FI91798B - Ketjuvoimansiirtojärjestelmä - Google Patents

Description

91798

Ketj uvoimansi irtoj ärj estelmä

Keksinnön kohteena on ketjuvoimansiirtojärjestelmä, johon kuuluu useampia nivelöintikohdista toisiinsa 5 liitettyjä muotokappaleita ja pyöräjärjestely, joka käsittää ainakin yhden käyttöpyörän mainituista muotokappaleista muodostuvan ketjun siirtämiseksi. Ketjun kantopinta käsittää sopivimmin kunkin muotokappaleen ainakin yhden nivelöintikohdan läheisyyteen, 10 kulkusuuntaan nähden poikittaisesti ja niveljakoon nähden epäkeskeisesti järjestetyn aukon, joka muodostuu ryntöreunasta, pohjasta ja jättöreunasta. Ketjun aukot ovat ketjua siirrettäessä yhteistoiminnassa käyttöpyörään kuuluvien, aukkojen mukaisesti ja ketjun 15 kulkusuuntaan nähden poikittaisesti järjestettyjen vastinpintojen, kuten tappien tai vastaavien kanssa, joiden vapaa kontaktileveys, kuten tappien pituus, vastaa sopivimmin muotokappaleiden leveyttä. Vastinpin-nan ja aukon ryntöreunan puoleisen pään kosketuk- 20 sesta alkavan yhteistoiminnan aikana, jolloin ketju on ainakin taittumassa käyttöpyörän päälle, on muodostuvan kontaktialueen leveys sopivimmin muotokappaleen leveyttä vastaava, jonka yhteistoiminnan jälkeen, ketjun suoristuessa vastinpinta poistuu ketjussa 25 olevan aukon jättöreunan puoleisesta päästä. Ainakin oleellisesti suorana olevassa ketjussa on sopivimmin kunkin aukon vapaa pituussuuntainen sisämitta oleellisesti suurempi kuin vastinpinnan kontaktipituus, kuten tapin halkaisija.

30

Osittain edellä mainitun tyyppinen ketjurakenne on aikaisemmin tunnettu esim. julkaisusta FI-64707, jossa esitetty muotokappale käsittää ketjun kulkusuuntaan nähden poikittaissuuntaisen aukon, jonka pituus 35 vastaa muotokappaleen leveyttä, ja joka on edullisesti sijoitettu muotokappaleen toisen nivelkohdan läheisyyteen. Tällöin ketjun taittuessa käyttöpyörälle 91798 2 muodostuu edullinen vipuvarsi, jonka ansiosta ket-jurakenteeseen vaikuttava ketjuvoima painaa mainitut aukot lujemmin käyttöpyörän tappeja vasten. Tämä ratkaisu vähentää merkittävästi ns. ylihyppimistä.

5 Lisäksi muodostuvien vipuvarsien ansiosta ketjurakenne irtoaa paluupuolella helposti käyttöpyörältä, jolloin sen ns. mukaanottaminen estyy.

Julkaisussa US-4,123,947 on esitetty perinteinen 10 ketjurakenne, joka on valmistettu ei-metallisesta materiaalista. Tällaisessa ratkaisussa välitetään voimansiirto käyttöpyörältä ketjurakenteeseen yleensä hammasmuotojensa osalta standardoidulla käyttöpyörällä.

15 Julkaisun FI-64707 mukainen ketjurakenne on käytännössä osoittautunut hyväksi. Tietyissä käyttökohteissa, kuten vedenpuhdistamoissa käytettävissä ketjurakenteis-sa on kuitenkin jouduttu korroosion ja ketjun ominaispainon vähentämiseksi siirtymään muovisiin tai vas-20 taaviin ei-metallisiin materiaaleihin. Tällöin suurista kuormista sekä uusien materiaalien, teräkseen verrattuna joustavammasta käyttäytymisestä johtuen on tietyissä sovellutuksissa todettu em. ylihyppimistä, jolloin käyttöpyörällä oleva ketju pääsee ketjun 25 vähäisen venymän, värähtelyn tai vastaavan syyn takia nousemaan käyttöpyörän tapeilta siten, että käyttöpyörä rupeaa pyörimään sen tappien liukuessa vapaasti pitkin ketjun ulkopintaa. Tällöin ketjun ja käyttöpyörän alkuperäisen voimansiirtotoiminnan palauttamiseksi 30 käyttöpyörän pyörintä keskeytetään ja ketju asetetaan sille uudelleen. Käytännössä tällaisen ylihyppimisen aiheuttamat vahingot saattavat olla sangen merkityksellisiä aiheuttaen mitä erilaisimpia huolto-, kunnossapito-ymv. toimenpiteitä.

