FI70459B - Skruvmekanism - Google Patents

Description

70459

RUUVIMEKANISMI

Keksinnön kohteena on ruuvimekanismi, joka soveltuu erityisesti suoraviivaisen liikkeen vääntöliikkeeksi muuttamiseen 5 tai päinvastoin, joka mekanismi käsittää toisiinsa sovitetut ruuvielimen ja mutterielimen, jossa ruuvielimessä on ainakin yksi ruuviura, joka on pyöreäpohjainen, ja mutteri-elin koostuu runko-osasta ja ainakin yhdestä johdeosasta kuten tapista, joka on sijoitettu runko-osaan niin, että 10 sen akseli on olennaisesti kohtisuorassa ruuvielimen ruuvi-uraa vasten.

Tällainen ruuvimekanismi soveltuu vääntölaitteisiin, joita käytetään mm. kourakuormaajan puomin ja kouran kaäntämi-15 seen. Se käy hyvin myös teol1isuusrobottin tartuntavarren kiertoi ai11eeksi. Keksinnön mukainen ruuvimekanismi sopii tietysti myös moniin muihin koneisiin, laitteisiin ja laitteistoihin, joissa tarvitaan suoraviivaisen liikkeen muuttamista vääntöliikkeeksi tai päinvastoin.

20

Tunnetut ruuvimekanismit käsittävät toisiinsa sovitetut ruuvielimen ja mutterielimen. Ruuvielimeen on järjestetty spiraalimainen ura, uria tai kierteet ja mutterielimeen johdeosa, joka on järjestetty seuraamaan ruuvielimen uraa. 25

Tunnettujen ruuvimekanismien haittapuolia ovat erityisesti niiden suhteellisen monimutkainen rakenne ja erikoismateriaalien käyttö, josta seuraa valmistuksen vaikeus ja korkea hinta. Ruuvimekanismin kohdella ongelmat keskittyvät ruuvi-30 elimen ja mutterielimen väliseen kosketukseen. Pintapaine tunnetuissa ratkaisuissa pyrkii kasvamaan kohtuuttoman suureksi luotettavan toiminnan ja kestävyyden kannalta. Lisäksi esim. lattakierrettä ruuvielimessä käytettäessä johde-osaan kohdistuvat sivusuuntaiset leikkausvoimat ovat suu-35 ria.

2 70459

Keksinnön tarkoituksena on mm. edellä todettujen epäkohtien poistaminen ja sellaisen ruuvimekanismin aikaansaaminen, joka on toiminnaltaan luotettava, rakenteeltaan yksinkertainen ja suhteellisen helppo valmistaa. Tämä saadaan ai-5 kaan niiden keksinnön tunnusomaisten piirteiden avulla, jotka on esitetty patenttivaatimuksissa.

Keksinnön mukaisessa ruuvimekanismissa ei esiinny ura-tap-pisovitelman ansiosta mitään suuria leikkausvoimia. Uran ja 10 tapin välinen kosketuspinta on laaja, jolloin pintapaine ei pääse kasvamaan kohtuuttoman suureksi. Rakenteensa ansiosta ruuvimekanismia voidaan rasittaa suurillakin vääntömomenteilla eivätkä iskumaiset kuormat tuota hankaluuksia.

15 Seuraavassa keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti oheiseen piirustukseen, kuvio 1, viittaamalla, joka esittää osittaisena leikkauskuvantona hydraulista vääntölaitetta, johon keksinnön mukaista ruuvimekanismia on sovellettu.

20 Hydraulinen vääntö laite kuviossa 1 käsittää ruuvimekanismin 1 ja hydrau1isy1interin 2. Ruuvimekanismiin 1 on liitetty ensimmäinen kiinnityselin 3, johon kierrettävä osa, kuten tartuntalaite tai vastaava, on kiinnitettävissä. Sylinterin 2 männänvarteen 7 on vuorostaan liitetty toinen kiinnitys-25 elin 4, jonka avulla vääntölaite kiinnitetään varsinaiseen työkoneeseen.

Ruuvimekan ismi 1 ja hydraulisylinteri 2 koostuvat osittain yhteisistä rakenteista ja osista. Ruuvimekanismin 1 ruuvi-30 elin 5 on sylinterin 2 männänvarren 7 jatkeena. Sylinteri-putkeen 8 on liitetty ruuvimekanismin 1 mutterielimen 14 runko 15; 16. Sy1interiputken 8 jatkeena on putki 9, jonka sisään on sovitettu ruuvielin 5 ja jonka sisätilaa 10 voidaan nimittää ruuvimekanismitiläksi. Vastaavasti sylinteri-35 putken 8 sisätilaa nimitetään sylinteritilaksi 11. Sylinte-

II

3 70459 ritilän 11 sisään ruuvielimen 5 ja männänvarren 7 väliin on sovitettu mäntä 6. Männän 6 eri puolille ohjataan hydrauli-letkujen tai -putkien (ei esitetty piirustuksissa) ja liittimien 23, 24 kautta paineinen öljy. Ruuvimekanismitila 10 5 ja sylinteritila 11 on yhdistetty toisiinsa öljykanavan 25 avulla. Sen tarkoituksena on öljypaineen tasaaminen ruuvi-elimen 5 päiden välillä.

Ruuvimekanismin 1 ruuvielimessä 5 on kaksi ruuviuraa 12, 10 13, jotka kiertävät spiraalimaisesti ruuvielintä. Urien 12, 13 nousut ovat yhtäsuuret, mutta urat ovat 180e:een vaihe-siirrossa eli urat on siirretty toisiinsa nähden 180° ruuvielimen poikittaisessa tasossa. Urat 12, 13 ovat pyöreä- pohjäiset.

15

Ruuvimekanismin 1 mutterielin 14 muodostuu kahdesta runko-osasta 15, 16 ja johdeosana toimivista tapeista 17, 18.

Runko-osat 15, 16 on sijoitettu symmetrisesti putken 9 eri puolille. Ruuvielimen 5 urien 12, 13 vaihesiirtoa vastaa- 20 villa kohdilla runko-osissa 15, 16 on rei'ät 19, 20, joihin tapit 17, 18 on sovitettu. Kukin tappi 17, 18 on lisäksi asennettu runko-osaan 15, 16 niin, että sen akseli B-B on olennaisesti kohtisuorassa ruuvielimen 5 verhopintaa ja ruuvielimen 5 vastaavaa uraa 12; 13 vasten.

25

Kunkin tapin 17 uran 13 puoleinen pää eli otsapinta 17a on muotoiltu siten, että se yhtyy suurelta osin uran 13 pintaan. Otsapinta 17a on tällöin uraprofii1ist a riippuva sa-tulapinta. Otsapinta on ruuvielimen 5 akselin C-C suunnassa 30 kupera ja seuraa uraprofii1ia. Ruuvielimen 5 akselia vasten kohtisuorassa tasossa otsapinta on taas kovera ja koveruu-den aste muuttuu symmetrisesti uran pohjaviivan keskikohdan molemmin puolin.

35 4 70459

Ruuvielimen 5 ruuviuran 12; 13 syvyys on edullisesti yhtä suuri tai pienempi kuin tapin 17; 18 säde. Mikäli käytetyt tapit eivät ole pyöreitä niin vertai lumi11ana voidaan käyttää vastaavaa tapin mittaa eli sen läpimitan puolikasta. 5 Valmistuksen kannalta on edullista, että tapin suurin läpimitta vastaa uran leveyttä tai on tätä pienempi.

Ruuvielin 5 on edullista valmistaa tankomaisista metalli-kuten teräsaihiosta, jonka läpimitta on D. Kukin ura 12; 13 10 muodostetaan poistamalla vastaavan tapin 17; 18 ruuviliik- keen liikeuraan yhtyvä osa aihiosta esim. tapin kokoisella vastaavalle paikalle asetu 11a tappijyrs imellä. Tällä menettelyllä urista 12; 13 saadaan suoraan pyöreäpohjaiset. Tappien 17; 18 otsapinnat 17a saadaan helposti muotoilluksi 15 uriin 12; 13 sopiviksi käyttämällä hyväksi samaa tekniikkaa kuin uria tehtäessä.

