FI119777B - Laukaisumekanismi - Google Patents

Description

Laukaisumekanismi Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen laukaisumekanismi. Tämän keksinnön kohteena on lisäksi 5 patenttivaatimuksen 7 johdanto-osan mukainen laukaisumekanismi.

Laukaisumekanismi on tarkoitettu kiinteän aineen auraukseen tarkoitetun siiven terän kääntöön.

10 Tunnetuissa laukaisumenetelmissä terän kääntö on perustunut terän-pidikkeessä olevaan yhteen jäykkään ja yhteen aksiaaliseen niveleen. Tämä periaate toimii auroissa, joiden teräkulma maata vasten on noin 90°. Kun teräkulma poikkeaa tästä, terän laukaisu ei ole mahdollinen tällaisella rakenteella. Käytettäessä kartiomaista siipeä, tunnettu siiven-15 muoto, terän kulma maata vasten poikkeaa 90°:sta. Käytettäessä kartiomaista siipeä ja teräkulmana alle 90° aurasta tulee heittävä, jolloin terä on kallistuneena taaksepäin.

Terät on kiinnitetty teränpidikkeeseen, jossa on kääntö törmäyksien 20 varalta. Laukaisumekanismilla tarkoitetaan auran terien palauttamista takaisin alkuperäiseen asentoon törmäyksen jälkeen. Terän pitää ’’joustaa” kun aura törmää muun muassa kaivonkansiin ja kiveyksiin. Palautus alkuperäiseen asentoon voi tapahtua esim. joustoelimen avulla. Laukaisumenetelmä on käyttäjään ja käyttöympäristöön vaikut-25 tava turvallisuustekijä. Ennen kaikkea se vaikuttaa käyttömukavuuteen ja peruskoneen kestävyyteen. Peruskoneen rakenne joutuu liialliselle rasitukselle ilman teränlaukaisua. Aura ei töki ajettaessa ja laukaisu-menetelmä mahdollistaa suuremmilla nopeuksilla auraamisen.

30 Julkaisussa US 6602756 A on esitetty laukaisumekanismi, jossa on liikkuvan nivelen avulla toisiinsa kytketyt vivut ja kääntyvä terärakenne, joka siirtää törmäyksen voimavaikutuksia kyseisiin vipuihin. Rakenteessa on myös jousi. Nivel liikkuu törmäyksen vaikutuksesta ylöspäin. Julkaisun US 3808714 A kuvissa 5 ja 5a on esitetty laukaisumeka-35 nismi, jossa on liikkuvan nivelen avulla toisiinsa kytketyt vivut ja kääntyvä terärakenne, joka siirtää törmäyksen voimavaikutuksia kyseisiin vipuihin. Rakenteessa on myös jousi, joka on kiinnitetty kyseiseen ni- 2 veleen. Nivel liikkuu törmäyksen vaikutuksesta ylöspäin ja on ylempänä kuin terärakenteen nivel. Muita ratkaisuja on esitetty julkaisuissa US 4307523 A ja US 5185946 A.

5 Keksinnön tarkoituksena on niveltää terä siten, että alle 90° teräkul-malla varustetun auran terä voidaan laukaista sen osuessa esteeseen. Takaisin palautus tehdään joustoelimen avulla.

Terän laukaisuvoimaa voidaan säätää joustoelimen nivelpisteiden lin-10 japoikkeamaa muuttamalla tai joustoelimen työntövoimaa muuttamalla. Erityisesti nivelpisteiden keskinäinen asema vaikuttaa siihen voimaan, joka vaaditaan terän kääntämiseksi. Toisaalta terä ei saa liikkua ja joustaa jatkuvasti normaalin aurauksen aikana, mutta toisaalta terän on liikuttava silloin, kun riittävän suuri voima vaikuttaa siihen. Vastaavaan 15 toimintaan ei päästä säätämällä joustoelintä, kun kyseessä on esimerkiksi kierrejousi, joka puristuu kasaan tai venyy voiman vaikutuksesta.

