SE462811B - Anordning foer omvandling av en fram- och aatergaaende roerelse till en roterande roerelse - Google Patents

Description

i1o 15 20 25 30 35 462 811 2 på axeln, räknat per cylinderslag, som är hälften mot det som erhålles på en axel, vilken via en vevaxel drivs av två cylindrar.

Experiment med en anordning enl. patentet har visat att ett högt maximalt och genomsnittligt moment erhålles jämfört med då samma kraftkällor med samma slaglängd utnyttjas för att driva en konventionellt utformad vevaxel.

En anordning enligt patentet uppvisar således fördelar jämfört med en konventionell vevaxel för omvandling en linjär rörelse till en roterande rörelse.

Emellertid föreligger några avgörande nackdelar med en anordning enligt patentet, vilka bottnar i att kurvskivan är fästad vid den axel som skall rotera. Detta medför dels att tillverkningen av kurvskivan är dyr och komplicerad, dels att anordningens totala mått i en riktning sammanfallande med cylindrarnas längdutsträckning blir stort och dels att det är kom- plicerat att utföra kurvskivan så att ett gynnsamt returslag erhålles.

Vidare är det kostsamt att ändra kurvform för att erhålla en annan moment- kurva.

Föreliggande uppfinning eliminerar bl.a. dessa nackdelar och erbjuder en anordning som är enklare till sin uppbyggnad och som är lättare och billigare att anpassa till olika behov.

Föreliggande uppfinning hänför sig således till anordning för omvandlande av en linjär rörelse frán en kraftkälla till en roterande rörelse, där ett första organ rörande sig linjärt är anordnat att samverka med en kurvskíva för utbildande av en roterande rörelse, vilken roterande rörelse utförs av» en axel, och utmärkes av, att nämnda första organ dels innefattar en stång eller motsvarande anordnad att utföra en fram- och återgående rörelse, dels nämnda kurvskiva vilken är fästad i stångens ena ände, av att kurv- skivan endast har kurvformade partier på dess från stången vända yta, av att ett andra organ innefattande två motstàende och i riktning från axeln utskjutande vingformade delar förefinns fast förbundet med axeln, där vid varje vinges yttre parti en rulle eller motsvarande finns roterbart fästad, vilka rullar är anordnade att rulla mot nämnda kurvskiva. 10 15 20 25 30 35 3 462 811 Nedan bes' ss uppfinningen i samband med pà bifogade ritningar visade utförings sei av uppfinningen, där figur la - li schematiskt visar genomlöpandet av ett varv för en axel hos anordningen. - figur 2 visar en sidovy av en anordning innefattande en kraftkâlla. - figur 3 visar en planvy av en anordning innefattande tvâ motstâllda kraftkällor, vilka âr förbundna med en medbringare. - figur 4 visar en sidovy av anordningen enl. figur 3. - figur Sa visar en sidovy av en anordning innefattande fyra kraftkällor. - figur Sb illustrerar positionerna hos olika ingående delar i figur Sa. - figur 6a - 6d illustrerar olika styrningar för en kurvskiva tillhörig anordningen. - figur 7a-7b i större skala visar ett modifierat utförande av ett andra organ tillhörigt anordningen. - figur 8 visar en sidovy av en anordning där två enheter finns, vilka arbetar med motsatta rotationsriktningar. - figur 9 visar anordningen enl. figur B i en planvy.

I figur la visas anordningen enligt uppfinningen schematiskt i ett visst vridningslâge. I figurerna lb-1i illustreras i steg genomlöpandet av ett varv hos anordningens axel.

Anordningen enligt uppfinningen omvandlar en linjär rörelse fràn en kraftkäl- la 1 till en roterande rörelse, där kraftkällan är anordnad att samverka med en kurvskiva 2 för utbildande av en roterande rörelse, vilken roterande rörelse utförs av en axel 3.

Enligt uppfinningen förefinns ett första organ, vilket dels innefattar en stäng 4 eller motsvarande anordnad att utföra en fram- och àtergàende rörelse, dels nämnda kurvskiva 2. Kurvskivan 2 är fästad i stàngens 4 ena ände. Stángen 4, vilken i figur 1 utgöres av tvâ parallella stänger, tillhör kra;Lkällan och kan exempelvis vara en kolvstàng. Kurvskivan 2 har endast kurvformade partier pà dess fràn stången vända yta 5.

Vidare förefinns ett andra organ innefattande två motstàende och i riktning fràn axeln 3 utskiutande vingformade delar 6,7 fast förbundna med axeln 3, där vid varje vinges yttre parti en rulle 8,9 eller motsvarande finns 10 15 20 25 30 35 462 sn 4 roterbart fâstad, vilka rullar 8,9 är anordnade att rulla mot nämnda kurvskiva 2.

Såsom framgår av bl.a. figur 2 är nämnda två motstående utskjutande ving- formade delar 6,7 utbildade av två parallellt med varandra liggande ving- formade bärorgan 10,11, mellan vars yttre partier rullarna 8,9 uppbäres.

De vingformade bärorganen 10,11 är var för sig förbundna med en del av nämnda axel 3 som utskjuter från respektive vingformat bärorgans mittre parti. Såsom visas i figur 2 är axeln 3 inte genomgående, utan ett öppet utrymme 12 är utbildat mellan de vingformade bärorganen.

I figur la visas en utföringsform av en kraftkälla 1, som utgöres av två enkelverkande tryckluftcylindrar 13,14 med tillhörande kolvstänger 4.

Varje cylinder har en kanal 15;16 för tillförsel av tryckluft och en kanal 17;18 för avluftning av cylindrarna efter ett arbetsslag. Eftersom båda kolvstängerna 4 är fast förbundna med kurvskivan 2, är cylindrarna synkron- iserade.

Kurvskivan 2 innefattar två kurvformade partier 20,21, se figur lb, där ett första parti 20 är anordnat att samverka med nämnda rullar 8,9 när stången 4 utför ett arbetsslag och där ett andra parti 21 är anordnat att samverka med nämnda rullar 8,9 för att genomföra stångens returslag.

Nämnda två kurvformade partier 20,21 möts ungefär mitt på kurvskivan och bildar en kontinuerlig kurva.

I figur lb-li illustreras ett arbetsslag och ett returslag. I figur 1b visas ett utgångsläge. Från detta utgångsläge vrids axeln 3 i pilens 22 riktning genom att kolvstängerna 4 förskjuter kurvskivan 2 nedåt i figur lb. När kurvskivan 2 förskjutes nedåt under sitt arbetsslag rullar rullen 8 mot det första partiet 20 av kurvskivan. Allteftersom kurvskivan för- skiutes nedåt rullar rullen 8 längre ut på kurvskivan, såsom illustreras i figur 1d, till dess läget enligt figur le uppnås. När sistnämnda läge uppnås är arbetsslaget fullbordat. Såsom framgår av figur 1e passerar kurvskivans nedersta del den nivå på vilken axeln 3 befinner sig. Av denna anledning är axeln 3 inte genomgående. Att kurvskivan kan tillåtas passera den nivå på vilken axeln befinner sig, medför att föreliggande anordning kan byggas med en betydligt mindre höjd än en anordning enligt det ovan nämnda patentet. 10 15 20 25 30 35 01 l ON FO f) _»- I ...x Enligt en utföringsform förefinns ett svänghjul 23, se figur 2, vilket n arbetsslaget fullbordats vrider axeln 3, varvid anordningen genomlöper returslaget. Returslaget illustreras i figurerna lf-li. Härvid vrider således svänghjulet axeln 3 i pilens 22 riktning. Som framgår av figurerna rullar härvid rullen 9 mot det andra partiet 21 av kurvskivan 2, under det att kurvskivan pressas uppåt till dess att läget enligt figur 1i uppnås. När sistnämnda läge uppnåtts är returslaget fullbordat. Därefter följer ett arbetsslag, där rullen 9 rullar mot det första partiet 20 av kurvskivan, varefter ett returslag följer o.s.v..

Genom den beskrivna anordningen erhålles således två momenttoppar per varv som axeln 3 genomlöper. Det är uppenbart att storleken av momentet för en given kraftkälla liksom momentets fördelning under arbetsslaget beror av kurvformen hos kurvskivans nämnda första parti 20. Företrädesvis börjar detta parti 20 med en relativt brant kurvdel, såsom visas i figurerna, för att därigenom uppnå ett relativt högt startmoment. Då rullen verkar längre ut på kurvskivan, såsom visas i figur ld, kan det första partiet av kurv- skivan utgöras av en relativt flack kurva, eftersom ett högt moment därvid erhålles genom den längre momentarmen.

