NO148346B - Elektrisk isolert svivel elektrisk isolert svivel. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen gjelder en kulelagersvivel av den typen

som er angitt i innledningen til patentkrav 1.

Det har lenge vært kjent å benytte slike svivler for å muliggjøre innbyrdes rotasjon eller vridning mellom to sammen-koblete deler, f.sk:. en krankrok med hengende last og en kjetting eller stålline som bærer kroken. Disse svivlene kan være av kule- eller glidelagertypen. Svensk mønsterregistrer-ing nr. 20.991 viser et eksempel på en slik kulelagersvivel.

Det har også vært kjent i lang tid (US-patentskrift nr. 2.897.257) å isolere en krankrok fra stållinen, kjettingen, wiren e.l. som kroken henger i, ved hjelp av et isolerende ledd eller kobling som er innsatt mellom kroken og stållinen. Den isolerende koblingen skal i første rekke forhindre at

en person som med hensikt eller utilsiktet kommer i berøring med kroken eller i denne hengende, elektrisk ledende gjenstander, får et farlig elektrisk støt, hvis den elektrisk ledende stållinen e.l., som bærer kroken, tilfeldigvis skulle komme i kontakt med en eventuell høyspent elektrisk luftled-ning. DE-AS 1.031.591 gjelder en svivel med isolerende mellomlegg eller -ringer, men disse har ikke til formål å isolere svivelens hoveddeler fra hverandre. Disse hoveddelene er ved den kjente løsningen elektrisk ledende forbundet med hverandre.

På grunnlag av denne teknikks tidligere standpunkt tar oppfinnelsen primært sikte på å skaffe en elektrisk isolerende kulelagersvivel med mangesidige anvendelsesmuligheter, hvilken svivel har to innbyrdes lett vri- eller roterbare deler.

Dette er oppnådd ved at svivelen er utført i samsvar med den karakteriserende del av patentkrav 1.

Svivelen ifølge oppfinnelsen eliminerer risikoen for elektriske støt for de personer som håndterer gjenstander hengende i krok, og hvor krokkjetting eller -line tilfeldigvis er blitt strømførende, vil svivelen på grunn av sin spe-sielle utførelse være velegnet for bruk i forbindelse med buesveising av gjenstander som henger i krok, fordi svivelen forhindrer at det oppstår vagabonderende strømmer gjennom krok, stålline, elektrisk taubane osv.. Svivelen ifølge oppfinnelsen tvinger altså sveisestrømmen til å gå rett vei,

og svivelen fjerner derved faren for svekking av krankjetting eller line- ved uønsket anløping eller annen varmepåvirkning. Svivelen ifølge oppfinnelsen kan også med fordel benyttes i kjemiske industrier hvor det forekommer elektrolytiske pro-sesser, spesielt innen aluminiumsindustrien, hvor man ofte har behov for å utføre løft i elektrolytiske bad.

Ved en foretrukket utførelsesform er det i kraftover-føringsanordningen mellom toppdelen og husdelen, som ved sin ytre, åpne ende har en innvendig, ringformet bærering, inn-lagt en isolerende foring, som stort sett dekker de såvel aksialt som radialt forløpende indre flatene av bæreringen, mellom denne og en kulelagerring med en første løpeflate for kulene, hvilken løpeflate er stort sett vendt mot den skål-formete husdelens bunn eller indre ende, idet det for kulene er utformet en andre løpeflate på tappdelen, hovedsakelig dia-metralt overfor den første løpeflaten med hensyn på kulene.

Andre trekk ved kulelagersvivelen ifølge oppfinnelsen og fordeler med denne framgår av følgende detaljbeskrivelse og tegningene, som skjematisk viser utførelsesformer for oppfinnelsen som eksempler.

Fig. 1 viser en kulelagersvivel av vinkelkontakttypen og utført i samsvar med oppfinnelsen sett delvis i aksialt lengdesnitt, delvis i oppriss,

fig. 2 viser svivelens husdel ifølge fig. 1, sett i partielt aks ialsnitt,

fig. 3 viser svivelens bærering ifølge fig. 1, sett i grunnriss ,

fig. 4 er et sideriss som tilsvarer fig. 3,

fig. 5 viser et halvt aksialt lengdesnitt som tilsvarer fig.

