CZ2007584A3 - Spojení unašcu hrídele s kompozitní spojovací trubkou - Google Patents

Abstract

Spojení (4) unašecu hrídele s kompozitní spojovací trubkou je vytvoreno jako dvojite preplátovaný nerozebíratelný spoj. Konce kompozitní spojovací trubky (3) s osove soumerným profilem jsou zasunuty a vlepeny do obvodových spár vytvorených mezi kroužky (6,7) pripevnenými ke spojovaným unašecum (1,2).

Description

Vynález se týká spojení unašečů hřídele s kompozitní spojovací trubkou, využitelné zvláště u pohonů dopravních a transportních zařízení a hnaných agregátů.

Dosavadní stav techniky

Podle známého stavu techniky je spojení kovových a kompozitních částí hřídele pro přenos kroutícího momentu řešeno jako jednoduché přeplátování, kde k vlastnímu přenosu kroutícího momentu je použito třecího, tvarového, lepeného spojení, nebo jejich kombinace.

Z patentové přihlášky DE3230116A1 „Připojovací spoj pro hnací, nebo hnaný dutý hřídel z kompozitu“ je známo tvarové spojení umělohmotného, uhlíkatými vlákny vyztuženého dutého hřídele s kovovým čepem pro přenos kroutícího momentu. Dutý hřídel má po celé délce konstantní polygonální profil se zaoblenými hranami. Do konce dutého hřídele je těsně nasunut kompatibilní konec připojovaného čepu. Alternativně může být dutý hřídel s čepem navíc slepen. Oblast spojení čepu s hřídelem může být na povrchu zesílena dalšími, s předpétím navinutými vrstvami uhlíkatých vláken.

Za nevýhodu může být považováno vedle obtížnějšího opracování spojovaných součástí také zvýšení pracnosti způsobené dodatečným navíjením a vytvrzováním zesíleni na prakticky sestavený hřídel.

V patentové přihlášce EP 0318818 „Zařízení s lepeným spojením náboje a hřídelového čepu“ je popsáno provedení lepeného spoje jednoduchým přeplátováním. Na válcový hřídelový čep je nasunut konec kompozitní spojovací trubky. Na čepu jsou provedeny dva centrovací a těsnící nákružky, na které je kompozitní trubka nasunuta s předpětím. Mezi nákružky jsou vytvořeny válcové nebo kuželové plochy, směrem ke konci čepu se zmenšujícím se průměrem. Plochy tak vytvářejí mezi čepem a vnitřním povrchem trubky štěrbiny, směrem od konce čepu, se vzrůstajícím hydraulickým odporem při zatékání lepidla. Na konci trubky jsou v ní vytvořena krátká podélná vybrání pro přebytečné lepidlo.

Nedostatkem tohoto provedení je pravděpodobně relativně větší spotřeba lepidla a při jeho větší tloušťce možnost porušení.

Podstata vynálezu

Nedostatky dosavadního stavu techniky odstraňuje a částečně zlepšuje spojení unašečů hřídele s kompozitní spojovací trubkou podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že konce kompozitní spojovací trubky s osově souměrným profilem jsou zasunuty a vlepeny do obvodových spár vytvořených na spojovaných koncích unašečů, přičemž spojení je vytvořeno jako dvojitě přeplátovaný nerozebiratelný lepený spoj.

Obvodové spáry jsou vytvořeny mezi vnitrním a vnějším kroužkem připevněným ke spojovaným koncům unašečů.

Pro uložení a zajištění souososti kroužků a pro nasunutí kompozitní spojovací trubky jsou na koncích unašečů upravena osazení. Kroužky jsou před připojením definitivně opracovány a k unašečům nerozebiratelně připojeny. Souosost lepených ploch kroužků je zajištěna nalisováním na upravená osazení. Souososti lepených ploch kroužků lze dosáhnout také ustavením jejich polohy před připojením k unášečům pomocí přípravků.

Za účelem zlepšení přenosu kroutícího momentu může mít osově souměrný průřez spojovací trubky tvar kruhu, tvar tvořený dvěma polokruhovými oblouky o průměru b se středy vzdálenými o rozteč a , tvar elipsy s osami x, y, nebo tvar n-úhelníku se zaoblenými vrcholy.

