FI90511C - Järjestely paineväliainekäyttöiseen voimalaitteeseen - Google Patents

Description

1 90511 Jårjestely painevåliainekåyttoiseen voimalaitteeseen. -Arrangemang i en tryckmediadriven kraftanordning.

Esil lå olevan keksinnon kohteena on jårjestely painevåliai-neella (hydralisesti tai pneumaattisesti) toimivaan voimalaitteeseen, joka on valmistettu taipuisasta ontosta seinå-materiaalista ja varustettu pituussuuntaisel1a rivillå onttoja, keskenåån vålimatkan pååsså olevia sisåpuolisia taskuosia ja vastaavalla pituussuuntaisel1a rivillå vahvikerakenteita, jol loin mainitut taskuosat on liitetty painevåliaineen låh-teeseen ja paineen pååstolåhteeseen niihin liittyvån painevål iainejohdon ja sisåpuolisten kanavien kautta ja kukin taskuosa on jårjestetty tåytettåvåksi eli kuormitettavaksi paineistetulla våliaineella taskuosan seinåmateriaalin defor-moimiseksi kuperaksi laajentamalla.

Kyseisen tyyppinen tunnettu jårjestely on esitetty julkaisussa US-A-4 815 782, jossa on kyseesså tarrauslaite, johon kuuluu elastinen kåsivarsi, joka on muodostettu påiståån suljetusta, tåytettåvåstå putkesta, jonka ympårille on sijoitettu useita yleisesti ottaen yhdensuuntaisia, pituussuuntaisen vålimatkan pååsså toisistaan olevia epåelastisia vanteita tåytetysså tilassa olevan kåsivarren såteettåisen elastisen laajenemisen rajoittamiseksi. Kåsivarren pintaan kiinnitetty pituussuuntai-sesti epåelastinen, sivusuuntaisesti taipuisa vanne tai nauha aikaansaa sen, ettå tåytetty kåsivarsi kiertyy tartuttavan esineen ympåri. Tåytettåvå elastinen kåsivarsi on varustettu pituussuuntaisesti ja sivusuuntaisesti leviåvillå kennoilla elastista seinåmateriaalia. Tåytettåvån kåsivarren elastista laajenemista rajoittaa pituussuuntaisesti ulottuva epåelastinen tai kimmoton vanne ja pituussuuntaisesti vålimatkan pååsså toisistaan olevat epåelastiset vanteet. Epåelastisten vanteiden rajoittama kåsivarren tåytto- tai laajenemisaste mååråå lait-teen tarttumisvoiman ja geometrian. Tarttumisvoima perustuu ainoastaan elastisen varren elastisten kennojen aikaansaamaan 2 90511 vastaavaan laajenemiseen.

Esil lå oleva keksinto on tarkoitettu kåytettåvåksi useissa eri-laisissa kåytånnon sovellutuksissa, kuten esimerkiksi kuristus-laitteessa, taivutuslaitteessa tai tarttumislaitteessa tai niiden yhdistelmisså. Ts. keksinnon mukainen voimalaite ei rajoitu pelkaståån tarttumis- ja kiinnitystoimintaan, vaan sitå voidaan yleisesti ottaen kåyttåå erilaisissa voimankåyttolait-teisssa venytys-, taivutus-, kiristys- ja vastaavien toimin-tojen suorittamiseksi.

Keksinnon pååasial1 isena tarkoituksena on saada aikaan voimalaite, joka tåytettåesså supistuu pituussuunnassa påinvastoin kuin voimalaite, joka ojentuu tåytettåesså. Lisåksi keksinnon tarkoituksena on saada aikaan yksinkertainen ja samanaikaisesti tehokas voimalaiterakenne, joka on jårjestetty sijoitettavaksi robottikåsimekanismiin ja muihin erilaisiin kåyttomekanismei-hin.

