsesform. Ifølge denne utførelsesformen utnyttes en innsatsdel 11 som er utformet med en innvendig konisk kappeflate som er boregnet til å samvirke med nesen 2 på samme måte som det er beskrevet ovenfor med henvisning til den koniske kappeflaten 10. Legemet 8 som koblingen er anordnet i er herunder utformet med to koniske anleggsflater, med innfcyrdes for-skjellig vinkelforhold, hvorimot innsatsdelen 11 ligger an med en utvendig konveks flate. Derved oppnås delvis at anleggstryk-

ket overføres mot to innbyrdes adskilte punkter, delvis også at en ytterligere forbedret tetning oppnås mellom innsatsdolen 11 og legemet 8.

I fig. 3 vises også en noe modifisert kraft-overføringsdel for overføring av mutterens 6 aksielle bevegelse til spennringen 5. Mutterens 6 bevegelse overføres herunder av en hylseformet støttering 7.

En variasjon av utførelsesformen ifølge fig. 3 er vist 1 fig. 4, Her er det anordnet bare en eneste anleggsflate i legemet 8 som omslutter koblingen. Denne utførelses-form er egnet når legemet 8 er utformet av et hårdt eller halv-hårdt materiale»

For å oppnå en forbedret tettende effekt mellom pressorganet . 1 og det innspente element 9„ så kan pressorganet l med fordel utformes som-vist i fig. 6. Ifølge denne utførel-sesformen er pressorganet 1 utformet med to innbyrdes adskilte konkave utsparinger opptil nesen 2 ved den kappeflate som ven-der mot den innspente delen 9. Herved oppnås en ytterligere forbedret tettende effekt mellom pressorganet 1 og dot innspente elementet 9.

En ytterligere modifisert utførelsesform av et pressorgan 1 er anskueliggjort i fig. 7 og 8, hvor nesen 2 og den bjelkeformete delen 3 er utformet som to adskilte deier idet den bjelkeformete delen 3 er utformet med et spor som for-løper i aksiell retning. Herved kan de to delene 2 og 3 forbindes innbyrdes ved at den bjelkeformete delen 3 ved trykkpå-virkning får redusert diameter, slik at nesen 2 kan bringes til inngrep med delen 3 ved hjelp av samvirkende inngrepsorgan på de to deler. Den innvendige kappeflaten til den bjelkeformete delen 3 er dessuten vist med rundtløpende riflinger som på kjent måte bidrar til å forbedre anlegget og tetningen i forhold til den innspente delen 9*Ved å utforme nesen 2 og den bjelkeformete delen 3 som to separate og sammenlåsbare deler»oppnås betydelige fordeler, særlig med hensyn på til-virkningen. Denne fremgangsmåten tilliter også redusert lager-hold av inngående delkomponenter, siden neseorgan 2 og bjelke-element 3 med forskjellige egenskaper derved kan kombineres for å oppnå visse forutbestemte og ønskelige innspenningsdata.

De utførelsesformer som er beskrevet ovenfor har i samtlige tilfeller benytter en spennring 5 i form av en kjeglestump, som kraftoverførende element. Det kan også velges andre måter for påtrykking av den nødvendige kraften, noe det er gitt et eksempel på i utførelsesformen ifølge fig. 9.

Ifølge denne utførelsesform er nesen 2 og den bjelkeformete delen 3 anordnet adskilt fra hverandre slik det er beskrevet i forbindelse med fig. 7 og 8, Den bjelkeformete delen 3 er imidlertid utformet med en utvendig skrånende kappeflate, mot hvilken et fjærende organ 12 samvirker med en innvendig, skrånende kappeflate utformet på innpressingsorganet 6, slik at en aksiell forskyvning av den siste kappeflaten med-fører at det fjærende organet 12 bringes til å utøve et trykk mot den bjelkeformete delen 3. Denne utførelsesformen er bare ment å skulle tjene som et eksempel på en av de mange utførel-sesformer som kan realiseres innenfor rammen av oppfinnelsen.

Fig. 10 skal illustrere de fordeler som oppnås med hensyn til byggehøyden ved utnyttelse av koblingen ifølge oppfinnelsen. Ved en utnyttelse av konvensjonelle koblinger eller koblingsorgan for festing av f.eks. hydrauliske rørled-ninger til et maskinelement, kreves det en viss avstand fra maskinelementet til det punkt hvor rørledningen kan bøyes* Denne avstanden kan reduseres betydelig ved utnyttelse av koblingen ifølge oppfinnelsen#da den i prinsippet kan utformes forsenket under maskinelementets ytre kappeflate.

