FI66773C - Vibrationsdaempat nitningsmothaoll - Google Patents

Description

Tärinävaimennettu niittausvastin 667 7 3 Tämän keksinnön kohteena on sellaista tyyppiä oleva tärinä-vaimennettu niittausvastin, joka käsittää työkalunrungon, johon on tarkoitus vaikuttaa käsin aikaansaatavalla vastaan-pitovoimalla, rungon sisälle sijoitetun ja toisesta päästään rajoittimella ja aukolla varustetun sylinterin, sylinterissä tiiviinä edestakaisin liikkuvan männän, joka rajoittaa vaimen-nuskammion sylinterin vastakkaiseen päähän, mäntään liittyvän vastetyynyn sylinterin mainitussa toisessa päässä vastaan-pitovoiman siirtämiseksi kohdistumaan vastaanpidettävää niittiä vasten, sekä kanavat paineilman vaimennuskammioon syöttöä varten vastaanpitovoiman siirtämiseksi yhteistoiminnassa männän kanssa työkalunrurejosta männän kautta vastetyynyyn vastaan-pidon aikana.

Samantyyppisissä aikaisemmissa laitteissa, jollainen on selostettu esimerkiksi US-patentissa 2 349 341, oli elastises-ti voimakäyttöinen vaimennusmäntä, joka oli tarkoitettu lisäämään niittien tyssäysnopeutta aikaansaamalla vastakkaissuuntainen vastetyynyyn kohdistuva paluuisku vastetyynyn niittausvasarasta saaman iskun seurauksena. Vaikka vaste-tyyny tässä laitteessa voitiin tarvittaessa helposti vaihtaa, esti sen toiminta kuitenkin männän ja vastetyynyn yhteisen massan hyväksikäytön rekyylin ja värähtelyjen vaimennukseen.

Toisissa samantyyppisissä laitteissa, jollainen on selostettu esim. US-patentissa 2 274 091, olivat vastetyyny ja vaimennusmäntä yhtä kappaletta. Vastetyynyn vaihto ei ollut mahdollista, ja laite ei ollut tarkoitettu aikaansaamaan mitään huomattavaa tärinänvaimennusta.

Näiden ja muiden aikaisemmissa niittausvastimissa esiintyneiden puutteellisuuksien seurauksena on massanhitauteen perustuva vaimentamaton pienien niittien vastaanpito yhden metalli-kappaleen avulla säilynyt vuosikymmenien aikana, ja sitä so- 2 66773 velletaan edelleen aiheuttaen epähygieenisiä niittausolosuh-teita monilla teollisuusaloilla. Tilanne on huonontunut varsinkin kovempien, esim. titaania olevien niittien käyttöönoton jälkeen, koska näiden niittien tyssäyksessä tarvitaan suurempia käsin aikaansaatavia vastaanpitovoimia johtuen aineen suuremmasta kylmämuovausvastuksesta.

Keksinnön pääasiallisena tarkoituksena on aikaansaada yllämainittua tyyppiä olevaan tärinävaimennettuun vastintyökaluun rekyylinestoväline toisaalta tärinänvaimennuksen parantamiseksi käsin suoritettavassa vastaanpitotyössä ja toisaalta sen mahdollistamiseksi, että niittausvastimessa voidaan helposti käyttää useita erilaisia vastetyynyjä rekyylin sovittamiseksi edullisimmalla tavalla vastaanpidettävään niittityyppiin. Nämä ja muut keksinnön tarkoitukset ja edut ilmenevät tästä selityksestä, ja ne saavutetaan tarkemmin määritettyinä seuraavien patenttivaatimusten mukaisesti.

Keksintöä selostetaan seuraavassa viitaten oheiseen piirustukseen, joka esittää keksinnönmukaisen niittausvastimen edullisen sovellutusmuodon sekä sen erään muunnoksen. Kuvio 1 on pitkittäisleikkaus keksinnönmukaisesta suorasta käsin pidettävästä niittausvastimesta työn aikana. Kuvio 2 on osittain pitkin kuvion 1 viivaa 2-2 poikkileikattu kuva. Kuvio 3 on sivu-kuva kuvion 1 mukaisen työkalun vaihtoehtoisesta vastetyynystä. Kuvio 4 on pitkittäisleikkaus kädensijalla varustetun sovellu-tusmuodon osasta.

