FI80215C - Anordning foer omvandling av fram- och aotergaoende roerelse till jaemn rotationsroerelse. - Google Patents

Description

1 80215

Sovitelma edestakaisen liikkeen muuntamiseksi tasaiseksi pyöriväksi liikkeeksi

Keksinnön kohteena on sovitelma edestakaisen liik-5 keen muuntamiseksi tasaiseksi pyöriväksi liikkeeksi, joka sovitelma käsittää runko-osan ja sen varaan sovitetun vauhtipyörän, johon on vapaaratasmekanismin avulla yhdistetty vetoelin edestakaista liikettä varten ja jonka vauhtipyörän kehän ympärille on sovitettu kehää vasten painau-10 tuva jarruhihna, jolloin vauhtipyörä on sovitettu pyörimään ennaltamäärättyyn suuntaan vetoelimestä vedettäessä ja jarruhihna on sovitettu vastustamaan vauhtipyörän pyörimisliikettä .

Tällaiset sovitelmat ovat nykyään tunnettuja eri-15 laisten laitteiden yhteydestä. Esimerkkinä laitteista, joissa tällaisia sovitelmiä käytetään voidaan mainita kun-tolaitteet, erityisesti soutulaitteet.

Esimerkkinä soutulaitteista, joissa edestakainen liike muutetaan tasaiseksi pyöriväksi liikkeeksi voidaan 20 mainita laite, jossa vauhtipyörä on asennettu pystyyn runko-osan kiskojen väliin ja jossa edestakainen soutuliike johdetaan vauhtipyörälle vetohihnan ja vapaaratasmekanismin avulla niin, että vetohihnan edestakainen liike saa aikaan vauhtipyörän pyörimisen. Vauhtipyörän kehän ympä-25 rille on sovitettu lisäksi jarruhihna, joka painautuu vauhtipyörän kehäpintaa vasten ja jarruttaa näin vauhtipyörän pyörimisliikettä. Jarruhihnan toinen pää on kiinnitetty laitteen runkoon ja toinen pää vastaavasti kiris-tyselimeen, jota säätämällä hihnan kireyttä, ts. jarrutus-30 vastuksen suuruutta voidaan säätää halutulla tavalla.

Em. tunnetun ratkaisun huonona puolena on sen monimutkaisuus ja asennusmahdollisuuksien rajoittuneisuus, jolloin laitteen käyttökelpoisuus ei ole paras mahdollinen. Tällaisen laitteen toiminta ei myöskään vastaa todel-35 lista soututilannetta, sillä vauhtipyörän jarruuntuminen 2 80215 vetohihnan paluuliikkeen aikana on usein liian voimakas.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sovitelma, jonka avulla aiemmin tunnetun tekniikan epäkohdat voidaan eliminoida. Tähän on päästy keksinnön mukaisen sovitelman 5 avulla, joka on tunnettu siitä, että sovitelmaan on sovitettu kevennyselin, joka on yhdistetty jarruhihnaan ja runko-osaan vipumekanismin avulla, jolloin vetoelin on sovitettu vedettäessä painautumaan kevennyselintä vasten ja kääntämään vipumekanismia niin, että jarruhihna kiris-10 tyy vauhtipyörää vasten ja jolloin vipumekanismi on veto-elimen siirtyessä vapaaratasmekanismin vaikutuksesta ve-tosuuntaan nähden päinvastaiseen suuntaan sovitettu kääntymään niin, että jarruhihnan kiristysvoima vauhtipyörän kehäpintaa vasten vähenee.

15 Olennaista keksinnössä on siis se, että vetoelimes- tä vedettäessä vetoelin painautuu tiukemmin kevennyselintä vasten ja kääntää vipumekanismia niin, että se kiristää jarruhihnaa tiukemmin vauhtipyörän ympärille, ja kun ve-toelimestä ei vedetä, vapaaratasmekanismissa oleva jousi 20 vetää löystynyttä vetoelintä vetosuuntaan nähden päinvastaiseen suuntaan, ja jarruhihnassa oleva kiristysvoima kääntää vipumekanismia ja kevennyselintä siten, että jarruhihnan kiristysvoima vauhtipyörän kehää vasten vähenee.

Keksinnön mukaisen sovitelman etuna on sen yksin-25 kertaisuus, jolloin sovitelman valmistus- ja huoltokustannukset muodostuvat edullisiksi. Etuna on lisäksi se että sovitelman toiminta esimerkiksi soutulaitteeseen sovitettuna vastaa suhteellisen hyvin todellista veneellä tapahtuvaa soutamista, ts. soutaminen on tasaista ja nykäykse-30 töntä. Em. seikka johtuu mm. siitä, että vauhtipyörän jar-ruuntuminen on erilaista vetoelimen vetoliikkeen ja paluu-liikkeen aikana, jolloin tilanne saadaan vastaamaan todellista soututilannetta.

