FI94512C - Kuulatasolaite - Google Patents

Description

94512

Kuulatasolaite

Keksintö koskee kuulatasolaitetta, jossa on ainakin yksi kuulasovitelma, joka käsittää: pyöreän voimakäyttöi-5 sen kuulan, tukivälineet voimakäyttöisen kuulan tukemiseksi vapaata pyörimistään varten ja yhdensuuntaiset vaakasuorat käyttöakselit voimakäyttöisen pallon kummallakin puolella.

Kuulatasot, joissa on paljon teräskuulia, jotka on 10 tuettu niin, että ne ovat täysin pyöriviä, ovat hyvin tunnettuja ja laajalti käytettyjä tuotteiden kuljettamisessa varastoissa jne. Tunnetaan myös kuulatasoja, joissa kuulat pannaan pyörimään johonkin tiettyyn suuntaan, ja on ehdotettu kaikkiin suuntiin pyöritettävien voimakäyttöisten 15 kuulatasojen aikaansaamiseksi, mutta ne ovat olleet rakenteeltaan monimutkaisia ja siten kalliita valmistaa. Eräs ehdotus yksinkertaisen, voimakäyttöisen kuulan aikaansaamiseksi on esitetty englantilaisessa patentissa A 1366206, jossa kaksi kohtisuorassa olevaa käyttörullaa kosketukses-20 sa voimakäyttöisen kuulan kanssa on 90° päässä toisistaan kuulan ympärillä pyörittääkseen kuulaa keskenään kohtisuoriin suuntiin.

Esillä olevalla keksinnöllä pyritään aikaansaamaan yksinkertainen ja sen takia suhteellisen edullinen, voima-25 käyttöinen kuulasovitelma kuulatasoa varten.

Tähän päästään keksinnön mukaisella laitteella, jolle on tunnusomaista, että tukivälineet määrittelevät ensimmäisen tukipisteen voimakäyttöiselle kuulalle, ja että kumpikin yhdensuuntainen vaakasuora käyttöakseli kä-30 sittää kauluksen, joka on käyttökytkennässä voimakäyttöisen kuulan kanssa sen ekvaattorin E läpi kulkevassa vaakasuorassa tasossa tai sen alapuolella toisen ja kolmannen tukipisteen määrittelemiseksi mainitulle kuulalle, jolloin kolme tukipistettä, jotka määrittelevät voimakäyttöisen 35 kuulan asennon, muodostavat kolmion, jonka sisällä pallon keskipisteen projektio sijaitsee.

2 94512

Keksinnön edullisia suoritusmuotoja selostetaan seuraavasssa vain esimerkinomaisesti viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 on sivukuva vierivän kuulatason läpi 5 esittäen yhtä ainoaa kuulasovitelmaa, kuvio 2 on tasokuva kuvion 1 kuulasovitelmasta, kuvio 3 on isometrinen kuva vaihtoehtoisesta kuulasovitelmasta, jossa on käytetty kartiomaisia kauluksia, kuvio 3a - 3d esittävät kaaviomaisesti taso- ja 10 sivukuvana kuulasovitelmaa käytössä esittäen käyttötoimin toja, kuvio 4 on leikkauskuva kuulatasosta edullisine tu-kikappaleineen, ylikuormitussuojasta ja liitännästä käyttölaitteeseen, 15 kuvio 4a on tasokuva kuviosta 4 niin, että kuula- tason päällys on poistettu, kuvio 5 on suurennettu osittainen kuva kuviosta 4 ja esittää kimmoisaa materiaalia olevaa suojapäällysjär-jestelyä, 20 kuvio 6 on kuviota 5 vastaava kuva mutta esittää vaihtoehtoisen, metallia olevan suojapäällyksen, ja kuvio 7 esittää vielä edullisemman suojapäällyksen.

