FI107795B - Ohjausrulla - Google Patents

Description

107795

Ohjausrulla

Keksinnön kohteena on ohjausrulla, joka on tarkoitettu hihnakuljet-timen kuljetushihnan ohjaamiseen, joka ohjausrulla käsittää hihnaa vasten tu-5 levän vaipan, rullan läpi sovitetun akselin sekä rullan keskiosuudeile, mainittujen vaipan ja akselin välille järjestetyn laakerin, joka laakeri mahdollistaa vaipan kallistumisen hihnan pinnalle poikittaisessa suunnassa akseliin nähden ja joka sallii vaipan kääntymisen hihnan pinnan suunnassa akselille poikittaisen tapin tai vastaavan kääntöakselin ympäri ja edelleen joka ohjausrulla on sovi-10 tettu kuljettimeen niin, että kääntöakseli on vinossa ohjauskulmassa pystysuoraan nähden, jolloin kuljettimessa sivuun ajautuva hihna on sovitettu painamaan rullan vaippaa alaspäin siitä reunasta, jossa hihna virheellisesti on, jonka seurauksena vaippa ohjauskulman vaikutuksesta alaspainuessaan on samalla sovitettu kääntymään alaspainuneesta päästään hihnan kulkusuun-15 taan päin ohjauskulman suuruuteen verrannollisesti.

Massatavaran kuljettamisessa käytetään yleisesti hihnakuljettimia. Yleensä tällaisten kuljettimien hihnat ovat valmistettu kumista ja ne ovat suhteellisen ohuita. Hihnojen lujuuden lisäämiseksi on niiden rakenteeseen vulka-noitu keinokuituisia ja/tai teräksisiä lankoja lujuuden lisäämiseksi. Hihnalla on-20 kin oltava riittävä lujuus, jotta se kestää siihen hihnan vetokoneistolla aikaan- • X: saatavan hihnavoiman sekä hihnan päällä olevasta kuljetettavasta massasta aiheutuvan vetorasituksen. Hihnan on kuitenkin oltava joustava ja kyllin ohut, • · · jotta luotettava ja taloudellinen tehonsiirto hihnan ja sitä käyttävän vetorum-mun välillä on mahdollista. Edelleen voivat tehonsiirrossa tarvittavat rummut • · 25 näin olla kohtuullisen kokoisia. Hihna halutaan pitää edellä esitetyistä seikoista * · · I.. johtuen ohuena. Ohut hihna ei ole kuitenkaan tukeva sivusuunnassaan, vaan • · · erilaisista häiriöistä seuraa helposti se, että hihna lähtee kulkemaan sivuttain. Tällainen häiriötilanne voi aiheutua mm. rullavauriosta, materiaalin juuttumi-sesta hihnaan tai rullaan sekä rullien/rumpujen linjausvirheistä. Hihnan siirty- • · · 30 essä sivuun, voi seurauksena olla, että hihna tyhjentyy sille kuormatusta mate-riaalista. Edelleen voi hihna sivuun ajautuessaan hinkautua ja vaurioitua kuljet- • · · ]··.. timen runkorakenteisiin. Koska kuljetinhihna on tyypillisesti hihnakuljettimen • · ’!* kallein ja laitteiston toiminnan kannalta keskeisin komponentti, pyritään sen • · · : *.·' vaurioituminen kaikin tavoin estämään.

·:*·: 35 Kuljetinhihnan keskittämiseksi on konstruoitu mm. erilaisia ohjaavia rullastotelineitä, joiden toiminta on kuitenkin osoittautunut epäluotettavaksi.

107795 2

Edelleen niiden ongelmana on riittämätön ohjausteho. Erityisen vaikeaksi tätä konstruktiota käyttämällä on osoittautunut muodostaa sellainen hihnan ohjain, joka toimii moitteetta kuljettimissa, joissa hihnaa ajetaan molempiin suuntiin.

