用于将杆机械地耦接至陶瓷元件的套件制造技术

一种用于将陶瓷元件机械地耦接至杆的套件，陶瓷元件包括由包括凹部的圆柱形孔壁限定并沿纵向轴线延伸的圆柱形陶瓷孔，杆包括：外管，其包括与插入部相邻的伸出部、外管壁及外管孔；可插入至凹部中的突出构件；及沿轴线延伸的内心轴，其中外管的插入部可插入陶瓷孔中，使得突出构件接合在凹部中并使得伸出部从陶瓷元件中伸出，内心轴可插入外管孔中，使得突出构件通过内心轴的稳定部弹性地稳定在凹部中，并且杆因此机械地耦接至陶瓷元件，其中外管不能相对于陶瓷孔沿纵向轴线平移，内心轴的稳定部是径向地具有弹性的，使得在将力施加至外管上时突出构件可从凹部中移出，该力大于用于将杆与陶瓷元件分离所需的预定阈值力。

Kit for mechanically coupling rods to ceramic elements

A set for mechanically coupling a ceramic element to a rod includes cylindrical ceramic holes defined by a cylindrical hole wall including a concave part and extending along a longitudinal axis. The rod comprises an outer tube, comprising a protruding part adjacent to the insertion part, an outer tube wall and an outer tube hole, a protruding member that can be inserted into the concave part, and an edge. An inner shaft extending along an axis in which the insertion part of the outer tube can be inserted into a ceramic hole, so that the protruding member is joined in the concave part and the protruding part is extended from the ceramic element, and the inner shaft can be inserted into the outer tube hole, so that the protruding member is elastically stabilized in the concave part through the stability part of the inner shaft, and the rod is thus mechanically coupled to the concave part. Ceramic elements, in which the outer tube cannot be moved along the longitudinal axis relative to the ceramic hole, and the stability part of the inner shaft is radially elastic, so that when the force is applied to the outer tube, the protruding member can be removed from the concave part, which is greater than the predetermined threshold force needed to separate the rod from the ceramic element.

【技术实现步骤摘要】
用于将杆机械地耦接至陶瓷元件的套件
本专利技术涉及一种用于将杆机械地耦接至陶瓷元件的套件。如果杆相对于陶瓷元件不能沿着它的纵向轴线自由移动，则杆机械地耦接至陶瓷元件。在优选实施例中，机械耦接还防止杆围绕它的纵向轴线相对于陶瓷元件自由旋转。例如，这样的实施例涉及由在高温应用场合中使用的陶瓷材料制成的旋转传送带滚子。
技术介绍