I fig» 11 blir det anskueliggjort en siste ut-førelsesform av en kobling ifølge den foreliggende oppfinnelse, som skal eksemplifisere en ytterligere måte for anordning av et fjærorgan 5 for påtrykking av den nødvendige innspenningskraften. Ifølge denne utførelsesform er fjærorganet 5*f.eks.

i form av en spennring, anordnet med sin ytre omkrets i anlegg mot det omsluttende elementet éller organet 8, samt med sin innvendige omkrets i anlegg mot pressorganet, 1 ved et punkt plassert foran en utadrettet anleggsdel eller ribbe 4. Et pressorgan 6 er anordnet med sin forkant i anlegg mot pressorganets 1 bakre kantparti, slik at en aksiell forskyvning av pressorganet 6 medfører en motsvarende forskyvning av pressorganet 1, hvorved også fjærorganet 5 bringes til å utøve et

radielt rettet trykk mot pressorganet 1»Funksjonen til denne utførelsesformen er forøvrig analog med tidligere nevnte utfør-elsesformer.

De viste og beskrevne utførelsesformene kan videre uten vanskelighet modifiseres for innspenning av deler eller elementer som har en firkantet kappeflate. Man kan da benytte pressorgan 1 med innvendige bueformet plane kappeflat-er anordnet på en slik måte at et åpent område dannes mellom kappeflåtene som motsvarer tverrsnittsarealet for den del eller det element som skal innspennes. Pressorganet 1 dimensjoneres og utformes herunder ifølge de prinsipper som også utnyttes for innspenning av del 0 med en hovedsakelig sylinderformet kappeflate* For utførelsesformer beregnet på å tillate innspenning av elementer med flerkantet kappeflate. kan selvsagt også den nødvendige innspenningskraften utøves på mange i og for seg kjente måter, f.eks. gjennom direkte mekanisk kraftover-føring fra f.eks. et skråttløpende og forskyvbart plan, ved utnyttelse av et fjærorgan som gjennom påvirkning fra en mekanisk og forskyvbar del utøver den nødvendige kraft, samt på andre kjente måter.

Claims (10)

1. Kobling mellom to elementer eller deler, karakterisert ved et hylseformet pressorgan ( 113)> med bjelkeformet aksialsnitt, et neseorgan (2) med elastiske/ fjærende egenskaper, samt minst to hovedsakelig konvekse anleggsflater, hvilket pressorgan (3) er anordnet slik at det ved påtrykking av en kraft i retning mot neseorganet (2) og pressorganet (3) presses mot et første element (9) slik at flaten som ligger opp til elementet (9) danner fullstendig anlegg, hvorunder neseorganet (2) 1 samvirke med en skråttstilt anleggsflate (10) hos eller ved det andre element (8) forårsaker en tetning mellom elementene (8,9).

2. Kobling i samsvar med krav 1, karakterisert ved at minst en konkav utsparing er utformet i forbindelse med neseorganet (2) ved pressorganets (3) anleggsflate rettet mot kappeflaten på det element eller den del (9) som skal innspennes ved hjelp av koblingen. S.

Kobling i samsvar med krav 1 og 2, karakterisert ved at den hovedsakelig 1 sin helhet er anordnet omsluttet av det element eller den del (8) hvortil det andre elementet (9) kan innspennes ved hjelp av koblingen.

4. Kobling i samsvar med krav 1-3, karakterisert ved at neseorganet (2) og det bjelkeformete pressorganet (3) ef utformet som to separate deler som griper fjærende inn i hverandre og kan forbindes med hverandre.

5. Kobling i samsvar med krav 1-4, karakterisert ved at det bjelkeformete pressorganet (3) er utformet med minst ett gjennomgående spor som er beregnet på å tillate komprimering og ved hjelp av inngrepsorgan inngrep med neseorganet (2), idet nevnte inngrepsorgan er utformet ved respektive deler (2,3) og innrettet for å samvirke med hverandre .

6. Kobling i samsvar med krav 1-5»karakterisert ved at det bjelkeformete pressorganet (3) oppviser en slik utforming i lengderetning, at en forutbestemt kraft påtrykt på et forutbestemt punkt medfører at pressorganet med sin innvendige anleggsflate utøver et hovedsakelig motsvarende trykk langs hele nevnte flates lengdeutstrekning o*erfor den innspente del eller elements (9) ytre kappeflate.

7. Kobling i samsvar med krav 1-6, karakterisert ved at det bjelkeformete pressorganets (3) ytre kappeflate utgjør anleggsflaten for et pressorgan (5,6) som er innrettet for å utøve trykk mot pressorganet ved manuell påvirkning.

8. Kobling i samsvar med krav 1-7, karakterisert ved at en innsatsdel (11) utformet med et skråttløpende anleggsplan for neseorganet (2) er anordnet mellom det andre elementets (8) skråttstilte anleggsplan og neseorganets ytre konvekse flate.

9. Kobling i samsvar med krav 1-7, karakterisert ved at en innsatsdel (11) som er utformet med et skråttløpende anleggsplan for neseorganet (2) er anordnet mellom to anleggsplan som er innbyrdes vinkelmessig adskilt utformet i det andre elementet (8) og neseorganets ytre konvekse flate.

10. Kobling i samsvar ned ot av kravene 1-9, karakterisert ved at pressorganéts (5) anleggsflate mot det første elementet (9) er bueformet med det sentrale parti i en større avstand fra det første elementets kappeflate enn kantpartiene når koblingen befinner seg i upåvirket stilling.