FI98088C - Laite hydraulisylinterin liikkeen ohjaamiseksi - Google Patents

Description

98088

Laite hydraulisylinterin liikkeen ohjaamiseksi - Anord-ning för att styra rörelsen av en hydraulisk sylinder

Keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaista laitetta hydraulisylinterin liikkeen ohjaamiseksi. Keksinnön mukaista laitetta käytetään esimerkiksi hydraulisella halkaisulaitteella varustetussa poltto-puuntekokoneessa.

Saksalaisessa kuulutusjulkaisussa DE 26 29 564 on esitetty laite, jossa työsylinterin varteen on kiinnitetty pysäytinlevyt, jotka määräävät työsylinterin varren liikkeen ääriasennot. Kun ääriasento on saavutettu, pysäytinlevy koskettaa suoraan venttiilin karaan, jolloin varren liike pysähtyy. Käytetty venttiili on ns. kol-miasentoinen venttiili, jota ohjataan pneumaattisella ohjauspaineella. Sylinteri palaa perustilaansa, kun ohja-uspaine katkaistaan. Tällaisella laitteella ei kuitenkaan pystytä aikaansaamaan jatkuvaa edestakaista liikettä.

Tunnetaan myös sellainen laite, jossa sylinterin liike aikaansaadaan joko välillisesti putoavan klapin avulla tai suoraan sylinterin liikettä ohjaavan venttiilin karaan vaikuttamalla. Työliikkeen lopussa sylinterin varteen kytketty halkaisuluisti vaikuttaa ohjausventtiiliin siten, että sylinterin paluuliike alkaa ja sylinteri palautuu perusasentoonsa.

Viimeksi mainitussa tunnetun tekniikan mukaisessa laitteessa on kaksi vakavaa epäkohtaa, jotka molemmat liittyvät työturvallisuuteen. Ensinnäkin sylinterin työliikkeen käynnistyttyä sitä ei voi hallita muutoin kuin erilliseen palautusvipuun vaikuttamalla. Palautusvipuun vaikuttaminen hätätilanteessa on kuitenkin lähes mahdotonta käytettävissä olevan ajan lyhyyden vuoksi. Sylinterin työliike ts. sylinterin varren siirtyminen ääriasennosta toiseen 2 98088 kestää nimittäin alle kaksi sekuntia.

Toinen epäkohta on vahinkokäynnistymisen vaara. Työliikkeen käynnistää yleensä jonkin esteen siirtyminen pois venttiilin karan liikeradan tieltä, jolloin karaa työntävä, jännittynyt jousi työntää karan sellaiseen asentoon, että paineinen öljy pääsee virtaamaan sylinteriin. Edellä mainittu este voi siirtyä pois karan liikeradan tieltä myös tahattomasti esimerkiksi koneen tärinän tai muun satunnaisen iskun vaikutuksesta. Vahinkokäynnistymisen estämiseksi on käytetty mm. lukitusvipua, jolla vaikutetaan venttiilin toimintaan. Siirtämällä vipua tiettyyn asentoon voidaan työliikkeen käynnistyminen estää kohtalaisella varmuudella. Lukitus estää luonnollisesti myös koneen normaalin käytön. Koska tämänkaltaisissa koneissa esiintyy varsin usein häiriötilanteita, joudutaan lukitusvipua käyttämään jatkuvasti. Tämä hidastaa luonnollisesti työtä, koska lukitus on kytkettävä päälle jokaisessa häiriötilanteessa ja jälleen poispäältä häiriötilanteen jälkeen. Sattuneita onnettomuuksia tutkittaessa onkin havaittu, että lukitusta ei ole käytetty tai se on asetettu päälle huolimattomasti.

Keksinnön tavoitteena on laite, jolla aikaansaadaan jatkuva edestakainen liike ja jossa sylinterin liike on koko ajan käyttäjän hallittavissa eikä laitteen tahaton käynnistyminen ole mahdollinen. Keksintö on tunnettu siitä, mitä on esitetty oheisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnönmukaisessa laitteessa käytetään lukkolaitetta, jota siirtämällä suuntaventtiilin suhteen voidaan toisaalta työsylinterin toiminta aloittaa ja lopettaa ja toisaalta lukkolaitteessa olevien lukituselimien avulla sylinterin toimintaa ohjaava suuntaventtiilin kara voidaan lukita vuoronperään jompaankumpaan ääriasentoonsa. Tällöin aikaansaadaan työsylinterille jatkuva edestakai- 3 98088 nen liike siten, että sylinterin toiminta on turvallista ja helposti hallittavissa. Lukituksen ansiosta tärinä tai muut häiriöt eivät pääse vaikuttamaan toimintaan.

