FI108076B - Voimaelin venttiilien tms. asettamiseksi haluttuun asentoon - Google Patents

Description

108076

Voimaelin venttiilien tms. asettamiseksi haluttuun asentoon

Keksinnön kohteena on kiertyvää liikettä tuottava paineväliainetoi-minen voimaelin venttiilien tms. toimilaitteiden asettamiseksi haluttuun asen-5 toon, jonka toimilaitteen kiertoliike on noin 90° moninkerta, jossa voimaelimes-sä on sylinterimäinen vaippa ja sen päissä ensimmäinen ja toinen päätylaippa, muodoltaan rengasmainen sylinteritila ja ainakin kaksi mäntäparia, jonka männät ovat toistensa suhteen liikkuvia sekä olennaisesti sylinteritilan poikkipinnan muotoisia ja olennaisesti sen kokoisia, että kunkin mäntäparin ensim-10 mäiset männät on kytketty liikkuvasti sylinteritilan suhteen sen akselin ympäri pyörivästi niin, että ensimmäiset männät voivat liikkua sylinteritilassa sen kehän suunnassa, että toisen päätylaipan viereisen mäntäparin toiset männät on kytketty liikkumattomasti sylinteritilan toisen päätylaipan tai sylinteritilan vaipan suhteen, ja mainittujen ensimmäisten mäntien kanssa sylinteritilan akselin ym-15 päri pyöriväksi on kytketty voimansiirtoakseli voiman siirtämiseksi toimilaitteen asennon asettamiseksi.

Yleisesti tunnetaan erilaisia toimilaitteita, joiden säätöelimen asento on kierrettäväsi säädettävä ja joiden säädön säätöala on oleellisesti 90° moninkerta. Tällaisia toimilaitteita ovat esimerkiksi monet venttiilit. Kyseisten toi-20 milaitteiden asettamiseksi haluttuun asentoon sovelletaan usein voimaelimiä, jotka tyypillisesti ovat paineväliainetoimisia.

Tekniikan tason mukaisissa paineväliainetoimisissa voimaeiimissä paineväliaineen energia muunnetaan yleensä lineaarisesti liikkuvan männän tai vastaavan elimen liikkeeksi, joka liike edelleen muunnetaan pyöriväksi liik-25 keeksi esimerkiksi hammastangon ja hammaspyörän, vivun tai muiden vastaavien voimanvälitysvälineiden avulla. Näin ollen kokonaisuudessaan voima-elimistä muodostuu helposti monimutkaisia rakenteita, joiden valmistaminen ja käytön aikainen kunnossapito on kallista ja aikaa vievää. Mainittujen voima-elimien tarvitsema tila on luonnollisesti varsin suuri, joten niiden sovittaminen 30 toimilaitteiden yhteyteen on usein hankalaa. Samoin voimaelimen voima on usein suhteellisen vähäinen sen tarvitsemaan tilaan nähden. Lisäksi monimutkaiset voimanvälitysratkaisut aiheuttavat toimielimen tarkkaa säätämistä vaikeuttavia väljyyksiä ja toleransseja, jotka pahenevat käyttöiän myötä.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan voimaelin, jossa 35 edellä mainittuja epäkohtia ei esiinny.

Keksinnön mukaiselle voimaelimelle on tunnusomaista, että voima-elimessä on sylinteritilan kanssa samanakselisesti, ensimmäisen päätylaipan 2 108076 ja toisen päätylaipan väliin sovitettu ainakin yksi rengasmainen lisäsylinteritila, että vierekkäiset sylinteritila ja lisäsylinteritila ja/tai lisäsylinteritilat on erotettu toisistaan välilaipalla, joka on kytketty liikkuvasti sylinteritilan ja IisäsyIinteritilo-jen sekä voimansiirtoakselin suhteen niiden akselin ympäri pyörivästi, että li-5 säsylinteritilaan on sovitettu ainakin kaksi lisämäntäparia, joiden lisämännät ovat olennaisesti lisäsylinteritilan poikkipinnan muotoisia ja olennaisesti sen kokoisia, että toiseen päätylaippaan rajoittuvaan lisäsylinteritilaan sovitettujen lisämäntäparien toiset lisämännät on kytketty liikkumattomasti toisen päätylaipan tai sylinteritilan vaipan suhteen ja muihin lisäsylinteritiloihin sovitettujen 10 toiset lisämännät sekä sylinteritilan toiset männät on kiinnitetty välilaippaan, jonka vastakkaiselle puolelle on kiinnitetty viereisen lisäsylinteritilan ensimmäiset lisämännät, että samaan lisäsylinteritilaan sovitetut lisämäntäparit voivat liikkua toistensa suhteen kyseisen lisäsylinteritilan kehän suunnassa, sekä paineväliainekanavat paineväliaineen johtamiseksi lisämäntien ja mäntien väli-15 siin tiloihin ja vastaavasti niistä pois.