Kuvioihin 1 ja 2 liittyen yhteen kuulasovitelmaan, 25 joka muodostaa osan monista kuulasovitelmista, joissa on kuulataso, kuuluu yleensä pohjalevy 1, pyörivä laakeri 2, joka on esitetty kuulayksikkönä, ollen kiinnitetty laipan 3 vinolle pinnalle, joka laippa ulkonee pohjalevystä 1, ja muut osat seuraavasti. Pari yhdensuuntaisia käyttövarsia 30 4,5 on pyörivästi tuettu vastaaviin uloketukiin 6,7, jotka ulkonevat pohjalevystä 1. Jokaisessa käyttövarressa on rengasmainen kauluskappale 8,9 kiinnitettynä pyörimään sen kanssa ja voimakäyttöinen pyöreä kuula 10 tuettuna käyttö-varsien 4,5 välissä olevaan kuulayksikköön 2 ja ollen jo-35 kaisen rengasmaisen kauluskappaleen 8,9 kulmaa 8a,9a vas- 3 94512 ten. Rei'itetty päällyslevy 11 on sijoitettu pyörivän järjestelmän päälle niin, että jokaisessa voimakäyttöisessä pyöreässä kuulassa 10 on pieni väli levyssä olevaan reikään nähden ja se ulottuu vapaasti sen läpi pienen matkaa 5 levyn 11 pinnan yläpuolelle.

Pyörivä laakeri 2 on tavanomainen kuulatyyppiä oleva kuulalaakeri tai laite, jossa on pyörivä kuula tuettuna osaan pyöreää laakeria. Voidaan käyttää mitä tahansa toiminnallisesti vastaavaa laakeria. Pyörivä laa-10 keri 2 saa mennä laipan 3 vinoon pintaan. Käyttöakselit 4,5 ulottuvat tasossa olevaan ryhmään sivuittain pyöriviä kuulasovitelmia (ei esitetty, mutta ks. kuviot 4 ja 4a) käyttämään niitä samanaikaisesti ja jokainen niistä on yhdistetty sopivaan kaksisuuntaiseen käyttömekanismiin, 15 esimerkiksi sähkömoottoriin esim. hihnalla tai ketjuvoi-mansiirrolla tai vastaavalla liitynnällä. Kuulatasossa kaikki vastaavat käyttöakselit 4 voidaan yhdistää yhteen kaksisuuntaiseen käyttömekanismiin (ei esitetty) ja vastaavat käyttöakselit 5 toiseen, yhteen ainoaan kaksisuun-20 täiseen käyttömekanismiin.

Kauluskappaleet (8,9) on asennettu akseleihin millä tahansa sopivalla tavalla, esimerkiksi kiilaamalla tai akseleiden pinnassa ja rengasmaisten kaulusten (8,9) sisäpinnassa olevalla yhteiskäyttöisellä moniosaisella osal-25 la, yleensä mikä tahansa kiinnitystäpä, jolla kaulukset saadaan pyörimään käyttöakseleiden mukana, kelpaa. Kaulukset voidaan muotoilla olemaan käyttöakseleiden kiinteitä osia ja ne voivat olla muunkinlaisia kuin esitetyt rengasmaiset kaulukset, esim. kartiomaisia (kuten kuviossa 30 3). Rengasmaiset kaulukset 8,9 voivat olla yleensä pelkäs tään lieriömäisiä niiden jokaisessa kulmassa 8a,9a niiden ollessa toimiyhteydessä pienen säteen omaavaan pyöreään kuulaan 10 kosketuskuorman levittämiseksi käytön aikana voimakäyttöisen kuulan 10 suuremmalle pinnan alueelle.