Kuvion 1 esittämä niittausvastin 10 käsittää pitkänomaisen työkalunrungon 11, etuseinämän 27 ja sylinterin 12, joka ulottuu taaksepäin seinämästä 27. Vaimennuselin eli- mäntä 13 liukuu tiivistäen sylinterissä 12, ja siinä on jonkinverran kavennettu takaosa 14 ja samoin kavennettu etuosa 15 sen liikkumisen helpottamiseksi sylinterissä 12. Vaimennusmännässä 13 on männänpää 19 ja pitkin keskiakselia sijaitseva eteenpäinsuun-nattu pohjareikä eli istukka 17, jotaynpäröi vaimennusmännän 13 holkkiosa 18.

3 66773

Holkkiosa 18 päättyy istukassa 17 olevaan poikittaiseen ala-sinpintaan 16. Työkalunrungon n etuseinämässä 27 on sisäpuolinen rengasmainen rajoitin 20, keskeinen poraus 21 ja ulompana poikittainen ura 22 (kuvio 2), joka leikkaa porauksen 21 siten, että muodostuu sylinterin 12 sisään ja vaimen-nusmännän 13 istukkaan 17 johtava läpimenoaukko. Sarja tavanmukaisia vastetyynyjä 23, 23', joista yksi on esitetty kuviossa 1, varataan niittausvastinta 10 varten. Jokaisessa vaste-tyynyssä on pää 57, kuusikulmainen väliosa 24 ja sylinterimäi-nen niskaosa 25, joka on työnnettävissä männän 13 istukkaan 17 olennaisesti tiiviillä kitkasovituksella. Niskaosa voidaan ir-rotettavasti työntää istukan 17 pohjaan sen aukon kautta, jonka etuseinämässä 27 olevat ura 22 ja reikä 21 muodostavat, ja saattaa sen päätepinta 26 kosketukseen alasinpinnan 16 kanssa. Tässä asemassa samoin kuin kaikissa työtilanteissa kuusikulmainen osa 24 toimii yhdessä uran 22 vastaavien seinämien kanssa siten, ettei vastetyyny 23 voi kiertyä tyäkalunrungon 11 suhteen.

Sylinterin 12 takapään sulkee venttiili 28, jona on mielivaltaista tavallista rakennetta oleva paineenalennusventtiili, joka esitetyssä tapauksessa käsittää sisäisen säätöjousen 29. Vääntimen 30, ruuvikaran 31 ja tulpan 32 avulla jousta 29 voidaan valikoivasti kuormittaa tiivistettyyn tasapainoitus-mäntään 33 kohdistuvan vastavoiman aikaansaamiseksi, jota mäntää painaa siihen liittyvässä paineenalennuskammiossa 40 vallitseva ilmanpaine. Tasapainoitusmäntä 33 on yhteistoiminta-kontaktissa pienempiläpimittaisen alennusventtiilinlevyn 34 kanssa. Venttiilikammiossa 36 levyn 34 ilman tulopuolella sijaitseva suhteellisen heikko vastajousi 35 pyrkii siirtämään levyn 34 sulkuasemaan tasapainoitusmäntää 33 kohti. Paine-ilmaa johdetaan kammioon 36 kuviosta puuttuvasta lähteestä venttiilin 28 nippaan 38 liitetyn letkun 37 kautta ja edelleen venttiilin rungossa olevaa kanavaaa 39 pitkin. Paineenalen-nuskammio 40 on avaran kanavan 41 kautta yhteydessä sylinteriin 12, jossa paineilma muodostaa ilmatyynyn vaimennuskammi-oon 42 vaimennusmännän 13 taakse. Kuten selostetusta venttiilin 28 yksityiskohtien järjestelystä ilmenee, muuttaa väänti- 4 66773 mellä 30 suoritettu aksiaalinen siirto jousen 29 kuormitusta, minkä kautta alennuskammiossa 40 vallitsevaa painetta voidaan haluttaessa lisätä tai vähentää, ja paine vaimennuskammiossa 42 valita sellaiseksi, että se tarkkaan sopii kyseessäoleviin työolosuhteisiin, ts. että se aikaansaa optimin rekyylin- ja tärinänvaimennuksen. Vaimennuskammiossa 42 oleva ilmatyyny aikaansaa paineensa vaikutuksesta vaimennusmännälle 13 elastisen esijännityksen eteenpäin kohti päätepysäytintä, jonka muodostavat kiinteä rajoitin 20 ja puskurielin, sopivimmin O-rengas 43, joka on sijoitettu männänholkin 18 etupäähän tai vaihtoehtoisesti tuettu rajoittimeen 20. Vaimennusmän-nän 13 ja rajoittimen 20 välissä sijaitsevan O-renkaan 43 tehtävänä on joustaen vaimentaa männän 13 rajoittimeen 20 kohdistamia iskuja. Kumituppi 44 on asetettu rungon 11 ympärille mukavamman käsiteltävyyden aikaansaamiseksi työn aikana .