Keksinnön olennainen ajatus on, että voimaelin käsittää muodoltaan rengasmaisen sylinteritilan ja ainakin kaksi mainittuun sylinteritilaan sovitettua ja toistensa suhteen liikkuvaa mäntäparia, joiden mäntäparien ensimmäinen mäntä on asennettu sylinteritilan suhteen sen akselin ympäri pyörivästi 20 ja toinen mäntä on asennettu liikkumattomasti ainakin sylinteritilan toisen päätylaipan tai sylinteritilan vaipan suhteen, ja väliainekanavat paineväliaineen johtamiseksi mäntien välisiin tiloihin ja vastaavasti niistä pois. Edelleen ajatuksena on, että voimaelin käsittää voimansiirtoakselin sylinteritilan suhteen pyörivästi asennettujen mäntien liikkeen siirtämiseksi toimilaitteen säätöelimiin nii-25 den asennon asettamiseksi. Edelleen ajatuksena on, että sylinteritilan kanssa samanakselisesti on sovitettu lisäsylinteritila, että sylinteritila ja lisäsylinteritila on erotettu toisistaan välilaipalla, joka on kytketty sylinteritilan ja voimansiirto-välineiden suhteen niiden akselin ympäri kääntyvästi ja jonka välilaipan sylinterin puolelle on sovitettu liikkumattomasti mäntäparien toiset männät, että li-30 säsylinteritilaan on sovitettu ainakin kaksi lisämäntäparia, joiden ensimmäinen lisämäntä on sovitettu liikkumattomasti välilaipan lisäsylinteritilan puolelle ja . . - toinen lisämäntä on sovitettu liikkumattomasti lisäsylinteritilan sulkevaan laip paan niin, että lisämännät voivat kääntyä lisäsylinteritilan kehän suunnassa, jolloin johtamalla paineväliainetta sekä sylinteritilaan että lisäsylinteritilaan voi-35 daan voimansiirtoakselia kääntää lisäsylinteritilan sulkevan laipan suhteen ja saadaan näin lisättyä voimansiirtoakselin suurinta kiertokulmaa.

3 108076

Erään edullisen sovellutusmuodon ajatuksena on, että voimansiir-toakseli on sovitettu suoraan toimilaitteen säätöelimen akseliin, jolloin voima-elin ja toimilaite on sovitettu toisiinsa mahdollisimman yksinkertaisesti. Vielä erään kolmannen edullisen sovellutusmuodon ajatuksena on, että voimaeli-5 men paineväliaine on vesipohjainen neste tai höyry. Edelleen paineväliaine voi olla myös prosessineste.

Keksinnön etuna on, että voimaelin on säätövoimaansa nähden pienikokoinen, jolloin se voidaan sovittaa ahtaaseenkin tilaan. Edelleen etuna on, että voimaelimen rakenne on yksinkertainen, joten sen valmistus- ja huol-10 tokustannukset ovat alhaiset. Voimaelin tuottaa suoraan pyörivää liikettä, joten sen ja toimilaitteen välille ei ole tarpeen sovittaa mitään rakennetta monimutkaistavia voimansiirtoelimiä. Lisäsylinteritilojen määrä on helppo valita ja siten voimaelimen suurinta mahdollista kiertoliikettä on yksinkertaista kasvattaa. Vielä etuna, että keksinnön mukaisessa voimaelimessä paineväliaineena voi-15 daan käyttää vettä tai vesiseosta, jolloin toimilaitteen käyttö on erittäin turvallista, ympäristöystävällistä ja kustannuksiltaan edullista.

Keksintöä selitetään tarkemmin oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 esittää kaavamaisesti erästä keksinnön mukaisen voima-elimen sovellutusmuotoa akselin suuntaisesti tarkasteltuna ja osittain auki-20 leikattuna, kuvio 2 esittää kaavamaisesti kuviossa 1 esitetyn keksinnön mukaisen voimaelimen sovellutusmuotoa sivustapäin ja osittain aukileikattuna, kuvio 3 esittää kaavamaisesti erästä toista keksinnön mukaisen voimaelimen sovellutusmuotoa perspektiivimäisenä hajoituskuvantona, 25 kuvio 4 esittää kaavamaisesti erästä kolmatta keksinnön mukaisen voimaelimen sovellutusmuotoa sivustapäin ja osittain aukileikattuna, ja kuvio 5a esittää kaavamaisesti kuviossa 4 esitetyn keksinnön mukaisen voimaelimen sovellutusmuotoa perspektiivimäisenä hajoituskuvantona ja kuviot 5b, 5c kuvion 5a eräitä yksityiskohtia aukileikattuna.

30 Kuviossa 1 on kaavamaisesti esitetty eräs keksinnön mukainen voimaelimen sovellutusmuoto akselin suuntaisesti tarkasteltuna ja aukileikat- ___ tuna. Voimaelin käsittää rengasmaisen suljetun sylinteritilan 1, jota ympäröi sy- linteritilan vaippa 2. Sylinteritilan 1 keskellä on sen kanssa samankeskisesti ja toisen päätylaipan suhteen pyörivästi sovitettu voimansiirtoakseli 4, johon on 35 puolestaan liikkumattomasti sovitettu holkki 8. Edelleen hoikkiin 8 on kiinnitetty sylinteritilan 1 suhteen symmetrisesti ja sen kehän suunnassa pyörivät ensimmäiset männät 3, jotka ovat oleellisesti sylinteritilan 1 poikkileikkauksen 4 108076 muotoisia. Kuviossa 1 esitetyssä suoritusmuodossa hoikin 8 kiinnitys voiman-siirtoakseliin 4 ja ensimmäisten mäntien 3 kiinnitys hoikkiin on toteutettu vastaavasti tappiliitoksilla 9, 10 tai vastaavilla.

