FI110633B - Paineväliaineohjattu paineväliainetoiminen voimalaite - Google Patents

Description

1 110633

Paineväliaineohjattu paineväliainetoiminen voimalaite

Keksinnön kohteena on paineohjattu paineväliainetoiminen voima-laite, joka käsittää: rengasmaisen sylinterithän, joka on suljettu ensimmäisellä 5 ja toisella päätylaipalla, ainakin kaksi toistensa suhteen liikkuvaa mäntää, jotka muodostavat mäntäparin ja jotka ovat olennaisesti sylinterithän kehän poikkipinnan muotoisia ja olennaisesti sen kokoisia ja joista männistä ainakin yksi on asennettu sylinterithän suhteen sen akselin ympäri pyörivästi niin, että mäntä voi liikkua sylinteritilassa sen kehän suunnassa, mainitun männän kanssa sy-10 linteritilan akselin ympäri pyöriväksi kytketty voimansiirtoakseli, mainittuun mäntään sovitettu voimansiirtoelin, sekä kanavat paineväliaineen johtamiseksi mäntien välisiin tiloihin ja niistä pois.

Ennestään tunnetaan useita erilaisia paineväliainekäyttöisiä voimalaitteita, jotka ovat useimmiten mäntä-, ruuvi-, hammasratas- ja siipiraken-15 teisia. Ne ovat yleensä varsin monimutkaisia niin rakenteeltaan kuin valmistukseltaan. Niiden valmistus on kallista ja huolto aiheuttaa huomattavia käyttökustannuksia. Fl-patentissa 102 916 on esitetty mainittujen ongelmien ratkaisemiseksi voimalaite, jossa on rengasmainen sylinteritila ja siinä sylinterithän poikkipinnan muotoisia mäntiä, jotka on asetettu sylinterithän akselin ympäri 20 pyörivästi. Lisäksi voimalaitteessa on voimansiirtoakseli pyörimisliikkeen luovuttamiseksi sekä lukituselimet, kuten vapaakytkin, männän lukitsemiseksi pyörimättömäksi. Kyseinen voimalaite soveltuu käytettäväksi myös askel-moottorina ja se on rakenteeltaan yksinkertainen ja luotettava.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan vieläkin yksinker-25 taisempi voimalaite.

Keksinnön mukaiselle voimalaitteelle on tunnusomaista, että ainakin yhteen päätylaippaan on sovitettu paineväliaineura, johon on yhdistetty ohja-uskanava, ja joka paineväliaineura on sovitettu voimansiirtoelimen kohdalle niin, että ohjauskanavasta virtaava paineväliaine on sovitettu puristamaan 30 voimansiirtoelintä sylinterithän aksiaalisuunnassa vasten vastinpintaa kyseisen voimansiirtoelimen lukitsemiseksi tai sen liikkeen hidastamiseksi sylinterithän suhteen.

Keksinnön olennainen ajatus on, että voimalaitteessa on ohjauska-navat, jotka on yhdistetty sylinterithän päätylaippoihin valmistettuihin rengasu-35 riin, jotka urat on sovitettu voimansiirtoelimen kohdalle niin, että paineväliaine puristaa aksiaalisuuntaisesti ainakin yhtä voimansiirtoelintä vasten vastinpin- 2 110633 taa voimansiirtoelimen lukitsemiseksi tai sen liikkeen hidastamiseksi sylinteri-tilan suhteen. Edelleen keksinnön erään edullisen sovellutusmuodon ajatuksena on, että mäntäparin männät on asennettu sylinteritilan akselin suhteen ympäri pyörivästi ja että männät on kytketty vuorotellen toiseen sylinteritilan 5 akselin kanssa samanakselisesti ja pyörivästi asennetuista voimansiirtoeli-mistä niin, että kukin mäntä voi liikkua mäntäparin toiseen mäntään kytketyn voimansiirtoelimen suhteen, että vastinpinta on sylinteritilan päätylaippa ja että voimansiirtoelimeen on sovitettu lukituselimet, jotka lukitsevat pyörivän männän oleellisesti liikkumattomasti voimansiirtoakselin suhteen männän liikkues-10 sa ensimmäiseen suuntaan ja jotka vastaavasti on sovitettu vapauttamaan ensimmäisen männän mainitusta lukituksesta männän liikkuessa vastakkaiseen suuntaan. Edelleen keksinnön erään toisen edullisen sovellutusmuodon ajatuksena on, että mäntäparin toinen mäntä on kiinnitetty liikkumattomasti sylinteritilan suhteen, että vastinpinta on voimansiirtoakseliin kiinnitetty laippa, joka 15 on sovitettu voimansiirtoelimen ja toisen päätylaipan rengasuran väliin ja jonka suhteen sylinteritilan suhteen liikkuva mäntä lukittuu, että toinen ohjauskanava on sovitettu johtamaan laipan ja toisen päätylaipan väliin niin, että johdettaessa paineväliainetta voimalaitteeseen oleellisesti samanaikaisesti sekä ensimmäisestä että toisesta paineväliaineakanavasta voimansiirtoelin ja laippa pu-. ..: 20 ristuvat toisiaan vasten.