Ongelmaa on yritetty ratkaista kehittämällä erilaisia ohjausrullia, jot-5 ka on laakeroitu niiden keskikohdalta. Tällöin kuljettimen reunaan ajautunut hihna painaa ohjausrullan vaippaa sen keskikohdan laakeroinnin suhteen alaspäin siitä reunasta, jossa hihna virheellisesti kulkee. Koska ohjausrulla on sovitettu 45° kulmaan, vinosti hihnan kulkusuuntaan nähden, on se sovitettu samalla alaspainumisen vaikutuksesta automaattisesti kääntymään hihnan 10 kulkusuuntaan nähden, jolloin ohjausrulla erityisesti tämän hihnan kulkusuun-taisen kääntymisen vaikutuksesta korjaa hihnan sivuunsiirtymää. Tunnettujen keskeltä laakeroitujen ohjausrullien haittana on kuitenkin se, että vaipan alas-painumisesta aiheutuvat pysty- ja vaakasuuntaiset komponentit ovat samansuuruiset johtuen juuri mainitusta 45° kulmasta. Tällöin vaakasuuntainen eli 15 hihnan kulkusuuntainen komponentti jää rullan mitoituksesta johtuen pieneksi, jolloin rullan vaippa kääntyy hihnan tason suunnassa vain vähän, eikä tehokasta ohjausta saada aikaan, kun käytetään normaalia rullan mitoitusta.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan ohjainrulla, joka välttää tunnetun tekniikan yhteydessä esiintyneitä ongelmia.

20 Keksinnön mukaiselle ohjausrullalle on tunnusomaista se, että oh- .X: jauskulman arvo on välillä 10 - 40°, jolloin vaippa on sovitettu hihnaa ohjatta- essa kääntymään aina enemmän hihnan suuntaisesti kuin kallistumaan hihnal- ·»» le poikittaisessa suunnassa.

Keksinnön olennainen ajatus on, että keskilaakerin yhteydessä ole-t...# 25 van tapin tai vastaavan kääntöakseli, jonka ympäri vaippa pääsee hihnan ta- • · ♦ Λ son suunnassa kääntymään, on sovitettu 10 - 40 kulmaan pystyakseliin näh- • · · den. Tätä kulmaa nimitetään ohjauskulmaksi k. Nyt liikekomponentti vaaka- eli hihnan suunnassa on aina suurempi kuin liikekomponentti alaspäin eli hihnan poikkisuunnassa. Edullisesti k on välillä 25 - 35°. Keksinnön erään edullisen • ·· 30 sovellutusmuodon olennaisena ajatuksena on se, että ohjauskulman suuruutta voidaan säätää, eli vaaka- ja pystysuuntaisen komponentin suhdetta voidaan • · · muuttaa kuljettimen rakenteen ja erilaisten käyttötarpeiden mukaan. Edelleen • · *:* on keksinnön erään toisen edullisen sovellutusmuodon olennaisena ajatukse- • · · : ’.·* na se, että ohjausrulla on järjestetty niin, että ohjauskulma k on hihnan mo- ·:*·: 35 lempiin kulkusuuntiin välillä 10 - 40°. Keksinnön erään kolmannen edullisen sovellutusmuodon olennaisena ajatuksena se, että ohjauskulmaa voidaan 107795 3 säätää hihnan molemmissa kulkusuunnissa. Keksinnön etuna on, että nyt, kun ohjauskulma on välillä 10 - 40°, on ohjausrullan hihnan suuntainen liikekom-ponentti aina suurempi verrattuna siihen, että käytetään tunnetun tekniikan mukaista kulmaa 45°. Suurempi rullan kääntyminen hihnan liikesuunnassa 5 tarkoittaa tehokkaampaa ohjausta, jolloin hihna saadaan nopeammin keskitettyä normaalille kulku-uralle ennen kuin se vaurioituu. Edelleen, kun vaaka- ja pystysuuntaisen komponentin suhdetta voidaan ohjauskulmaa säätämällä muuttaa, saadaan ohjausrulla toimimaan aina parhaalla mahdollisella tavalla erilaisissa käyttötilanteissa. Lisäksi kahteen suuntaan ajettavien kuljettimien 10 yhteydessä voidaan vaaka- ja pystysuuntaisten liikekomponenttien suhde hihnan molemmissa ajosuunnissa säätää erikseen.

