169115. lajstromszámú szabadalom • Hajlékony nagyszilárdságú szálbetétes gumicső
3 169115 4 úgy jön létre, hogy a gumicső elcsavarodása közben a belső betét átmérője nő, a külső betét átmérője pedig csökken. 076 - 0101 mm-es gumicsöveknél az összenyomódás nagysága gondos felépítés esetén kb. 0,1-0,8 mm. 5 Kétbetétes gumicsöveknél az elcsavarodással a betétek együttműködése létrejön, bár a két betétben nem lesz egyforma a terhelés. Méréseink szerint a terhelés-eltérés mértéke kb. 50%-os, tehát nem elhanyagolható. 10 A nagyobb nyomásokra alkalmas több betétes gumicsöveknél még rosszabb a helyzet, mert a betétek közötti összenyomódás az elcsavarodás révén sem jön minden esetben létre. Ha például *$ négybetétes gumicsövet vizsgálunk, amelyben a betétek váltakozva jobb-balirányban mind egyforma szögekkel, vagy párosával egyforma szögekkel vannak felépítve, belső nyomás hatására a legalsó betét kifelé, a második betét pedig befelé elcsava- 20 rodik. Ennek következtében az első és második betét között csökken a hézag. Az első betét a gumicső végén levő csatlakozón keresztül azonban nyílásra készteti a vele egyirányú harmadik betétet is. így a harmadik betét átmérője nő. Minthogy a 25 második betét átmérője csökken, a második és harmadik betét között nem jöhet létre az együttműködéshez szükséges összenyomódás. összefoglalva megállapítható tehát, hogy a be- 30 tétekben fellépő terheléskülönbségek és a terhelés alatti deformációk az alábbi körülményekből adódnak: 1. A betétek terhelés alatti összenyomódása még 35 a leggondosabb eddig ismeretes felépítési eljárással sem szüntethető meg teljesen. 2. Elcsavarodással a betétek egyenletes terhelése nem jön létre. Az elcsavarodás egyébként is élettartamcsökkentő nyírófeszűltségeket okoz. 40 3. A nagy terhelésű gumicsövek erősítő váza csak rendkívül kisnyílásúi szerkezeti anyagokból készíthető, amelyek a gyakorlati igénybevételek mellett majdnem teljesen nyúlásmentesnek tekinthetők. Ezeknél tehát a megnyúlások nem egyenlítik ki a betétek 45 közötti terheléskülönbségeket. Ezért a betétek között szükséges összenyomódás létrehozása csak hosszirányú méretváltoztatással lehetséges. Ahhoz azonban, hogy hosszirányú méret- 50 változtatással összenyomódást lehessen a betétek között létrehozni, a betéteket meghatározott törvényszerűség szerint különböző szögekkel kell felépíteni. Megállapítottuk, hogy kétbetétes gumicsőnél a 55 betétek közötti összenyomódás azonos szálerők mellett hosszváltozásokkal akkor jön létre, ha a két betét hajlásszöge közötti különbség 2°-8° között van és a szögek középértéke legalább 10'-cel nagyobb vagy kisebb, mint 35° 16'. 60 Ugyanezt az eredményt úgy is biztosíthatjuk, ha a két betét hajlásszöge közötti különbség 4°-8°, és a szögek középértéke legalább 1/2°-kai nagyobb, vagy kisebb, mint 35° 16'. 65 Egymás felett fekvő három betétnél a szögkülönbségek nagyságát abból a feltételből számítjuk, hogy (D'1 -D,)-(D' 2 -D 2 ) = = (D'2 -D 2 )-(D' 3 -D 3 ) ...(1) ahol az index a betétszámokat jelöli a legnagyobb szögű betét irányából haladva, vessző-vei pedig a megváltozott átmérőket jelöljük. A számítást megismételve tetszőleges számú betét esetén is felírható a betétek közötti egyenletes összenyomódás összefüggése. Az egyenlet azt mondja ki, hogy egymás felett elhelyezkedő három betét esetén hosszváltozásnál az első két betét közötti átmérőváltozás különbsége egyezzék meg a második és harmadik betét közötti átmérőváltozás különbségével. Az átmérőváltozás különbség a betétek közötti összenyomódást adja, ami 0,1-0,8 mm. A szükséges számítások elvégzése után azt kapjuk, hogy három egymás felett fekvő betét hajlásszögei között az alábbi összefüggésnek kell fennállnia: D, • V 1-0,97 sin2 aj —— + COS C*! D3 \/1-0,97 • sin 2 a 3 + = cos a3 2- D2 V 1-0,97- sin2 a 2 cos a2 ...(2) Ugyanerre az eredményre jutunk akkor is, ha a három egymás felett fekvő betét hajlásszögei között a következő összefüggés áll fenn: D,tg2 ai + D 3 tg 2 <* 3 = 2 D 2 tg 2 a 2 . . . (2a) Az egyenletekben a helyettesítők jelentése az alábbi: Di, D2 , D 3 az egymás felett belülről kifelé elhelyezkedő betétek átmérői cm-ben. űi, a2 , c*3 az egymás feletti betétek hajlásszögei. A fenti összefüggések szigorú kapcsolatot teremtenek az egymás felett elhelyezkedő szögek között. A két szélső szög értékét azonban egyéb szempontok alapján kell megválasztani. Figyelembe kell venni, hogy a mérésekkel meghatározható feszültségek melyik esetben különböznek legkevésbé az egyes betétekben. Tekintetbe kell venni az ívben hajlított állapotot is, mert a tengelyhez közelebb felvezetett betétek rontják a hajlékonyságot és meghajlításkor nagyobb mértékű lesz bennük a feszültségnövekedés is. Nagyobb mértékű szögeltérés esetén a betétek összezáródásához szükséges hosszváltozás kisebb lesz és fordítva. Ezen szempontok figyelembevételével azt kapjuk, hogy két betétes gumicső esetében \ 2