En ytterst väsentlig fördel som föreliggande uppfinning medför är att det är lätt att anrassa kurvskivans kurvform så att momentet fördelar sig på ett önskat sätt under arbetsslaget. Härvid kan för olika tillämpningar olika momentfördelningar vara aktuella. Till skillnad från anordningen enligt ovan nämnda patent, där en kurvskiva används som har en speciell form runt hela dess periferi, räcker det enligt föreliggande uppfinning att endast forma den yta som vetter från stången 4. Resterande del av kurvskivan kan ha vilken som helst lämplig form, men är företrädesvis parallellepipedisk.

Enligt en föredragen och mycket väsentlig utföringsform av uppfinningen är de två kurvformade partierna 20,21 så utförda att när arbetsslaget ä fullbordat och den ena av rullarna 8 medelst vilken arbetsslaget utf es anligger mot kurvskivans ena kurvformade parti, anligger den andra av rullarna 9 mot kurvskivans andra kurvformade parti 21, se figur le.

Härigenom uppnås att slag inte uppstår när den rulle som skall påbörja returslaget skall komma till anliggning mot kurvskivan. Detta är en fördel 10 15 20 25 30 35 462 811 6 som vid en anordning enligt ovan nämnda patent endast kan uppnås med mycket speciella kurvformer.

Det är emellertid inte alltid nödvändigt eller önskvärt att en första rulle som skall utföra returslaget helt kommer till anliggning mot kurv- skivan när den andra rullen precis har fullbordat arbetsslaget. Ett dylikt utförande ställer nämligen höga krav på precision och kräver att kurv- skivans två kurvpartier har en inbördes anpassad form. För det fall de båda rullarna inte skall komma till samtidig anliggning, såsom illustreras i figur le, skall dock den första rullen vara nära anliggning mot kurvski- van när den andra rullen fullbordat arbetsslaget.

Enligt en alternativ föredragen utföringsform förefinns ytterligare rullar 24,25 mellan nämnda vingformade bârorgan 10,11, vilka rullar 24,25 är placerade mellan vingarnas yttre partier och vingarnas mittre partier, se figur 7a. Dessa rullar 24,25 år anordnade att komma till anliggning mot kurvskivans andra kurvformade parti 21, när arbetsslaget är fullbordat och den ena av rullarna 8 medelst vilken arbetsslaget utfördes anligger mot kurvskivans ena kurvformade parti 20. Som framgår vid en jämförelse mellan figur 7a och 7b kommer efter en viss mindre vridning av axeln 3 även rullen 9 till anliggning mot kurvskivans andra parti 21. Efter ytterligare en viss vridning kommer således bara rullen 9 att anligga mot partiet 21.

Enligt en föredragen utföringsform är kurvskivan 2 försedd med ett genom- gående spår 26 löpande huvudsakligen parallellt med och ett stycke under det av kurvskivans kurvformade partier 21 mot vilket en rulle anligger under returslaget. Detta spår 26 medför att en viss fiâdringseffekt erhålles när rullen ifråga kommer till anliggning mot partiet 21. Härvid fjädrar således den medelst spåret 26 utbildade tungan 27 något i pilens 28 riktning, se figur 7a.

Ovan har endast en utföringsform där två enkelverkande tryckluftcylindrar verkar mot en kurvskiva behandlats. Givetvis kan flera första och andra organ förefinnas vilka arbetar på samma axel.

I figur Sa visas ett exempel där fyra kurvskivor 201-204 finns. Dessa verkar mot fyra par av vingformade bärorgan 101-104;111-114 med tillhörande rullar, där alla bärorgan är fast förbundna med samma axel 130. Som kraftkäl- 10 15 20 25 30 35 7 462 81"! la visas fyra par av enkelverkande tryckluftcylindrar 30-33. Figur 5a visar ett läge, vad avser kurvskivornas position och bärorganens position, som motsvarar de i figur 5b visade positionerna, där i figur Sb kraftkällorna givits motsvarande beteckningar som i figur Sa. Rotationsriktningen visas med pilar.

Givetvis kan kraftkällorna vara av annat slag än tryckluftcylindrar. Enligt ett föredraget utförande utgöres kraftkällorna av explosionsmotorer av typen tvàtaktsmotorer, vilka pá välkänt sätt har ett arbetsslag varje gäng kolven rör sig nedåt och ett returslag varje gäng som kolven rör sig uppàt. Pâ grund av att dylika kraftkällor i sig inte utgör någon del av föreliggande uppfinning beskrives de inte närmare här.

En betydelsefull fördel uppnås med föreliggande uppfinning genom att det inte föreligger någon fast förbindning mellan kurvskivorna och rullarna.

Denna fördel består i att en eller flera av kraftkällorna utav ett större antal kraftkällor kan tas ur drift, för det fall att full effekt inte behövs. Detta tillgàr helt enkelt så att en eller flera kraftkällor läses i dessas översta position i figur Sa. Härvid kommer tillhörande bärorgan med rullar att rotera fritt med axeln 3 utan att beröra den eller de därvid stillastående kurvskivorna.

När kurvskivans kurvformade partier 20,21 utformas så att en rulle kommer till anliggning mot det andra partiet 21 precis när den andra rullen just har fullbordat ett arbetsslag, är kraftkällorna synkroniserade med varandra.

För att direkt mekaniskt synkronisera tva eller flera kraftkällor är, enligt en föredragen utföringsform, de första organen är inbördes förbundna medelst en medbringare 34, se figur 3 och 4. I figurerna 3 och 4 betecknar siffrorna 35,36 två repektive par av bärorgan 10,11.

Enligt en föradragen utföringsform har nämnda medbringare raka och med stången parallella sidor 37,38, vilka sidor löper mot lager 39-42 anordnade att upptaga förekommande sidokrafter, vilka uppstår när rullarna samverkar med kurvskivorna.

För det fall medbringare saknas mäste nämnda sidokrafter upptagas pà annat sätt. I figur 6a och 6b visas ett utförande där kurvskivan 2 löper mellan 10 15 20 25 30 35 462 811 8 en rad av ovanför varandra liggande lager 43-48. I figur óc och 6d visas ett alternativt utförande där kurvskivan är glidlagrad i geidrar 49,50.

I figur 8 och 9 visas ett ytterligare utförande , där tvâ sammanbundna kurvskivor 220,221 förekommer. Kurvskivorna är utförda spegelvânda relativt varandra sä att den ena kurvskivan 220 trycker tillhörande nämnda andra organ 222 ät höger i figur 9, medan den andra kurvskivan 221 trycker tillhörande andra organ 223 ät vänster i figur 9. Genom detta utförande kan förekommande snedbelastningar minskas. Speciellt minskas snedbelastningarna om de tvâ kurvskivorna är belägna nära varandra.

I exemplet i figur 8 och 9 är de tvà nämnda andra organen sammanbundna medelst en växel innefattande tvâ kronkugghjul 224,225 och fyra planet- kugghiul 226-229. Planetkugghiulen roterar runt relativt anordningen fast monterade axlar. Kronkugghjulen är förbundna med var sin axel 230,231.

Det är tydligt att föreliggande uppfinning löser de problem som är för- knippade med en anordning enligt det inledningsvis nämnda patentet.

De främsta fördelarna med föreliggande uppfinning är att kurvskivan är mycket enklare och billigare att framställa samtidigt som den enkelt medger en anpassning till önskad momentfördelning under arbetsslaget.

Vidare är det enkelt att anordna kurvan så att rullen för utförande av returslaget kommer till anliggning precis när den andra rullen fullbordat arbetsslaget. Detta medför att slag mellan rulle och kurvskiva undvikes, samtidigt som en mekanisk synkronisering mellan de tvâ nämnda organen erhålles.

Ovan har ett antal olika utföringsformer beskrivits. Emellertid kan dessa varieras pà en mängd sätt. Sålunda kan kurvskivans kurvformer ändras, kurvskivornas förbindning med kraftkällans kolvstàng eller motsvarande kan utföras pà annat sätt, kraftkällornas antal kan varieras etc..

Föreliggande uppfinning skall därför inte anses begränsad till de ovan angivna utföringsformerna utan kan varieras inom dess av bifogade patentkrav angivna ram.

Claims (11)

10 15 20 25 30 35 9 462 811 Patentkrav

1. Anordning för omvandlande av en linjär rörelse fràn en kraftkälla till en roterande rörelse, där kraftkällan är anordnad att samverka med en kurvskiva för utbildande av en roterande rörelse, vilken roterande rörelse utförs av en axel, k ä n n e t e c k n a d a v, att ett första organ förefinns, vilket dels innefattar en stäng (4) eller motsvarande anordnad att utföra en fram- och återgàende rörelse, dels nämnda kurvskiva (2;201- 204;220,221) vilken är fästad i stàngens ena ände, av att kurvskivan endast har kurvformade partier (20,21) på dess fràn stången vända yta, av att ett andra organ innefattande tvâ motstàende och i riktning frán axeln utskiutande vingformade delar (6,7) förefinns fast förbundet med axeln (3), där vid varje vinges (6,7) yttre parti en rulle (8,9) eller motsvarande finns roterbart fästad, vilka rullar är anordnade att rulla mot nämnda kurvskiva (2;201-204;220,221).

2. Anordning enl. krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v, att nämnda kurvskiva (2;201-204;220,221) innefattar tvâ kurvformade partier (20,21), där ett första parti (20) är anordnat att samverka med nämnda rullar (8,9) när stången (4) utför ett arbetsslag och där ett andra parti (21) är anordnat att samverka med nämnda rullar för att genomföra stàngens (4) returslag.

3. Anordning enl. krav 2, k ä n n e t e c k n a d a v ,att nämnda tvà kurvformade partier (20,21) möts och bildar en kontinuerlig kurva.

4. Anordning enl. krav 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d a v , att de tvâ kurvformade partierna (20,21) är så utförda att när arbetsslaget är fullbordat och den ena rullarna (8,9) medelst vilken arbetsslaget utfördes anligger mot kurvskiva. <2) ena kurvformade parti (20), är den andra av rullarna (8,9) nära anliggning mot kurvskivans andra kurvformade parti (21).

5. Anordning enl. kra~ 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d a v , att de tvâ kurvformade partierna (20,21) är så utförda att när arbetsslaget är fullbordat och den ena av rullarna (8,9) medelst vilken arbetsslaget utfördes anligger mot kurvskivans ena kurvformade parti (20), anligger den andra av rullarna (8,9) mot kurvskivans andra kurvformade parti (20). 10 15 20 25 30 462 811 10

6. Anordning enl. krav 1, 2, 3, 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a d a v, att kurvskivan (2) är försedd med ett genomgående spår (26) löpande huvudsak- ligen parallellt med och ett stycke under det (21) av kurvskivans kurvformade partier mot vilket en rulle (8,9) anligger under returslaget.

7. Anordning enl. krav 1, 2, 3, 4, 5 eller 6, k ä n n e t e c k n a d a v, att nämnda tva motstàende utskjutande vingformade delar (6,7) är utbildade av tvâ parallellt med varandra liggande vingformade bârorgan (10,11;101-114) mellan vars yttre partier rullarna (8,9) uppbâres och av att de vingformade bärorganen var för sig är förbundna med en del av nämnda axel (3;130) som utskiuter fràn respektive vingformat bärorgans dels mittre parti.

8. Anordning enl. krav 7, k ä n n e t e c k n a d a v, att mellan nämnda vingformade bärorgan (10,11) och mellan vingarnas yttre partier och vingarnas mittre partier förefinns ytterligare en rulle (24,25), vilken âr anordnad att, när arbetsslaget är fullbordat och den ena av rullarna (8,9) medelst vilken arbetsslaget utfördes anligger mot kurvskivans ena kurvformade parti (20), komma till anliggning mot kurvskivans andra kurvformade parti (21).

9. Anordning enl. något av föregående krav, k â n n e t e c k n a d a v, att tvâ eller flera första (4;2) respektive andra organ (6-9) före- finns, där de första organen är inbördes förbundna medelst en medbringare (34).

10. Anordning enl. krav 9, k ä n n e t e c k n a d a v, att nämnda medbringare (34) har raka med stången (4) parallella sidor (37,38), vilka sidor löper mot lager (39-42) anordnade att upptaga förekommande sidokrafter.

11. Anordning enl. något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d a v, att nämnda kraftkâlla (1) utgöres av tvâ enkelverkande tryckluft- cylindrar (13,14), där båda resp. tryckluftcylinders kolvstàng (4) är förbunden med ett och samma första kurvskiva (2).