Keksintöä selostetaan nyt seuraavassa viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 esittää yleiskuvaa halkaisulaitteesta, jossa on keksinnönmukainen laite halkaisulaitteen toiminnan ohjaamiseksi, kuva 2 esittää kuvan 1 mukaisen laitteen lukkolait teen poikkileikkausta, kun suuntaventtiili on perusasennossa, kuva 3 esittää kuvan 2 mukaista lukkolaitetta, kun työsylinteri on aloittanut työliikkeensä, kuva 4 esittää kuvan 2 mukaista lukkolaitetta, kun työsylinteri on aloittanut paluuliikkeen, kuva 5 esittää yleiskuvaa keksinnön toisen suoritus muodon mukaisesta laitteesta sivulta katsottuna , kuva 6 esittää kuvan 5 mukaista laitetta ylhäältä katsottuna ja kuva 7 esittää yksityiskohtaa keksinnön kolmannen suoritusmuodon mukaisen laitteen lukkolaitteesta .

Kuvissa 1-4 on esitetty keksinnönmukainen laite halkaisulaitteen toiminnan ohjaamiseksi. Halkaisulaite käsittää halkaisuluistin 21, joka on kiinteästi kiinnitetty työsylinterin 14 varteen. Halkaisuluisti 21 on muodoltaan tylppä ja se toimii siten, että luisti työntää halkaistavan halon erillisen terän läpi halon halkaisemiseksi. Halkaisuluisti 21 on järjestetty liikkumaan karan 2 jatkeena olevan akselin 13, josta myöhemmin käytetään nimitystä akseli 13, suuntaisesti siten, että halkaisuluisti 21 on yhteydessä akseliin 13. Tämä akseli 13 on kiinnitetty toimintaa ohjaavan suuntaventtiilin 4 karaan 4 98088 2. Näinollen halkaisuluisti 21 toimii välityselimenä, joka välittää työsylinterin liikkeen suuntaventtiilin 4 karalle 2. Halkaisuluisti 21 on yhteydessä akseliin 13 olakkeen 12 välityksellä, joka liukuu pitkin akselia 13 männän varren liikkeen mukana. Akselissa 13 on pysäy-tysesteet 10 ja 16, joihin halkaisuluisti 21 törmää liikkeensä ääriasennoissa. Näihin pysäytysesteisiin 10, 16 on järjestetty jouset 11 ja 15. Halkaisuluisti 21, siihen kuuluva korvake 12, este 10 ja este 16 muodostavat siten välityselimet, joiden välityksellä työsylinterin 14 liike välittyy karalle 2 edestakaisen liikkeen ääriasennoissa.

Työsylinterin 14 toimintaa ohjaa suuntaventtiili 4, joka on edullisesti ns. kolmiasentoinen suuntaventtiili. Suuntaventtiili 4 on kiinteästi asennettu työsylinteriin 14. Silloin kun suuntaventtiilin kara 2 on perusasennossa so. keskellä, sylinteri 14 on pysähdyksissä. Kun kara 2 on siirtyneenä vasemmalle, hydraulineste ohjautuu työsylinteriin siten, että männän varsi työntyy ulospäin samalla työntäen halkaisuluistia 21 oikealle. Vastaavasti kun suuntaventtiilin kara 2 on siirtyneenä oikealle tapahtuu sylinterin liike päinvastaiseen suuntaan. Laitteeseen kuuluu lisäksi lukkolaite 1.

Kuva 2 esittää sellaista tilannetta, että suuntaventtiilin kara 2 on perusasennossa, jolloin halkaisuluisti 21 on vasemmalla pysähdyksissä. Työsylinterin toiminta aloitetaan vetämällä lukkolaite 1 ja sen mukana suunta-venttiilin kara 2 vasemmalle vaijerin 3 avulla. Tämä vaijeri 3 voi olla yhdistetty sopivaan käyttökahvaan.

Tätä käyttökahvaa puristettaessa vaijeri 3 vetää lukko-laitteeseen 1 kuuluvaa holkkimaista kappaletta 25 vasemmalle ja samalla sen sisälle liikkuvaksi sovitettua karaa 2 ja sen jatketta 26 oikealle. Kuten kuvasta 2 nähdään tämä karan jatke 26 käsittää kuulalukitsimen 27, jonka vaikutuksesta kahvan liike välittyy karan liikkeeksi.

