FI98317C - Menetelmä ja laitteisto suoraviivaisen liikkeen muuttamiseksi pyöriväksi liikkeeksi - Google Patents

Description

98317

Menetelmä na laitteisto suoraviivaisen liikkeen muuttamiseksi pyöriväksi liikkeeksi Tämä keksintö koskee menetelmää edestakaisin liikkuvan elimen suoraviivaisen liikkeen muutamiseksi kämmen tai epä-5 keskon pyörimisliikkeeksi, jolloin liikkeen aikana varastoi tunutta energiaa käytetään hyväksi kämmen tai epäkeskon liikeradan kuolokohtien ohittamisessa. Keksintö koskee myös laitteistoa suoraviivaisen edestakaisen liikkeen muuttamiseksi pyörimisliikkeeksi, johon laitteistoon kuuluu suoraviivai-io sesti edestakaisin liikkuva elin ja tähän yhdistetty, pyörivästä liikkuva kampi tai epäkesko, sekä elin energian varastoimiseksi kämmen tai epäkeskon liikeradan kuolokohtien ohittamista varten.

On tunnettua muuttaa voimakoneen edestakainen liike pyö-15 rimisliikkeeksi joko kämmen tai epäkeskon avulla. Eräs ylei sesti käytetty laite edestakaisen liikkeen tuottamiseksi on sylinteri-mäntälaite, jota käytetään esim. paineenalaisella kaasulla tai nesteellä. Ongelmana on kuitenkin edestakaisin liikkuvan elimen liikesuunnan muutoksista aiheutuvien pyörikö misliikkeen liikeradan kuolokohtien ohittaminen. Eräs tunnettu ratkaisu kuolokohtien ohittamista varten on vauhtipyörä. Ongelmana on kuitenkin se, että vauhtipyörällä varustettu ; mekanismi vaatii toimiakseen tietyn minimikierrosluvun.

:' · Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan vaihtoehtoi- 25 nen ratkaisu, jonka avulla edestakaisen liikkeen aikana varastoidaan energiaa kuolokohtien ohittamista varten ja tämä

Ti käytetään hyväksi kuolokohdassa.

• · · * Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että energiaa varastoidaan muuttamalla edestakaisin liikkuvan 30 elimen liike-energian avulla nivelmonikulmion muotoa, joka on kiinnitetty edestakaisin liikkuvan elimen ja kämmen tai epä-keskon välisen liitoskohdan sekä rungon välille niveltyvästi, :T jolloin nivelmonikulmioon yhdistetty, energiaa varaava elin • |·* vastustaa tätä muodonmuutosta ja näin saadaan aikaan energian 35 varastoituminen energiaa varaavaan elimeen. Keksinnön mukai-selle laitteistolle on tunnusomaista se, että laitteistossa on edestakaisin liikkuvan elimen ja kämmen välisen liitoskoh-dan sekä rungon välille niveltyvästi kiinnitetty nivelmoni-kulmio, johon energiaa varaava elin on yhdistetty.

2 98317

Keksinnön mukainen laitteisto toimii hyvin myös matalilla pyörimisnopeuksilla.

Keksintöä ja sen yksityiskohtia selostetaan lähemmin seu-raavassa viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa 5 kuviot 1 ja 2 esittävät keksinnön mukaisessa laitteistossa käytetyn mekanismin kahta pääosaa toisiinsa kytkemättöminä, kuvio 3 esittää suuremmassa mittakaavassa kuvion 2 yksityiskohtaa osittain leikattuna, ja kuviot 4-11 esittävät mekanismia koottuna ja toiminnan 10 eri vaiheissa.

Kuviossa l on esitetty sylinteri-mäntälaite 1, 2 kierto-kanki 3 ja kampiakseli 4. Sylinteri 1 on kannatettu toisesta päästään nivelellä H runkoon ja sylinterissä edestakaisin liikkuvan männän varsi 2 on yhdistetty ulommasta päästään 15 kiertokankeen 3 nivelellä A. Kiertokanki 3 on yhdistetty kam piakseliin 4 nivelellä B. Kampiakseli 4 on kiinnitetty runkoon nivelellä C.

Mekanismin toinen osa on esitetty kuviossa 2. Mekanismin kulmamallinen elin 5 on muodoltaan kiinteä. Kulmaelimessä on 20 kaksi haaraa 6, 7 ja se on kiinnitetty haarojen yhtymäkohdas sa runkoon nivelellä D. Kulmaelimen 5 toisen haaran 6 ulom-paan päähän on kiinnitetty nivelellä E sauva 8. Toisen haaran 7 ulompaan päähän on kiinnitetty nivelellä G joustava pitkän-.·. omainen elin 9. Sauvan 8 ja joustavan elimen 9 toiset päät on 25 liitetty yhteen nivelellä F.

