SK278054B6 - Self-safety matrix - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka vylepšenej samopoisťovacej matice, ktorá má dutý valcový koniec stláčaný vonkajšou skrutkovou pružinou.

Doterajší stav techniky

Známe sú niektoré typy samopoisťovacích matíc, ktoré majú v podstate valcový koniec, do ktorého sú z jeho čelnej plochy vytvorené radiálne zárezy, ktoré tento valcový koniec rozdeľujú na segmenty s priečnym prierezom v tvare medzikruhovej výseče, ktoré sú vhodné na pružné stláčanie radiálne pôsobiacou vonkajšou skrutkovou pružinou.

K tomu sa vzťahuje v prvom rade samopoisťovacia matica opísaná v americkom patentovom spise č. 3 417 801 z 24.decembra 1968, ktorý má za predmet ochrany maticu, ktorá má na jednej zo svojich čelných stien usporiadaný nadstavec v tvare prstenca, ktorý je vybavený radiálnymi zárezmi, ktoré tento nadstavec rozdeľujú na segmenty s priečnym prierezom v tvare medzikruhovej výseče, ktoré sú stláčané pružným krúžkom, ktorý obopína nadstavec a pôsobí na spomínané segmenty radiálnymi zvieracími silami.

Uvedená matica má niektoré nevýhody, ktoré sú v podstate spôsobené malým rozovretím radiálnych zárezov vytvorených na valcovom konci alebo nadstavci v tvare prstenca tejto matice

Zmienené nedostatky sú v podstate dva. Ďalšie použitie matice po jej vyskrutkovaní je totiž vinou nečistôt a cudzích materiálov, ktoré vnikli do spomínaných zárezov počas jej predchádzajúceho použitia, obťažné, takže aby bolo možné maticu znovu použiť, je potrebné uskutočniť potrebnú čistiacu operáciu stlačeným vzduchom, rozpúšťadlami a/alebo mechanickými prostriedkami.

Rozsah relatívneho vzájomného priľnutia segmentov a stlačiteľnosti ich stien je obmedzený jednak pružinou a jednak šírkou zárezu, pretože po určitom zakrivení v radiálnom smere sa vonkajšie otvorené okraje segmentov s prierezom v tvare medzikruhových výsečí pri zárezoch dostávajú do vzájomného kontaktu, takže sa funkčnosť matice čiastočne stráca, keď sa používa pre skrutky s jemnými závitmi.

Uvedené nedostatky boli vyriešené zhmotneným vyhotovením, ktoré je opísané v americkom patentovom spise č. 4 893 977 prihlásenom 16. januára 1990. V uvedenom patente je nárokovaná samopoisťovacia matica, do nákružku ktorej je vytvorené niekoľko zárezov v tvare V alebo U, ktoré sú dostatočne široké na to, aby zabránili vyššie uvedeným nedostatkom spôsobeným šírkou zárezu. Ďalšie nevýhody, ktoré sa uvedený patent snaží riešiť, sú spojené s niektorými obvyklými technickými podrobnosťami, ktoré nie sú výslovne naznačené.

Pretože skrutková pružina, ktorou je matica vybavená, musí byť chránená pred oxidáciou, bolo ako jedno riešenie navrhnuté uvedenú pružinu, vytvorenú z pružinovej ocele, fosfátovať a druhé riešenie bolo vyrobiť uvedenú pružinu z antikoróznej ocele, pokiaľ sa má používať pre teploty nad 250 °C.

Teraz sa zistilo, že fosfátovanie nezabezpečuje zodpovedajúcu ochranu uvedenej pružiny pred oxidáciou. Výroba tejto pružiny z antikoróznej ocele nesie so sebou ďalšie nevýhody, ako sú nadmerné náklady, ktoré sú odôvodnené len pre tie typy matíc, ktoré sú určené pre používanie pri vysokých teplotách nad 250 °C a ďalej vhodnosť ich použitia, ktoré sú účelné tiež len pre matice pripravené pre teploty, ktoré sú vyššie ako 250 °C, pretože pri nižších teplotách je výhodné používať bežné pružiny vyrobené z pružinovej ocele, ktoré majú lepšiu pružnosť a následkom toho poskytujú matici väčší brzdiaci krútiaci moment.

Bežné pružiny z neltrdzavejúcej ocele dávajú matici tiež v priemere brzdiaci krútiaci moment, ktorý je oveľa menši, ako krútiaci moment zodpovedajúcich pružín z pružinovej ocele.