3 og 4,

fig. 6 er et halvt grunnriss av foringa i svivelen ifølge fig. 1,

fig. 7 viser et halvt aksialsnitt gjennom foringa tilsvarende fig. 6,

fig. 8 viser et grunnriss av kulelagerringen i svivelen i-følge fig. 1,

fig. 9 viser kulelagerringen i fig. 8 i halvt sideriss og halvt aksialsnitt,

fig. 10 viser tappdelen i svivelen ifølge fig. 1 i partielt sideriss,

fig. 11 viser et grunnriss av det isolerende bunnmellomleg-get i svivelen i fig. 1,

fig. 12 viser et aksialsnitt gjennom mellomlegget ifølge fig. 11,

fig. 13 viser et utspilt perspektivriss av kulelagersvivelen ifølge fig. 1,

fig. 14 viser et aksialt delsnitt gjennom en modifisert, kulelagersvivel, hvilket tilsvarer den venstre halvdelen av fig. 1,

fig. 15 og 16 viser to modifiserte utførelsesformer for den isolerende foringa, sett i grunnriss,

fig. 17 viser ytterligere ei modifisert foring i utspilt perspektivriss,

fig. 18 viser et aksialt delsnitt gjennom en kulelagersvivel med enda en modifisert isolerende foring,

fig. 19 viser et utspilt perspektivriss av den tredelte foringa ifølge utførelsesformen i fig. 18, mens fig. 20 viser på samme måte som fig. 14 et delsnitt gjennom en annen utførelsesform for svivelen, som her har et rent aksiallager.

I samtlige figurer betegner én og samme henvisningsbe-tegnelse gjennomgående samme eller analoge deler. Hoveddelene av kulelagersvivelen i samsvar med oppfinnelsen er en stort sett skålformet husdel 1 (fig. 1,2 og 13) og en tapp-del 2 (fig. 1,10 og 13).

Husdelen har tilkoblingsorgan, som i den viste utførel-sesformen består av ett, to eller flere ører 3 med koaksiale hull 4 for en ikke vist tapp for kobling av husdelen 1 til et kjettingledd, en krok eller liknende. Huset 1 har innvendig en stort sett plan bunn 5 (fig. 2) og er ved sin åpne ende utformet med innvendige gjenger 6 med innerdiameter d^. Med 7 betegnes et hull for tilførsel av eventuelt isolerende smøremiddel.

Til huset 1 hører også en utvendig gjenget bærering 8 (fig. 1,2,3,5,13), som samvirker med gjengene 6 og som har en plan indre endeflate. Ringen 8 har innerdiameter å^, ytterdiameter d^ (noe mindre enn d^) og høyde a^ (i kulelagersvivelens rotasjonsakseretning). Bæreringen har minst én boring 9 (to i utførelseseksemplet) for en stoppeskrue 10 (fig. 1), som tjener til fastlåsing av bæreringen 8 i om-dreiningsretningen etter at den er skrudd inn i husdelen 1. For bekvem inn- og utskruing av bæreringen 8 er den utformet med to innbyrdes diametrale avfasinger 11. Bæreringens såvel aksialt som radialt indre flater er (ved montert kulelagersvivel) dekket av en isolerende foring (fig. 1,6,7,13), som generelt er betegnet med 12 og som fortrinnsvis består av plast eller keramisk materiale. I utførelsesformen i fig. 1 består foringa 12 av to identisk like halvdeler, som ligger på hver sin side av et diametralplan. Fig. 6 og 7 viser den ene foringshalvdelen. Den sammensatte bøssingen består av en sirkulær sylinderring eller rørformet del 13, som er koaksial med kulelagersvivelens rotasjonsakse (med svivelen i montert stand) og med en radialt utadrettet flens 14 ved den rørformede delens indre erde. Som angitt i fig. 6 og 7 har den rørformede delen 13 en innerdiameter (drygt) d^ og ytterdiameter (knapt) d£ samt høyde a2 i aksialretningen. Flensens 14 ytterdiameter er d^.

Rett innenfor den aksialt sett indre endeflaten av den isolerende foringas 12 flens 14 finnes en kulelagerring 16 (fig. 1,8,9,13), som er koaksial med husdelen 1, tappdelen

2, bæreringen 8 og foringa 12. Lagerringen 16 har en konkav løpeflate 17, som er vendt mot husdelens 1 tilkoblingsorgan 3,4 for kulelagersvivelens kuler 18. Lagerringens innerdiameter tilsvarer omtrent og ytterdiameteren d^. Ytterdiameteren kan fortrinnsvis være noe mindre enn d^, for å sikre at avstanden mellom kulelagerringens utadrettete og husets innadrettete flater er tilstrekkelig stor for at det skal unngås elektrisk kontakt eller overslag.

