186223. lajstromszámú szabadalom • Üreges tengely és eljárás annak előállítására
186223 2 Egy további példaképpcni kiviteli alakot, amely nem szimmetrikus 20 és 2l tengelyrészekből áll. alkatrészenként a 3. ábra tüntet fel. míg a 4. ábrán a dörzshegesztési 24 varrattal egyesített kész 23 tengely metszeti képe látható. Az ilyen találmány szerinti üreges tengelyek a mechanikai szilárdság szempontjából egyenértékű tömörtengelyekhez képest 50%-kal könnyebbek. Találmányunk jelentősége elsősorban abban áll, hogy lehetővé teszi folyasztó sajtolással a tengelyvégek vagy ezek legalább egyike felé erősen vékonyodó vállas, lépcsős tengelyek előállítását, amelyeknél az üregek előállítása az általánosan ismert korábbi módon rendkívül nehéz volt. Lehetőség van továbbá a tengelyrészek egyesítésére a viszonylag olcsó dörzshegesztés helyett tompa ellenálláshegesztés alkalmazással is, és természetesen kettőnél több tengelyrészből is állhat a kész találmány szerinti üreges tengely. Az egyes üreges tengelyrészek elektronsugaras hegesztéssel is egyesíthetők. A gyakorlatban is bebizonyosodott, hogy kizárólag a folyasztó sajtolásos eljárás alkalmazásával az egyes üreges tengelyrészek és kész munkadarabban jelentkező megengedhetetlen súlyponthelyzet-eltolódások nélkül állíthatók elő igen nagy pontossággal. A normál körülmények között a külvilággal szemben hermetikusan, tömítetten lezárt belső üregek biztosítják, hogy a későbbi beépített, üzemi állapotban a gépbe, különösen motorba vagy hajtóműbe szennyeződések, így reveszemcsék, égési maradványrészek és hasonlók nem kerülhetnek. A zárt belső üregekbe ugyanígy nem juthat be olaj, ami az olajfelhasználás ill. a betöltendő olajszükséglet tekintetében előnyös. A folyasztó sajtolással előállított üreg következtében jelentkező anyagtérfogat-megtakarítás az anyagigény ill. -ráfordítás jelentős csökkenését, ezzel megfelelő költségcsökkenést eredményez a kész termékre vetítve is. A 3. és 4. ábrán látható módon a találmány szerinti eljárással olyan tengelyek is előállíthatok, amelyek két (vagy több) nagyobb átmérőjű vállal közrefogott kisebb átmérőjű palásttartományokkal bírnak. Az ilyen viszonylag gyakori tengelyalak folyasztó sajtolásssal csak a vékonyabb tengelytartomány(ok)ban fellépő jelentős anyagfelhalmozódás mellett ill. árán volt eddig előállítható. A találmány szerinti eljárás alkalmazásával az említett hátrány kiküszöbölhető. Az 5—27. ábrákon tömörtengelyek és ezekkel analóg találmány szerinti üreges tengelyek különböző további példaképpeni kiviteli alakjait tüntettük fel anélkül, hogy azok bővebb magyarázatot igényelnének ill. a találmány oltalmi köre azokra korlátozott lenne. A találmány szerinti üreges tengelyek előnyei a következőkben foglalhatók össze: — A hagyományos tömörtengelyekben zárt beleső tengelyüreg kialakításával és alkalmazásával ‘ súlycsökkenés jelentkezik. — Olyan előállítási eljárást fejlesztettünk ki, amelynek során egyoldali nyitott belső üregekkel bíró két vagy több tengelyrészt folyasztó sajtolással állítunk elő, majd a tengely részeket egymással pl. dörzshegesztéssel egyesítjük. — A belső tengelyüreg alakja racionálisan választható meg az alábbi előnyök érvényesítésével: Az üreg alakja követheti a külső felület alakját, ezzel optimális geometriai alakok valósíthatók meg poláris és axiális másodrendű nyomaték szempontjából optimális súlymegtakarítás mellett anélkül, hogy torziós vagy hajlítószilárdság terén a legcsekélyebb veszteség következne be. Átmérőiépcsőknél kedvező átmenetek alakíthatók ki. így sarkok, bemetszések által okozott feszültségcsűcsok elkerülhetők. Az alkatrész szövetszerkezetében a teljes lépcsőzetre kiterjedően megszakítás nélküli folytonos szálszerkezet biztosítható. — Tömörtengelyek helyett üreges tengelyek járművek hajtórendszereiben történő alkalmazása révén a jármű tömege, ezzel önsúlya jelentősen csökkenthető anélkül, hogy az érintett szerkezeti elemek hajlításra vagy csavarásra való mechanikai igénybevehetősége számottevően csökkenne. A csupán példaképpen a rajzon feltüntetett kiviteli alakok többsége mindkét tengelyvégen erősen levékonyított tengelycsapban végződik. Ennek következtében a tengelycsapokban forgácsolással nem alakíthatók ki üregek. Ahol ez konstrukciós okokból még lehetséges lenne, ott ez költségokokból nem jöhet számításba. A találmány szerinti eljárás lehetővé teszi az ilyen alkatrészek gazdaságos előállítását, mimelllett az alábbi előnyök is jelentkeznek: Az egyoldali nyitott vagy átmenő üreges tengelyrészek összehegesztésük előtt gazdaságosan előállíthatok folyasztó sajtolás, azaz hidegfolyatás vagy hasonló eljárás alkalmazásával. Folyaszró sajtolásnál az üreg alakja a külső felület alakjához nehézség nélkül illeszthető. Ezáltal a keresztmetszetváltozások helyein optimális mechanikai feszültségviszonyok állnak elő. Üreges tengelyek egyes tengelyrészeinek előállításakor a folyasztó sajtolásos eljárás lehetővé teszi, hogy az üregek benyúljanak a viszonylag hosszú tengelyvég-, ill. tengelycsaptartományokba is anélkül, hogy ezzel az eljárás gazdaságossága kérdésessé válna. Ily módon optimális súlymegtakarítás érhető el. FoIyaszró sajtolás útján a különböző átmérőlépcsőket elválasztó lépcsős átmenetek folyási ábra vonatkozásában úgy alakíthatók ki, hogy az alkatrész tartós szilárdságát, azaz kifáradási hatásszilárdságát csökkentő feszültségkoncentrációk nem keletkeznek. A folyasztó sajtolásos eljárás alkalmazása esetén a belső üreg és a külső burkolófelület egytengelyűségének tűrése olyan csekélyre választható, hogy zavaró kiegyensúlyozatlan erők, nyomatékok nem ébrednek. A falvastagságkülönbségek csekély eltéréseire visszavezethetően a betétedzést követő lehűtés során elviselhetetlen tartós edzési alakváltozások, deformációk nem lépnek fel. A belső üreg következtében megtakarított anyag az anyagköltség-ráfordítás jelentős csökkenését eredményezi, ami több mint kompenzálja a találmány szerinti eljárás alkalmazása miatt bizonyos esetekben jelentkező többletköltségeket. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