Úlohou matice, ktorá je predmetom tohto vynálezu, je odstránenie uvedených nedostatkov a vytvorenie matice, ktorej výhodami by boli nízke náklady, odolnosť proti oxidácii, funkčnosť matice pri všetkých teplotách a najmä jej opakovateľná použiteľnosť po demontáži, pri zachovaní pôvodných vlastností.

Je potrebné vziať do úvahy, že bežné technické vedomosti ponúkajú aspoň tri uskutočnenia pre vysoké teploty nad 250 °C, a to vždy a v každom prípade s pružinami vyrobenými z antikoróznej ocele. Je to oceľová matica s nízkym obsahom uhlíka, oceľová matica s vysokým obsahom uhlíka a matica z antikoróznej ocele.

Tieto tri uvedené riešenia, najmä prvé a druhé riešenie, majú však tú nevýhodu, že po určitej výdrži pri vysokej teplote okolo 400 až 500 °C dochádza k zarastaniu či pevnému spojeniu so skrutkami alebo čapmi. Pri treťom riešení nenastáva tento jav tak často, ale aj to môže občas vyvolať niektoré ťažkosti. Výraz ťažkosti v tomto špecifickom prípade znamená, že pri pokuse vyskrutkovať maticu sa miesto toho vyskrutkuje závrtná skratka zo svojho sedla, alebo ešte horšie, že sa táto závrtná skratka prekrúti.

Za predpokladu, že sa táto ťažkosť vyskytne čo i len jedenkrát počas opravy alebo údržby motora, na ktorom môže byť namontované desať alebo viac matíc, potom to znamená značné praktické problémy. V prvom prípade je to nahradenie závrtnej skrutky inou závrtnou skratkou, ktorá má dovolenú tolerančnú odchýlku na priemere väčšiu ako mala predchádzajúca skratka.

V drahom prípade je naproti tomu problém oveľa vážnejší, pretože je potrebné zvyšok závrtnej skratky odvŕtať a vybrať ju po kúskoch núdzovými prostriedkami, pričom je potrebné vziať do úvahy, že sa skoro vždy musia tieto operácie uskutočňovať v nie príliš pohodlných polohách, najmä pokiaľ je motor namontovaný vo vozidle.

Ďalším zámerom predloženého vynálezu je vyriešiť túto poslednú ťažkosť pod podmienkou, že bude matica spracovaná takým spôsobom, aby umožnila svoju ľahkú demontáž a nepripustila svoje nekontrolované a nežiaduce uvoľnenie, ktoré by spôsobilo napríklad unikanie plynu a následné vyhorenie prípadného tesniaceho knižku upchávky.

Podstata vynálezu

Vyššie uvedené nedostatky odstraňuje a vytýčený cieľ a výhody, ako to vyplýva z nasledujúceho opisu, dosahuje samopoisťovacia matica, na ktorej jej jednej čelnej ploche je usporiadaný závitový nákrúžok, vybavený pozdĺžnymi radiálnymi zárezmi v tvare U, ktoré rozdeľujú nákrúžok na niekoľko segmentov s priečnym prierezom v tvare medzikruhovej výseče, ktoré sú stla2 čené vonkajšou skrutkovou pružinou, pričom zárezy majú takú šírku, ktorá vylučuje vzájomný dotyk segmentov podľa vynálezu, ktorého podstata spočíva v tom, že skrutková pružina nasadená na telese matice je vyrobená z antikoróznej pružinovej ocele a pozinkovaná v tavenine, aby sa zabezpečila lepšia ochrana proti oxidácii.

Podľa predloženého vynálezu je výhodné, že teleso matice je elektrolyticky pomedené, aby sa zabránilo vzniku zvarov medzi maticou a skrutkou.

Ďalšie výhodné vyhotovenie samopoisťovacej matice podľa predloženého vynálezu je v tom, že jej teleso je vyrobené z antikoróznej ocele.

Samopoisťovacia matica podľa vynálezu splňuje všetky vytýčené požiadavky a ciele. Naviac je dosialututá zvieracia a brzdiaca sila na skrutke pri tejto matici prinajmenšom rovnaká, ako pri pôvodnej matici so skrutkovou pružinou z obvyklej pružinovej ocele bez antikoróznej oclirannej vrstvy.