' i Kuvion 2 asennossa mekanismi on lepoasennossa ja joustava

’1) elin 9 on vapaana. Tällöin joustavan elimen 9 pituus L eli FG

• · on sama kuin muidenkin nivelien etäisyydet eli FE, ED ja GD.

Joustavan elimen 9 rakenne on esitetty yksityiskohtaisem- 30 min kuviossa 3. Joustavassa elimessä on kaksi varsiosaa 10, 11, joista osa 11 työntyy teleskooppimaisesti toisen osan 10 päässä olevan onton osan 12 sisään. Varsiosan 11 toisessa • · · · * :T päässä on levymäinen vaste 13 ja onton osan 12 toinen pää on varustettu aukollisella päätylevyllä 14. Varsiosa 11 on työn-35 netty päätylevyn 14 aukon läpi ja vaste 13 estää varsiosaa 11 ;·, tulemasta ulos ontosta osasta 12. Vasteosan 13 molemmilla puolilla on kierukkamaiset puristusjouset 15, 16. Jousen 15 toinen pää nojaa onton osan 12 pohjaan ja toinen pää vasteeseen 13. Jousen 16 toinen pää nojaa vasteeseen 13 ja toinen

II

3 98317 pää päätylevyyn 14. Aluksi molemmat jouset ovat jännittämät-tömässä tilassa.

Kun ulkopuolinen voima lyhentää elintä 9 ja työntää varsi-osaa li onton osan 12 sisään, jousen 15 voima pyrkii palaut-5 tamaan elimen 9 alkuperäiseen pituuteensa. Jos taas elintä 9 yritetään venyttää vetämällä varsiosaa 11 ulos ontosta osasta 12, jousi 16 pyrkii palauttamaan pituuden takaisin.

Kun mekanismin kaksi osaa kytketään toisiinsa, kuvion 2 kulmaelimen 5 runkonivelen D paikka valitaan siten, että 10 joustavan elimen 9 nivel F asettuu vapaana ollessaan kuvion 1 mekanismin runkonivelen C eli kämmen 4 kiertoakselin päälle. Niveltä F ei kuitenkaan kiinnitetä runkoniveleen C, vaan se liitetään männänvarren 2 ja kiertokangen 3 väliseen niveleen A. Tätä varten täytyy joustavaa elintä 9 joko lyhentää 15 tai venyttää riippuen kämmen 4 asennosta.

Kuviossa 4 on esitetty mekanismi koottuna, kun kämmen 4 asento on suoraan ylöspäin runkonivelestä C ja kampi on ylä-kuolokohdassaan. Laitteiston eri osat liikkuvat piirustuksen suuntaisessa tasossa. Kampiakselin ja pystysuoran suunnan vä-20 lisen kulman a asento on 0°. Runkonivelet H ja C ovat samalla pystysuoralla linjalla kuin nivel B. Elin 9 on venynyt ja pyrkiessään vetäytymään takaisin kokoon se vetää kiertokangen 3 niveltä A kuviossa oikealle. Täten sylinteri 1 saa varren .·. voimalleen runkoniveleen C nähden.

' 25 Kuviossa 5 on esitetty vaihe, missä mäntä 2 on työntynyt '"! pidemmälle ulos ja painanut joustavan elimen 9 jo vapaa-asen- « i ·;·; toa lyhyemmäksi. Kampiakseli 4 on kiertynyt kuviossa myötä- • « *·1 ' päivään ja kulma a on 45°.

Kuviossa 6 sylinteri 1 on jatkanut männän 2 liikettä ulos-30 päin ja kämmen 4 asento on 90°. Joustava elin 9 on joutunut puristumaan lisää.

•i Kuviossa 7 männän 2 liike ulospäin on edelleen jatkunut ja

»•M

;1·1 joustava elin 9 on lyhentynyt entisestään keräten energiaa ·,1 jouseensa. Kämmen asento on 135°.

35 Kuviossa 8 kampi 4 on alakuolokohdassaan eli kulma a on 180°. Joustava elin 9 on kuitenkin alkanut toisen kokoon pu-j ristetun jousen vaikutuksesta pidentyä ja työntänyt nivelen .... A/F ohi alakuolokohdan ja sylinterin 1, 2 liikesuuntaa voi daan vaihtaa ylöspäin. Kiertokanki 3, jonka pää A tässä asen- 4 98317 nossa, kuten muissakin asennoissa on liikesuuntaan nähden kämmen ulomman pään B edellä, helpottaa sylinterin liikesuunnan vaihtokohtaa tarkkuudessa.

