CZ284723B6

CZ284723B6 - Zařízení pro eliminaci odchylek

Info

Publication number: CZ284723B6
Application number: CZ962118A
Authority: CZ
Inventors: František Ing. Sobotka; Vítězslav Votruba
Original assignee: Hennlich Industrietechnik, Spol. S R. O.
Priority date: 1996-07-17
Filing date: 1996-07-17
Publication date: 1999-02-17
Also published as: DE29780389U1; CZ211896A3; AU3333997A; WO1998003424A1; PL325529A1; PL188288B1

Abstract

Zařízení pro eliminaci odhylek mezi dráhou pohyblivého stroje a dráhou pohyblivého konce energetického řetězu, v němž jsou uspořádány alespoň přívody energií pro stroj, sestává z unašeče /1/ s nejvýše omezenou schopností přenosu sil ve směru mezi strojem /2/ a pohyblivým koncem /3/ energetického řetězu /4/. Unašeč /1/ je připojen jednak ke stroji /2/ a jednak k pohyblivému konci /3/ energetického řetězu /4/. ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro eliminaci odchylek mezi dráhou pohyblivého stroje a dráhou pohyblivého konce energetického řetězu, v němž jsou uspořádány alespoň přívody energií pro stroj.

Dosavadní stav techniky

Existuje řada technologických zařízení, kde se výkonový agregát - stroj nebo jeho část (dále jen stroj), pohybuje v určité rovině a je závislý na energiích, jejichž zdroj je vně tohoto stroje. Příkladem může být jeřáb sjeřábovou kočkou, vyhmovací vozík zauhlovacího zařízení v elektrárně, skládkový stroj a řada jiných rozměrově podstatně menších zařízení. Tyto stroje vykonávají mechanickou práci. Ktomu, aby se mohly pohybovat vůči pevnému místu a vykonávat příslušnou práci, je třeba na ně přivést ovládací a silová média, jako např. el. energii, chladicí média, hydraulické oleje, pneumatiku popř. optiku apod., zpěvného místa - zdroje umístěného v blízkosti stroje.

Obvyklým způsobem pohybu těchto strojů na delší vzdálenosti (lOm a více) je pohyb po kolejové dráze. Na kratší vzdálenosti bývají přesuny strojů nebo jejich částí zprostředkovány různými kluznými, valivými, lanovými apod. lineárními vedeními.

Řešení přívodů energie bývá dle výrobce různé. Záleží na mnoha faktorech nasazení stroje, které ovlivňují provoz strojů.

Principů řešení přívodů energie v těžkých podmínkách, které kladou vysoké nároky na konstrukční řešení odolávající velkým vibracím, otřesům, rázům, abrazivnímu opotřebení atd., je několik.

U pojezdů strojů na vzdálenosti řádově v desítkách metrů se používají tzv. shrnovací pojezdy, kde je příslušná silová a ovládací energie zavěšena na vzájemně propojených pojíždějících vozících, nebo pojezdy kde se příslušné nosiče energie ukládají do podélně vedených žlabů, na zem, nebo na napnutá lana.

U pojezdů na vzdálenostech řádově ve stovkách metrů se používají obvykle dva způsoby, a sice pomocí navíjecího zařízení nebo pomocí napínacího zařízení.

Navíjecí zařízení má pevný napájecí bod umístěn uprostřed pojezdové dráhy. Navíjecí zařízení má otáčení bubnu synchronizováno s iychlostí pojezdu stroje. Při pojezdu je nosič energie (kabel, hadice apod.) střídavě odvíjen, či navíjen podle směru pojezdu, přičemž každý kabel nebo hadice musí mít svůj naviják.

Napínací zařízení napíná přes kladku pomocí závaží vodicí lana na kteiých jsou připevněny jednotlivé nosiče energií.

K hlavním nevýhodám těchto řešení patří jejich poměrně vysoká poruchovost, mechanické namáhání nosičů energie, vyšší náročnost na obsluhu, omezený počet přiváděných energetických nosičů a cena.

První dvě nevýhody souvisí s obecnou problematikou odchylek osy pojezdu. Ty bývají způsobeny různými konstrukčními a provozními vlivy. Mezi konstrukční vlivy patří vůle v nákolcich,

- 1 CZ 284723 B6 smykadlech, kladkách apod. a mezi provozní vlivy lze zařadit vibrace, otřesy, rázy, tření a obecně působení dynamických sil.

Každý takový stroj má tedy přívod energie veden z pevného bodu, umístěného většinou uprostřed dráhy pojezdu na pohybující se bod, upevněný na stroji.

