FI93527C - Säädettävä kiinnityslaite - Google Patents

Description

93527 Ί Säädettävä kiinnityslaite. - Reglerbar fastanordning.

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen säädettävä kiinnityslaite, joka soveltuu eri muotoisten työkalujen tai työkappaleiden tai erilaisten kone-elimien tai vastaavien osien kiinnittämiseen tai säätöön. Keksinnön kohteena on myös patenttivaatimuksen 5 johdanto-osan mukainen menetelmä kiinnityslaitteen paineistamiseksi.

Patenttijulkaisuissa DE-1929659 ja DE-2644576 on esitetty aksiaalisten kappaleiden kiinnityslaitteita, jotka perustuvat hydraulipaineella aiheutettuun paineeseen, jolla supistetaan tai laajennetaan sylinterinmuotoista kiinnitysholkkia. Näiden ongelmana on kuitenkin öljyvuodot, jotka aiheutuvat tiivisteiden kulumisesta ja pettämisestä sekä lämpötilan aiheuttamasta tilavuusmuutoksesta paineväliaineessa. Lisäksi keskipakovoiman aiheuttama muodonmuutos metallisissa rungoissa aiheuttaa paineen laskua ja siten kiinnitetyn kappaleen irtoamisen tai pito-voiman alenemisen.

Esillä olevan keksinnön päämääränä on poistaa mainitut epäkohdat ja mahdollistaa luotettavan kiinnityslaitteen valmistaminen, jossa ei ole mainittuja epäkohtia ja joka laite soveltuu käytettäväksi laajalla lämpötila-alueella.

Tämän päämäärän toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle laitteelle ja menetelmälle on tunnusomaista patenttivaatimuksien 1 ja vastaavasti 5 tunnusmerkkiosassa esitetyt asiat. Tällöin olennaista on se, että paineväliaineena käytetään alhaisessa lämpötilassa sulavaa metallia, joka on valettu paikalleen paineväli-ainetilaan ja kanaviin, jossa se sulatetaan jollakin ennestään tunnetulla tavalla, esim. kuumailmapuhaltimella tai sähkövastuksella, ja paineistetaan mäntäelimillä joissa on ko. lämmön kestävät tiivisteet, mainittu mäntäelin tai ruuvi aiheuttaa tilavuusmuutoksen sulassa metallissa ja siten säätää kiinnitys- 2 93527 voiman, joka välittyy kiinnityselimen kautta kiinnitettävään kappaleeseen ja kappaleen jäähdyttyä muodostaa tukevan kiinni-tyspinnan kiinnityslaitteen rungon ja kiinnityselimen väliin. Mainittu liitos voidaan avata kun kappale lämmitetään uudelleen ja paineistusruuvit/männät avataan, jolloin laite toimii kuten hydraulitoiminen kiinnitin. Keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen suurimpana etuna on se, että käyttämällä hydrauliöljyn tilalla alhaisessa lämpötilassa sulavaa metallia, esim. Boliden Ab:n valmistamia sulakemetalleja, joista eräs sovelias materiaali on Rose's alloy, mikä sisältää 22 % Sn, 50 % Bi ja 28 %

Pb ja jonka soliduslämpötila on 96°C ja likviduslämpötila 123°C saadaan aikaan kiinnityslaite, jonka paineväliaine on normaaleissa käyttölämpötiloissa olennaisesti kiinteää muodostaen vuotamattoman kiinnityslaiterakenteen. Valittavan metalliseoksen metalliseoksen soliduslämpötila on edullisesti yli 60°C ja likviduslämpötila alle 230°C. Yhtenä tekijänä on otettava huomioon kiinnityskappaleen rungon päästölämpötila, jonka alle metalliseoksen likviduslämpötilan tulisi aina olla, jotta karkaistu metallirunko ei päästy kun sitä lämmitetään.

Julkaisussa SE 466 513 on esitetty erittäin plastisen metallin käyttöä paineväliaineena. Esillä olevaan keksintöön liittyvä tekniikan taso ilmenee julkaisuista DE 3 049 359, US 4 016 722, US 4 070 859, DE 2 322 906 ja FI patentista 80969. Näissä ; julkaisuissa on esitetty metallin sulaa ja kiinteää olomuotoa hyväksikäyttäviä kiinnitys- ja toimilaitteita sekä paineistuk-seen liittyviä tiivistys- ja käsittelyongelmia.

Keksinnön mukaisen kiinnityslaitteen täyttö suoritetaan edullisesti täyttölaitteella, jossa ko. metalli voidaan sulattaa ja puristaa alhaalta päin painekammioon, siten että kiinnityslait-teeseen on valmistettu ruuvilla suljettava täyttöaukko ja ilmausaukko ja täyttöaukosta puristetaan sula metalli painekammioon kunnes metalli pursuu ilmaus-aukosta jonka jälkeen aukot suljetaan mainituilla ruuveilla.