Kuvioissa 1, 4 esitetyissä sovellutusmuodoissa työkalunrungon 11 koko on sopivimmin sellainen, että sylinterin 12 läpimitta tulee olemaan suuruusluokkaa 3-5 cm. Tämä koko tekee mahdolliseksi, että työntekijä voi mukavasti käsin tarttua työ-kalunrunkoon 11 ja ohjata sitä, kuten on osoitettu katkoviivoilla kuviossa 1, toisen kämmenen ympäröidessä runkoa ja toisen kämmenen suurimman osan ollessa asetettuna vääntimen 30 päälle. Käsivoiman, joka työntekijän on kohdistettava työkaluun 10, on oltava normaalisti ja sopivasti pienempi kuin 10 kp, mieluummin suuruusluokkaa 2-5 kp, riippuen vas-taanpidettävien niittien materiaalista ja kovuudesta. Tasapaino! tuspaineeksi vaimennuskammiossa 42 on valittava paine, joka on suuruusluokkaa 1,3-2,5 baaria, jotta normaalisti aikaansaadaan vaimennuskammiossa 42 olevan ilmatyynyn välityksellä elastinen voima, joka on likimain yhtä suuri kuin se optimi käsivoima, joka tarvitaan vastaanpitoon oikealla tavalla varsinaisessa niittauksessa.

Rekyylin vähentämiseksi on vaimennusmäntä 13 ja vastetyyny 23 tehty pitkänomaisiksi massiivisiksi kappaleiksi valittuina si- 5 66773 ten, että ne rekyloivat yhdessä yhtenä hitausmassana. Hyvän hitausvaimennuksen aikaansaamiseksi on mäntä- ja vastetyyny-elementit tehty teräksestä, männän 13 käsittäessä männänpään 19, jonka pituus on välillä 1,5-3 kertaa sen läpimitta. Hoikin 18 pituuden pitää siinä tapauksessa olla sopivimmin välillä 1,5-2 kertaa sen läpimitta. Edullisimmin on vaimennusmän-nällä 13 ja vastetyynyllä 24 likimain sama pituus.

Vastintyökalua 10 käytettäessä se yhdistetään paineilmaläh-teeseen, ja työntekijä säätää paineen vaimennuskammiossa 42 vääntimen 30 avulla arviolta sellaiseksi, että se kohdistaa halutun elastisen voiman mäntään 13 ja saattaa männän O-renkaan välityksellä painumaan joustavasti rajoitinta 20 vasten. Kuten aikaisemmin on mainittu, tämä elastinen voima valitaan likimain yhtä suureksi kuin se normaali eli optimi vastaanpi-tovoima, joka on odotettavissa varsinaisessa työssä. Niitta-usvastimen 10 ulkoneva vastetyyny 23 asetetaan senjälkeen vas-taanpidettävän niitinkannan päälle tai vaihtoehtoisesti, kuten on esitetty kuviossa 1, sen niitin 54 varren päälle, joka on tarkoitus tyssätä työn alaisena olevien levyjen 55 läpi niiden toiselle puolelle vastaanpidon avulla.

