SE529022C2 - Vals samt ring för vals innefattande ett fjäderdon - Google Patents

Description

25 30 35 529 022 à l2l25SE 2 förslag beskrivs i US 5735788, och grundar sig på användningen av en Belleville-fjäder i satsen av demonterbara ringar på valsaxeln. Emellertid har denna problemlösning ej varit framgångsrik, bland annat beroende på fjäderns placering inne i satsen av vals- och distansringar, och på grund av utmattningsproblem. Visserligen skall spänningen eller fjäderkraften i den aktuella Belleville-fjädern kunna efterjusteras, nämligen med hjälp av en ställskruv, men till följd av sin placering inne i satsen av demonterbara ringar utsätts fjädern kontinuerligt för krafter, som strävar att deformera, närmare bestämt platta till fjädern, något som tämligen snabbt leder till slakning eller utmattning i sådan utsträckning att fjädern förlorar sin förmåga att momentant, under drift, hålla ringarna ansatta mot varandra med en sådan kraft i friktionsförbanden mellan ringarna, att desamma ej slirar. Dessutom nöter den skevade fjädern mot närbelägna ringar på ett sådant sätt att dessa förslits på en tämligen kort tid. Härvid har fjädern linjekontakt (cirkulär), och ej ytkontakt, med ringarna.

Qppfinningens syften och särdrag Föreliggande uppfinning tar sikte på att undanröja ovannämnda nackdelar hos icke blott den i US 5735788 presenterade valsen, utan även andra valsar, som använder sig av mekaniska fjädrar, och skapa en förbättrad vals. Ett primärt syfte med uppfinningen i en första aspekt är därför att skapa en vals med en mekaniskt verkande fjäderanordning, som förmår påföra valsens demonterbara ringar ett högt fjädertryck eller en hög förspänningsgrad, i syfte att undvika slirning mellan ringarna under drift, och som dessutom på ett enkelt sätt kan kompensera de ofrånkomliga krympningar, som ständigt uppstår i ringarna under drift (på grund av nötning och deformation av materialet i dessa), så att den höga förspänningsgraden säkerställs för den momentana vridmomentöverföringen mellan ringarna. Ett ytterligare syfte är att skapa en vals vars valsbredd (det axiellt tillgängliga 10 15 20 25 30 35 529 022 12125SE 3 utrymmet mellan den fasta stoppringen och låsmuttern) utnyttjas på ett optimalt sätt genom att ej tas i anspråk av några utrymmeskrävande fjäderanordningar. Ännu ett syfte med uppfinningen är att skapa en vals på vilken service med avseende på fjäderförspänningen av ringarna låter sig utföras på ett enkelt och snabbt sätt.

Enligt uppfinningen nås åtminstone det primära syftet medelst de särdrag, som är angivna i patentkravets 1 kännetecknande del. Ett särskilt föredraget utförande av den uppfinningsenliga valsen är vidare definierat i patentkravet 2.

I en andra aspekt hänför sig uppfinningen även till en med inbyggda fjädringsfunktioner utförd, och för den uppfinningsenliga valsen avsedd ring som sådan. Ett viktigt syfte med uppfinningen i denna aspekt är att skapa en ring, i synnerhet i form av en låsmutter, i vilken ingår ett eller flera fjäderdon, som å ena sidan har ett så stort arbetsområde att avsevärd krympning i valsens olika ringar kan kompenseras, och å andra sidan momentant, under drift, bibringar ringarna en hög, dynamisk förspänningsgrad för att undvika risken för slirning. Ett ytterligare syfte är att åstadkomma en med fjädringsfunktioner utförd ring, som låter sig monteras på och demonteras från en valsaxel på ett enkelt sätt, och som dessutom är så utförd att fjäderdonens verksamma fjäderkraft låter sig justeras på ett enkelt och ergonomiskt ändamålsenligt sätt.