Julkaisun US-4,123,947 mukaisen perinteisen ket juraken-teen ja sen yhteydessä käytettävän käyttöpyörän yhteistoiminta perustuu edullisimmillaan käyttöpyörän 35 3 91798 hammastuksen osalta standardoidun ns. evolventtikäyrän soveltamiseen. Periaatteessa US-julkaisun mukaisen ketjurakenteen käyttöpyörällä olevat hampaat vastaavat perusprofiililtaan edellä mainitussa FI-julkaisussa 5 sovelletun aukon ryntö- ja jättöreunan perusprofiileja.

Käytännössä edellä mainitun julkaisun FI-64707 mukainen ketjurakenne on siinä aikaansaatujen vipuvarsien 10 ansiosta mainittua US-julkaisua edullisempi ratkaisu. Kummankaan julkaisun mukaisessa ratkaisussa ei ole kuitenkaan mahdollista estää mainittua ylihyppimistä perusprofiilin syvyyttä lisäämällä, koska tällöin seurauksena on se, että ketju ei pääse irtautumaan 15 käyttöpyörän paluupuolelta, vaan tapahtuu ns. mukaanottaminen.

Edellä mainittujen ongelmien poistamiseksi on julkaisussa FI-85755 esitetty edelleen kehitelty ratkaisu.

20 Tässä julkaisussa esitetty parannus perustuu siihen, että aukon ja käyttöpyörän tapien välisen kosketus-tilanteen aikana on ketjussa olevan aukon vapaa pituussuuntainen mitta oleellisesti suurempi kuin vastaavan tapin vastaava mitta. Tällöin em. osien 25 välinen kontakti tapahtuu tapin ja ketjussa olevan aukon ryntöreunan kesken. Ryntöreunan suurin etäisyys muotokappaleen keskiölinjasta on lisäksi oleellisesti suurempi kuin jättöreunan vastaava etäisyys. Ratkaisu mahdollistaa sen, että muotokappaleen ryntöreunan 30 korkeus voidaan määrittää sovellutuksittain esim. ns. evolventtiprofiilia jyrkempään kulmaan, jolloin ketjun ylihyppääminen on estettävissä. Kyseinen ratkaisu soveltuu erityisesti sovellutuksiin, joissa ketju kulkee jatkuvasti samaan suuntaan. Ketjua voidaan 35 tästä huolimatta käyttää myös pääkäyttötarkoitusta vastakkaisessa suunnassa, jolloin kuitenkin kuormituksen tulee olla oleellisesti pääkäyttötarkoitusta : vähäisempi mainitun ylihyppimisen välttämiseksi.

91 798 4

Suunnanvaihdoksen yhteydessä on myös luonnollisesti viivettä, koska käyttöpyörän tapit luistavat aukon pohjaa pitkin jättöreunaa vasten, ennen kuin varsinainen ketjun liike käynnistyy.

5 Tämän keksinnön mukaisella ketjuvoimansiirtojärjestelmällä on tarkoituksena saada aikaan ratkaiseva parannus edellä esitettyihin epäkohtiin ja siten kohottaa oleellisesti alalla vallitsevaa tekniikan 10 tasoa. Tämän tarkoituksen toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle ket juvoimansiirtojär jestelmälie on pääasiassa tunnusomaista se, että ketjussa olevien aukkojen vapaa pituussuuntainen sisämitta on järjestetty muuttuvaksi, jolloin muotokappaleiden muodostaman 15 ketjun aukkojen ainakin ollessa yhteistoiminnassa käyttöpyörän vastinpintojen kanssa, on sopivimmin kunkin aukon vapaa pituussuuntainen sisämitta ainakin osittain muutettavissa yhtäsuureksi kuin vastaavan vastinpinnan kontaktipituus, kuten tapin halkaisija.

