FI127902B - Pilkekone - Google Patents

Abstract

Keksinnön kohteena on pilkekone, johon kuuluu runko (1), runkoon tukeutuva syöttölaite (2) käsiteltävän rangan syöttämiseksi, sekä pyöreä terälevy (3). Terälevyssä on epäkeskeinen syöttöaukko (4), jonka reuna muodostaa käsiteltävää rankaa viiltävän ja katkaisevan teräsärmän (5) rangan tukeutuessa runkoon tuettuun katkaisutukeen (6). Lisäksi terälevyn ulkokehälle kuuluu voimanvälitysjärjestely (7) terälevyn pyörittämiseksi. Keksinnön mukaisesti terälevy (3) on säteittäistuettu keskeltä vapaasti pyöriväksi. Edelleen pilkekoneeseen kuuluu terälevyn (3) aksiaalisuunnassa etäisyydellä terälevystä sen molemmilla puolilla ja säteen suunnassa syöttöaukon (4) ulkopuolella tukielimet (8) terälevyyn kohdistuvien aksiaalisuuntaisten voimien vastaanottamiseksi.

Description

PILKEKONE

KEKSINNÖN ALA

Keksinnön kohteena on pyörivällä leikkaavalla terällä 5 varustettu pilkekone.

KEKSINNÖN TAUSTA

Pilkekoneissa on tunnettua rangan poikki viiltävä terärakenne, jossa pyöreässä terälevyssä on reikä. Reiän 10 ulkoreuna, joka tasaisesti lähenee terälevyn keskustaa terälevyn pyörimissuunnassa, muodostaa viiltävän terän. Terä on tuettu keskiakseliinsa laakeroinnilla, jossa on sekä säteensuuntaista tukea että akselinsuuntaista tukea. Yleensä käytetään kahta laakeria, yhtä 15 kummallakin puolella terälevyä niin, että laakeroinnille saadaan akselinsuuntaista pituutta, joka tukee terälevyn ja estää sen kallistumisen akselia vastaan kohtisuorasta suunnasta eli säteen suunnasta poispäin. Voima terälevyn pyörittämiseen tuodaan yleensä terä20 levyn ulkokehälle hammasrattaiden ja/tai ketjujen välityksellä .

Ongelmana tunnetuissa terälevyrakenteissa on niiden voimien hallinta ja suurista vääntävistä voimista joh25 tuva rakenteiden raskaus ja kalleus. Rangan katkaisutilanteessa kaikki vääntävät voimat kohdistuvat terälevyn akselin laakereihin. Rangan katkaisusta aiheutuvien vääntävien voimien momenttivarren pituuden ollessa moninkertainen keskellä olevien laakereiden mo30 menttivarsiin verrattuna kohdistuu laakereihin todella suuria voimia, joiden hallinta vaatii sekä terälevyltä että laakereilta suurta kokoa ja kestävyyttä. Täten tunnetun tekniikan mukaiset terälevyrakenteet ovat sekä painavia että kalliita ja vaativat jatkuvaa huoltoa 35 ja tarkkailua.

20165217 prh 05 -12- 2018

Julkaisuista FI 84986, WO 2007071814, FI 78014, US 20050092150 ja FI 79798 tunnetaan erilaisia terälevyrakenteita.

KEKSINNÖN TARKOITUS

Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainitut tunnetun tekniikan epäkohdat. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin uudenlainen pilkekoneen terälevyrakenne, jossa rangan katkaisussa syntyvät voimat hallitaan yksinkertaisemmilla ja kevyemmillä rakenteilla.