Sylinteritilan 1 sulkevien päätylaippoihin, niiden suhteen liikkumat-5 tomasti on sovitettu sylinteritilan 1 suhteen symmetrisesti kolme kappaletta toisia mäntiä 5, jotka ovat oleellisesti sylinteritilan 1 poikkileikkauksen muotoisia ja kokoisia. Ensimmäiset männät 3 ja toiset männät 5 muodostavat kolme mäntäparia, joiden männät 3, 5 on sovitettu toistensa suhteen liikkuvasti. Toisten mäntien 5 kiinnitys laippoihin on toteutettu mäntien läpi kulkevilla tapeilla 7, 10 joiden päät sovittuvat päätylaippoihin valmistettuihin syvennyksiin. Huomautettakoon, että kuviossa ei ole esitetty mainittuja päätylaippoja kuvion havainnollisuuden parantamiseksi.

Päätylaippojen läpi sylinteritilaan 1 johtaa edelleen ensimmäiset vä-liainekanavat 6a ja toiset väliainekanavat 6b paineväliaineen johtamiseksi sy-15 linteritilaan 1 ja pois sylinteritilasta 1. Väliainekanavat 6a, 6b on järjestetty niin, että ensimmäiset väliainekanavat 6a on sovitettu ensimmäiseen päätylaip-paan, ja toiset väliainekanavat 6b on sovitettu toiseen päätylaippaan. Vä-liainekanavilla 6a, 6b on yhteys toisten mäntien 5 molemmille puolille: ensimmäisillä kanavilla 6a sylinteritilan 1 osaan, joka on merkitty merkillä V1, ja 20 toisilla kanavilla 6b sylinteritilan 1 osaan, joka on vastaavasti merkitty merkillä V2. Väliainekanavat 6a, 6b on sovitettu päätylaippoihin niin, että niiden sylinterithän 1 puoleiset aukot ovat puolittain toisten mäntien 5 takana. Sen vuoksi väliainekanavia 6a, 6b vastaaviin kohtiin toisia mäntiä 5 on muotoiltu urat 11, jotka ulottuvat männän 5 pinnan suunnassa etäisyyden päähän laipasta ja ky-_____ 25 seisen väliainekanavan 6a, 6b aukosta, joten paineväliaine voi virrata kanavien 6a, 6b kautta esteettä sylinteritilaan 1 ja siitä pois. Mainitunlaisella kanavien 6a, 6b sijoittelulla voidaan kanavien 6a, 6b poikkipinta-alaa kasvattaa virtausvastuksen alentamiseksi ilman että rajoitettaisiin tarpeettomasti ensimmäisen männän 3 ja toisen männän 5 välistä liikettä. Urat 11 voidaan toki muotoilla 30 myös ensimmäisiin mäntiin 3 tai muulla tavoin.

Haluttaessa kääntää voimansiirtoakselia 4 päätylaipan suhteen nuolen K osoittamaan suuntaan, syötetään paineväliainetta ensimmäisten kanavien 6a kautta sylinteritilan 1 osaan V1. Kun samanaikaisesti toiset väliainekanavat 6b osaan V2 ovat auki, saa paineväliaineen paine tilassa V1 35 männän 5 siirtymään ja voimansiirtoakselin 4 kiertymään nuolen K osoittamaan suuntaan ja samalla paineväliainetta poistuu osasta V2 toisten kanavien 6b kautta ulos. Voimansiirtoakselin 3 kiertyminen suuntaan K nähden vastak- 5 108076 kaiseen suuntaan tapahtuu vastaavasti johtamalla toisten kanavien 6b kautta paineväliainetta tilaan V2 ja pitämällä ensimmäiset väliainekanavat 6a auki paineväliaineen johtamiseksi ulos tilasta V1. Voimansiirtoakselin 4 suurin mahdollinen jatkuva kiertoliike on kuvion esittämässä sovellutusmuodossa 5 noin 90°. Muotoilemalla mäntiä 5, 6 tai muuttamalla mäntäparien lukumäärää voidaan suurimman jatkuvan kiertoliikkeen kulmaa tästä pienentää tai kasvattaa.

Kuviossa 2 on esitetty kaavamaisesti kuvion 1 mukainen voimaeli-men sovellutusmuoto sivustapäin ja aukileikattuna. Huomautettakoon, että kulo viossa on käytetty vastaavia viitenumerolta kuin kuviossa 1. Voimaelin käsittää sylinterithän 1, jota rajoittavat vaippa 2, ensimmäinen päätylevy 12 ja toinen päätylevy 13. Sylinterithän 1 kanssa samankeskisesti on sovitettu voimansiir-toakseli 4, joka on laakeroitu esimerkiksi liuku- tai kuulalaakereilla 19 kumpaankin päätylaippaan 12, 13. Lisäksi päätylevyjen 12, 13 voimansiirtoakselin 15 4 läpivienti on tiivistetty akselitiivisteellä 18. Päätylaippoihin 12,13, niiden suhteen liikkurnattomasti, on sovitettu myös toiset männät 5. Ensimmäiset männät 3 on puolestaan kiinnitetty hoikkiin 8 tapilla 10, joka holkki 8 on edelleen kiinnitetty voimansiirtoakseliin 4 tapilla 10. Sekä ensimmäiset männät 3 että toiset männät 5 ovat oleellisesti sylinterithän 1 poikkipinnan muotoisia ja kokoisia.

