Guľový čap a spôsob výroby guľového čapu

Číslo patentu: E 14199

Dátum: 08.09.2010

Autori: Bongartz Robert, Müller Kurt, Dorow Reiner

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

0001 Predložený vynález sa týka guľového čapu podľa úvodnej časti nároku 1, ako aj spôsobu výroby guľového čapu podľa úvodnej časti nároku 2. Takéto guľové čapy sa využívajú na rôzne použitia, napriklad tlmiče s plynovou pružinou alebo systémy riadenia a vyžadujú vysokú stabilitu, pretože systémy takéhoto druhu sú v prevádzke namáhané na tNale sa striedajúci ohyb. Pri tom je obzvlášť prechod medzi gulou a driekom vystavený extrémne vysokému zaťaženiu. Zodpovedajúco tomu musia byt guľové čapy dimenzované tak, že týmto zaťaženiam odolajú.0002 V stave techniky bolo doteraz známe iba sústružiť takéto guľové čapy buďto v jednom kuse, čo je extrémne náročné pri výrobe, alebo časti jednoducho zvárať. Zodpovedajúce zváranie gule a drieku do guľového čapu ako rotačne symetrickej súčasti je napríklad známe z DE 856 256. V poslednom prípade dochádzalo často medzi driekom a gulou k zlomom.0003 Ďalej je zo stavu techniky známe, konštrukčné časti ako celok podrobiť vytvrdzovaniu a/alebo vytvrdzovaniu okrajovej vrstvy, ako je to napriklad predstavené v DE 10 2004 053 935 A 1.0004 vychádzajúc z tohto stavu techniky je preto úlohou predloženého vynálezu skonštruovat guľový čap takým spôsobom, že má podstatne vyššiu pevnosť, obzvlášť podstatne vyššiu pevnosť proti trvalému striedavému ohybu,a tým zodpovedajúcim spôsobom vyššiu životnosť, a poskytnúť spôsob výroby takéhoto guľového čapu.0005 Predložený vynález navrhuje na riešenie tejto úlohy najprv lenzváraný šev rotačne symetricky zvarenej časti a prípadne jeho okolie podrobiť vytvrdeniu okrajovej vrstvy, napriek tomu že to v stave techniky narazilo na predsudok, že vytvrdenie okrajovej vrstvy zváraného švu je stále kontraproduktivne, pretože sa tým spôsobuje skrehnutie okrajovej vrstvy zváraného švu, ktoré činí zváraný šev pri zaťažení v ťahu náchylný na zlomenie.0006 V mnohých prípadoch použitia, ako tu v guľovom čape, však vôbec nedochádza k zaťaženiu v ťahu, ale životnosť časti je obmedzovaná v dôsledku jej medze únavy pri striedavom napätí v ohybe.0007 Pokusy prihlasovateľa patentu dokázali, že sa prostredníctvom postupu podľa vynálezu dá medza únavy pri striedavom napätí v ohybe napríklad guľových čapov o približne dekádu, teda o činiteľ 10 zvýšiť, napriek tomu, že podľa mienky odborného sveta vytvrdenie okrajovej vrstvy zváraného švu je v dôsledku vyplývajúceho skrehnutia skôr nevýhodné, 0008 Podľa vynálezu je táto úloha v guľovom čape podľa úvodnej časti riešená tým, že oblasť hlavného zaťaženia v okrajových vláknach je spevnená tým, že zváraný šev a jeho okolie je prostredníctvom vytvrdenia okrajovej vrstvy v okrajových vláknach spevnený tak, že tam existuje spevnenie okrajovej vrstvy prostredníctvom vlastných tlakových pnutí.0009 Pri tom je obzvlášť prednostné, vytvorit spevnenie okrajovej vrstvy prostredníctvom vytvrdenia okrajovej vrstvy pomocou bezprostredne nasledujúceho prudkého ochladenia zóny spracovanej prostredníctvom vytvrdenia okrajovej vrstvy.0010 Predložený vynález sa týka výroby guľových čapov, ktoré pozostávajú z gule a drieku, ktoré sú spojené prostredníctvom rotačne symetrického zváraného švu. Také guľové čapy nepodliehajú zvyčajne žiadnemu zaťaženiu v ťahu, u ktorého by mohlo byť vytvrdenie okrajovej