KEKSINNÖN YHTEENVETO

Keksinnön mukaiseen pilkekoneeseen kuuluu runko ja siihen tukeutuva syöttölaite käsiteltävän rangan syöttämiseksi katkaisuun. Rangan katkaisu tapahtuu pyöreällä terälevyllä, jossa on epäkeskeinen syöttöaukko, jonka reuna muodostaa käsiteltävää rankaa viiltävän ja katkaisevan teräsärmän, joka tunkeutuu rankaan rangan tukeutuessa runkoon tuettuun katkaisutukeen. Lisäksi terälevyn ulkokehälle kuuluu voimanvälitysjärjestely terälevyn pyörittämiseksi. Keksinnön mukaisesti terälevy on säteittäistuettu keskeltä vapaasti pyöriväksi, jolloin esimerkiksi siinä on keskeinen reikä, josta se on vain säteittäissuunnassa tuettu. Lisäksi pilkekoneeseen kuuluu terälevyn aksiaalisuunnassa etäisyydellä terälevystä sen molemmilla puolilla ja säteen suunnassa syöttöaukon ulkopuolella tukielimet terälevyyn kohdistuvien aksiaalisuuntaisten voimien vastaanottamiseksi.

Keksinnössä on siis olennaista, että terälevyyn kohdistuvat aksiaalisuuntaiset voimat ja radiaalisuuntaiset voimat käsitellään erikseen ja eri paikoissa. Tällöin pyörivää terälevyä tuetaan sen aksiaalisuunnassa vain tarvittaessa eli aksiaalisuuntaiset tukielimet

20165217 prh 05 -12- 2018 ovat normaalitilanteessa, kun aksiaalisuuntaisia voimia ei vaikuta terälevyyn tai voimat ovat vähäisiä, etäisyydellä terälevyn sivupinnoista eli irti terälevystä. Tämä etäisyys on pieni ja edullisesti suu5 ruusluokkaa 1-5 mm, edullisesti noin 2-3 mm. Terälevyyn kohdistuvat radiaaliset voimat taas vastaanottaa keskeinen laakeri, jonka ympärillä terälevy pääsee vapaasti pyörimään. Koska laakerin ei tarvitse vastaanottaa aksiaalisia voimia, voi se olla suhteellisen 10 kevyt ja lyhyt aksiaalisuunnassa. Joka tapauksessa laakeriksi riittää yksi laakeri keskellä eli samassa linjassa terälevyn kanssa, kun yleensä tunnetussa tekniikassa on kaksi laakeria terälevyn ollessa niiden välissä. Näin radiaalivoimat kohdistuvat terälevyn 15 keskelle ja aksiaalivoimat terälevyn ulkokehän alueelle .

Edullisesti tukielimet ovat lähellä terälevyn ulkokehää sen sivupinnoilla eli sopivimmin samalla kohtaa 20 terälevyn vastakkaisilla puolilla lähellä ulkokehää, jolloin siis terälevy on tukielimien välissä ja irti molemmista tukielimistä silloin, kun siihen ei vaikuta vääntäviä voimia.

Edullisesti tukielimet ovat tukipintoja, jotka ulottuvat merkittävälle osalle terälevyn kehästä. Tukipinnat voivat ulottua esimerkiksi yli 30 asteen kaarelle sekä vastakkaisilla puolilla terälevyä että vastakkaisilla puolilla terälevyn akselia. Näin neljä tukipintaa pa30 reittain muodostavat kaksi kapeaa rakoa, joiden välissä terälevy pääsee pyörimään.

Koska terälevyn keskialueelle ei kohdistu suuria aksiaalisuuntaisia vääntäviä voimia, voidaan terälevy val35 mistaa suhteellisen ohuesta levymateriaalista. Vääntävät voimat voivat kuitenkin enemmän vaikuttaa terälevyn ulkokehällä. Tämän vuoksi eräässä keksinnön so

20165217 prh 05 -12- 2018 velluksessa terälevyn ainakin toiselle sivupinnalle syöttöaukon ulkopuolelle eli lähelle ulkokehää on kiinnitetty jäykistekehä. Jäykistekehä tai jäykistekehät voivat olla pultattuja tai hitsattuja terälevyyn.

Tällöin keksinnön mukaiset tukielimet ovat mainitulla etäisyydellä jäykistekehän pinnasta.

Edullisessa keksinnön sovelluksessa terälevyn keskeinen laakeri ja terälevy on tuettu kahden runkolevyn 10 eli tukilevyn ja levykappaleen väliin etäisyydelle runkolevyistä vapaasti pyöriväksi runkolevyjen ollessa kiinnitettynä toisiinsa terälevyn keskiaukon kautta.