Ideální dráhou pohyblivého bodu je přímka. Pokud se dráha pohyblivého bodu vůči této přímce odchýlí, může dojít k poruše přívodů energie.

Tedy vychýlení polohy pohyblivého bodu ze své ideální dráhy je základní příčinou vznikajících poruch.

Některé z výše uvedených nevýhod řeší přívod energií prostřednictvím tzv. energetických řetězů neboli pohyblivých přívodů energie. Použité označení „energetický řetěz“, které se používá mezi odbornou veřejností, je doslovný překlad z německého jazyka. Energetický řetěz vypadá v pohledu jako článkový řetěz, který je v profilu po celé své délce dutý a vytváří prostor jehož řez je ve tvaru rozměrově volitelného obdélníku. Do tohoto prostoru lze uložit libovolné množství nosičů energie (el. kabely, optické kabely, hydrauliku, pneumatiku, chladicí média apod.). Dle potřeby je možné jednotlivé nosiče energie od sebe horizontálně i vertikálně oddělit příčkami. Řetěz je sestaven zjednotlivých článků. Tím je možno vytvořit libovolnou délku řetězu potřebnou pro uložení nosičů energie.

Podle největšího průměru uloženého kabelu, či hadice se sestaví řetěz s dovoleným rádiusem ohybu tak, aby se kabely (hadice) ohýbaly jen v rádiusu povoleném daným výrobcem. Řetěz se po uložení všech nosičů energie připevní na jednom konci pomocí koncovky napevno (šroubováním, svařováním, nýtováním apod.) k pevnému bodu, na druhé straně pak stejným způsobem k bodu pohyblivému. Přenos trakční síly je pak zprostředkován pomocí tohoto řetězu s vyloučením jakéhokoliv namáhání nosičů energie, které v řetězu v podstatě jen leží. Tato technologie maximálně šetří kabely, hadice a jiné nosiče energie uložené v řetězu.

Tato technologie sice odstraňuje některé nevýhody technologií dříve uvedených, i zde je však vychýlení polohy pohyblivého bodu ze své ideální dráhy základní příčinou vznikajících poruch, zejména u delších pojezdů (přes 10 m).

Ideální dráhou pohyblivého bodu a pevným bodem můžeme proložit pomocnou rovinu A. Osa dráhy vedení řetězu pak zpravidla leží v této rovině. Pohyblivý bod stroje vykazuje v každém místě své dráhy odchylku v rovině kolmé na rovinu A. Tato odchylka bývá v průměru od několika desetin milimetru do několika centimetrů, přičemž povolené tolerance odchylky řetězu od osy dráhy vedení řetězu jsou podle výrobce a typu řetězů řádově v milimetrech. Navíc zde působí již zmíněné dynamické vlivy provozu. Dojde-li při provozu působením uvedených vlivů k vychýlení pohyblivého bodu vůči rovině A o hodnotu přesahující povolenou toleranci, může dojít k destrukci řetězu a tím i k havárii celého zařízení.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro eliminaci odchylek mezi dráhou pohyblivého stroje a dráhou pohyblivého konce energetického řetězu, v němž jsou uspořádány alespoň přívody energií pro stroj, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z unášeče s nejvýše omezenou schopností přenosu sil ve směru mezi strojem a pohyblivým koncem energetického řetězu, přičemž unášeč je připojen jednak ke stroji a jednak k pohyblivému konci energetického řetězu.

-2CZ 284723 B6

Výhodou zařízení podle vynálezu je, že umožňuje použít energetické řetězy i tam, kde výškové i stranové odchylky přívodního místa na pohyblivém stroji přesahují dovolené odchylky pohyblivého konce energetického řetězu. Zároveň odpadá doposud nezbytné a nákladné vyrovnávání pojezdové dráhy pohyblivého stroje. Odpadá i nutnost pravidelných revizí této dráhy, čímž dojde ke snížení prostojů. Dále je zvýšena provozní spolehlivost, protože odpadá riziko dodatečného zavlečení nepřesností vlivem provozu a tím se zamezuje vzniku havárie v důsledku destrukce energetického řetězu.

Zařízení podle vynálezu tak umožňuje aplikovat energetické řetězy i tam, kde z provozních důvodů není možné vyrovnávat pojezdovou dráhu, např. přesuvny lodí apod.

Podle výhodného provedení sestává unášeč na jedné straně z dvojice ploch, uspořádaných za sebou ve směru pohybu stroje, a na druhé straně z ramene, které zasahuje do mezery mezi dvojicí ploch.

