FI100902B - Kääntölaite - Google Patents

Description

, 100902 Kääntölaite

Keksinnön kohteena on kääntölaite kaivinkoneen tai vastaavan puomin kääntämiseksi, joka laite käsittää puomin ja kauhan 5 kiinnityslevyt liitoselimineen, rungon, kytkinkengät, kitkama- teriaalin, rungon kiinnityslevyn, liukulaakerointijärjestelyn voitelukanavineen, lukitussylinterin, kääntösylinterin, pai-neakun, lukkoventtiilin, suuntaventtiilit, rajakatkaisimet ja ohjausjärjestelmän sekä tarvittavat sähkö- ja hydraulijohtimet. 10 Kääntölaite kiinnitetään kahden puomin tai vastaavan kuten esimerkiksi kaivinkoneen kauhan ja puomin väliin, jolloin kauhan asentoa voidaan portaattomasti muuttaa halutuksi ja kulloisenkin työvaiheen kannalta edulliseksi.

15 Keksintö mahdollistaa kaivinkoneen, kallioporakoneen, metsä- traktorin, henkilönostimen, autonosturin tai vastaavien puomien kääntämisen nopeasti edulliseen työasentoon. Esimerkiksi työskenneltäessä kaivinkoneella ahtaissa paikoissa, lähellä seiniä ja katutyömailla vilkkaasti liikennöidyillä alueilla, voidaan 20 keksinnön avulla kääntää kauha mielivaltaiseen kulma-asentoon, jolloin ulottuvuus sekä kuljettajan näköyhteys kohteeseen paranee oleellisesti. Keksinnön avulla on mahdollista saada aikaan myös ympyrämäinen tai kaarimainen työliike. Kauhan kääntäminen ja työliikkeet voidaan toteuttaa myös joko puoliau-25 tomaattisesti tai täysautomaattisesti ohjaamalla hydraulista järjestelmää sopivalla ohjausjärjestelmällä. Maansiirtokustan-nukset pienevät siirrettävien maamassojen määrän sekä tarvittavien paikanvaihdosten vähentyessä. Tästä on hyvänä esimerkkinä . 1 : tilanne, jossa kääntölaitteella varustetulla traktorikaivurilla .30.: voidaan kaivaa pylväskuoppa siirtämättä konetta työn aikana sekä tarvitsematta kaivaa ylisuurta kuoppaa. Kaivamismenetelmää • V voidaan vaihtaa kääntämällä kauha 180° yleisemmin käytetystä ns. kuokkakaivuun edellyttämästä asennosta, jonka jälkeen *.* koneella on mahdollista kaivaa pistokaivumenetelmällä. Kaivasi).· mismenetelmän vaihtaminen antaa lisäulottuvuutta työhön, jol-loin voidaan kaivaa jyrkkäreunaisia ja pohjamuodoltaan suorakulmaisia kaivantoja. Esillä olevan keksinnön mukainen laite on yksinkertainen ja toimintavarma sekä hinnaltaan edullinen, jolloin sen hankkiminen esimerkiksi kaivinkoneen lisälaitteeksi . 4Q·. on myös taloudellisesti mahdollista.

• · · •

Tavallisella kaivinkoneella kaivetaan siten, että kaivinkone ' "f; asemoidaan tulevan työn kannalta mahdollisimman edullisesti ja tuetaan paikoilleen tukijaloilla, jonka jälkeen voidaan aloit-45. taa kaivaminen. Kaivuliike tapahtuu pystytasossa konetta kohti '. *: (kuokkakaivaminen) tai koneesta poispäin (pistokaivaminen), jonka vuoksi koneen paikkaa on muutettava suhteellisen usein, jotta kaivamisen voisi suorittaa kaikista tarvittavista kohdis- 2 100902 ta. Paikan vaihtaminen vähentää tehokasta työaikaa merkittävästi, koska erityisesti ahtaissa paikoissa ja maaston ollessa vaikea, kuluu pitävän "jalansijan" etsimiseen paljon aikaa. Rakennettaessa taajaan asutuilla alueilla on usein jopa mahdo-5 tonta suorittaa maansiirtotyötä kaivinkoneella loppuun, koska konetta ei saada asemoiduksi oikeaan paikkaan. Tunnettu ongelma on myös se, että suhteellisen pienen kaivutyön vuoksi joudutaan siirtämään suuria määriä massoja turhaan johtuen kaivinkoneen tai traktorikaivurin epäedullisesta asemasta.