Edullisesti ainakin toiseen runkolevyistä, mutta sopivimmin molempiin runkolevyihin eli terälevyn molemmil15 le puolille kuuluu mainittu katkaisutuki, johon ranka sitä katkaistaessa tukeutuu.

Eräässä keksinnön sovelluksessa rangan syöttösuunnassa terälevyn takapintaan ja sen pyörimissuunnassa syöttö20 aukon jälkeen kuuluu halkaisukiila. Se on sijoitettu rangan katkaisutapahtumaan nähden siten, että se työntyy katkaistavaan rankaan juuri ennen katkaisua niin, että katkaistu ranganpala myös halkeaa kahteen osaan.

Keksinnön mukaisessa rakenteessa terälevyä pyörittävä voimanvälitysjärjestely käsittää terälevyn ulkokehän hammastuksen sekä siihen kytketyn ketjun tai suoran kytkennän toiseen voimalaitteella pyöritettävään hammasrattaaseen.

KEKSINNÖLLÄ SAAVUTETTAVAT EDUT

Keksinnön mukaisella pilkekoneella on merkittäviä etuja tunnettuun tekniikkaan verrattuna. Rankaa viiltävään terälevyyn kohdistuvat voimat on jaettu voimien 35 suuntien mukaan keskeiseen laakeriin ja terälevyn sivupintoihin tukeutuviin tukipintoihin. Näin voidaan käyttää kevyitä ja yksinkertaisia tukia ja laakereita, millä olennaisesti alennetaan koko rakenteen valmistuskustannuksia .

Samoin rakenteen kestävyys paranee olennaisesti sen yksinkertaisuudesta johtuen.

Lisäksi terän keveydestä ja vapaasta pyörimisestä johtuen piikekoneen tehontarve on pienempi kuin tunnetuilla vastaavilla koneilla.

20165217 prh 05 -12- 2018

LYHYT PIIRUSTUSTEN KUVAUS

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti 10 viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 esittää osittain auki leikattua kuvaa eräästä keksinnön mukaisesta pilkekoneesta ja kuva 2 esittää yksityiskohtaisemmin kuvan 1 pilkekoneen terälevyä.

KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN SELOSTUS

Kuvassa 1 on esitettynä pilkekonerakenne, jossa runkoon 1 on tuettu syöttölaite 2, jonka avulla katkaistavia rankoja syötetään katkaistavaksi ja halkaista20 vaksi. Runkoon 1 on tuettu ja laakeroitu pyöriväksi terälevy 3, joka on tarkemmin esitetty kuvassa 2. Terälevyssä on ympyrän muotoinen ulkokehä, jossa on koko pituudella hammastus 9. Hammastusta voi kiertää ketju tai siihen voi olla suoraan kytkettynä toinen hammas25 ratas terälevyn pyörittämiseksi. Terälevyn 3 keskellä on pyöreä reikä 14 laakeria varten, joka on tuettu runkoon niin, että terälevy pääsee vapaasti pyörimään laakerin varassa ilman olennaista aksiaalisuuntaista tuentaa.

Keskeisen reiän 14 ja ulkokehän välillä terälevyssä 3 on pyöreämuotoinen ja osittain reikää 14 kiertävä syöttöaukko 4, jonka ulkoreuna kehänsuuntaisesta kääntyy tasaisesti kaareutuen terän pyörimissuuntaan vas35 takkaisessa suunnassa keskelle päin muodostaen te

20165217 prh 05 -12- 2018 räsärmän 5. Lähelle teräsärmän 5 loppua terälevyyn 3 on kiinnitetty halkaisukiila 13.

