CZ5322U1 - Zařízení pro eliminaci odchylek - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení 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 urči-p té rovině a je závislý na energiích, jejichž zdroj je vně tohoto stroje. Příkladem může být jeřáb s jeřábovou kočkou, vyhrnovací vozík zauhlovacího zařízení v elektrárně, skládkový stroj a řada jiných rozměrově podstatně menších zařízení. Tyto stroje vykonávají mechanickou práci. K tomu, aby se mohly pohybovat·vůči pevnému místu a vykonávat příslušnou práci, je třeba na ně přivést ovládací a silová média, jako např. el, energii, chladící média, hydraulické oleje, pneumatiku popř. optiku apod., z pevného 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 vozí3 cích, 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 rychlostí 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 vodící lana na kterých jsou připevněny jednotlivé nosiče energií.

K hlavním nevýhodám těchto řešení patří jejich poměrně vysoká poruchovost, mechanické namáhání nosičů energie, vyšší nároč-1CZ 5322 U1 nost 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 nákolcích, 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 ve tvaru rozměrově volitelného obdélníku. Do tohoto prostoru lze uložit libovolné množství nosičů energie (el. kabely, optické kabely, hydrauliku, pneumatiku, chladící média apod.). Dle potřeby je možné jednotlivé nosiče energie od sebe horizontálně i vertikálně oddělit příčkami. Řetěz je sestaven z jednotlivých 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 radiusem ohybu tak, aby se kabely (hadice) ohýbaly jen v radiusu 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

-2CZ 5322 Ul při provozu působením bodu vůči rovině A o může dojít k destrukci uvedených vlivů k vychýlení pohyblivého hodnotu přesahující povolenou toleranci, řetězu a tím i k havárii celého zařízení.

Podstata technického řešení

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 tohoto technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z unašeče s nejvýše omezenou schopností přenosu sil ve směru mezi strojem a pohyblivým koncem energetického řetězu, přičemž unašeč je připojen jednak ke stroji a jednak k pohyblivému konci energetického řetězu.

Výhodou zařízení podle technického řešení 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 technického řešení tak umožňuje aplikovat energetické řetězy i tam, kde z provozních důvodů není možné vyrovnávat pojezdovou dráhu, např. přesuvny lodí apod.

Podle výhodného provedení sestává unašeč 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 unašeč 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

-3CZ 5322 Ul pomocným výkyvným kloubem, jehož rovina kývání je alespoň rovnoběžná s rovinou kývání výkyvných kloubů.

Podle dalšího výhodného provedení unašeč 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

Technické řešení bude blíže popsáno 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 podle technického řešení na portálovém jeřábu, obr. 3 příklad zařízení podle technického řešení 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 i	úprava provedení	z obr. 6,
obr.	8	příklad klouby,	zařízení podle	technického řešení	s kulovými
obr.	9	příklad a suvným	zařízení podle uložením,	technického řešení	s výkyvným
obr.	10	přehled a suvným	zařízení podle technického řešení s kyvným kloubem vedením,
obr.	11	příklad	zařízení podle	technického řešení	s výkyvnými

klouby, obr.12 příklad zařízení podle technického řešení s plochou pružinou ,

Příklady provedení

Na obr. 2 je znázorněn příklad aplikace zařízení podle technického řešení, 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 běžné známé a dostupné, tudíž nebudou blíže popisovány.

Energetický řetěz 4. má pevný konec 23 uložený ve vodícím

-4CZ 5322 Ul 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 technického řešení.

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

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

Pohyblivý konec 2 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 tvarovným čepem 8. Neznázorněné elektrické kabely jsou z energetického řetězu 4 vedeny volnou smyčkou podél unašeče 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 2 energetického řetězu 4. V mezeře 7 mezi dosedacími plochami 5 je uspořádáno rameno 6, spojené s neznázorněným 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 2 energetického řetězu 4 vlevo. Při pohybu stroje 2 vpravo dosedne rameno 6 na pravou plochu 5 a unáší tak pohyblivý konec 2 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 2 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.

Výše popsaná konstrukční uspořádání unašeče 1 nemají žádnou schopnost přenášet síly ve směru mezi strojem 2 a pohyblivým koncem 2 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

-5CZ 5322 Ul nutné, aby unašeč 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 unašeč 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 unašeče 1 s omezenou schopností přenosu sil ve směru mezi strojem 2 a pohyblivým koncem 2 energetického řetězu 4 je zobrazen na obr. 7.

Zařízení podobně jako zařízení z obr. 6 sestává z unašeče 1, který je tvořen dvojicí ploch 5, spojených se strojem 2, mezi které zasahuje rameno 6, spojené s pohyblivým koncem 2 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 unašeč 1 sestává ze dvou kulových kloubů 9, propojených táhlem 10. Případné nežádoucí odchylky jsou v tomto případě eliminovány pohybem táhla 10.

U příkladu provedení z obr. 9 sestává unašeč 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 2 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 unašeč 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 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 unašeč 1 z rámu 18, ve kterém je uspořádána plochá pryžová pružina 19 a který je uložen horizontálně suvné na stroji 2. Pružina 19 je spojena s pohyblivým koncem 2 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

-6CZ 5322 Ul možno navrhnout řadu dalších konkrétních provedení, která spadají do rozsahu ochrany.

Průmyslová využitelnost

Zařízení podle technického řešení 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 (9)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   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 z unašeče (1) s nejvýše omezenou schopností přenosu sil ve směru mezi strojem (2) a pohyblivým koncem (3) energetického řetězu (4), přičemž unašeč (1) je připojen jednak ke stroji (2) a jednak k pohyblivému konci (3) energetického řetězu (4).
2. 2. Zařízení podle nároku l, vyznačující se tím, že unašeč (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. 3. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že rameno (6) je v oblasti mezery (7) opatřeno tvarovým čepem (8).
4. 4. Zařízení podle nároku l, vyznačující se tím, že unašeč (1) sestává ze dvou uložení, která jsou propojena táhlem (10).
5. 5. Zařízení podle nároku 4, vyznačujíc že uložení jsou tvořena kulovými klouby (9).

   tím,

   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).
6. 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.

   -7CZ 5322 Ul
7. 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 pomocmé táhlo (16), připojené k táhlu (10) pomocným výkyvným kloubem (17), jehož rovina kývání je alespoň rovnoběžná s rovinou kývání výkyvných kloubů (15).
8. 9. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že unašeč (1) sestává z rámu (18), ve kterém je uspořádána pružina (19) a který je uložen horizontálně suvně na stroji (2), přičemž pružina (19) je spojena s pohyblivým koncem (3) energetického řetězu (4).
9. 10. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že pružina (19) je tvořena plochou pružinou.