專利名稱：生產(chǎn)抗彎的伸長(zhǎng)體的方法和抗彎的伸長(zhǎng)體的結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1的前序部分中所指明的生產(chǎn)抗彎的伸長(zhǎng)體，最好是一根軸或一個(gè)梁的方法。
本發(fā)明還涉及一種如權(quán)利要求7的前序部分中所指明的抗彎的伸長(zhǎng)體，最好是一根軸或一個(gè)梁的結(jié)構(gòu)。
在例如造紙機(jī)中，常常遇到較長(zhǎng)的軸，它們尤其是用作支承卷筒紙的主軸。這些軸現(xiàn)在常常被做成均質(zhì)的或管狀的鋁軸或鋼軸，有可能還具有用于氣動(dòng)的夾緊塊或其類似物的縱向環(huán)形凹槽?？梢岳斫?，即使在長(zhǎng)度比較短的情況下，這種軸都可能具有較大的質(zhì)量，尤其是在軸承受大的載荷時(shí)。在旋轉(zhuǎn)時(shí)，這種軸在與其應(yīng)用類型有關(guān)的速度范圍內(nèi)還可能會(huì)產(chǎn)生自然頻率，并由此可能限制卷筒紙的速度。此外，在更換卷筒紙或類似物時(shí)，必須常常用人工操縱這些軸，這就意味著有與對(duì)升舉重物產(chǎn)生影響的工作環(huán)境要求發(fā)生沖突的危險(xiǎn)。在長(zhǎng)度大和應(yīng)力高的情況下，還可能難于用按照現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的軸得到足夠的抗彎性能。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的為提供一種用于生產(chǎn)一抗彎的伸長(zhǎng)體，最好是一根軸或一個(gè)梁的方法以及一種抗彎的伸長(zhǎng)體的結(jié)構(gòu)，該方法和結(jié)構(gòu)有助于消除或至少減少上述問(wèn)題。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，得到了一種如權(quán)利要求1所述的用于生產(chǎn)一種抗彎的伸長(zhǎng)體，最好是一根軸或一個(gè)梁的方法。
還可以按照本發(fā)明得到如權(quán)利要求7所述的一種抗彎的伸長(zhǎng)體，最好是一根軸或一個(gè)梁的結(jié)構(gòu)。
此外，本發(fā)明方法或結(jié)構(gòu)的優(yōu)選實(shí)施例具有如各從屬權(quán)利要求中所述的一個(gè)或若干個(gè)特征。
按照本發(fā)明的方法和結(jié)構(gòu)有若干優(yōu)點(diǎn)。借助于按照本發(fā)明的方法，可以生產(chǎn)出一種抗彎的伸長(zhǎng)體，最好為一根重量輕的軸或梁，其抗彎性能可以大大提高，而其自然頻率可適應(yīng)于當(dāng)前的應(yīng)用。
下面以參照附圖例舉本發(fā)明實(shí)施例和結(jié)構(gòu)的方式詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。圖中

圖1以與其縱向軸線垂直的剖面示出了按照本發(fā)明的、其形狀為一根軸的抗彎伸長(zhǎng)體的第一實(shí)施例；圖2以與其縱向軸線垂直的剖面示出了按照本發(fā)明的、其形狀為一個(gè)梁的抗彎伸長(zhǎng)體的第二實(shí)施例。
在圖1中，標(biāo)號(hào)1總的描繪了一個(gè)其形狀為一圓軸的抗彎的伸長(zhǎng)體，這種軸適于用作例如造紙機(jī)或類似設(shè)備中的主軸。圓軸1具有許多主要沿其整個(gè)長(zhǎng)度延伸的圓形空穴2、2a，在一個(gè)與其縱向軸線垂直的剖面上，其內(nèi)表面離開截面的質(zhì)心一段距離。這些空穴中的一個(gè)2a繞截面的質(zhì)心同心地布置。與例如均質(zhì)的金屬軸相比，空穴大大減小了軸的重量。在空穴2、2a中最好通過(guò)粘接施加了纖維復(fù)合材料體3、3a，該纖維復(fù)合材料體的外表面與空穴2、2a的內(nèi)表面基本一致，由于采用粘接方式，故纖維復(fù)合材料體的外表面與空穴的內(nèi)表面粘合在一起。纖維復(fù)合材料體3、3a可以在周向布置的空穴2中是均質(zhì)的，或是同纖維復(fù)合材料體3a一樣是管狀的，它粘貼在與質(zhì)心同心地布置的空穴2a中。纖維復(fù)合材料體3、3a中的大部分纖維都基本上平行于軸1的縱向軸線地延伸，并沿其整個(gè)長(zhǎng)度被伸長(zhǎng)。