3 93527

Alhaisessa lämpötilassa sulavat metallit sisältävät kuitenkin ympäristölle vaarallisia aineita kuten lyijyä ja kadmiumia, joiden joutuminen ympäristöön tulee tehokkaasti estettyä kun keksinnön mukaisesti metalli on valettu korkeammassa lämpötilassa sulavan metallikotelon sisälle ja uudelleen sulatettaessa sula metalli pysyy painekammiossa jolloin ei ympäristövaaraa aiheuteta.

Seuraavassa keksinnön mukaista menetelmää selostetaan yksitys-kohtaisemmin oheiseen piirustukseen viitaten, jossa:

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaisella paineistusjärjestelyllä varustetun kiinnityslaitteen erään suoritusmuodon pitkittäisleikkauksena.

Kuviossa 1 esitetty kiinnityslaite on tarkoitettu akselimaisten tai putkimaisten kappaleiden kiinnitykseen. Kiinnityslaitteen muodostaa runko-osa 1, jonka sisäpuolella olevaan poraukseen on liitetty lieriöholkki 2, joka muodostaa runko-osan 1 mainitun porauksen seinämässä olevan syvennyksen kanssa tilan 3, joka liittyy rungon sisäpuolelle muodostettujen paineväliainekanavi-en 4 kautta sylinteri/paineistustilaan 5. Myös lieriöholkin 2 ulkopinta (sisäporausta vasten tuleva pinta) on varustettu edullisesti syvennyksellä mainitun tilan 3 muodostamiseksi. Paineistustila 5 on varustettu kierretulpan 6 sulkemalla täyt-töaukolla ja kussakin paineväliainekanavassa 4 on ilmaruuvi 7 sekä kanavan sulkuruuvi 8. Ruuvit 8 suljetaan ensimmäisenä, jonka jälkeen paineväliaine syötetään yhden tai useamman täyt-töaukon kautta paineistustilaan 5 ja edelleen paineväli-ainekanaviin 4. Paineistustila 5 muodostuu edullisesti kohtisuorassa kiinnityslaitteen pitkittäisakseliin nähden olevista kammioista, jotka voivat olla liitetyt toisiinsa rengasmaisella yhdyskanavalla, jolloin kaikki paineväliainekanavat 4 ovat myös yhteydessä toisiinsa paineistustilan 5 puoleisessa päässään. Paineistustilat voivat olla myös erillisiä, jolloin paineväliainekanavat 4 ovat yhteydessä toisiinsa vain tilan 3 kautta.

Kun paineväliaineena toimiva sulassa tilassa oleva, 4 93527 alhaisessa lämpötilassa sulava metallimassa on syötetty pai-neistustilaan 5, paineväliainekanaviin 4 ja edelleen tilaan 3 kiinnityselimenä toimivan lieriholkin 2 ja runko-osan 1 sisäpuolisen porauksen seinämän välissä kierretulppa 6 asetetaan paikoilleen, jonka jälkeen väliaine voidaan paineistaa sen ollessa edelleen sulassa tilassa. Metallimassan paineistukseen käytetään porauksessa 14 liikkuvaa mäntäelintä 9, jossa on kierreosa 13 ja kärkiosa 12 sekä paineistustilaan 5 sijoitettua metallikuulaa 10, joka on tiivistetty paineväliaineeseen päin tiivisteellä 11. Kärkiosa 12 on muodostettu siten suppenevaksi, että männän 9 työntäminen pituussuunnassaan kuulien 10 suuntaan aikaansaa kuulien liikkumisen säteittäisesti ulospäin kohdistaen samalla painevaikutuksen metallimassaan. Metallimassa välittää painevaikutuksen edelleen kanavien 4 kautta tilaan 3, jossa metallimassa puristaa lieriöholkkia 2 mainitun syvennyksen kohdalta sisäänpäin kiinnityskappaleen keskiakselia kohtia. Tällöin lieriöholkin sisäpuolelle asetettu kiinnitettävä kappale (ei esitetty) tarttuu lujasti lieriöholkin sisäpintaa vasten ja kiinnittyy paikoilleen. Tämä kiinnitysvoima on säädettävissä männän 9 liikkeen avulla. Kun kappale on kiinnitetty paikoilleen metallimassan annetaan jähmettyä, jolloin saadaan pysyvä kiinnitys, joka on edullinen mm. alhaisissa lämpötiloissa, joissa normaalien hydraulisten kiinnityslaitteiden ongelmana on esim. tiivisteiden kutistumisen/haurastumisen aiheuttamat vuoto-ongelmat. Jähmettynyt metallimassa ei aiheuta mitään vuoto-ongelmia ja se on kuitenkin muutettavissa normaalin hydraulisen kiinnittimen mukaiseksi laitteeksi sulattamalla metallimassa uudelleen. Metallimassa on sulassa tilassa ollessankin olennaisesti viskoosimpia kuin tavanomaiset hydrauliväliaineet, mikä osaltaan helpottaa rakenteen muodostamista vuotamattomak-’ si.