10

Ennestään tunnetaan erilaisia kääntölaitteita em. ongelmien poistamiseksi. Mm. julkaisussa U940322 esitetyn pikakiinnitys-laitteen yhteydessä on ratkaisu, jossa kauha kääntyy eräänlaisessa johteessa ja on lukittavissa laajentuvalla lukituslait-15 teella paikoilleen. Suomalaisessa patenttihakemuksessa 843454 on kaivinkoneen kauhan kääntäminen ratkaistu sisäkkäin asetetuilla ainesputkilla, tukipyörillä ja kääntösylintereillä. Ruotsalaisessa kuulutusjulkaisussa 464644 on laite, jossa kauhaa käännetään hammasvaihteen avulla eri kulma-asentoihin 20 sekä lukitaan kitkaa hyväksikäyttäen paikoilleen. Markkinoilla olevat laitteet ovat kuitenkin suhteellisen monimutkaisia rakenteeltaan, josta syystä niiden toiminnassa on ilmennyt merkittäviä puutteita mm. likaantumisen aiheuttamien toimintahäiriöiden ja kestävyyden kannalta. Jälkimmäisessä rakenteessa 25 esimerkiksi ei saada aikaan riittävän suurta kitkavoimaa, jolloin hammasvaihteeseen kohdistuu liian suuret kaivuvoimista johtuvat rasitukset. Monimutkaisen rakenteen vuoksi em. ratkaisujen valmistuskustannukset ovat korkeita, jolloin hankintahin-nat nousevat liian suuriksi ja niiden hankkiminen ei ole mah-’3Ö. dollista esim. kaivinkoneen lisälaitteeksi.

Esillä olevalla keksinnöllä ratkaistaan edellä mainitut ongel-’·, ; mat ja poistetaan tunnetun tekniikan puutteita sekä mahdollis-*·*· tetaan työskentely kaivinkoneella ahtaissa paikoissa, jolloin 5351 koneen hyvän ulottuvuuden avulla voidaan kaivaminen suorittaa vähäisemmillä koneen siirroilla ja samalla siirrettävien raaa- • massojen määrä jää pienemmäksi.

Mainitut edut saavutetaan keksinnön mukaisella kääntölaitteel- • · · *40. la, jolle on tunnusomaista se, mitä on määritelty patenttivaa- ’ timusten tunnusmerkkiosassa.

« ♦ · ···· Seuraavassa keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti eräiden :edullisten suoritusesimerkkien avulla ja viittaamalla oheisiin 45 > piirustuksiin.

< · · : Kuvio 1 esittää erästä laitetta leikattuna linjaa A-A pitkin.

100902 3

Kuvio 2 esittää laitetta katsottuna traktorin puomin suunnasta.

Kuvio 3 esittää laitetta sivulta katsottuna.

5 Kuvio 4 esittää laitetta leikattuna linjaa C-C pitkin.

Kuvio 5 esittää laitteeseen kuuluvaa hydraulista järjestelmää standardien mukaisten piirustusmerkkien avulla.

10 Kuvio 6 esittää kääntölaitetta kuten kuviossa 7, mutta kauha käännettynä johonkin kulmaan pystytasosta ja katsottuna kaivinkoneen puomin suunnasta leikattuna linjaa B-B pitkin.

Kuvio 7 esittää erästä kääntölaitetta kiinnitettynä kaivin-15 koneen kauhan ja puomin väliin sivulta katsottuna.

Kuvioissa 1, 2, 3 ja 4 on esitetty puomin kiinnityslevy 1 ja kauhan kiinnityslevy 2, jotka kiinnitetään runkoon 3 sopivimmin 20 ruuvi- ja mutteriliitoksilla 9 ja 10. Taivutusmomentit ja leikkausvoimat vastaanottava massiivinen runko 3 muodostuu putkimaisesta uumasta, jonka molempiin päihin on järjestetty ympyrärengaslaipat kiinnitystä ja laakerointia varten. Rungon putkimainen rakenne mahdollistaa tarvittavien sähkö-, hydrauli-25 tai muiden johtimien 35 edullisen läpiviennin aukkojen 34 kautta, jolloin johtimet tulevat hyvin suojatuiksi vaurioitumista vastaan. Rungon yksityiskohtaista rakennetta ja valmistusmenetelmää ei ole tässä yhteydessä tarpeellista esittää. Runko 3 on liitetty em. liitoksella 9 ja rungon laippamaisen 30 kiinnityslevyn 6 avulla sekä liukulaakerointijärjestelyllä puomin kiinnityslevyyn 1. Rungon laippamaisen kiinnityslevyn 6 ulkokehälle sekä ylä- että alapuolelle on järjestetty sopivasta • ·' laakerimateriaalista valmistetut laakerointilevyt 8. Kiinnitys- levyn 6 vastaavat laakerointipinnat ovat siten valmistetut, :*3·5 että pintojen väliin syntyy liitoksen 9 kiristyksen yhteydessä *. sopiva laakerivälys, jota välystä on mahdollista säätää laake- ·.*·: rointitekniikassa hyvin tunnetuilla tavoilla, kuten esimerkiksi • puomin kiinnityslevyn 1 ja rungon kiinnityslevyn 6 väliin Γ.Ι. asennettavien ohuiden säätölevyjen avulla, joita säätölevyjä ei **0’ ole kuitenkaan kuvioissa esitetty. Laakerointijärjestelyyn kuuluvat myös yksi tai useampi voitelukanava 11 ja tiivistys-.·. elimet 7. Laakerointi sallii liitokseen vain yhden vapausasteen ’···* ts. vain osapuolien kiertyminen toisiensa suhteen on mahdollis- - ’·/· · ta. Puomin kiinnityslevyyn 1 on kiinnitetty hitsaamalla kauhan 45. sylinterin korvakkeet 29 ja puomin kiinnityskorvakkeet 27.

