NO159038B - Mekanisme til aa omdanne bevegelse. - Google Patents

Description

Oppfinnelse vedrører en mekanisme til å omdanne en dreiebevegelse til en rettlinjet frem- og tilbakegående bevegelse,

f.eks. for å drive en rekke bevegelige elementer plassert symmetrisk omkring en lengdeakse. Oppfinnelsen har særlig anvend-

else til drift av pumper med aksiale stempler og med en flerhet av sylindre som er anordnet symmetrisk om en akse, og i hvis indre der skiftevis forskyves stempler som via leddstenger er forbundet med en svingende plate som drives i nuterende beveg-

else om et svingesentrum på lengdeaksen.

Til formålet er platen lagret dreibart om svingesenteret

og forsynt med en veivtapp som strekker seg langs en akse gjennom svingesenteret og skråner i forhold til lengdeakse^ og som drives i rotasjon om denne. Dreiebevegelsen av veivtappen,

hvis akse beskriver en kjegleflate med toppunkt i svingesentere^ gir en nuterende bevegelse av platen, som ved svingeledd har anlegg mot stemplenes drivstenger, som derved får en frem- og tilbakegående bevegelse. Mekanismen er reversibel, idet stemplene også vil kunne forårsake dreiebevegelse av veivtappen og dermed av platen den er lagret på.

Det sier seg selv at svingesenteret må være fast, idet platen er lagret på en kapsel hvor sylinderendene er montert på dens ene side og veivtappens drivmekanisme på den annen.

Lagringen av den svingende plate på kapselen kan skje på forskjellig måte, f.eks. med en kulehode med sentrum i sving-senteret. Imidlertid er det særlig ved pumper av store dimensjoner og stor effekt vanskelig og kostbart å realisere en kule-hodelagring som egner seg til å motstå de opptredende krefter..

For å forenkle anordningen har det derfor vært foreslått

å erstatte kuleleddet med en kardanalagring. Således nar søkerne i fremstillingen til fransk patent73-3yB88, søkt 9. november 19 73, beskrevet en lagring av denne type, hvor kardangleddet

dannes av et tverrstykke som er lagret dreibart om en akse gjennom svingesenteret, og som platen er lagret på for drei-

ning om en akse som likeledes går gjennom svingesenteret og skjærer tverrstykkéts dreieakse i rett vinkel. Platen er til formålet utformet med to partier som strekker seg

i innbyrdes avstand og danner et åk, som griper over tverr-stykket og avstøtter,endene av en monteringsstang som strekker seg langs dreieaksen.

I alminnelighet er platen ved anordninger av denne art lagret på tvérrstykket for dreining i to dreieiedd som sitter i innbyrdes avstand og er sentrert på dreieaksen,og som fortrinnsvis har form av rullelagre som er lette å montere og vedlikeholde. Imidlertid kan slike rullelagre ha vanskelig for å utholde på-kjenningene ved en slik anvendelse, siden de under svingningen av platen blir utsatt for vekslende bøyekrefter.

Av den grunn, har søkerne i et annet skrift --søknad

fransk patent 79-08735, søkt 9. april 1979 - beskrevet en anordning som gjør det mulig å underkaste lagringsanordningen en forspenning som virker langs svingeaksen og angriper på monteringsstangen, f.eks. ved hjelp av en liten jekk som er anbragt ved enden av denne og har støtte mot platen. Fortrinnsvis benyttes koniske lagerruller, hvis utvendige lagerringer er fastkilt i et sentralt sylindrisk leie som er utformet på tvérrstykket i svingeaksen, mens deres innvendige lagerringer opptar forspenningskraften og støtter seg i retning utover på de to deler av åket og i retning innover på hverandre via en mellomliggende avstandsring. -søknad Hittil og særlig i tilfellet av fransk patent 79-08735 hadde man søkt å plassere de to rullelagre lengst mulig fra hverandre, og avstandsringen fikk derfor ganske betydelig bredde og kunne bli tilbøyelig til å bule seg. På den annen side må man sørge for å kunne skifte ut mekanismens ømfintlige deler på stedet, særlig lagringsanordningen/og dermed såvidt mulig forenkle monteringen av systemet.

Den foreliggende oppfinnelse går ut på en ny anordning som gjør det mulig dels å utholde de vekslende bøyekrefter bedre og dels å forenkle monteringen av lagringsanordningen betraktelig.