... Keksinnön etuna on, että voimalaitteen rakenne on erittäin yksin kertainen, jolloin valmistus- ja huoltokustannukset ovat alhaiset ja toiminta-varmuus on erinomainen. Voimalaite on helppo toteuttaa sylinteri- ja mäntälu-• ' · kumääränsä suhteen useina erilaisina variaatioina käyttökohteiden asettamien 25 vaatimusten mukaisesti ja sitä voidaan soveltaa joko askelittain tapahtuvan :. pyörimisliikkeen tai jatkuvan pyörimisliikkeen tuottamiseen.

Keksintöä selitetään tarkemmin oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 esittää kaavamaisesti erästä keksinnön mukaisen voima-laitteen sovellutusmuotoa sivustapäin ja osittain aukileikattuna, 30 kuvio 2a esittää kaavamaisesti erästä toista keksinnön mukaisen . · · · voimalaitteen sovellutusmuotoa sivustapäin ja osittain aukileikattuna, '! . kuvio 2b esittää kaavamaisesti kuvion 2a mukaista voimalaitteen :. sovellutusmuotoa perspektiivimäisenä hajoituskuvantona, :“· kuvio 3 esittää kaavamaisesti erästä kolmatta keksinnön mukaisen : · 35 voimalaitteen sovellutusmuotoa sivustapäin ja osittain aukileikattuna, 3 110633 kuvio 4a esittää kaavamaisesti erästä neljättä keksinnön mukaisen voimalaitteen sovellutusmuotoa sivustapäin ja osittain aukileikattuna, ja kuvio 4b esittää kaavamaisesti kuvion 4a mukaista voimalaitteen sovellutusmuotoa perspektiivimäisenä hajoituskuvantona.

5 Kuviossa 1 on esitetty kaavamaisesti eräs keksinnön mukaisen voimalaitteen sovellutusmuoto sivustapäin ja osittain aukileikattuna. Voimalaite käsittää rengasmaisen suljetun sylinteritilan 1, jota ympäröi sylinterithän vaippa 2. Sylinteritilan 1 suhteen samankeskisesti ja pyörivästi on sovitettu voiman-siirtoakseli 4, johon on puolestaan pyörimättömästi sovitettu lukituselinten 8 si-10 säkehät. Lukituselimet 8 voivat olla esimerkiksi vapaakytkimiä tai lamellikytki-miä tai muita vastaavia komponentteja, jotka lukittuvat yhteen suuntaan ja sallivat pyörimisen toiseen suuntaan. Molemmilla lukituselimellä 8 on sama kiin-niottava suunta, joka on esitetty kuviossa nuolella L. Kummankin lukituselimen 8 ulkokehälle on kiinnitetty voimansiirtoelimet eli holkit 10a, 10b, ja kumpaan-15 kin hoikkiin 10a, 10b on edelleen kiinnitetty mäntä 3. Holkki ja mäntä voi olla yhtä ja samaa kappaletta tai ne voivat olla erillisiä kappaleita, jotka on kiinnitetty toisiinsa.

Männät 3 muodostavat mäntäparin ja ne ovat sylinteritilan 1 kehän suunnassa pyöriviä ja oleellisesti sylinteritilan 1 poikkileikkauksen muotoisia ja 20 kokoisia. Mäntä 3 ja siihen kiinnitetty holkki 10a, 10b voivat pyöriä sylinteritilan suhteen mäntäparin toisen männän ja siihen kiinnitetyn hoikin 10a, 10b suhteen riippumattomasti ja päinvastoin lukuunottamatta tilannetta, jossa männät : · 3 kohtaavat toisensa.

Sylinteritilan 1 päät on suljettu ensimmäisellä ja toisella päätylai-25 palla 12a, 12b, jotka on kiinnitetty liikkumattomasti vaippaan 2. Molemmissa päätylaipoissa 12 ja 13 on paineväliainekanavat 13a, 13b. Paineväliainekana-vien 13a, 13b toinen pää johtaa voimalaitteen ulkopuolelle ja toinen pää kyseisen päätylaipan sylinteritilan puoleiselle sivulle muodostettuun paineväliaineu-raan 14a, 14b, joka kiertää voimansiirtoakselin 4 ympäri ja joka on sovitettu 30 hoikin 10a, 10b päädyn kohdalle. Kummankin hoikin 10a, 10b päätylaipan . · · puoleisesta päästä johtaa virtauskanava 16 toiselle puolelle kyseiseen hoikkiin kiinnitettyä mäntää 3. Huomautettakoon, että kuviossa virtauskanava 16 on :... esitetty ainoastaan ensimmäisen mäntä - holkki -yksikön yhteydessä; kanava johtaa katsojan puolelle mäntää 3. Mäntä - holkki -yksiköt ovat identtiset, joten : !·’ 35 kaikkiin mäntien 3 välisiin tiloihin johtaa virtauskanava 16. Jokainen mäntien 3 välinen sylinteritilan 1 osa on virtauskanavan 16, paineväliaineuran 14a, 14b ja 4 110633 paineväliainekanavan 13a, 13b kautta yhteydessä voimalaitteen ulkopuolelle olivatpa männät 3 missä tahansa asennossa.