Det er av vesentlig betydning at foringa 12 ikke rote-rer eller vrir seg omkring kulelagersvivelens akse. Av denne årsak kan eventuelt de flater på den rørformede delen 13 og/ eller på flensen 14 som er vendt mot bæreringen 8 forsynes med (ikke viste) rifler eller liknende, som samvirker med og griper inn i tilsvarende (ikke viste) rifler eller liknende organer på de flater av ringen 8 som vender mot foringa 12.

I tillegg til dette eller istedenfor kan motstående flater på henholdsvis flensen 14 og kulelagerringen 16 eventuelt utformes med (ikke viste) samvirkende og innbyrdes inngripende rifler eller liknende.

Kulelagersvivelens andre hoveddel, tappdelen 2 (fig. 1, 10,13) omfatter tilkoblingsorgan, som i likhet med husets tilkoblingsorgan består av et, to eller flere ører 20 med innbyrdes koaksiale hull 21 for en ikke vis^bolt eller aksel, en skaftdel, som i sin helhet er betegnet med 22 og som rag-er inn i husdelen 1, samt en flens 23 (ikke vist i fig. 13) mellom tilkoblingsorganet 20,21 og skaftdelen 22, idet flensen 23 slutter seg til husdelens 1 munning. Nærmest flensen 23 omfatter skaftdelen 22 et ytre, stort sett sirkulært sylinderparti 24 med diameter d^ (fig. 10), et relativt husdelen 1 indre, stort sett sirkulært sylinderparti 25 med diameter å^, samt en konkav løpeflate 26 mellom de sylindriske partiene 24,25. Den samlede aksiale høyde av løpeflaten 26 og det ytre, sylindriske partiet 24 er a^.

Mellom den indre endeflaten av skaftets 22 sylindriske del 25 og husdelens 1 bunn er anbragt et mellomlegg 28 (fig. 1,11,12,13), som fortrinnsvis er sirkulært og har en diameter som er lik eller noe mindre enn å^- Mellomlegget 28 har til oppgave å sikre at delene 1 og 2 ikke kommer i berøring med hverandre på dette sted.

Ved montering av svivelen, hvor samtlige foranbreskrevne deler, med unntak av den isolerende foringa 12 og mellomlegget 28, er av metallisk, elektrisk ledende materiale, fortrinnsvis legert stål, tres først bæreringen 8 over tappdelens skaft 22 inntil ringen hviler mot tappdelens flens 23. Deretter settes de to halvdelene av den isolerende foringa 12 sammen til en hel ring rett overfor skaftets 22 løpeflate 26, hvilket er mulig fordi avstanden a, (fig. 10) er større

Nei V

enn summenX avstandene a^ (fig. 4) og & 2 (fig- > hvoretter den ringformete foringa 12 forskyves aksialt nedover i fig. 1, slik at foringas rørformete del 13 blir liggende mellom skaftet 22 og bæreringen 8 samt fyller helt ut det radielle mellomrommet mellom dem. Deretter anbringes kulerlagerringen 16 ovenpå foringas 12 flens, hvilket er mulig fordi ringens 16 innerdiameter er litt større enn det indre skaftpartiets 25 diameter d2« Senere innpasses kulene 18, som i den viste utførelse er syv i antall, i spalten mellom løpeflatene .17 og 26 på henholdsvis kulelagerringen 16 og skaftet 22, og så anbringes mellomlegget 28 på den sylindriske skaftdelen 25. De på denne måten monterte deler settes til slutt sammen med husdelen 1, som tres over dem fra "skaftenden", hvilket er mulig fordi innerdiameteren d^ for husdelens 1 gjenger er noe større enn d^. Ved hjelp av en passende skrunøkkel skrues deretter bæreringen inn med gjengene 6 i inngrep med gjengene i husdelen 1, inntil mellomlegget 28 er trykket fast mellom skaftets endeflate og husets 1 bunn. For å skape en passe li-ten klaring, vris bæreringens 8 gjenger eksempelvis 1/4 om-dreining tilbake, hvoretter bæreringen låses ved at stopp-skruen 10 skrues inn i bæreringens boring 9. Låsingen kan og-så skje på annen passende måte.

Løpeflatene 17,26 er fortrinnsvis således plassert og utformet at en linje gjennom sentrum for husdelens 1 opp-hengningsorgan (angrepspunktet for den ytre kraft som virker på husdelen 1) og hver kules sentrum skjærer de to løpeflat-ene 17,26 og den isolerende foringas 12 radiale flens 14.