Ovannämnda syften nås medelst den ring, som är angiven i det självständiga patentkravet 3. Fördelaktiga utföranden av den uppfinningsenliga ringen är vidare definierade i de osjälvständiga kraven 4-14.

Sammanfattning av uppfinning Uppfinningen grundar sig på tanken att i en på en valsaxel monterbar ring, i synnerhet en stoppring i form av en låsmutter, bygga in ett fjäderdon i vilket ingår en mekanisk tryckfjäder, som verkar mellan å ena sidan en främre 10 15 20 25 30 35 529 022 l2l25SE 4 presskropp, som är rörlig fram och åter, för att ständigt vidarebefordra en av tryckfjädern alstrad fjäderkraft i riktning mot övriga ringar, och å andra sidan en stödkropp, vilken under valsens drift intar ett fast läge relativt ringen, men vilken ur drift är ställbart rörlig med hjälp av ett ställdon för att förändra spänningen i tryckfjädern. Med fördel anordnas ett flertal periferiskt åtskilda fjäderdon av detta slag i en cirkulär kransformation utmed ringen.

Kort beskrivning av bifogade ritningar På ritningarna är: Fig l en partiell längdsektion genom en vals enligt uppfinningen, Fig 2 en förstorad tvärsektion genom en i valsen ingående ring i form av en låsmutter, i vilken är inbyggt ett för uppfinningen utmärkande fjäderdon, Fig 3 en tvärsektion visande enbart det hålrum i vilket fjäderdonet är monterat, Fig 4 en sprängvy visande de olika komponenter som ingår i fjäderdonet, och Fig 5 en förstorad sektion av en i fjäderdonet ingående tryckfjäder.

Detaljerad beskrivning av ett föredraget utförande av uppfinningen I fig l visas en kombivals, som på konventionellt sätt inbegriper en drivbar axel l med tvà axiellt åtskilda stoppringar 2, 3 av vilka den ena, nämligen stoppringen 2, är fast anordnad, medan den andra utgörs av en låsmutter 3, som är demonterbar från axeln. I exemplet utgörs den fasta stoppringen 2 av en ringformig ansats, som är integrerad med axeln i övrigt genom att ha formats i samband med att axelämnet svarvas. Det är dock även tänkbart att utföra den fasta stoppringen 2 i form av en separat, demonterbar ring, som på lämpligt sätt låses axiellt relativt axeln. 10 15 20 25 30 35 529 D22 l2l25SE 5 Mellan den fasta stoppringen 2 och låsmuttern 3 är anordnade ett flertal demonterbara ringar av vilka vissa utgörs av valsringar 4, och vissa av distansringar 5. Mellan låsmuttern 3 och den närmast denna befintliga valsringen 4 finns dessutom en ytterligare ring 6, vars utformning kan avvika från distansringarnas 5 utformning, och vilken nedan benämns spännring. Generellt har såväl valsaxeln l som de olika ringarna rotationssymmetrisk, närmare bestämt cylindrisk grundform, varvid ringarna avgränsas av plana ändkontaktytor.

Av dessa ändytor är endast làsmutterns 3 motsatta ändytor försedda med hänvisningsbeteckningar 7, 8, såsom framgår av fig 2 och 3. På sin cylinderformiga insida är låsmuttern utformad med en hongänga 9, som står i ingrepp med en hangänga 10 på valsaxeln. De valsringar 4, som har till uppgift att ombesörja det direkta valsformningsarbetet, och som för detta ändamål uppvisar runtomgående, periferiska spår ll, kan med fördel vara tillverkade av hårdmetall eller liknande, nötningsbeständiga material, medan mellanringarna 5, 6 kan bestå av en mjukare metall, t ex stål eller gjutjärn. Dock har materialet i de olika ringarna underordnad betydelse för uppfinningens förverkligande. Det väsentliga är blott att friktionsförbanden i gränssnitten mellan ringarnas ändytor effektivt förhindrar slirning mellan ringarna. För detta ändamål måste ringarna hållas långvarigt sammanpressade med en stor fjäderkraft eller förspänning.

