FI75655C - Anordning foer oeverfoering av en rotationsroerelse. - Google Patents

Description

75655

Laite kiertoliikkeen siirtämiseksi

Keksintö on käyttötekniikan alalla ja koskee laitetta kiertoliikkeen siirtämiseksi, jossa laitteessa on vähintään yksi käyttölaite ja vähintään yksi tehonottolaite ja näiden väliin järjestetyt joustavat ketjuohjaukset.

Tunnetaan pyöriviä käyttölaitteita, joissa siirtolaite, esim. jäykkä akseli, jänne tai vastaava kiertää tai esim. hihnojen, ketjujen nauhojen tai vastaavien yhteydessä venytetään vetovoimilla. Jokaisessa näistä käyttölaitetyypeistä on käyttövoi-mansiirrolle luonteenomaiset omat edut ja haitat, jotka ovat samoin tunnettuja. Jäykkä akseli soveltuu pääasiassa voiman siirtämiseksi suurehkoilla etäisyyksillä; tällöin on otettava huomioon, että suuren kuormituksen yhteydessä voi esiintyä häiritsevää kiertymistä. Pienehköillä etäisyyksillä tapahtuvaa siirtoa varten käytetään jänteitä taipuisina akseleina tai ketjuina. Käytettäessä esim. ketjuja odotetaan "jäykkää" siirtoa ja käytettäessä jänteitä joustavaa siirtoa, jotka viimeksi mainitut soveltuvat kuormituksessa esiintyvän suuren vääntökulman johdosta vain pienten vääntömomenttien siirtoon.

Näin esim. US-patenttijulkaisusta 3 718 051 tunnetaan voimansiirtojärjestelmä, jossa joustavien ketjuohjausten kautta siirretään kiertoliike käyttölaitteen ja tehonottolaitteen välillä. Siirtolaite käsittää useita irtonaisesti yhteen asetettuja kuulia, jotka työnnetään ketjukanavan läpi. Suhteellisen tasaisen voimansiirron aikaansaamiseksi on ainakin työntörum-mussa olevan ketjuohjauksen oltava melko jäykkä, koska seinämän ollessa joustava kuulat, jotka pyöreistä osistaan kosketuksissa toistensa kanssa ovat työntöalueella asemaltaan epävakaita, on stabiloitava asemansa suhteen kanavaseinämillä. Vetorummussa sitä vastoin, jossa kuulien "palautuksessa" olennaisesti mitkään voimat, eikä ollenkaan siirrosta peräisin olevat voimat eivät vaikuta kuuliin, ketjuohjauksen elastisuudella tai pikemminkin stabiliteetillä on vähemmän merki- 2 75655 tystä. Näistä syistä on esitetyn kuulien avulla tapahtuvan voimansiirron joustavuudelle asetettu melko ahtaat rajat. Tasainen voimansiirto ei ole ilman muuta mahdollista ainakaan joustavassa suoritusmuodossa.

Keksinnön päämääränä on saada aikaan laite, jonka avulla (pyörivä) voimansiirto on mahdollista joustavien liitäntöjen kautta käyttölaitteen ja tehonottolaitteen välillä olennaisesti sysäyksettömässä ja asynkronisessa toiminnassa kierrosten mielivaltaisella määrällä tai vast, molempia etumerkkejä olevien kulma-asteiden mielivaltaisella summalla kuormituksen vaihdellessa sekä kiertosuunnan muuttuessa.

Tämä päämäärä saavutetaan patenttivaatimuksissa määritellyn keksinnön avulla.

Keksinnön tarkastelemiseksi otetaan avuksi CH-patenttijulkaisu 621 183, jossa on esitetty ketjukäyttö, jossa on päätön nivel-ketju. Tätä ketjukäyttöä käytetään kuljetusketjuna, mieluummin sanomalehtikuljettimien yhteydessä, jolloin jäykässä ketju-kanavassa otetaan lovien kautta voimanvaikutus ketjusta. Tämän ketjukäytön muutamat edut, ennen kaikkea sysäyksetön, joustavan ketjun kulku jäykissä ohjauskanavissa edesauttavat esillä olevan keksinnön kvalitatiivisesti hyvää toteutusta.