纖維復(fù)合材料體3、3a最好由在環(huán)氧類母體中的碳纖維構(gòu)成，但是具有類似性能的其它纖維和母體自然也是可用的。粘接時(shí)，可采用環(huán)氧樹脂基、丙烯酸酯類樹脂基、聚氨酯樹脂基或酚醛樹脂基粘接劑。
在制造根據(jù)圖1的軸時(shí)，可以從生產(chǎn)一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的軸坯開始，該軸坯具有基本上沿軸1的全長(zhǎng)延伸的空穴2、2a。然后，將外表面基本上與空穴的內(nèi)表面一致的纖維復(fù)合材料體3、3a裝配在各個(gè)空穴2、2a中。纖維復(fù)合材料體3、3a中的大部分纖維在此時(shí)應(yīng)當(dāng)基本上平行于細(xì)長(zhǎng)軸坯的縱向軸線地取向，從而它們沿其整個(gè)長(zhǎng)度被伸長(zhǎng)。
在圖2中，標(biāo)號(hào)1總的描繪了其形狀為一個(gè)矩形梁的抗彎伸長(zhǎng)體。同按照?qǐng)D1的軸一樣，矩形梁1有許多基本上沿其全長(zhǎng)延伸的空穴2、2a，在一個(gè)與其縱向軸線垂直的剖面上，空穴的內(nèi)表面與其質(zhì)心隔開一段距離。如同在前述實(shí)施例中一樣，這些空穴中的一個(gè)2a同心地布置在質(zhì)心的周圍。在空穴2、2a中，如同在根據(jù)圖1的實(shí)施例中那樣，最好通過(guò)膠粘固定纖維復(fù)合材料體3、3a，這些纖維復(fù)合材料體具有基本上與空穴的內(nèi)表面一致的外表面，該外表面通過(guò)粘貼與空穴的內(nèi)表面連接起來(lái)。在本實(shí)施例中，纖維復(fù)合材料體3、3a在所有空穴中都是均質(zhì)的。此處，大部分纖維也是基本上平行于伸長(zhǎng)體的縱向軸線地延伸并沿其整個(gè)長(zhǎng)度被伸長(zhǎng)的。
按照?qǐng)D2的梁1的生產(chǎn)以與按照?qǐng)D1的軸1的生產(chǎn)相應(yīng)的方式進(jìn)行。
可以用本發(fā)明生產(chǎn)具有任意橫截面的抗彎的、輕型軸和梁。它們的抗彎性能可以通過(guò)下述措施來(lái)提高，即在與軸/梁的縱向軸線垂直的剖面中看去，將與纖維復(fù)合材料體3、3a的外表面相連接的空穴2、2a的內(nèi)表面布置成離開質(zhì)心一段較大的距離；而按相反的方式布置，則可以降低抗彎性能。上述方法也可以用來(lái)賦予按照本發(fā)明的軸/梁以所要求的自然頻率。在轉(zhuǎn)動(dòng)軸的情況下，當(dāng)在與軸的縱向軸線垂直的剖面中看去時(shí)，通常適于將空穴2、2a以相等的節(jié)距圍繞軸的質(zhì)心對(duì)稱地布置，而在梁的情況下，通過(guò)不對(duì)稱地定位空穴2、2a，可以得到在不同方向上變化的抗彎性能。由于纖維復(fù)合材料體3、3a的密度通常小于用于制造伸長(zhǎng)體的材料的密度這一事實(shí)，與同樣尺寸的均質(zhì)體相比，可以從根本上減少重量。為了進(jìn)一步減少重量，可以在某些應(yīng)用中布置其它的其中未放置纖維復(fù)合材料體3、3a的空穴2、2a。
對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，顯然本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，而是與之相反，可以在由下列權(quán)利要求所限定的本發(fā)明思想的范圍內(nèi)進(jìn)行改進(jìn)。例如，在按照?qǐng)D1或圖2的實(shí)施例的情況下，可以只將纖維復(fù)合材料體3、3a布置在沿周向放置的空穴2中，或者按另一種方案，只放在與質(zhì)心同心地放置的空穴2a中。同樣可以理解，空穴2、2a可以有任意的橫截面，并且纖維復(fù)合材料體可以用收縮法固定在空穴中。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)抗彎的伸長(zhǎng)體(1)，最好是一根軸或梁的方法，其特征為，生產(chǎn)一具有至少一個(gè)基本上沿毛坯的全長(zhǎng)延伸的空穴(2，2a)的細(xì)長(zhǎng)形毛坯，在與其縱向軸線垂直的剖面中看去，該空穴的內(nèi)表面與毛坯的質(zhì)心隔開一段距離；在空穴(2，2a)中固定有一纖維復(fù)合材料體(3，3a)，其外表面基本上與空穴的內(nèi)表面一致；纖維復(fù)合材料體(3，3a)中的大部分纖維都基本上平行于細(xì)長(zhǎng)形毛坯的縱向軸線地延伸并沿其整個(gè)長(zhǎng)度被伸長(zhǎng)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征為，纖維復(fù)合材料體(3，3a)通過(guò)膠粘固定在空穴(2，2a)中。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征為，纖維復(fù)合材料體(3，3a)用收縮法固定在空穴(2，2a)中。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征為，可將環(huán)氧樹脂基、丙烯酸酯類樹脂基、聚氨酯樹脂基或酚醛樹脂基粘接劑用于膠粘。