Voimansiirtoakselin 4 ja yhtäältä pääty laippojen 12a, 12b ja toisaalta hoikkien 10a, 10b väliin on sovitettu tiivisteet 17 estämään paineväliai-5 neen vuotamista. Voimansiirtoakseli 4 on lukittu paikoilleen voimalaitteeseen lukkorenkailla 18 ja laakeroitu laakereilla 19 kumpaankin päätylaippaan 12a, 12b.

Kuvion 1 esittämä voimalaite toimii siten, että syötetään jomman kumman paineväliainekanavan - esimerkiksi ensimmäisen paineväliainekana-10 van 13a - kautta paineväliainetta ensimmäiseen paineväliaineuraan 14a ja edelleen virtauskanavan 16 kautta mäntien 3 väliseen sylinteritilaan. Samalla avataan toinen väliainekanava 13b poistokanavaksi, jotta paineväliaine voi virrata pois mäntien 3 vastakkaiselta puolelta.

Paineväliaineen tullessa mäntien 3 väliseen sylinteritilaan se ympä-15 röi ensimmäisen mäntä - holkki -yksikön, jolla tarkoitetaan ensimmäisen pää-tylaipan 12a puoleista hoikkia 10a ja siihen kiinnitettyä mäntää 3, tunkeutuen myös ensimmäisen hoikin 10a ja ensimmäisen päätylaipan 12a väliin ja hoikkien 10a, 10b vastakkain olevien päiden väliin ja vielä ensimmäisen mäntä -holkki -yksikön männän ja ensimmäisen sekä toisen päätylaipan 12a ja 12b ...· 20 väliin.

.·:· Sylinteritilaan 1 viilaavalla paineväliaineella on kaksi vaikutusta.

. Ensinnäkin sen paine pyrkii kiertämään männät 3 erilleen toisistaan sylinteriti- lan kehän suunnassa, ja toiseksi se pyrkii erottamaan holkit 10 toisistaan aksi-aalisuunnassa työntäen niitä vasten päätylaippoja 12a, 12b.

25 Paineväliaineen syötön tapahtuessa nyt ensimmäisen paineväliai nekanavan 13a kautta kumoaa ensimmäisen päätylaipan 12a ja ensimmäisen hoikin 10a välissä olevan paineväliaineen paine niitä yhteen puristavan voiman. Kun samanaikaisesti avataan toinen paineväliainekanava 13b poistokanavaksi, on toisen päätylaipan 12b ja toisen hoikin 10b välissä olevan paine-30 väliaineen paine huomattavasti alhaisempi kuin ensimmäisen päätylaipan 12a .··· ja ensimmäisen hoikin 10a välissä oleva paine. Tämän seurauksena toinen ·’· holkki 10b puristuu vasten toista päätylaippaa 12b, joka on siis sen vastinpin- ta. Toisen hoikin 10b ja toisen päätylaipan 12b välinen kitka estää toisen mäntä - holkki -yksikön pyörimisen päätylaipan 12b ja sylinteritilan 1 suhteen, : · 35 tai ainakin hidastaa kyseistä pyörimisliikettä.

5 110633

Ensimmäisen ja toisen väliainekanavan 13a ja 13b kautta johdetaan siis sekä mäntien 3 kääntämiseen tarvittava paineväliaineen syöttö ja poisto että männän 3 lukitsemiseen tarvittavan paine-eron synnyttämiseksi tarvittava paineväliaineen syöttöjä poisto, toisin sanoen väliainekanavat 13a, 13b toimi-5 vat myös ohjauskanavina, joissa viilaavan paineväliaineen paineella ohjataan mäntien 3 lukittumista sylinteritilan 1 suhteen.

Se sylinteritilan 1 osa, joka on yhteydessä toisen paineväliaineka-navaan 13b, pienenee mäntien 3 välisen liikkeen johdosta ja siellä olevaa pai-neväliainetta virtaa toisen hoikin 10b virtauskanavan, toisen paineväliaineuran 10 14b ja toisen väliainekanavan 13b kautta ulos voimalaitteesta.

Koska paineväliaineen paineesta aiheutuvat aksiaalisuuntaiset voimat kumoavat toisensa, ensimmäinen holkkilOa ja siihen kiinnitetty mäntä 3 pyörivät siihen kohdistuvan paineväliaineen paineen vaikutuksesta lukituseli-men 8 lukitussuuntaan L, jolloin voimansiirtoakseli 4 pyörii niiden mukana.

15 Pyörivän ensimmäisen mäntä - holkki -yksikön männän 3 pyörittyä sylinteritilan 1 suhteen lukitun tai hidastetun männän 3 läheisyyteen tai jopa siihen kiinni, vaihdetaan ensimmäinen paineväliainekanava 13a poistokanavaksi ja toinen paineväliainekanava 13b syöttökanavaksi, jolloin vastaavasti ensimmäinen mäntä - holkki -yksikkö puristuu vasten ensimmäistä päätylaip- :· ·’ 20 paa 12a, joka on siis sen vastinpinta, ja toinen mäntä - holkki -yksikkö lähtee .·;· pyörimään sylinteritilassa 1. Voimalaite pyörittää näin voimansiirtoakselia 4 paineen vaihdellessa edestakaisin ensimmäisen ja toisen paineväliainekana-van 13a, 13b välillä. Pyörivää mäntää voidaan vaihtaa toki milloin tahansa ennen päätylaippaa vasten puristetun männän saavuttamista.