20 Sylinteritilaan 1 johtaa ensimmäiset väliainekanavat 6a ja toiset vä liainekanavat 6b aivan kuten kuvion 1 yhteydessä on kuvattu. Ensimmäiset väliainekanavat 6a johtavat ensimmäisen päätylaipan 12 ulkokehälle esimerkiksi sorvaamalla tai jollakin muulla sopivalla tavalla valmistetun uran ja vaipan 2 muodostamaan paineväliaineen yhdyskanavaan 14a, joka kiertää oleellisesti 25 koko ensimmäisen päätylaipan 12 ympäri. Vastaavasti toiset väliainekanavat 6b on yhdistetty toisen päätylaipan 13 yhteydessä olevaan yhdyskanavaan 14b. Edelleen molemmista yhdyskanavista 14a, 14b on yhteys voimaelimen ulkopuolelle vaipan 2 läpi johtavien liityntäkanavien 15 ja paineliittimien 16 kautta. Yhdyskanavien 14a, 14b molemmille puolille on sovitettu tiivisteet 17, 30 kuten esimerkiksi o-rengastiivisteet, jotka tiivistävät päätylaipan 12, 13 ja vaipan 2 välin niin, ettei paineväliainetta pääse vuotamaan ulos yhdyskanavasta 14a, 14b.

, Voimaelin voidaan purkaa ja koota yksinkertaisesti avaamalla ja vastaavasti sulkemalla kiinnityselimet 21, jotka on sovitettu päätylaipat 12, 13 35 kiertävien kiinnityskaulusten 20 välille. Päätylaipat 12, 13 ovat edullisesti keskenään samanlaiset. Voimaelimen rakenne on hyvin yksinkertainen käsittäen 6 108076 vain muutaman osan, mistä johtuen voimaelimen valmistuskustannukset ovat alhaiset ja toiminta luotettavaa.

Voimansiirtoakseli 4 voidaan kytkeä joko suoraan säädettävän toimilaitteen säätöelimeen, kuten virtausventtiilin säätöakseliin, tai voimansiirto-5 akseliin 4 voidaan sovittaa esimerkiksi hammaspyörä tai vipu, joiden välityksellä voimaelimen liike välittyy toimielimelle. Voimaelin on kiinnitetty toteutuksesta riippuen esimerkiksi vaipasta 2, päätylaipasta 12, 13 tai kiinnityskauluksesta 20 liikkumattomasti johonkin sopivaan kiinnityspisteeseen, jota ei ole esitetty kuviossa asian esittämisen yksinkertaistamiseksi. Kiinnityspiste voi olla esi-10 merkiksi voimaelimen käyttämän toimilaitteen runko.

Kuviossa 3 on esitetty kaavamaisesti eräs toinen keksinnön mukainen voimaelimen sovellutusmuoto perspektiivimäisenä hajoituskuvantona. Kuvion 3 viitenumeroinnit ovat yhtenevät edellisten kuvioiden numerointien kanssa. Rengasmaista sylinteritilaa 1 ympäröivään vaippaan 2 on sovitettu liittimet 15 16a, 16b paineväliaineen johtamiseksi voimaelimeen ja siitä ulos. Kumpikin lii tin 16a, 16b on yhteydessä omaan yhdyskanavaansa 14a, 14b, joista edelleen johtaa väliainekanavat 6a, 6b sylinteritilaan 1.

Vaippaan 2 on sovitettu kiinnittämisvälineeksi kiinnitysjalusta 22 voimaelimen rungon kiinnittämiseksi pulteilla tai muilla vastaavilla kiinnityseli-20 millä sopivaan sijoituspaikkaan. Voimaelimen rungolla tarkoitetaan tässä hakemuksessa päätylaippojen 12, 13 ja vaipan 2 muodostamaa kokonaisuutta. Kiinnittämisväline voi toki olla muunkinlainen kuin kuviossa esitetty. Koska yh-dyskanavat 14a, 14b kiertävät oleellisesti koko päätylaipan 12, 13 ympäri, voidaan paineliittimet 16 sijoittaa kiinnitysjalustan 22 suhteen vapaasti sopivaan 25 kohtaan vaipan 2 kehällä. Ensimmäiset männät 3 on sovitettu hoikkiin 8 tapeilla 10, jotka sovittuvat tiukasti ensimmäisiin mäntiin 3 ja hoikkiin 8 valmistettuihin reikiin. Toiset männät 5 samoin kuin ensimmäisetkin männät 3 voidaan valmistaa esimerkiksi kiekkomaisesta aihiosta leikkaamalla. Jokainen toinen mäntä 5 on kiinnitetty sen läpi ulottuvalla kahdella tapilla 7 päätylaippoihin 12, 30 13. Mäntien 3, 5 ja hoikin 8 kiinnittämiseen käytettyjen tappien 7, 8 sijasta voi daan toki soveltaa muitakin sinänsä tunnettuja kiinnityselimiä ja -menetelmiä, kuten pultteja, pinnapultteja, kiilaliitoksia, hitsaamista ja liimaamista tai muuta sellaista.

Holkki 8 ja ensimmäiset männät 3 voivat myös olla yhtä ja samaa 35 kappaletta, jolloin luonnollisestikaan ei tappeja 8 tarvita. Ensimmäiset männät 3 ja hoikin 8 käsittävä yhtenäinen osa voidaan valmistaa esimerkiksi sopivasta valuaihiosta työstämällä. Erityisen edullista mainitunlainen ensimmäisten män- 7 108076 tien 3 ja hoikin 8 yhdistäminen on silloin, kun niiden materiaali on muovia. Tällöin ensimmäiset männät 3 ja holkki 8 voidaan valmistaa suulakepuristamalla jatkuvaa hoikin ja männät käsittävää profiilia, josta leikataan halutun pituisia osuuksia voimaelimeen sovitettavaksi. Voimansiirtoakseli 4 ja ensimmäiset 5 männät 3 voidaan myös kiinnittää toisiinsa suoraan ilman niiden väliin sovitettavaa hoikkia. Tällöin voimansiirtoakseli 4 ja ensimmäiset männät 3 voivat olla yhtä ja samaa kappaletta, ja ne voidaan valmistaa esimerkiksi sopivasta muovimateriaalista.

