!HU000004596T2! (19)
HU
(11) Lajstromszám:
E 004 596
(13)
T2
MAGYAR KÖZTÁRSASÁG Magyar Szabadalmi Hivatal
EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA F16D 1/10
(21) Magyar ügyszám: E 03 003134 (22) A bejelentés napja: 2003. 02. 13. (96) Az európai bejelentés bejelentési száma: EP 20030003134 (97) Az európai bejelentés közzétételi adatai: EP 1336767 A2 2003. 08. 20. (97) Az európai szabadalom megadásának meghirdetési adatai: EP 1336767 B1 2008. 08. 13.
(51) Int. Cl.:
(30) Elsõbbségi adatok: 10206168 2002. 02. 14.
(73) Jogosult: Gühring, Jörg, Dr., 72458 Albstadt (DE)
DE
(72) Feltaláló: Kleiner, Gilbert, c/o Gühring oHG, 72488 Sigmaringen-Laiz (DE) (54)
(2006.01)
(74) Képviselõ: Kovács Gábor, DANUBIA Szabadalmi és Jogi Iroda Kft., Budapest
Tengelykapcsoló modulos felépítésû szerszámtartó karokhoz
HU 004 596 T2
(57) Kivonat A találmány tárgya modulszerûen összeállított szerszámtartó kar moduljai közé helyezendõ tengelykapcsoló (10, 100, 200, 400), különösen szerszámgépek szerszámtartó karjához, amelynek egy aparésze (12, 112, 212, 412) van, amely egy elsõ modulelem lezárását képezi, és egy központos tengelyszimmetrikus tüskéje (14, 114, 214, 414) van, továbbá egy tengelykapcsoló anyarésze (20, 120, 220, 320, 420) van, amely az elsõ modulelemmel összekapcsolandó második modulelem lezárását képezi, és egy központos, tengelyszimmetrikus befogadóüreggel (18, 118, 218, 318, 418) van kiképezve. Összekapcsolt állapotban a két tengelykapcsolórész egy tengely-agy típusú kapcsolóillesztést (14, 18, 114, 118, 214, 218, 414, 418) képez egy elsõ erõátviteli szakaszként, és legalább egy további erõátviteli szakaszként. Legalább terhelés alatt az elsõ erõátviteli szakasznál egy elsõ feszültségmezõ (26) képzõdik, és a legalább egy további erõátviteli szakasznál legalább egy további feszültségmezõ (27, 28) képzõdik, és az elsõ erõátviteli szakasznak a legalább egy továb-
bi erõátviteli szakasztól egy elválasztás (24, 25, 124, 125, 224, 225, 324, 425) választja el, és ezáltal az egy vagy több további erõátviteli szakasz nem befolyásolja a vonatkozó feszültségmezõt (26, 27, 28).
7b. ábra
A leírás terjedelme 26 oldal (ezen belül 15 lap ábra) Az európai szabadalom ellen, megadásának az Európai Szabadalmi Közlönyben való meghirdetésétõl számított kilenc hónapon belül, felszólalást lehet benyújtani az Európai Szabadalmi Hivatalnál. (Európai Szabadalmi Egyezmény 99. cikk (1)) A fordítást a szabadalmas az 1995. évi XXXIII. törvény 84/H. §-a szerint nyújtotta be. A fordítás tartalmi helyességét a Magyar Szabadalmi Hivatal nem vizsgálta.
1
HU 004 596 T2
A találmány egy, modulos felépítésû szerszámbefogó karokhoz szolgáló tengelykapcsolóra, különösen egy nagy terhelésre alkalmas tengelykapcsolóra vonatkozik az 1. igénypont vezérfogalmának megfelelõen, valamint egy a találmány szerinti tengelykapcsolóval felszerelt szerszámbefogó karra és annak egyedi modulelemeire, különösen egy betétszerszám-befogóra, egy hosszabbítóelemre és egy rögzítõ alaptestelemre, továbbá egy, a megfelelõ kapcsolódási felszereltséggel rendelkezõ szerszámgépre. A mai szerszámgépek szerszámbefogó karjai rendszerint modulos felépítésûek, hogy biztosítható legyenek az egyszerû összeállíthatóság és a rövidebb elõkészületi/befejezési idõtartamok és ilyenformán a gazdaságos üzem. Egy ilyen szerszámbefogó kar például tartalmazhat olyan egyedi modulelemeket, mint amilyen a szerszámbefogó tokmány, illetve a betétszerszám tartófeje (pl. fúrótokmányok, marószerszám-befogók, szorítóbetétek befogótokmányokhoz, fúrófejek stb. esetében), vagy mint a hosszabbító¹, illetve a közbensõ toldóelemek (pl. fúrószárak, HSK-törzsszárak, fúrótokmány-befogóhüvelyek, feldugható tüskék stb. esetében) és mint a rögzítõ alaptestelem (SK-befogók, VDI-szárak, szûkítõelemek stb. esetében). Az ismert tengelykapcsolók esetében az erõátvitel többnyire a tapadási súrlódáson (=erõzáráson) alapszik, amit egy központi szárból és egy megfelelõ befogóból képezett rásajtolásos illesztésû tengely-agy páros jelenít meg (meredek-kúpos rendszerek, HSK-rendszerek, zsugortokmányok formájában), vagy alakos záráson, éspedig radiálisan a középen kívül elhelyezkedõ menesztõkarmok révén, melyek a mindenkori ellendarab megfelelõ üregeibe/réseibe kapaszkodnak, illetve az erõzárás és az alakos zárás kombinációján, éspedig egy központi szár és egy olyan megfelelõ befogadóelem formájában, melyek egy bizonyos profillal, például egy sokszögprofillal is rendelkeznek. A DIN 69893–1 és a DIN 69063–1 egy modulos felépítésû szerszámokhoz szolgáló tengelykapcsolót mutat be, mely egy sík felfekvést nyújtó kúpos üregû szárral (DIN 69893–1) és egy megfelelõ központos, tengelyszimmetrikus befogadóelemmel (DIN 69063–1) rendelkezik. Alkalmazásban vannak közbensõ, betolással behelyezett menesztõgyûrûkkel ellátott tengelykapcsolók is, melyek egyenként mindkét oldalukon menesztõkarmokkal és központos tüskékkel is rendelkeznek, és két megfelelõ tengelykapcsolórészegységet kapcsolnak egybe, vagy pedig kúpos üregû szárrendszerek is (VDI-szárak), melyeknél a merev kúpos tengely-agy kapcsolaton túl még menesztõkarmok is találhatók. A mai gyártási eljárások esetében, például ha cserelapkás fúrórendszerekkel – különösen két vagy több vágóéllel mûködõ rendszerekkel (például Gühring LT 800 WP) – végzik a fúrást, vagy ha nagy sebességû forgácsolással vagy szárazmegmunkálással dolgoznak, mikor is magas fordulatszámokat és nagy elõtolási értékeket, valamint nagy szerszámátmérõket használnak, nagy axiális erõk és csavarónyomatékok lépnek fel. Ezek indokolják, hogy olyan tengelykapcsolók le-
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 2
2
gyenek az egyes modulok között, melyek a csavarási igénybevétel és a merevség terén a nagyon nagy követelményeknek megfelelnek és bírják az erõs összigénybevételt. A hagyományos tengelykapcsolók e téren sokszor elérik a képességeik határait. Ennek folytán a jelen találmány feladata abban áll, hogy hozzon létre egy tengelykapcsolót a modulszerûen felépített szerszámtartó karokhoz, valamint egy, a találmány szerinti tengelykapcsolóval ellátott szerszámtartó kart és annak egyedi moduljait, különösen egy betétszerszám-befogót, egy hosszabbító¹, illetve közbetételemet és egy megfelelõ rögzítõ alaptestelemet, valamint ezen túlmenõen egy, a megfelelõ kapcsolódási elemekkel rendelkezõ szerszámgépet, éspedig úgy, hogy azok a fenn említett követelmények tekintetében optimálisak legyenek és a lehetõleg egyszerû szerkezeti kialakításuk mellett gazdaságosan legyenek elõállíthatók. A tengelykapcsoló tekintetében ezt a feladatot az 1., a szerszámtartó kar tekintetében a 15., a betétszerszám-befogó tekintetében a 12., a hosszabbító¹, illetve közbetételem tekintetében a 13., a rögzítõ alaptest tekintetében a 14. és a szerszámgép tekintetében a 16. igénypont szerinti jellemzõkkel oldjuk meg. A tengelykapcsoló maga egy, egy központos tüskével rendelkezõ aparészbõl és egy, központos befogadó alkalmatossággal rendelkezõ anyarészbõl áll, melyek külön-külön a szerszámtartó kar egy adott moduljának a lezárását képezik, azaz például a betétszerszám-befogóét és a rögzítõ alaptestét. Egymásba dugva a két tengelykapcsolórész egy elsõ erõátviteli szakaszt képez, nevezetesen egy merevsajtolt tengely-agy illesztést vagy legalább egy átmenetes illesztéses kapcsolatot, melynél alakzáróan vagy alak- és erõzáróan kerül sor az erõátvitelre. Mindezen túlmenõen a tengelykapcsoló azonban még legalább egy olyan további erõátviteli szakasszal rendelkezik, melynél további erõ átvitele történik meg. Ily módon a tengelykapcsoló által átvihetõ erõ összességében fokozható. Az erõ átvitele azonban az erõátviteli szakaszoknál azonban feszültségmezõket hoz létre a tengelykapcsolórészek anyagféleségeiben, melyek iránya, erõssége és elhelyezkedése mindenkor eltérõ és függ az erõátviteli szakaszok jellegétõl és kialakításától, és melyek különbözõ nyúlási, illetve duzzasztási hatást fejtenek ki, emellett kihathatnak a mindenkori többi erõátviteli szakaszok erõátviteli képességére is. Az egyik erõátviteli rész speciális alakkiképzése is negatívan hathat ki a mindenkori többi erõátviteli szakasz erõátviteli képességére, például bemetszések, fogazások esetében a feszültséghalmozó élhatás következtében. Ilyen okok miatt zavar keletkezhet az erõátvitelben, ha ez egyes erõátviteli szakaszok feszültségmezõi a mindenkori többi erõátviteli szakaszok által befolyásolásra kerülnek. Így például a külsõ peremnél egy, csak konkrét pontokon jelentkezõ feszültségmezõ egy radiális deformációhoz vezethet, ami kiválthatja a tengely-agy illesztésnél a körkörös futás leromlását, ami viszont a tengely-agy illesztés erõátviteli képességében okoz csökkenést.