Ifølge oppfinnelsen stabler man over hele høyden av

leiet i tvérrstykket et antall paraav koniske.rullelagre, hvis belastningssentra er plassert symmetrisk om og i avstand på hver

sin side av svingesenteret og hvis innvendige lagerringer er innsatt på en sylindrisk hylse som selv er innsatt uten klaring på monteringsstangen og overspenner hele rommet mellom de to deler av åket, samtidig som de innvendige lagerringer fordeler seg over hele lengden av hylsen under levning av mellomrom hvor der er innskutt avstandsringer hvis tykkelse er slik av-

passet at denne forspenning som påsettes av stangen, også for-

deler seg mellom lagrene og i det minste bevirker fullstendig eliminering av klaringene ved radial elastisk deformasjon av lagerringene, idet de innvendige lagerringer støtter seg mot hylsen og de utvendige lagerringer mot den sylindriske vegg hos tverrstykkets leie.

Ifølge et viktig særtrekk er den sylindriske hylses lengde

og avstandsringenes tykkelser valgt slik at hylsen ved enden støtter seg mot de to partier av åket for å oppta forspennings-

kraft utover den kraft som skal til for å eliminere spille-

rommene.

Oppfinnelsen vil forstås bedre i forbindelse med en

spesiell utførelsesform som er vist som eksempel på tegningen.

Den eneste tegningsfigur viser aksialsnitt av svinge-

leddet for den svingende plate ifølge oppfinnelsen.

Den svingende plate eller vingleskiven 1 er anbragt i

det indre av en kapsel 2 sentrert på en lengdeakse 20 som går gjennom svingesenteret 0. På den ene side av senteret 0 sitter sylindrene 21 jevnt fordelt om aksen 20, og en av dem er. vist i snitt i tegningsplanet for å vise stempelet 22/som er for-

bundet med platen ved en leddstang 23.

På den annen side av senteret 0 er der på kapselen 2

montert en drivmekanisme som omfatter et drev 24 i inngrep med et tannhjul 25 som er lagret for dreining om rotasjonsaksen 20

på lagre 26 montert på kapselen. På hjulet 25 er der lagret en veivtapp 11 med sentrum på en akse 10 som går gjennom svingesenteret 0 og skråner i forhold til aksen 20 under en vinkel A,

som man eventuelt kan regulere ved å forskyve veiven 11 radialt for å endre slaglengden av stemplene 22 og dermed transport-

mengden når disse danner en pumpe.

Det vil lett. forstås at aksen 10 når drevet 24 driver hjulet 25 og dermed veivtappen 11 i rotasjon, beskriver en kjegleflate r. roned toppunkt i svingesenteret 0, om hvilket skiven 1 blir drevet i en nuterende eller, vinglende bevegelse.

Kardangopplagringen av platen 1 dannes av et tverrstykke 3 som er lagret på kapselen 2 for dreining om en akse som står loddrett på tegningsplanet og går gjennom svingesenteret 0. Svingetappen er montert i det indre av et sentralt leie i tvérrstykket 3, begrenset av en sylindrisk vegg 31 hvis akse går gjennom senteret 0 og står loddrett dels på tverrstykkets dreieakse og dels på aksen 10 for. veivtappen 11.

Svingetappen utgjøres vesentlig av en stang 4 hvis

ende1" 41 og 42 støtter seg mot hvert sitt av to partier 12 og 13 av vingleskiven,som her danner et åk som opptar det sentrale leie 31 i tvérrstykket 3.

Svingebevegelsen muliggjøres av koniske rullelagre anordnet i leiet 31 og sentrert på stangen 4.

På ligenede måte som beskrevet i det nevnte franske patentsøknad 179-08735 bærer stangen 4 et endestykke 42 som er fast forbundet med partiet 13 av platen, og som bærer kuleleddet for leddstangen 23. Den annen ende av stangen 4 går gjennom en boring 120 i det annet parti 12 av platen og er forsynt med gjenger hvor der er påskrudd en strammemutter 41. På en måte som allerede er beskrevet i det nevnte patentskrift, kan strammemuttéren danne en liten jekk som bestemmer en viss forspenning av stangen, en forspenning som forplanter seg til lagrene. Det viktigste særtrekk ved oppfinnelsen ligger i monteringen av lagrene og måten hvorpå forspenningskraften overføres til dem.

