SE536870C2 - Styrspindelarrangemang - Google Patents

Abstract

Föreliggande uppfinning avser ett styrspindelairangemang som innefattar enspindelbult (2), en axelbalk (l) som är fäst på en central del (Zb) av spindelbulten (2),och en axeltapp (3) vilken har en forsta arm (4) som är vridbart anordnad runt en förstadel (2a) av spindelbulten (2) via ett forsta rullager (8) och en andra ann (6) vilken ärvridbart anordnad runt en andra del (Ze) av spindelbulten (2) via ett andra rullager (l3),Styrspindelarrangemanget innefattar ett friktionselement (Zl) som är vridfastförbunden med axeltappen (3) och en krafttillfórande anordning (10, 22) med vilkendet är möjligt att trycka friktionselernenten (21) mot en yta (Zai) hos spindelbiulten (2)med en justerbar kraft så att axeltappen (3) erhåller ett önskat vridmotstånd då denvrids runt spindelbulten (2). (Pig. 1)

Description

”IO 15 20 25 30 35 536 870 den nedre gängan. Med hjälp av den övre muttern kan en innerring hos ett övre koniskt rullager låsas mot en yta hos axelbalken. Med hjälp av den nedre muttern kan det övre koniska rullagret och ett nedre koniskt rullager förspännas. I detta fall utnyttjas rullager for lagring av spindelbultens båda ändar i förhållande till axeltappen.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla styrspindelarrangemang där det är möjligt att ställa in ett önskat konstant vridmotstånd för en axeltapp som vrids runt en spindelbult vilket är väsentligen oberoende av belastningen på styrspindelarrangemanget.

Detta syfte uppnås med styrspindelarrangemang av det inledningsvis nämnda slaget, vilket kännetecknas av de särdrag som anges ipatentkravets l kännetecknande del. När ett fordon svänger vrids styrhjul och axeltapp i förhållande till spindelbulten och axelbalken. Enligt uppfinningen utnyttjas ett friktionselement som är vridfast förbundet med axeltappen och som anligger mot en yta hos spindelbulten. Därmed uppkommer en friktionskraft mellan friktionselementet och spindelbulten då axeltappen vrids i förhållande till spindelbulten. Denna friktionskraft resulterar i att axeltappen erhåller ett vridmotstånd då den vrids runt och spindelbulten.

Friktionskraftens och vridmotståndets storlek bestäms av den kraft med vilken friktionselementen trycks mot spindelbulten av en krafitillförande anordningen. Den krafttillforande anordningen är kapabel att trycka friktionselementen mot spindelbulten med en justerbar kraft. Med hjälp av en sådan krafttillförande anordning kan en lämplig kraft appliceras på friktionselementet så att ett önskat vridmotstånd erhålls.

Styrspindelarrangemanget innefattar inga glidlager utan endast rullager för lagring av axeltappen i förhållande till spindelbulten. Rullager har en mycket låg friktion som är väsentligen oberoende av belastningen på rullagret. I och med det kan axeltappen erhålla ett inställt vridmotstånd som definieras av kraftanordningen då den vrids i förhållande till spindelbulten oberoende av belastningen.

Enligt en utföringsforrn av föreliggande uppfinning innefattar den krafitillförande anordningen ett fjäderorgan som är anpassat att anbringas i kontakt med friktionselementet och ett fiäderspänningselement med vilken det är möjligt tillhandahålla en spänning av fjäderorganet så att det trycker friktionselementet mot spindelbulten. Fj äderorganet anordnas här i en position mellan ”IO 15 20 25 30 35 536 870 fjäderspänningselementet och friktionselementet. Fjäderspänningselementet applicerar en kraft på fjäderorganet så att det komprimeras. Därmed utövar fjäderorganet en fjäderkraft som trycker friktionselementet mot styrspindeln. Med hjälp av fjäderspänningselementet kan en varierbar kraft skapas som trycker friktionselementet mot styrspindeln i beroende av fjäderorganets kompression.