Keksintöä selitetään tarkemmin oheisissa piirustuksissa, joissa kuviot 1a ja 1b esittävät tunnetun tekniikan mukaisia ratkaisuja, kuviot 2a ja 2b esittävät kaavamaisesti eräitä hihnakuljettimia, joi-15 den yhteydessä keksinnön mukaista ohjausrullaa voidaan käyttää, kuvio 3 esittää kaavamaisesti ja aukileikattuna keksinnön mukaisen ohjausrullan keskiosuudelle järjestettyä laakerointia hihnan kulkusuunnasta päin katsottuna, kuviot 4a ja 4b esittävät kaavamaisesti ohjausrullaa silloin, kun hih- 20 na kulkee oikein ja kuviot 5a ja 5b ohjausrullan kääntymistä hihnan ajauduttua .!·*: sivuun, • ♦ kuvio 6 esittää kaavamaisesti tekniikan tason mukaista ratkaisua, ··· .

jossa ohjauskulma k = 45 , ja kuviot 7 ja 8 havainnollistavat keksinnön mukaista ratkaisua.

• « ... 25 Kuviossa 1a on esitetty yksinkertaistettuna kuvantona tekniikan ta- son mukaisesti 45° kulmaan asennettu ohjainrulla 1 sen päästä päin katsottu- • · · *·* * na. Edelleen on kuviossa 1b esitetty eräs tekniikan tason mukainen kiinni- tyselin ohjausrullan asentamiseksi. Ohjausrullan akselin päähän muodostettu osuus 2 sovitetaan kiinnittimeen 45° asteen kulmaan muodostettuun uraan 3. 30 Hihnan 4 kulkusuunta on osoitettu kuviossa nuolella A.

Kuvioissa 2a ja 2b on esitetty esimerkin vuoksi eräitä hihnakuljetti- • ♦ · mia, joissa keksinnön mukaista ohjainrullaa voidaan käyttää. Kuvioon on mer- * · T kitty nuolella kohdat, joihin ohjausrulla on edullisinta asentaa. Ohjausrulla sovi- • · · : V tetaan kuljettimessa yleensä hihnan paluupuolelle, jossa se korvaa normaalin *:··: 35 rullan. Keksinnön mukaista ohjausrullaa voidaan soveltaa yhteen suuntaan ja molempiin suuntiin ajettavissa kuljettimissa.

107795 4

Kuviossa 3 on esitetty aukileikattuna ohjausrullan 1 keskiosuudelle sovitettu laakerijärjestely 6, joka käsittää rullan vaippaan kiinnitetyn ulkokehän 6a ja rullan akselille 7 sovitetun sisäkehän 6b. Laakeri sallii rullan keinumisen ylös- ja alaspäin kuvioon merkityssä suunnassa B, sillä sisäkehän 6b ja akse-5 Iin 7 välinen liitospinta 8 on kaareva. Rullan kallistuminen suunnassa B voidaan nähdä jäljempänä kuviosta 5a. Edelleen voi rulla kääntyä akseliin 7 nähden poikittaisen tapin 9 ja sen kääntöakselin 10 ympäri kuvioon merkityssä suunnassa C. Tämä hihnan tason suunnassa tapahtuva rullan vaipan 11 kääntyminen on puolestaan nähtävissä havainnollisesti kuviosta 5b. Vaipan 10 kallistumista suunnassa B sekä kääntymistä suunnassa C rajoittaa ohjausrullan mitoitus. Vaippa voi kääntyä ääriasennoissaan niin, että sen sisäpinta asettuu vasten rullan akselia 7, kuten kuvioista 5a ja 5b voidaan nähdä. Tämän yksityiskohtaisemmin ei ohjausrullan laakerointijärjestelyä ole syytä tässä yhteydessä esittää, koska se on sinällään ennestään tunnettu ja niin ollen kuu-15 luu alan ammattimiehen tietämykseen.