1
HU 004 596 T2
A találmány szerint a legalább két erõátviteli szakasz szétválasztása révén elkerülhetõ a feszültség egymásra halmozódása. Ezáltal nem csupán azt kerüljük el, hogy a különbözõ feszültség-összetevõk összeadódjanak egy olyan eredõ összfeszültséggé, mely az anyag terhelhetõségén – legalábbis hosszabb idõtávon (az anyag idõ elõtti kifáradásával) – túlmegy, hanem hatékony módon azt is, hogy a legalább két feszültségmezõ ellentétes zavaró hatásai kölcsönösen érvényesülhessenek. Különösen vonatkozik ez a feszültségmezõk okozta alakváltozásokra, azaz a nyúlási és duzzadási jelenségekre. Emellett elkerülhetõ egy adott erõátviteli szakasz negatív befolyásolása a másik erõátviteli szakasz formai kialakítása folytán. Összességében tehát ilyenformán a legalább két erõátviteli szakasz (tengelyagy kapcsolat és további erõátviteli szakaszok) esetében nem csupán az optimális és zavartalan erõátvitelt érjük el, hanem egyidejûleg javítunk az egész szerszámtartó kar körkörös futásának a pontosságán is. Bár a tengely-agy rögzítõillesztésre alapjában többféle kialakítás is szóba jöhet, például az olyan hengeres sajtolt rögzítõillesztés is, mely a szerszámtartó fejnek egy zsugortokmányba történõ bezsugorításával készül, a 2. igénypont szerinti megvalósítási változatnál elõnyösen a kúpos alakot választottuk a tengelyagy rögzítõillesztéshez, mivel ez a nagy súrlódási paraméter értékek folytán a már ismert tengelykapcsolóknál bevált. Különösen a HSK-rendszer (DIN 69893) követelményei szerint készült illesztés teszi a találmány szerinti tengelykapcsolót alkalmassá a szokásos, szabványos rendszereknél történõ alkalmazásra. Az ilyen kúpüreges rendszereknél nagy annak az elõfeszítésnek a mértéke, mely például a két egymásba helyezett tengelykapcsoló-szakasz egy differenciálcsavarral történõ elõfeszítése során létrejöhet. Az ebben az esetben a kúp/kúpüreges szár együttesnél a rásajtolásos illesztés miatt jelentkezõ kúpfeltágulásra a találmány értelmében a legalább egy további erõátviteli szakasz nem bír befolyással; a kúpfeltágulás ezért a teljes kerület mentén egyenletesen megy végbe. Másrészt viszont a kúpfeltágulás nem hat ki a többi erõátviteli szakasznál sem az erõátvitelre, mivel ez nem rakódik rá a többi erõátviteli szakasz feszültségmezõjére és ilyenformán a kihatása helyileg behatárolt. A 3. igénypont szerinti megvalósítási változatában a tengelykapcsoló sokszögalakú tengely-agy illesztéssel rendelkezik. Egy ilyen profilkialakítású tengely-agy illesztés esetében nem csupán a tapadási erõzárás, hanem az alakosságból fakadó erõzárás is részt vesz a terhelés viselésében, azaz összességében nagyobb terhelés lehetséges mint az egyedüli tapadási erõzárás esetében. Mivel az ilyenfajta profil esetében a sokszög lekerekített sarkainál erõs feszültségkoncentráció jelentkezik, különösen érvényesül az ilyen esetben a feszültségmezõk szétválasztása. A találmány értelmében a tengelykapcsoló helye egy szerszámtartó kar modulelemei között van, például egy betétszerszám-tartófej vagy egy szerszámbefogó és egy megfelelõ, a szerszámtartó karon található tartófej-befogadó elem vagy orsó között.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 3
2
A találmány keretében azonban arra is van lehetõség, hogy a találmány szerinti tengelykapcsolót alkalmazzuk egy rögzítõ alaptest és egy hosszabbítóelem, illetve a hosszabbítóelem és a betétszerszám-tartófej vagy pedig egy valamilyen tokmányba befogandó betétszerszám és az ilyen esetben szorítótokmányként kialakított szerszámtartó fej között. A 4. igénypont szerinti megvalósítási változatnál a második erõátviteli szakaszt két, egymáson felfekvõ sík felület képezi. Mivel az elsõ erõátviteli szakasznál (tengely-agy illesztés) jelentkezõ feszültségmezõt elválasztottuk a második erõátviteli szakasz (egymásnak fekvõ sík felületek) feszültségmezõjétõl, egyrészt – a tengely-agy illesztés kerülete mentén esetleg jelentkezõ egyenetlen feszültségeloszlás folytán – nem kerül sor az egymásnak nekifekvõ sík felületek domborodására, másrészt nem kerül sor – az egymásnak nekifekvõ sík futási felületek esetleges ütése, síkbeli pontatlansága folytán – a tengely-agy illesztés egyenetlen sugárirányú deformációjára. Ezáltal összességében nem csupán egy optimális erõátvitelt érünk el úgy a tengely-agy illesztésnél, mint az egymásnak nekifekvõ sík felületek tompailleszkedésénél, hanem az egész szerszámtartó karra nézve javul a körkörös és a síkbeli futás pontossága. A hagyományos HSK-rendszereknél, ahol a sík felületek közvetlenül találkoznak a tengely-agy illesztés kúpjával, a sík felületekre ható nyomás a feszültségek egymásra rakódásához vezet, éspedig a tengely-agy illesztés, valamint a sík felületek tompaillesztési kapcsolata miatt. Ezzel szemben a találmány szerint a sík felületeknél az erõ- és csavarónyomaték-átvitel növekszik, ha növekszik az összterhelés (és vele a sík felületekre ható nyomás), miáltal fokozódó összterhelés mellett egy növekvõ értékû csavarási nyomaték vihetõ át. Egy például HSK-rendszerként kialakított tengelyagy illesztésnél – melynél erõs a radiális elõfeszítés – a kapcsolat csavarásinyomaték-átviteli képessége a teljes terhelési spektrumra nézve egy konstans értékre korlátozódik. A találmány szerinti tengelykapcsolónál viszont a jelentkezõ nagy terhelések esetében szinte „rendelésre” növelni lehet a csavarásinyomaték-átviteli képességet. Ennek elõrebocsátása mellett megemlítendõ, hogy az is lehetséges, hogy azonos terhelhetõség mellett a találmány szerinti tengelykapcsolót kevésbé igényes tûrésekkel és ilyenformán olcsóbban gyártsuk le, mint a hagyományos tengelykapcsolókat, mivel a találmány szerinti tengelykapcsoló a szerkezeti kialakítása folytán erõsebben terhelhetõ. Az 5. igénypont szerint ez esetben a feszültségmezõk szétválasztását elõnyösen a „tengely-agy illesztés” formájában létezõ erõátviteli szakasz, illetve a „sík felületek” által képezett erõátviteli szakasz közötti axiális távolsággal oldjuk meg. De például elképzelhetõ lenne, hogy a sík futófelületek közelében a tengely-agy illesztés felületei eltérõ elõkezelést/kikészítést kapnak, éspedig a tengely-agy illesztés azon felületeihez képest, melyek sík futófelületek környékétõl távolabb helyezkednek el.