Terä saadaan nivellettyä käyttämällä kahta erillistä vipua, jotka liikuttavat joustoelintä ja jotka liikkuvat teränpitimen liikkuessa. Vivut on ni-20 velletty toisiinsa liikkuvilla nivelillä. Alimmainen vivuista on nivelletty teränpitimeen ja ylimmäinen vipu on nivelletty runkorakenteeseen, esimerkiksi siipeen, siiven tukeen tai muuhun runkorakenteeseen kiinteästi kuuluvaan tukirakenteeseen. Ensimmäisessä esimerkissä jous-toelin on nivelletty alimmaisen ja ylimmäisen vivun väliin ja se liikkuu 25 vipujen mukana ylöspäin, poispäin aurattavalta pinnalta. Sopivimmin on niin, että joustoelimen ja vipujen nivelet ja niiden kiertoakselit yhtyvät ja kiinnittyvät joustoelimen alapäähän. Joustoelimen yläpää on sopivalla tavalla liikkuvasti tuettu runkorakenteeseen, esimerkiksi siiven tukeen. Toisessa esimerkissä joustoelin on nivelletty ylimmäiseen vi-30 puun niin, että vipujen liikkuessa alaspäin, joustoelin puristuu kasaan ylöspäin. Joustoelin on kiinnitetty ylimmäisen vivun sellaiseen osaan, jolla on liike ylöspäin.

Joustoelimen työntövoimaa/laukaisuvoimaa voidaan muuttaa. Kun 35 joustoelin on jousi, joka puristuu kasaan, niin sen jäykkyyttä voidaan muuttaa jousen esikiristykselIä, ts. jousen pituutta muuttamalla. Jäykkyyttä voidaan erityisesti muuttaa niin, että vipujen keskinäistä kulmaa 3 muutetaan. Mitä suurempi kulma, sitä suurempi voima tarvitaan aluksi vipujen kääntämiseksi ja joustoelimen liikuttamiseksi, ts. mekanismin laukaisemiseksi. Säätö tapahtuu esimerkiksi siirtämällä joustoelintä ylemmäs tai alemmas, jolloin siihen liittyvän nivelen asema muuttuu 5 myös.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle laukaisumekanismille on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnus-merkkiosassa. Keksinnön mukaiselle laukaisumekanismille on toisaalta 10 tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 7 tunnus-merkkiosassa.

Seuraavassa kuvataan keksintöä lähemmin käyttämällä esimerkkejä ja viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa: 15 kuvat 1 a ja 1b esittävät keksinnön ensimmäistä esimerkkiä yksinkertaisena periaatteena, kuvat 2a ja 2b esittävät keksinnön toista esimerkkiä yksinkertaisena 20 periaatteena, kuva 3 esittää keksinnön soveltamista aurassa, kuva 4 esittää keksinnön ensimmäisen esimerkin erästä toteutusta, ja 25 kuva 5 esittää keksinnön toisen esimerkin erästä toteutusta.

Oheisissa kuvissa käytetään vastaavista laitteen osista samaa viitenumeroa.

30

Kuvien 4 ja 5 mukaisesti laitteen runko 1 muodostaa esimerkiksi koveran siiven, joka tässä tapauksessa muodostaa sivulle heittävän siiven. Siiven kaarevuussäde on pienempi siiven toisessa päässä ja suurempi toisessa päässä. Kuvissa 1a ja 2a on esitetty samoja rakenteita yksin-35 kertaistettuna.