陶瓷元件与金属零部件之间通常需要机械耦接，尤其是在高温应用场合中。在这种应用中，因为在高温下具有更高的化学和物理稳定性，陶瓷元件通常暴露于比金属零部件更高的温度。因此，陶瓷元件不太可能响应于温度变化而翘曲。陶瓷材料在其暴露于高温下的表面上也不太可能会氧化或剥落。然而，与金属相比，陶瓷材料更难以塑形为复杂的几何形状，并且因为它们的脆性而不能以太高应力夹紧至其它部件。在许多应用中，暴露于高温的陶瓷元件必须与组件的其它部件相互作用，诸如与用于平移和/或旋转陶瓷元件的驱动机构相互作用。因此，陶瓷元件与金属杆的耦接通常是必需的，所述杆允许例如从驱动机构至陶瓷元件的传动。杆可被锁定至陶瓷元件，因此形成刚性系统，其特征是，对于被施加至系统的所有力，杆和陶瓷元件两者之间不可能有平移运动和/或旋转运动，除非耦接断开。替代地，耦接可形成弹性系统，其特征是，当被施加至系统的力达到阈值时，金属杆与陶瓷元件脱离，并且优选地当力减小时再次锁定。弹性系统保护陶瓷元件以免断裂。将金属杆机械地耦接至陶瓷元件并不简单。一方面，金属与陶瓷材料之间的机械性质差异会导致难以承受的应力集中，从而导致陶瓷元件的裂纹形成和断裂。另一方面，与金属的热膨胀系数(CTE)相比，陶瓷材料具有相对较低的CTE。对于高温应用场合或对于暴露于温度变化的场合来说，这是是一个重要问题，在高温场合中，当温度从室温升高至工作温度时金属杆将会比陶瓷元件更多程度地膨胀。文献US5,695,675公开了一种由耐火材料制成的阻流器，其用于控制金属熔体流出冶金设备中的中间包的流量。阻流器通过细长金属杆连接至升降装置，该升降装置用于使阻流器垂直升降。在所公开的布置中，阻流器借助于抵靠着阻流器杆中的腔体的壁的阻挡元件以上升平移方式与金属杆耦接，并且借助于拧紧在金属杆的螺纹部上并且紧紧地靠在阻流器的上端的螺母而在下降方向上与金属杆机械地耦接。需要将转矩从金属杆传输至陶瓷元件的应用的示例可在用于将制品传送通过熔炉的传送设备中找到，例如用于玻璃的退火或回火或者对由金属或玻璃制成的薄板进行热处理。传送带组件用于输送制品，这包括旋转陶瓷滚子，其中的至少一些滚子是机动的。这种滚子组件通常包括许多陶瓷滚子，例如由熔融石英制成，借助于机械地耦接在每个滚子端处的金属主轴旋转地安装在支架上。主轴通过形成传送带的一部分的传动机构(例如，借助于链条或齿轮)旋转，并且凭借于传送带与陶瓷滚子之间的机械耦接将旋转运动传递至陶瓷滚子。现有技术的传送设备的陶瓷滚子通常被设置有沿着滚子的纵向轴线从一端延伸至另一端的贯通-通道。金属轴被引入并机械地耦接至贯通-通道，并且系统安装在支架上。金属轴与驱动机构旋转耦接，并且金属轴的转矩被传递至陶瓷滚子，因此驱动陶瓷滚子的旋转。然而，沿着陶瓷滚子的整个长度对贯通-通道加工是精细的过程，并且最重要的是它使得陶瓷滚子更容易断裂。引入陶瓷滚子的贯通-通道中的金属轴暴露于与陶瓷元件类似的温度，这限制了这种系统可实施在的应用场合和/或需要使用专门的--而又昂贵的--高等级金属。文献EP1693635公开了一种传送带滚子，该传送带滚子包括在其一端处耦接至金属盖的陶瓷卷轴，其中公差环插入陶瓷卷轴与金属盖之间。因此陶瓷卷轴与金属盖之间的机械耦接旋转仅基于陶瓷卷轴、公差环和金属盖之间的摩擦力。然而，如果暴露于高的温度梯度下，金属盖和公差环(也由金属制成)比陶瓷卷轴端膨胀得更多，从而导致耦接松动。US2013/0330120公开了一种金属壳体与中空结构之间的锁定机构，该锁定机构使用在中空结构内的杆推动径向突出构件，从而确保中空结构最终固定至壳体。该杆是径向地具有刚性的，同时由于轴向推压构件而确保断开。这些紧固件是在室温下使用的农业设备的部件。这种机构不适合在高温下使用，该推压构件(诸如弹簧或由橡胶材料制成的)不能耐受高温。另外，当陶瓷材料组装在金属元件内部时，必须格外谨慎以考虑金属与陶瓷材料之间的热膨胀系数的巨大差异以及陶瓷的糟糕的抗拉强度。US5141355公开了协作杆与套环之间的另一种锁定和释放机构。可使用具有径向弹性的耦接件来对夹紧力进行微调。该杆是具有径向刚性的，并且目标应用在室温下进行。本专利技术的目的是提供一种用于陶瓷元件与金属杆之间进行机械耦接的布置。机械耦接必须至少是平移方面的并且优选地是旋转方面的，从而形成刚性系统或弹性系统，在该刚性系统中，金属杆被锁定至陶瓷元件，在该弹性系统中，当被施加至系统的力超过阈值时金属杆发生可逆脱离。机械耦接易于安装并在很宽范围的应用温度下有效，并且不需要陶瓷元件中的贯通-通道，而是可应用于被设置有盲孔的陶瓷元件。