35 Voimakäyttöistä kuulaa 10 on tuettu pyörivään laa keriin 2 poikkeutettuna kuulan pystyakselista ja pysty- • · 4 94512 tasossa B yhdensuuntaisten käyttöakseleiden akseleista samansuuntaisesti ja yhtä pitkän matkan päässä niin, että kuula nojaa kaulusten 8,9 nurkkia 8a,9a vasten ja rengasmaiset kaulukset kiinnittävät voimakäyttöisen kuulan sym-5 metrisesti sen tason ympärille sekä voimakäyttöisen kuulan ekvaattorissa E tai sen lähellä (aivan alapuolella) oleviin kohtiin. Voimakäyttöisen kuulan ja jokaisen rengasmaisen kauluksen välinen kosketuspinta on pieni. Kaulukset on esitetty kosketuksessa voimakäyttöiseen kuulaan 10 10 sellaisissa kohdissa, jotka ovat osan matkaa kuulan läpi menevien vaaka-akseleiden, jotka ovat samansuuntaisia sekä kohtisuorassa käyttöakseleihin nähden, ja niiden akseleiden välillä, jotka esittävät niitä rajoja, joiden välissä kosketuskohtien pitäisi olla. Kuten nähdään, jo-15 kainen kosketuspiste on kohdassa, joka on ekvaattorilla E tai juuri sen alapuolella olennaisesti yhtä pitkän matkan päässä tasosta B, joka on määritetty olemaan yläpuolella ja tasoon B kohtisuorassa olevasta tasosta C kuulan pystyakselin A läpi. Tämä asettaa säteet x,y, joiden läpi 20 vastaava kaulus pyörittää voimakäyttöistä kuulaa, olemaan yhtä suuria toisiinsa nähden.

Kaikki osat ovat metallia ja kaulukset karkaistua terästä ja voimakäyttöinen kuula terästä. Voidaan käyttää muitakin materiaaleja, esim. pyöreänä kuulana 10 voidaan 25 käyttää kovia muovimateriaaleja.

Kuviossa 3 esitetään kuulayksikkö, jossa voimakäyttöinen kuula 10 on tuettu pyörivällä kuulalaakerilla 2, joka on pyörivästi asennettu olennaisesti kiinteän kappaleen 3a päälle, joka on jäykästi kiinnitetty pohjalevyyn 30 1 ja tuettu kartiomaisten kaulusten 8b ja 9b pintaosilla.

Käyttöakseleita 4,5 tuetaan jäykästi pohjalevyyn kiinnitetyillä asennuksilla 7.

Yhden kuulasovitelman käyttöä selostetaan seuraa-vassa viitaten kuvioihin 3a - 3d. Voimakäyttöistä kuulaa 35 10 pyöritetään yleensä kuulan keskiosan läpi menevän vaa- • ·« il au i nti mn i s 94512 ka-akselin ympäri myötäpäivään CW ja/tai vastapäivään ACW käyttöakseleita 4 ja/tai 5 pyörittämällä. Voimaa annetaan voimakäyttöiselle kuulalle jokaisen kauluksen 8,9 ja kuulan 10 yhdessä kosketuskohdassa/kohdissa. Voimakäyttöisen 5 kuulan pyörimissuunta määräytyy käyttöakselin/akseleiden pyörimissuunnalla ja nopeudella ja selitetään yksityiskohtaisesti liittyen kuvioissa 3a,b,c ja d esitettyihin tapauksiin.

Kuviossa 3a kumpaakin akselia pyöritetään samaan 10 suuntaan (myötäpäivään CW) samalla nopeudella niin, että kuulaa pyöritetään yhteen suuntaan (syöttö vasemmalle) käyttöakseleiden akselien kanssa samansuuntaisen vaakasuoran akselin ympäri, kun taas kuviossa 3b molempia akseleita pyöritetään vastakkaiseen suuntaan (vastapäivään 15 ACW) ja voimakäyttöistä kuulaa pyöritetään saman vaaka-akselin ympäri mutta vastakkaiseen suuntaan (syöttö oikealle).