1
HU 004 596 T2
A 6. igénypont szerint ezt a tengely-agy illesztés és az egymásnak nekifekvõ sík felületek közötti távolságot különösen egyszerûen lehet megvalósítani egy a tengely-agy illesztésben a sík futási felületek közelében létrehozott kihagyással/bemélyedéssel. Ezt a bemélyedést elõnyösen kimarással lehet létrehozni a tengelykapcsoló anyafelében található központi befogóelemben. Alternatív megoldásként lehet készíteni kimarást/bemélyedést a tengelykapcsoló apafelében található tüskén/száron is, de ekkor jelentkezhet a bemetszési feszültségkoncentráció elõfordulása. A hagyományos tengelykapcsolóknál gyakran a HSK-rendszerû tengely-agy illesztéssel találkozunk, valamint olyan menesztõkörmök, melyek a kerület külsején ülve a tengelykapcsoló anyafelében az erre elõirányzott hornyokba csavarhatók be és az összekapcsolt állapotban a tengelykapcsoló aparészének külsõ kerületén található, erre a célra elõirányzott hornyokba markolnak. Ily módon nem csupán a kúpban az erõzárás révén, hanem a menesztõkörmöknél jelentkezõ alakzárás révén is átvitelt kap a mindenkori csavarási nyomaték. Mivel a kúpos illesztésnél nagyon erõs az elõfeszítettség, már a tengelykapcsoló terheletlen állapotban is jelentkezik egy egyenetlen kúpfeltágulás, különösen, ha nagy a túlméret: a menesztõkörmökhöz szolgáló hornyoknál található kisebb anyagvastagság miatt ezeken a helyeken gyengébb az anyag ellenállása a feltágítással szemben; ezen túlmenõen a hornyok éles sarkai miatt jelentkezik egy erõs bemetszési, illetve élhatás. A feszültségeloszlás a kerület mentén tehát nem egyenletes, minélfogva egy egyenetlen alakváltozás, illetve kúpfeltágulás jön létre. Az egymáshoz nem tökéletesen simuló kúpfelületek miatt a befogóelem körkörös futásának hibája befogókúpnál gyengébb erõátviteli képességet eredményez és így csökken az tapadási erõzárással átvihetõ forgatónyomaték. Terhelés alatt, azaz amikor egy csavarási nyomaték terhel rá a kerület külsõ peremén található menesztõkörmökre, akkor ezek a feszültségcsúcsok tovább erõsödnek. Létrejön tehát a tengely-agy illesztés/menesztõkörmök által képezett erõátviteli szakaszok feszültségmezõinél az egymásra rakódás, vagyis a tengelykapcsoló fokozott terhelés mellett idõ elõtt tönkremegy. A tengelykapcsoló 8. igénypont szerinti megvalósítási változata ezeket az elõbb említett problémákat a találmány elve – az erõátviteli szakaszok szétválasztása – olyan tengelykapcsolóra történõ alkalmazásával kiküszöböli, amelyik excentrikusan elhelyezkedõ menesztõkörmökkel rendelkezik. A tengely-agy illesztés/menesztõkörmök által képezett erõátviteli szakaszok szétválasztása azt eredményezi, hogy a kúpfeltágulás (illetve a sugárirányú elõfeszítés) a szorítókúp kerülete, illetve a merev tengely-agy illesztés mentén egyenletesen történik; a menesztõkörmök hornyai által okozott bemetszési és élhatás nem jön létre. A terhelés alatti feszültségfelhalmozódás elkerülhetõ. A hagyományos menesztõgombos tokmánykúp tengelykapcsolónak a kúptúlméret (erõzárás) és a me-
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 4
2
nesztõkörmök (alakzárás) általi külsõ csavarási igénybevétel miatti korábbi tönkremenetele ilyenformán hatékonyan elkerülhetõ. Tehát a ráfeszítéses kúpkapcsolat esetében a kúpos illesztési felületnél, különben pedig a tengely-agy illesztés körzetében, az egyenletes sugárirányú alakváltozás folytán egy nagyobb érintkezési felület jön létre és ezáltal javul a csavarási terhelhetõség. A 9. igénypont szerint a tengely-agy illesztés/menesztõkörmök képezte erõátviteli szakasz szétválasztása elõnyösen úgy történik, hogy a menesztõkörmök a két tengelykapcsolófél egyikével egy darabban készülnek. Ilyenformán sikerül elkerülni a hagyományos menesztõgombos tengelykapcsolóknál a menesztõkörmök becsavarására szolgáló hornyokon fellépõ bemetszési és élhatást, valamint annak negatív kihatását a tengely-agy illesztés feszültségmezõjére, azaz a kúpfeltágulásra. A kúpfeltágulás miatti feszültségmezõhöz hozzájövõ olyan feszültségmezõ, mely külsõ terhelés folytán jelentkezik, ilyenformán már nem a tengely-agy illesztés kúpja környékén, a befogó külsõ kerületén fog támadni. Terhelés alatt azonban a menesztõkörmök talpánál is, azaz ott, ahol azok kilépnek a megfelelõ tengelykapcsolórészbõl, jelentkezik a bemetszési és élhatás, miáltal ebben a térségben a menesztõkörmök által okozott feszültségmezõ összeadódik a kúpfeltágulás miatti feszültségmezõvel. A 10. igénypont szerint ezért a menesztõkörmök a tengely-agy illesztéshez képest axiális távolsággal bírnak, hogy így elõnyös megoldásként a tengely-agy illesztésnél az erõátvitelre gyakorolt negatív hatást elkerüljük. Elõnyös, ha a menesztõkörmöket a tengelykapcsoló anyarészénél hozzuk létre, míg az ezekhez illeszkedõ hornyok a tengelykapcsoló aparészében lehetnek, mert így a menesztõkörmök fogadására szolgáló hornyok okozta bemetszési és élhatás nem jön létre. Ilyenformán sikerül a tengely-agy illesztés/menesztõkörmök képezte erõátviteli szakaszok teljes szétválasztása; a feszültséghalmozódás nem alakul ki és a kúpfeltágulás egyenletesen megy végbe a kerület mentén is, axiális irányban is. Ennek eredménye az átvihetõ forgatónyomaték jelentõs megnövekedése, mivel csak a maximális tapadási nyomaték túllépése után kapnak terhelést a menesztõkörmök. Hogy a tengelykapcsolóval átvihetõ csavarási nyomatékot tovább lehessen maximalizálni, az elõnyös megvalósítási változatnál a feszítéses kúp mellett alkalmazzuk még úgy a menesztõkörmöket, mint az egymásnak nekinyomódó sík felületeket is. Ennek keretében a menesztõkörmök/sík felületek képezte két erõátviteli szakasz a feszítéses kúphoz képest egy axiális távolságban helyezkedik el, miáltal a kúp elõfeszítésére és az ebbõl fakadó kúpfeltágulásra nem hatnak ki a menesztõkörmök és a sík felületek tompaillesztése feszültségmezõi, azaz azok a kerület mentén és az axiális irányban egyenletesen játszódnak le. Amennyiben az axiális távolság a tengelykapcsoló menesztõkörmöket is tartalmazó anyarészének befogóelemében képezett üregelés formájában jön létre,