4

Runko 1 on tuettu takaa runkorakenteilla tai tukiprofiililla 2, johon kiinnittyy tarvittavissa määrin muita osia, esimerkiksi elimet, jolla laite kytketään työkoneeseen. Tukiprofiili 2 antaa samalla tukea joustoelimelle 3, joka kiinnittyy runkoon 1 esim. tukiprofiilin 2 välityksellä. Joustoelin 3 5 on pystysuuntainen tai hieman vinossa, myös suhteessa linjaan 8. Runkorakenteeseen, runkoon 1 ja/tai tukiprofiiliin 2, esimerkiksi tukiprofiilin 2 alapintaan, on jäykästi kiinnitettynä varsi 4, joka tässä tapauksessa on vaakasuuntainen ja suuntautuu taaksepäin. Varren 4 muoto voi vaihdella tarpeen mukaan. Varressa 4 on esimerkiksi kaa-10 reva muoto kuvan 4 mukaisesti, jonka sisään nivel 10 pääsee siirtymään, jolloin rakenne saadaan matalammaksi ja vivut lyhyemmiksi. Varteen 4 on liitetty nivelellä 11 ensimmäinen vipu 5, joka pääsee nivelen 11 avulla kiertymään vaakasuuntainen kiertoakselin ympäri. Nivel 11 on välimatkan etäisyydellä nivelestä 12, joka on rungossa 1. Nivel 15 10 sijoittuu nivelien 11 ja 12 väliin. Nivelellä 12 on kiinnitetty teränpidin 6 sekä siihen kiinnittyvä terä runkoon 1. Terää ja teränpidintä kutsutaan yhteisesti myös terärakenteeksi, jonka tarkempi rakenne voi vaihdella. Teränpidin 6 pääsee kiertymään nivelen 12 avulla vaakasuuntainen kiertoakselin ympäri. Näiden avulla teränpidin 6 saadaan takaisin nor-20 maaliin asentoon. Teränpitimeen 6 on liitetty nivelellä 9 toinen vipu 7, joka pääsee nivelen 9 avulla kiertymään vaakasuuntainen kiertoakselin ympäri.

Sarjassa olevat vivut 5 ja 7 on liitetty toisiinsa nivelellä 10, johon myös 25 joustoelin 3 on kytketty kuvan 4 esimerkissä. Nivelen 10 avulla eri osat pääsevät kiertymään vaakasuuntaisen kiertoakselin ympäri. Vipu 7 kytkeytyy runkoon 1 teränpitimen 6 ja vivun 5 välityksellä. Vipujen ja nivelten keskinäinen asema ja niiden kappalemäärät voivat vaihdella ratkaisusta riippuen. Vipujen 5 ja 7 välinen kulma joustoelimen 3 puolella 30 on hieman yli 180° kuvassa 4, esimerkiksi 182° - 184°. Kuvassa 1a esitetyssä suoritusmuodossa nivel 10 on sijoittuneena nivelten 9 ja 11 kautta kulkevaa suoraa linjaa 8 ylemmäs, joten teränpitimeen 6 ja varteen 7 kohdistunut esteen voima työntää niveltä 10 ylöspäin vivun 5 ohjaamana, ts. laukaisee terän. Nivel 10 siirtyy maasta tai aurattavasta 35 pinnasta poispäin kun aura on käyttöasennossa. Nivel 11 on niveltä 9 korkeammalla ja esimerkiksi samalla korkeudella kuin nivel 12. Nivel 12 on tyypillisesti nivelien 9 ja 10 välissä, vaakasuunnassa tarkastel- 5 tuna. Jos joustoelimenä 3 on kierrejousi, niin se puristuu kasaan. Kier-rejousessa on tyypillisesti mukana ohjain, jonka ympärille kierrejousi on sijoitettuna ja joka kiinnittyy niin niveleen 10 kuin tukiprofiiliin 2. Kierrejousi palauttaa teränpitimen 6 takaisin alkuperäiseen asentoonsa.

5

Kuvassa 2a esitetyssä suoritusmuodossa nivel 10 on sijoittuneena nivelten 9 ja 11 kautta kulkevaa suoraa linjaa 8 alemmas, joten nivel liikkuu alaspäin. Vivulla 5 on kuitenkin nivelen 11 ohi ulottuva jatke 5a, joka kiertyy ylöspäin ja puristaa kasaan joustoelintä 3, joka on kiinni-10 tetty jatkeeseen nivelen 13 avulla. Nivel 11 on nivelien 10 ja 13 välissä, vaakasuunnassa tarkasteltuna. Näin joustoelin 3 saadaan sijoitettua rungon 1 taakse pystyyn.