Terälevy 3 on suhteellisen ohutta teräslevyä ja sen 5 ulkokehälle eli sivupinnalle hammastuksesta 9 sisäänpäin on kiinnitetty kapea jäykistekehä 11. Kuvien sovelluksissa jäykistekehä on kiinnitetty vain terälevyn toiselle sivupinnalla, mutta tarvittaessa se voidaan kiinnittää myös terälevyn molempiin sivupintoihin. 10 Jäykistekehä voidaan myös muotoilla niin, että siihen kuuluu sisäänpäin ulottuva uloke, joka muodostaa edellä mainitun halkaisukiilan 13. Halkaisukiilan pituutta halkaistavan puun pituussuunnassa voidaan sitten säätää halkaisukiilan muodostavien päällekkäisten levyjen 15 lukumäärällä, kuvassa 1 yksi lisäkiilakappale 15 ja kuvassa 2 kaksi lisäkiilakappaletta 15.

Pilkekoneen runkoon 1 tukeutuu tukilevy 16 terälevyn 3 kanssa yhdensuuntaisena ja ennen terälevyä rangan 20 syöttösuunnassa. Täten tukilevyssä on aukko, jonka kautta ranka syötetään eteenpäin terälevylle. Aukon alareunassa on hammastus, joka muodosta katkaisutuen 6, johon ranka tukeutuu samalla kun terälevyn teräsärmä 5 tunkeutuu rankaan katkaisten sen. Vastaava toi25 nen katkaisutuki 6 on sijoitettu terälevyn 3 toiselle puolelle. Se on muodostettu levykappaleesta 17, joka on pultattu terälevyn 3 toisella puolella olevaan tukilevyyn 16 terälevyn 3 keskeisen reiän 14 ja reiässä olevan laakerin läpi.

Näihin molempiin runkolevyihin eli sekä tukilevyyn 16 että levykappaleeseen 17 on työstetty toisiaan kohti olevat tilat laakerille. Näin lukittaessa pulteilla 18 levykappale 17 reiän 14 kautta tukilevyyn 16 laakeri 35 jää tilaansa terälevyn 3 keskelle. Tukilevyn 16 ja levykappaleen 17 väliin jää vähän terälevyn paksuutta suurempi rako 19, jossa terälevy pääsee vapaasti laa

20165217 prh 05 -12- 2018 kerin varassa pyörimään. Näin terälevy 3 tukeutuu keskeiseen laakeriin vain radiaalisuunnassa.

Terälevyn 3 ulkokehän läheisyyteen pilkekoneen runkoon

1 on järjestetty levymäiset tukielimet eli sopivat tukipinnat, jotka muodostavat väliinsä kapean raon, johon terälevy 3 jäykistekehineen 11 juuri mahtuu pienellä välyksellä. Tämä välys eli terälevyn tai jäykistekehän ja tukipintojen välinen etäisyys on suu10 ruusluokkaa 2-3 mm. Kuvan 1 sovelluksessa terälevyn toisen puolen tukipintana toimii tukilevy 16 terälevyn koko kehän pituudella. Toisella puolella terälevyä tukielimen 8 muodostaa erillinen runkoon 1 kiinni pultattu metallilevy. Metallilevyllä on terälevyn kehän 15 suuntaista pituutta niin, että se muodostaa noin 30-40 asteen kaaren. Vastaava tukilevy on sijoitettu symmetrisesti terälevyn akselin toiselle puolelle.

Näin terälevy 3 ja siinä oleva jäykistekehä 11 tai 20 jäykistekehät 11 ovat normaalitilanteessa irti ja etäisyydellä tukilevystä 16 sekä vastakkaisella puolella olevista tukielimien 8 pinnoista. Tällöin terälevy 3 pyörii sitä ulkokehältä sopivalla voimanvälitysjärjestelyllä 7 pyöritettäessä vain keskeisen laa25 kerin varassa lähes kitkattomasti. Kun sitten terää pyöritetään ja syöttöaukkoon työnnetään katkaistava ranka, voi terälevyyn kohdistua sen akselin suuntaisia niin suuria voimia, että ne kääntävät sen kehää. Tällöin lähellä olevat tukielimien 8 tukipinnat kohtaavat 30 pyörivän terälevyn pinnan tai jäykistekehän pinnan ja pitävät pyörivän rakenteen taipuman aksiaalisuunnassa minimaalisena eli 2-3 millimetrissä. Kun kosketuksessa olevat pinnat ovat sileitä metallipintoja, jotka mahdollisesti on vielä voideltu, on niiden välinen kitka 35 minimaalinen varsinkin, kun mainittu kosketus on aina vain hetkellinen. Pienemmillä aksiaalivoimilla tätä kosketusta ei välttämättä edes tapahdu, jolloin ohuem millä rangoilla pilkkeen teko tapahtuu todella kevyesti .