Kuviossa 4a on esitetty ohjausrulla hihnan kulkusuunnasta nähtynä ja kuviossa 4b vastaavasti ylhäältäpäin nähtynä. Kuvioiden mukaisessa tilanteessa hihna 4 kulkee oikein ohjausrullan 1 keskellä, jolloin rullan vaippa 11 on olennaisesti samansuuntainen rullan akselin 7 kanssa. Kuviossa 4b on hihna 4 20 esitetty selvyyden vuoksi katkoviivoilla. Ohjausrulla voidaan kiinnittää sen ak-:·**: selin päihin sovitettujen kiinnityselimien 12 avulla kuljettimen runkorakentee- f seen. Kiinnityselimet ovat yksinkertaisimmillaan levystä taittamalla muodostet- ·*·*: tuja kannattimia. Edelleen on rullan akselin ja kiinnityselimien 12 välille sovitet- • · ....: tu säätömekanismi 5, jonka avulla kääntöakseli 13 saadaan sovitettua halut- 25 tuun ohjauskulman arvoon. Säätömekanismi voi käsittää sopivat tapit tai vas- • · · taavat, jotka voidaan kytkeä kiinnityselimeen tehtyihin säätöreikiin. Toisaalta ’·* * säätömekanismi voi käsittää portaattomasti säädettävän rajoittimen, kuten säätöruuvin epäkeskon tai vastaavan. Vielä on ohjausrullan yhteydessä edulli- : sesti välineet, jotka mahdollistavat tapin 9 kääntymisen hihnan kulloisenkin • · · 30 kulkusuunnan mukaisesti, jolloin ohjauskulma on hihnan molemmissa kulku- :\e suunnissa keksinnön mukainen. Myös ohjauskulman säätö voi olla järjestetty .·♦·. molempiin hihnan liikesuuntiin.

• · y Kuviossa 5a on esitetty hihnan kulkusuunnasta päin nähtynä tilan- : V ne, jossa hihna on ajautunut rullan vasempaan reunaan, jonka seurauksena « 35 hihnan ja rullan painopisteet ovat eri kohdilla ja rulla sen vuoksi kallistunut niin, että sen vasemman puoleinen pää, jossa hihna kuviossa esitetyllä tavalla 107795 5 virheellisesti kulkee, on painunut alaspäin ja vastaavasti vastakkainen pää tietenkin noussut ylöspäin. Koska tappi 9 sovitetaan vinosti haluttuun kulmaan hihnan pintaan nähden, seuraa vaipan alaspäin painumisesta se, että vaippa 5 kääntyy myös tapin 9 kääntöakselin 10 suhteen hihnan tason suunnassa kuviossa 5b esitetyllä tavalla. Tätä on havainnollistettu kuvioissa 6-8, joissa on esitetty tilanne ohjausrullan päässä. Kuviossa 6 on ensin esitetty tekniikan tason mukainen ratkaisu, jossa kääntöakseli 10 on sovitettu kiinteästi 45° kulmaan pystysuoraan 13 nähden. Kääntöakselin muodostamaa kulmaa pys-10 tysuoraan nähden nimitetään ohjauskulmaksi, josta käytetään jatkossa lyhennettä k. Kun ohjauskulma k on kuviossa esitetty 45°, ovat hihnalle poikkisuun-tainen eli alaspäin suunnattu liikekomponentti a-\ ja hihnan kulkusuuntainen eli vaakasuuntainen liikekomponentti bi yhtä suuria. Resultantin Ci , eli maksimi kääntökulman, suuruus määräytyy ohjausrullan mitoituksen mukaan. Vaikka 15 kuviossa 6 onkin havainnollistettu ohjauksen geometriaa piirtämällä katkoviivalla akseli 7 rullan keskipisteessä ja vastaavasti asettuneena vaipan sisäreunaan, on kuitenkin huomattava, että kuljettimen runkoon kiinnitetty akseli 7 pysyy todellisuudessa paikoillaan ja vaippa 11 liikkuu resultantin Ci suunnassa. Kun ohjausrulla on keskittänyt hihnan jälleen kulkemaan kuljettimen keskellä, 20 ovat hihnan ja ohjausrullan painopisteet kohdakkain ja ohjausrulla asettunee- • · na vaakasuoraan sekä kääntyneenä takaisin kohtisuorasi! hihnaan nähden, jolloin se ei enää ohjaa hihnaa.