Keksintöä ryhdytään selvittämään seuraavassa ohei-35 sessa piirustuksessa kuvattujen suoritusesimerkkien avul-

II

3 80215 la, jolloin kuviossa 1 on esitetty mittausyksiköillä varustettu keksinnön sovellutusmuoto ja kuviossa 2 on esitetty keksinnön yksinkertaisempi 5 sovellutusmuoto.

Kuvion 1 esimerkissä on viitenumeron 1 avulla merkitty sovitelman runko-osa, jonka varaan on pyörivästi sovitettu vauhtipyörä 2. Viitenumeron 3 avulla kuvioon on merkitty vetoelin, joka voi olla esimerkiksi vetohihna.

10 Vetoelin 3 on yhdistetty vauhtipyörään vapaaratas- mekanismin 4 avulla. Vapaaratasmekanisml 4 käsittää varsinaisen vapaarattaan, hihnapyörän ja palautusjousen. Viitenumeron 5 avulla kuvioon on merkitty taittopyörä, jonka avulla vetoelimen 3 suunta saadaan halutuksi.

15 Viitenumeron 6 avulla kuvioon 1 on merkitty päätty mättömäksi silmukaksi muodostettu jarruhihna. Jarruhihna 6 on sovitettu painautumaan vauhtipyörän 2 kehäpintaa vasten. Jarruhihnan 6 muodostaman silmukan sisäpuolelle on sijoitettu kevennyselin 7 ja säätöelin 8, jotka voivat 20 olla esimerkiksi hihnapyöriä. Kevennyselin 7 ja säätöelin 8 on yhdistetty toisiinsa ja runko-osaan vipumekanismin 9 avulla.

Vetoelin 3 on sovitettu kulkemaan kevennyselimen 7 kautta niin, että vetoelin 3 tekee mutkan kevennyselimen 25 7 kohdalla. Vipumekanismi 9 on kiinnitetty runko-osaan 1 niin, että koko vipumekanismi voi kääntyä akselin X ympäri. Vipumekanismin 9 yhteyteen on lisäksi sovitettu jousi-elin 10, joka pyrkii kääntämään vipumekanismia akselin X ympäri. Jousielimen 10 toinen pää on kiinnitetty runko-30 osaan 1 ja toinen pää vipumekanismiin 9.

Em. sovitelma toimii periaatteessa seuraavalla tavalla. Soutaja vetää vetoelimestä 3 suuntaan A, jolloin vetoelin 3 pyörittää vapaaratasmekanismin 4 hihnapyörää suuntaan D ja edelleen vapaarattaan välityksellä vauhti-35 pyörää suuntaan E. Koska vetoelin 3 tekee mutkan kevennys- 4 8021 5 elimen 7 kohdalla niin vetoelin 3 pyrkii vedettäessä suuntaan A mahdollisimman suoraksi taittopyörän 5 ja hihnapyö-rän 4 välillä ja pyrkii näinollen siirtämään kevennyselin-tä 7 suuntaan F. Koska kevennyselin 7 on sovitettu vipu-5 mekanismiin 9, joka on kiinnitetty runko-osaan 1 niin, että koko vipumekanismi voi kääntyä akselin X ympäri niin vetoelimen 3 veto suuntaan A siirtää kevennyselintä 7 ja koko vipumekanismia suunnassa F. Koko vipumekanismin 9 kääntyessä akselin X ympäri siirtyy säätöelin 8 myös suun-10 taan H. Säätöelimen 8 siirtyessä suuntaan H se painautuu samalla tiiviimmin jarruhihnan 6 sisäpintaa vasten ja vetää samalla jarruhihnaa 6 tiukemmin vauhtipyörän 2 kehä-pintaa vasten jarruttaen sen pyörimistä.

Soutajan tehdessä paluuliikkeen kiertää vapaaratas-15 mekanismiin 4 kuuluva palautusjousi vapaaratasmekanismin hihnapyörää suuntaan C ja vetoelintä suuntaan B. Koska vapaaratasmekanismin 4 hihnapyörän ja vauhtipyörän 2 välissä on vapaaratas, ei vauhtipyörä pyri vaihtamaan pyörimissuuntaansa, vaan massavoiman vaikutuksesta jatkaa 20 pyörimistä suuntaan E. Jarruhihna 6 pysäyttäisi kuitenkin vauhtipyörän liikkeen suhteellisen pian mikäli jarruhihna painautuisi vauhtipyörän kehäpintaa vasten samalla voimalla kuin vetoelimestä 3 suuntaan A vedettäessä. Jarruhihnan 6 aikaansaamaa jarrutusvaikutusta vähennetään paluuliik-25 keen aikana kevennyselimen 7, säätöelimen 8 ja vipumekanismin 9 avulla.