1
HU 004 596 T2
úgy ez egy további olyan hatást eredményez, mely fokozza a tengelykapcsoló teljesítõképességét. Mivel az üregek/kihagyások az illetõ tengelykapcsolórész leggyengébb pontjait képezik, ezekre a feszítéses kúpnál lejátszódó kúpfeltágulás reakciójaként egy befelé ható húzó igénybevétel kerül. Ennek következtében a menesztõkörmöket az erõ befelé húzza (lásd a 4b. ábrát) és azok jól belefekszenek az ellenoldali tengelykapcsolórész hornyaiba. A menesztõkörmök mentén az erõátvitel tehát nem csupán alakzárással, a menesztõkörmök sugárirányú felületeinél történik, hanem azok belsõ kerületi felületeinél a tapadási erõzárással is. Ezen túlmenõen a tengelykapcsoló merevsége elõnyösen növekszik, éspedig úgy axiális, mint radiális irányban. A belsõ kerület felületén lejátszódó tapadási erõzárásos erõátvitelre mindennek során inkább a menesztõkörmök axiális végénél kerül sor és az a befogórész felé haladva fokozatosan csökken. Az egymásnak nekifekvõ felületek erõátviteli szakasza tehát elkülönül a menesztõkörmök erõzárásos erõátviteli szakaszától. Hatékonyan visszaszorítható így a tengelykapcsoló anyarészének a sík felületénél az a tányérrugószerû domborodási hatás, amit a menesztõkörmök okoznának, vagyis biztosítható a jó síkbanfutás. Ahhoz, hogy az egymásnak nekifekvõ felületeknél a tompailleszkedésbõl, valamint a menesztõkörmök alakzárása/erõzárása folytán adódó erõátviteli szakaszt még jobban szétválasszuk és hogy a menesztõkörmök talpszegleténél a bemetszési és élhatásnak a sík felületek tompailleszkedésénél a síkbanfutás pontosságára gyakorolt befolyását csökkentsük, a folytonos anyagátmenet mellett külön intézkedésként még szóbajöhet egy kimarás/üregelés a tengelykapcsoló anyarészének a sík felületében. Ez a kimarás/üregelés az alakját tekintve lehet egy enyhe átmérõátmenettel készült beszúrás vagy egy síkbeli lemarás a befogófelõli sík felületnél, éspedig a menesztõkörmök körzetében. A menesztõkörmöktõl nézve sugárirányban belül fekvõ résznek a síkbeli lemarásával a menesztõkörmök tapadási erõzárása miatti feszültségcsúcsok a sík felület síkjából/szintjébõl átkerülnek a befogóelembe. A menesztõkörmök sugárirányú oldalfelületei alatt található bemetszési talpaknál a megfelelõen elnyújtottra esztergált és folytonos átmérõátmenettel készült beszúrásokkal a menesztõkörmök alakzárása miatti bemetszési és élhatást át lehet vinni a sík felületek síkjából/szintjébõl a befogóelembe. Ilyenformán a sík felületek síkbanfutási viselkedését tovább lehet optimalizálni és el lehet kerülni a bemetszési talpaknál azt a feszültséghalmozódást, mely egy idõ elõtti anyagkifáradáshoz vezethetne. A találmány azon nem korlátozódik a megemlített megvalósítási változatokra; különösen lehetséges az, hogy tetszés szerinti nagy számban alkalmazzunk menesztõkörmöket vagy hogy a tengelykapcsolórészeket hozzáigazítsuk a mindenkori, akár bel¹, akár külföldi szabványok szerint készített ellendarabokhoz. Az igénypontok szerinti megvalósítási változatok egyes jellemzõit – az ésszerûség határain belül tetszés szerint lehet kombinálni.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 5
2
Az alábbiakban sematikus rajzok alapján közelebbrõl magyarázzuk a találmány elõnyösnek tekintett megvalósítási változatait. Az ábrák tartalma: 1a. ábra: Egy elõnyös megvalósítási változat szerinti tengelykapcsoló aparésze perspektivikus elölnézetben. 1b. ábra: Az 1a. ábra szerinti tengelykapcsolórész elölnézete. 1c. ábra: Az 1b. ábra szerinti tengelykapcsolórész oldalnézete keresztmetszetben, a B–B metszõsík mentén felnyitva. 1d. ábra: Az 1a., 1b., 1c. ábrában bemutatott tengelykapcsolórész egy oldalnézete. 2a. ábra: Egy elõnyös megvalósítási változat szerinti tengelykapcsoló anyarésze perspektivikus elölnézetben. 2b. ábra: A 2a. ábra szerinti tengelykapcsolórész egy elölnézete. 2c. ábra: A 2b. ábra szerinti tengelykapcsolórész egy oldalnézete keresztmetszetben, a B–B metszõsík mentén felnyitva. 2d. ábra: A 2a., 2b., 2c. ábrában bemutatott tengelykapcsolórész egy oldalnézete. 3a. ábra: Az 1. és 2. ábra szerinti elõnyös megvalósítási változatú két tengelykapcsolórész összekapcsolt állapotban, perspektivikus elölnézetben. 3b. ábra: A 3a. ábra szerinti tengelykapcsoló egy elölnézete. 3c. ábra: A 3b. ábra szerinti tengelykapcsoló egy oldalnézete keresztmetszetben, az A–A metszõsík mentén felnyitva. 3d. ábra: A 3a., 3b., 3c. ábrában bemutatott tengelykapcsoló egy oldalnézete. 4a. ábra: Diagram, mely a 3. ábrán bemutatott egyik tengelykapcsoló esetében mutatja a terhelés mennyiségi eloszlását az egyes erõátviteli szakaszok tekintetében. 4b. ábra: A 2. ábra szerinti tengelykapcsoló-anyarész egy perspektivikus elölnézete, mely mutatja a tengely-agy illesztés feszültségmezõjének a FEM-szimulációs feszültségeloszlását. 4c. ábra: A 2. ábra szerinti tengelykapcsolóanyarész egy elölnézete, mely mutatja az egymásnak nekifekvõ sík felületek tompailleszkedésénél a feszültségmezõ FEM-szimulációs feszültségeloszlását. 4d. ábra: A 2. ábra szerinti tengelykapcsoló-anyarész egy perspektivikus elölnézete, mely mutatja a menesztõkörmök egyike esetében a feszültségmezõ FEM-szimulációs feszültségeloszlását. 5a. ábra: Egy módosított megvalósítási változat szerinti tengelykapcsoló aparésze perspektivikus elölnézetben. 5b. ábra: Az 5a. ábra szerinti tengelykapcsolórész egy elölnézete.