Pro zlepšení přenosu sil je výhodné, když je rameno v oblasti mezery opatřeno tvarovým čepem.

Podle dalšího výhodného provedení sestává unášeč ze dvou uložení, která jsou propojena táhlem.

Tato uložení mohou být s výhodou tvořena kulovými klouby.

Nebo může být první uložení tvořeno výkyvným uložením, kde táhlo je výkyvné v rovině rovnoběžné s podélnou osou energetického řetězu a zároveň kolmé na dosedací rovinu energetického řetězu a druhé uložení je tvořeno suvným uložením, kdy táhlo je suvné kolmo na rovinu rovnoběžnou s podélnou osou energetického řetězu a zároveň kolmou na dosedací rovinu energetického řetězu.

Případně může být první uložení tvořeno kyvným kloubem, kdy táhlo je výkyvné v rovině rovnoběžné s dosedací rovinou energetického řetězu a druhé uložení je tvořeno suvným vedením, kdy táhlo je suvné kolmo ke zmíněným rovinám.

Uložení mohou být také tvořena výkyvnými klouby, jejichž roviny kývání jsou alespoň rovnoběžné, přičemž mezi táhlo a jeden z výkyvných kloubů je vloženo pomocné táhlo, připojené k táhlu pomocným výkyvným kloubem, jehož rovina kývání je alespoň rovnoběžná s rovinou kývání výkyvných kloubů.

Podle dalšího výhodného provedení unášeč sestává z rámu, ve kterém je uspořádána pružina a který je uložen vertikálně suvně na stroji, přičemž pružina je spojena s pohyblivým koncem energetického řetězu, přičemž tato pružina může být tvořena plochou pružinou.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže popsán na několika příkladech konkrétních provedení, schématicky zobrazených na přiložených výkresech, na kterých jednotlivé obrázky znázorňují:

obr. 1 stroj s pevným propojením na pohyblivý konec energetického řetězu tak, jak je známo ze stavu techniky obr. 2 příklad aplikace zařízení pole vynálezu na portálovém jeřábu obr. 3 příklad zařízení podle vynálezu s dvojicí ploch obr. 4 upravené provedení z obr. 3 obr. 5 detailnější zobrazení provedení z obr. 4 obr. 6 upravená varianta provedení z obr. 3 obr. 7 výhodná úprava provedení z obr. 6

-3CZ 284723 B6 obr. 8 příklad zařízení podle vynálezu s kulovými klouby obr. 9 příklad zařízení podle vynálezu s výkyvným a suvným uložením obr. 10 přehled zařízení podle vynálezu s kyvným kloubem a suvným vedením obr. 11 příklad zařízení podle vynálezu s výkyvnými klouby obr. 12 příklad zařízení podle vynálezu s plochou pružinou

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 2 je znázorněn příklad aplikace zařízení podle vynálezu, kde pohyblivým strojem 2 je portálový jeřáb, jehož portál 20 s jeřábovou kočkou 21 při práci pojíždí po dvojici rovnoběžných kolejnic 22. Elektrická energie je na portál 20 jeřábu přiváděna elektrickými kabely, vedenými v energetickém řetězu 4. Takovéto energické řetězy 4, sestávající z dutých, většinou obdélníkových článků jsou běžně známé a dostupné, tudíž nebudou blíže popisovány.

Energetický řetěz 4 má pevný konec 23 uložený ve vodicím žlabu 24 a pohyblivý konec 3, který sleduje pohyb portálu 20 jeřábu. Aby nebylo na energetický řetěz 4 přenášeno nepřípustné namáhání, které by mohlo vést k praskání energetického řetězu 4, je mezi portálem 20 jeřábu a pohyblivým koncem 3 energetického řetězu 4 vloženo zařízení podle vynálezu.

Podle obr. 2 je toto zařízení tvořeno unášečem 1, který má omezenou schopnost přenosu sil ve směru mezi portálem 20 jeřábu a pohyblivým koncem 3 energetického řetězu 4 a který je jedním koncem upevněn na portálu 20 jeřábu a druhým koncem je spojen s pohyblivým koncem 3 energetického řetězu 4.

Na obr. 2 je unášeč 1 pro zjednodušení znázorněn pouze blokově. Příklad konstrukce zařízení podle vynálezu je schématicky znázorněn na obr. 3 a 4.

