179329. lajstromszámú szabadalom • Csavarkötés magas hőmérsékleten történő alkalmazására
179329 4 Ebben az esetben azonban az üzemi hőmérsékleten a két menetes rész csupán a felső néhány meneten érintkezett, aminek következtében az érintkező meneteken megintcsak viszonylag nagy feszültségek jelentkeztek. Egy viszonylag Ids mértékű nyomaték megjelenésekor a kapcsolódó menetek töredezni kezdtek és az érintkezés a következő meneteken jött létre. Minthogy azonban ekkor a teljes terhelést ezek a menetek kapták, ezek is elhasadtak és a folyamat addig folytatódott, amíg a grafit összes menete kitört és a kötés szétesett. A jelen találmánnyal tehát olyan megoldás kialakítása a célunk, amely kiküszöböli az ismertetett problémákat és alkalmas arra, hogy magas hőmérsékleten is üzemképes csavarkötést biztosítson a különböző hőtágulási együtthatójú anyagokból készült részek között azáltal, hogy a hőtágulási különbségekből adódó feszültségeket a minimálisra csökkentjük és a forgatónyomatékot egyenletesen, előre számítható módon adjuk át az egyik darabról a másikra. A csavarkötésnek tehát magas hőmérsékleten hajlító, húzó és csavaró-feszültségeket kell jól elviselni. A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldottuk meg, hogy a külső menettel ellátott rész és az anyamenet közötti sugárirányú hézag szobahőmérsékleten a nagyobb hőtágulási együtthatójú rész terhelésének irányában növekvően van kialakítva és tengelyirányú hosszegységre eső nagysága H = A • AT tgfl, ahol A — a részek tengelyirányú hőtágulási együtthatóinak különbsége, AT - az üzemi hőmérséklet és a szobahőmérséklet közötti különbség, 0 — a menetek terhelt oldalainak a geometriai tengellyel bezárt hegyesszöge. Megegyezzük, hogy a hőtágulási együtthatók számításánál mindegy, hogy F vagy C egységeket alkalmazunk az üzemi hőmérséklet és a szobahőmérséklet megadására, a kapott értékek azonosak. A találmány további részleteit kiviteli példán, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti csavarkötés egy kiviteli alakjának metszete, a 2. ábra az 1. ábrán bemutatott csavarkötés meneteinek egy része nagyítva, a 3. ábra a találmány szerinti csavarkötés egy másik kiviteli alakja metszetben, a 4. ábra a találmány szerinti csavarkötés egy további kiviteli alakja metszetben, az 5. ábra a találmány szerinti csavarkötés még egy további kiviteli alakja metszetben, a 6. ábra ismét egy további kiviteli alak metszete és a 7. ábra a találmány szerinti csavarkötés még egy kiviteli alakjának metszete. Megegyezzük, hogy az ábrákon bemutatott rajzokon a menetek közötti hézag és a menetek kúpos3 sága aránytalanul torzítva van feltüntetve, minthogy ezek méretarányosan szabad szemmel nem megfigyelhetők. A találmány szerinti csavarkötés menetei teljesen megegyeznek a hagyományos menetek kialakításával, amelyek például csavarokon és csavaranyákon megfigyelhetők. A különbség a hézag méretében és a menetek kúpos kialakításában van. Általában a szabványos csavarmenetek élszöge 60°, többnyire a találmány szerinti csavarkötésnél is ezt alkalmazzuk, az alapelvek azonban éppúgy felhasználhatók ettől eltérő csavarmenet kialakításánál, mint az ennek megfelelőnél. Általában a hagyományos esetekben a csavarkötésekre tengelyirányú terhelés hat. A csavarmenetek geometriai tengelyei nyilvánvalóan egymással egybeesnek és többnyire egytengelyűek annak a hengernek a geometriai tengelyével is, amelyből a csavarmenetet készítették. Ezeket a geometriai tengelyeket tekintjük középvonalnak a különböző szögek és sugárirányú méretek meghatározásánál is. Mint ismeretes, a hőtágulás együtthatók olyan állandók, amelyek egy adott anyag valamely irányban mért méretének növekedését adják meg 1° hőemelkedés esetén. Értékük számos táblázatban és könyvben megtalálhatók, a legtöbb szerkezeti anyagra vonatkozóan, de adott esetben nagyságuk méréssel is könnyen meghatározható. A találmány szerinti megoldásnál elsősorban az elteijedten használt ötvözetek hőtágulási együtthatóit és nem fémes anyagok, elsősorban grafit hőtágulási együtthatóját kell ismerni. Az alábbiakban megadjuk néhány, a találmány szerinti csavarkötés készítésére gyakran felhasznált anyag hőtágulási együtthatóját, mikroinch/inch/F0 mértékegységben. Inconel 600 típusú ötvözet 8,4 L—605 jelű kobalt, króm ötvözet 8,0 AISI 304 jelű rozsdamentes acél CS jelű extrudált grafit rúd 10,2 az extrudálás irányában 0,7 az extrudálás irányára merőlegesen 1,8 szilíciumkarbid 2,5 ömlesztett kvarc 0,29 mullit 3,0 A találmány szerinti csavarkötésben akár a külső menettel ellátott rész, akár az anyamenet rendelkezhet nagyobb hőtágulási együtthatóval és a terhelés iránya is tetszőleges lehet. A növekvő sugárirányú hézagot ki lehet alakítani akár a külső menet, akár az anyamenet kúpos kialakításával. Ebben az esetben az ellendarab burkológörbéje hengerpalást lesz. Kialakítható azonban a találmány szerinti csavarkötés úgy is, hogy mind a külső menet, mind az anyamenet kúpos kialakítású. Ha a külső menet hőtágulási együtthatója kisebb, mint az anyameneté, fölösleges minimális sugárirányú hézag előírása. A hézag tehát ez esetben akár 0 is lehet, természetes azonban, hogy gyakorlatilag előnyös kis méretű hézag meghagyása, hogy a menetek összeillesztése könnyebb legyen. Ha viszont az anyamenet hőtágulási együtthatója kisebb, mint a külső meneté, egy minimális sugárirányú hézagot mindenképpen biztosítani kell. En-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