•; 25 Voimalaitteen ollessa paineeton, toisin sanoen molempien painevä- liainekanavien 13a, 13b ollessa auki nollapaineeseen, eivät männät 3 rajoita voimansiirtoakselin 4 pyörittämistä kumpaankaan suuntaan. Tilanne on sama voimalaitteen mäntien 3 välisten tilojen ollessa saman suuruisessa paineessa: voimasiirtoakselia 4 voidaan pyörittää ulkopuolelta kumpaankin suuntaan. Jäl-30 kimmäisessä tilanteessa voimalaitteen kaikki pinnat ovat varmasti voideltuina.

Voimansiirtoakseli 4 voidaan lukita pyörimättömäksi lukitussuun-nalle L vastakkaiseen suuntaan pitämällä toisilla puolilla mäntiä 3 korkeampaa painetta kuin toisilla puolilla, jolloin männät 3 nojaavat toisiaan vasten.

Koska paineväliaineen syöttö voidaan vaihtaa halutulla hetkellä • ; * 35 paineväliainekanavasta 13a, 13b toiseen, voidaan voimalaitteeseen syötettä vää painetta vaihdella sykäyksittään, jolloin voimalaite toimii askelmoottorina.

6 110633

Kuviossa 2a on esitetty kaavamaisesti eräs toinen keksinnön mukaisen voimalaitteen sovellutusmuoto sivustapäin ja osittain aukileikattuna, ja kuviossa 2b on esitetty kaavamaisesti kuvion 2a mukainen voimalaitteen sovellutusmuoto perspektiivimäisenä hajoituskuvantona. Sylinteritilan 1 sulke-5 vaan vaippaan 2 on kiinnitetty 180° jaolla liikkumattomasti toiset männät 5, jotka ovat oleellisesti sylinteritilan 1 poikkileikkauksen muotoisia ja kokoisia. Toiset männät 5 voivat olla myös yhtä ja samaa kappaletta vaipan 2 kanssa tai ne voidaan kiinnittää myös sylinteritilan 1 päät sulkeviin päätylaippoihin 12a, 12b; oleellista on, että toiset männät 5 on sovitettu liikkumattomasti sylinteritilan 1 10 suhteen. Sylinteritilassa on yksi holkki 10, joka on oleellisesti sylinteritilan pituinen ja sovitettu sylinteritilan 1 suhteen samankeskisesti. Hoikin 10 suhteen vapaasti pyörivästi on sovitettu voimansiirtoakseli 4, joka on laakeroitu päätylaippoihin 12a, 12b. Hoikkiin 10 on kiinnitetty 180° jaolla kaksi ensimmäistä mäntää 3. Ensimmäiset männät 3 ja toiset männät 5 muodostavat kaksi män-15 täpäriä, joiden männät 3, 5 on sovitettu toistensa suhteen liikkuvasti.

Hoikin 10 ja voimansiirtoakselin 4 välistä tapahtuvan painevälianeen ohivuodon välttämiseksi voidaan ko. väliin sovittaa esimerkiksi tiiviste. Lisäksi holkki 10 voidaan laakeroida voimansiirtoakselille 4 kulumisen estämiseksi.

Joka toinen mäntien välinen sylinteritilan 1 osa on työpuoli V1 ja jo-20 ka toinen mäntien välinen sylinteritilan 1 osa on palauttava puoli V2. Työpooli· Ien V1 ja palauttavan puolen V2 tilavuudet muuttuvat ensimmäisten mäntien 3 liikkuessa sylinteritilassa 1, mutta niiden yhteenlaskettu tilavuus pysyy koko ajan samana. Jokaiselle työpuolelle V1 johtaa paineväliainekanava 13 paine-väliaineen johtamiseksi sisään ja ulos. Sylinteritilan palauttaville puolille V2 ; 25 johtaa palautuskanavat 7. Väliainekanavat 13 ja palautuskanavat 7 tulevat sy- linteritilaan vaipan 2 läpi ja toisten mäntien 5 kautta, mutta vaihtoehtoisesti ne voivat tulla osittain tai kokonaan ensimmäisten mäntien 3 tai päätylaippojen 12a, 12b tai myös voimansiirtoakselin 4 kautta.

Palautuskanavat 7 johtavat paineväliainetilaan, joka kuvion esittä-30 mässä suoritusmuodossa on paineakku 11. Huomautettakoon, että asian . ·· esittämisen yksinkertaistamiseksi osa palautuskanavasta 7 ja paineakku 11 on esitetty kuviossa vain periaatteellisesti. Paineakku 11 pitää yllä palautuskana-'··· vissa 7 ja palauttavilla puolilla V2 tarvittavaa paineväliaineen painetta. Painea- ': ’ kun 11 rakenne ja toiminta ovat sinänsä ennestään tunnetut, joten niitä ei kä- : 35 sitellä tässä yhteydessä sen tarkemmin. Palauttavan puolen V2 paineväliaine- « I » 7 110633 piiriin voi olla sovitettu myös ylipaineventtiili, joka eliminoi järjestelmässä mahdollisesti syntyviä ylipainekuormituksia.