技术实现思路
本专利技术在所附独立权利要求中限定。优选实施例在从属权利要求中限定。具体地，本专利技术涉及用于将陶瓷元件机械地耦接至包括由金属制成的外表面的杆的套件，其中：(a)该陶瓷元件包括圆柱形陶瓷孔，该圆柱形陶瓷孔由圆柱形孔壁限定并且沿着纵向轴线X1延伸，其中该圆柱形孔壁包括至少一个凹部，并且其中该杆包括：(b)外管，该外管包括与插入部相邻的伸出部，并且进一步包括：●外管壁，该外管壁由金属制成并且限定该杆的外表面，其中该插入部的外管壁的一部分为圆柱形，沿着管轴线从该伸出部的近端延伸至该插入部的远端，并且具有与该圆柱形陶瓷孔配合的半径R8，●外管孔，该外管孔优选地包括半径为R8b的圆柱形部分，所述外管孔沿着该管轴线从该近端延伸并且延伸超过该伸出部的整个长度并进一步延伸超过该插入部的长度的至少一部分，(c)至少一个突出构件，该突出构件包括突出部分，该突出部分具有可插入至该陶瓷元件的至少一个凹部中的几何形状，(d)内心轴，该内心轴沿着轴线延伸并且具有适用于插入至该外管孔中的径向尺寸，并且优选地包括半径为R5≤R8b的圆柱形部分，其中(e)该外管的插入部可插入至该陶瓷孔中，使得该至少一个突出构件的突出部分接合在该至少一个凹部中并且使得该伸出部从该陶瓷元件中伸出，并且其中(f)该内心轴可从该外管的近端插入至该外管孔中，使得该至少一个突出构件的突出部分通过所述内心轴的稳定部弹性地稳定在该至少一个凹部中，并且该杆因此机械地耦接至该陶瓷元件，其特征是，该外管相对于该陶瓷孔不能沿着该纵向轴线b平移，其中所述内心轴的稳定部是径向地具有弹性的，使得在将力施加至该外管上时该至少一个突出构件可从该至少一个凹部中移出，该力大于用于将金属杆与陶瓷元件分离所需的预定阈值力。内心轴的这种弹性对于下列应用场合是特别有益的：其中转矩可在金属杆与陶瓷元件之间传递并且其中这种传递的转矩不能超过给定阈值以免陶瓷元件断裂。在有利的实施例中，所述内心轴的稳定部可具有限定可弹性变形结构的几何形状。所述内心轴的稳定部可替代地或另外包括可弹性变形材料。在有利的实施例中，该至少一个突出构件和该至少一个凹部的几何形状使得当所述突出构件接合并且稳定在该至少一个凹部中时，该杆机械地耦接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于将陶瓷元件(1)机械地耦接至包括由金属制成的外表面的杆的套件，其中：(a)所述陶瓷元件(1)包括圆柱形陶瓷孔(2)，所述圆柱形陶瓷孔(2)由圆柱形孔壁限定并且沿着纵向轴线X1延伸，其中所述圆柱形孔壁包括至少一个凹部(4)，并且其中所述杆包括：(b)外管(8)，所述外管(8)包括与插入部(8i)相邻的伸出部(8p)，并且进一步包括：●外管壁，所述外管壁由金属制成并且限定所述杆的所述外表面，其中所述插入部的所述外管壁的一部分为圆柱形，沿着管轴线从所述伸出部的近端延伸至所述插入部的远端，并且具有与所述圆柱形陶瓷孔配合的半径R8，●外管孔，所述外管孔优选地包括半径为R8b的圆柱形部分，所述外管孔沿着所述管轴线从所述近端延伸并且延伸超过所述伸出部的整个长度并进一步延伸超过所述插入部的长度的至少一部分，(c)至少一个突出构件(7b、7p)，所述突出构件(7b、7p)包括具有可插入至所述陶瓷元件的所述至少一个凹部(4)中的几何形状的突出部分，(d)内心轴(5)，所述内心轴(5)沿着轴线延伸并且具有适用于插入至所述外管孔中的径向尺寸，并且优选地包括半径为R5≤R8b的圆柱形部分，其中(e)所述外管的所述插入部可插入至所述陶瓷孔中，使得所述至少一个突出构件的所述突出部分接合在所述至少一个凹部中并且使得所述伸出部从所述陶瓷元件中伸出，并且其中(f)所述内心轴可从所述外管的所述近端插入至所述外管孔中，使得所述至少一个突出构件的所述突出部分通过所述内心轴的稳定部(5s)弹性地稳定在所述至少一个凹部中，并且所述杆因此机械地耦接至所述陶瓷元件，其特征是，所述外管不能相对于所述陶瓷孔沿着所述纵向轴线X1平移，其特征在于，所述内心轴(5)的所述稳定部(5s)是径向地具有弹性的，使得在将力施加至所述外管上时所述至少一个突出构件(7b、7p)可从所述至少一个凹部(4)中移出，所述力大于用于将所述金属杆与所述陶瓷元件分离所需的预定阈值力。...