Samanaikaisesti tämän kanssa on toinen työntekijä painanut niittausvasaran työpään 56 niitin toista päätä, ts. kantaa vasten (kuviossa 1). Niittausvasara, jota tässä ei ole esitetty voi olla mitä tahansa sopivaa tavanmukaista rakennetta, mieluimmin tärinävaimennettu, valmistettuna esim. suomalaisen patenttihakemuksen 81 1255 mukaan. Vastaanpitovoima asetetaan senjälkeen niittausvastimeen 10 vastetyynyn 23 pään 57 pitämiseksi lujasti vasten niittiä, johon työpää 56 vaikuttaa vastakkaiseen suuntaan, ja vastaanpitovoiman pitää olla riittävän suuri männän 13 siirtämiseksi jonkinverran sisäänpäin vaimennus-kammiossa 42 olevan ilmatyynyn aikaansaaman elastisen voiman vaikutusta vastaan. Täten pysyy puskuri-O-renkaaseen kohdistuva kosketuspaine jatkuvasti pienenä vastaanpidon aikana.

Tämä estää niittausvasaran käytön yhteydessä sen, että työkäLun-runko 11 joutuu tärinän alaiseksi , kun mäntä 13 palautuu eteen- 6 päin rekyylin jälkeen. 66773

Niittausvasara käynnistetään senjälkeen kohdistamaan iskuja niitinkantaan työpäällään 56. Jokaisen iskun sysäys siirtyy niitin 54 kautta sysäys- eli jännitysaaltona, joka kulkee edelleen vastetyynyn 23 ja männän 13 kautta, aiheuttaen vastetyyny-mäntä -yksikön massahitauden vaimentaman rekyylin sekä sysäysaaltoenergian pienenemisen ja lopullisen absorption vaimennuskammion 42 ilmatyynystä johtuvan elastisen voiman vaikutuksesta, ilmatyynyn toimiessa rekyylinvaimen-timena ja estäessä haitallisen tärinän siirtymästä työkalun-runkoon 11. Vaimennuskammion 42 koko eli tilavuus on valittu monta kertaa suuremmaksi kuin männän 13 syrjäyttämä isku-tilavuus rekyylin yhteydessä vastaanpidon aikana ja riittävän suureksi paineenpulsaatiosta johtuvien värähtelyjen vähentämiseksi hyvin alhaiseen tasoon, niin että työkalunrunko 11 tulee eristetyksi haitallisesta tärinästä. On huomattava, että sysäys- eli jännitysaalto kulkiessaan alasinpinnan 16 kautta jakaantuu suuremmalle poikkipinnalle kuin kolvinpään 19 poikkipinta. Sklerograafikokeitten perusteella on tunnettua, että tällainen geometrinen pinta-alanmuutos jännitysaallon etenemisessä aiheuttaa jännitysaaltoenergian huomattavan absorption, joka on suuruusluokkaa 30 % tai enemmän läpikulkevan sy-säysaallon energian muuttuessa sisäiseksi värähtelyksi aallon läpäisemässä kappaleessa. Tähän muutokseen liittyy lisäksi se energianmuutos sisäiseksi värähtelyksi, jonka se negatiivinen vetojännitysaalto aiheuttaa, joka siirtymishetkellä muodostuu männän 13 hoikissa 18 ja joka etenee siinä pääjännitysaallon suhteen vastakkaiseen suuntaan heijastuen senjälkeen ja vaikuttaen yhdessä pääjänniteaallon heijastumien kanssa männässä 13. Lisäksi tietyn energianabsorption aikaansaavat kitkavastus sekä ilmanimu- ja puristustoiminta hoikin 18 istukassa 17 johtuen siinä sijaitsevien pintojen 16, 26 välisestä yhteisvaikutuksesta, kuitenkin ilman että vaimennusmäntä 13 ja vastetyyny 23 tämän pienen liikkeen vuoksi menettävät ominaisuuttaan rekyloida yhdessä olennaisesti yhtenä hitaus-yksikkönä. Johtuen mainitusta jänniteaaltoenergian muuttumi- 7 66773 sesta ja absorptiosta mäntä-vastetyyny -yksikössä, yksikön lopullinen yhteisrekyyli vähenee. Tämä merkitsee käytännössä sitä, että työntekijä voi tehokkaasti vastaanpitää niit-tausta käyttäen pienempää painetta ilmatyynyssä 42 ja pienempää voimaa kuin muuten olisi laita.