Edellä keksintöä on selostettu esimerkinomaisesti oheisten piirustusten avulla keksinnön eri sovellusten ollessa kuitenkin mahdollisia patenttivaatimusten määräämissä rajoissa.

Claims (10)

1. PATENTTIVAATIMUKSET

   1. Pilkekone, johon kuuluu runko (1), runkoon tukeutuva syöttölaite (2) käsiteltävän rangan syöttämiseksi,

   5 sekä pyöreä terälevy (3), jossa on epäkeskeinen syöttöaukko (4), jonka reuna muodostaa käsiteltävää rankaa viiltävän ja katkaisevan teräsärmän (5) rangan tukeutuessa runkoon tuettuun katkaisutukeen (6), ja terälevyn ulkokehälle kuuluu voimanvälitysjärjestely (7) telo rälevyn pyörittämiseksi, tunnettu siitä, että terälevy (3) on säteittäistuettu keskeltä vapaasti pyöriväksi ja että pilkekoneeseen kuuluu terälevyn (3) aksiaalisuunnassa etäisyydellä terälevystä sen molemmilla puolilla ja säteen suunnassa syöttöaukon (4) ul15 kopuolella tukielimet (8) terälevyyn kohdistuvien aksiaalisuuntaisten voimien vastaanottamiseksi.
2. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pilkekone, tunnettu siitä, että voimanvälitysjärjestelyyn (7)

   20 kuuluu terälevyn (3) ulkokehän hammastus (9) sekä siihen kytketty ketju tai hammasratas.
3. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen pilkekone, tunnettu siitä, että mainittu etäisyys on 1-5 mm,

   25 edullisesti noin 2-3 mm.
4. 4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen pilkekone, tunnettu siitä, että tukielimet (8) ovat lähellä terälevyn (3) ulkokehää sen sivupintojen (10)

   30 kohdalla.
5. 5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen pilkekone, tunnettu siitä, että tukielimet (8) ovat tukipintoja, jotka ulottuvat merkittävälle osalle teräle-

   35 vyn kehästä.

   ίο

   20165217 prh 16 -03- 2016
6. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen pilkekone, tunnettu siitä, että tukipinnat ulottuvat yli 30 asteen kaarelle vastakkaisilla puolilla terälevyä (3) sekä vastakkaisilla puolilla terälevyn pyörimisakse-

   5 lia.
7. 7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen pilkekone, tunnettu siitä, että terälevyn (3) ainakin toiselle sivupinnalle (10) syöttöaukon (4) ulkopuolel-

   10 le eli lähelle ulkokehää kuuluu terälevyyn kiinnitetty jäykistekehä (11), jolloin tukielimet (8) ovat mainitulla etäisyydellä jäykistekehän pinnasta.
8. 8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-7 mukainen pilkeko-

   15 ne, tunnettu siitä, että terälevyn (3) keskeinen laakeri ja terälevy on tuettu kahden runkolevyn eli tukilevyn (16) ja levykappaleen (17) väliin etäisyydelle niistä vapaasti pyöriväksi runkolevyjen ollessa kiinnitettynä toisiinsa terälevyn keskiaukon eli reiän 20 (14) kautta.
9. 9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen pilkekone, tunnettu siitä, että ainakin toiseen runkolevyistä (16,17) kuuluu mainittu katkaisutuki (6), johon ranka

   25 sitä katkaistaessa tukeutuu.
10. 10. Jonkin patenttivaatimuksista 1-9 mukainen pilkekone, tunnettu siitä, että rangan syöttösuunnassa terälevyn (3) takapintaan ja sen pyörimissuunnassa

    30 syöttöaukon (4) jälkeen kuuluu halkaisukiila (13).