Fig 2-5 illustrerar i detalj beskaffenheten hos ett i låsmuttern 3 inbyggt fjäderdon, som i sin helhet betecknas l2.

I fig 2 visas detta fjäderdon i sitt i låsmuttern monterade tillstånd, medan fig 3 visar enbart ett genomgående hål i vilket fjäderdonet är inhyst, och fig 4 utgör en sprängvy visande de enskilda komponenterna i fjäderdonet åtskilda från varandra.

Ovannämnda hål, som sträcker sig axiellt genom låsmuttern 3, och som generellt betecknas 13, inbegriper dels en främre eller inre sektion 14, som mynnar i làsmutterns inåtvända ändyta 7, dels en bakre sektion 15, som via en 10 15 20 25 30 35 529 022 r l2125SE 6 vidgad försänkning 16 mynnar i låsmutterns bakre eller utåtvända ändyta 8. I exemplet har den främre hålsektionen 14 en diameter, som är större än hålsektionens 15 diameter, varvid försänkningen 16 i sin tur har en större diameter än sektionen 15. Den främre hàlsektionens 14 invändiga yta är slät och cylindrisk, medan den bakre hàlsektionen 15 utmed hela sin längd är utformad med en hongänga 17.

Den verksamma komponenten i fjäderdonet 12 (se fig 4) utgörs av en i sin helhet med 18 betecknad tryckfjäder, vilken verkar mellan en främre presskropp 19 och en bakre stöd- eller anslagskropp 20. I det exemplifierade utförandet består presskroppen 19 av en lämpligen cylindrisk tapp med en fläns 21, mot vilken tryckfjäderns 18 främre ände kan ansättas.

Stödkroppen 20 har formen av en kolv, som, förutom en cylindrisk mantelyta 22, uppvisar dels en lämpligen plan baksida 23, dels en framsida 24, i vilken mynnar ett centralt säte 25 i vilket en bakre ände av presskroppen griper in. En skruv 26 kan skruvas fast i hålsektionen 15 med skruvens hangänga 27 i ingrepp med hongängan 17. En skalle 28 på skruven ryms i försänkningen 16.

I fig 4 visas slutligen en Seeger-ring 29, vilken har till uppgift att hålla de olika fjäderkomponenterna på plats i hålet 13.

I enlighet med det visade, föredragna utförandet av uppfinningen utgörs tryckfjädern 18 av en tallriksfjäder, som inbegriper ett flertal, i en sammanhållen sats anordnade tallrikar 30, 31. Utmärkande för denna fjäder är att ett antal första tallrikar 30 i en del av satsen är vända med sina lilländar pekande i motsatt riktning mot lilländarna hos de andra tallrikarna 31. Närmare bestämt är tallrikarna 30 placerade så att lilländarna pekar åt vänster i fig 5, medan tallrikarnas 31 lilländar pekar åt höger. På så sätt kommer de två mittre tallrikarna att ha kontakt med varandra utmed sina yttre, periferiska kanter, medan de båda yttersta tallrikarna ansätts med sina invändiga begränsningskanter mot å ena sidan 10 15 20 25 30 35 529 022 12125SE 7 flänsen 21 pà presskroppen 19, och å andra sidan frontytan 24 på kolven 20. och Stödkroppen 20, fjädern 18, presskroppen 19, Seeger-ringen 29, förs vid montering in i tur och ordning i hàlsektionen 14, medan skruven 26 förs in bakifrån i den gängade hålsektionen 15. Seeger-ringen 19 har enbart till uppgift att hålla fjäderkomponenterna 20, 18, 19 på plats i hålsektionen 14.