Pohyblivý konec 3 energetického řetězu 4 je spojen s dvojicí ploch 5, které jsou uspořádány za sebou ve směru pohybu stroje 2. Dráha stroje 2 je na obr. 3 a 4 znázorněna jako stoupající vůči rovině uložení energetického řetězu 4, může však ležet také v rovině rovnoběžné, jako je tomu u portálového jeřábu z obr. 2.

Na stroji 2 je pevně uchyceno rameno 6, jehož konec zasahuje do mezery 7 mezi dvojicí ploch 5. U provedení podle obr. 4 je dosedací konec ramene 6 opatřen vyměnitelným tvarovým čepem 8. Neznázoměné elektrické kabely jsou z energetického řetězu 4 vedeny volnou smyčkou podél unášeče 1 na stroj 2.

Detailnější zobrazení příkladu z obr. 4 je znázorněno na obr. 5, na kterém jsou seznatelné dosedací plochy 5, spojené s pohyblivým koncem 3 energetického řetězu 4. V mezeře 2 mezi dosedacími plochami 5 je uspořádáno rameno 6, spojené s neznázoměným strojem 2 a opatřené tvarovým čepem 8.

Na obr. 5 jsou seznatelné také elektrické kabely 25, uložené uvnitř energetického řetězu 4.

Při pohybu stroje 2 vlevo dosedne rameno 6, resp. jeho čep 8, na levou plochu 5 (viz obr. 3, 4, 5) a unáší tak pohyblivý konec 3 energetického řetězu 4 vlevo. Při pohybu stroje 2 vpravo dosedne rameno 6 na pravou plochu 5 a unáší tak pohyblivý konec 3 energetického řetězu 4 vpravo.

Zařízení podle obr. 6 je obměnou zařízení z obr. 3 a 4 s tím rozdílem, že rameno 6 je připevněno k pohyblivému konci 3 energetického řetězu 4 a dvojice dosedacích ploch 5 je připevněna ke stroji 2.

Funkce zařízení podle obr. 6 je analogická s popsanou funkcí zařízení podle obr. 3, 4, 5.

-4CZ 284723 B6

Výše popsaná konstrukční uspořádání unášeče 1 nemají žádnou schopnost přenášet síly ve směru mezi strojem 2 a pohyblivým koncem 3 energetického řetězu 4, čímž je zabráněno přenosu nedovolených namáhání na energický řetěz 4, která by mohla vést k jeho destrukci.

Pro dosažení požadovaných efektů však není vždy nezbytně nutné, aby unášeč 1 neměl žádnou schopnost přenášet síly ve výše uvedeném směru. V praxi je postačující, když je jeho schopnost přenášet síly v definovaném směru omezená, což znamená, že unášeč 1 by teoreticky přenášel síly v definovaném směru po dosažení mezních poloh, daných konstrukčním provedením. Zařízení jsou však konstruována tak, že k tomuto meznímu případu za provozu nedochází.

Příklad provedení unášeče 1 s omezenou schopností přenosu sil ve směru mezi strojem 2a pohyblivým koncem 3 energetického řetězu 4 je zobrazen na obr. 7.

Zařízení podobně jako zařízení z obr. 6 sestává z unášeče 1, který je tvořen dvojicí ploch 5, spojených se strojem 2, mezi které zasahuje rameno 6, spojené s pohyblivým koncem 3 energetického řetězu 4. Rameno 6 je po obou stranách připojeno k plochám 5 pomocí vinutých pružin 26.

Další příklad provedení je znázorněn na obr. 8, podle kterého unášeč 1 sestává ze dvou kulových kloubů 9, propojených táhlem 10. Případné nežádoucí odchylky jsou v tomto případě eliminovány pohybem táhla JO.

U příkladu provedení z obr. 9 sestává unášeč 1 z táhla 10, které je na stroji 2 uloženo ve výkyvném uložení 11, které umožňuje otáčení táhla v rovině rovnoběžně s podélnou osou energetického řetězu 4 a zároveň kolmé na dosedací rovinu energetického řetězu 4. Táhlo 10 je na opačné straně spojeno s pohyblivým koncem 3 energetického řetězu 4 prostřednictvím suvného uložení 12, které umožňuje alespoň v určitém rozsahu posun táhla 10 ve směru ke stroji

2. Tento posun eliminuje nežádoucí odchylky v rovině horizontální a natáčecí táhlo 10 eliminuje nežádoucí odchylky v rovině vertikální.

Podobně funguje i příklad provedení obr. 10. V tomto případě je táhlo 10 uloženo na stroji 2 v kyvném kloubu 13 a na opačném konci v suvném vedení 14. Natáčení táhla 10 v tomto provedení eliminuje nežádoucí odchylky v rovině horizontální a suvné vedení 14 eliminuje nežádoucí odchylky v rovině vertikální.