Runko 3 ja puomin kiinnityslevy 1 voidaan lukita toisiinsa nähden jäykäksi tai kiertää niitä toisiensa suhteen kääntö-*1’ sylinterin 12 ja kitkakytkinjärjestelyn avulla, joka järjestely käsittää kaksi tukevaa kytkinkenkää 4, kiinnityselimen 16, 4 100902 yksitoimisen lukitussylinterin 14, kiristyselimen 15 ja kitka-materiaalin 5. Kitkakytkinjärjestelyn välittämä vääntömomentti on suoraan verrannollinen lukitussylinterillä aikaansaatuun kiristysvoimaan ja kitkapintojen välissä vallitsevaan kitkaker-5 toimeen. Kaksitoiminen kääntösylinteri 12 on kiinnitetty kyt- kinkenkään 4 ja puomin kiinnityslevyyn sylinteriin kuuluvien silmälaakereiden, tappien 18 ja kytkinkenkään 4 kiinnitettyjen, sopivimmin hitsattujen korvakkeiden 11 sekä puomin kiinnityslevyyn kiinnitettyjen, samoin hitsattujen korvakkeiden 13 avulla.

10

Kuviossa 5 on esitetty laitteeseen kuuluva hydraulinen järjestelmä, johon kuuluu lukitussylinteri 14, kääntösylinteri 12, paineakku 19, lukkoventtiili 20, joka on esimerkiksi paineoh-jattu vastaventtiili, suuntaventtiilit 22, 23 ja 30, rajakat-15 kaisimet 32, jotka toimivat sopivimmin sähköisesti, ohjausjär jestelmän 33 sekä tarvittavat hydrauli- tai sähköjohtimet 17, 21 ja 31 asiaankuuluvine komponentteineen, liittimineen ja tarvikkeineen, joita viimemainittuja ei ole kuvioon merkitty.

20 Kuviossa 7 on esitetty kauhan 24, puomin 26, kauhan sylinterin 25 ja kääntölaitteen 28 liittäminen periaatteellisesti. Kääntö-laite on tässä sovellusmuodossa kiinnitetty puomin ja kauhan väliin käännettynä 180° kuvioon 3 verrattuna. Kääntölaitteen puomin kiinnityslevy ja kauhan kiinnityslevy on liitetty kään-25 tölaitteeseen normaaliin tapaan tappi- ja korvakeliitoksella ja hitsaamalla.

Kuviossa 6 on havainnollistettu kääntölaitetta käännettynä pystytasossa. Keksinnön mukainen kääntölaite voidaan kääntää 30 mihin tahansa mielivaltaiseen kulma-asentoon.

Kääntölaitteen toiminta toteutettuna käsiajolla on periaatteel-.·.·. lisesti esitettynä seuraava. Alkutilanteessa kääntölaite on ' ·. lukittuna lukitussylinterillä 14, joka saa tarvittavan paine- ‘:‘35 energian paineakusta 19. Kääntösylinteriä 12 ohjaavan suunta- venttiilin 23 ollessa keskiasennossa ovat kääntölaite ja kauha *. jäykästi kytkettynä toisiinsa, jolloin normaalit kaivuliikkeet voivat tapahtua. Ohjaamalla kääntösylinteriä suuntaventtiilillä t on myös mahdollista saada aikaan kauhalle kaarimainen työliike 1¾) sylinterin iskunpituuden sallimissa rajoissa. Halutessaan *·** muuttaa kauhan asentoa kuljettaja ajaa kääntösylinterin + liik keen ääriasentoonsa ja vapauttaa lukkoventtiilin 20 avulla , .·. paineakun paineen säiliöön ja kääntää kytkinkengät uuteen '•j·* asentoon käyttäen hyväksi kääntösylinteriä. Tämän jälkeen hän '•05' ohjaa paineen lukitussylinterille ja paineakulle, jolloin lukitus jälleen pääsee tapahtumaan ja kauha/puomi on käännettävä .· vissä uuteen asentoon.