vrstvy nevýhodné, ale ich životnosť je obmedzená výlučne prostredníctvom medze únavy pri striedavom napätí v ohybe. Ďalej dovoľuje spôsob výroby podľa vynálezu pomocou vytvrdenia okrajovej vrstvy obmedzeného na zváraný šev a jeho bezprostredne okolie, získanie určitého stupňa Iesku.0011 Výroba gulového čapu podľa vynálezu môže byt napríkladuskutočňované prostredníctvom induktívneho tvrdenia, laserového tvrdenia alebo pIazmového-iónového tvrdenia.0012 Ďalej je podľa vynálezu uvádzaný spôsob výroby takejto rotačne symetricky zvarenej súčasti, u ktorého sa po zvarení jednotlivých častí uskutočňuje vytvrdenie okrajovej vrstvy zváraného švu a jeho okolia pomocou bezprostredne nasledujúceho prudkého ochladenia zóny spracovanej prostredníctvom vytvrdenia okrajovej vrstvy.Stručný opis výkresov 0013 Predložený vynález bude v nasledujúcom bližšie vysvetlenýpomocou príkladu uskutočnenia gulového čapu, ktorý je znázornený na pripojenom výkrese0014 Ukazuje 0015 Obr. 1 predstavuje guIový čap podľa vynálezu z boku, čiastočne v reze.0016 Obrázok 1 ukazuje gulový čap 10 podľa vynálezu, ktorý obsahuje driek alebo čap 12 a gulu 14. Gulový čap 10 je pri tom znázornený z boku a tu obzvlášť záujem budiaca prechodová oblast medzi driekom 12 a guľou je znázornená v reze.0017 Aj tu znázornený gulový čap 10 podľa vynálezu je vyrobený zvarením gule 14 a drieku 12. Zodpovedajúci zvar 16 je rozoznateľný v znázornení v reze na okraji. Prebieha rotačne symetricky okolo osi 20 otáčania drieku 12.0018 Zvarenie gule a drieku vytvára tepelne ovplyvnenú zónu 18 okolo zváraného švu 16, ktorá je na znázornení v reze vyznačená prostredníctvom prerušovaného šrafovania a videné priestorovo je vytvorená približne ako šošovkový tvar rotačne symetricky na os 20 otáčania drieku 12. Ako je zistitelnéna výkrese, má v reze symetricky eliptický tvar.0019 Podľa vynálezu sú oblasti 22, v znázornení v reze vyznačené čierne, obzvlášť vytvrdené, takže guľový čap podľa vynálezu tu má optimalizované vytvrdené zóny.0020 Podľa vynálezu sa prostredníctvom špeciálneho poradia krokov spôsobu po zváraní oblasť hlavného zaťaženia zváranej zóny 22 v okrajovom vlákne vytvrdzuje, takže dochádza k spevneniu okrajovej vrstvy zvaru 16 a jeho okolia. Tým je podľa vynálezu dosahované výrazné stúpnutie životnosti guľových čapov, aj ked tieto sú veľmi silno striedavo namáhané.0021 Podľa vynálezu obzvlášť prednostný postup na vytvorenie tohto spevnenia v oblasti hlavného zaťaženia zváranej zóny 22 prebieha nasledovne 0022 Guľa 14 je navarená na čap 12. Vzniká rotačne symetrický zvar 16. Následne sa uskutočňuje vytvrdenie okrajovej vrstvy zváranej zóny 22 pomocou bezprostredne na to nasledujúcim prudkým ochladením zóny 22 spracovávanej prostredníctvom vytvrdzovania okrajovej vrstvy. vytvrdenie sa pri tom môže uskutočňovať napríklad prostredníctvom induktívneho tvrdenia,laserového tvrdenia alebo plazmového iónového tvrdenia.0023 Týmto spôsobom je na vrubové pnutia a tvorbu trhlin obzvlášť citlivá zváraná zóna 22 čo sa týka svojej pevnosti, výrazne zlepšená. Tým sa životnost celej konštrukčne časti podstatne zväčší.

MPK / Značky

MPK: C21D 9/50, F16C 11/06, B23P 15/00

Značky: spôsob, gulového, guĺový, čapu, výroby

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/7-e14199-gulovy-cap-a-sposob-vyroby-guloveho-capu.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Guľový čap a spôsob výroby guľového čapu</a>

Podobne patenty