Joustoelin voi olla myös jousi, joka pidentyy törmäyksen seurauksena, 15 joten se on kytketty vivun tai nivelen sellaiseen kohtaan, joka liikkuessaan aikaansaa jousen pidentymisen. Kyseessä on tyypillisesti kierrejousi, joka on yleisesti saatavilla ja yksinkertainen ratkaisu. Joustoelimenä voi olla myös sylinteri ja siihen kytketty akku, joka ottaa vastaan ja varastoi sylinteristä tulevan väliaineen, ja palauttaa sen sylinteriin, 20 jotta terän asento palautuisi. Sylinteri ja akku muodostavat monimutkaisemman järjestelmän.

Terän laukaisuun tarvittavaa voimaa voidaan säätää poikkeuttamalla vipujen 5 ja 7 välisen nivelen 10 asemaa linjan 8 suhteen, ts. säätä-25 mällä nivelen 10 etäisyyttä linjasta 8. Joustoelin 3 voidaan kuvan 1a esimerkissä kiinnittää pelkästään vipuun 5 tai vipuun 7 nivelen välityksellä.

Normaalilla asennolla tarkoitetaan asentoa, jossa terä on auratessa 30 (kulma esim. 60° taaksepäin kallistuneena).

Kuvassa 3 on esitetty aura, jossa keksintöä sovelletaan. Useiden lau-kaisumekanismien osat ja vivut ovat vierekkäin yleensä pareittain, ja niitä on sijoitettu kuhunkin terään halutta määrä, esimerkiksi kaksi paria 35 riittävän ohjauksen aikaansaamiseksi. Saman terän kaksi tai useampi vipu (vipu 5 tai vipu 7) on kytketty toisiinsa palkilla jäykkyyden lisäämiseksi.

6

Perinteisen mukaisissa järjestelmissä joustoelimen vastustava voima kasvaa jatkuvasti terän kääntyessä, mikä kuormittaa rakenteita huomattavasti myös sen jälkeen, kun esteeseen on törmätty. Mikäli terän 5 ei haluta liikkuvan koko ajan, on esimerkiksi jousi oltava riittävän kireällä, mikä puolestaan aiheuttaa lisääntyviä kuormituksia rakenteeseen terän kääntyessä ja vaikuttaessa joustoelimeen. Mikäli rakenteen sallittu enimmäiskuormitus on 1.5F, niin joustoelin on valittava niin, että terä alkaa kääntyä jo voimalla 0.5F, riippuen esim. jousivakiosta.

10

Esitetyn mukaisilla esimerkeillä ja vivustoilla puolestaan aikaansaadaan se, että voima-aika -koordinaatistossa voimalla on selvä lyhyt maksimipiikki alussa, kun terä lähtee kääntymään, ja laukaisun jälkeen vaadittava voima pienenee huomattavasti ja helpottaa terän käänty-15 mistä, eikä rakenteet rasitu lisää. Näin esteestä johtuva kuormitus lau-kaisuhetkellä voi olla 1.5F, koska kuormitus laskee sen jälkeen, esimerkiksi tasolle 0.5F. Toiminta perustuu vivuston kääntyessä muuttuvaan momentti varteen, jolloin yhä suurempi osa voimasta kohdistuu myös joustoelimeen eikä lähes pelkästään yhdestä vivusta toiseen vi-20 puun. Momenttivarsi kasvaa vipujen välisen kulman kasvaessa. Terä ei liiku tarpeettomasti työskentelyn aikana, koska laukaisuun tarvittava voima on riittävän suuri.

Kuvien 1b ja 2b mukaisesti terän osuessa esteeseen 14 teränpidin 6 25 kääntyy taaksepäin. Nivelien 9,10 ja 11 avulla terään vaikuttava voima saadaan suunnattua joustoelintä 3 vasten, jolloin joustoelin 3 jännittyy. Kun este 14 on mennyt ohi, joustoelin 3 palauttaa teränpitimen 6 takaisin normaaliin asentoon kuvien 1a ja 2a mukaiseksi. Tarkoituksenmukaisista on, että asennon palauttamiseen käytetään joustoelimeen 3 30 varastoitunutta energiaa.