5 98088

Kuvassa 3 on esitetty tilanne, jossa kahva on päällekyt-ketyssä asennossa ja kara 2 on siirtyneenä vasemmalle. Tällöin työsylinteri 14 ja halkaisuluisti 21 ovat aloittaneet työliikkeensä oikealle. Sylinterin varteen kytketty halkaisuluisti 21 liikkuu silloin kuvassa 1 oikealle ja korvake 12 kohti osia 15 ja 16. Sylinterin työliikkeen lähestyessä loppuaan osuu korvake 12 pysäytysesteeseen 16 pidättämään jouseen 15 jännittäen sen. Tämä aikaansaa sellaisen karaa 2 oikealle vetävän voiman, jonka seurauksena kuulalukitsimen 27 kuulat puristavat jousta 28 ja painuvat sisäänpäin ja karan jatke 26 pääsee ensimmäisestä urasta 6 tai syvennyksestä olakkeen yli toisen uran 6' puolelle. Tämä asento merkitsee sitä, että kara 2 on siirtänyt suuntaventtiilin toiseen ääriasentoonsa, jossa työsylinterin paluuliike alkaa. Tämä tilanne on esitetty kuvassa 4. Kun halkaisuluisti 21 palaa lähtöasemaansa korvake 12 törmää jälleen pysäytysesteeseen 10 aikaansaaden karaa vasemmalle siirtämään pyrkivän voimavaikutuksen, joka riittää painamaan kuulalukitsimen 27 kuulat sisäänpäin ja siirtämään sen olakkeen toisesta urasta 6' takaisin ensimmäiseen uraan 6 vasemmalle. Näin ollaan taas kuvan 3 esittämässä alkutilanteessa, jolloin kuvattu työliike alkaa alusta. Tällä tavoin laitteella aikaansaadaan edestakainen toiminta, joka jatkuu niin kauan kuin lukkolaite 1 on vasemmalle vedetyssä asennossaan eli niin kauan kuin käyttökahva on kytketyssä asennossa. Heti kun ote siitä vapautetaan, palautuu lukkolaite 1 palautusjousen 31 työntämänä oikealle. Tästä on seurauksena, että suuntaventtiilin 4 kara 2 siirtyy asentoon, joka aikaansaa työsylinterin paluuliikkeen. Paluuliikkeen loppuvaiheessa halkaisuluisti 21 työntää karan 2 keskiasentoon, jolloin liike pysähtyy. Tällöin ollaan jälleen kuvan 2 esittämässä perusasennossa.

Mikäli lukkolaite 1 vapautetaan työliikkeen aikana, liikkuu holkkimainen kappale 25 ja siihen kytkettynä 6 98088 oleva kara 2 palautusjousen 31 työntämänä kohti suunta-venttiilin 4 runkoa, kunnes päätyolake 29 törmää siihen. Seurauksena on sylinterin paluuliikkeen alkaminen. Holk-kimaisen kappaleen 25 ollessa edelleen vapautettuna ja sylinterin paluuliikkeen lähestyessä loppuaan osuu korva-ke 12 jouseen 11 jännittäen sen. Luistin 21 edelleen liikkuessa kohti kotiasemaansa, kasvaa jousen 11 jännitys voittaen lopulta jousen 31 jännityksen. Tällöin venttiilin kara liikkuu kohti lukkolaitteen 1 pohjaa ja työntää mukanaan olakkeen 29 avulla myös holkkimaista kappaletta 25. Liike jatkuu, kunnes suuntaventtiilin kara 2 saapuu keskiasentoonsa. Keskiasennossa öljy menee sylinterin sijasta tankkiin. Tästä seuraa kaiken liikkeen loppuminen ja luistin jääminen kotiasemaansa. Mikäli holkkimainen kappale 25 vedetään uudelleen työasentoonsa ennen kuin halkaisuluisti 21 on ehtinyt kotiasemaansa, päädytään tilanteeseen, jolloin työliike alkaa uudestaan ja työkierto jatkuu.

Vapautettaessa lukkolaite 1 halkaisuluistin 21 ollessa normaalissa paluuliikkeessä ei heti tapahdu mitään, koska kuulalukitsin 27 pitää suuntaventtiilin 4 karan 2 edelleen paikallaan. Halkaisuluistin 21 lähestyessä kotiasemaansa korvake 12 osuu pysäytysesteeseen 10. Tästä on seurauksena kuulalukitsimen 27 siirtyminen toisesta urasta 6' olakkeen yli ensimmäiseen uraan 6 kohti lukko-laitteen 1 pohjaa ja poispäin suuntaventtiilin 4 rungosta. Liike pysähtyy päätyolakkeen 29 osuessa holkkimaiseen kappaleeseen 25. Tällöin edellä mainitut osat ovat myös liikkuneet suhteessa holkkimaiseen kappaleeseen 25 siten, että kuulalukitsin on alkuperäisessä asennossa eli urassa 6. Kun lukkolaite 1 on nyt vapautettuna, palautusjousi 31 työntää holkkimaista kappaletta 25 ja siihen kytkettyä suuntaventtiilin karaa 2 kohti suuntaventtiilin 4 runkoa kunnes kara 2 saavuttaa keksiasennon ja jää siihen.