Enligt en utföringsforrn av föreliggande uppfinning är friktionselementet vridfast förbundet med axeltappen. Därmed förhindras friktionselementet att rotera.

Friktionselementet kan vara vridfast förbundet med axeltappen Via åtminstone ett radiellt utskjutande parti som är anordnat i en urtagning i axeltappen. Urtagning har en form och en position så att den förhindrar att friktionselementet roterar i förhållande till axeltappen. Lämpligen innefattar friktionselementet åtminstone två sådana radiellt utskjutande partier som med fördel är symetriskt anordnade.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning är friktionselementen en friktionsbricka som innefattar en plan yta som är anpassad att vara i kontakt med nämnda yta hos spindelbulten och en plan yta på en motsatt sida vilken är anpassad att vara i kontakt med fjäderorganet. I detta fall utöver fjäderorganet en fjäderkraft på den ena plana sidan av friktionsbrickan så att den motsatta plana sidan av friktionsbrickan trycks mot nämnda yta hos spindelbulten. En sådan friktionsbricka kan ha en enkel utformning och en tillförlitlig funktion.

Enligt en utföringsforrn av föreliggande uppfinning är fjäderorganet är en tallriksf] äder. Tallriksf] ädrar har en liten utsträckning i en axiell riktning och de kan även tillhandahålla en relativt stor fjäderkraft vid en relativt liten komprimering.

Tallriksfjädrar är därmed mycket lämpliga att använda i detta sammanhang. Det är dock möjligt att använda andra typer av fjäderorgan.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning innefattar fjäderspänningselementet en komponent med ett gängat parti som är vridbart anordnad på ett gängat parti hos axeltappen. En sådan gängad komponent kan trycka ihop fjäderorganet och alstra en fjäderkraft med en mycket god precision genom att komponenten skruvas till en lämplig position i förhållande till axeltappen. Den gängade komponenten är med fördel ett lagerlock. Ett lagerlock behövs under alla omständigheter för att försluta en ände hos spindelbulten och det ena rullagret. Det är därför lämpligt att lagerlocket även för detta ändamål. Altemativt kan en separat ”IO 15 20 25 30 35 536 870 komponent användas för detta ändamål. En sådan komponent kan även vara gängad och bestå av en lämpligt utformad mutter, skruv eller liknade komponent som används för att spänna fjäderorganet.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning är friktionselementet anpassat att anbringas i kontakt med en ändyta hos spindelbulten. Spindelbulten har en väsentligen plan ändyta som är mycket lämplig att använda som kontaktyta i detta sammanhang.

Friktionselementet anbringas här med fördel så att det erhåller kontakt med en relativt stor del av spindelbultens ändyta.

Enligt en utforingsform av föreliggande uppfinning det forsta lagret är ett nållager. Ett nållager är ett rullager som kan ta upp radiella krafter. Även andra typer av rullager kan användas som forsta och andra lager såsom koniska rullager och sfäriska rullager.

Koniska rullager och sfäriska rullager kan ta upp både axiella och radiella krafter.

Både det första lagret och det andra lagret är således rullager. Därmed inverkar belastningen på styrspindelarrangemanget väsentligen inte på lagrens friktion och vridmotstånd. Lagren omges med fördel av är av lämpliga tätningar och lagerlock som skyddar mot inträngning av smuts. Därmed kan lagren upprätthålla en mycket låg friktion under en lång driftstid.

Enligt en utföringsforrn av föreliggande uppfinning innefattar det ett axiallager som är anordnat i en axiell position mellan en yta hos axeltappen och en yta hos axelbalken.