Keksinnön puitteissa voidaan ajatella edellä kuvatusta tilanteesta poikkeamakin ratkaisuja, niinpä käytettävä laite voi olla jokin muu laite missä terän täytyy väistää esteitä, kuten lumilinko tai aura-autoon kiin-35 nitettävä kiinteän aineen auraukseen tarkoitettu laite.

Claims (9)

1. Laukaisumekanismi, joka käsittää: - sarjaan kytketyt vivut (5, 7), jotka on liitetty yhteen liikkuvalla 5 nivelellä (10) ja joiden kautta voima siirtyy palauttavaan jous- toelimeen (3), kun mainitut vivut liikkuvat voiman vaikutuksesta, jolloin joustoelin (3) on kytkeytyneenä vivun jatkeeseen (5a), ja - nivelellä (12) kytketyn terärakenteen (6), johon vaikuttava voima siirtyy vivuille (5, 7), kun terärakenteeseen (6) vaikuttava tör- 10 mäyksen voima liikuttaa terärakennetta (6) ja siihen kytkettyjä vi puja (5, 7), tunnettu siitä, että mainittu liikkuva nivel (10) on suhteessa maahan sijoittuneena alemmaksi kuin sellainen suora (8), joka kulkee vipujen (5, 7) päissä olevien nivelien (9, 11) kautta. 15

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laukaisumekanismi, tunnettu siitä, että esteeseen törmäyksen aiheuttama voima on siirretty vipujen (5, 7) avulla palauttavalle joustoelimelle (3).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laukaisumekanismi, tunnettu siitä, että joustoelin (3) on järjestetty palauttamaan terärakenteen (6) normaaliin asentoon törmäyksen jälkeen.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen laukaisumekanismi, tun-25 nettu siitä, että se on sovitettuna laitteistoon, jossa on runkorakenne (1, 2, 4), johon vivut (5, 7) ja terärakenne (6) kytkeytyvät nivelien (11, 12) välityksellä.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen laukaisumekanismi, tun-30 nettu siitä, että joustoelin (3) on jousi.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 5 mukainen laukaisumekanismi, tunnettu siitä, että se on sovitettuna auraan.

7. Laukaisumekanismi, joka käsittää: - sarjaan kytketyt vivut (5, 7), jotka on liitetty yhteen liikkuvalla nivelellä (10) ja joiden kautta voima siirtyy palauttavaan jous- toelimeen (3), kun mainitut vivut liikkuvat voiman vaikutuksesta, jolloin joustoelin (3) on kytkeytyneenä kyseiseen liikkuvaan niveleen (10) tai yhteen vivuista (5, 7), ja liikkuva nivel (10) on suhteessa maahan sijoittuneena ylemmäksi kuin sellainen suora 5 (8), joka kulkee vipujen (5, 7) päissä olevien nivelien (9, 11) kautta, ja - nivelellä (12) kytketyn terärakenteen (6), johon vaikuttava voima siirtyy vivuille (5, 7), kun terärakenteeseen (6) vaikuttava törmäyksen voima liikuttaa terärakennetta (6) ja siihen kytkettyjä vi-10 puja (5, 7), ja mainitun, terärakenteeseen (6) kytketyn nivelen (12) etäisyys vipujen (5, 7) päissä oleviin niveliin (9, 11) pysyessä muuttumattomana, tunnettu siitä, että mainittu, terärakenteeseen (6) kytketty nivel (12) on suhteessa maahan sijoittuneena ylemmäksi kuin mainittu liikkuva nivel 15 (10).

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laukaisumekanismi, tunnettu siitä, että se on sovitettuna laitteistoon, jossa on runkorakenne (1, 2, 4), johon vivut (5, 7) ja terärakenne (6) kytkeytyvät nivelien (11, 12) 20 välityksellä, ja joka laitteisto on sopivimmin aura.

9. patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen laukaisumekanismi, tunnettu siitä, että joustoelin (3) on jousi. 25 30