Keksinnon mukainen jårjestely on tunnettu siitå, ettå taskura-kenteet ja vahvikerakenteet on integroitu yhteen ja samaan taipuisaan, lujitettuun seinåmateriaaliin, ettå kukin taskura-kenne on muodostettu kahdesta keskenåån påål1ekkåisestå ohut-seinåisestå seinåmåstå, jotka on kehåltå ympåroity ja kehåltå rajoitettu yhteisellå, varsin paksuseinåisellå vahvikeraken-teella, ja ettå voimalaite on såådettåvisså ojentuneesta supistuneeseen tilaan paineistamal1a taskurakenteet taskura-kenteen seinåmateriaalin kuperan laajenemisdeformaation ja siihen liittyvien vahvikerakenteiden pituussuuntaisesti supis-tuvan deformaation aikaansaamiseksi.

Keksinnon mukaisen voimalaitteen tåyton seurauksena on se, ettå voimalaite kutistuu tai supistuu pituussuunnassaan ja tåmån saavat aikaan voimalaitteen paikalliset laajenemiset sen pituussuuntaan nåhden poikittaiseen suuntaan. Tål loin keksinnon 3 90511 mukaisessa jårjestelysså voimalaite aikaansaa supistuvan, varsin yksinkertaisen rakenteellisen ratkaisun, joka perustuu laitteen tåyton aiheuttamal1e supistumisperiaatteel1e. Tal laisen ratkaisun etuna on se, ettå voimalaite voidaan sijoittaa yksinkertaiseen yksiosaiseen rakennejårjesteiyyn ja ettå tål-laisena yksiosaisena rakennejårjestelynå se voidaan sijoittaa yksinkertaisella tavalla eri kåyttotarkoituksiin tarkoitettui-hin erilaisiin kåyttotyokaluihin. Voimalaitteeseen voidaan myos keråtå tax akkumuloida suuri kåyttovoima, jota kåytetåån erilaisiin tehokkaisiin kokoonpuristumistarkoituksiin. Tåmå jål-kimmåinen aikaansaadaan kåyttåmållå taipuisasta, lujitetusta seinåmateriaalista valmistettua voimalaitetta.

Keksinnon muut tunnusmerkit selviåvåt oheisesta keksinnon selityksestå, jossa tarkastellaan oheisia piirustuksia, joissa:

Kuvio 1 on osittaiskuva keksinnon mukaisen jårjestelyn erååstå osasta, joka on esitetty pintakuvantona yksinkertai-simmassa muodossaan ja toimimattomassa asennossa.

Kuvio 2 esittåå kuvion 1 mukaista jårjestelyå pystyleikkauk-sena.

Kuvio 3 esittåå kuvioiden 1 ja 2 mukaista jårjestelyå paine-kuormitetussa tilassa.

Kuvio 4 esittåå kuvion 3 mukaista jårjestelyå pysty1eikkauk-sena.

Kuviot 5 ja 6 esittåvåt vastaavassa tilassa ja leikkauksena kuin kuviot 3 ja 4 jårjestelyn eråstå vaihtoehtoista rakennetta painekuormitetussa tilassa.

4 90511

Kuviot 7 ja 8 esittåvåt pitkittåisleikkauksena jårjestelyn kolmatta rakennetta, joka on vastaavassa jårjestyksesså ojentuneessa ja taivutetussa asennossa.

Kuvio 9 esittåå keksinnon mukaisen jårjestelyn neljåttå rakennetta kaaviomaisesti perspektiivikuvana.

Kuvioissa 1 ja 2 on esitetty seinåmateriaali 10, joka on esimerkiksi lujitettua, vulkanoitua kumimateriaalia (tai vastaavaa taipuisaa materiaalia) ja johon kuuluu ulkoseinå-kerros 10a ja sisåseinåkerros 10b, joiden vålisså on pai-kallisesti rajoitettu taskurakenne 11 ja siihen liittyvå ohjainkanava 12 yhdesså paineilmajohdon 13 kanssa.