Ved betraktning av kraftoverføringen fra skaftet 22 via dets konkave kuleløpeflate 26 gjennom kulene 18 til kulelagerringens 16 sfæriske konkave løpeflate 17 via ringens ned-re flate gjennom foringshalvdelens flens 14 via bæreringens 8 øvre, plane flate gjennom gjengeforbindelsen 6 i ringens ytterflate over i huset 1, finner man at den kritisk dimen-sjonerte delen er foringshalvdelen 12. Materialet i foringshalvdelen 12 tillater ikke så høye flatetrykk som metalliske materialer. Det er derfor ønskelig at den effektivt belast-ningsoverførende flaten fra kulelagerringen 16 aksialt til bæreringen 8 blir så stor som mulig. Størrelsen av denne flate bestemmes av to konsentriske sirkler med diametrene d^

og d2.

Man ønsker derfor en så stor verdi for d^ og en så lit-en verdi for d2 som mulig, for å oppnå optimal lastekapasi-tet ved faste yttermål for huset 1 og tappen 2.

I fig. 14 vises i partielt, aksialt lengdesnitt en modifisert kulelagersvivel, hvor den isolerende foringa 12 er utført i ett stykke istedenfor å være todelt som ved den før-ste utførelsesformen. For at foringa skal kunne tres over skaftets ende 25, hvilket det tas sikte på i dette tilfelle, har foringa 12 en innerdiameter d^, som er noe større enn d2. Den isolerende foringas sylindriske del 13 har en diameter dg, som er omtrent like meget størreVdj. som d2 er større enn d^. Flensen 14 på foringa ifølge fig. 14 har en ytterdiameter dy, som er noe mindre enn d^ og omtrent lik d^, for å mu-liggjøre montering av svivelen. I dette tilfelle blir den effektivt lastoverførende flaten av den isolerende foringa

hvilket er mindre enn i utførelsesformen ifølge fig. 1. Ut-førelsesformen i fig. 14 gir følgelig lavere lastkapasitet ved samme dimensjoner for huset 1 og samme tillatte mekanis-ke trykkbelastning på den isolerende foringa 12.

Fig. 15 og 16 viser i grunnriss to modifiserte utførel-sesformer for den isolerende foringa 12, som her er delt langs radialplan i henholdsvis tre og fire deler 12a, 12b, 12c og 12a, 12b,12c,12d, som etter montering danner en sammensatt ringformet flens.

I samsvar med enda en utførelsesform kan den isolerende foringa 12 være delt på en slik måte at den rørformede delen 13 og flensen 14, slik som vist i fig. 17, utgjør separate deler, som hver for seg kan bestå av ett stykke 14 eller væ-re delt i flere deler 13a,13b langs radialplan, slik fig. 17 viser.

Som vist skjematisk i fig. 18 og 19 kan den rørformede delen 13 være delt i to eller flere deler i aksial retning. Disse delene holdes fast hver for seg i spor, henholdsvis 33 og 34 i skaftpartiet 24. I denne utførelsen behøver ikke det radiale mellomrommet mellom skaftpartiet 24 og bæreringens 8 indre flate fullstendig utfylling.

Ved de utførelsesformer, hvor foringas 12 flensformede del 14 og rørformede del 13 er atskilt, avviker monteringen noe fra den foran beskrevne monteringsmåte. Således plasse-res de rørformede delene 13 respektive 13a og 13b først i stilling omkring skaftpartiets 24 mantelflate. Deretter skyv-es bæreringen 8 aksialt på plass over skaftpartiet 24. Så anbringes foringas 12 flensformede del 14, bæreringens 8 plane, indre endeflate, hvoretter kulelagerringen 16 legges på plass. Etter dette er rekkefølgen ved monteringen identisk med den tidligere beskrevne utførelse.

Fig. 20 viser nok en variant, hvor kulelageret ikke er av vinkelkontakttypen, men er et rent radiallager. I fig. 20 er tappdelens skaft 22 sylindrisk med rent sirkulært tverr-snitt. Ved sin indre ende, som tilsvarer delen 25 i fig. 1 og 10, er skaftet utformet med gjenger 30, på hvilke det er påskrudd en annen, innvendig gjenget kulelagerring 31.

Ifølge oppfinnelsen er i samtlige tilfelle tappdelen 2, kulene 18 og kulelagerringen 16 henholdsvis 16 og 31 elektrisk isolert fra bæreringen 8 og husdelen 1 ved den todelte, sammensatte respektive i ett stykke utførte foring 12.

De viste og beskrevne utførelsesformer er eksempler på oppfinnelsens utførelse og kan modifiseres med hensyn på de-taljene innenfor rammen for etterfølgende patentkrav. Eksempelvis kan det utformes nye utførelsesformer innenfor rammen for patentkravene på basis av kombinasjoner av trekk ved de beskrevne utførelseseksempler.

Claims (15)

1. Elektrisk isolert svivel,omfattende et generelt klokkeformet hus (1) med et festeorgan (3,4) ved sin lukk-ede ende og et tapporgan (2) som har et andre forbindelses-organ (20,21) ved den ende som vender bort fra huset (1) og ved sin andre ende en stamme (22) med en ytre del (24) og en innsnevret mellomdel med mindre diameter enn i det minste den indre del og eventuelt også den ytre del,idet denne tapp-del der opplagret hovedsaklig uforskyvbart i retningen for rotasjonsaksen til svivelen i det klokkeformete huset (1) ved hjelp av et rullingslager hvis rulleelementer (18) i det minste delvis trenger inn i det radiale rom umiddelbart utenfor den innsnevrete del,hvor tapporganet (2) blir holdt aksialt på plass ved inngrep av den indre del (25) utenfor rulleelementene (18) og av en bærering (8),som er løsbart festet på innsiden av huset (1) utenfor den første del (24) av stammen (22).hvilken bærering har en indre diameter som er betydelig mindre enn den minste diameter til den innsnvrete del pluss det dobbelte av diameteren til rulleelementene (18) i lageret, karakterisert veri at tapporganet (2) er elektrisk isolert fra huset (1) med ei isolerende foring (12) omfattende en sylindrisk,rørformet del (13),som isolerer bæreringen (8) fra stammen (22) og en radial flensdel (14),som isolerer bæreringen fra lageret.

2. Svivel i samsvar med krav l,karakteri sert ved at foringa (12) består av en eneste del.

3. Svivel i samsvar med krav 1, karakter i sert ved at foringa (12) er sammensatt av to innbyrdes like deler,som ligger på hver sin side av et dimetralplan.

4. Svivel i samsvar med krav 1, karakteri sert ved at foringa er sammensatt av tre eller flere deler (12a-12d),som ligger fordelt rundt omkretsen.

5. Svivel i samsvar med krav 1, karakteri sert ved at flensen (14) og den rørformede del (13) er to separate deler.

6. Svivel i samsvar med krav 5, karakteri sert ved at den rørformete delen (13) er sammensatt av minst to deler (13a,13b) som er adskilt fra hverandre ved aks ialplanet.

7. Svivel i samsvar med krav 6, karakteri sert ved at den reSrformede delen er erstattet av flere koaksiale, ringer (13a,13b),som er anordnet med innbyrdes mellomrom.

8. Svivel i samsvar med krav 4,karakteri sert ved at de deler av foringa (12) som dekker bæreringens (8) radialt indre flate,utfyller stort sett hele det radiale mellomrommet mellom bæreringen (8) og- tappens skaft (22).

9. Svivel i samsvar.med krav 3, karakteri sert ved at innerdiameteren (d^) til. foringa (12) er mindre enn diameteren (d2) av skaftets (22) sylindriske endeparti (25) som ligger innerst i forhold til husdelen (1).

10. Svivel i samsvar med krav 9,karakteri sert ved at den samlete aksiale utstrekning (a^) av skaftets aksialt ytre parti (24) og den mellomliggende del er større enn den samlete aksiale utstrekning (a^+a2) av bæreringen (8) og foringa (12)

11. Svivel i samsvar med krav 10, karakteri sert ved at stammens (22)- hovedsaklige sirkelsylindriske parti (24) har en diameter (d-^) som er omtrent lik foringa (12) sin innerdiameter og mindre enn diameteren (d2) til det, indre hodepartiet. (2 5).

12. Svivel i samsvar med krav 1, k a r a k t e r i sert ved at en kule-eller rullel.agerr.ing (16) med en løpe-flate (17),som er rettet i det vesentlige mot husdelens (1) indre,lukkete ende,er anbragt mellom kulene (18) eller rullene i lageret og den indre enden av foringa (12) i forhold til huset (1) .15.

Svivel i samsvar med krav 12, karakteri sert ved at foringa (12) er låst i dreieretningen i forhold til bæreringen.(8) og/eller.lagerringen (16) ved hjelp av innbyrdes inngripende rifler eller lignende.

14. Svivel i samsvar med"krav .10, karakteri sert ved at et isolerende mellomlegg (28) er lagt inn mellom husdelens (1) indre bunn og den ende (25) av skaftet som ligger nærmest, husdelen.

15. Svivel i samsvar med krav 4,12 og 13, k a r a kterisert ved at foringa (12) er slik utformet og plassert i svivelen at ei linje gjennom husdelens (1) tilkoblingsorgan (3,4) og hver kules (18) sentrum skjærer de to løpeflatene (17,26) og dessuten passerer gjennom den radiale endeflens (14) i foringa.