Ensimmäiseen päätylaippaan 12a on sovitettu ensimmäinen ohja-uskanava 20a ja vastaavasti toiseen päätylaippaan 12b toinen ohjauskanava 5 20b. Ohjauskanavat 20a,20b ovat yhteydessä päätylaippoihin 12a, 12b muo dostettuihin ensimmäiseen ja toiseen paineväliaineuraan, jotka on toteutettu samalla tavalla kuin on kuvion 1 yhteydessä esitetty. Ensimmäinen ja toinen ohjauskanava 20a, 20b on yhdistetty työpuolen V1 paineväliainepiiriin.

Voimansiirtoakseliin 4 on sovitettu pyörähdyssymmetrinen laippa 10 21, joka on sijoitettu hoikin 10 ja toisen paineväliaineuran 14b väliin. Laipan 21 ulkosärmään on sovitettu laipan kiertävä kolmas paineväliaineura 22 ja sylinte-ritilan puoleiselle sivulle rengasmainen neljäs paineväliaineura 23. Kolmas ja neljäs paineväliaineura 22, 23 ovat yhdistetty toisiinsa kanavalla 24. Kolmas paineväliaineura 22 on puolestaan yhteydessä toiseen päätylaippaan 12b so-15 vitettuun kolmanteen ohjauskanavaan 25 ja edelleen voimalaitteen ulkopuolelle, ja on yhdistetty palauttavan puolen V2 paineväliainepiiriin. Kolmas paineväliaineura 22 on tiivistetty vasten toista päätylaippaa rengastiivisteillä 26.

Kuvioissa 2a, 2b esitetyn voimalaitteen työkierrossa on kaksi vaihetta: työtahti ja palauttava tahti. Voimalaite toimii siten, että työtahdin aluksi . 20 ensimmäisen ja toisen ohjauskanavan 20a, 20b kautta syötetään samanaikai- .·;· sesti paineella paineväliainetta ensimmäiseen ja toiseen paineväliaineuraan 14a, 14b. Samanaikaisesti kolmannessa ohjauskanavassa 25 vallitsee alhai-sempi paine. Tällöin holkki 10 ja laippa 21 puristuvat toisiaan vasten. Samalla syöttökanavasta 13 johdetaan työpuolille V1 paineväliainetta, jonka paine on 25 suurempi kuin palauttavilla puolilla V2 vallitseva paineväliaineen paine. Työ-puolen V1 paineväliaineen paine kääntää ensimmäisiä mäntiä 3 toisten mäntien 5 suhteen nuolen L osoittamaan ensimmäiseen suuntaan ja palauttavilla puolilla V2 olevaa paineväliainetta virtaa palautuskanavan 7 kautta ulos sylin-teritilasta paineakkuun 11.

; 30 Laippa 21 muodostaa vastinpinnan, jota vasten voimasiirtoelin eli .· holkki 10 puristuu sopivasti paineväliainetta ohjaamalla. Koska hoikin 10 ja lai- ; · pan 21 välinen kitka estää hoikin 10 pyörimisen laipan 10 suhteen tai ainakin :·.· hidastaa kyseistä pyörimisliikettä, pyörähtää voimansiirtoakseli 4 ensimmäis ten mäntien 3 mukana ensimmäiseen suuntaan. Ensimmäiset männät 3 ja : . * 35 voimansiirtoakseli 4 kiertyvät kunnes ensimmäiset männät 3 saavuttavat työ tahdin loppuaseman toisen männän 5 palautuskanavan 7 puoleisella sivulla.

8 110633

Paluutahdin aloittamiseksi lopetetaan paineväliaineen syöttö ensimmäisestä ja toisesta ohjauskanavasta 20a, 20b sekä paineväliainekana-vasta 13. Palauttavalla puolella V2 vaikuttava, pääosin paineakkuun 11 virranneen paineväliaineen paine vaikuttaa kolmannen ohjauskanavan 25, kolman-5 nen paineväliaineuran 22, kanavan 24 ja neljännen paineväliaineuran 23 kautta hoikin 10 ja laipan 21 väliseen tilaan ja irrottaa ne toisistaan. Hoikkia 10 siihen kiinnitettyine ensimmäisine mäntineen 3 voidaan nyt kääntää ilman, että voimansiirtoakseli 4 pyörii hoikin 10 mukana. Samanaikaisesti paineakusta 11 palautuskanavan 7 kautta virtaava paineväliaineen paine kääntää ensimmäi-10 sen männän 3 ensimmäiselle suunnalle L vastakkaiseen toiseen suuntaan takaisin työtahdin alussa vallinneeseen asemaan. Voimansiirtoakselille 4 sovitetut lukituselimet on siis toiminnallisesti korvattu laipan 21 ja hoikin 10 välisellä puristuksella.