20

Keksinnön mukaisen ket juvoimansiirtojär jestelmän tärkeimpinä etuina voidaan mainita yksinkertaisuus ja toimintavarmuus, jolloin voidaan välttyä kaikilta edellä mainituilta ongelmilta, kuten ylihyppimiseltä 25 ja mukaanottamiselta. Lisäksi keksinnön mukaista ketjua on mahdollista käyttää yhtä suurella kuormituksella kumpaankin liikesuuntaan. Tällöin ketjun liikesuunnan muutoksesta ei aiheudu minkäänlaista viivettä, vaan ketju lähtee välittömästi suunnan muutoksen 30 jälkeen liikkeeseen. Keksinnön mukainen muotokappale on konstruoitavissa myös siten, että käyttöpyörän vastinpinnat lukittuvat ketjun aukkoihin siten, että käytännössä ylihyppiminen on jopa mahdotonta.

35 Muissa ketjuvoimansiirtojärjestelmään kohdistuvissa epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa on esitetty keksinnön mukaisen ket juvoimansiirtojär jestelmän edullisia suoritusmuotoja.

91 738 5

Seuraavassa selityksessä keksintöä havainnollistetaan yksityiskohtaisesti samalla viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa 5 kuva 1 esittää sivukuvantona erään edullisen keksinnön mukaisen voimansiirtojärjestelmän toimintaperiaatetta, ja 10 kuvat 2a ja 2b esittävät sivukuvantoa ja etukuvantoa eräästä edullisesta keksinnön mukaisesta muotokappaleesta.

Ketjuvoimansiirtojärjestelmään kuuluu kuvassa 1 15 esitetyn periaatteen mukaisesti useampia nivelöinti-kohdista toisiinsa liitettyjä muotokappaleita 1 ja pyöräjärjestely, joka käsittää edelleen ainakin yhden käyttöpyörän 7 mainituista muotokappaleista 1 muodostuvan ketjun siirtämiseksi. Ketjun kantopinta Ib 20 käsittää kunkin muotokappaleen 1 ainakin yhden nive-löintikohdan läheisyyteen, kulkusuuntaan nähden poikittaisesti ja niveljakoon nähden epäkeskeisesti järjestetyn aukon 2, joka muodostuu ryntöreunasta X, pohjasta Y ja jättöreunasta Z. Ketjun aukot 2 ovat 25 ketjua siirrettäessä yhteistoiminnassa käyttöpyörään 7 kuuluvien, aukkojen 2 mukaisesti ja ketjun kulkusuuntaan nähden poikittaisesti järjestettyjen vastinpin-tojen 9, kuten tappien 9a kanssa. Vastinpintojen 9 vapaa kontaktileveys, eli tappien 9a pituus vastaa 30 sopivimmin muotokappaleiden leveyttä 1. Vastinpinnan 9 ja aukon 2 ryntöreunan X puoleisen pään kosketuksesta alkavan yhteistoiminnan aikana, jolloin ketju on ainakin taittumassa käyttöpyörän 7 päälle, on muodostuvan kontaktialueen leveys edullisimmin muoto-35 kappaleen leveyttä 1 vastaava. Mainitun yhteistoiminnan jälkeen, ketjun suoristuessa vastinpinta 9 poistuu ketjussa olevan aukon 2 jättöreunan Z puoleisesta päästä. Ainakin suorana olevassa ketjussa on kunkin 91798 6 aukon 2 vapaa pituussuuntainen sisämitta e oleellisesti suurempi kuin vastinpinnan 9 kontaktipituus eli esitetyssä sovellutuksessa tapin 9a halkaisija. Ketjussa olevien aukkojen 2 vapaa pituussuuntainen 5 sisämitta e on järjestetty muuttuvaksi, jolloin muotokappaleiden 1 muodostaman ketjun aukkojen 2 ainakin ollessa yhteistoiminnassa käyttöpyörän 7 vastinpintojen 9 kanssa, on edullisimmin kunkin aukon 2 vapaa pituussuuntainen sisämitta e' ainakin osittain 10 muutettavissa yhtäsuureksi kuin vastaavan vastinpinnan 9 kontaktipituus eli tapin 9a halkaisija.