Haluttaessa voidaan järjestelmää ohjata ohjausjärjestelmän 33 Ί’ avulla, joka järjestelmä on sopivimmin ohjelmoitava logiikka δθ’: tai vastaava. Tällöin on mahdollista kytkeä rajakatkaisimien 32 ',··. ja muiden mahdollisten järjestelmän tilaa tarkkailevien lait-'··* teiden, kuten antureiden antamat viestit ohjelmoitavan logiikan s 100902 tulosignaaleiksi ja tarvittavat ohjauskäskyt, kuten esimerkiksi suuntaventtiilien ohjausjännitteet lähtösignaaleiksi. Kuviossa 5 on esitetty eräs edullinen ratkaisu ohjauksen toteuttamiseksi, jossa ratkaisussa on rajakatkaisimet 32, sylinterit 12 ja 5 14 sekä suuntaventtiilit 22 ja 30 kytketty toisiinsa sekvenssi- periaatteella, jolloin ohjausjärjestelmä 33 ohjaa pelkästään suuntaventtiiliä 23. Suuntaventtiilin 23 kytkentää ohjausjärjestelmään ei ole kuitenkaan kuviossa 5 esitetty.

10

Kuviot ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan esillä olevaa keksintöä. Yksityiskohdiltaan kään-tölaite voi vaihdella oheisten patenttivaatimusten ja keksinnön selityksen esittämän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa. Alan 15 ammattimiehelle on selvää mm. se, että laitteeseen voi sisältyä yksi tai useampi kääntösylinteri, lukitussylinteri tai kytkin-kenkä ja ko. komponentit voivat sijaita myös epäsymmetrisesti. Selvää on myös, että kääntölaitteen kiinnittämistapa kaivinkoneen tai vastaavan puomiin ja esimerkiksi kauhaan on riippu-20 vainen ao. rakenteiden muodoista ja mitoista. Edelleen on alan ammattimiehelle itsestään selvää, että keksinnön sovellusmuoto voi vaihdella työolosuhteiden, asiakastarpeiden, edullisten sarjatyömenetelmien ja joukkotuotannon yhteydessä käyttöönotettavien rakenneratkaisujen puitteissa. Tästä voidaan esimerk-25 keinä mainita rungon ja kiinnityslevyjen konstruoiminen integ roiduksi kahden tai muutaman fyysisen kappaleen kokonaisuudeksi ja hydrauli- ja sähköjärjestelmän integroiminen kiinteästi laitteen yhteyteen tai toteuttaminen markkinoilta yleisesti saatavilla olevien komponenttien avulla. Edelleen ohjausjärjes-30 telmän ja hydraulijärjestelmän keskinäinen toiminta ja toimin- tajärjestys voi poiketa keksinnön selityksessä mainitusta edullisesta sovellusmuodosta.

·:·3ί5 ♦ » » • · * · » · · • · · » * · « · · :$o • * * • « · ♦ · · * * · • · · . :*#: • » · 4 · »

$ * I

50·.

4 · • « · * • · • · ·

Claims (4)

6 100902

1. Kääntölaite kaivinkoneen tai vastaavan puomin kääntämiseksi, 5 joka laite käsittää rungon (3), kiinnityslevyn (1), kiinnitys- levyn (2), tunnettu siitä, että kauhan tai puomin kääntäminen tapahtuu kitkavoimaa hyväksikäyttäen kääntösylinte- · rin (12) ja kitkakytkinjärjestelyn avulla, joka järjestely käsittää yhden tai useamman kytkinkengän (4), kiinnityselimen 10 (16), yksitoimisen lukitussylinterin (14), kiristyselimen (15) ja kitkamateriaalin (5).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kääntölaite, tunnettu 15 siitä, että laitteeseen kuuluu hydraulijärjestelmä, joka käsit tää lukitussylinterin (14), kääntösylinterin (12), paineakun (19), lukkoventtiilin (20), suuntaventtiilit (22), (30) ja (23) sekä tarvittavat hydrauli- ja sähköjohtimet (17), (31) ja (21) asiaankuuluvine liittimineen. 20

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kääntölaite, tunnettu siitä, että laitteen toimintaa ohjataan ohjausjärjestelyllä, joka käsittää sähkötoimiset rajakatkaisimet (32), sähköohjatut 25 hydrauliset suuntaventtiilit (22), (23), (30) ja ohjelmoitavan logiikan (33) tai vastaavan sekä tarvittavat hydrauli- tai sähköjohtimet (17),(21) ja (31) asiaankuuluvine piirikomponent-teineen, liittimineen ja tarvikkeineen. • 30

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kääntölaite, tunnettu siitä, että runko (3) on putkimainen, jolloin järjestelmään kuuluvia johtimia voidaan sijoittaa kulkevaksi rungon läpi :.*·· erilaisiin työlaitteisiin. 33. h · · • · · • ·· « * · • * · « 40- »o • · · « ♦ · 1« ♦ ♦ * ♦ • « « • * 45;·' « 7 100902