Istedenfor på konvensjonell måte å benytte bare to koniske rullelagre i størst mulig innbyrdes avstand, stabler man således på hverandre flere like lagre praktisk talt over hele høyden av leiet 31 i traversen 3. I det viste eksempel er der stablet fire rullelagre 5, hvis utvendige lagerringer 51 har en ytterdiameter større enn innerdiameteren av sylinderveggen 31, så de kan settes inn i denne under glidning. Mellom de utvendige lagerringer 51 er der innskutt avstandsringer 52 med slik høyde at systemet av lagre tilsammen får samme høyde som leiet 31, hvor der ved enden er anbragt festeflenser 33

for systemet. Forøvrig benytter man koniske ruller hvis effek-tive belastningssentre C ligger innbyrdes symmetrisk på hver sin side av svingesenteret 0. Monteringen av lagrene kan skje før platen settes på plass, og fra begge sider av tvérrstykket 3, og avstandsringen i midten av leddet kan derfor utgjøres av en ringformet ribbe 32 i fast forbindelse med tvérrstykket 3 .

Lagrenes innvendige lagerringer 53 er under glidning påskjøvet en sylindrisk hylse 6 som selv er påskjøvet stangen 4 uten klaring og overspenner hele rommet mellom partiene 12

og 13 av platens åk.

Lagrenes antall og dimensjoner velges slik at de blir jevnt fordelt langs hylsen 6, og at de innvendige lagerringer 53 tilsammen dekker praktisk talt hele lengden av denne. I mellomrommene mellom de innvendige lagerringer 33 er der inn-lagt avstandsringer 54 som fortrinnsvis likeledes er glidende påsatt hylsen 6, slik at systemet av innvendige lagerringer 53 og avstandsringer 54 fullstendig dekker lengden av hylsen.

Det sees at den forspenningskraft som pådras stangen

4, takket være denne anordning, kan opptas dels av hylsen 6

og dels av stabelen av innvendige lagerringer 53 og avstandsringer 54. Av den grunn har denne stabel en høyde litt større enn lengden av hylsen 6, så forspenningskraften i første omgang opptas av lagrene.

Da der benyttes koniske rullelagre, gir denne sammenspen-ningskraft på de innvendige lagerringer 53 en elastisk radial deformasjon av lagrene, idet de innvendige lagerringer 53 på innersiden har anlegg mot veggen av hylsen 6 og de utvendige lagerringer 51 på sin ytterside har anlegg mot den sylindriske vegg 31 av det sentrale leie i tvérrstykket 3.

Ut fra de geometriske mål for lagrene, leiet 31 og hylsen 6 er det mulig å beregne de radiale deformasjoner av lagrene og tvérrstykket som aksialkraften forårsaker, og å avpasse tykkelsen av avstandsringene 54 slik at belastningen blir jevnt fordelt mellom lagrene, hvis lagerringer alle har anlegg utad mot tvérrstykket 3 og innad mot hylsen 6.

Man kan dermed eliminere alle radiale klaringer mellom lagerringer, hylse 6 og leie 31, noe som er særlig viktig for å fange opp de vekslende bøyekrefter som virker på svingeleddet.

På den annen side er det når man således har beregnet de radiale dimensjoner og den aksiale sammenpresning av lager-stabelen, mulig å gi hylsen 6 en lengde lik stablet høyde av stabelen av innvendige lagerringer 53 og avstandsringer 54

med fradrag av den sammentrykning som eliminerer klaringene. Således kan man på stangen 4 øve en forspenningskraft større enn den som skal til for å eliminere klaringene, siden over-skuddet av aksialkraft da blir opptatt av hylsen 6. Den således forspente stang 4 motstår bedre de vekslende bøyekrefter.

Forøvrig er den del av stangen 4 som strekker seg mellom de to partier 12 og 13 av platen,ifølge et annet vesentlig særtrekk fullstendig dekket uten spillerom av hylsen 6, hvis yttervegg selv er fullstendig dekket av stabelen av lagre og avstandsringer 54, som utøver radiale krefter på den. Man unngår dermed enhver fare for buling av stang og hylse.

