NL9200238A

NL9200238A - Device for transmitting a force or torque

Info

Publication number: NL9200238A
Application number: NL9200238A
Authority: NL
Original assignee: Marinus Jan Severijn
Priority date: 1992-02-10
Filing date: 1992-02-10
Publication date: 1993-09-01

Abstract

Device for transmitting forces of a driving means to a load or component which is to be moved, use being made of series of rods, profiled sections or wheels which act as levers and engage on one another by means of rollers which fit into sliding bearings of the following component, which acts as a lever, and sliding to and fro therein.

Description

Inrichting voor het overbrengen van een kracht of koppel.Device for transmitting a force or torque.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een veelzijdig bruikbare constructie voor het ovèrbrengen van een kracht of koppel door middel van een samenstel van hefboomfuncties.The present invention relates to a versatile construction for transmitting a force or torque through an assembly of lever functions.

De constructie omvat een samenstel van stangen of schijven, die de energie van een krachtbron, zoals een krukas, op· een drijfstang overbrengen, bij voorbeeld in krachtwerktuigen, voertuigen, proces- en regelapparatuur enz.The construction comprises an assembly of rods or discs, which transfer the energy from a power source, such as a crankshaft, to a connecting rod, for example, in power tools, vehicles, process and control equipment, etc.

Assen en wielen, welke met hefbomen zijn verbonden, worden in verlerlei werktuigen en toestellen toegepast.Axles and wheels, which are connected with levers, are used in various tools and equipment.

De bekende stand der techniek op dit gebied is beschreven in Denis-Papin en Vallot, "Notes et Formules de 1'ingénieur", Editions Albin Michel, Paris, 27 ed.,Tome I, blz. 182, en in"Hütte, Grundlagen der Ingenieurwissenschaften", 29· Ausg., Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg, Kap. K 38, par.4.3.6.The prior art in this field is described in Denis-Papin and Vallot, "Notes et Formules de 1'ingénieur", Editions Albin Michel, Paris, 27 ed., Tome I, p. 182, and in "Hütte, Grundlagen der Ingenieurwissenschaften ", 29 · Ausg., Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg, Kap. K 38, paragraph 4.3.6.

De eenvoudigste hefboom is een stang, doch ook kam- en wormwielen kunnen een hefboomfunctie uitoefenen.The simplest lever is a rod, but comb and worm wheels can also exert a lever function.

Ingevolge de momentenstelling is Kracht x Krachtarm = Last x Lastarm.Pursuant to the torque theorem, Force x Force arm = Load x Load arm.

Door hefboomwerking is het mogelijk met een kleinere kracht, die op afstand van een draaipunt aangrijpt, een grotere kracht dicht bij het draaipunt uit te oefenen.Leverage makes it possible to apply a greater force close to the pivot with a smaller force engaging at a distance from a pivot.

Volgens de onderhavige uitvinding wordt beweging overgebracht, waarbij dit doel wordt bereikt door een samenstel van met elkaar reciprocerend verbonden hefbomen en hefboomschijven toe te passen, waarbij de krachtarmen tijdens de beweging in een serie cascadevormig verlengd worden en onbelast de oorspronkelijke lengte weer aannemen.According to the present invention, motion is accomplished, this object being accomplished by using an assembly of reciprocally connected levers and lever disks, the force arms being cascaded during movement in a series and returning to their original length without load.

Het koppel wordt hierdoor snel verplaatst.This causes the torque to move quickly.

Deze functie wordt volgens de uitvinding uitgevoerd door middel van aan het ene einde van de hefbomen draaibaar bevestigde rollen, die in aan het toegekeerde einde van de volgende hefboom uitgefreesde lagers heen en weer schuiven.According to the invention, this function is performed by means of rollers mounted rotatably at one end of the levers, which slide back and forth in bearings milled at the opposite end of the next lever.

De hefbomen of hefboomvormige lichamen (schijven) bewegen om draaipunten en zij zijn als serie met elkaar beweegbaar verbonden, doordat elke hefboom aan zijn ene uiteinde van een uitgefreesd lager en aan zijn andere uiteinde van een spil met de cylindervormige rol is voorzien. Deze basisconstructie maakt deel uit van meerdere door spil, rol en lager met elkaar verbonden geschakelde gelijkvormige eenheden, die naast of boven elkaar kunnen zijn geplaatst en met draaibare of zwenkbare verbindingsstangen kunnen zijn verbonden.The levers or lever-shaped bodies (discs) move about pivot points and they are connected in series with one another, in that each lever is provided with a milled bearing at one end and a spindle with the cylindrical roller at its other end. This basic structure is part of a plurality of connected uniform units connected by spindle, roller and bearing, which can be arranged side by side or one above the other and connected by rotatable or pivotable connecting rods.

Het samenstel van volgens het hefboomsysteem functionerende onderdelen voor het overbrengen van een kracht uit een koppel op een last in een werktuig in de vorm van een beweging is volgens de onderhavige uitvinding gekenmerkt door het verplaatsen van een koppel van een overbrengingsmechanisme door middel van rollen, die in lagers heen en weer bewegen en daarin een slag uitvoeren, waardoor het daarop volgende deel wordt bewogen.According to the present invention, the assembly of lever system operating parts for transmitting a force from a torque to a load in a tool in the form of a movement is characterized by displacing a torque of a transmission mechanism by means of rollers move back and forth in bearings and make a stroke therein, moving the subsequent part.

De uitvoeringsvorm, waarbij van schijven gebruik wordt gemaakt, onderscheidt zich functioneel niet van de uitvoeringsvorm met staaf- of stangvormige hefboomarmen. De lagers zijn bij voorkeur naald-of wentellagers. De draaibare schijven zijn aan hun omtrek op regelmatige afstanden voorzien van rollen die loodrecht en draaibaar op de schijven zijn geplaatst en waartussen telkens een uitgefreesd lager is aangebracht, terwijl de schijven elkaar enigszins overlappend achter of onder elkaar zijn geplaatst, zodat de bedoelde rollen op hun spil telkens in het volgende lager van de naburige schijf kunnen grijpen en daarbij de lastarmfunctie verkorten.The embodiment using discs does not functionally differ from the embodiment with rod- or rod-shaped lever arms. The bearings are preferably needle or roller bearings. The rotatable discs are provided at regular intervals on their circumference with rollers which are placed perpendicularly and rotatably on the discs and between which a milled bearing is placed, while the discs are placed slightly overlapping behind or under each other, so that the intended rollers are on their each spindle can engage in the next bearing of the adjacent disc, thereby shortening the load arm function.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de bijgaande figuren 1 t/m 6.The invention is further elucidated with reference to the annexed figures 1 to 6.

Figuur 1 toont schematisch de opstelling en het principe van de onderhavige inrichting.Figure 1 schematically shows the arrangement and principle of the present device.

De kracht F, wordt door een kruk en drijfstang overgebracht naar het lager van de eerste lastarm.The force F, is transferred by a crank and connecting rod to the bearing of the first load arm.

Door de beweging daarvan wordt de rol van de volgende krachtarra bewogen en de beweging over een aantal hefbomen met draaipunten, rollen en lagers overgebracht tot de kracht F .As a result of its movement, the roller of the next force array is moved and the movement is transferred over a number of levers with pivots, rollers and bearings to the force F.

1 is de hefboom, 2 is het draaipunt, 3 is de spil met de rol 4 in het uitgefreesde lager 5 van de volgende hefboom, en deze opstelling wordt herhaald, waarbij groepen van hefbomen door verbindingsstangen 6 aan elkaar zijn gekoppeld.1 is the lever, 2 is the pivot point, 3 is the spindle with the roller 4 in the milled-out bearing 5 of the next lever, and this arrangement is repeated, groups of levers being coupled together by connecting rods 6.

is de aan het einde aangrijpende kracht.is the gripping force at the end.

Figuur 2 toont een zij- of bovenaanzicht van de onderdelen,zoals deze met elkaar zijn verbonden.Figure 2 shows a side or top view of the parts as they are joined together.

De aanduiding van de belangrijke onderdelen met positienummers 1 t/m 6 is dezelfde als in de voorgaande schematische figuur 1.The designation of the important parts with position numbers 1 to 6 is the same as in the previous schematic figure 1.

De figuren 3 en 4 tonen de werking van de wijziging van de lengte van de armen van het hefboomvormige lichaam.Figures 3 and 4 show the operation of changing the length of the arms of the lever-shaped body.

Figuur 3 toont de stand van de hefbomen bij een hoek oc- van hefboom-hartlijn ten opzichte van de middellijn van het systeem.Figure 3 shows the position of the levers at an angle oc- of lever centerline relative to the centerline of the system.