U průřezu spojovací trubky ve tvaru tvořeném dvěma polokruhovými oblouky je rozteč středů a = (0,001 až 0,500) b.

Eliptický průřez je definován poměrem os x: y = 0,500 až 0,999 Konce spojovací trubky jsou mechanicky obrobeny do kompatibilního tvaru se spárou, přičemž tloušťka stěny spojovací trubky v oblasti lepeného spoje se mění. Tím je dosaženo zlepšení spojení jednotlivých vrstev vinutí spojovací trubky s vnitřními plochami obvodové spáry.

Toto spojení je možné v případě unašečů hřídele vyrobených z kovu nebo z plastu.

Přehled obrázků na výkresech

Podstata vynálezu je blíže objasněna na výkresech, kde na obr. 1 je schematický podélný řez hřídelem, na obr. 2 je příčný řez B.1, ΒΊ, na obr. 3 je příčný řez B'2, na obr.4 je příčný řez B'3, na obr.5 je příčný řez B'4, na obr.6, obr.7, obr.8 a obr 9 je schematický podélný řez hřídelem s různě vytvořenou obvodovou spárou, na obr. 10 je schématický podélný řez hřídelem s vloženými přípravky pro vytvoření obvodové spáry.

Příklad provedení vynálezu

Příklad 1

V příkladu je popsáno spojení unašečů hřídele s kompozitní spojovací trubkou podle vynálezu. Hřídel je určen pro pohon transportního agregátu. Unašeč 1 je tvořen vidlicí kardanova kloubu. Na jeho válcovém konci spojovaném s kompozitní spojovací trubkou 3 jsou za sebou vytvořena osazení 8 pro nalisování vnějšího kroužku 7, osazení 9 pro nasunutí spojovací trubky 3 a osazení 10 pro nalisování vnitřního kroužku 6. Vnitřní povrch vnějšího kroužku 7, povrch osazení 9 a vnější povrch vnitřního kroužku 6 tvoří obvodovou spáru. Čelní plochy kroužků 6 a 7 jsou k vidlici přivařeny. Nasunutím konce kompozitní spojovací trubky 3 do spáry a vytvrzením lepidla je vytvořen dvojitě přeplátovaný nerozebiratelný spoj 4. Připojovací unašeč 2 je tvořen dutým čepem 2 s jedním koncem upraveným pro připojení ke hnacímu stroji. Druhý konec je upraven pro vytvoření dvojitě přeplátovaného spoje 4 tak, že má vnější průměr stejný jako průměr osazení 9 na spojovacím unašeči 1. Následující osazení 10 slouží k nalisování vnitřního kroužku 6. Vnější kroužek 7' je opatřen na vnitřním povrchu obvodovým nákružkem s výškou rovnající se tloušťce stěny spojovací trubky 3 a je po nalisování na vnější průměr dutého čepu k němu přivařen.

V tomto příkladu má kompozitní spojovací trubka 3 příčný průřez kruhový. Je však možné při změně profilu vnějšího a vnitřního kroužku 6,7a příslušných osazení použít spojovací trubku s kterýmkoliv průřezem znázorněným na obr. 3,4 a 5.

Úzká obvodová mezikruhová spára plní funkci jak zvýšení stykové plochy lepeného spoje, tak funkci pro správné ustavení polohy při lepení a současně je ochranou před vnějšími vlivy prostředí při provozu.

Výroba obvodové spáry pro vytvoření dvojité přeplátovaného spoje je s výhodou řešena jako svařenec, kde vnější a vnitřní kroužek je . spojen svárem před vlastním lepením. Přičemž souososti lepených ploch kroužků lze dosáhnout nalisováním kroužků na konce unášečů s upraveným osazením, nebo ustavením jejich polohy před připojením(provedením nerozebíratelného spojení) k unášečům například pomocí přípravků 11 a 12, jak je znázorněno na obr. 10.

Výhodou použití dvojitého přeplátovaného lepeného spoje podle technického řešení je zvýšený přenášený kroutící moment, podstatné snížení hmotnosti, momentu setrvačnosti a zmenšení rotačních průměrů.