Seuraavassa esitettyjen kuvioiden avulla selostetaan yksityiskohtaisesti keksinnön joitakin suoritusmuotoja. Piirustuksessa kuvio 1 on yksinkertaistettu esitys keksinnön ensimmäisestä suoritusmuodosta ja siten samanaikaisesti keksinnön periaatteesta; kuviot 2a - c esittävät kuviossa 1 esitetyn keksinnön muunnelmia , kuvio 3 on periaate-esitys mielivaltaisesti valitusta moni-käyttölaitteesta, joka on yhdistetty kuvion 1 mukaisen suoritusmuodon elementeistä, 75655 kuvio 4 esittää tehonhaaroitusta useita tehonottoja sisältävällä käyttölaitteella, kuvio 5 esittää kuvion 1 mukaisen suoritusmuodon yksityiskohtaa, kuvio 6 esittää kuvion 1 mukaisen suoritusmuodon erästä toista yksityiskohtaa, kuvio 7 esittää keksinnön erästä toista suoritusmuotoa.

Kuvio 1 esittää kuten jo mainittiin keksinnön periaatetta ja samanaikaisesti sen ensimmäistä suoritusmuotoa. Kirjaimella A on merkitty myötäpäivään kiertävää käyttölaitetta ja kirjaimella B samassa kiertosuunnassa toimivaa tehonottolaitetta. Käyttölaite ja tehonottolaite ovat toimintayhteydessä keskenään nivelketjun, mieluummin 3D-ketjun 6 kautta, joka on esitetty periaatteessa CH-patenttijulkaisussa 538 065. Myöhemmin selitetään rakenneyksityiskohtia muiden kuvioiden yhteydessä; ensimmäisen kuvion avulla osoitetaan vain periaate ja käyttö.

Käyttö- ja tehonottolaite on sijoitettu kumpikin kääntökam-mioon 1, 1', johon on sijoitettu voimansiirtoakselien 3, 3' avulla käytetyt tai käytettävät ketjupyörät 2, 2'. Kääntökam-mio 1, 1' muodostetaan mieluummin symmetrisesti kaksikuoriseksi, jotta käyttö- ja tehonottolaite voidaan yhdistää mielivaltaisesti yksikkörakenteen tavoin.

Ketju 6 kulkee kääntökammion 1, 1' ulkopuolella joustavan ket-jukanavan 7 läpi, joka koostuu esim. letkusta tai joustavasta putkesta ja jota voidaan taivuttaa yhdessä ketjun kanssa jokaiseen mielivaltaiseen tilan suuntaan. Riippuen ketjukoosta, siis ketjunivelten läpimitasta ovat laajalla alueella käyttökelpoiset kaarevuussäteet mahdollisia, minkä ansiosta puhtaasti mielivaltaisten käyttö- ja tehonottolaitteen välisten etäisyyksien lisäksi voidaan selviytyä myös käytännöllisesti jokaisesta topografiasta tällä välillä. Joustava ketjukanava 7 on yhdistetty esim. liitosnysällä 5 kääntökammioon 1, 1', mutta yhtä hyvin voidaan ketjukanava sovittaa jollakin muulla tavalla kääntökammioon. Kääntökammioon 1, 1’ on muodostettu nivel- 4 75655 ketjun tai vast. 3D-ketjun 6 ohjaamiseksi muodoltaan ketju-pyörään 2, 2' yhdistetty ketjukanava 4, 4', jossa 3D-ketju 6 voi kulkea vapaasti.