·*·’: Kuviossa 7 on esitetty kaavamaisesti keksinnön mukaisen ohjaus- • * rullan pää ensin sen pienimmällä ohjauskulman arvolla ja sitten kuviossa 8 25 suurimmalla k:n arvolla. Molempiin kuvioihin on havainnollisuuden vuoksi mer-t*;.# kitty k:n arvoa 45° vastaava hihnan kulkusuunnan suuntainen liikekomponentti * b-ι. Kuten kuvioista voidaan selvästi havaita, on molemmissa esitetyissä tapa uksissa bi pienempi kuin keksinnön mukaisilla ohjauskulman arvoilla saatavat liikekomponentit b2 ja b3. Jotta voidaan olla varmoja, että ohjausrulla tekee tar-30 vittavat ohjausliikkeet hihnan ajautuessa sivuun, ei ohjauskulmaa ole syytä , ;*... pienentää kuviossa 8 esitettyä ratkaisua k=10° pienemmäksi. Komponentilla a .···. on siten ohjausrullan toiminnan kannalta minimiarvo a3, joka varmistaa riittä- vän ohjausvoiman. Resultantit Ci - c3 ovat kaikilla ohjauskulman arvoilla sa-: V mansuuruiset, sillä niiden suuruus riippuu rullan mitoituksesta. Edullista on 35 käyttää ohjauskulman arvoa k välillä 25 - 35°, jolloin saadaan reilu liike alaspäin ja kuitenkin tehokas hihnan suuntainen kääntyminen.

107795 6

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä ohjausrullan keskiosan laakerointi voidaan aivan hyvin järjestää muullakin tapaa, kuin mitä esimerkiksi kuviossa 3 on esitet-5 ty. Olennaista keksinnön kannalta onkin se, että ohjauskulma k on määritellyllä välillä, jolloin hihnan ohjauksen kannalta olennaisempi vaakasuuntainen liike-komponentti on aina suurempi kuin pystysuuntainen liikekomponentti.

• · • · • · · • · • · · • · • · • · · • · · • · · • · • · • · • · · • · · • · · ··· • · · • · » • · • · 1 • · • · · • 1 • · • · · • · · • · • · • · · 1 · • · · • · • · • ·

Claims (5)

107795 !

1. Ohjausruila, joka on tarkoitettu hihnakuljettimen kuljetushihnan (4) ohjaamiseen, joka ohjausruila käsittää hihnaa (4) vasten tulevan vaipan 5 (11), rullan läpi sovitetun akselin (7) sekä rullan keskiosuudelle, mainittujen vaipan ja akselin välille järjestetyn laakerin (6), joka laakeri (6) mahdollistaa vaipan (11) kallistumisen hihnan pinnalle poikittaisessa suunnassa (B) akseliin (7) nähden ja joka sallii vaipan (11) kääntymisen hihnan pinnan suunnassa (C) akselille (7) poikittaisen tapin (9) tai vastaavan kääntöakselin (10) ympäri ja 10 edelleen joka ohjausruila on sovitettu kuljettimeen niin, että kääntöakseli (10) on vinossa ohjauskulmassa (k) pystysuoraan (13) nähden, jolloin kuljettimessa sivuun ajautuva hihna on sovitettu painamaan rullan vaippaa alaspäin siitä reunasta, jossa hihna virheellisesti on, jonka seurauksena vaippa (11) ohjaus-kulman (k) vaikutuksesta alaspainuessaan on samalla sovitettu kääntymään 15 alaspainuneesta päästään hihnan (4) kulkusuuntaan päin ohjauskulman suuruuteen verrannollisesti, tunnettu siitä, että ohjauskulman (k) arvo on välillä 10 - 40°, jolloin vaippa (11) on sovitettu hihnaa ohjattaessa kääntymään aina enemmän hihnan suuntaisesti kuin kallistumaan hihnalle poikittaisessa suunnassa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ohjausruila, tunnettu siitä, että ohjauskulman (k) arvo on välillä 25 - 35°.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen ohjausruila, tunnettu • · · siitä, että ohjausruila käsittää välineet, joiden avulla sen kääntöakseli (10) on • · sovitettu kääntymään hihnan (4) kulkusuunnan mukaan niin, että ohjauskulma 25 (k) on 10 - 40° hihnan (4) molemmissa kulkusuunnissa (A). • · · Ι..φ 4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen ohjausruila, **** tunnettu siitä, että ohjausrullan yhteydessä on säätömekanismi (5) ohja uskulman (k) suuruuden säätämistä varten.

5. Patenttivaatimuksen 3 ja 4 mukainen ohjausruila, tunnettu ··· 30 siitä, että ohjauskulman (k) suuruus on säädettävissä erikseen hihnan (4) mo-lempiä kulkusuuntia (A) varten. • · · • · • · • · · " · 1 · • · · • · • · · 107795