Axiallagret har med fördel en plan första yta som är i kontakt med en plan kontaktyta hos axeltappen och en plan andra yta som är i kontakt med en plan kontaktyta hos axelbalken. Nämnda plana ytor har med fördel en utbredning i ett vinkelrätt plan i förhållande till en längsgående axel genom spindelbulten. Axiallagret kan vara ett axiellt glidlager. Altemativt kan axiallagret vara ett nållager.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGEN I det följ ande beskrivs en föredragen utföringsforrn av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritning, på vilken: Fig. l visar ett styrspindelarrangemang enligt föreliggande uppfinning och Fig. 2 visar en tvärsnittsvy av styrspindelarrangemanget i planet A-A i Fig. l.

”IO 15 20 25 30 35 536 870 DETALJERAD BESKRIVNING AV EN FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM AV UPPFINNINGEN Fig. 1 visar ett snitt genom en ände hos en axelbalk 1 i ett fordon. Axelbalken 1 är försedd med ett koniskt format hål la för infästning av en spindelbult 2. Spindelbulten 2 har en motsvarande koniskt formad central del 2b som innefattar hålet la med vilken spindelbulten 2 är fäst i axelbalken 1. Spindelbulten 2 har en övre del 2a med en cylindrisk form och en nedre del 2c med en cylindrisk form. Ett styrbart och icke drivande hjul hos fordonet är anpassat att fästas på en axeltapp 3 som är vridbart anordnad runt spindelbulten 2. Axeltappen 3 har en övre arm 4 med ett forsta genomgående hål 5 for mottagning av spindelbultens övre del 2a och en nedre arm 6 med ett andra genomgående hål 7 för mottagning av spindelbultens nedre del 2c.

Spindelbultens övre del 2a är infäst i ett forsta genomgående hål hos den övre arrnens 4 med hjälp av ett nållager 8. En första elastisk tätning 9 är anordnad vid en nedre öppning hos det forsta genomgående hålet 5 i en position nedanför nållagret 8. Den forsta elastiska tätningen 9 förhindrar att smuts tränger in till nållagret 8 via en nedre öppning hos det första genomgående hålet 5. Ett första lagerlock 10 försluter en övre öppning hos det första genomgående hålet 5. Lagerlocket 10 innefattar ett gängat parti gängar som är anpassade att skruvas fast i ett gängat parti 11 som är perifert anordnad i den övre öppningen hos det första genomgående hålet 5. Ett glidlager i form av en axiellt anordnad glidring 12 av ett styvt metallmaterial, såsom ett stålmaterial, är anordnad runt spindelbulten 2 i en position nedanför den första elastiska tätningen 9.

Glidringen 12 är anordnad i ett gränsområde mellan spindelbultens centrala del 2b och spindelbultens övre del 2a. Glidringen 12 är utformad som en bricka och innefattar en första plan övre glidyta 12a som är i kontakt med en plan kontaktyta hos axeltappen 3 och en andra plan nedre glidyta 12b som är i kontakt med en plan kontaktyta hos axelbalken 1.

Axeltappens 3 nedre arm 6 innefattar ett andra genomgående hål 7. Ett koniskt rullager 13 är anordnad i det andra genomgående hålet 7. Det koniska rullagret 13 innefattar en innerring 14 som är fäst runt spindelbultens nedre del 2c och en ytterring 15 som är fäst mot en yttre väggyta hos hålet 7. En andra elastisk tätning 16 är anordnad i en position ovanför det koniska rullagret 13 i anslutning till en övre öppning till det andra genomgående hålet 7. Ett andra lagerlock 17 försluter en nedre öppning hos det andra genomgående hålet 7. Lagerlocket 17 skruvas fast med skruvar 18. En O-ring 19 ”IO 15 20 25 30 35 536 870 garanterar att det andra lagerlocket 17 tillhandahåller en tät förslutning vid den nedre öppningen hos det andra genomgående hål 7. Det andra lagerlocket 17 och den andra elastiska tätningen 16 tillhandahåller en tät inneslutning som förhindrar att smuts tränger in till det koniska rullagret 13. Lagerlocket 17 innefattar en nedre stödyta för det koniska rullagret 13. Det koniska rullagret 13 monteras med hjälp av shimsbrickor 20 på nämnda stödyta så att lagret 13 erhåller en lämplig förspänning.