1
HU 004 596 T2
5c. ábra: Az 5b. ábra szerinti tengelykapcsolórész egy oldalnézete keresztmetszetben, a A–A metszõsík mentén felnyitva. 5d. ábra: Az 5a., 5b., 5c. ábrában bemutatott tengelykapcsolórész egy oldalnézete. 6a. ábra: Egy olyan tengelykapcsoló anyarésze perspektivikus elölnézetben, melynek a kivitele beleilleszkedik az 5. ábrán bemutatott tengelykapcsoló-aparészbe. 6b. ábra: A 6a. ábra szerinti tengelykapcsolórész egy elölnézete. 6c. ábra: A 6b. ábra szerinti tengelykapcsolórész egy oldalnézete keresztmetszetben, a A–A metszõsík mentén felnyitva. 6d. ábra: A 6a., 6b., 6c. ábrában bemutatott tengelykapcsolórész egy oldalnézete. 7a. ábra: Az 5. és 6. ábra szerinti megvalósítási változatú két tengelykapcsolórész összekapcsolt állapotban, elölnézetben. 7b. ábra: A 7a. ábra szerinti tengelykapcsoló egy oldalnézete keresztmetszetben, a A–A metszõsík mentén felnyitva. 8a. ábra: Egy további megvalósítási változat szerinti tengelykapcsoló aparésze perspektivikus elölnézetben. 8b. ábra: A 8a. ábra szerinti tengelykapcsolórész egy elölnézete. 8c. ábra: A 8b. ábra szerinti tengelykapcsolórész egy oldalnézete keresztmetszetben, a A–A metszõsík mentén felnyitva. 8d. ábra: A 8a., 8b., 8c. ábrában bemutatott tengelykapcsolórész egy oldalnézete. 9a. ábra: Egy olyan tengelykapcsoló anyarésze perspektivikus elölnézetben, melynek a kivitele beleilleszkedik az 8. ábrán bemutatott tengelykapcsoló-aparészbe. 9b. ábra: A 9a. ábra szerinti tengelykapcsolórész egy elölnézete. 9c. ábra: A 9b. ábra szerinti tengelykapcsolórész egy oldalnézete keresztmetszetben, a A–A metszõsík mentén felnyitva. 9d. ábra: A 9a., 9b., 9c. ábrában bemutatott tengelykapcsolórész egy oldalnézete. 10a. ábra: A 8. és 9. ábra szerinti megvalósítási változatú két tengelykapcsolórész összekapcsolt állapotban, elölnézetben. 10b. ábra: A 10a. ábra szerinti tengelykapcsoló egy oldalnézete keresztmetszetben, a A–A metszõsík mentén felnyitva. 11. ábra: Egy további megvalósítási változat szerinti, sokszögprofilos befogóval rendelkezõ tengelykapcsoló anyarésze, elölnézetben. 12. ábra: Egy további megvalósítási változat szerinti tengelykapcsoló-aparész egy elölnézete. 13. ábra: Egy olyan összekapcsolt tengelykapcsoló egy oldalnézete keresztmetszetben, mely áll egy, a 12. ábrán bemutatott megvalósítási változat szerinti ten-
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 6
2
gelykapcsoló-aparészbõl és egy, a 9. ábrán bemutatott megvalósítási változat szerinti tengelykapcsoló-anyarészbõl. Elsõként az 1–3. ábrákra hivatkozással a találmány egy elõnyös megvalósítási változatát magyarázzuk el. Az 1. ábra egy 12 tengelykapcsoló-aparészt mutat; a 2. ábra egy 20 tengelykapcsoló-anyarészt mutat, és a 3. ábra mutatja a két 12 és 20 tengelykapcsolórészbõl összedugott 10 tengelykapcsolót. A 12 tengelykapcsoló-aparész rendelkezik a 14 tüskével és a 20 tengelykapcsoló-anyarész rendelkezik egy 18 befogadó kúpüreggel, hogy létrejöhessen a 14, 18 felsajtolt kúpos merevillesztés. Az 1. ábra részeibõl kitûnnek a 30 menesztõkörmök befogadására szolgáló 32 hornyok, melyeket mutat a 2. ábra is. A 2. ábra mutat emellett egy 24¹gyel jelölt kiesztergálást is, mely révén a belsõ kúp egy bizonyos távolság mellett elválasztásra kerül a 22 ütköztetõ sík felülettõl és a 32 menesztõkörmöktõl. Az ellenkezõ oldalon, a tengelykapcsoló aparészén található a 25 leesztergálás, melynek révén a 14 kúp a 16 sík felülettõl és a 32 menesztõköröm-hornyoktól egy bizonyos távolságban elválasztásra kerül. Amint a 3c. ábra mutatja, a 24 kiesztergálás és a 25 leesztergálás képezik az elválasztást a 14, 18 felsajtolt kúpos illesztés és a 16, 22 sík felületek tompailleszkedése által, valamint az azon 30 menesztõkörmök által megtestesített erõátviteli szakaszok között, melyek belefognak a 32 menesztõköröm-hornyokba. A 16, 22 sík felületek és a 14, 18 tengely-agy illesztés közötti 24, 25 távolságra alkalmas értéknek bizonyult az a méret, mely a tengelykapcsoló névleges átmérõjének a 0–1-szerese. Például ha a tengelykapcsoló névleges átmérõje 0 60 mm, akkor a 24, 25 távolságra elõnyösen egy 14 mm¹es érték választható. Ezen túlmenõen a tengelykapcsoló-anyarész rendelkezik egy 34 lemarással, mely a 30 menesztõkörmök talprészét a sugárirányban befelé elhelyezkedõ felület alatt a 22 sík felület síkjából tovább, befelé a 18 befogadókúpba helyezi át. A 30 menesztõkörmök sugárirányú oldalfelületeinél egy 37 lekerekített anyagátmenet található a 22 sík felület irányában (lásd a 3a., 3d. ábrákat). A szemben lévõ oldalon a 32 menesztõköröm-hornyok a 16 sík felületnél a 36 letörésekkel (lásd az 1., 3a., 3d. ábrákat) rendelkeznek. Ezek az intézkedések nem csupán a 30 menesztõkörmök bemetszési és élhatását csökkentik a 16, 22 egymásnak fekvõ sík felületek erõátviteli szakaszában, hanem megképezik a 36, 37 kihagyásokat/hézagokat is a 30 menesztõkörmök sugárirányú oldalfelületeinek felfekvési felülete és a 32 menesztõköröm-hornyok oldallapjai között. Létrejön tehát így a 34, 36, 37 elválasztás a menesztõkörmök/sík felületek által képezett erõátviteli szakaszok között. Egyrészt a 30 menesztõkörmök sugárirányban befelé elhelyezkedõ sarkos talpaiban jelentkezõ feszültségmezõ elkerül a 22 sík felület síkjából, másrészt a lekerekített anyagátmenet révén enyhül a bemetszési és élhatás a bemetszési talp sugárirányú oldalánál. Ezen túlmenõen a 30 menesztõkör-
1
HU 004 596 T2
möknek a 32 menesztõköröm-hornyokban található fészkének a sík felületeknél megejtett kimarása ebben a térségben is gondoskodik az erõátviteli szakaszok megbontásáról, miáltal a fellépõ feszültségmezõk nem vagy csak kissé rakódnak egymásra. Az 1–3. ábrákon látható egy központos tengelyirányú furat is, melyen a felsajtolt kúpos merevillesztés elõfeszítése céljából keresztül lehet vezetni egy differenciálcsavart. Mindemellett a széles körû FEM-szimulációk (=Finite Element Method) kimutatták, hogy a 16, 22 sík futási felületeknél és a 30 menesztõkörmöknél az erõátvitel csak a szerszámra jutó összterhelés megnövekedésekor kezd jelentkezni. A szimuláció eredményét kvantitative a 4. ábra mutatja be. A 4a. ábra mutatja, hogy hogyan oszlik meg az átvitt csavarási nyomaték a különbözõ erõátviteli szakaszok között: ehhez a 16, 22 sík felületeknél jelentkezõ csavarási igénybevételt rövid-hosszú darabkás szaggatott vonallal ábrázoltuk, az elsõ 32 menesztõkörömnél jelentkezõ csavarási igénybevételt hosszú darabkás szaggatott vonallal, a második 32 menesztõkörömnél jelentkezõt pedig két rövid–egy hosszú darabkás szaggatott vonallal jelöltük. A 14, 18 kúpnál jelentkezõ, a teljes terhelési tartományon végig konstans csavarásinyomaték-átvitelt, mely a egyébként a kúp elõfeszítési mértékének felel meg, egy folytonos vonallal