På ritningarna visas endast ett enskilt fjäderdon. I praktiken utförs emellertid låsmuttern 3 med ett flertal periferiskt åtskilda och i en cirkulär kransformation disponerade fjäderdon. Exempelvis kan låsmuttern inbegripa åtta ekvidistant åtskilda fjäderdon utmed sin omkrets.

Uppfinningens funktion och fördelar Sedan valsringarna 4 och övriga ringar 5, 6 applicerats på valsaxeln 1, såsom visas i fig 1, skruvas låsmuttern 3 fast på hangängan 10. Närmare bestämt dras låsmuttern fast med ett påtagligt tryck mot spännringen 6. När låsmuttern nått ett maximalt åtdraget ändläge, aktiveras fjäderdonen 12, närmare bestämt genom att den enskilda skruven 26 skruvas in ett stycke i hålet. Till följd av att den fria främre änden på presskroppen 19 är ansatt mot spännringen 6, kommer tryckfjädern 18 då att komprimeras, närmare bestämt genom att kolven rör sig i riktning framåt i tillhörande hålsektion. Då kolven med hjälp av skruven når ett läge i vilket önskad fjäderförspänning nåtts, avslutas åtdragningen av skruven. Härefter är valsen klar att tas i drift.

Under drift utsätts de olika ringarna på valsaxeln för dynamiska påkänningar, vilka på ett effektivt sätt tas upp av tryckfjädrarna i de olika fjäderdonen. Närmare bestämt överförs de enskilda fjäderkrafterna till den gemensamma spännringen 6 i vilken de fördelas så att denna kommer att verka med ett jämnt, högt tryck mot den närbelägna valsringen 4. Emedan tryckfjädrarna på beskrivet sätt är utförda såsom kraftfulla tallrikfjädrar, ernås härvid en dynamisk 10 15 529 022 12l25SE 8 fjäderverkan som kan vidmakthållas under långa arbetsoperationer. Om emellertid fjäderkraften så småningom skulle reduceras, kan efterjustering ske, nämligen genom ytterligare åtdragning av skruvarna 26 så att dessa pressar in tillhörande kolvar ytterligare i hålen. På så sätt komprimeras fjädrarna ånyo till önskad förspänningsgrad.

En väsentlig fördel med den uppfinningsenliga valsen, och det däri ingående fjädringsarrangemanget, är att fjäderförspänningen mellan ringarna kan på ett enkelt sätt hållas tillförlitligt hög. Detta borgar i sin tur för att ringarna ej slirar relativt varandra.

En annan betydande fördel är att de för fjäderförspänningen erforderliga medlen ej tar i anspråk någon som helst del av valsbredden, dvs det tillgängliga utrymmet mellan stoppringarnas 2, 3 mot varandra vända ändytor.

Tänkbara modifikationer av uppfinningen Uppfinningen är ej begränsad blott till det ovan beskrivna och på ritningarna visade utförandet. Sålunda är det tänkbart att anordna de beskrivna fjäderdonen i den fasta stoppringen 2 i stället för i låsmuttern 3. Det är till och med möjligt att anordna fjäderdon i såväl den fasta stoppringen som den rörliga låsmuttern.

Claims (13)

10 15 20 25 30 529 022 unna Q Patentkrav

1. Vals innefattande en valsaxel (1) och tvá axíellt åtskilda stoppringar (2, 3), av vilka den ena (2) är fäst, 0Ch den andra utgörs av en lásmutter (3), varvid mellan stoppringarna är monterade ett flertal andra ringar (4, 5, 6) av vilka en eller flera utgörs av valsringar (4), kånnêflêckflflfl av att åtminstone en av sagda stoppringar (2, 3) innefattar ett fjäderdon (12), vilket är inbyggt i ett genomgående häl (13), som sträcker sig axiellt och mynnar i motsatta ändytor (7, 8) pà ringen, och i vilket ingar en mekanisk tryckfjäder (18), som verkar mellan à ena sidan en främre presskropp (19), som är rörlig fram och äter genom en mynning i hålet för att ständigt vidarebefordra en av tryckfjädern alstrad fjäderkraft mot en ring (6), och à andra sidan en stödkropp (20), vilken under valsens drift intar ett fast läge relativt ringen (2, 3), men vilken ur drift är ställbart rörlig med hjälp av ett ställdon (26) för att förändra spänningen i tryckfjädern.