Kuvioissa 3 ja 4 seinåmateriaalin 10 taskurakenne 11 on esitetty paineistetussa asennossa. Taskurakenteen 11 tåyttymisen seurauksena saadaan aikaan materiaalin lOd kokoonpuristuminen materiaaliin lOe nåhden taskurakenteen 11 vastakkaisi11a puolilla ja materiaalin vastaava yhteenpuris-tuminen taskurakenteen pituussuuntaisi1 la sivureunoi1 la 10c.

Jårjestelyn seinåmateriaalin mainitulla kokoonpuristumisel1 a voidaan aikaansaada seinåmåmateriaalin sivusuuntainen pai-kallinen pullistuma nuolten 14 esittåmållå tavalla ja saman-aikaisesti jårjestelyn vastaava paikallinen pituussuuntainen kokoonpuristuminen nuolten 15 esittåmållå tavalla.

Kuvioissa 5 ja 6 on esitetty vastaavanlainen ratkaisu kuin kuvioissa 3 ja 4 ainoastaan sillå erolla, ettå tåsså kåytetåån kahta sarjaankytkettyå taskurakennetta 11 kuvioissa 3 ja 4 esitetyn yhden asemesta. Kuvioiden 5 ja 6 mukaisesta ratkai-susta selviåå, ettå kokoonpuristuminen on kaksi kertaa niin suuri kuin kuvioiden 1-4 mukaisessa ratkaisussa.

Kuvioissa 7 ja 8 on kåytetty kolmea taskurakennetta 11, jotka 5 90511 on kytketty sarjaan putkimaisen rungon 16 toisella puolella 16a, joka runko on valmistettu vastaavasti kuvioissa 1 - 4 (ja kuvioissa 5 ja 6) esitetystå materiaalista. Mainitut taskura-kenteet 11 on jårjestetty pituussuuntaisesti riveihin, jotka ovat yhdensuuntaisia rungon pituusakselin kanssa, eli suh-teellisen rajoittuneeksi kaistamaiseksi osaksi rungon toiselle sivulie 16a. Tåmå nauhamainen osa voi muodostaa ensimmåistå tyyppiå olevan osan, jollainen on esitetty keksinnon selityksen johdannossa ja patenttivaatimuksissa. Rungon muun seinaosan muodostaa vastaava materiaali, joka on valmistettu mainituista kahdesta kerroksesta 10a ja 10b ja joka voi muodostaa seinaosan toisen tyypin, jollainen on esitetty keksinnon selityksen johdannossa ja patenttivaatimuksissa. Tayttåmålla taskuraken-teet 11 rungon toisella sivulla 16a saadaan aikaan rungon toisen puolen tai sivun 16a kokoonpuristuminen ja samalla aiheutetaan rungon vastakkaisen sivun 16b taipuminen. Taman seurauksena saavutetaan taipumiskaarevuus, joka on noin 90°.

Purkamalla paine kuvioiden 7 ja 8 mukaisissa taskurakenteissa 11 saadaan runko 16 palaamaan kuvion 8 mukaisesta asennosta kuviossa 7 esitettyyn 1åhtoasentoon kuvion 8 mukaisessa asennossa muodostuvien luontaisten elastisten voimien avulla. Taskurakenteiden 11 yksinkertaisel1 a painevåliainetåytollå voidaan tål lå tavoin aikaansaada rungon 16 tehokas taipuminen kuviossa 7 esitetystå asennosta kuviossa 8 esitettyyn asentoon ja samalla tavoin yksinkertaisesti purkamalla painevåliaine taskurakenteista saadaan aikaan rungon suoristuminen takaisin kuviossa 7 esitettyyn alkuperåiseen asentoon.

Painevåliaineen låhdettå ja siihen liittyviå ohjauselimiå ei tåsså ole esitetty tarkemmin, koska tållaiset laitteet ovat hyvinkin tunnettuja ammattivåel1e eivåtkå aiheuta ongelmia.