ábrázoltuk. Összehasonlítási értékként röviddarabos szaggatott vonallal jelöltük az egy hagyományos két menesztõelemes menesztõgyûrû (két menesztõelemes DIN-gyûrû) egyetlen menesztõeleménél elérhetõ csavarásinyomaték-átvitelt. A hasonlítható méretezésû DIN-gyûrû a fentiekkel szemben csak mindegyik külön menesztõkörménél tud csavarási nyomatékot átvinni. Kimutatható volt, hogy ugyanannak az összes csavarási nyomatéknak az átviteléhez a DIN-gyûrû menesztõkörmei lényegesen nagyobb terhelést szenvednek, mint a találmány szerinti tengelykapcsoló menesztõkörmei, mikor is a csavarási teher a fesz-illesztéses kúpnál állandó értéken marad és ilyenformán a túlterhelés ellen védve van. A bemutatott tengelykapcsoló tehát lényegesen nagyobb összterhelésre képes, mint a hagyományos DIN-gyûrûkkel ellátott tengelykapcsolók; ez azt jelenti, hogy a jelen elõnyös megvalósítási változat szerinti tengelykapcsolóval akkora csavarási nyomatékokat lehet átvinni, amelyek túlszárnyalják a csavarási igénybevétel eddigi elviselhetõ határértékeit. Míg az elõfeszítettség a 14, 18 kúpnál a 10 tengelykapcsoló terheletlen állapotban is fennáll, addig az egymásnak nekinyomódó 16, 22 sík felületek képezte tompailleszkedésnél és a menesztõkörmöknél az erõátvitel csak a terhelés megnövekedésekor kezd jelentkezni. A terheletlen állapotban csak tapadási súrlódási erõzárás van jelen (a kúpnál), majd fokozódó terhelésnél kezd többletként belépni az alakzárás (az elsõ menesztõkörömnél) és további terhelésnövekedésnél terhelést kap a második menesztõköröm is. A 4b., 4c. és 4d. ábra mutatják a szimuláció keretében kiszámított 26, 27, 28 feszültségmezõket a 14,
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 7
2
18 feszesen illesztett kúpnál (terheletlen tengelykapcsoló mellett), a 16, 22 felületi nyomásnak kitett térségnél és az erõsebben igénybevett 30, 32 menesztõköröm/menesztõköröm-horony kapcsolatnál. A forgási irány az óramutató járásával szemben volt. Itt a 4b. ábrán a sugárirányú belsõ kerület mentén szaggatott vonallal berajzoltunk egy bizonyos feszültségpotenciált. A pontosvesszõs vonal egy második, magasabb feszültségpotenciált jelöltünk. A menesztõkörmök és a sík felület irányában tehát csökken a felsajtolt kúpillesztés által okozott feszültség, mígnem a szaggatott vonalnál egy határérték alá esik. Világosan fel lehet ismerni, hogy a határértéknek megfelelõ szaggatott vonal a menesztõkörmökhöz és a sík felülethez képest többnyire egy bizonyos távolságot tart. A 4c. ábra a sík felületnél jelentkezõ feszültségeloszlás szimulációjának az eredményét mutatja. A nagy feszültséget mutató, 27¹tekintettel jelölt és szaggatott vonallal behatárolt tartományok képezik a sík felületek tompailleszkedésénél jelentkezõ feszültségmezõt. Felismerhetõ, hogy ez a feszültségmezõ az erõsebben terhelt menesztõköröm bemetszõdési talpánál található 28 feszültségmezõtõl (lásd a 4d. ábrát) a forgásirányban fekvõ oldalon távolabb helyezkedik el. A 4d. ábrából kitûnõ, a bemetszési talpnál (a menesztõköröm tövénél) található 28 terhelési mezõt, mely egy anyagkifáradáshoz vezethet, ilyenformán kis értéken lehet tartani és az a tengelyirányú távolság miatt semmi vagy csak kicsi kihatással van a feszes kúpillesztésnél jelentkezõ 26 feszültségeloszlásra (4b. ábra). Mindemellett a 4c. ábrán az látható, hogy a menesztõkörmök erõs visszahatást gyakorolnak a nem a forgásirányban elhelyezkedõ bemetszési talpak környékén jelentkezõ felületi nyomásra (ezek a világosabb, pontosvesszõs vonalakkal körülhatárolt tartományok). A 4b. ábrán az is látható, hogy a feszített kúpnál meglévõ sugárirányú feszültség a menesztõkörmöket befelé húzza, mivel a kúp a felsajtolás miatt feltágul. Az 5–7. ábrákon a jelen találmány egy további elõnyös megvalósítási változatát mutatjuk be, melynél nincsenek menesztõkörmök, hanem csak két erõátviteli szakasz van, a tengely-agy illesztés és az egymásnak nekinyomódó sík felületek. Az 5. ábra a 112 tengelykapcsoló-aparészt mutatja, míg a 6. ábrán a 120 tengelykapcsoló-anyarész látható; a 7. ábra pedig a két 112, 120 részbõl összedugott 100 tengelykapcsolót jeleníti meg. Ennél a tengely-agy illesztést a 114 feszítéses kúp és a megfelelõ 118 befogóelem formájában hoztuk létre. A 122 sík felület és a 118 befogóelem belsõ kúpfelülete között megtalálható a 124 kiesztergálás (6. ábra), a 116 sík felület és a 114 kúptüske között megtalálható egy megfelelõ 125 leesztergálás (5. ábra). Ilyenformán összességében az összedugott 100 tengelykapcsolónál a tengely-agy illesztés 124, 125 kiüregelései folytán egy elválasztódás, illetve szétkapcsolódás jön létre a 114 feszítéses kúpnál, nevezetesen a 118 befogóelemben, valamint az egymásnak nekifekvõ 114, 118 sík felületeknél található erõátviteli
1
HU 004 596 T2
szakaszban. Itt is megtalálható a központos tengelyirányú furat, melyen egy csavar vezethetõ keresztül a kúpos illesztõülés elõfeszítése céljából. A 8–10. ábrák a találmány egy módosított megvalósítási változatát mutatják be. A 212 tengelykapcsolóaparészt a 8. ábra mutatja, míg a 220 tengelykapcsolóanyarész a 9. ábrán és a 200 összedugott tengelykapcsoló a 10. ábrán látható. Itt a 220 anyarész egy 218 kúpos befogórésszel rendelkezik az 212 aparész 214 tüskéje számára. Ehhez a befogórészhez közvetlenül csatlakozik egy 222 sík felület, mely a tengelykapcsoló összedugott állapotában a szembenfekvõ 216 sík felületnek (lásd a 8a. és 8b. ábrákat) fekszik neki. A 220 tengelykapcsoló-anyarész 222 sík felületébõl kiemelkedik két 230 menesztõköröm. A 212 tengelykapcsoló-aparész szembeni oldalán ennek megfelelõen megtalálható két 232 menesztõköröm-horony. Az eddig tárgyalt megvalósítási változatokkal szemben a jelen módosított megvalósítási változatnál a feszítéses kúp és a tompailleszkedés képezte erõátviteli szakaszok szétválasztását nem a befogadóelembeli kiesztergálással érjük el, hanem egy síkbeli beszúrással, illetve egy 224 hátrametszéssel (lásd a 8c., 8d és 10b. ábrákat), mely az aparészen a 214 tüskét elválasztja a 16 sík felülettõl. A 224 hátrametszés egy gyûrûszerû anyagrészt választ le a 216 központos tüskérõl, éspedig egy bizonyos tengelyirányú távolságnak megfelelõ hosszon. A 200 összedugott tengelykapcsolónál tehát a tüske a terhelés alatt a 224 hátrametszés teljes hosszában szabadon elcsavarodhat, éspedig anélkül, hogy az egymásnak nekifekvõ 216, 222 sík felületeken boltozódások jönnének létre. Ezeken túl a tengelykapcsoló anyarésze rendelkezik egy 234 lemarással is (9b., 9c. ábra), mely a 30 menesztõkörmök bemetszési talpát a sugárirányban belülfekvõ felület alatt a 222 sík felület síkjából beljebb, be a 218 befogadóelembe helyezi át és így a 230 menesztõkörmök és a 218 feszítéses kúp képezte erõátviteli szakaszokat egymástól elválasztja. A 230 menesztõkörmök sugárirányú oldalfelületeinél egy 37 legömbölyített anyagátmenet készül (9d. ábra). A szemben lévõ oldalon a 232 menesztõköröm-hornyok ennek megfelelõ lekerekítésekkel rendelkeznek (lásd a 8d. ábrát). Ezek az intézkedések csökkentik a bemetszési és élhatást a menesztõkörmöknél. Létrejön tehát a menesztõkörmök/kúpüreges szár képezte erõátviteli szakaszok szétválasztása. A 212 tüske a 218 befogóban a 224 hátrametszés terében szabadon csavarodhat. Ezen túlmenõen a 230 menesztõkörmök sugárirányban belül fekvõ bemetszési talpa egyrészt kikerül a 222 sík felület síkjából, másrészt pedig egy távolságot tart a 218 befogadóelem kerületéhez képest. Tehát itt is megvalósul az erõátviteli szakaszok szétválasztása, miáltal a keletkezõ feszültségmezõk nem vagy csak kissé kerülnek felhalmozódásra. A 11. ábra a találmány egy további megvalósítási változatának a 320 tengelykapcsoló-anyarészét mutatja, melynél egy sokszögalakú 318 befogóelem szolgál
