專利名稱：生產(chǎn)抗彎的伸長體的方法和抗彎的伸長體的結(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)抗彎的伸長體，最好是一根軸或一個梁的方法。
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體，最好是一根軸或一個梁的結(jié)構(gòu)。
在例如造紙機(jī)中，常常遇到較長的軸，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的夾緊塊或其類似物的縱向環(huán)形凹槽?？梢岳斫猓词乖陂L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。在旋轉(zhuǎn)時，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，必須常常用人工操縱這些軸，這就意味著有與對升舉重物產(chǎn)生影響的工作環(huán)境要求發(fā)生沖突的危險。在長度大和應(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)明的一個目的為提供一種用于生產(chǎn)一抗彎的伸長體，最好是一根軸或一個梁的方法以及一種抗彎的伸長體的結(jié)構(gòu)，該方法和結(jié)構(gòu)有助于消除或至少減少上述問題。
按照本發(fā)明的一個實施例，得到了一種如權(quán)利要求1所述的用于生產(chǎn)一種抗彎的伸長體，最好是一根軸或一個梁的方法。
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體，最好是一根軸或一個梁的結(jié)構(gòu)。
此外，本發(fā)明方法或結(jié)構(gòu)的優(yōu)選實施例具有如各從屬權(quán)利要求中所述的一個或若干個特征。
按照本發(fā)明的方法和結(jié)構(gòu)有若干優(yōu)點。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)明實施例和結(jié)構(gòu)的方式詳細(xì)說明本發(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體的第一實施例；圖2以與其縱向軸線垂直的剖面示出了按照本發(fā)明的、其形狀為一個梁的抗彎伸長體的第二實施例。
在圖1中，標(biāo)號1總的描繪了一個其形狀為一圓軸的抗彎的伸長體，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長度延伸的圓形空穴2、2a，在一個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，并沿其整個長度被伸長。
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，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，可以從生產(chǎn)一個細(xì)長的軸坯開始，該軸坯具有基本上沿軸1的全長延伸的空穴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應(yīng)當(dāng)基本上平行于細(xì)長軸坯的縱向軸線地取向，從而它們沿其整個長度被伸長。
在圖2中，標(biāo)號1總的描繪了其形狀為一個矩形梁的抗彎伸長體。同按照圖1的軸一樣，矩形梁1有許多基本上沿其全長延伸的空穴2、2a，在一個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。如同在前述實施例中一樣，這些空穴中的一個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的實施例中那樣，最好通過膠粘固定纖維復(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，該外表面通過粘貼與空穴的內(nèi)表面連接起來。在本實施例中，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體的縱向軸線地延伸并沿其整個長度被伸長的。
按照圖2的梁1的生產(chǎn)以與按照圖1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下述措施來提高，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賦予按照本發(fā)明的軸/梁以所要求的自然頻率。在轉(zhuǎn)動軸的情況下，當(dāng)在與軸的縱向軸線垂直的剖面中看去時，通常適于將空穴2、2a以相等的節(jié)距圍繞軸的質(zhì)心對稱地布置，而在梁的情況下，通過不對稱地定位空穴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體的材料的密度這一事實，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。
對于熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，顯然本發(fā)明并不局限于上述實施例，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，在按照圖1或圖2的實施例的情況下，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)一具有至少一個基本上沿毛坯的全長延伸的空穴(2，2a)的細(xì)長形毛坯，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)長形毛坯的縱向軸線地延伸并沿其整個長度被伸長。
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，它們按相等的節(jié)距對稱地布置在毛坯的質(zhì)心周圍。
7.一種抗彎的伸長體(1)，最好是一根軸或梁的結(jié)構(gòu)，其特征為，伸長體(1)具有至少一個基本上沿其整個長度延伸的空穴(2，2a)，在與其縱向軸線垂直的剖面中看去時，該空穴的內(nèi)表面與伸長體的質(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體的縱向軸線地延伸并沿其整個長度被伸長。
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收縮法與空穴的內(nèi)表面結(jié)合。
12.如前述任一項權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)，其特征為，具有縱向空穴的伸長體(1)包括一注塑的異型梁或異型管。
13.如前述任一項權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)，其特征為，在一個與其縱向軸線垂直的剖面中看去時，伸長體(1)有許多以相等的節(jié)距對稱地分布在其質(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)長形毛坯,它具有至少一個主要沿毛坯的整個長度延伸的空穴(2,2a),在與其縱向軸線垂直的剖面中看去時,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)長形毛坯的縱向軸線地延伸并沿其整個長度被伸長。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F16C3/02GK1260865SQ98806288
公開日2000年7月19日 申請日期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 申請人:奧莫爾艾特伯格公司