Vaikka tåtå ei olekaan yksiselitteisesti esitetty, on selvåå, ettå putkimaisessa rungossa oleva ontto tila 17 voidaan 6 90511 tarvittaessa ja haluttaessa tåyttåå painevåliaineel1 a enemmån tai våhemmån riippumattomasti taskurakenteiden painevåliaine-tåytostå. Kåytettåesså runkoa esimerkiksi robottikåtenå ontossa tilassa 17 voi olla johtoja, jotka menevåt aggregaattiin, jonka tarkoitus on olla yhteistoiminnassa robottikåden kanssa tai robottikåden tukemana. Samoin on mahdollista sijoittaa erilai-sia tåyttomateriaaleja mainittuun onttoon tilaan, esimerkiksi vaahtomateriaalia tai jotakin muuta materiaalia, jolla on mahdollisuus deformoitua tiettyyn asteeseen, mutta jota sen jålkeen ohjataan tietyllå tavalla. Samoin on mahdollista kåyttåå 1isåvahvikeosia, haluttaessa nivellettyjå, pituus-suuntaisia vahvikeosia tai rengasmaisia vahvikeosia onton tilan paikal1iseksi lujittamiseksi.

Kuviossa 9 on esitetty vaihtoehtoinen rakenne, jossa jårjestely on suppilomaisen rungon 18 muodossa. Rungon 18 toisella sivulla 18a on puhtaasti kaaviomaisesti esitetty kaksi taskurakennetta 11, jotka on jårjestetty pituussuuntaisesti riviin runkoon 18 ja kytketty sarjaan toistensa kanssa putken 19 kautta ja lii-tetty yhteiseen painevåliaineputkeen 20 ja yhteiseen painevå-liainejohtoon 21. Rungon vastakkaisella puolella 18b on esitetty putki tai kanava 22, joka ulottuu pituussuuntaisesti rungossa 18 ja on yhteydesså rengasmaiseen kanavaan 23 rungon :·. 18 leveimmåsså, vapaassa ulkopååsså 18d. Viitenumerolla 24 on esitetty painevåliaineputki, joka on fyysisesti erillåån painevåliaineputkesta 21 ja johon voidaan erikseen syottåå painevåliainetta. Alueelle 18c (alue 18c rungon kummallakin vastakkaisella puolella) kahden vastakkaisen puolen 18a ja 18b våliin on jårjestetty kanava 25, joka haarautuu viitenumeroiden 25a-25g esittåmållå tavalla tåhdenmuotoiseksi suurille osille aluetta 18c. Kanavaan 25 syotetåån painevåliainetta erikseen kolmannen painevåliaineputken 26 kautta.

Painekuormittamalla kanavat 22 ja 25 niihin liittyvien painevål iaineputkien 24 ja 26a kautta voidaan aikaansaada suppilo- il 7 90511 maisen rungon 18 laajeneminen kuviossa 9 esitetyllå tavalla.

Sen lisåksi, ettå taskurakenteet 11 painekuormitetaan painevå-liaineputken 21 kautta, voidaan kokoonpuristuminen aikaansaada paikal1isesti rungon 18 toisella sivulla. Talloin pitaå rungon vapaa ulkopåå 18d kååntåå siten, ettå aukko osoittaa vasemmalle kuviossa 9, jolloin suppilomuoto såilytetåån muuttumattomana tai olennaisesti muuttumattomana 1ukuunottamatta rungon yhtå pituussuuntaisesti kokoonpuristunutta sivua 18a.

Painekuormittamalla kanavat 19 ja 25 ja purkamalla paine kanavasta 23 voidaan rungon vapaassa ulkopååsså oleva aukko deformoida suureirtmassa tai våhåisemmåsså måårin riippuen siitå, kuinka pal jon jåljellå oleva runko samanaikaisesti deformoituu kanavan 25 måårååmållå tavalla, jonka kanavan haarat 25a-25g ovat rungon kummallakin vastakkaisel1a sivulla.

Painekuormittamalla kanavat 19 ja 23 ja poistamalla paine kanavista 25 (rungon vastakkaisilla puolilla) tai poistamalla paine vain toisesta kanavasta 25 voidaan rungon 18 muotoa vastaavasti såådellå samalla, kun rungon vapaassa ulkopååsså oleva aukko pidetåån suhteellisen muuttumattomasti laajentu-neena.