Jos (koko) ketjukanavan pituus valitaan mahdollisimman läheltä päättömän ketjun nimellispituutta, niin voidaan hyötyä suoraan näin syntyvistä erinomaisista kulkuominaisuuksiäta, jotka on esitetty CH-patenttijulkaisussa 621 183. Tällöin on selvää, että ketjua voidaan käyttää molemmissa suunnissa, eteen- ja taaksepäin. Jos nivelketjua käytetään kuten tässä esimerkissä on esitetty käyttölaitteesta A käsin myötäpäivään, niin päätön ketju kuormitetaan ketjuohjauksessa 7 työntösuunnassa S ja toisessa, palaavassa ketjuohjauksessa 7' vetosuunnassa Z. Tämän edullisen ja lisäksi toivotun käyttäytymisen syytä selitetään tässä lyhyesti.

Ketjukanavan tai ketjukammion kokonaispituus, so. ketjukana-vien 4, 4' pituus käyttö- ja tehonottolaitteen A ja B kääntö-kammioissa 1, 1' ja näiden välisissä ketjuohjauksissa 7, 7', on määritelty ei-toiminnallisessa tilassa. Ketjukanavassa kulkevan ketjun kokonaispituuden tulee vastata olennaisesti ketjukanavan kokonaispituutta ei-toiminnallisessa tilassa. Dynaamisessa käytössä joustavan ketjuohjauksen yhteydessä, jonka on oltava pakostakin myös pituussuunnassa joustava, vaikutetaan näihin geometrisiin olosuhteisiin muuttuvasti. Kulkusuunnassa joustavien ketjuohjausten elastisuuskäyttäytymisen, suhteellisen ketjunopeuden, ketjun ja ohjauksen välisen kitka-käyttäytymisen ja työntörummussa siirrettävän vääntömomentin mukaisesti on olemassa enemmän tai vähemmän rajoitettu pitkit-täisvenymä ja vetorummussa suunnilleen yhtä suuri suhteellinen puristus. Siten ovat käyttötapauksessa ketjuohjaukset työntöjä vetorummussa eripituiset; ketjun nimellispituus pysyy kuitenkin samana ja ketjukanavan kokonaispituus pysyy olennaisesti myös yhtä suurena kuin ketjupituus tai pituus ei-toiminnallisessa tilassa, kuitenkin kuten sanottu joustavien ketjuohjausten suhteet, jotka siirtävät veto- ja työntövoimia, ovat erilaisia käyttötapauksesta riippuen.

5 75655

Jos ketjun nimellispituus valitaan suuremmaksi kuin ketjukam-mion kokonaispituus ei-toiminnallisessa tilassa, niin myös ve-torummun ketjuohjaus alkaa venyä, sillä työnnettäessä ketju vetorummun joustavaan ketjuohjaukseen osa vetovaikutuksesta menee hukkaan; päinvastainen tapahtuu ketjun nimellispituuden yhteydessä, joka on pienempi kuin ketjukammion kokonaispituus. Työntö- ja vetovoimien samanaikainen hyväksikäyttö siirron aikana on olemassa vain ketjupituuden poiketessa suhteellisen vähän ketjukammion pituudesta jännityksettömässä tilassa; optimaalisesti pituudet ovat samat ja toteutettavissa ovat olennaisesti samat pituudet.

Siirron voima käyttölaitteesta tehonottolaitteeseen on siten olennaisesti jaettu puolitetusta kulloinkin veto- ja työntövoimaan; keksinnön mukaisessa voimansiirrossa ei esiinny voimaa siirtämätöntä väliä, kuten esim. tapahtuu joustavassa käyttölaitteessa, jossa on irtonaisesti yhteenasetettuja kuulia vetorummussa.

Nivelketjun jäykän ohjauksen yhteydessä, kuten esim. yllä mainitussa CH-patenttijulkaisussa 621 183 on esitetty, voimien jakautumista samanaikaisesti vaikuttaviin veto- ja työntövoimiin ei ole siitä syystä olemassa, koska jäykkä ketjuohjaus ei pysty sopeutumaan kuten joustava ketjuohjaus vaihtokuormi-tuksessa, etenkään vaihtotoiminnassa, ketjun niin kutsuttuihin peristalttisiin ominaisuuksiin. Ketjun ja ketjuohjauksen muodostuva ominaiskäyrä, joka syntyy keksinnön mukaisesta opista, saa aikaan voimansiirrossa vaihtokuormituksessa tai vast, vääntömomentin muutoksissa suhteellisen laajalla alueella ja vaihtotoiminnassa, siis kiertosuunnan muutoksissa erittäin korkean synkronisoinnin jokaisessa käyttö- ja tehonottolaitteen kulma-asennossa.