Den första delen 2a av spindelbulten har en första ändyta 2a1. En friktionsbricka 21 är anordnad i anslutning till den första ändytan 2a1. Friktionsbrickan 21 har en plan nedre yta 21a som är i kontakt med spindelbultens första ändyta 2a1 och en plan övre yta 21b.

Fig. 2 visar en snittvy genom ett parti av axeltappens övre arm 4 där friktionsbrickan 21 kan ses från ovan. Det kan här ses att friktionsbrickan 21 har utskjutande radiella partier 21c som sträcker sig in i en respektive urtagning 4a i den övre armen 4 i anslutning till det gängade partiet 11. Urtagningen 4 kan ha en väsentligen vertikal sträckning i det vertikala partiet gängan och en öppning. Därmed kan friktionsbrickan 21 och de utskjutande partierna 21c föras ned i de respektive vertikala urtagningama 4a till den position i vilken friktionsbrickan 21 kommer i kontakt med den första ändytan 2a1. Urtagningama 4a förhindrar att de utskjutande partiema 21c och därmed friktionsbrickan 21 roterar inuti det första genomgående hålet. Friktionsbrickan 21 förhindras därmed att rotera i förhållande till den övre armen 4 hos axeltappen 3.

Antalet utskjutande partier 21c och urtagningar 4a är här tre men antalet kan självfallet varieras. Efter att friktionsbrickan 21 applicerats på plats i kontakt med den forsta ändytan 2a1 anordnas en tallriksfjäder 22 på friktionsbrickan 21. Tallriksf] ädem 22 har i detta fall en form så att en nedre invändig yta 22a kommer i kontakt med friktionsbrickans övre yta 21b.

Slutligen appliceras lagerlocket 10 på plats och skruvas in i det gängade partiet 11.

Lagerlocket 10 innefattar en urtagning 10a vid en utvändig yta för ett verktyg med vilket lagerlocket skruvas fast i det gängade partiet 11 hos den övre armen 4 hos axeltappen 3. Då lagerlocket 10 skruvas inämnda gängor 11 kommer en plan invändig yta 10b hos lagerlocket 10 i kontakt med den övre ytan 22b hos tallriksf] ädem 22. Vid fortsatt inskruvning av lagerlocket 10 i det gängade partiet 11 utövar lagerlockets invändiga yta 10b en tryckkrafi på tallriksfjädem 22 så att den trycks samman i en axiell riktning. Tallriksf] ädem 22 utöver därmed en motsvarande fjäderkraft på fjäderbrickan 21. Fj äderbrickan 21 tryck därmed med en motsvarande kraft mot den första sidoytan 2a1 hos spindelbulten 2. Kraften med vilken friktionsbrickan 21 trycks ”IO 15 20 536 870 mot den första sidoytan 2a1 kan justeras till ett önskat värde med hjälp av lagerlockets 10 skruvposition i det gängade partiet 11. Lagerlockets 10 gängor och gängorna i det gängade partiet 11 är sj älvhämmande så de hålls kvar i en skruvposition när verktyget tas bort eftersom de har en stigning och en friktion så att de inte skruvas upp då lagerlocket 10 utsätts för nämnda kraft från tallriksfj ädern 22.