Prehľad obrázkov na výkrese

Vynález je ďalej detailne opísaný s podrobným odkazom na priložený výkres, ktorý je vytvorený ako neobmedzujúci príklad. Predložený výkres ukazuje samopoisťovaciu maticu v perspektívnom pohľade a čiastočnom reze.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Ako je to znázornené 11a obrázku, je samopoisťovacia matica určená na naskrutkovanie na skrutku, ktorá nie je znázornená a je samozrejme usporiadaná vo vnútri telesa 1 matice. Teleso 1 matice je vybavené nákružkom 3, na ktorom je navinutá skrutková pružina 5 pôsobiaca radiálnym tlakom na uvedený nákružok 3 a cez tento na skrutku, na ktorej je matica uložená, vďaka širokým zárezom 7 uskutočneným v tvare U a vytvoreným do nákružka 3.

Spomenuté zárezy 7 delia nákružok 3 11a niekoľko segmentov 9 s priečnym prierezom v tvare medzikruhovej výseče, na ktorých hornom okraji je malé vrchné vonkajšie rebro 11.

Na čelnej ploche telesa 1 matice je pri päte nákružku 3 vytvorené zapustené sedlo 13, v ktorom je uložená skrutková pružina 5, ktorá ovíja nákružok 3 a radiálne pritlačuje jeho segmenty 9 k skrutke, na ktorej je matica naskrutkovaná.

Funkcia samopoisťovacej matice podľa vynálezu vyplýva jednak z jej konštrukcie, jednak z voľby materiálu a jeho povrchového spracovania. Pri naskrutkovaní matice na skrutku dochádza k pružnému roztiahnutiu segmentov 9 náknižka 3, ktoré sú držané v predopnutom stave silou vonkajšej skrutkovej pružiny 5. Po naskrutkovaní je takto matica zabezpečená vo svojej polohe na skrutke. Pretože matica je určená na použitie v nepriaznivých podmienkach a za vysokých teplôt nad 250 °C, je výhodne zhotovená z antikoróznej pružinovej ocele, ktorá má ako legovacie prvky najviac 0,15 % uhlíka, najviac 1,00 % kremíka, najviac 2,00 % mangánu, 0,045 % fosforu, najviac 0,030 % síry, 17,00 až 19,00 % chrómu a 8,00 až 10,00 % niklu. Takýto materiál je vhodný na prácu pri teplotách 400 až 500 ’C.

Pre spoľahlivú funkciu pri nižších teplotách je prípadne možné vyrobiť maticu s oceľovou pružinou 5, ktorej materiál obsahuje pred pozinkovaním 0,70 až 0,80 % uhlíka, 0,15 až 0,30 % kremíka, 0,40 až 0,70 % mangánu, najviac 0,035 % fosforu a najviac 0,035 % síry.

Samopoisťovaciu maticu podľa vynálezu je možné opakovane použiť na montáž, pričom nie je potrebné uskutočniť, na rozdiel od doteraz známych matíc podobného typu, čistenie U zárezov 7 v nákružku 3 telesa 1 matice. Elektrolytický povlak medi na telese 1 matice má pritom výhodne lírúbku 8 až 12 pm, ktorá spoľahlivo zabezpečuje uvoľniteľnosť matice zo skrutky aj po dlhej zádrži pri teplotách až 500 °C. Hrúbka zinkového povlaku na pružine 5, ktorá stláča segmenty 9 nákružka 3, sa pohybuje v rozmedzí 3 až 10 pm. Pri tejto hrúbke nedochádza k ovplyvňovaniu vlastností pružiny 5, ktoré sú rovnaké ako v prípade, keď pružina 5 je vyrobená z nepokovovanej bežnej pružinovej ocele.

Priemyselná využiteľnosť

Samopoisťovaciu maticu podľa vynálezu je možné použiť všade tam, kde je potrebné zabezpečiť rozoberateľnosť skrutkového spojenia vystaveného extrémnym korozívnym a teplotným podmienkam a opakovateľnú použiteľnosť matice a jej zabezpečenie na skrutke.

Claims (3)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Samopoisťovacia matica s horným závitovým nákružkom vybaveným pozdĺžnymi radiálnymi zárezmi v tvare U, ktorými je nákružok rozdelený na niekoľko segmentov s priečnym prierezom v tvare medzikruhovej výseče, ktorých dotyk je pre šírku zárezov vylúčený, a ktoré sú tlačené vonkajšou skrutkovou pružinou, vyznačujúca sa tým, že skrutková pružina (5) nasadená na teleso (1) je vyrobená z antikoróznej pružinovej ocele a je pozinkovaná v tavenine.
2. 2. Samopoisťovacia matica podľa nároku 1, v y značujúca sa tým, že teleso ( 1 ) je elektrolyticky pomedené.
3. 3. Samopoisťovacia matica podľa nároku 1 a 2, vyznačujúca sa tým,že je teleso (1) je vyrobené z antikoróznej ocele.