Tämän keksinnön mukaisella käyttölaitteella voidaan korvata tämän lisäksi usein (jopa) useita kalliita kulmavoimansiirtoja ja nivelakseleita. Näin säästettyjen kustannusten lisäksi jäävät myös tällaisten voimansiirtojen ja akseleiden huoltokustannukset pois.

6 75655

Kuviot 2a - 2c esittävät yksinkertaisena symbolisena esityksenä toisaalta keksinnön muunnelmia ja toisaalta, miten yksinkertaisilla muutoksilla voidaan muuttaa keksinnön käyttömahdollisuuksia. Kuvion 2a mukaisen käyttölaitteen A voimansiirto on pienennetty suuremmalla ketjupyöräläpimitalla tai vast, suuremmalla hammasmäärällä tehonotossa B; päinvastaisessa tapauksessa on samoin hyvin mahdollista voimansiirron suurentaminen. Eräs joustavan käyttövoimansiirron mahdollisuus joustavien ketjukanavien avulla on esitetty kuviossa 2b, jossa tehon-otto- ja käyttölaite ovat toistensa suhteen käännettyjä. Tällä tavalla voidaan käyttölaite asentaa käytännöllisesti kaikkiin asemiin, minkä ansiosta voidaan toteuttaa vaikeasti luokse-päästäviä käyttölaitteita. Myös tässä on suurentaminen tai pienentäminen samoin mahdollista. 180°:n käännössä, kuten kuvio 2c esittää, voidaan saada aikaan kiertosuunnan palautus.

Kaikissa näissä muunnelmissa, kuten myös kuvion 1 mukaisessa perusmuodossa, voimaa siirretään molemmilla ketjuhaaroilla; toinen siirtää veto-, toinen työntövoimat, mikä saa aikaan voimaa tasaavan vaikutuksen.

Kuvion 4 mukaisessa muunnelmassa voima siirretään yhdensuuntaisesti käyttö- tai tehonottolohkosta yksittäisiin elementteihin, kun taas kuvio 3 esittää mahdollisuutta siirtää sarjassa voima esim. tehonottolaitteeseen I ja tehonottolaitteeseen II joko samassa kiertosuunnassa ja/tai päinvastaisissa kiertosuunnissa, riippuen yhden tai useamman tehonottolaitteen risteilystä toistensa suhteen. Tällä tavalla voidaan ratkaista mielivaltaiset tilalliset käyttöongelmat. Eräänä toisena keksinnön etuna on se, että tehonottolaite on siirrettävissä te-honsiirron aikana. Tämä on erittäin käyttökelpoista suoritusmuodossa, jossa on kaksoisletkut joustavina ketjuohjauksina, suoritusmuoto, jota selitetään vielä myöhemmin lähemmin.

Kuvio 4 esittää keksinnön erästä toista muunnelmaa, jossa saadaan aikaan moninkertainen käyttö- tai tehonottolaite kokoamalla yhteen useita käyttöelementtejä A, joita on esitetty esim. kuviossa 1. Yhteisen keskeisen voimansiirtoakselin 10 kautta käytetään Ax käyttölaitetta keskenään, jotka puolestaan käyt- 75655 tävät esim. molempia kuviossa 4 esitettyjä tehonottolaitteita B1 ja Bx joustavissa ketjukanavissa 7, 7' kulkevien ketjujen kautta. Samoin voidaan tehonottolaitteita kääntää tilallisesti käyttölohkon suhteen mielivaltaisesti; samoin vaihtelevasti voidaan yhden ainoan käyttölaitteen kautta käyttää useita elementtejä sisältävää tehonottolohkoa.