Tålloin on mahdollista painevåliaineen erillisellå syotollå ja painevåliaineen purkamisella siirtåå ja muuttaa rungon 18 muotoa siten, ettå se kykenee suorittamaan erilaisia haluttuja toimintoja tarttumis- tai kiinnityselimenå tai jonkun muun liitetyn aggregaatin siirto- tai kannatuselimenå. Aggregaatti voidaan sijoittaa esimerkiksi suojatusti rungon 18 sisåån. Kååntåmållå rungon 18 aukkoa voidaan aggregaatti siten kååntåå samanaikaisesti.

Rungon 18 esitetyn suppilomuodon asemesta voidaan kåyttåå runkoa, jonka muoto on sylinterimåinen tai monisårmåinen (kolmi-, nelisårmåinen jne.), el 1ipsinmuotoinen tai poikki- 8 90511 1eikkaukseltaan jonkun muun muotoinen, jolloin muoto mååråå sen, mihin suuntaan runkoa taivutetaan tai sen muotoa muutetaan muulla tavoin.

Claims (4)

9 90511

1. Jårjestely painevåliaineel1 a (hydraulisesti tai pneumaat-tisesti) toimivaan voimalaitteeseen (16), joka on valmistettu taipuisasta ontosta seinåmateriaalista ja varustettu pituus-suuntaisella rivillå onttoja, toisistaan vålimatkan pååsså olevia sisåpuolisia taskurakenteita (11) ja vastaavalla pituusuuntaisella rivillå vahvikerakenteita (10c), jolloin mainitut taskurakenteet (11) on liitetty painevåliaineen låhteeseen ja paineen pååstolåhteeseen niihin liittyvån painevåliaineputken (13) ja sisåpuolisten kanavien (12) kautta ja kukin taskurakenne (11) on sovitettu tåytettåvåksi eli kuormitettavaksi paineistetulla våliaineella taskurakenteen seinåmateriaalin kuperasti laajenevan deformaation aikaansaa-miseksi, tunnettu siitå, ettå taskurakenteet (11) ja vahvikerakenteet (10c) on integroitu yhteen ja samaan lujitet-tuun taipuisaan seinåmateriaaliin, ettå kukin taskurakenne on muodostettu kahdesta keskenåån påallekkåisestå, varsin ohutsei-nåisestå seinåmåosasta, joiden kehå on ympåroity ja joiden kehåliikettå rajoittaa yhteinen, varsin paksuseinåinen vahvi-kerakenne (10c), ja ettå voimalaite (16) on såådettåvisså ojentuneesta kokoonpuristuneeseen tilaan paineistamal1a taskurakenteet taskurakenteen seinåmateriaalin kuperaksi laajenevan : deformaation sekå siihen liittyvien vahvikerakenteiden (10c) V ·' siitå aiheutuvan sivusuuntaisen ja pituussuuntaisen kokoonpu- f j : ristumisdeformaation aikaansaamiseksi .

2. Patentti vaatimuksen 1 mukainen jårjestely, tunnettu siitå, ettå voimalaitteen (16) seinåmateriaali on valmistettu sisåkerroksesta (10b) ja ulkokerroksesta (10a), jotka on liitetty toisiinsa mainituissa vahvikerakenteissa (10c) ja ettå taskurakenteet (11) ja niihin liittyvåt kanavat (12) on sijoi- ·/·: tettu mainittujen kerrosten våliseen rajoitettuun osaan.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jårjestely, tunnettu 10 9051 1 siitå, ettå voimalaite (16) on sijoitettu putkimaisen elimen (kuviot 7 ja 8) seinåmateriaaliin sen toiseen sivuosaan mainitun elimen taivuttamiseksi kaarevaan tai taitettuun asentoon.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jårjestely, tunnettu siitå, ettå voimalaite (16) on sijoitettu kellomaisen elimen (kuvio 9) seinåmateriaaliin mainitun elimen ååriviivan muutta-miseksi elimen låpi ulottuvan pååtason suhteen. 11 9051 1