Tietyn tyssättävän niittityypin koeajon jälkeen voi työntekijä väännintä 30 säätämällä löytää tarkemman työpaineen, joka on ylläpidettävä vaimennuskammion 42 ilmatyynyssä vastetyy-ny-mäntä -yksikön elastisesti palauttamiseksi kosketukseen niitin 54 kanssa ennenkuin niittausvaaran työpää 56 suorittaa seuraavan iskun. Tämän työpaineen ollessa optimi sen pitää olla riittävä vastaanpitotoimenpiteen seurauksena niitinvar-ren kylmämuovauksella muovaamaan nopeasti varteen kanta 53, jonka läpimitta on noin 1,5 kertaa niin suuri kuin niitin-varren läpimitta ja paksuus noin puolet tästä läpimitasta. Vastaanpitotyön aikana työntekijä pitää käsinpätovoimansa olennaisesti yhtä suurena kuin vaimennuskammion 42 ilmatyynyn aikaansaama elastinen voima. Hän seuraa niitinkannan muovauksen edistymistä siten, että O-rengaspuskuri 43 pysyy jatkuvasti vaimennusmännän 13 sitä olennaisesti kuormittamatta, suojaten siten työkalunrunkoa vaimennusmännän eteenpäin suuntautuvilta paluuiskuilta. Työntekijä huomaa käytännössä helposti puskurin 43 siirtymisen kuormitetusta tilasta kuormittamattomaan tilaan värähtelyjen selvästi havaittavan häviämisen perusteella. Vastaanpidettävien niittien läpimitan ja kovuuden suuretessa on vaimennuskammiossa 42 val-litsevaaa painetta, ts. vastaanpitovoimaa normaalisti lisättävä niittien oikealla tavalla tyssäämiseksi ja rekyloivan vastetyyny-mäntä -yksikön palauttamiseksi ajoissa niitin 54 kantaa vasten. Johtuen siitä, että männän 13 avoin istukka 17 tekee mahdolliseksi vastetyynyjen nopean vaihdon aukkojen 21 ja 22 kautta, voi työntekijä varsinaista työtään varten erilaisia muotoja ja/tai painoja käsittävästä vastetyynysar-jasta valita sen vastetyynyn, joka parhaiten sopii mukavaan käyttöön sekä pitämään vaimennussysteemin rekyylin pienenä. Erikoisesti vaihtamalla vastetyyny 23 raskaammaksi voidaan 8 66773 koko vastaanpitomassan hitautta lisätä, esimerkiksi tyssättäessä kovia duralumiini- tai titaaniniittejä, rekyylin sillä tavalla pienentämiseksi ja liian voimakkaan paineennousun välttämiseksi vaimennuskammion 42 ilmatyynyssä.

Vastetyyny 23' kuviossa 3 esittää esimerkkiä vaihtotyynystä kuvion 1 mukaista työkalua varten, ja siinä on muunnettua muotoa oleva vastetyynynpää 57', joka soveltuu monimutkaisen muodon omaavien lentokoneenrunkojen niittaukseen. Vastetyy-nynpäällä 57' on tasainen niittiämuovaava etupinta, joka on samanlainen kuin kuvion 1 mukaisessa vastetyynyssä 23.

Kuvion 4 mukaisessa sovellutusmuodossa on niittausvastimen 10 runko 11 varustettu peräosalla 46, joka kannattaa kädensijaa 47. Sylinterin 12 takapäässä sijaitsevat aukot 48 yhdistävät ilmatyynyn 42 venttiilin 28 kanavaan 41 kädensijassa 47 olevan kanavan 49 kautta. Tässä sovellutusmuodossa on venttiili 28 sijoitettu kädensijaan 47 samaan linjaan ilmansyöttönipan 38 kanssa. Venttiilin 28 säätöväännin 30 on kiertyvästi laakeroitu kädensijaan 47, ja sen pitää aksiaalisesti paikallaan poikittainen puikko 51, joka toimii yhdessä vääntimen 30 ruu-vikarassa 31 olevan uran 52 kanssa. Väännintä 30 kierrettäessä ruuvikara 31 vaikuttaa aksiaalisesti siirtyvään nelikulmaiseen kulissiin 50 säätäen jousta 29 ja sen kautta mäntään 33 kohdistuvaa voimaa. Kuviossa 4 esitetyn työkalun käyttö on samanlainen kuin on selostettu kuvioon 1 viitaten. Ainoana erona on kädensijan 47 käyttäminen.