On huomattava, että hoikin 10 ja siihen kiinnitettyjen ensimmäisten 15 mäntien 3 liike voidaan tarpeen tullen keskeyttää missä vaiheessa tahansa lopettamalla paineväliaineen syöttö. Paluutahti toiseen suuntaan alkaa heti kun työpuolella V1 olevan paineväliaineen paine laskee alle poistopuolella V2 vallitsevan paineen. Paluutahdin aikana voimansiirtoakselille 4 ei välity pyörimisliikettä, joten sen saama pyörimisenergia on jaksottaista. Kytkemällä voiman-20 siirtoakselille 4 useampi eri vaiheessa oleva voimalaite tai sylinteritila 1 saa- . : · daan voimansiirtoakseli pyörimään jatkuvammin.

• 1

Haluttaessa pyörittää voimasiirtoakselia 4 toiseen suuntaan, kytke- ! » !" tään painevälinekanavat 13 palauttavan puolen paineväliainepiiriin ja paiau- tuskanavat 7 työpuolen paineväliainepiiriin, jolloin sylinteritilan työpuolet V1 ja ; 25 palauttavat puolet V2 vaihtuvat toisiinsa. Tässä tapauksessa voimalaitteen ohjaus ja toiminta tapahtuu kuten edellä on kuvattu. Jos kanavissa 20a, 20b ja 25 on sama paine, on voimansiirtoakseli 4 vapaa kiertymään kumpaankin suuntaan.

Kuviossa 3 on esitetty kaavamaisesti eräs kolmas keksinnön mu-30 kaisen voimalaitteen sovellutusmuoto sivustapäin ja osittain aukileikattuna.

.··· Sovellutusmuoto on suurelta osin samanlainen kuin kuviossa 2a, 2b esitetty ’ · · sovellutusmuoto, mutta nyt voimalaitteessa ei ole kolmatta ohjauskanavaa ei- *·.· kä laippaan 21 sovitettuja uria ja kanavia. Sen sijaan on hoikkiin 10 ja osittain ensimmäisiin mäntiin 3 muodostettu välityskanava 27, joka yhdistää palautta-: .· 35 vat puolet V2 hoikin 10 ja laipan 21 väliseen rakoon 28. Raossa 28 vallitsee 9 110633 siten palauttavan puolen V2 paine. Ensimmäinen ja toinen ohjauskanava 20a, 20b toimii kuten kuvioissa 2a, 2b esitetyssä keksinnön sovellutusmuodossa.

Työtahdissa ensimmäisessä ja toisessa ohjauskanavassa 20a, 20b vallitseva työpaine voittaa palauttavan puolen V2 paineen ja painaa hoikin 10 5 ja laipan 21 toisiaan vasten, jolloin voimansiirtoakseli 4 pyörähtää ensimmäisten mäntien 3 mukana ensimmäiseen suuntaan. Paluutahdissa palauttavan puolen V2 palautuspaine erottaa hoikin 10 ja laipan 47 toisistaan eikä voimansiirtoakseli 4 pyörähdä ensimmäisten mäntien 3 mukana takaisin toiseen suuntaan. Voimalaitteen rakenne on erittäin yksinkertainen, mutta voimansiirto toakselia ei voida pyörittää kuin yhteen suuntaan. Jos kanavissa 14a, 14b ja 7 on sama paine, on voimansiirtoakseli 4 vapaa kiertymään kumpaankin suuntaan.

Kuviossa 4a on esitetty kaavamaisesti eräs neljäs keksinnön mukaisen voimalaitteen sovellutusmuoto sivustapäin ja osittain aukileikattuna, ja 15 kuviossa 4b on esitetty kaavamaisesti kuvion 4a mukainen voimalaitteen sovellutusmuoto perspektiivimäisenä hajoituskuvantona. Voimansiirtoelin on muodoltaan kuin lankarulla: hoikin 10 kumpaankin päähän kohtisuoraan on sovitettu laippaosat 29a, 29b. Ensimmäiset ja toiset männät 3, 5 ovat oleellisesti laippaosien 29a, 29b väliin jäävän sylinteritilan poikkileikkauksen kokoisia ... 20 ja muotoisia.

,·;· Ensimmäiset männät 3 on kiinnitetty voimansiirtoelimen suhteen • » liikkumattomasi! ja vastaavasti toiset männät 5 on kiinnitetty sylinteritilan vai-pan 2 suhteen liikkumattomasi!. Männät 3, 5 on siis järjestetty samalla tavalla kuin kuvioissa 2a, 2b ja 3 esitetyissä keksinnön suoritusmuodoissa. Vastaa-25 vasti joka toinen mäntien välinen sylinteritilan osa on työpuoli V1 ja joka toinen osa palauttava puoli V2. Sylinteritila on suljettu ensimmäisellä ja toisella pää-tylaipalla 12a, 12b, joihin kumpaankin on sovitettu ohjauskanavat 20a, 20b jo edellisten keksinnön suoritusmuotojen yhteydessä esitetyllä tavalla.

Toisen päätylaipan 12b ja voimansiirtoelimen toisen laippaosan 29b 30 väliin on sovitettu voimansiirtoakselin 4 suhteen kiinnitetty laippa 21. Laippa- » ,··· osien 29a, 29b ja laipan 21 säde ovat oleellisesti yhtäsuuret. Toisen laippa- • · osan 29b läpi johtaa välityskanava 30, joka yhdistää sylinteritilan palauttavan : ·.. puolen V2 rakoon 28, joka on toisen laippaosan 29b ja laipan 21 välissä.