Kuvioissa 3c vasemman käden käyttöakselia pyöritetään vastapäivään ACW ja oikean käden akselia myötäpäi-20 vään CW ja kuulaan kohdistuvien pyörintävoimien tulo saa pyörän pyörimään yhteen suuntaan (syöttö eteenpäin) käyttöakseleiden akseleihin nähden kohtisuoran vaaka-akselin ympäri. Kuviossa 3d akseleita pyöritetään vastakkain kuvion 3c pyörimiseen nähden, eli vasemman käden CW myötä-25 suuntaan ja oikean käden vastapäivään ACW, ja kuulaa pyöritetään saman vaaka-akselin ympäri mutta vastakkaiseen suuntaan (taaksepäin syöttö). Kummassakin kuvioiden 3c ja d tapauksessa, jossa akseleita pyöritetään vastakkain, pyöritysnopeudet pidetään samoina esitetyn tuloksen saa-30 miseksi, mutta vaihtelemalla suhteellisia pyörimisnopeuksia pyörimissuuntaa voidaan vaihdella kuvattujen rajaeh-tojen puitteissa. Pysäyttämällä yksi akseli ja pyörittämällä vain toista voimakäyttöistä kuulaa voidaan pyörittää suuntiin 45°:ssa käyttöakselin akseleihin.

35 Kuvioihin 4 ja 4a viitaten esitetään edullisia muunnelmia tukirenkaaseen ja kuulayksikköön 2 yksinker- • · 6 94512 taistamaan ja mahdollisesti vahvistamaan rakennetta ja muodostamaan ylikuormitussuoja. Tällä järjestelyllä saadaan "päältäajo"-mahdollisuus, jolla saadaan pyöreät kuulat 10 ja kuulalaakerit 2 alenemaan ylikuormituksessa 5 esim. ajoneuvon pyörä ja sen jälkeen mahdollistetaan niiden palauttaminen normaalitoiminta-asentoon ylikuormituksen poistuttua. Järjestelyyn kuuluu jousikuormitettu kuu-layksikkösovitelma 11a, joka pystyy siirtymään pystysuorassa tasossa mainitun kuulayksikön pyörimiskeskuksen 10 kautta. Kuulayksikköä 2 tuetaan samaksi kappaleeksi muodostetun asennuskappaleen 15 yhden rainan vinolla pinnalla tukemalla sen rainassa olevia käyttöakseleita 4,5.

Rainassa 3 olevan lieriömäisen aukon 13 sisällä jousipesään 13 kuuluu levyjouset 12. Kuulalaakeri 2 ulko-15 nee sen kotelossa 11a olevan laipan yläpuolelle. Kuulayksikköä 2 ja koteloa voidaan siirtää yksikkönä akselilla 14 pesän 13 sisällä käytettäessä riittävää (yli)kuormitusta pyöreään kuulaan 10 levyjousissa 12 olevan ennalta määrätyn jännityksen poistamiseksi. Pyöreän kuulan 10 poikeu-20 tusta rajoittaa vasteosa, joka on tukilevy 16 pultattu kohdassa 17 nojaamaan kappaleen 15 listaan. Siten, kun kuulaa 10 ylikuormitetaan, se nojaa vastekappaleeseen 16 kuulayksikön 2 ja siihen liittyvän kotelon 11a ollessa vastaavasti poikkeutettuja pesässä 13 niin, että siihen 25 koituva vahinko minimoidaan tai vältetään.

Kuviot 4 ja 4a esittävät myös suojakannen 18,19,20 järjestelyjä, joita selostetaan myöhemmin liittyen kuvioon 5. Kaulukset 8,9 on esitetty tapitettuina kohdassa 21 akseliin 5, jonka poikkileikkaus on kahdeksankulmainen kau-30 lusten vastaavien kahdeksankulmaisten sisäläpimittojen kiinnittämiseksi. Akseli 4 on esitetty yhdistettynä kaksisuuntaista käyttöä varten käyttöakseliin 22 vaihteiston 21b kautta, joka on kiinnitetty vastaaviin akseleihin kohdassa 21a. Vastaava käyttövarauma on tehty toiselle ak-35 selille. Mainittu käyttöakseli 22 ulottuu sovitelman pään ia an i iiiti i mi • · · 7 94512 toiselle puolelle olemaan tuettu laakerin 23 sisässä ja sen peräpäässä on hihnapyörä 24 sopivan kaksisuuntaisen käyttölaitteen yhdistämistä varten (ei esitetty). Yhtä kappaletta olevat kappaleet 15 on sopivasti kiinnitetty 5 pulteilla kohdassa 15a aluslevyyn 1 ja tällaisten sarja on välin päässä pitkin mainittua aluslevyä pitkittäisinä ja poikittaisina riveinä. Tavallisessa kuormankuljetuskäytös-sä jousien 12 lujuus on sellainen, että pyöreät kuulat säilyttävät asentonsa, kuten nähdään kuviosta 4, muuttaak-10 seen asentoaan vain ylikuormitustilanteessa.