Eräässä edullisessa erityisesti pienille paineväliaineen paineille so-10 pivassa sovellutusmuodossa voimaelimen pääosat, kuten esimerkiksi vaippa 2, männät 3, 5 ja päätylaipat 12, 13 on valmistettu perinteisistä koneenrakennuksen metallimateriaalien sijaan sopivista muovimateriaalista, jolloin saavutetaan erityisen kevyt rakenne. Muovista valmistetun voimaelimen yhteydessä voidaan paineväliaineena käyttää edullisesti vettä, jonka käyttö on halpaa, tur-15 vallista ja ympäristöystävällistä. Muovista valmistettujen ensimmäisten mäntien 3 ja toisten mäntien 5 sylinterithän 1 puoleiset pinnat voidaan muotoilla koveriksi, jolloin mäntään kohdistuva paineväliaineen paine levittää sopivasti ko. pintojen reunoja tiivistäen männän vastinpintojaan vasten.

Kuviossa 4 on esitetty kaavamaisesti eräs kolmas keksinnön mu-20 kaisen voimaelimen sovellutusmuoto sivustapäin ja osittain aukileikattuna. Voimaelin käsittää sylinteritilan 1 lisäksi rengasmaiset ensimmäisen lisäsylinte-ritilan 23a ja toisen lisäsyiinteritilan 23b. Ensimmäinen IisäsyIinteritila 23a on erotettu sylinteritilasta 1 ensimmäisellä välilaipalla 24a ja edelleen toisesta li-säsylinteritilasta 23b toisella välilaipalla 24b. Edelleen toinen lisäsylinteritila 25 23b on suljettu toisella päätylaipalla 13. Välilaipat 24a, 24b on sovitettu akselin 4, vaipan 2 ja päätylaippojen 12,13 suhteen liikkuvasti niin, että välilaipat 24a, 24b voivat liikkua pyörivästi sylinteritilan 1 ja lisäsylinteritilojen 23a, 23b suhteen voimansiirtoakselin 4 ympäri. Välilaipat 24a, 24b ovat edullisesti laakeroitu esimerkiksi liukulaakereilla voimasiirtoakselille 4.

30 Voimansiirtoakseliin 4 on kiinnitetty tapilla 9 holkki 8, johon ensim mäiset männät on kiinnitetty kiinnitystapeilla 10 hoikkiin 8. Kuvion selkeyden parantamiseksi ensimmäisiä mäntiä ei ole esitetty kuviossa. Vastaavasti syiin-teritilassa 1 sijaitsevat toiset männät, joita ei myöskään ole esitetty kuviossa, on kiinnitetty kiinnitystapeilla 27 ensimmäiseen välilaippaan 24a. Toiset män-35 nät ovat siis sovitettu liikkuvasti ensimmäisen päätylaipan 12 suhteen. Hoikin 8 kiinnitys voimansiirtoakseliin 4 sekä mäntien kiinnitys hoikkiin 8 ja välilaippaan 8 108076 24a voi toki olla toteutettu vaihtoehtoisesti jollakin muulla sinänsä tunnetulla tavalla.

Ensimmäiseen lisäsylinteritilaan 23a sovitettujen lisämäntäparien ensimmäiset männät on kiinnitetty kiinnitystapeilla 27 ensimmäiseen välilaip-5 paan 24a, sen ensimmäisen lisäsylinteritilan 23a puolelle, ja toiset männät vastaavasti toiseen välilaippaan 24b. Välilaipat 24a, 24b ja niihin kiinnitetyt li-sämännät voivat liikkua toistensa suhteen ensimmäisen lisäsylinteritilan 23a kehän suunnassa. Vastaavalla tavalla toiseen lisäsylinteritilaan 23b sovitettujen lisämäntäparien ensimmäiset männät on kiinnitetty kiinnitystapeilla 27 toi-10 seen välilaippaan 24b, sen toisen lisäsylinteritilan 23b puolelle, ja toiset männät vastaavasti toiseen päätylaippaan 13, joten lisämännät voivat liikkua toistensa suhteen toisen lisäsylinteritilan 23b kehän suunnassa. Niin männät kuin lisämännätkin on sijoitettu symmetrisesti sylinteritilojensa suhteen.

Molempiin lisäsylintereihin on sovitettu hoikkia 8 vastaavat holkkira-15 kenteet, jotta lisämännät voitaisiin tehdä saman kokoisiksi mäntien 3, 5 kanssa. Ensimmäisessä lisäsylinterissä 23a holkkirakenne on toteutettu välilaippaan 24a kiinnityselimellä 28 kiinnitetyllä hoikilla 29, sitä vastoin toisen li-säsylinterin 23b yhteydessä holkkirakenne on toteutettu toiseen välilaippaan 24b kiinteästi kuuluvalla kaulusmaisella rakenteella 30.