Ehdotettu niskaosan 25 ilmatiivis sovitus istukkaan 17 (kuvio 1) voidaan ilmeisenä vaihtoehtona aikaansaada käyttäen O-rengasta (ei esitetty kuviossa), joka on sijoitettu istukan 17 sisäseinämässä olevaan uraan. Tämä lieventäisi istukan 17 pinnantasaisuusvaatimusta.

Claims (8)

1. 9 66773
2. 1. Tärinävaimennettu niittausvastin, joka käsittää työkalun-rungon (11), johon on tarkoitus vaikuttaa käsin aikaansaatavalla vastaanpitovoimalla, rungon sisälle sijoitetun ja toisesta päästään rajoittimella (20) ja aukolla (21, 22) varustetun sylinterin (12), sylinterissä tiiviinä edestakaisin liikkuvan männän (13), joka rajoittaa vaimennuskammiot (42) sylinterin toisessa päässä, mäntään (13) liitetyn vastetyynyn (23) sylinterin mainitussa toisessa päässä vastaanpitovoiman siirtämiseksi kohdistumaan vastaanpidettävään niittiin, sekä kanavat (39) paineilman vaimennuskammioon syöttöä varten vastaanpitovoiman siirtämiseksi yhteistoiminnassa männän (13) kanssa työkalun-rungosta männän kautta vastetyynyyn vastaanpidon aikana, tunnettu siitä, että männän (13) männänpäästä (19) ulkonee putkimainen holkki (18), joka muodostaa istukan (17) yhteistoimintaa varten vastetyynyyn muodostetun niskaosan (25) kanssa, niskaosan ollessa työnnettävissä aukon (21, 22) kautta istukan (17) sisään iskunvälittävään kosketukseen männän päässä (19) olevan alasinpinnan (16) kanssa, jossa pinnassa tapahtuvaa äkillistä poikkipinta-alan lisäystä niskaosasta (25) mäntään (13) käytetään hyväksi männän (13) rekyylin rajoittamiseen joka kerta kun niittausiskua vastaanpidetääp.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen niittausvastin, tunnettu siitä, että niskaosa (25) on työnnettävissä istukkaan (17) kitkasovituksella olennaisesti yhtenäisen re-kyloivan hitausyksikön muodostamiseksi männästä (13) ja vastetyynystä (23).
4. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen niittausvastin, tunnettu siitä, että sovitus on olennaisesti tiivistävä.
5. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen niittausvastin, tunnettu siitä, että vastetyynyssä (23) on akselinsuun-tainen pitkänomainen tasopintainen osa (24), joka on aukossa (21, 22) kiertymätön mutta aksiaalisesti liikkuva. 10 66773 5* Patenttivaatimuksen 2 mukainen niittausvastin, tunnettu siitä, että mäntä (13) ja vastetyyny (23) ovat pitkänomaisia massiivisia kappaleita, joilla on sellainen hitaus, että yksikön rekyyli olennaisesti vähenee vastaan-pidon aikana.
6. 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen niittausvastin, tunnettu siitä, että sarja vaihdettavia vastetyynyjä (23, 23') on varattu mäntää (13) varten, eripainoisten vastetyy-nyjen soveltuessa rekyylin vaimennukseen erilaiset koot ja materiaalinkovuudet omaavien niittien vastaanpidossa.
7. 7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen niittausvastin, tunnettu siitä, että männän (13) läpimitta on valittu sellaiseksi, että työntekijä voi vastaanpitäessään tarttua kämmenellään työkalunrunkoon (11) sitä olennaisesti ympäröiden.
8. 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen niittausvastin, tunnettu siitä, että männän (13) pään pituus on välillä 1,5-3 kertaa sen läpimitta. 66773