Kuvan 2b mukaisesti on kussakin muotokappaleessa 1 kaksi nivelkohtaa 4, 5, joista ensimmäinen nivelkohta 15 on järjestetty yhtenäiseksi, oleellisesti muotokappaleen leveyttä 1 kapeammaksi ulokkeeksi 4 ja toinen haarukaksi 5. Lisäksi kummassakin nivelkohdassa 4, 5 on edullisesti samansuuruinen reikä 6, jolloin ketjun muodostamiseksi on kukin nivelöintikohta muodostet-20 tavissa sijoittamalla edellisen muotokappaleen mainittu uloke 4 seuraavan muotokappaleen mainitun haarukan 5 väliin ja sijoittamalla mainittuihin reikiin 6 nivel-tappi tai vastaava. Erityisesti kuvaan 1 viitaten on muotokappaleiden 1 muodostamassa ketjussa olevien 25 aukkojen 2 pituussuuntainen sisämitta e järjestetty muuttumaan peräkkäisten muotokappaleiden 1 kiertyessä toistensa suhteen nivelkohdissa 4, 5 ainakin osittain vastinpintojen 9 kontaktipituutta pienemmäksi e", ainakin ketjun ollessa täysin taittuneena käyttöpyöräl-30 le 7.

Tällöin edullisena sovellutuksena on erityisesti kuvissa 1 ja 2a esitetyn mukaisesti muotokappaleiden 1 muodostamassa ketjussa kunkin aukon 2 ryntöreuna X 35 järjestetty ketjun kulkusuunnassa tarkasteltuna edelliseen muotokappaleeseen ja jättöreuna Z seuraavaan muotokappaleeseen, jolloin aukon 2 pohja Y on järjestetty ainakin osittain nivelkohdan 4, 5 kohdalle.

91798 7 Tällöin muotokappale 1 käsittää esim. kuvassa 2a esitetyn mukaisesti sen toisessa nivelkohdassa 5 olevan ryntöreunan X ja vastaavasti ensimmäisessä nivelkohdassa 4 olevan jättöreunan Z. Edullisena 5 sovellutuksena on kuvassa 2a kuvattu muotokappale 1 muodostettu keskikohtansa K suhteen symmetriseksi, jolloin muotokappaleen 1 nivelkohtiin 4, 5 järjestetyt ryntöreuna X ja jättöreuna Z ovat oleellisesti samanmuotoiset.

10

Muotokappaleen 1 nivelkohdissa 4, 5 olevat aukon 2 pohjat Y on yhdistetty oleellisesti vastinpintojen 9 muotoa, kuten tapin 9a kaarevuutta vastaavalla säteellä muotokappaleessa 1 oleviin ryntöreunaan X ja jättöreu- 15 naan Z. Edullisena sovellutuksena on muotokappaleessa 1 olevat aukon 2 pohjat Y järjestetty lisäksi osittain samansuuntaisiksi muotokappaleen 1 reikiä 6 yhdistävän keskiölinjan s kanssa.

20 Edelleen edullisena sovellutuksena on muotokappaleen 1 nivelkohdissa 4, 5 olevat ryntöreuna X ja jättöreuna Z järjestetty osittain suoriksi, jolloin aikaansaadaan mahdollisimman liukuva kosketus käyttöpyörän tappien 9a ja mainittujen ryntö- ja jättöreunojen X, Z kesken.

25

Kuvassa 2a esitetyn sovellutuksen mukaisesti on edullisimmin kunkin muotokappaleen 1 kantopinta Ib järjestetty ainakin osittain koveraksi, kuten käyttö-pyörän 7 kaarevuussädettä r3 vastaavaan muotoon.