20 Sylinteritilaan 1 ja lisäsylinteritiloihin 23a, 23b johtavat paineväliai- neen yhdyskanavat 14a - 14f ja väliainekanavat 6a - 6f on sovitettu välilaippoi-hin 24a ja 24b. Sylinteritilaan 1 johtavat ja ensimmäiseen välilaippaan 24a valmistetut ensimmäinen ja toinen yhdyskanava 14a, 14b ja toiseen lisäsylinteritilaan 23b johtavat toiseen välilaippaan 24b valmistetut viides ja kuudes yh-25 dyskanava 14e, 14f. Ensimmäiseen lisäsylinteritilaan 23a johtava kolmas yhdyskanava 14c on valmistettu ensimmäiseen välilaippaan 24a ja neljäs kanava 14d toiseen välilaippaan 24b. Välilaipoissa 24a, 24b keskimmäisinä sijaitsevat toinen ja neljäs yhdyskanava 14b, 14e on valmistettu syvemmäksi kuin niiden kanssa samoihin sylinteritiloihin yhteydessä olevat reunimmaiset ensimmäinen 30 ja kuudes yhdyskanava 14a, 14f, jolloin ko. keskimmäisiin yhdyskanaviin 14b, - ; 14e on helppo sovittaa asianmukaiset väliainekanavat 6b, 6e esimerkiksi po raamalla tai muulla vastaavalla tavalla. Yhdyskanavat on tiivistetty toisistaan ja sylinteritiloista tiivisteillä 17. Yhdyskanavat 14a -14 f liitetään paineväliaineläh-teeseen vaippaan 2 sovitettujen paineväliaineliittimien 16 avulla. Kuviossa pai-35 neväliaineliitin 16 on esitetty ainoastaan kuudennen yhdyskanavan 14f yhteydessä asian esittämisen selventämiseksi.

9 108076

Esimerkiksi viidenteen ja kuudenteen yhdyskanavaan 14e, 14f sovitetut väliainekanavat 6e ja 6f ovat yhteydessä toiseen lisäsylinteritilaan 23b, täsmällisemmin sanottuna toisen sylinteritilan 23b toiseen välilaippaan 24b kiinnitetyn lisämännän vastakkaisille puolille. Vastaavalla tavalla jokaisen toi-5 seen välilaippaan 24b kiinnitetyn lisämännän yhteyteen, sen vastakkaisille puolille, johtavat samanlaiset kanavat mainituista viidennestä ja kuudennesta yhdyskanavasta 14e, 14f. Neljäs yhdyskanava 14 d on puolestaan yhteydessä edellä kuvatulla tavalla ensimmäiseen lisäsylinteritilaan 23a väliainekanavan 6d kautta. Vastaavasti ensimmäisen välilaipan yhdyskanavista ensimmäinen ja 10 toinen yhdyskanava 14a, 14b ovat yhteydessä sylinteritilaan 1 sovitetun ja ensimmäiseen välilaippaan 24a kiinnitettyjen mäntien vastakkaisille puolille, ja kolmas yhdyskanava 14c on yhteydessä ensimmäisen lisäsylinteritilan 23a ensimmäiseen välilaippaan 24a kiinnitettyjen lisämäntien toiselle puolelle. Ensimmäisen lisäsylinteritilan 23a väliainekanavat 6c, 6d on sovitettu luonnolli-15 sesti siten, että ne johtavat lisämäntien kummallekin puolille.

Kuvion 4 esittämässä keksinnön sovellutusmuodossa sylinteritilaan 1 ja ensimmäiseen lisäsylinteritilaan 23a sekä toiseen lisäsylinteritilaan 23b on sovitettu esimerkiksi kolme mäntäparia samalla tavoin vastaavan sylinteritilan suhteen symmetrisesti kuin kuvioissa 1 - 3 on esitetty. Mäntiä ei ole esitetty 20 kuviossa esityksen selkeyttämiseksi. Näin ollen jokaisessa sylinteritilassa - niin sylinteritilassa 1 kuin kummassakin lisäsylinteritilassa 23a, 23b - mäntäparien suurin kiertoliike on noin 90°. Koska jokaisesta mäntä- tai lisämäntäparista ainakin toinen mäntä on kiinnitetty viereisen sylinteritilan mäntäparien jomman kumman männän kanssa samaan pyörivästi kytkettyyn välilaippaan 24a, 24b, 25 voidaan sopivasti paineväliainetta ohjaamalla mäntäparien liike yhdistää niin, että saavutetaan suurimmillaan 3 x 90° = 270° kiertoliike voimansiirtoakselin ja voimaelimen rungon välille. Asian havainnollistamiseksi kuvion 4 vasemmassa reunassa on esitetty välilaippojen 24a, 24b ja voimansiirtoakselin 4 kääntö-kulmat runkoon kuuluvan toisen päätylaipan 13 suhteen käännettäessä akse-30 lia mainitut 270°. Kun voimansiirtoakselia 4 halutaan kääntää vähemmän, esimerkiksi 180°, voidaan kääntö toteuttaa niin, että lukitaan toisen lisäsylinte-. . ritilän 23b lisämäntäparit toistensa suhteen ja käännetään paineväliaineella sy linteritilan 1 ja ensimmäisen lisäsylinteritilan 23a mäntäpareja toistensa suhteen samaan suuntaan 90°. Lisämäntäparit voidaan lukita toistensa suhteen 35 esimerkiksi sulkemalla paineväliaineen kulku joko yhdelle tai molemmille puolille ko. lisäsylinteritilan 23a, 23b lisämäntäpareja tai pitämällä yllä alipainetta yhdellä puolella lisämäntäpareja poistamalla paineväliainetta kyseiseltä puolelta. Sylinteritilan 1 mäntäparien lukitseminen toistensa suhteen voidaan 10 108076 ta. Sylinteritilan 1 mäntäparien lukitseminen toistensa suhteen voidaan suorittaa samalla tavoin. Toinen mahdollisuus 180°:n kääntökulman saavuttamiseksi on lukita ensimmäisen lisäsylinterin 23a mäntäparit ja kääntämällä sylinteritilan 1 ja toisen lisäsylinteritilan 23b mäntäpareja toistensa suhteen. Vastaavasti 5 90°:n kiertokulma saadaan aikaan lukitsemalla joko molempien IisäsyIinteritilo- jen 23a, 23b mäntäparit tai jomman kumman lisäsylinteritilan 23a, 23b ja sylinteritilan 1 mäntäparit. Sylinteritilan 1 mäntäpareja voidaan kääntää toistensa suhteen vaikka lisäsylinteritiloissa 23a, 23b ei olisikaan painetta. Tämä johtuu siitä, että sylinteritilassa 1 olevan paineväliaineen paine puristaa ensimmäistä 10 välilaippaa 24a ja edelleen toista välilaippaa 24b poispäin sylinteritilasta 1 voimansiirtoakselin 4 suuntaisesti vasten toista päätylaippaa 13, jolloin puristuksesta aiheutuva kitka lukitsee ensimmäisen välilaipan 24a paikalleen. Tällöin voimansiirtoakselin 4 suhteen liikkumattomasti sovitettuja mäntiä voidaan kääntää ensimmäisen välilaipan 24a suhteen. Vastaavalla tavalla, jos painevä-15 liaineen paine jää päälle sylinteritilassa 1 tai lisäsylinteritilassa 23a, 23b, voi-mansiirtoakseli 4 lukittuu paikalleen vallitsevaan asentoonsa johtuen välilaip-poihin 24a, 24b kohdistuvien painevaikutuksien aiheuttamista kitkavoimista. Voimansiirtoakseli 4 saadaan lukittua paikoilleen myös, kun kaikkien sylinteriti-lojen 1, 23a, 23b mäntäparit lukitaan paineväliaineella toistensa suhteen. Toi-20 saalta avaamalla kaikki paineväliainekanavat saadaan voimansiirtoakseli 4 vapautettua kiertymään vapaasti 270° voimaelimen rungon suhteen.