Kuvio 5 esittää kuvion 1 mukaisen suoritusmuodon yksityiskohtaa, jota suoritusmuotoa voidaan käyttää myös erilaisissa esitetyissä muunnelmissa, kuten pienennyksissä tai suurennuksissa, käyttö- tai tehonottolohkoissa, kiertosuunnan palautuksessa mm. Seuraavat rakenteelliset tiedot koskevat 3D-ketjun parhaimpana pidettyä käyttöä, joka on esitetty periaatteellisesti CH-patenttijulkaisussa 538 065. Tässä on esitetty joustavan käyttölaitteen osa, joka on esitetty kuviossa 1, nimittäin käyttölaitteen puoleinen osa A. Kammio 1 muodostuu kahdesta puoliskosta la ja Ib, joissa kummassakin on niihin järjestetty ket-jupyöräkammion puolikas ja ketjukanavan 4 osa. Tämä nähdään erittäin hyvin kuvion 6 mukaisesta yksityiskohtaisesta esityksestä. Ketjupyörässä 2 on sen kehällä syvennyksiä 12 ketjuni-velten 10 vastaanottamiseksi osittain, jotka ovat kytkennässä syvyydellä d ketjupyörän 2 kanssa. Syvyys d valitaan niin, että ketjupyörän 2 pääympyrän läpimitta R ei saavuta ketjun 6 kaarevuussädettä R', so. että aina pätee R'-R«0. Kuviossa 6 tämä on esitetty kulmalla alfa«180°. Tämän toimenpiteen vaikutus on esitetty yksityiskohtaisesti CH-patenttihakemuksessa 6620/81-6.

Kuvio 6 esittää vielä erään yksityiskohdan keksinnön mukaisen käyttölaitteen toteuttamiseksi. Tärinävapaan kulun ja riittävän korkean käyttökestoiän saavuttamiseksi on pyrittävä saamaan mahdollisimman kitkaköyhä tai paremminkin kitkavapaa käyttö. Kuten kuviosta 5 nähdään, järjestetään liitosnysä 5 kammion 1 ja joustavan ketjuohjauksen 7 väliin, joka viimeksi mainittu voi olla esim. suurpaineletku, niin ketjukanavan 4 suhteen kammiossa 1, että ketjupyörä 2 voi itse keskittyä kääntökam-miossa 1 muodostaen välitiloja 15 (kuvio 6). 3D-ketjun väistämätön kitka ketjukanavassa 4 minimoidaan voiteluaineella nota bene suljetussa järjestelmässä.

8 75655

Kuvio 7 esittää lopuksi keksinnön erästä suoritusmuotoa, jossa joustavat ketjuohjausosat 7, 7' kulkevat käyttö- ja tehonotto-laitteen välillä tai vast, käytöstä tehonottoon kulloinkin kaksoisletkussa, jossa on erotusseinämä 15. Kaksoisletkun ket-jukanavia varten järjestetyissä sisätiloissa kulkee päätön ketju 6. Tämä muunnelma muistuttaa käytettäessä ohuita ketjuja akselikäyttölaitetta ja sitä voidaan käyttää tällaisen tavoin, ilman että käytössä esiintyy kuitenkaan usein ei-toivottuja akselikäytön vääntöominaisuuksia. Näin voidaan saavuttaa yhtä suuret käytön ja tehonoton väliset etäisyydet; erittäin edullista on tällöin vapaus ohjata käyttölaite jossakin ympäröivässä tilassa. Tehonotossa voidaan ottaa välittömästi käyttölaitteen käynnistyksen jälkeen suuria vääntömomentteja, siirto käyttäytyy liikejäykästi ja siten synkronisesti.