30 Tällöin on ensimmäisessä ja toisessa nivelkohdassa 4, 5 olevat ryntöreuna X ja jättöreuna Z järjestetty yhtymään muotokappaleen 1 kantopintaan Ib pyöristetysti v. Tällöin saadaan aikaan sivukuvannossa tarkasteltuna kaikilta osin kaarevamuotoinen muotokappale sekä myös 35 ketju, jolloin vältytään pyörä järjestelyyn kohdistuvilta pistemäisiltä kuormilta. Lisäksi pyöristettyjen 91798 8 kulmiensa ansiosta ketju ei pyri kuljettamaan mukanaan siihen esim. tahattomasti kosketukseen tulevaa materiaalia tai epäpuhtauksia.

5 On selvää, että keksintö ei rajoitu edellä esitettyihin sovellutuksiin, vaan sitä voidaan perusajatuksen puitteissa muunnella huomattavastikin oheisten patenttivaatimusten määrittelemissä rajoissa. Luonnollisesti keksinnön mukaisen ket juvoimansiirtojär jestelmän 10 osat, kuten käyttöpyörä ja muotokappaleet voidaan valmistaa mitä erilaisemmista materiaaleista, kuten muoveista, metalleista, komposiittimateriaaleista, keraamisista materiaaleista ja/tai vastaavista mitä erilaisempia valmistusmenetelmiä käyttäen.

Claims (9)

91 798 9 Patenttivaatimukset;

1. Ketjuvoimansiirtojärjestelmä, johon kuuluu 5 useampia nivelöintikohdista toisiinsa liitettyjä muotokappaleita (1) ja pyöräjärjestely, joka käsittää ainakin yhden käyttöpyörän (7) mainituista muotokappaleista (1) muodostuvan ketjun siirtämiseksi, jonka ketjun kantopinta (Ib) käsittää sopivimmin kunkin 10 muotokappaleen (1) ainakin yhden nivelöintikohdan läheisyyteen, kulkusuuntaan nähden poikittaisesta ja niveljakoon nähden epäkeskeisesti järjestetyn aukon (2), joka muodostuu ryntöreunasta (X), pohjasta (Y) ja jättöreunasta (Z), jolloin ketjun aukot (2) ovat 15 ketjua siirrettäessä yhteistoiminnassa käyttöpyörään (7) kuuluvien, aukkojen (2) mukaisesti ja ketjun kulkusuuntaan nähden poikittaisesti järjestettyjen vastinpintojen (9), kuten tappien (9a) tai vastaavien kanssa, joiden vapaa kontaktileveys, kuten tappien 20 (9a) pituus, vastaa sopivimmin muotokappaleiden leveyttä (1), jolloin vastinpinnan (9) ja aukon (2) ryntöreunan (X) puoleisen pään kosketuksesta alkavan yhteistoiminnan aikana, jolloin ketju on ainakin taittumassa käyttöpyörän (7) päälle, on muodostuvan 25 kontaktialueen leveys sopivimmin muotokappaleen (1) leveyttä vastaava, jonka yhteistoiminnan jälkeen, ketjun suoristuessa vastinpinta (9) poistuu ketjussa olevan aukon (2) jättöreunan (Z) puoleisesta päästä, jolloin ainakin oleellisesti suorana olevassa ketjussa 30 on sopivimmin kunkin aukon (2) vapaa pituussuuntainen sisämitta (e) oleellisesti suurempi kuin vastinpinnan (9) kontaktipituus, kuten tapin (9a) halkaisija, tunnettu siitä, että ketjussa olevien aukkojen (2) vapaa pituussuuntainen sisämitta (e) on järjestetty 35 muuttuvaksi, jolloin muotokappaleiden (1) muodostaman 91 798 10 ketjun aukkojen (2) ainakin ollessa yhteistoiminnassa käyttöpyörän (7) vastinpintojen (9) kanssa, on sopivammin kunkin aukon (2) vapaa pituussuuntainen sisämitta (e1) ainakin osittain muutettavissa yhtäsuureksi kuin 5 vastaavan vastinpinnan (9) kontaktipituus, kuten tapin (9a) halkaisija.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ketjuvoimansiirto-järjestelmä, jolloin mainitun ketjun muodostamiseksi 10 on kussakin muotokappaleessa (1) kaksi nivelkohtaa (4, 5), joista ensimmäinen nivelkohta on järjestetty yhtenäiseksi, oleellisesti muotokappaleen leveyttä (1) kapeammaksi ulokkeeksi (4) ja toinen haarukaksi (5), jolloin kummassakin nivelkohdassa (4, 5) on 15 sopivimmin samansuuruinen reikä (6), jolloin ketjun muodostamiseksi on kukin nivelöintikohta muodostettavissa sijoittamalla edellisen muotokappaleen uloke (4) seuraavan muotokappaleen haarukan (5) väliin ja sijoittamalla reikiin (6) nivelöintielin, kuten 20 niveltappi tai vastaava, tunnettu siitä, että muoto-kappaleiden (1) muodostamassa ketjussa olevien aukkojen (2) pituussuuntainen sisämitta (e) on järjestetty muuttumaan peräkkäisten muotokappaleiden (1) kiertyessä toistensa suhteen nivelkohdissa (4, 5) ainakin osittain 25 oleellisesti vastinpintojen (9) kontaktipituutta pienemmäksi (e"), ainakin ketjun ollessa täysin taittuneena käyttöpyörälle (7).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen ketjuvoiman- 30 siirtojärjestelmä, tunnettu siitä, että muotokap paleiden (1) muodostamassa ketjussa on kunkin aukon (2) ryntöreuna (X) järjestetty ketjun kulkusuunnassa tarkasteltuna edelliseen muotokappaleeseen ja jättö-reuna (Z) seuraavaan muotokappaleeseen, jolloin aukon 35 (2) pohja (Y) on järjestetty ainakin osittain nivel- kohdan (4, 5) kohdalle. 91 798 11

4. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 1-3 mukainen ketjuvoimansiirtojärjestelmä, tunnettu siitä, että muotokappale (1) käsittää ainakin sen 5 ensimmäisessä tai toisessa nivelkohdassa (4, 5) olevan ryntöreunan (X) ja vastaavasti toisessa tai ensimmäisessä nivelkohdassa (5, 4) olevan jättöreunan (Z).

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen ketjuvoimansiirto- 10 järjestelmä, tunnettu siitä, että muotokappale (1) on muodostettu sivukuvannossa tarkasteltuna keskikohtansa (K) suhteen symmetriseksi, jolloin muotokappaleen (1) nivelkohtiin (4, 5) järjestetyt ryntöreuna (X) ja jättöreuna (Z) ovat oleellisesti 15 samanmuotoiset.

6. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 1-5 mukainen ketjuvoimansiirtojärjestelmä, tunnettu siitä, että muotokappaleen (1) ainakin yhden nivelkoh- 20 dan (4, 5) kohdalla oleva aukon (2) pohja (Y) on yhdistetty oleellisesti vastinpintojen (9) muotoa, kuten tapin (9a) kaarevuutta vastaavalla säteellä muotokappaleessa (1) olevaan ryntöreunaan (X) ja/tai jättöreunaan (Z). 25

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen ketjuvoimansiirtojärjestelmä, tunnettu siitä, että muotokappaleen (1) ainakin yhdessä nivelkohdassa (4, 5) oleva aukon (2) pohja (Y) on järjestetty ainakin osittain suoraksi 30 ja samansuuntaiseksi muotokappaleen (1) reikiä (6) yhdistävän keskiölinjan (s) kanssa.

8. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 4-7 , mukainen ketjuvoimansiirtojärjestelmä, tunnettu 35 siitä, että muotokappaleen (1) ainakin yhdessä nivel-kohdassa (4, 5) oleva ryntöreuna (X) ja/tai jättöreuna . (Z) on järjestetty ainakin osittain suoraksi. 91 798 12

9. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 1-8 mukainen ket juvoimansiirto järjestelmä, jolloin sopivim-min kunkin muotokappaleen (1) kantopinta (Ib) on järjestetty ainakin osittain koveraksi, kuten käyttö-5 pyörän (7) kaarevuussädettä (r3) vastaavaan muotoon, tunnettu siitä, että muotokappaleen (1) sopivimmin ensimmäisessä ja toisessa nivelkohdassa (4, 5) olevat ryntöreuna (X) ja jättöreuna (Z) on järjestetty yhtymään muotokappaleen (1) kantopintaan (Ib) pyörisit) tetysti (v). * 91798 13