Sylinteritilaan 1 ja lisäsylinteritiloihin 23a, 23b sovitettujen mäntäparien lukumäärä voi olla muukin kuin kolme, ja sylinteritilan 1 tai lisäsylinteritilan 23a, 23b mäntäparien välinen kiertokulma kasvaa kun mäntäparien lukumäärä 25 vähenee.

Lisäsylinteritiloja 23a, 23b on liitettävissä voimaelimeen yksi tai enemmän kulloisenkin sovellutuskohteen vaatimusten mukaisesti. Lisäsylinte-ritilojen 23a, 23b lukumäärän valinta - toisin sanoen suurimman kiertokulman määrääminen - on helppoa: välilaippoja 24a, 24b yksinkertaisesti pinotaan 30 vaipan 2 sisään tarvittava määrä ja mitoitetaan vaippa 2 sopivan mittaiseksi.

Kuviossa 5a on esitetty kaavamaisesti kuviossa 4 esitetyn keksinnön mukaisen voimaelimen sovellutusmuoto perspektiivimäisenä hajoitusku-vantona, ja kuvioissa 5b, 5c on esitetty kaavamaisesti kuvion 5a eräitä yksityiskohtia aukileikattuna. Voimaelimen sylinteritilassa 1 on kolme sylinteritilan 35 1 suhteen symmetrisesti sovitettua mäntäparia, jotka kukin käsittävät ensim mäisen männän 3’ ja toisen männän 5’. Ensimmäisessä lisäsylinteritilassa 23a on samalla tavoin sovitettuna kolme lisämäntäparia, jotka kukin käsittävät en- 11 108076 simmäisen lisämännän 31 ja toisen lisämännän 32. Vielä toisessa lisäsylinteri-tilassa 23b on sovitettuna kolme lisämäntäparia, jotka kukin käsittävät ensimmäisen lisämännän 33 ja toisen lisämännän 34. Männät 3’, 5’ ja lisämännät 31 - 34 ovat perusmuodoltaan samanlaisia, jolloin kaikki männät voidaan valmis-5 taa samalla samanlaisista aihioista ja pitkälti samoin työvaihein. Ensimmäisten mäntien 3’ ja toisen lisäsylinterin toisten lisämäntien 34 yhteyteen ei ole sovitettu paineväliainekanavia ja ne ovat edullisesti täysin samanlaisia lukuunottamatta niiden kiinnityksen edellyttämiä porauksia tai muita vastaavia kiinni-tyselimiä. Toiset männät 5’ ja toisen lisäsylinteritilan ensimmäiset lisämännät 10 33 ovat edullisesti keskenään täysin samanlaisia, sillä niiden molemmille puo lille on sovitettu urat 11 paineväliainekanavia silmällä pitäen. Vielä ensimmäisen lisäsylinterin ensimmäiset ja toiset lisämännät 31, 32 ovat edullisesti samanlaisia niin, että ko. lisämäntien toiselle puolelle on sovitettu ura 11 paineväliainekanavia varten.

15 Kuvioissa 5b ja 5c on esitetty yksityiskohta ensimmäisen välilaipan 24a ja vastaavasti toisen välilaipan 24b paineväliainekanaviston rakenteesta. Yhdyskanavat 14a - 14f ja niitä reunustavat tiivisteurat tiivisteille 17 on valmistettu esimerkiksi sorvaamalla tai jollakin muulla alan ammattimiehen sinänsä hyvin tuntemalla tavalla. Yhdyskanavien 14a - 14f ja sylinteritilojen väliset vä-20 liainekanavat 6a - 6f on puolestaan valmistettu esimerkiksi poraamalla. Kuvioissa esitetyt väliainekanavat 6a - 6f on sovitettu oleellisesti kohtisuoraan väli-laippaa 24a, 24b vasten, mutta ne voidaan sovittaa muuhunkin kulmaan.