Příklad 2

V příkladu znázorněném na obr.6 je popsáno spojeni unašeče hřídele s kompozitní trubkou podle technického řešení. Unašeč 111 je tvořen přírubou 111.1, jejíž krk 111.2 má na vnějším povrchu vytvořeno osazení 811, za nímž je povrch opracován na délce L2 do kuželové plochy pod úhlem β. Na osazení 811 je nalisován kompletně opracovaný vnější kroužek 711, jehož vnitřní povrch je opracován v délce L1 do kuželové plochy pod úhlem a. Potom je kroužek 711 ke krku 111.2 příruby přivařen. Do vytvořené obvodové spáry je zasunut a vlepen se spárou kompatibilně opracovaný konec kompozitní trubky 311.

V tomto příkladu má kompozitní spojovací trubka 311 příčný průřez kruhový. Je však možné při změně profilu vnějšího kroužku 711 a krku 111.2 použít spojovací trubku 3.1 s kterýmkoliv průřezem znázorněným na obr. 3,4 a 5.

Příklad 3

V příkladu znázorněném na obr.7 je popsáno spojení unašeče hřídele s kompozitní trubkou podle technického řešení. Unašeč je tvořen přírubou 112, jejíž krk 112.2 má směrem od listu 112.1 vnitrní průměr shodný s průměrem osazení 812 a za ním je vnitřní povrch v délce L1 opracován do. kuželové plochy pod úhlem a.

List příruby Γ.2.1 má vytvořen výkružek, do něhož zapadne po nalisování vnitřního kroužku 6'.2 vnější nákružek 6'.2.1, jímž je vnitřní kroužek 6',2j opatřen. Vnitřní kroužek 6'.2 má za vnějším nákružkem 6'._2.1 válcovou plochu s průměrem shodným s průměrem osazení 8'.2 a za ním je v délceJ

L2 opracován do kuželové plochy pod úhlem β. Vnitřní kroužek 6'.2 je poj nalisování svým vnějším nákružkem 6'.2.1 svařen s listem 1\2.1 příruby.

Do obvodové spáry mezí kuželovými povrchy krku 1'2.2 příruby 1 '.2 a vnitřního kroužku 6'.2 ie zasunuta a vlepena svým kompatibilním koncem kompozitní spojovací trubka 3'2.

V tomto příkladu má kompozitní spojovací trubka 3'.2 příčný průřez vytvořený dvěma polokruhovými oblouky s průměrem b a se středy o rozteči a podle obr. 3. Je však možné při změně profilu vnitřního kroužku 6'.2 a krku 1'.2.2 příruby použít spojovací trubku s kterýmkoliv průřezem znázorněným na obr. 2,4 a 5.

Příklad 4

V příkladu znázorněném na obr. 8 je popsáno spojení unašeče hřídele s kompozitní trubkou podle technického řešení.

Unašeč je tvořen přírubou Γ.3 , na jejímž krku Γ.3.2 je uvnitř vytvořen obvodový válcový úsek s průměrem shodným s průměrem obvodového osazení 8'.3, do nějž je nalisován vnitřní kroužek 6'.3, který je za válcovou plochou opracován v délce L2 do kuželové plochy pod úhlem β. Na konec válcového úseku vnitrního kroužku 6'.3 je nalisován vnější kroužek 7'.3 jehož vnitřní povrch je v délce L1 opracován do kuželové plochy pod úhlem a. Vnitřní kroužek 6'.3 ie opatřen nákružkem 6'.3.1 , který po nalisování zapadne do výkružku v listu Γ.3.1 příruby a je tam přivařen. Vnější kroužek 7'.3 je přivařen ke krku Γ.3.2. Do obvodové spáry vytvořené kuželovými plochami vnějšího a vnitřního kroužku 6'.3 a 7'.3 je zasunuta a vlepena svým kompatibilním koncem kompozitní spojovací trubka 3'.3.

V tomto příkladu má kompozitní spojovací trubka 3'.3 příčný průřez ve tvaru elipsy s osami x, y Jak je znázorněn na obr.4. Je však možné při změně profilu vnitřního kroužku 6'.3 , vnějšího kroužku 7'.3 a krku 1'.3.2 použít spojovací trubku s kterýmkoliv průřezem znázorněným na obr. 2, 3 a 5.