Kuvissa 5 ja 6 on esitetty keksinnön toinen suoritusmuo- 7 98088 to. Painettaessa kahvaa, vaijeri 3 kiristyy ja liikuttaa lukkolaitetta 1. Lukkolaitteeseen 1 kuuluu kieleke 7, johon on muodostettu urat 6 ja 6', sekä kieleke 17, jota jousi 19 painaa siten, että kielekkeiden 7 ja 17 väliin puristunut ja karaan 2 yhteydessä oleva vipu 5 lukittuu jompaankumpaan uraan 6 tai 6'. Siten tämä vipu 5 liikkuu lukkolaitteen 1 mukana oikealle, jolloin suuntaventtiilin 4 kara 2 liikkuu vasemmalle avaten paineiselle öljylle tien sylinteriin. Edellä kuvatusta toiminnasta seuraa sylinterin 14 varren ja siten myös varteen kytketyn hal-kaisuluistin 21 liikkuminen ulospäin eli kuvassa oikealle. Liikkeen lähestyessä loppuaan halkaisuluistissa 21 oleva korvake 12 osuu jouseen 15 jännittäen sen. Hal-kaisuluistin 21 edelleen liikkuessa jousta 15 kohden, saavuttaa jousi 15 lopulta jännityksen, joka riittää voittamaan kielekeosien 7 ja 17 muodostaman pidätysvoiman vivulle 5 ja vipu 5 siirtyy toisesta urasta 6' ensimmäiseen uraan 6, jolloin myös kara 2 siirtyy toiseen ääriasentoon, jolloin sylinteri aloittaa paluuliikkeen. Suuntaventtiili pysyy tässä asennossa, koska vipu 5 jää kielekeosien 7 ja 17 muodostaman hahlon toiseen laitaan. Jousen 19 avulla säädetään se voima, joka tarvitaan lukkolaitteen lukitusvoiman voittamiseksi.

Paluuliikkeen lähestyessä loppuaan, korvake 12 osuu esteeseen 10. Tällöin suuntaventtiilin kara 2 siirtyy toiseen ääriasentoon, jolloin sylinteri aloittaa jälleen työliikkeen. Edellä kuvattu työkierto toistuu niin kauan, kuin kahvaa pidetään päällekytkettynä.

Mikäli sylinterin liikesuunta ulospäin eli kuvassa oikealle ja ote kahvasta irrotetaan vetää jousi 8 osan 7 ja sen mukana venttiilin karan ohjausvivun 5 vasempaan laitaan. Tällöin venttiilin ohjaussuunta muuttuu siten, että luisti 21 lähtee välittömästi palaamaan takaisin. Sylinterin liikkeen lähestyessä loppuaan, korvake 12 osuu jouseen 11 työntäen samalla venttiilin karaa 2 vasemmal- 8 98088 le, kunnes venttiilin keskiasento eli vapaavirtausalue on saavutettu, jolloin sylinterin liike pysähtyy. Mikäli kuitenkin kahvasta painetaan uudestaan ennen kuin sylinteri on ehtinyt lyhimpään asentoon, muuttuu sylinterin liikesuunta jälleen työliikkeeksi ja normaali työkierto j atkuu.

