SE511439C2 - Förfarande för åstadkommande av en böjstyv, långsträckt kropp samt en anordning vid en böjstyv, långsträckt kropp - Google Patents

Description

lO 15 20 25 30 35 511 439 2 eller några av de i respektive underkrav angivna kännetecknen.

Det uppfinningsenliga förfarandet respektive anordningen har flera fördelar. Genom det uppfinningsenliga förfarandet kan åstadkommas en böj styv, långsträckt kropp, företrädesvis en lätt axel eller balk vars böj styvhet är väsentligt ökad och vars egen- frekvens kan anpassas till den aktuella applikationen.

Uppfinningen skall i det efterföljande närmare förklaras med hjälp av exempel på utföringsforrner av förfarandet och anordningen och med hänvisning till bifogade ritningar där: Fig 1 visar en första utföringsforrn av en uppfinningsenlig böjstyv långsträckt kropp i form av en axel, i ett snitt vinkelrätt mot dess längdaxel.

Fig 2 visar en andra utföringsforrn av en uppfinningsenlig böjstyv långsträckt kropp i förrn av en balk, i ett snitt vinkelrätt mot dess längdaxel.

I fig l betecknar l generellt en böjstyv, långsträckt kropp i form av en cirkulär axel av det slag som t ex är lämplig som spindel i en pappersmaskin eller liknande. Den cirkulära axeln 1 uppvisar ett flertal sig längs väsentligen hela dess längd sträckande cirkulära hålrum 2, 2a vars innerytor, i ett snitt vinkelrätt mot dess längdaxel, befinner sig på avstånd från snittets masscentrum. Ett av dessa hålrum 2a är utfört koncentriskt kring snittets masscentrum. I jämförelse med exempelvis en homogen metallaxel medför hålrurnmen 2, 2a en väsentlig viktminskning för axeln. I hål- rummen 2, 2a är, företrädesvis genom limning, anbringade fiberkompositkroppar 3, 3a, vilka uppvisar med hålrurnmens 2, 2a innerytor väsentligen kongruenta ytterytor, vilka genom anbringandet är förbundna med hålnirnrnens innerytor. Fiberkomposit- kropparna 3, 3a kan vara homogena, såsom i de perifert liggande hålrurnmen 2 eller rörformade, såsom den fiberkompositkropp 3a, som är anbringad i den koncentriskt med masscentrum utförda urtagningen 2a. Huvuddelen av fibrema i fiberkomposit- kroppama 3, 3a sträcker sig väsentligen parallellt med axelns l längdaxel och är kontinuerliga längs hela dess längd.

Fiberkompositkropparna 3, 3a består företrädesvis av kolfiber i en epoximatris, men andra fibrer och matriser med liknande egenskaper är naturligtvis tänkbara. Vid limning används företrädesvis epoxi-, akryl-, uretan- eller fenolplastbaserat lim. lO 15 20 25 30 35 511 439 3 Vid framställning av axeln 1 enligt fig 1 börjar man med att framställa ett långsträckt axelärrme uppvisande de sig längs väsentligen hela axelns 1 längd sträckande hål- rurnmen 2, 2a. I vardera hålrum 2, 2a anbringas sedan en fiberkompositkropp 3, 3a, med en med hålrurnmets inneryta väsentligen kongruent ytteryta. Huvuddelen av ñbrerna i fiberkompositkroppen 3, 3a skall härvid orienteras väsentligen parallellt med det långsträckta axelärnnets längdaxel och så att de är kontinuerliga längs hela dess längd.

I fig 2 betecknar l generellt en böjstyv, långsträckt kropp i form av en rektangulär balk. Den rektangulära balken l uppvisar, liksom axeln enligt fig 1, ett flertal sig längs väsentligen hela dess längd sträckande hålrum 2, 2a vars innerytor, i ett snitt vinkelrätt mot dess längdaxel, befinner sig på avstånd från dess masscentrum. Ett av dessa hålrum 2a är såsom i den tidigare uttöringsformen utfört koncentriskt kring masscentrum. I hålrurnmen 2, 2a är, såsom i uttöringsformen enligt fig 1 företrädes- vis genom limning, anbringade fiberkompositkroppar 3, 3a, vilka uppvisar med hål- rummens innerytor väsentligen kongruenta ytterytor, vilka genom anbringandet är förbundna med hålrummens innerytor. Fiberkompositkropparna 3, 3a i samtliga hål- rum är i denna utíöringsfonn homogena. Huvuddelen av ñbrema sträcker sig även här väsentligen parallellt med den långsträckta kroppens längdaxel och är kontinuer- liga längs hela dess längd.

Framställning av balken la enligt fig 2 sker på motsvarande sätt som för axeln 1 enligt fig 1.