Kuviossa 9 sylinteri 1, 2 on alkanut vetäytyä kokoon ja 5 venyttänyt joustavaa elintä 9 jo yli vapaa-asennon. Kulma a on 225°.

Kuviossa 10 elin 9 on venynyt lisää ja kulma a on 270°.

Kuviossa 11 lähestytään yläkuolokohtaa ja joustava elin 9 alkaa vetää niveltä A/F oikealle.

10 Seuraavaksi tulee jälleen kuvion 4 esittämä tilanne ja sylinterin 1, 2 edestakainen liike ja kämmen 4 kiertoliike toistuvat.

Keksintö ei rajoitu vain edellä esitettyyn sovellutukseen, vaan se voi vaihdella eri tavoin patenttivaatimusten puit- 15 teissä. Nivelmonikulmiossa DEFG voidaan vapauttaa mikä tahansa vapausaste ja kuormittaa se jousilla tms., jotka pyrkivät pitämään nivelmonikulmion alkuperäisessä muodossaan. Energiaa varaavana akkuna voidaan käyttää kierukkajousen asemesta myös esim. kaasujousta tai vastapainoa.

20 Olennaista on se, että jousi tai vastaava energiaa varaava elin on sovitettu siten, että kummankin kuolokohdan kohdalla v se on poikkeutettu lepotilastaan siten, että energiaa varaa- ; vaan elimeen varastoitunut energia pyrkii jatkamaan pyörivän elimen pyörimisliikettä kuolokohdan ohi.

«Iti • e ♦ «« »·· ··· « 1 ·

Claims (9)

1. Menetelmä edestakaisin liikkuvan elimen (2) suoraviivaisen liikkeen muutamiseksi kämmen (4) tai epäkeskon pyörimisliikkeeksi, jolloin liikkeen aikana varastoitunutta ener-5 giaa käytetään hyväksi kämmen tai epäkeskon liikeradan kuolo- kohtien ohittamisessa, tunnettu siitä, että energiaa varastoidaan muuttamalla edestakaisin liikkuvan elimen (2) liike-energian avulla nivelmonikulmion (DEFG) muotoa, joka on kiinnitetty edestakaisin liikkuvan elimen (2) ja kämmen (4) tai 10 epäkeskon välisen liitoskohdan (A/F) sekä rungon (D) välille niveltyvästi, jolloin nivelmonikulmioon (DEFG) yhdistetty, energiaa varaava elin (15, 16) vastustaa tätä muodonmuutosta ja näin saadaan aikaan energian varastoituminen energiaa va-raavaan elimeen (15, 16).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että energiaa varastoitaessa muutetaan nivelmonikulmion (DEFG) yhden sivun (FG) pituutta.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muotoaan muuttavana nivelmonikulmiona käytetään kol- 20 miota (EFG).

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että energiaa varastoidaan jouseen tai jou- '· siin (15, 16) .

·...· 5. Laitteisto suoraviivaisen edestakaisen liikkeen muutta- \'-'25 miseksi pyörimisliikkeeksi, johon laitteistoon kuuluu suoraviivaisesti edestakaisin liikkuva elin (2) ja tähän yhdistet- ·:* ty, pyörivästi liikkuva kampi (4) tai epäkesko, sekä elin » » · · .*:·. (15, 16) energian varastoimiseksi kämmen tai epäkeskon liike radan kuolokohtien ohittamista varten, tunnettu siitä, että 30 laitteistossa on edestakaisin liikkuvan elimen (2) ja kämmen (4) välisen liitoskohdan (A/F) sekä rungon (D) välille niveltyvästi kiinnitetty nivelmonikulmio (DEFG), johon energiaa • · * varaava elin (15, 16) on yhdistetty.

• · · : 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laitteisto, tunnettu 'j‘ 35 siitä, että nivelmonikulmion (DEFG) yhden sivun (FG) pituus . ·. on muutettavissa.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että nivelmonikulmiona on kolmio (EFG) . 6 98317

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että nivelkolmio (EFG) muodostuu kahdesta varresta (8, 9), joiden välinen liitoskohta (F) on kiinnitetty niveltyväs-ti edestakaisin liikkuvaan elimeen (2) ja joiden toiset päät 5 (E, G) on kiinnitetty niveltyvästi varsielimeen (5), joka on kiinnitetty runkoon (D) niveltyvästi.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 5-8 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että energiaa varaavana elimenä on jousi tai jouset (15, 16). • · · ♦ « · · • « « « « « • « 1 • · · « • · · · li · · • · · 7 98317