Kun soutaja päästää vetoelintä suuntaan B kiertyy vetoelin vapaaratasmekanismin hihnapyörälle kuten edellä on todettu. Jarruhihna 6 pyrkii löystymään ja koska keven-30 nyselimeen 7 ei vaikuta voimaa pääsee vipumekanismi 9 kääntymään akselin X ympäri ympäri niin, että kevennyselin 7 siirtyy suuntaan G ja säätöelin 8 suuntaan I. Tällöin jarruhihna 6 löystyy ja vauhtipyörä 2 jatkaa pyörimistään ilman hidastavaa jarrutusvaikutusta. Seuraava vetoliike 35 antaa vauhtipyörälle lisää vauhtia jne. Jarru on siis toi- il s 80215 minnassa ainoastaan vetoliikkeen aikana, jolloin vauhtipyörä ei ehdi pysähtyä ennen seuraavaa vetoliikettä, joten soutaminen vastaa todellista veneellä soutamista ollen siis tasaista ja nykäyksetöntä.

5 Jarrutusvastuksen suuruutta voidaan säätää säätö- mekanismin 11 avulla. Kuvion esimerkissä säätö tapahtuu kiertämällä säätönupista 12, jolloin vaijerin 13 liike siirtää säätöelintä 8 haluttuun suuntaan H tai I riippuen siitä halutaanko kiristää vai löysentää jarruhihnaa 6. 10 Vaijerimekanismin sijasta voidaan luonnollisesti käyttää myös muita sopivia säätömekanismeja esimerkiksi ruuvi-mut-teri-säätimiä tai vastaavia.

Jarruttavan voiman suuruus voidaan mitata esimerkiksi seuraavasti. Jarruhihnaan 6 liitetään erillinen hih-15 naosa 14. Hihnaosan 14 toinen pää kiinnitetään jarruhihnaan esimerkiksi ompelemalla. Hihnaosan 14 vapaaseen päähän sovitetaan voimaninittausyksikkö 15, joka puolestaan kiinnitetään runko-osaan 1. Jarruttava voima tulee hihna-osaan 14 aina tangentin suuntaisena. Mitä kireämmällä jar-20 ruhihna on sitä enemmän vauhtipyörä 2 pyrkii pyöriessään kiertämään jarruhihnaa suuntaan E ja sitä suurempi veto-jännitys tulee voimaninittausyksikköön yhdistettyyn hihna-osaan 14. Voimanini ttausyksiköllä veto jännitys muutetaan sopivaksi sähkövirraksi, joka johdetaan esimerkiksi mit-25 terille, joka tulostaa tiedon voimana, momenttina, tehona, energiana jne. Voimanmittausyksikkö voidaan muodostaa esimerkiksi venymäliuska-anturista.

Sovitelmalla tehtyjen vetoliikkeiden määrä, esimerkiksi soutulaitteella tehtyjen vetojen lukumäärän laskemi-30 seksi vipumekanismin yhteyteen voidaan sijoittaa tunnistin 16, 17, joka laskee vipumekanismin 9 kääntymisliikkeiden lukumäärän. Tunnistin voidaan muodostaa esimerkiksi vivun päähän sijoitetusta magneetista 17 ja runko-osaan yhdistetystä tunnistinosasta 16. Tunnistinosa 16 voidaan si-35 joitttaa osaan 18, joka muodostaa samalla elimen, joka ra- 6 80215 joittaa vivun liikettä jousielimen 10 vetosuuntaan. Jou-sielin 10 varmistaa vivun täsmällisen palautumisen.

Vauhtipyörän 2 pyörintänopeuden mittaamiseksi sovi-telmaan voidaan sovittaa mittalaite 19, 20. Mittalaite 5 voidaan muodostaa esimerkiksi tunnistinanturista 19 ja vauhtipyörään 2 kiinnitetystä magneetista 20. Em. mittalaite toimii siten, että vauhtipyöriin kiinnitetty magneetti 20 antaa impulssin tunnnistinanturille 19 aina kun se ohittaa anturin eli yhden impulssin jokaiselle kierrok-10 selle. Impulssit lähetetään mittarille, joka laskee pyörintänopeuden.

