Hirthkobling

En hirthkobling er en type mekanisk forbindelse for å koble to deler av en aksling sammen, og kjennetegnes av at den har radiale koniske tenner som går i inngrep med hverandre på endeflatene av hver halvaksling.

En hirthkobling i aluminium, med delene anodisert i to ulike farger for å vise hvordan delene går i inngrep

Demontert hirthkobling på hver av halvakslingene til et Campagnolo Ultra-Torque kranksett

Konstruksjon

Tennene kobles sammen rundt en ring fordi dreiemomentkapasiteten til tennene øker med diameteren. Ringen designes for å være på maksimal mulig diameter med tanke på tilgjengelig plass. Midten av akslingen har ikke tenner, da dette ville gitt koblingen liten dreiemomentkapasitet (kort arm), samt at de stadig smalere tennene ville vært upraktiske å produsere.

Koniske, symmetriske serrasjoner brukes. Profilvinkler på 60 og 90 grader brukes. Et sentralt trekk ved hirthkoblingen er at i motsetning til enkle kilespor (splines) er de bærende flatene avsmalnet. Dette gjør at koblingen kan strammes slik at det ikke er noen dødgang ved påføring av aksial belastning. Dette gjøres enten ved å bolte akslene sammen eller ved å påføre fjærtkraft fra et eksternt hus. Fraværet av dødgang reduserer også slitasje på grunn av fretting.

Koblingen kan spesifiseres av antallet spor, ytterdiameteren til den sylindriske delen, bunnvinkelen til sporene (til aksen for den sylindriske delen) og deres dybde. Hirthkoblinger lages i par, og i motsetning til kilespor er det ikke noen standardisert størrelsessystem for å gjøre dem til hyllevare.

Fordeler

• Svært høye belastninger kan overføres innenfor et lite volum med bare noen få deler (to serraterte flater og en bolt som fester dem sammen)
• Det er ingen forsinkelse i leddet
• Koblingen er selvsentrerende (på grunn av dette brukes hirthkoblingen gassturbiner med veldig høyt turtall)
• Hvis det skulle skje fretteslitasje som gir løshet kan stramming av festebolten gjenopprette fastheten

Ulemper

• Produksjonsprosessen er kompleks, tidkrevende og dermed kostbar

Historie

Koblingen er oppkalt etter tyskeren Albert Hirth (1858-1935).

Hirthkoblinger ble først brukt i veivaksler på flymotorer. Stort antall sylindre og behov for reduksjonsgir og kompressordrev gjorde det upraktisk å produsere veivakslene i ett stykke, og hirthkoblinger ble brukt for å koble sammen delene. De har blitt brukt i komplekse veivaksler i mange år etterpå, for eksempel der designet har gjort det vanskelig å få plass deler.

De brukes også i akslinger til gassturbiner, tilbehør til kirurgi, for festeverktøy i landbruksmaskiner, og sykkeldeler som kranksett fra Campagnolo (Ultra-Torque) Specialized S-Works, Lightning Cycle Dynamics (patentert 1995) og i rammer på delbare sykler.

Hirthkoblinger med stor diameter kan gi ekstremt nøyaktig og repeterbar rotasjonsposisjonering, og brukes derfor i delehoder for presisjonsbearbeiding og inspeksjon. Kommersielle produkter som Ultradex har en nøyaktighet på under 1 buesekund (~0.005 mrad).

Hirthlignende ledd finnes ofte på utstyr til kamerastativ hvor de kalles rosetter.

Curvickobling

Curvickoblinger ligner hirthkoblinger i konsept og utseende, bortsett fra at tennene er buede i stedet for rette. Som hirthkoblinger låser de komponentene sammen på en opplåsbar og flyttbar måte, og tilbyr indekserbarhet.