Edellä esitetty hydraulinen vääntölaite toimii seuraavasti. Kuvion 1 mukaisessa tilanteessa ohjataan letkujen ja 1 i i t — 20 timien 23 kautta paineista öljyä, esim. työkoneen hydrauli-piiristä, sylinteritilaan 11 männän 6 vasemmalle puolelle. Tällöin mäntä 6 alkaa siirtyä öljynpaineen · vaikutuksesta oikealle suuntaan E. Seurauksena tästä on se, että ruuvime-kanismin 1 mutterielin 14 ja siihen liittyvät osat kuten 25 sylinteriputki 8, jatkoputki 9 ja kiinnityselin 3 alkavat kiertyä ruuvielimen 5, männänvarren 7 ja kiinnityse 1 imen 4 suhteen. Tapit 17, 18 siirtävät vääntömomentin ruuvielimes-tä 5 mutterielimeen 14. Kun mäntä 6 on painettu toiseen ääriasennossa sylinteriputken 8 päähän, mutterielin 14 siihen 50 liittyvine osineen on kiertynyt 360°.

On huomattava, että mutterielin 14 osineen voidaan myös lukita hydraulisesti haluttuun kulma-asemaan 0“ ja 360°:een välillä. Tämä tapahtuu yksinkertaisesti vain paineöljyn 55 virtauskanavat sulkemalla.

Il 5 70459

Edellä esitetyn kaltainen hydraulinen vääntömekanismi soveltuu varsin hyvin käytettäväksi esim. hydraulimoottorin yhteydessä muuttamaan moottorin vääntöliike suoraviivaiseksi liikkeeksi. Näin päinvastainen liikemuunnos on myös sa-5 maila vääntölaitteella toteutettavissa.

Keksintöä on edellä selostettu vain sen yhteen edulliseen toteutusesimerkkiin viitaten. Tällä ei kuitenkaan mitenkään haluta rajoittaa keksintöä vain sitä koskevaksi. Monet muu-10 tokset ovat mahdollisia seuraavien patenttivaatimusten mää rittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa. Esimerkiksi ruuvielimen uria voi olla vain yksi tai useampia kuin kaksi. Ruuvielimen pituus ja uran nousu sekä pituus asteissa voi vaihdella sovellutuksesta tai käyttökohteesta riip-15 puen. Tapilla ei tarkoiteta vain poikkileikkaukseltaan pyöreää sy1interimäistä kappaletta vaan muutkin poikkipinta-muodot kuten nelikulmio tai vastaava voi tulla kyseeseen. Samoin tapin paksuus pituussuunnassa voi vaihdella. Vääntö-laitteessa voidaan luonnollisesti hydraulisylinterin sijas-20 ta käyttää paineilma- tai muuta paineväliainesylinteriä.

Claims (3)

70459

1. Ruuvimekanismi, joka soveltuu erityisesti suoraviivaisen liikkeen vääntöliikkeeksi muuttamiseen tai päinvastoin, 5 joka mekanismi käsittää toisiinsa sovitetut ruuvi elimen (5) ja mutterielimen (14), jossa ruuvielimessä (5) on ainakin yksi ruuviura (13), joka on pyöreäpohjäinen, ja mutterielin (14) koostuu runko-osasta (13) ja ainakin yhdestä johde-osasta kuten tapista (17), joka on sijoitettu runko-osaan 10 niin, että sen akseli (B — B) on olennaisesti kohtisuorassa ruuvielimen (5) ruuviuraa (13) vasten, tunnettu siitä, että tapin otsapinta (17a) on muotoiltu uran mukaan satulapinnaksi, jolloin se yhtyy suurelta osalta ruuviuran (13) pintaan. 15

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ruuvimekanismi, t u n-n e t t u siitä, että ruuvielimen (5) uran (13) syvyys on yhtä suuri tai pienempi kuin tapin (17) säde tai vastaava tapin mitta. 20

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen ruuvimekanismi, tunnettu siitä, että ruuvielimessä (5) on kaksi uraa (12, 13) ja mutterielimessä (14) vastaavasti kaksi tappia (l7, 18) yksi kumpaakin uraa varten. 25