Kuviossa 2 on esitetty keksinnön yksinkertaisempi sovellutusmuoto. Kuviossa 2 on viitenumeron 31 avulla merkitty sovitelman runko-osa, jonka varaan on pyöriväsii 15 sovitettu vauhtipyörä 32. Viitenumeron 33 avulla kuvioon on merkitty vetoelin, joka voi olla esimerkiksi vetohihna.

Vetoelin 33 on yhdistetty vauhtipyörään vapaaratas-mekanismin 34 avulla kuten edellä on esitetty kuvion 1 yhteydessä. Viitenumeron 35 avulla kuvioon 2 on merkitty 20 taittopyörä, jonka avulla vetoelimen 33 suunta saadaan halutuksi.

Viitenumeron 26 avulla kuvioon 2 on merkitty jarruhihna, joka tässä suoritusmuodossa on tavanomainen päistään kiinnitetty elin. Jarruhihnan 36 muodostaman kaaren 25 sisäpuolelle on sijoitettu kevennyselin 37, joka voi olla esimerkiksi hihnapyörä. Kevennyselin 37 on yhdistetty runko-osaan 31 ^vipumekanismin 39 avulla.

Jarruhihnan toinen pää on kiinnitetty vipumekanismiin 39 ja toinen pää runko-osaan 31. Jarruhihna 36 voi-30 daan kiinnittää runko-osaan esimerkiksi säätövaijerin 40 J. ’ ja säätömekanismin 41 avulla.

Kevennyselin 37 on tässäkin sovellutuksessa sijoi-j tettu niin,.että vetoelin 33 tekee mutkan kevennyselimen 1 kohdalle niiA, että vetoelin pyrkii vedettäessä aina mah- 35 dollisimman suoraan tilaan.

i 7 80215

Kuvion 2 mukainen sovitelma toimii periaatteessa samoin kuin kuvion 1 sovitelma. Soutaja vetää vetoelintä suuntaan A, jolloin vauhtipyörä pyörii suuntaan E. Vipu-mekanismi 39 on kiinnitetty kääntyvästi runko-osaan niin, 5 että se voi kääntyä akselin X ympäri. Vetoelimen suuntaan A tapahtuvan liikkeen seurauksena vipumekanismi kääntyy suuntaan F, jolloin jarruhihna 36 painautuu tiiviimmin vauhtipyörää vasten jarruttaen sen pyörimistä. Vipumekanismin kääntyminen on seurausta siitä, että vetoelin pyr-10 kii vedettäessä aina suoristumaan kuten edellä on todettu.

Soutajan tehdessä paluuliikkeen kiertää vapaaratas-mekanismi hihnapyörää suuntaan C ja vetää vetoelintä suuntaan B. Vauhtipyörä pyörii tällöin edelleen suuntaan E kuten edellä on esitetty kuvion 1 yhteydessä. Tällöin 15 samalla jarruhihna 36 pyrkii löystymään ja koska kevennys-elimeen ei vaikuta voimaa pääsee vipumekanismi 39 kääntymään akselin X ympäri suuntaan G, jolloin vauhtipyörä jatkaa pyörimistään ilman hidastavaa jarrutuvaikutusta. Seu-raava vetoliike antaa vauhtipyörälle lisää vauhtia jne.