2. Vals enligt krav 1, kânnetecknad av att flera fjäderdon (12) är inbyggda i en stoppring i form av en làsmutter (3), och att mellan làsmuttern och en valsring (4) är anordnad en spännring (6), vilken har till uppgift att fördela de enskilda fjäderdonens fjäderkrafter utmed en valsring (4), och vilken har en ytterdiameter, som är större än diametern hos en cirkulär kransformation i vilken fjäderdonen är placerade.

3. Ring för en vals, kännetecknad av att densamma innefattar ett fjäderdon (12) vilket är inbyggt i ett genomgående hal (13), som sträcker sig axiellt och mynnar i motsatta ändytor (7, 8) pà ringen, och i vilket ingar en mekanisk tryckfjäder (18), som verkar mellan á ena sidan en främre presskropp (19), som är rörlig fram och áter genom en mynning i hålet för att ständigt vidarebefordra en av 10 15 20 25 30 529 022 mzssE /Û tryckfjädern alstrad fjäderkraft, och á andra sidan en stödkropp (20), vilken kan inta ett fast läge relativt ringen, men vilken är ställbart rörlig med hjälp av ett ställdon (26) för att förändra spänningen i tryckfjädern.

4. Ring enligt krav 3, kânnetecknad av att presskroppen (19), tryckfjädern (18) och stödkroppen (20) är tillsammans inhysta i en främre sektion (14) av hàlet, medan ställdonet (26) är anordnat i en bakre sektion (15) 0Ch åtkflmligt bakifrån.

5. Ring enligt krav 3 eller 4, kännetecknad av att presskroppen (19) utgörs av en tapp med en fläns (21) m0t vilken tryckfjädern (18) är ansatt.

6. Ring enligt något av kraven 3-5, känflßtflflkflflå aV att stödkroppen (20) utgörs av en kolv med en baksida (23) m0t vilken ställdonet (26) är ansatt.

7. Ring enligt krav 5 eller 6, kânnetecknad av att en bakre ände av presskroppen (19) är införd i ett säte (25) i stödkroppens (20) framsida (24).

8. Ring enligt nàgot av kraven 4-7, känflfififlflkflßå av att den främre hàlsektionen (14) har en diameter, som är större än den bakre hàlsektionens (15) diameter.

9. Ring enligt något av kraven 3-8, kännßfieflkfißä av att ställdonet utgörs av en skruv (26) med en hangänga (27). S0m star i ingrepp med en hongänga (17) i den bakre hàlsektionen (15). 10 15 20 529 022 1212585

10. Ring enligt något av kraven 3-9, kännetecknad av att tryckfjädern utgörs av en tallriksfjäder (18), som inbegriper ett flertal i en sammanhållen sats anordnade tallrikar (30, 31).

11. ll. Ring enligt krav 10, kânnetecknad av att en eller flera första tallrikar (30) i en del av tallrikssatsen är vända med sina lilländar pekande i motsatt riktning mot lilländarna på en eller flera andra tallrikar (31).

12. Ring enligt krav ll, kännetecknad av att tvà centralt belägna tallrikar (30, 31) är ansatta med sina storändar vända mot varandra, varvid tallrikarnas lilländar pekar utåt och är ansatta mot dels flänsen (21) pá presskroppen (19), dels frontytan (24) pà stödkroppen (20).

13. Ring enligt nagot av kraven 3-12, kânnetecknad av att i densamma ingar ett flertal periferiskt åtskilda och i en cirkulär kransformation disponerade fjäderdon (12).