Yhteenvetona keksintö koskee laitetta kiertoliikkeen siirtämiseksi, jossa laitteessa on vähintään yksi käyttölaite ja vähintään yksi tehonottolaite ja näiden väliin järjestetyt ketjuohjaukset, ja laitteelle on tunnusomaista, että voimansiirto tapahtuu olennaisesti ketjukammion kokonaispituutta ei-toiminnallisessa tilassa, so. ketjukanavien 4, 4' pituutta käyttö- A ja tehonottolaitteen B kääntökammiossa 1, 1' ja näiden välisissä joustavissa ketjuohjauksissa 7, 7' vastaavan työntö- ja vetokäyttöisen päättömän ketjun 6 avulla. Useiden tehonottolaitteiden BI, BII...BXX sarjassa tapahtuva yhteen-kytkentä, joita voidaan käyttää joustavien ketjuohjausten 7', 7"... kautta käyttölaitteella A, on keksinnön ensimmäinen suoritusmuoto, ja yhteisen akselin 10' kautta käytetty käyttölaitteiden Ax rinnakkaiskytkentä, jossa on jokaiseen käyttölaitteeseen Al...Ax päättömien ketjujen ja joustavien ketju-ohjausten 7, 7' kautta yhdistetyt tehonotot Βΐ.,.Βχ on keksinnön toinen periaatteellinen suoritusmuoto. Muita suoritusmuotoja ovat: joustava ketjuohjaus 7,71 muodostuu kaikissa tilan suunnissa taipuvasta letkusta, jonka sisätilaa käytetään ket-jukanavana 4; käyttölaitteesta A tehonottolaitteeseen B kulkeva joustava ketjuohjausosa 7 ja tehonottolaitteesta B käyttölaitteeseen A kulkeva joustava ketjuohjausosa 7' muodostuu 9 75655 kaikissa tilan suunnissa taipuvasta kaksoisletkusta, jonka molempia sisätiloja käytetään ketjukanavana 4. Muut läheiset, keksinnöstä johdetut suoritusmuodot koskevat etenkin mieluummin kaksikuorisen käyttö- ja/tai tehonottolaitteen A, B, C. . . ja joustavien ketjunohjausosien 7, 7'... rakennetta.

Claims (5)

1. Laite kiertoliikkeen siirtämiseksi, jossa laitteessa on vähintään yksi käyttölaite (A) ja vähintään yksi tehonot-tolaite (B) ja näiden väliin järjestetyt joustavat ketjuoh-jaukset (7, 7'), tunnettu siitä, että se käsittää työntöjä vetotoimintaan pystyvän, ketjuohjauksissa (7, 7') ohjatun päättömän ketjun (6), että ketjuohjaukset muodostavat keskeytymättömän suljetun kanavan (4, 4'), ja että ketjun (6) pituus vastaa olennaisesti ketjunohjauskanavien (4, 4', 7, 7') kokonaispituutta ei-toiminnal1isessa tilassa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että on kytketty sarjassa yhteen useita tehonottolaittei-ta (BI, BII...BXX), joita käytetään joustavien ketjuohjausten (7', 7"...) kautta käyttölaitteella (A).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että on järjestetty käyttölaitteen (Ax) yhteinen akselin (10') kautta käytetty rinnakkaiskytkentä, joka on varustettu jokaiseen käyttölaitteeseen (A...Ax) päättömien ketjujen ja joustavien ketjuohjausten (7, 7') kautta yhdistetyillä tehonottol ai ttei 1 1 a (ΒΙ.,.Βχ).

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että joustava ketjuohjaus (7, 7') muodostuu kaikissa tilan suunnissa taipuvasta letkusta, jonka sisätilaa käytetään ketjukanavana (4).

5. Patenttivaatimuksen 1, 3 tai 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että käyttölaitteesta (A) tehonottolaitteeseen (B) kulkeva joustava ketjunohjausosa (7) ja tehonottolait-teesta (B) käyttölaitteeseen (A) kulkeva joustava ketjunohjausosa (7 ) muodostuu kaikkiin tilan suuntiin taipuvasta kaksosletkusta, jonka molempia sisätiloja käytetään ketjuka-navana (4).