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 8
2
egy tengelykapcsoló-ellendarab megfelelõ tüskéjének/csapjának a befogadására. A befogadó rész sokszögprofilja a 324 térségben a névleges átmérõ 0–1szeresének megfelelõ mélységben, éspedig a gyûrûszerûen elhelyezkedõ 322 sík felület és a sokszögalakú 318 befogadórész között, leesztergálásra került. Ily módon az összedugott tengelykapcsoló esetében a tengely-agy illesztés a 322 sík felület körzetében egy üregeléssel rendelkezik, miáltal a sokszögalakú tengely-agy illesztés és a két egymásnak nekifekvõ sík felület tompailleszkedése által képezett két erõátviteli szakasz hatékonyan szétválasztásra kerül. Ez a befogadóelem ugyan nem rendelkezik menesztõkörmökkel, de elképzelhetõ lenne egy menesztõkörmös megvalósítási változat is, különösen a szaggatott vonallal jelzett helyeken, melyeknél a befogadóelem sokszögprofilja a sík felülethez képest sugárirányban befelé legerõsebben visszaszorul, miáltal a menesztõkörmök és a tengely-agy illesztés képezte erõátviteli szakaszok szétválasztása különösen hatékonyan megejthetõ lenne. Ily módon a sokszögalakú tengely-agy illesztésnél meglévõ alakzárás miatt a sokszögprofil legömbölyített sarkai közelében fellépõ feszültségek is elkerülnének a menesztõkörmök körzetébõl, ami által nem kerülne sor a feszültség egymásra rakódására. Az is elképzelhetõ lenne, hogy a gyûrû alakú sík felület belsõ átmérõjétõl egy folytonos anyagátmenet lenne a sokszögprofil külsõ átmérõje felé. Végül pedig a 12. és 13. ábra a találmány egy utolsó megvalósítási változatát mutatják. A 12. ábrán egy tengelykapcsoló-aparészt láthatunk a 414 tüskeelemével együtt, mikor is a 414 tüske és egy, az azt körbefogó 416 sík felület között egy körbefutó 424 bemetszés található. Megtalálható még egy 432 horony, mely a tengelykapcsoló ellendarabjának 432-vel jelölt menesztõkörmeit fogadja be. A 12. ábra mutatja az ennek a megvalósítási változatnak megfelelõ összedugott tengelykapcsolót, mikor is látható egy, a 414 tüskének megfelelõ 418 befogadó kúp, melyet a 422 sík felület határol. A 422 sík felületbõl a 432 menesztõkörmök nyúlnak ki. Ilyenformán három erõátviteli szakasz jön létre: a 414 befogókúp, a 416, 422 sík felületek tompailleszkedése és az alakzárásos 430 menesztõkörmök a számukra szolgáló 432 hornyokkal. A körbefutó 424 bemetszés révén a befogókúpnál a tengely-agy illesztés egy kiüregelést kap a 416, 422 sík felületek közelében. Ilyenformán a befogókúp erõátviteli szakasza elválasztásra kerül a másik két erõátviteli szakasztól. Elkerülhetõ a sík felületek domborodása, csakúgy mint az egyenetlen kúpfeltágulás, és a menesztõkörmök a feszítéses befogókúp sugárirányú feltágulása miatt befelé fognak húzódni. Természetesen lehetségesek az eltérések a bemutatott változatokhoz képest, éspedig anélkül, hogy a találmány alapgondolatától eltávolodnánk. Különösen az alábbiak elképzelhetõk: – tetszés szerinti számú menesztõkörmök használata, – a tengely-agy illesztés ellipszis alakú kivitelezése,
1
HU 004 596 T2
– az elõfeszítésnél a differenciálcsavar mellõzése; helyette egy olyan másik alkalmas feszítõeszköz használata, melynél nincs szükség az említett csavar számára szolgáló központos furatra és a tüske tömör tengelyként készülhetne, mikor is feszítõeszközként például sugárirányú peckek szolgálhatnának, melyeket megfelelõ furatokba lehetne beledugni, – a menesztõkörmök/menesztõköröm-hornyok kivitelezése illesztõpeckek/furatok formájában, melyek vagy a tengelykapcsoló-aparészen vagy az anyarészen helyezkednek el, – a menesztõkörmök/menesztõköröm-hornyok elrendezése a sík felületekhez képest sugárirányban eltolva, például megfelelõ elõreugrások révén, – menesztõkörmök helyett tetszés szerinti számú sugárirányú pecek használata, melyeket a tengelykapcsoló összedugása után kívülrõl lehetne a megfelelõ elõirányzott furatokba beledugni, hogy az alakzárás így jöjjön létre a tengelykapcsoló aparésze és anyarésze között, – menetes rudak/peckek használata menesztõkörömként, melyeket megfelelõen kialakított furatokba lehet becsavarni (például radiális vagy axiális peckek, melyek a tengelykapcsoló apavagy anyarészén található megfelelõ anyagbordákon keresztül futnak), – a sugárirányú oldalfelületek bemetszési tövénél az igénybevétel csökkentése a sík felületekben/menesztõköröm-felületékben készített megfelelõ mentesítõ/elválasztó beszúrások, illetve kimarások útján. A találmány tehát áll egy 10; 100; 200; 400 tengelykapcsolóból, mely egy – fõleg egy szerszámgépnél – modulszerûen összeállított szerszámtartó kar egyes moduljai közé helyezendõ be, s melynek része egy 12; 112; 212; 412 tengelykapcsoló-aparész, amelyik az adott elsõ modulelem lezárását képezi és egy központos, tengelyszimmetrikus 14; 114; 214; 414 tüskével rendelkezik, illetve egy 20; 120; 220; 320; 420 tengelykapcsoló-anyarész, amelyik egy második, az elsõ modulelemmel összekapcsolandó modulelem lezárását képezi és egy központos, tengelyszimmetrikus 18; 118; 218; 318; 418 befogadóüreggel rendelkezik. Az összekapcsolt állapotban ez a két tengelykapcsolórész egy 14; 18; 114; 118; 214; 218; 414; 418 tengely-agy illesztést – mint elsõ erõátviteli szakaszt – és legalább egy további erõátviteli szakaszt valósít meg. Ennek során legkésõbb a terhelés alatt az elsõ erõátviteli szakasznál létrejön egy elsõ 26 feszültségmezõ, valamint a legalább egy további erõátviteli szakasznál létrejön legalább egy további 27; 28 feszültségmezõ, mikor is meg kell valósítani a 24; 25; 124; 125; 224; 324; 424 szétválasztást az elsõ erõátviteli szakasz és a legalább egy további erõátviteli szakasz között, éspedig úgy, hogy a mindenkori 26; 27; 28 feszültségmezõ a mindenkori másik/többi erõátviteli szakasz befolyásolásától mentesen alakuljon.