【技术特征摘要】
2017.03.17 EP 17161719.41.一种用于将陶瓷元件(1)机械地耦接至包括由金属制成的外表面的杆的套件，其中：(a)所述陶瓷元件(1)包括圆柱形陶瓷孔(2)，所述圆柱形陶瓷孔(2)由圆柱形孔壁限定并且沿着纵向轴线X1延伸，其中所述圆柱形孔壁包括至少一个凹部(4)，并且其中所述杆包括：(b)外管(8)，所述外管(8)包括与插入部(8i)相邻的伸出部(8p)，并且进一步包括：●外管壁，所述外管壁由金属制成并且限定所述杆的所述外表面，其中所述插入部的所述外管壁的一部分为圆柱形，沿着管轴线从所述伸出部的近端延伸至所述插入部的远端，并且具有与所述圆柱形陶瓷孔配合的半径R8，●外管孔，所述外管孔优选地包括半径为R8b的圆柱形部分，所述外管孔沿着所述管轴线从所述近端延伸并且延伸超过所述伸出部的整个长度并进一步延伸超过所述插入部的长度的至少一部分，(c)至少一个突出构件(7b、7p)，所述突出构件(7b、7p)包括具有可插入至所述陶瓷元件的所述至少一个凹部(4)中的几何形状的突出部分，(d)内心轴(5)，所述内心轴(5)沿着轴线延伸并且具有适用于插入至所述外管孔中的径向尺寸，并且优选地包括半径为R5≤R8b的圆柱形部分，其中(e)所述外管的所述插入部可插入至所述陶瓷孔中，使得所述至少一个突出构件的所述突出部分接合在所述至少一个凹部中并且使得所述伸出部从所述陶瓷元件中伸出，并且其中(f)所述内心轴可从所述外管的所述近端插入至所述外管孔中，使得所述至少一个突出构件的所述突出部分通过所述内心轴的稳定部(5s)弹性地稳定在所述至少一个凹部中，并且所述杆因此机械地耦接至所述陶瓷元件，其特征是，所述外管不能相对于所述陶瓷孔沿着所述纵向轴线X1平移，其特征在于，所述内心轴(5)的所述稳定部(5s)是径向地具有弹性的，使得在将力施加至所述外管上时所述至少一个突出构件(7b、7p)可从所述至少一个凹部(4)中移出，所述力大于用于将所述金属杆与所述陶瓷元件分离所需的预定阈值力。2.根据权利要求1所述的套件，其中所述至少一个突出构件和所述至少一个凹部的所述几何形状使得当所述突出构件接合并且稳定在所述至少一个凹部中时，所述杆机械地耦接至所述陶瓷元件，使得所述外管不能相对于所述陶瓷孔围绕所述纵向轴线X1旋转。3.根据权利要求1或2所述的套件，其中所述杆包括三个或更多个突出构件，并且其中所述圆柱形陶瓷孔壁包括三个或更多个凹部(4)，并且其中所述三个或更多个凹部(4)在垂直于所述纵向轴线X1的横向平面P1上的投影均匀地分布在所述圆柱形陶瓷孔在所述横向平面P1上的投影的圆周上。4.根据权利要求3所述的套件，其中所述三个或更多个凹部(4)位于垂直于所述纵向轴线X1的相同横向平面中。5.根据前述权利要求中任一项所述的套件，其中所述内心轴(5)的所述稳定部具有限定可弹性变形结构的几何形状。6.根据权利要求5所述的套件，其中所述内心轴(5)的所述稳定部为中空管形状。7.根据前述权利要求中任一项所述的套件，其中所述内心轴(5)的所述稳定部包括可弹性变形材料。8.根据前述权利要求中任一项所述的套件，其中，●所述至少一个突出构件包括具有球体直径D的大致上球形球体(7b)，并且●所述外管(8)的所述插入部(8i)包括直径大于所述球体直径D的至少一个圆形通孔(9)。9.根据权利要求7所述的套件，其中所述内心轴(5)包括，●圆柱形近端部(5p)，所述圆柱形近端部(5p)具有半径R5并且包括所述稳定部，●圆柱形远端部(10)，所述圆柱形远端部(10)具有半径R5d<R5，以及●截头圆锥形中间部(11)，所述截头圆锥形中间部(11)夹在所述圆柱形近端部与所述圆柱形远端部之间，并且其中所述球体直径D使得R8b<(D+R5d)<(R8+δ)，其中δ是所述外管与所述圆柱形陶瓷壁之间的公差δ＝(R2-R8)。10.根据权利要求7或8所述的套件，其中所述内心轴(5)的所述稳定部包括至少一个纵向带(6i)，所述纵向带(6i)可弹性变形并且在所述至少一个纵向带的第一和/或第二端处耦接至所述内心轴，并且其中所述至少一个纵向带的中心部优选地限定半径R5s，其中静止时R5s≥R5，使得D≥(R24-R5S)，其中R24是所述纵向轴线X1与所述至少一个凹部(4)的底部之间的距离，并且其中当暴露...

【专利技术属性】
技术研发人员：劳伦·杜布瓦，艾蒂安·沙巴叶，
申请(专利权)人：维苏威法国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR