Ve spolupráci se Slovenskou technickou univerzitou vznikl nový užitný vzor, na kterém se podíleli i vědci z VUT. Slovenský Úrad priemyselného vlastníctva SR zapsal vzniklý výsledek s názvem "Inteligentný nosník s možnosťou zmeny tuhosti" dne 10. 7. 2023 jako užitný vzor č. 9819. Kromě profesora z naší fakulty (prof. Ing. Rudolf Hela, CSc.) se na výsledku podílel kolektiv autorů – mj. z Fakulty strojního inženýrství (prof. Dr. Ing. Jiří Marek, Ph.D., DBA) a kolektiv autorů ze Slovenské technické univerzity: prof. Dr.h.C. Ing. Ľubomír Šooš, Ph.D., prof. Ing. Stanislav Žiaran, CSc., Ing. Viliam Čačko, Ph.D., Ing. Ondrej Chlebo, Ph.D. a Ing. Marek Šooš, Ph.D.

Technické řešení se týká konstrukce inteligentního nosníku s možností změny tuhosti. Svým charakterem je výjimečné - po technické stránce spadá do oblasti strojírenství i stavebních konstrukcí.

Inteligentní předpjatý nosník je tvořen plným tělesem, které má slepou celoprostorovou štěrbinu, která rozděluje plné těleso  na náporovou část  a čelní část. Tloušťka náporové části musí být menší než tloušťka čelní části, přičemž rovina celoprostorové štěrbiny je rovnoběžná s rovinou náporové části plného tělesa a šířka celoprostorové štěrbiny je stejná jako šířka plného tělesa. V celoprostorové štěrbině  je umístěna soustava řízených kompenzačních silových členů, jejichž teplotní roztažnost je větší než je teplotní roztažnost plného tělesa a které jedním koncem jsou v kontaktu s náporovou částí  a druhým koncem jsou v kontaktu s čelní částí plného tělesa. Na plné těleso navazuje základna, přičemž celoprostorová štěrbina je na jednom nebo obou dnech slepé části ukončena průběžnou dírou, jejíž průměr je větší než tloušťka celoprostorové štěrbiny. Plné těleso je kovové, betonové nebo kompozitní. Kompenzační silové členy jsou s řízenou termickou, mechanickou, pneumatickou nebo hydraulickou regulací. Počet, délka a rozmístění kompenzačních členů závisí na konkrétním případu, přičemž délka kompenzačních silových členů je největší v otevřené části celoprostorové štěrbiny a postupně se zmenšuje směrem ke dnu slepé části celoprostorové štěrbiny. Celoprostorová štěrbina  je orientována vertikálně nebo horizontálně.

Podstata technického řešení

Deformace jakékoliv nosné soustavy těžkých obráběcích strojů je závislá od složek řezné síly. Tato se přenáší do kontaktního bodu řezného nástroje a obrobku a její zvyšování zhoršuje přesnost obrábění. Běžně se to v praxi dosud řeší zvyšováním masívnosti nosné konstrukce stroje, což při dnešních cenách litiny výrazně zvyšuje cenu stroje. Navržená soustava inteligentních nosníků tento problém značně eliminuje zejména možností řídit tuhost soustavy pomocí silových kompenzačních členů, které jsou umístěny v celoprostorové štěrbině a můžou být mechanické nebo hydraulické či termické, které eliminují i vlivy změn teplot a dopady teplotní roztažnosti na přesnost obrábění. Originalita této konstrukce spočívá i v tom, že se optimálně a řízeně eliminuje silové působení od řezného nástroje do nosné soustavy. Toto umožňuje zvýšení řezných rychlostí, větší tloušťku odebírané špony a šetření nástrojů.

Možnost zakoupení licence

Užitný vzor je tímto k dispozici potenciálním zájemcům o zakoupení licence. Licencování standardně probíhá za běžných podmínek a pravidel. Mezi největší výhody sestavy patří uplatnění jak ve výrobě základových loží a stojanů těžkých přesných obráběcích NC strojů, tak i pro speciální nosníky ve stavebnictví (např. jednoduché mostní prefabrikáty či průvlaky skeletů). Inteligentní nosník má možnost rychlé změny tuhosti pomocí řízení kompenzačních silových členů a případně i vyrovnání vlivů změn teploty dopadu na teplotní objemové změny. Předpokládá se, že užitný vzor by mohly využívat firmy zaměřené na výrobu přesných těžkých obráběcích NC strojů (horizontální, vertikální frézky, karuselové soustruhy atd. Výsledek je určen zejména pro oblast strojírenské výroby, případně pro užití ve stavebnictví při výrobě atypických nosníků, např. pro jednopolní mosty.

V případě zájmu o využívání se neváhejte obrátit na manažera pro transfer technologií (MTT), který je autorem tohoto článku.