Příklad 5

V příkladu znázorněném na obr.9 je popsáno spojení unašeče hřídele s kompozitní trubkou podle technického řešení.

Unašeč je tvořen přírubou Γ.4 na jejímž krku 1',4.2 je směrem od listu Γ.4.1 příruby vytvořeno osazení 8'.4 , na nějž je nalisován a přivařen vnější kroužek 7'.4 . Za osazením 8'.4 je vnitřní povrch vnějšího kroužku 7'.4 opracován v délce L1 do kuželové plochy pod uhlem a . Za osazením 8'.4 je osazení 10'.4 , na které je nalisován a přivařen vnitřní kroužek 6'.4, jehož vnitřní povrch je v délce L2 opracován do kuželové plochy pod úhlem β. Do obvodové spáry vytvořené kuželovými plochami vnitřního kroužku 6'.4 a vnějšího kroužku 7',4 je zasunuta a vlepena svým mechanicky opracovaným koncem kompozitní spojovací trubka 3'.4.

V tomto příkladu má kompozitní spojovací trubka 3'.4 příčný průřez ve tvaru pravidelného šestiúhelníka se zaoblenými hranami podle obr.5. Je však možné při změně profilu vnějšího kroužku 7\4, vnitřního kroužku 6'.4 a krku 1 '.4.2 použít spojovací trubku s kterýmkoliv průřezem znázorněným na obr. 2,3 a 4.

Průmyslová využitelnost

Řešení podle vynálezu je využitelné ve strojírenství při výrobě hnaných nebo hnacích hřídelů v dopravních zařízeních.

Claims (11)

1. Spojení unašečů hřídele s kompozitní spojovací trubkou vyznačené tím, že konce kompozitní spojovací trubky (3) s osově souměrným profilem jsou zasunuty a vlepeny do obvodových spár vytvořených na spojovaných koncích unašečů (1,2), přičemž spojení (4) je vytvořeno jako dvojitě přeplátovaný nerozebíratelný lepený spoj.

2. Spojení unašečů podle nároku 1, vyznačené tím, že obvodové spáry jsou vytvořeny mezi kroužky (6,7) připevněnými ke spojovaným koncům unašečů (1,2).

3. Spojení unašečů podle nároku 1 a 2, vyznačené tím, že na spojovaných koncích unašečů (1,2) jsou vytvořena osazení (8,9,10) pro nalisováni vnitřního kroužku (6) a vnějšího kroužku (7) a pro nasunutí kompozitní spojovací trubky (3).

4. Spojení unašečů podle nároku 1 až 3, vyznačené tím, že kroužky (6,7) jsou před připojením definitivně opracovány, přesně polohově ustaveny pomocí nalisováni nebo přípravků a k unašečům (1,2) nerozebíratelně připojeny.

5. Spojení unašečů podle nároku 1 až 4, vyznačené tím, že osově souměrný průřez spojovací trubky (3) má tvar kruhu, tvar tvořený dvěma polokruhovými oblouky o průměru b se středy vzdálenými o rozteč a , tvar elipsy s osami x, y, nebo má tvar n-úhelníku se zaoblenými vrcholy.

6. Spojení unašečů podle nároku 5, vyznačené tím, že u průřezu spojovací trubky ve tvaru tvořeném dvěma polokruhovými oblouky je rozteč středů a = (0,001 až 0,500) b.

7. Spojení unašečů podle nároku 5, vyznačené tím, že eliptický průřez je definován poměrem os x:y = 0,500 až 0,999.

8. Spojení unášečů podle nároku 1 až 7, vyznačené tím, že konce spojovací trubky jsou mechanicky obrobeny do kompatibilního tvaru se spárou.

9. Spojeni unášečů podle nároku 8, vyznačené tím, že konce spojovací trubky v oblasti lepeného spoje mají délky L1 a L2, které jsou definovány: L1=L2 nebo L1>L2 neboL1<L2.

10. Spojeni unášečů podle nároku 8 a 9, vyznačené tím, že tloušťka stěny spojovací trubky (3) se v oblasti lepeného spoje mění.

11. Spojení unašečů podle nároku 1 až 10, vyznačené tím, že unašeče hřídele jsou vyrobeny z kovu nebo z plastu.