Metallimassa käsittää olennaisesti tinaa, vismuttia, lyijyä, kadmiumia tai niiden seosta tai muuta alhaisessa lämpötilassa sulavaa seosta, jonka sulamislämpötila on alueessa n. 60°C - n. 230°C, edullisesti alueessa n. 70°C - n. 130°C. Eräs esi- 5 93527 merkki metallimassan edullisesta seoksesta on johdanto-osassa mainittu Boliden Ab:n Rose's alloy.

Keksintöä ei ole tarkoitettu rajoitettavaksi edellä esimerkkinä esitettyyn suoritusmuotoon vaan keksinnön suoja-ala määritetään seuraavissa patenttivaatimuksissa. Keksinnön mukainen laite ja menetelmä soveltuu esimerkiksi joko sellaisenaan tai vähäisin modifikaatioin monien eri tyyppiä olevien kiinnityslaitteiden paineväliaineeksi, kuten esimerkiksi tasomaisten kappaleiden kiinnityslaitteet (esim. ruuvipuristimet).

Claims (6)

6 93527

1. Kiinnityslaite erilaisten kappaleiden, esimerkiksi työstöte-rien, työstettävien kappaleiden, erilaisten toimielimien tai muiden koneen-elimien kiinnittämiseksi työstökoneisiin, tai muihin koneisiin tai laitteisiin, jossa kiinnityslaitteessa on runko-osa (1) varustettuna sisäpuolisilla suljettavissa olevilla kanavilla (4), joissa on paineistusväliainetta, jota käytetään sekä sulassa tilassa että kiinteänä säätämällä lämpötilaa, välineet (9-13) mainitun paineistusväliaineen paineistamiseksi, ja kiinnityselimet (2) kiinnitettävään kappaleeseen tarttumiseksi ja sen kiinnittämiseksi paikoilleen, jotka kiinnityselimet (2) saavat tarvittavan kiinnitysvoiman mainitun paineistusväliaineen välityksellä, tunnettu siitä, että paineis-tusväliaineena on alhaisessa lämpötilassa sulava metallimassa, joka on paineistettu sulassa tilassa, jonka jälkeen sen on annettu jähmettyä, muodostaen siten kiinteän tuen mainituille kiinnityselimille (2).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että metallimassan sulamislämpötila on alueessa n. 60®C - n. 230 ®C, edullisesti alueessa n. 70°C - n. 130‘C.

3. Patenttivaatimuksen l tai 2 mukainen laite, tunnettu . siitä, että metallimassa sisältää olennaisesti tinaa, vismut- tia, lyijyä, kadmiumia tai niiden seosta.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että metallimassa käsittää seoksen, jossa on 22 % Sn,

50. Bi ja 28 % Pb, jonka seoksen soliduslämpötila on 96®C ja : likviduslämpötila 123“C.

5. Menetelmä paineistaa kiinnityslaite, joka on tarkoitettu erilaisten kappaleiden, esimerkiksi työstöterien, työstettävien kappaleiden, erilaisten toimielimien tai muiden koneen-elimien li 7 93527 kiinnittämiseksi työstökoneisiin, tai muihin koneisiin tai laitteisiin, jossa kiinnityslaitteessa on runko-osa (1) varustettuna sisäpuolisilla suljettavissa olevilla kanavilla (4), joissa on paineistusväliainetta, välineet (9-13) mainitun paineistusväliaineen paineistamiseksi ja sen lämpötilan säätämiseksi, ja kiinnityselimet (2) kiinnitettävään kappaleeseen tarttumiseksi ja sen kiinnittämiseksi paikoilleen, jotka kiinnityselimet saavat tarvittavan kiinnitysvoiman mainitun paineistusväliaineen välityksellä, tunnettu siitä, että menetelmään kuuluu alhaisessa lämpötilassa sulavan metallimas-san syöttäminen sulassa tilassa paineistusväliainekanaviin (4), kanavien (4) sulkeminen, metallimassan paineistaminen sulassa tilassa paineistusvälineillä (9-13), jolloin kiinnityselimet (2) siirtyvät/puristuvat kiinnitettävää kappaletta vasten lukiten sen paikoilleen kiinnityslaitteeseen, jonka jälkeen metallimassan annetaan jähmettyä muodostaen pysyvän tuen kiinnityselimille (2).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä metallimassa jätetään valinnaisesti sulaan tilaan paineistuksen jälkeen tai metallimassa sulatetaan myöhemmin uudelleen, jolloin metallimassan ollessa sulassa tilassa kiinnityslaitetta voidaan käyttää hydraulitoimisena kiinnityslaitteena ja kiinnitetty kappale voidaan tarvittaessa , . poistaa kiinnityslaitteesta poistamalla painevaikutus i · meta11imas sasta. 93527 8