Kuvioissa 4a, 4b esitetty voimalaite toimii vastaavalla tavalla kuin I » : .· 35 kuviossa 3 esitetty voimalaite. Toisen laippaosan 29b ja laipan 21 välinen suu- ri kitkapinta-ala mahdollistavat hyvin suurien voimien välittämisen voimansiir- 10 110633 toakselille 4, sillä niiden välinen kitkavoima on verrannollinen niiden säteen neliöön. Sylinteritilan 1 ja mäntien 3, 5 pituutta voidaan vastaavasti kasvattaa, jolloin saavutetaan erittäin voimakas voimalaite. Voimansiirtoelimen massa on suhteellisen alhainen, minkä ansiosta voimalaitteen käynnissä vaikuttavat 5 massavoimat ovat pienet.

Toisen laippaosan 29b ja laipan 21 välissä olevan raon 28 painetta voidaan ohjata vaihtoehtoisesti myös erillisen ohjauskanavan kautta, toisin sanoen oleellisesti samanlaisella ratkaisulla kuin kuvioissa 2a, 2b esitetty kolmas ohjauskanava.

10 Eräässä keksinnön suoritusmuodossa ei laipan 21 takana ole ohja- uskanavaa vaan puristus tapahtuu yksisuuntaisesti pelkästään ensimmäisen päätylaipan ohjauskanavan kautta ja laippa/voimansiirtoakseli on laakeroitu sopivalla painelaakerilla.

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollisia tamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patenttivaatimusten puitteissa. Voimalaitteessa voi olla peräkkäin useampikin kuin kaksi sylinteritilaa 1. Mitä enemmän eri tahdissa olevia sylinteritiloja on, sitä tasaisempi käynti ja vääntö saadaan voimanottoakselilla 4. Voimansiirtoakselia 4 voidaan pyörittää yhdellä tai useammalla voimalaitteella. Myös sylinteritilois-20 sa olevien mäntäparien lukumäärä voi olla yksi tai useampi: lukumäärää nostamalla saadaan vääntömomenttia kasvatettua, mutta yhden työtahdin antama

I I

kääntökulma vastaavasti pienenee. Paineväliaineena voidaan käyttää erilaisia l" painenesteitä kuten öljyä tai vettä, sekä kaasuja tai kaasuseoksia, kuten pai- ’ ] neilmaa. Päätylaippojen ja voimansiirtoelimien välisten kontaktipintojen kitka- 25 ominaisuuksia voidaan muokata esimerkiksi kitkalamelleilla tai muilla vastaavilla sinänsä tunnetuilla ratkaisuilla. Kuviossa 2a ja 2b esitetyn keksinnön suoritusmuodon ulkoinen paineväliainetila voidaan toteuttaa myös niin, että voimalaitteessa on ainakin kaksi sylinteritilaa, joissa männät ovat eri tahdissa ja joiden palauttavat puolet V2 on kytketty palautuskanavalla toisiinsa: tällöin 30 palauttavan puolen V2 paineväliaine virtaa työtahdissa olevan sylinteritilan .·* mäntien painamana palauttavassa tahdissa olevan sylinteritilan palauttavalle puolelle V2.

tt» • · t » p

Claims (10)

1. Paineohjattu paineväliainetoiminen voimalaite, joka käsittää: rengasmaisen sylinterithän (1), joka on suljettu ensimmäisellä ja toi-5 sella päätylaipalla (12a, 12b), ainakin kaksi toistensa suhteen liikkuvaa mäntää (3, 5), jotka muodostavat mäntäparin ja jotka ovat olennaisesti sylinterithän (1) kehän poikkipinnan muotoisia ja olennaisesti sen kokoisia ja joista männistä (3, 5) ainakin yksi on asennettu sylinterithän (1) suhteen sen akselin ympäri pyörivästi niin, 10 että mäntä voi liikkua sylinteritilassa sen kehän suunnassa, mainitun männän kanssa sylinterithän akselin ympäri pyöriväksi kytketty voimansiirtoakseli (4), mainittuun mäntään sovitettu voimansiirtoelin (10), sekä kanavat paineväliaineen johtamiseksi mäntien välisiin tiloihin ja 15 niistä pois, tunnettu siitä, että ainakin yhteen päätylaippaan (12a, 12b) on sovitettu paineväliaine-ura (14a,14b), johon on yhdistetty ohjauskanava, ja joka paineväliaineura (14a, 14b) on sovitettu voimansiirtoelimen (10) kohdalle niin, että ohjauskana-.... 20 vasta virtaava paineväliaine on sovitettu puristamaan voimansiirtoelintä (10, , 10a, 10b) sylinterithän aksiaalisuunnassa vasten vastinpintaa kyseisen voi- i · mansiirtoelimen (10, 10a, 10b) lukitsemiseksi tai sen liikkeen hidastamiseksi l *' sylinterithän (1) suhteen. « 25