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patentti-25 vaatimusten puitteissa. Niinpä mäntien 3,5 ja lisämäntien 31 - 34 akselin 4 «< suuntainen poikkileikkaus voi olla jokin muukin kuin kuvioissa esitetty. Samoin männät 3,5 ja lisämännät 31 - 34 voivat olla kooltaan eri kokoisia ja niitä voi olla sylinteri- ja lisäsylinteritiloissa 1, 23a, 23b eri lukumääriä. Paineväliaineena keksinnön mukaisessa voimaelimessä voidaan käyttää erilaisia kaasuja tai 30 kaasuseoksia, sekä erilaisia painenesteitä.

t *

Claims (6)

108076

1. Kiertyvää liikettä tuottava paineväliainetoiminen voimaelin venttiilien tms. toimilaitteiden asettamiseksi haluttuun asentoon, jonka toimilaitteen 5 kiertoliike on noin 90° moninkerta, jossa voimaelimessä on sylinterimäinen vaippa (2) ja sen päissä ensimmäinen (12) ja toinen päätylaippa (13), muodoltaan rengasmainen sylinteritila (1) ja ainakin kaksi mäntäparia, jonka männät ovat toistensa suhteen liikkuvia sekä olennaisesti sylinteritilan (1) poikkipinnan muotoisia ja olennaisesti sen kokoisia, että kunkin mäntäparin ensimmäiset 10 männät on kytketty liikkuvasti sylinteritilan (1) suhteen sen akselin ympäri pyöriväsi! niin, että ensimmäiset männät voivat liikkua sylinteritilassa (1) sen kehän suunnassa, että toisen päätylaipan (13) viereisen mäntäparin toiset männät on kytketty liikkumattomasti sylinteritilan toisen päätylaipan (13) tai sylinteritilan vaipan (2) suhteen, ja mainittujen ensimmäisten mäntien (3) kanssa sy-15 linteritilan (1) akselin ympäri pyöriväksi on kytketty voimansiirtoakseli (4) voiman siirtämiseksi toimilaitteen asennon asettamiseksi, tunnettu siitä, että voimaelimessä on sylinteritilan (1) kanssa samanakselisesti, ensimmäisen päätylaipan (12) ja toisen päätylaipan (13) väliin sovitettu ainakin yksi rengasmainen lisäsylinteritila (23a, 23b), että vierekkäiset sylinteritila (1) ja lisäsylinte-20 ritilä (23a) ja/tai lisäsylinteritilat (23a, 23b) on erotettu toisistaan välilaipalla (24a, 24b), joka on kytketty liikkuvasti sylinteritilan (1) ja lisäsylinteritilojen (23a, 23b) sekä voimansiirtoakselin (4) suhteen niiden akselin ympäri pyöriväsi, että lisäsylinteritilaan (23a, 23b) on sovitettu ainakin kaksi lisämäntäpa-ria, joiden lisämännät (31, 32, 33, 34) ovat olennaisesti lisäsylinteritilan (23a, 25 23b) poikkipinnan muotoisia ja olennaisesti sen kokoisia, että toiseen pääty- laippaan (13) rajoittuvaan lisäsylinteritilaan (23b) sovitettujen lisämäntäparien toiset lisämännät (34) on kytketty liikkumattomasti toisen päätylaipan (13) tai sylinteritilan vaipan (2) suhteen ja muihin lisäsylinteritiloihin (23a) sovitettujen toiset lisämännät (32, 34) sekä sylinteritilan (1) toiset männät (5) on kiinnitetty . . 30 välilaippaan (24a, 24b), jonka vastakkaiselle puolelle on kiinnitetty viereisen li- säsylinteritilan (23a, 23b) ensimmäiset lisämännät (31, 33), että samaan lisäsylinteritilaan (23a, 23b) sovitetut lisämäntäparit voivat liikkua toistensa suhteen kyseisen lisäsylinteritilan (23a, 23b) kehän suunnassa, sekä painevä-liainekanavat paineväliaineen johtamiseksi lisämäntien ja mäntien välisiin tiloi-35 hin ja vastaavasti niistä pois. 108076

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen voimaelin, tunnettu siitä, että voimansiirtoakseli (4) on toimilaitteen säätöakseli.

3. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen voimaelin, tunnettu siitä, että voimaelimen ja toimilaitteen runko on kiinnitetty toisiin- 5 sa.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen voimaelin tunnettu siitä, että voimaelimen paineväliainekanavat käsittävät voimaelimen päätylaipan (12, 13) ja/tai välilaipan (24a, 24b) ulkokehän oleellisesti kokonaan kiertävän yhdyskanavan (14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f) ja siitä sylinteriti- 10 laan (1) tai lisäsylinteritilaan (23a, 23b) johtavan väliainekanavan (6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f).

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen voimaelin tunnettu siitä, että voimaelimen valmistusmateriaali on pääosin muovi.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen voimaelin t u n -15 n e 11 u siitä, että mäntäparin ensimmäisen ja toisen männän (3, 5) ja lisämän- täparin ensimmäisen ja toisen lisämännän (31, 32, 33, 34) välinen suurin kiertoliike on noin 90°. «- 108076