5.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征為，將塑料母體中的纖維材料，最好是環(huán)氧類母體中的碳纖維用作纖維復(fù)合材料體(3，3a)。
6.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征為，毛坯上做有許多縱向空穴(2，2a)，在與其縱向軸線垂直的剖面中看去時(shí)，它們按相等的節(jié)距對(duì)稱地布置在毛坯的質(zhì)心周圍。
7.一種抗彎的伸長(zhǎng)體(1)，最好是一根軸或梁的結(jié)構(gòu)，其特征為，伸長(zhǎng)體(1)具有至少一個(gè)基本上沿其整個(gè)長(zhǎng)度延伸的空穴(2，2a)，在與其縱向軸線垂直的剖面中看去時(shí)，該空穴的內(nèi)表面與伸長(zhǎng)體的質(zhì)心隔開一段距離；在空穴(2，2a)中固定有一纖維復(fù)合材料體(3，3a)，其外表面基本上與空穴的內(nèi)表面一致；纖維復(fù)合材料體(3，3a)中的大部分纖維都基本上平行于伸長(zhǎng)體的縱向軸線地延伸并沿其整個(gè)長(zhǎng)度被伸長(zhǎng)。
8.如權(quán)利要求7所述的結(jié)構(gòu)，其特征為，纖維復(fù)合材料體(3，3a)由塑料母體中的纖維材料，最好是環(huán)氧類母體中的碳纖維構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求7或8所述的結(jié)構(gòu)，其特征為，纖維復(fù)合材料體的外表面借助于粘接劑與空穴的內(nèi)表面結(jié)合。
10.如權(quán)利要求9所述的結(jié)構(gòu)，其特征為，粘接劑是環(huán)氧樹脂基、丙烯酸酯類樹脂基、聚氨酯樹脂基或酚醛樹脂基的。
11.如權(quán)利要求7或8所述的結(jié)構(gòu)，其特征為，纖維復(fù)合材料體的外表面通過(guò)收縮法與空穴的內(nèi)表面結(jié)合。
12.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)，其特征為，具有縱向空穴的伸長(zhǎng)體(1)包括一注塑的異型梁或異型管。
13.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)，其特征為，在一個(gè)與其縱向軸線垂直的剖面中看去時(shí)，伸長(zhǎng)體(1)有許多以相等的節(jié)距對(duì)稱地分布在其質(zhì)心周圍的縱向空穴(2，2a)。
全文摘要
本發(fā)明包括一種生產(chǎn)一抗彎的伸長(zhǎng)體(1),最好是一根軸或梁的方法。本發(fā)明的特征為,生產(chǎn)一細(xì)長(zhǎng)形毛坯,它具有至少一個(gè)主要沿毛坯的整個(gè)長(zhǎng)度延伸的空穴(2,2a),在與其縱向軸線垂直的剖面中看去時(shí),該空穴的內(nèi)表面與毛坯的質(zhì)心隔開一段距離;在空穴(2,2a)中固定有纖維復(fù)合材料體(3,3a),它的外表面與空穴的內(nèi)表面基本一致;纖維復(fù)合材料體(3,3a)中的大部分纖維都基本上平行于細(xì)長(zhǎng)形毛坯的縱向軸線地延伸并沿其整個(gè)長(zhǎng)度被伸長(zhǎng)。本發(fā)明還涉及一種按照本發(fā)明生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)F16C3/02GK1260865SQ98806288
公開日2000年7月19日 申請(qǐng)日期1998年6月15日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月16日
發(fā)明者烏爾夫·耶凡特, 馬克斯·克羅加格 申請(qǐng)人:奧莫爾艾特伯格公司