20 Edellä esitettyä suoritusesimerkkiä ei ole miten kään tarkoitettu rajoittamaan keksintöä vaan keksintöä voidaan muunnella patenttivaatimuksen puitteissa ja yksinkertaistaa monin eri tavoin. Näinollen on selvää, että keksinnön mukaisen sovitelman tai sen osien ei välttämättä 25 tarvitse olla juuri sellaisia kuin kuvioissa on esitetty, vaan muunlaistakin ratkaisuja voidaan käyttää. Vipumekanismin ei välttämättä tarvitse olla juuri kuvioiden mukainen, vaan osien lukumäärä, muoto, malli ja koko voi olla erilainen, samoin nivelpisteet ja osien liitokset voivat 30 olla eri tavoin toteutettuja. Jousielin voi olla erilainen ja eri paikassa kuin kuviossa on esitetty tai puuttua kokonaan. Kevennyselimen ja säätöelimen ei välttämättä tarvitse olla pyöriä kuten kuvioissa, vaan esimerkiksi liukupintoja voidaan myös käyttää. Jarruhihnan ei tarvitse olla 35 silmukka, kuten edellä on todettu, vaan sen toinen pää voi 8 80215 olla liitetty vivustoon ja toinen pää esim. säätövaije-riin. Tällöin säätöelintä 8 ei tarvita, vaan voidaan käyttää esimerkiksi kuvion 2 periaatetta. Magneettiperiaat-teella toimivien elinten sijasta voidaan käyttää muita 5 laitteita, esimerkiksi mikrokytkimiä valokennoja jne. Erilaisia mittalaitteita voidaan sijoittaa myös kuvion 2 mu-kaiseeen sovellutusmuotoon. Kuvioissa esitetty taittopyörä ei myöskään ole välttämätön ja toisaalta myös useampia taittopyöriä voidaan käyttää. Vetoelin voi olla pyöröhih-10 naa, naru, lattahihna, ketju tms. Jarruhihnan muotoa, kokoa ja materiaalia ei myöskään rajoiteta millään tavoin. Vauhtipyörän valmistusmateriaalia ei myöskään rajoiteta millään tavalla, vaan mitä tahansa materiaalia voidaan käyttää. Vauhtipyörän koko ja muoto voidaan myös valita 15 täysin vapaasti kulloisenkin tarpeen mukaan. Edellä kuvatut mittalaitteet, ts. pyörintänopeutta, voima- tai veto-määrää mittaavat elimet eivät ole välttämättömiä, vaan sovitelmaa voidaan käyttää myös ilman ko. yksityiskohtia. Vaikka edellä esitetty esimerkki on kuvattu soutulaitteen 20 yhteydessä olevaksi osakokonaisuudeksi niin on selvää, että keksintöä ei ole rajoitettu soutulaitteeseen, vaan sovitelmaa voidaan käyttää kaikissa laitteissa, joissa edestakainen liike halutaan mahdollisimman tasaiseksi pyöriväksi liikkeeksi.

Il

Claims (10)

1. Sovitelma edestakaisen liikkeen muuntamiseksi tasaiseksi pyöriväksi liikkeeksi, joka sovitelma käsittää 5 runko-osan (1,31) ja sen varaan sovitetun vauhtipyörän (2,32), johon on vapaaratasmekanismin (4,34) avulla yhdistetty vetoelin (3,33) edestakaista liikettä varten ja jonka vauhtipyörän (2,32) kehän ympärille on sovitettu kehää vasten painautuva jarruhihna, jolloin vauhtipyörä (2,32) 10 on sovitettu pyörimään ennaltamäärättyyn suuntaan vetoeli-mestä vedettäessä ja jarruhihna on sovitettu vastustamaan vauhtipyörän pyörimisliikettä, tunnettu siitä, että sovitelmaan on sovitettu kevennyselin (7,37), joka on yhdistetty jarruhihnaan (6,36) ja runko-osaan (1,31) vi-15 pumekanismin (9,39) avulla, jolloin vetoelin (3,33) on sovitettu vedettäessä (A) painautumaan kevennyselintä (7,37) vasten ja kääntämään vipumekanismia (9,39) niin, että jarruhihna kiristyy vauhtipyörää (2,32) vasten ja jolloin vipumekanismi (9,39) on vetoelimen siirtyessä va-20 paaratasmekanismin (4,34) vaikutuksesta vetosuuntaan nähden päinvastaiseen suuntaan (B) sovitettu kääntymään niin, että jarruhihnan (6,36) kiristysvoima vauhtipyörän (2,32) kehäpintaa vasten vähenee.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sovitelma, 25 tunnettu siitä, että kevennyselin (7,37) on vipumekanismiin (9,39) laakeroitu pyörä.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että vipumekanismin (9,39) yhteyteen on sovitettu tunnistin (16,17), joka ilmaisee vipu- 30 mekanismin (9,39) kääntymisliikkeiden lukumäärän.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että tunnistin (16,17) käsittää vipumekanismiin kiinnitetyn magneetin.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen sovitelma, 35 tunnettu siitä, että tunnistin (16,17) käsittää 10 8021 5 mikrokytkimen.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että jarruhihnan kireyttä voidaan säätää säätömekanismin (11,41) avulla.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että säätömekanismi (11,41) käsittää säätövaijerin (13,40).

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että säätömekanismi (11,41) käsit- 10 tää ruuvimekanismin.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että jarruhihnaan (6) on liitetty erillinen hihnaosa (14), jonka vapaa pää on yhdistetty runko-osaan (1) ja että erilliseen hihnaosaan 15 (14) on yhdistetty hihnan (6) kireyttä mittaava voimanmit- tausyksikkö (15).

9 80215

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että voimanini ttausyksikkö (15) käsittää venymäliuska-anturin. Il n 80215