Genom uppfinningen kan åstadkommas böjstyva, lätta axlar och balkar med god- tyckliga tvärsnitt. Böjstyvheten hos dessa kan ökas genom att hålrummens 2, 2a mot fiberkompositkroppamas 3, 3a ytterytor anslutande innerytor utförs på större avstånd från masscentrum och minskas på omvänt sätt, sett i ett snitt vinkelrätt mot axelns/balkens längdaxel. Ovanstående kan också utnyttjas för att ge uppfinnings- enliga axlar/balkar önskad egenfrekvens. Vid roterande axlar är det i regel lämpligt att hålrurnmen 2, 2a anordnas med lika delning, symmetiiskt kring axelns mass- centrum, sett i ett snitt vinkelrätt mot dess längdaxel, medan man vid en balk, genom asymmetriskt placerade hålrum 2, 2a, kan åstadkomma olika böjstyvhet i olika riktningar. I och med att fiberkompositkropparna 3, 3a i regel har lägre densitet än det material som använts för den långsträckta kroppen, åstadkoms en väsentlig vikt- minskning järníört med en homogen kropp med samma dimensioner. För ytterligare viktminskning kan man vid vissa applikationer anordna ytterligare hålrum 2, 2a, i 10 511 439 4 vilka ej anordnas fiberkompositkroppar 3, 3a.

Det är uppenbart for en fackman inom området, att uppfinníngen ej är begränsad till de ovan beskrivna utfóringsfonnema, utan att den istället kan genomgå modifikationer inom ramen for uppfinningstanken definierad i efterföljande patentkrav. Exempelvis kan man vid utforingsforrnerna enligt ñg 1 resp flg 2 anordna fiberkompositlaoppar 3, 3a enbart i de perifert liggande hålrummen 2 alternativt enbart i de koncentriskt med masscentrtnn utförda urtagningarna 2a. Det inses också att hålrurnmen 2, 2a kan ha godtycklig tvärsnittsform och att fiberkompositkropparna kan anbringas i hålrummen genom ikrympning.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 35 511439 Patentkrav Förfarande för åstadkommande av en böj styv, långsträckt kropp (l), företrädes- vis en axel eller en balk, k ä n n e t e c k n a d därav, att man framställer ett långsträckt änme, vilket förses med ett flertal sig längs väsentligen hela ämnets längd sträckande hålrum (2, 2a), vilka anordnas med lika delning, symmetriskt kring ämnets masscentrum, sett i ett snitt vinkelrätt mot dess längdaxel samt vilka hålrums innerytor befinner sig på avstånd från ämnets masscentrum sett i samma snitt vinkelrätt mot dess längdaxel och att i hålrurnmen (2, 2a) anbringas fiberkompositkroppar (3, 3a), uppvisande med hålrurnmens innerytor väsentligen kongruenta ytterytor samt att huvuddelen av fibrema i fiber- kompositkropparna (3, 3a) både sträcker sig väsentligen parallellt med det lång- sträckta ämnets längdaxel och är kontinuerliga längs hela dess längd. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n et e c k n a d därav, att fiberkomposit- kroppen (3, 3a) anbringas i hålrummet (2, 2a) genom limning. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att fiberkomposit- kroppen (3, 3a) anbringas i hålrummet (2, 2a) genom ikrympning. Förfarande enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att för limningen används ett epoxi-, akryl-, uretan- eller fenolplastbaserat lim. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav, att såsom fiberkompositkropp (3, 3a) används fibennaterial i en plastmatris, företrädesvis kolfiber i en epoximatris. Anordning vid en böj styv, långsträckt kropp (1), företrädesvis en axel eller en balk, k ä n n e t e c k n a d därav, att den långsträckta kroppen (1) uppvisar ett flertal sig längs väsentligen hela dess längd sträckande hålrum (2, 2a) fördelade med lika delning syrnrnetriskt kring dess masscentrum sett i ett snitt vinkelrätt mot dess längdaxel, vilka hålrums innerytor befinner sig på avstånd från dess masscentrum sett i samma snitt vinkelrätt mot dess längdaxel och att i hålrummen (2, 2a) är anordnade fiberkompositkroppar (3, 3a) uppvisande med hålrurnmens innerytor väsentligen kongruenta ytterytor, vilka är förbundna med hålruinmens innerytor samt att huvuddelen av fibrerna i fiberkompositkropparna (3, 3a) både sträcker sig väsentligen parallellt med den långsträckta kroppens längdaxel och är kontinuerliga längs hela dess längd. 10 15 10. ll. 511 439 6 Anordning enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a d därav, att fiberkomposit- kroppen (3, 3a) består av fiberrnaterial i en plastrnatris, företrädesvis kolfiber i en epoximatris. Anordning enligt patentkrav 6 eller 7, k ä n n e t e c k n a d därav, att fiber- kompositkroppens ytteryta är förbunden med hålrummets inneryta med hjälp av ett lim. Anordning enligt patentkrav 8, k ä n n e t e c k n a d därav, att limmet är epoxi-, akryl-, uretan- eller fenolplastbaserat. Anordning enligt patentkrav 6 eller 7, k ä n n e t e c k n a d därav, att fiber- kompositkroppens ytteryta är förbunden med hålrurnmets inneryta genom i pning. Anordning enligt något av föregående patentkrav 6-10, k ä n n e t e c k n a d därav, att den långsträckta kroppen (1) med längsgående hålrum innefattar en formsprutad profilbalk eller ett rör.