Liittyen piirustusten kuvioon 5 joustavasti taipuisaa muovia tai elastomeerista materiaalia 18 olevassa suojapäällyksessä on yläpintaosa 20, joka ulottuu kuulan 10 pintaosan väliin, ylälevyn 11 aukon päälle ja kuten 15 nähdään, aukon kehän reunan päälle. Suojapäällyksen alapinta 19 ulottuu samoin aukon kehän reunan ylitse. Suoja-päällyksessä on sellainen sisäpuolinen muoto, että se sopii pyöreän kuulan ääriviivoihin, josta sillä on nimellinen väli, jos sitä on lainkaan. Kun päällys on tehty 20 joustavasta materiaalista ja siihen kuuluu rengasmainen syvennys, se voidaan asettaa päällyslevyyn käsin. Käytännössä kansi voi olla voimakäyttöisen kuulan kanssa itse-sovittuva, koska kannen syvennyksen halkaisija on pienempi kuin päällyslevyn aukko, niin että muodon ja/tai mit-25 tojen epätäydellisyyksiä voimakäyttöisen kuulan ja/tai päällyslevyn aukkojen valmistuksessa voidaan sallia paremmin käytössä.

Kuviossa 6 esitetyn suojapäällyksen 20 järjestelyssä on samanlainen limittäisrakenne kuin kuviossa 5 mut-30 ta se on valmistettu metallista. Siten siinä on rengasmainen syvennys ja yläosa 20, joka ulottuu päällyslevyn ylemmän kehäosan yli määrittäen aukon ja sen alemman kehä-osan yli. Päällys 20 voi olla valmistettu puristettuna teräksenä ja se voi olla teräslevyn muotoinen ja siinä voi 35 olla kolme tai useampi jousipidikettä hitsattuna tai niitattuna siihen.

8 94512

Kuten nähdään kuviosta 7, suojapäällys, oli se sitten joustavasti taipuisaa materiaalia tai metallia, voi olla alaspäin riippuva ulokekaulus 30, joka menee päällys-levyssä 11 olevan aukon läpi. Ulokekauluksessa on kehämäi-5 nen ura 31 päällyslevyn alapuolella ottamaan vastaan jou-sirenkaan 32 muotoinen kiinnipitävä osa. Tällainen edullinen järjestely auttaa estämään suojapäällyksen siirtymisen käytössä ja se voi säädellä kuulan 10 liikettä tarkemmin.

Claims (16)

1. Kuulatasolaite, jossa on ainakin yksi kuulasovi-telma, joka käsittää: 5 pyöreän voimakäyttöisen kuulan (10), tukivälineet (2) voimakäyttöisen kuulan (10) tukemiseksi vapaata pyörimistään varten, yhdensuuntaiset vaakasuorat käyttöakselit (4, 5) voimakäyttöisen pallon (10) kummallakin puolella, 10 tunnettu siitä, että tukivälineet (2) mää rittelevät ensimmäisen tukipisteen voimakäyttöiselle kuulalle (10), ja että kumpikin yhdensuuntainen vaakasuora käyttöakseli (4, 5) käsittää kauluksen (8, 9), joka on käyttökytkennässä voimakäyttöisen kuulan (10) kanssa sen 15 ekvaattorin (E) läpi kulkevassa vaakasuorassa tasossa tai sen alapuolella toisen ja kolmannen tukipisteen (8, 9) määrittelemiseksi mainitulle kuulalle, jolloin kolme tukipistettä, jotka määrittelevät voimakäyttöisen kuulan (10) asennon, muodostavat kolmion, jonka sisällä pallon keski-20 pisteen projektio sijaitsee.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että tukivälineet muodostuvat kuulalaa-kerista (2).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, t u n -25 n e t t u siitä, että kuulalaakeri (2) on sijoitettu voimakäyttöisen kuulan (10) alapuolelle ja sen pyörimiskeskus on pystysuorassa tasossa oleellisesti samalla etäisyydellä käyttöakseleiden (4, 5) vaakasuorista akseleista.

4. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen 30 laite, tunnettu siitä, että siihen kuuluu pohjale- vy (1), jonka päälle mainitut akselit (4, 5) ja kaikki muut voimakäyttöisen kuulan (10) tukilaitteet on kiinnitetty.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, t u n -35 n e t t u siitä, että kuulalaakeri (2) on asennettu laipan (3) vinolle pinnalle, joka laippa ulkonee pohjalevys-tä (1). 10 94512

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että kuulalaakeri (2) on jousikuormit-teinen, niin että se pystyy siirtymään pystysuorassa tasossa, joka ulottuu sen pyörimiskeskuksen läpi, sen jäl- 5 keen kun tietyn ennalta määrätyn suuruisen arvon ylittävä kuorma on asetettu voimakäyttöiselle kuulalle (10).

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen kuuluu vasteosa (16) rajoittamaan voimakäyttöisen kuulan (10) vajoamista, kun jousi- 10 kuormitteinen kuulalaakeri (2) on siirtynyt, voittaakseen sen jousikuorman.

8. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen kuuluu reiällä varustettu päällyslevy (11), joka on sijoitettu niin, että 15 voimakäyttöinen kuula (10) ulkonee ulos aukosta pienen matkaa mainitun levyn (11) yläpuolelle.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että päällyslevyssä (11) oleva yhdellä tai useammalla aukolla on kuulapäällys, jossa on osia, 20 jotka ulkonevat sekä levyn (11) ala- että yläpuolelle ja jotka on tehty olemaan itsemukautuvia mainitussa aukossa ja/tai voimakäyttöisessä kuulassa (10) oleviin pienehköihin sietorajapoikkeamiin nähden.

10. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen 25 laite, tunnettu siitä, että kaulukset (8, 9) ovat oleellisesti pelkästään lieriömäisiä niiden kulmakohtien (8a, 9a) ollessa voimakäyttöiseen kuulaan (10) toiminnallisessa yhteydessä.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laite, t u n - 30. e t t u siitä, että toiminnallisessa yhteydessä olevilla kulmilla (8a, 9a) on pieni säde.

12. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että kaulusten (8, 9) kehä on kartiomainen niiden ollessa toiminnallisessa yhteydessä 35 voimakäyttöiseen kuulaan (10). * · I u 94512

13. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että yhtä kappaletta olevaa tukikappaletta (3) käytetään tukilaitteiden (2) kiinnittämiseen ja sillä saadaan pitävä kiinnittyminen pohjalevyyn 5 (1).

14. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että käyttöakselit (4, 5) ulottuvat sarjaan vierekkäisiä kuulasovitelmiä ja käyttävät niitä samanaikaisesti.

15. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että siinä on useita voima-käyttöisiä kuulia (10) ja yksi tai useampi käyttöakselipa-ri (4, 5), jossa on aukoin varustettu päällyslevy (11), jonka läpi voimakäyttöiset kuulat (10) ulkonevat, jokaisen 15 käyttöakselin (4, 5) ollessa yhdistetty kaksisuuntaiseen käyttömekanismiin (22).

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen taso, tunnettu siitä, että sarja akseleita (4, 5) on liitetty samaan käyttömekanismiin (22). • · 94512