U příkladu provedení z obr. 11 sestává unášeč 1 z táhla 10, uloženého na stroji 2 ve výkyvném kloubu 15, jehož podélná osa je rovnoběžná s podélnou osou energetického řetězu 4. Stejně orientovaný je i druhý výkyvný kloub 15 uložený na pohyblivém konci 3 energetického řetězu 4 a nesoucí pomocné táhlo 16, které je s táhlem 10 spojeno pomocným výkyvným kloubem 17. Kývání táhla 10 a pomocného táhla 16 eliminuje nežádoucí odchylky jak v horizontální tak i ve vertikální rovině.

U provedení podle obr. 12 sestává unášeč 1 z rámu 18, ve kterém je uspořádána plochá pryžová pružina 19 a který je uložen horizontálně suvně na stroji 2. Pružina 19 je spojena s pohyblivým koncem 3 energetického řetězu 4.

Nežádoucí odchylky jsou eliminovány jednak suvným uložením rámu 18 a jednak elastickými deformacemi pružiny 19.

Pro odborníka je zřejmé, že při znalosti podstaty řešení je možno navrhnout řadu dalších konkrétních provedení, která spadají do rozsahu ochrany.

-5CZ 284723 B6

Průmyslová využitelnost

Zařízení podle vynálezu lze využít všude tam, kde je nutno eliminovat rozdíly mezi dráhou pohyblivého stroje a povolenou tolerancí odchylek dráhy pohyblivého konce energetického řetězu, který nese přívody energií. Příkladem takových strojů jsou například jeřáby, zauhlovací zařízení v elektrárnách, skládkové stroje v elektrárnách, apod.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Zařízení pro eliminaci odchylek mezi dráhou pohyblivého stroje a dráhou pohyblivého konce energetického řetězu, v němž jsou uspořádány alespoň přívody energií pro stroj, vyznačující se tím, že sestává zunášeče (1) snejvýše omezenou schopností přenosu sil ve směru mezi strojem (2) a pohyblivým koncem (3) energetického řetězu (4), přičemž unášeč(l) je připojen jednak ke stroji (2) a jednak k pohyblivému konci (3) energetického řetězu (4).

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že unášeč (1) sestává na jedné straně z dvojice ploch (5), uspořádaných za sebou ve směru pohybu stroje (2), a na druhé straně z ramene (6), které zasahuje do mezery (7) mezi dvojicí ploch (5).

3. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že rameno (6) je v oblasti mezery (7) opatřeno tvarovým čepem (8).

4. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že unášeč (1) sestává ze dvou uložení, která jsou propojena táhlem (10).

5. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že uložení jsou tvořena kulovými klouby (9).

6. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že první uložení je tvořeno výkyvným uložením (11), kde táhlo (10) je výkyvné v rovině rovnoběžné s podélnou osou energetického řetězu (4) a zároveň kolmé na dosedací rovinu energetického řetězu (4) a druhé uložení je tvořeno suvným uložením (12), kdy táhlo (10) je suvné kolmo na rovinu rovnoběžnou s podélnou osou energetického řetězu (4) a zároveň kolmou na dosedací rovinu energetického řetězu (4).

7. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že první uložení je tvořeno kyvným kloubem (13), kdy táhlo (10) je výkyvné v rovině rovnoběžné s dosedací rovinou energetického řetězu (4) a druhé uložení je tvořeno suvným vedením (14), kdy táhlo (10) je suvné kolmo ke zmíněným rovinám.

8. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že uložení jsou tvořena výkyvnými klouby (15), jejichž roviny kývání jsou alespoň rovnoběžné, přičemž mezi táhlo (10) a jeden z výkyvných kloubů (15) je vloženo pomocné táhlo (16), připojené k táhlu (10) pomocným výkyvným kloubem (17), jehož rovina kývání je alespoň rovnoběžná s rovinou kývání výkyvných kloubů (15).

-6CZ 284723 B6

9. Zařízení podle nároku 1, vyznačuj ící se tím, že unášeč (1) sestává z rámu (18), ve kterém je uspořádána pružina (19) a kteiý je uložen horizontálně suvně na stroji (2), přičemž pružina (19) je spojena s pohyblivým koncem (3) energetického řetězu (4).

5 10. Zařízení podle nároku 9, v y z n a č u j í c í se tím, že pružina (19) je tvořena plochou pružinou.