Men anvendelsen av en mellomhylse ifølge oppfinnelsen med lengde lik avstanden mellom de to grener av åket, har også fordelen av å forenkle monteringen av svingeleddet betraktelig. For i og med at tvérrstykket 3 er lagret på kapselen for dreining om sin akse, er det mulig å anbringe lagrene ett for ett i leiet 1, dels fra den ene og dels fra den annen side av den ringformede anleggsribbe 32, med mellomlegg av avstandsringene 52 og 54 og derpå fiksere systemet med flensene 33. Man trær så hylsen 6 inn og omklamrer systemet med åket som dannes av de to partier 12 og 13 av platen. Så gjenstår bare i platen og hylsen å træ inn stangen 4, hvis bærestykke 42 monteres glidende i en boring i delen 13 av platen, som den så fikseres på med en kile 14. Systemet strammes med mutteren 41, og platen ér dermed montert på sitt svingeledd og kan oppta hode på leddstengene 23.

Takket være denne form for montasje, har man kunnet ut-føre justeringene av avstandsringene 54 på verksted for å opp-nå den aksiale sammentrykning som gir den tilsiktede radiale deformasjon.

Denne meget enkle montering gjør det ikke bare mulig å minske omkostningene til svingeleddet, men letter også utskift-ning av de deler som er mest utsatt for slitasje.

Det sier seg selv at oppfinnelsen ikke begrenser seg til den eneste utførelsesform som er beskrevet ovenfor, idet man kan tenke seg andre varianter hvor der anvendes likeverdige midler.

Claims (4)

1. Mekanisme til å omdanne en dreiebevegelse til en rettlinjet frem- og tilbakegående bevegelse, omfattende en plate

(1) som er opplagret for svingning om en svingeakse (30) på et avstøttende tverrstykke (3) som er lagret på en fast kapsel

(2) for dreining om en akse som skjærer platens (1) svingeakse i et svingesentrum (O), samtidig som platen (1) omfatter to partier (12 og 13) som strekker seg i innbyrdes avstand og danner et åk som griper omkring tvérrstykket (3), og mot hvilke der støtter seg en og en ende av en monteringsstang (4) som er anordnet i svingeaksen (30) for platen (1) og går gjennom et sentralt leie (31) i tvérrstykket (3), begrenset av en inn-vendig sirkelsylinderflate om svingeaksen (30), på hvilken flate der er fastspent utvendige lagerringer for koniske rullelagre (5) sentrert på svingeaksen, samtidig som monteringsstangen (4) er underkastet en aksial forspenningskraft som opptas av de innvendige lagerringer for lagrene (5), som støtter seg utad mot de to partier (12,13) av åket og innad mot en avstandsring innskutt mellom dem, karakterisert ved at der over hele lengden av leiet (31) i tvérrstykket (3) er stablet et antall par av like koniske rullelagre (5), hvis belastningssentra ligger symmetrisk i avstand på hver sin side av svingesenteret (0), og hvis innvendige lagerringer (53) er påtrædd en sylindrisk hylse (6) som selv er' påtrædd monteringsstangen (4) uten klaring og overspenner hele rommet mellom de to partier (12 og 13) av åket, og at de innvendige lagerringer (53) fordeler seg over hele lengden av hylsen (6) under levning av mellomrom hvor der er innskutt avstandsringer (54), hvis tykkelse er avpasset slik at den mot monteringsstangen (4) utøvede for-spenningskraf t fordeler seg likt på lagrene (5) og bevirker fullstendig eliminering av klaringene ved elastisk radial deformasjon av lagerringen, idet de innvendige lagerringer (53) får anlegg mot hylsen og de utvendige lagerringer (51) mot den sylindriske vegg av leiet (31) i tvérrstykket (3).

2. Mekanisme som angitt i krav 1, karakterisert ved at den omfatter minst fire på hverandre stablede rullelagre (5).

3. Mekanisme som angitt i krav .1 eller 2, karakterisert ved at avstandsringene (54) mellom de innvendige lagerringer er påtrædd den sylindriske hylse (6) uten klaring.

4. Mekanisme som angitt i krav 1, karakterisert ved at der mellom rullelagrenes utvendige lagerringer (51) er innskutt avstandsringer (52) for sammen med lagerringene (51) å danne en stabel fastspent på tvérrstykket (3) langs det sentrale leies (31) sylindriske vegg.