Med kännedom om det specifika fordonet och styrspindelarrangemanget enligt ovan är det möjligt att uppskatta ett lämpligt värde på det vridmotstånd som axeltappen 3 ska erhålla då den vrid runt spindelbulten 2. Det lämpliga värdet på vridmotståndet motsvaras av en viss kompression av tallriksfj ädem 22 och en viss position av lagerlocket 10. Lagerlocket 10 skruvas således till den position vid vilken det önskade vridmotståndet erhålls. Eftersom lagren endast utgörs av rullager 8, 13 uppvisar de en mycket ringa friktion som är väsentligen oberoende belastningen på styrspindelarrangemanget. Därmed erhåller axeltappen ett väsentligen konstant vridmotstånd som definieras av lagerlockets 10 position och är väsentligen oberoende av belastningen på styrspindelarrangemanget. Om vridmotståndet behöver ändras kan det göras genom en vridrörelse av lagerlocket 10 till en ny position. Lagerlockets 10 position kan definieras i hur många varv eller grader det vrids från en initial position.

Det är således mycket lätt att ändra vridmotståndet om det behöver justeras.

Uppfinningen är på intet sätt begränsad till den på ritningen beskrivna utföringsformen utan kan varieras fritt inom patentkravens ramar. Styrspindelarrangemanget kan självfallet monteras så att den övre änden och den nedre änden byter plats.

Claims (10)

”IO 15 20 25 30 35 536 870 Patentkrav

1. Styrspindelarrangemang som innefattar en spindelbult (2), en axelbalk (1) som är fast på en central del (2b) av spindelbulten (2), och en axeltapp (3) vilken innefattar ett första genomgående hål (5) med ett första rullager (8) för mottagning av en första del (2a) av spindelbulten (2) och ett andra genomgående hål (7) med ett andra rullager (13) för mottagning av en andra del (2c) av spindelbulten (2), kännetecknat av att styrspindelarrangemanget innefattar ett friktionselement (21) som är vridfast förbundet med axeltappen (3) och en krafttillförande anordning (10, 22) med vilken det är möjligt att trycka friktionselementet (21) mot en yta (2a1) hos spindelbulten (2) med en justerbar kraft så att axeltappen (3) erhåller ett önskat vridmotstånd då den vrids runt spindelbulten (2).

2. Styrspindelarrangemang enligt krav 1, kännetecknat av att den krafttillförande anordningen innefattar ett fjäderorgan (22) som är anpassat att anbringas i kontakt med friktionselementet (21) och ett fjäderspänningselement (10) med vilken det är möjligt tillhandahålla en spänning av fjäderorganet (22) så att det trycker friktionselementet (21) mot nämnda yta (2a1) hos spindelbulten (2).

3. Styrspindelarrangemang enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att friktionselementet (21) är vridfast förbundet med axeltappen (3) via åtminstone ett radiellt utskjutande parti (21c) som är anordnat i en urtagning (4a) i axeltappen (3).

4. Styrspindelarrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknat av att friktionselementet är en friktionsbricka (21) som innefattar en plan yta (21a) som är anpassad att vara i kontakt med nämnda yta (2a1) hos spindelbulten (2) och en plan yta (21b) på en motsatt sida vilken är anpassad att vara i kontakt med fjäderorganet (22).

5. Styrspindelarrangemang enligt något av kraven 2 till 4, kännetecknat av att fjäderorganet är en tallriksfj äder (22).

6. Styrspindelarrangemang enligt något av kraven 2 till 5, kännetecknat av att fjäderspänningselementet utgörs av en gängförsedd komponent (10) som är vridbart anordnad på ett gängat parti (11) hos axeltappen (3). 10 15 536 870

7. Styrspindelarrangemang enligt krav 6, kånnetecknat av att den gångforsedda komponenten är ett lagerlock (10).

8. Styrspindelarrangemang enligt något av föregående krav, kånnetecknat av att friktionselementet (21) år anpassat att anordnas i kontakt med en ändyta (2a1) hos spindelbulten (2).

9. Styrspindelarrangemang enligt något av föregående krav, kånnetecknat av att det forsta lagret är ett nållager

10. Styrspindelarrangemang enligt något av föregående krav, kånnetecknat av att det innefattar ett axiallager (12) som år anordnat i en axiell position mellan en yta hos axeltappen (3) och en yta hos axelhalken (1).