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen voimalaite, tunnettu siitä, että: vastinpinta on sylinterithän toinen päätylaippa (12b), sylinteritilassa (1) on kaksi peräkkäin sovitettua voimansiirtoelintä (10a, 10b), 30 mäntäparin männät (3) on asennettu sylinterithän akselin suhteen , * * ‘ ympäri pyörivästi ja että männät (3) on kytketty vuorotellen toiseen voiman- • · siirtoelimeen (10a, 10b) niin, että kukin mäntä (3) voi liikkua mäntäparin toi- :... seen mäntään kytketyn voimansiirtoelimen (10a, 10b) suhteen, voimansiirtoelimeen (10a, 10b) on sovitettu lukituselimet (8), jotka » I : . - 35 lukitsevat pyörivän männän (3) oleellisesti liikkumattomasti voimansiirtoakselin (4) suhteen männän (3) liikkuessa ensimmäiseen suuntaan ja jotka lukituseli- 12 1 10633 met (8) on vastaavasti sovitettu vapauttamaan männän (3) mainitusta lukituksesta männän (3) liikkuessa vastakkaiseen toiseen suuntaan, voimansiirtoelimeen (10a, 10b) on sovitettu virtauskanava (16), joka johtaa paineväiiaineurasta (14a, 14b) kyseiseen voimansiirtoelimeen kiinnite-5 tyn männän (3) ensimmäiselle puolelle, ja vastaavasti toisen voimansiirtoeli-men virtauskanava (16) johtaa siihen kiinnitetyn männän (3) toiselle puolelle niin, että kaikkiin mäntien (3) välisiin sylinteritilojen osiin johtaa virtauskanava (16), paineväliainekanavat (13a, 13b) on sovitettu vuorotellen paineväli-10 aineen syöttökanavaksi ja poistokanavaksi niin, että poistokanavan puoleinen voimansiirtoelin (10a, 10b) ja siihen kiinnitetty mäntä (3) lukittuu paikalleen tai sen liike hidastuu sylinteritilan (1) suhteen ja että syöttökanavan puoleinen voimasiirtoelin (10a, 10b) ja siihen kiinnitetty mäntä (3) pyörii sylinteritilan suhteen. 15

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen voimalaite, tunnettu siitä, että lukituselimet (8) ovat vapaakytkimiä.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen voimalaite, tunnettu siitä, 20 että lukituselimet (8) ovat lamellikytkimiä.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen voimalaite, tunnettu siitä, että: mäntäparin toinen mäntä (5) on kiinnitetty liikkumattomasti sylinteri-• 25 tilan (1) suhteen, vastinpinta on voimansiirtoakseliin (4) kiinnitetyssä laipassa (21), joka on sovitettu voimansiirtoelimen (10) ja toisen päätylaipan (12b) paineväli-aineuran (14b) väliin, toinen ohjauskanava (20b) on sovitettu johtamaan laipan (21) ja toi-. . : 30 sen päätylaipan (12b) väliin niin, että johdettaessa paineväliainetta voimalait teeseen oleellisesti samanaikaisesti sekä ensimmäisestä että toisesta paine-- · väliaineakanavasta (20a, 20b) voimansiirtoelin (10) ja laippa (21) puristuvat toisiaan vasten. : . ·. 35

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen voimalaite, tunnettu siitä, ' ·' | että: 13 1 10633 joka toinen mäntien välinen sylinteritilan (1) osa on työpuoli (V1) ja joka toinen sylinteritilan (1) osa on palauttava puoli (V2), palauttavalle puolelle (V2) on sovitettu palautuskanava (7), joka on yhdistetty mainitun sylinteritilan (1) ulkopuoliseen suljettuun paineväliainetilaan 5 niin, että johdettaessa paineväliainetta työpuolelle (V1) ensimmäisen männän (3) kääntämiseksi ensimmäiseen suuntaan virtaa palauttavan puolen (V2) väliainetta kyseiseen paineväliainetilaan ja vastaavasti avattaessa paineväliaine-kanava paineväliaineen johtamiseksi ulos työpuolelta (V1) paineväliaine virtaa takaisin ulkopuolisesta paineväliainetilasta palauttavalle puolelle (V2) ja 10 kääntää mäntäparin ensimmäistä mäntää (3) toiseen suuntaan.

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen voimalaite, tunnettu siitä, että: voimansiirtoelimen (10) läpi on sovitettu kanava (27) sylinteritilan 15 palauttavalta puolelta (V2) voimansiirtoelimen (10) ja laipan (21) väliseen rakoon 28.

8. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen voimalaite, tunnettu siitä, että: 20 laipan (21) voimansiirtoelimen (10) puoleisella sivulla on rengas- mainen voimansiirtoakselin (4) kiertävä kolmas paineväliaineura (23), joka on . yhdistetty kolmanteen ohjauskanavaan (25) paineväliaineen johtamiseksi voi- mansiirtoelimen (10) ja laipan (21) väliseen rakoon (28) tai siitä pois missä ta-'; ': hansa voimansiirtoakselin asennossa. 25 ...

9. Jonkin patenttivaatimuksen 6-8 mukainen voimalaite, tun nettu siitä, että paineväliainetila käsittää paineakun (11).

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen voimalaite, 30 tunnettu siitä, että sylinteritilassa (1) on ainakin kaksi mäntäparia. »» » * ·» · 14 110633