Keksinnön kolmas suoritusmuoto on esitetty kuvassa 7. Tässä ratkaisussa lukkolaite 1 vaikuttaa suoraan karan 2 jatkeena olevaan akseliin 13. Lukkolaite 1 muodostuu akseliin 13 muodostetusta kahdesta vierekkäisestä urasta 6, 6' ja vastaavasti lukkolaitteen runko-osaan sijoitetusta kahdesta kuulalukitsimesta 27 ja 30. Karan 2 akseli 13 on lukittuneena silloin, kun karan 2 akselissa 13 oleva ura 6, 6' ja kuulalukitsin 30, 27 ovat kohdakkain. Tällöin teräskuula painautuu uraan ja estää karan 2 akselin 13 suuntaisen liikkeen. Työsylinteri käynnistetään siten, että lukkolaitteeseen 1 vaikutetaan nuolen suuntaisella voimalla, jolloin venttiilin 4 kara 2 siirtyy vasemmalle. Tällöin alkaa sylinterin työliike oikealle ja liike päättyy vasta, kun luisti 21 osuu karan 2 akselin 13 päädyssä olevaan esteeseen 16, mikä aikaansaa karan 2 siirtymisen oikealle ja lukittumisen oikeanpuoleiseen uraan 6' ja oikeanpuoleiseen kuulalukitsimeen 27. Seurauksena on liikesuunnan vaihtuminen ja edestakainen työliike. Edestakainen liike jatkuu niin kauan kun lukko-laitteeseen vaikutetaan. Kun työliike halutaan lopettaa, lopetetaan voimavaikutus lukkolaiteeseen, jolloin karaan 2 vaikuttava palautusjousi 8 siirtää venttiilin karan 2 perusasentoon. Tässä asennossa työliike loppuu. Tässä kolmannessa suoritusmuodossa on siten kysymys ns. lineaarisesti liikutettavasta lukkolaitteesta.

Keksintö ei ole rajoitettu edellä esitettyihin suoritusmuotoihin, vaan sitä voidaan muunnella oheisten patenttivaatimusten määrittelemissä rajoissa. Siten esimerkiksi venttiilin liike voidaan aikaansaada mekaanisilla vivuil- 9 98088 la, sähköisillä toimilaitteilla tai muulla vastaavalla tavalla.

Claims (8)

10 98088

1. Laite hydraulisylinterin (14) liikkeen ohjaamiseksi, joka laite käsittää karaohjatun suuntaventtiilin (4) sekä välityselimet (21, 12, 10, 16) voiman välittämiseksi sylinteriltä (14) karalle (2), joka ensimmäisessä asennossa aikaansaa sylinterin (14) varren työliikkeen ulospäin ja toisessa asennossa aikaansaa sylinterin (14) varren paluuliikkeen tunnettu siitä, että laite käsittää lukkolaitteen (1), jossa on lukituselimet (27, 7, 17, 6, 61) karan (2) lukitsemiseksi mainittuihin asentoihin ja jossa kara (2) on järjestetty siirtymään ensimmäisestä asennosta toiseen asentoon tai päinvastoin mainittujen välityselimien (21, 12, 10, 16) välittämän voiman vaikutuksesta sekä elimet (3, 8, 31) sylinterin toiminnan käynnistämiseksi tai pysäyttämiseksi lukkolaitetta (1) siirtämällä suuntaventtiilin (4) suhteen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite tunnettu siitä, että lukituselimet käsittävät kaksi etäisyyden päässä toisistaan olevaa uraa/syvennystä (6, 6') sekä ainakin yhden jousikuormitteisen elimen (27, 28, 17) karan (2) lukitsemiseksi mainittuihin asentoihin.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite tunnettu siitä, että lukkolaite (1) käsittää karan (2) tai sen jatkeen ympärille liikkuvasti sovitetun holkkimaisen kappaleen (25) ja että jousikuormitteinen elin on karaan (2) sovitettu kuulalukitsin (27) ja että urat/syvennykset (6, 6') on muodostettu mainittuun holkkimaiseen kappaleeseen (25) .

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite tunnettu siitä, että lukkolaite (1) käsittää kaksi kuulalukitsinta (27, 30. ja kaksi uraa (6, 6') ja että urat (6, 6') on muodostettu karaan (2) tai sen jatkeena olevaan akseliin (13) 98088 11 ja että kuulalukitsimet (27, 30) sijaitsevat mainittua akselia (13) ympäröivän lukkolaitteen (1) runko-osassa.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite tunnettu siitä, että urat (6, 6') on muodostettu pitkänomaiseen kielekkeen (7) reunaan ja että jousikuormitteinen elin on mainittua reunaa vastaan jousen avulla painautuva pitkänomainen kieleke (17), jolloin karaan (2) yhteydessä oleva vipu (5) on järjestetty mainittujen kielekkeiden (7, 17) väliin.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 2-5 mukainen laite tunnettu siitä, että elimet lukkolaitteen (1) siirtämiseksi käsittävät lukkolaitteeseen kiinnitetyn vaijerin (3) sekä palautusjousen (8, 31).

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite tunnettu siitä, että välityselimenä toimii sylinterin varteen kiinnitetty ja karaan (2) tai sen jatkeena olevaan akseliin (13) yhteydessä oleva luisti (21).

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite tunnettu siitä, että se on järjestetty toimimaan osana halkaisulaitetta, jolloin luisti (21) on järjestetty työntämään halkaistava halko erillisen terän läpi. 12 98088