2
SZABADALMI IGÉNYPONTOK
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 9
1. Egy modulszerûen összeállított, fõleg szerszámgépen használatos szerszámtartó kar modulelemei közé behelyezendõ (10; 100; 200; 400) tengelykapcsoló egy (12; 112; 212; 412) tengelykapcsoló-aparésszel, amelyik az adott elsõ modulelem lezárását képezi és egy központos, tengelyszimmetrikus (14; 114; 214; 414) tüskével rendelkezik, valamint egy (20; 120; 220; 320; 420) tengelykapcsoló-anyarésszel, amelyik egy második, az elsõ modulelemmel összekapcsolandó modulelem lezárását képezi és egy központos, tengelyszimmetrikus (18; 118; 218; 318; 418) befogadóüreggel rendelkezik, mikor is az összekapcsolt állapotban ez a két tengelykapcsolórész egy (14, 18; 114, 118; 214, 218; 414, 418) tengely-agy típusú kapcsolóillesztést – mint egy elsõ erõátviteli szakaszt – képez és egymásnak nekifekvõ (16, 22; 116, 122; 216, 222; 322; 416, 422) sík felületeket is tartalmaz, amelyek egy második erõátviteli szakaszt képeznek, mikor is a tengelykapcsoló még (30; 230; 430) menesztõkörmöket is tartalmaz, amelyek egy harmadik erõátviteli szakaszt képeznek és amikor is – legalábbis terhelés alatt – az elsõ erõátviteli szakasznál egy (26) elsõ feszültségmezõ, a második erõátviteli szakasznál egy (27) második feszültségmezõ és a harmadik erõátviteli szakasznál egy (28) harmadik feszültségmezõ jön létre, azzal jellemezve, hogy a második erõátviteli szakasz a (34, 36, 37; 234, 237) elválasztások révén különválik a harmadik erõátviteli szakasztól oly módon, hogy a mindenkori (27; 28) feszültségmezõ a mindenkori másik feszültségmezõ befolyásától mentesen alakul. 2. Az 1. igénypont szerinti (10; 100; 200; 400) tengelykapcsoló, még azzal is jellemezve, hogy a (24, 25; 124, 125; 224; 324; 424) elválasztások révén az elsõ erõátviteli szakasz különválik a második erõátviteli szakasztól oly módon, hogy a mindenkori (26; 27; 28) feszültségmezõ a mindenkori másik/többi feszültségmezõ befolyásától mentesen alakul. 3. Az 1. vagy a 2. igénypont szerinti (10; 100; 200; 400) tengelykapcsoló, mikor is a (14, 18; 114, 118; 214, 218; 414, 418) tengely-agy illesztés kúpos alakkal, különösen pedig a HSK-rendszer (DIN 69893) elõírásai szerint lett kivitelezve. 4. Az 1. vagy a 2. igénypont szerinti (10; 100; 200; 400) tengelykapcsoló, mikor is a tengely-agy illesztés a (320) sokszög alakkal lett kivitelezve. 5. A 2. igénypont szerinti (10; 100; 200; 400) tengelykapcsoló, mikor is az (24, 25; 124, 125; 224, 225; 324; 424) elválasztásokat a (14, 18; 114, 118; 214, 218; 414, 418) tengely-agy illesztésnél található elsõ erõátviteli szakasz és a sík felületeknél található (16, 22; 116, 122; 216, 222; 416, 422) második erõátviteli szakasz között egy, a (14, 18; 114, 118; 214, 218; 414, 418) tengely-agy illesztés és a sík felületek (16, 22;
1
HU 004 596 T2
116, 122; 216, 222; 416, 422) illeszkedése közötti (24, 25; 124, 125; 224, 225; 324, 424) tengelyirányú távolság hozza létre. 6. Az 5. igénypont szerinti (10; 100; 200; 400) tengelykapcsoló, mikor is a (24, 25; 124, 125; 224, 225; 324; 424) tengelyirányú távolság egy, a (14, 18; 114, 118; 214, 218; 414, 418) tengely-agy illesztésnél – a (16, 22; 116, 122; 216, 222; 416, 422) sík felületek közelében létrehozott – (24, 25; 124, 125; 224, 225; 324; 424) kiüregelés formájában jön létre. 7. A 6. igénypont szerinti (10; 100; 200; 400) tengelykapcsoló, mikor is a (14, 18; 224, 225) tengely-agy illesztés (24, 124; 324) kiüregelése a sík felületek közelében egy, a (18, 218; 318) befogadóelemben megejtett (24, 124; 324) kiforgácsolás formájában jön létre. 8. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti (10; 100; 200; 400) tengelykapcsoló, melyben a (20; 220; 420) tengelykapcsolórészek egyikénél a középen kívül a (30; 230; 430) menesztõkörmök találhatók, míg a másik (12; 212; 412) tengelykapcsolórésznél a (30; 230; 430) menesztõkörmök számára a megfelelõ (32; 232; 432) hornyok találhatók, miáltal a (10; 100; 200; 400) tengelykapcsoló összekapcsolt állapotában a (30; 230; 430) menesztõkörmök a nekik megfelelõ (32; 232; 432) hornyokba belefognak és ilyenformán létrejön egy a legalább egy további erõátviteli szakaszokból. 9. A 8. igénypont szerinti (10; 100; 200; 400) tengelykapcsoló, mikor is a (30; 230; 430) menesztõkörmök a kétféle (20; 220; 420) tengelykapcsolórészek valamelyikével egy darabból készülnek. 10. A 8. vagy 9. igénypont szerinti (10; 100; 200; 400) tengelykapcsoló, mikor is a (30; 230; 430) menesztõkörmök a (14, 18; 214, 218; 414, 418) tengelyagy illesztéshez képest egy tengelyirányú távolsággal rendelkeznek.
5
10
15
20
25
30
35
10
2
11. A 8–10. igénypontok valamelyike szerinti (10; 100; 200; 400) tengelykapcsoló, mikor is a (30; 230; 430) menesztõkörmök a (20; 120; 220) tengelykapcsoló-anyarészen kapnak helyet. 12. Betétszerszámtartó eszköz egy szerszámgép egy szerszámtartó karja számára, ellátva a fenti igénypontok valamelyike szerinti két tengelykapcsolórész egyikével, mikor is az egy olyan megfelelõ befogóelembe kerül behelyezésre, mely megfelel a másik tengelykapcsolórésznek. 13. Hosszabbító¹, illetve közbensõ toldódarab egy szerszámgép egy szerszámtartó karja számára, mely legalább az egyik végén rendelkezik az 1–11. igénypontok valamelyike szerinti tengelykapcsoló két tengelykapcsolórészének az egyikével. 14. Befogóeszköz-alaptest egy szerszámgép egy szerszámtartó karja számára, mely az 1–11. igénypontok valamelyike szerinti tengelykapcsoló két tengelykapcsolórészének az egyikével rendelkezik a 12. igénypont szerinti betétszerszámtartó eszköz vagy egy, a 13. igénypont szerinti hosszabbító¹, illetve közbensõ toldódarab befogása céljából. 15. Szerszámtartó kar, mely áll egy, a 12. igénypont szerinti betétszerszámtartó eszközbõl, egy, a 14. igénypont szerinti befogóeszköz-alaptestbõl és opcionálisan egy, a 13. igénypont szerinti hosszabbító¹, illetve közbensõ toldódarabból. 16. Olyan, az 1–11. igénypontok valamelyike szerinti tengelykapcsoló egy tengelykapcsolórészét tartalmazó kapcsolódási megoldásokkal rendelkezõ szerszámgép, amelyhez csatlakoztatható egy, a 12. igénypont szerinti betétszerszámtartó eszköz, egy, a 13. igénypont szerinti hosszabbító¹, illetve közbensõ toldódarab, egy, a 14. igénypont szerinti befogóeszközalaptest vagy egy, a 15. igénypont szerinti szerszámtartó kar.
HU 004 596 T2 Int. Cl.: F16D 1/10
11
HU 004 596 T2 Int. Cl.: F16D 1/10
12
HU 004 596 T2 Int. Cl.: F16D 1/10
13
HU 004 596 T2 Int. Cl.: F16D 1/10
14
HU 004 596 T2 Int. Cl.: F16D 1/10
15
HU 004 596 T2 Int. Cl.: F16D 1/10
16
HU 004 596 T2 Int. Cl.: F16D 1/10
17
HU 004 596 T2 Int. Cl.: F16D 1/10
18
HU 004 596 T2 Int. Cl.: F16D 1/10
19
HU 004 596 T2 Int. Cl.: F16D 1/10
20
HU 004 596 T2 Int. Cl.: F16D 1/10
21
HU 004 596 T2 Int. Cl.: F16D 1/10
22
HU 004 596 T2 Int. Cl.: F16D 1/10
23
HU 004 596 T2 Int. Cl.: F16D 1/10
24
HU 004 596 T2 Int. Cl.: F16D 1/10
25
Kiadja a Magyar Szabadalmi Hivatal, Budapest Felelõs vezetõ: Törõcsik Zsuzsanna Windor Bt., Budapest