Figuur 4 toont de lineaire stand van hefboomvormige lichamen, dus in eikaars verlengde.Figure 4 shows the linear position of lever-shaped bodies, i.e. in line with each other.

In deze figuren 3 en 4 is X de hefboomlengte, A de projectie van de straal der rollen, B de slag (volumewijziging) in het uitgefreesde lager.In these Figures 3 and 4, X is the lever length, A is the projection of the radius of the rollers, B is the stroke (volume change) in the milled-out bearing.

^1^2^3^4 z^n brachten,die op de aangegeven plaatsen aangrijpen.^ 1 ^ 2 ^ 3 ^ 4 are brought in, engaging at the indicated locations.

QO is de hoek,die gevormd wordt door de hartlijn van een hefboomvormig lichaam en de middellijn van het betreffende systeemdeel (groep van hefbomen).QO is the angle formed by the centerline of a lever-shaped body and the centerline of the respective system part (group of levers).

In deze figuren is te zien, dat de arm X bij grootste slag aan een zijde wordt verlengd met de afstand A en bij lineaire stand wordt verkort met slaglengte B.In these figures it can be seen that the arm X is extended by the distance A at the largest stroke on one side and shortened by the stroke length B in the linear position.

De figuren 5 en 6 tonen de uitvoering in de vorm van roteerbare schijven, die enigszins versprongen achter elkaar zijn geplaatst,en waarvan de rollen,die op de omtrekken van de schijven zijn geplaatst,kunnen ingrijpen in uitgefreesde lagers van de volgende schijf.Figures 5 and 6 show the embodiment in the form of rotatable discs, which are arranged somewhat staggered one behind the other, and of which the rollers, which are placed on the peripheries of the discs, can engage in milled-out bearings of the next disc.

Als X de hefboomlengte,Ade projectie van de straal van de rol,B de slag van de π in lager 5, en cc-de hoek van de hefboom ten opzichte van de hartlijn in lineaire stand van de serie van hefbomen is, zijn de opgewekte krachten in beide uitvoeringen als volgt gedefinieerd:If X is the lever length, Ade projection of the radius of the roller, B the stroke of the π in bearing 5, and cc the angle of the lever relative to the centerline in linear position of the series of levers, the excited forces in both versions defined as follows:

In lineaire stand:In linear position:

In de stand met hoek öó ten opzichte van lineaire stand:In the position with angle öó to the linear position:

In alle standen vindt dus een bekrachtigende beweging over de afstand van de hefboomvormige delen plaats.In all positions, therefore, an energizing movement takes place over the distance of the lever-shaped parts.

Voor het verkrijgen van een goed rendement is een zorgvuldige tribo-logische behandeling van de lagers (smering met bij voorbeeld molyb-deensulfide) vereist.In order to obtain good efficiency, careful tribological treatment of the bearings (lubrication with, for example, molybdenum sulfide) is required.

De inrichting volgens deze uitvinding kan met voordeel worden toegepast aan verbrandings- en electromotoren, generatoren, automatisch lasgereed-schap, rijwielen, pompen, compressoren, omschakelwerktuig in de procesindustrie, landbouwwerktuigen, robots, bouwmachines, bewerkingsmachines, scheepsinstallaties, kranen, roerwerken enz.The device according to this invention can advantageously be applied to combustion and electric motors, generators, automatic welding tools, bicycles, pumps, compressors, conversion tools in the process industry, agricultural tools, robots, construction machines, machine tools, ship installations, cranes, agitators, etc.

Proefmodellen leverden goede resultaten.Trial models produced good results.

Claims

Device for transmitting a torque-generated dynamic force by an assembly of lever functions, characterized in that a number of lever-acting parts rotating about a pivot are provided on one end or protruding sides thereof a cylindrical roller rotatable thereon from a perpendicular spindle, and a bearing milled at another end or at a distance from said roller, into which the roller of an adjacent lever-acting part fits, so that it can make a stroke in the bearing, and a number of these lever-acting parts interlock by means of the intended bearings and rollers, and transmitting the movement from a crank and connecting rod of the first via the next lever-explored parts to the location of the load to be moved.

Device according to claim 1, characterized in that the parts acting as levers are rods.

Device according to claim 1, characterized in that the parts acting as levers are elongated profiles of symmetrical shape.

Device as claimed in claim 1, characterized in that the parts acting as levers are discs placed one behind the other so that they interlock with protruding rollers.

Tools, provided with clutches or transmissions according to any one of claims 1-4.