FI109817B - Kenkätelan kenkäelementin jäähdytysjärjestely - Google Patents

Description

109817

Kenkätelan kenkäelementin jäähdytysjärjestely

Keksintö koskee esimerkiksi patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista kenkätelan kenkäelementin jäähdytysjärjestelyä.

5 Keksintö koskee myös esimerkiksi patenttivaatimuksen 4 johdannon mukaista kenkätelan kenkäelementtiä.

Kenkäkalanteri muodostuu stationaarisesta rungosta, jonka ympärillä kiertää päättymätön nauha. Kenkätelassa on kenkäelementti, joka tukeutuu kenkätelan ja sen vas-tatelan välisessä telanipissä kenkätelan runkoon kenkäelementin alla olevien hyd-10 raulisylinterien välityksellä. Kenkätelan kenkäelementti on mahdollista paineistaa runkoon kiinnitettyjen hydraulisylinterien avulla nk. nippipaineen aikaansaamiseksi kenkäelementin ja kenkätelan vastatelan väliseen telanippiin.

Kenkäkalanterin kenkäelementin ja sen stationaarisen rungon päällä pyörivän päättymättömän nauhan välisen kitkan pienentämiseksi sekä kenkäkalanterin kenkä-15 elementin jäähdyttämiseksi on kenkäelementin ja sen päällä pyörivän päättymättö-. män nauhan välille tavallisesti järjestetty nestevoitelu telanipin kohdalle. Riippuen kenkäelementin tyypistä on voitelutapa joko dynaaminen tai stationaarinen tai osittain stationaarinen ja osittain dynaaminen. Kaikille näille voitelutavoille on yhteistä, että öljy tuodaan hydraulikoneikolta kenkäelementin läpi telanippiin tai sen välittö-v. 20 mään läheisyyteen. Etenkin dynaamisessa tai osittain dynaamisessa voitelutavassa : v. suuri osa voiteluöljystä kulkeutuu kenkäelementin pintaa pitkin telanipin ensimmäi- seltä puolelta telanipin toiselle puolelle ja edelleen kenkätelan runkoon integroituun öljyn keräilykaukaloon, jolloin siihen sekoittuu samalla voitelunesteen kuten voite- • · *··*’ luöljyn pumpattavuuden sekä voitelu- ja jäähdytysominaisuuksien kannalta haital- ‘ ' 25 lista ilmaa, joka on poistettava ennen voiteluöljyn palauttamista voitelukiertoon.

’... * Voiteluöljyn sisältämän ilman vuoksi joudutaan hydraulikoneikot mitoittamaan put- kikooltaan ja teholtaan suuriksi.

. · · ·. Kalanteroinnin lisäksi kenkäteloja käytetään puristettaessa vettä kuiturainalta.

•; · · · Keksinnössä on tarkoitus poistaa tekniikan tasossa ilmenevät epäkohdat.

30 Niinpä keksinnön päätavoitteena on saada aikaan kenkätelan voitelujärjestelmä, t · : jossa hydraulikoneikon putkikoko ja teho olisi olennaisesti pienempi kuin tunne- : ’ ·. * tuissa voiteluratkaisuissa.

2 109817

Keksinnön mukaisella voitelujäijestelyllä ja siinä käytetyllä kenkäelementillä saavutetaan edellä mainitut tavoitteet. Keksintö koskee esimerkiksi patenttivaatimuksen 1 mukaista kenkätelan kenkäelementin jäähdytysjärjestelyä. Keksintö koskee myös esimerkiksi patenttivaatimuksen 4 mukaista kenkätelan kenkäelementtiä.

5 Kenkätelassa on stationaarinen runko, jonka päälle on järjestetty pyörimään päättymätön nauha. Kenkätelan ja sen vastatelan välisen telanipin kohdalla kenkätelassa on kenkäelementti, joka tukeutuu runkoon sen alla olevien hydraulisylinterien välityksellä. Kenkäelementin läpi kulkee vähintään kaksi erillistä nestekiertoa. Nestekierroista vähintään yksi on kenkäelementin ja sen päällä pyörivän päätty-10 mättömän hihnan väliin jäljestetty voitelunestekierto. Kenkäelementtiä on järjestetty jäähdyttämään myös vähintään yksi jäähdytysnestekierto. Voiteluneste-kierrossa ja jäähdytysnestekierrossa kiertävät nesteet eivät oleellisesti sekoitu toisiinsa kenkäelementin sisällä. Kenkätelan kenkäelementissä on vähintään yksi voitelunestekierron virtauskanava, joka johtaa kenkäelementin ulkopinnalle. Lisäksi 15 kenkäelementissä on myös vähintään yksi jäähdytysnestekierron virtauskanava, joka johtaa kenkäelementin läpi siten, että jäähdytysnesteen virtauskanavassa kiertävä jäähdytysneste ei sekoitu voitelunesteen virtauskanavassa virtaavaan voitelunesteeseen.

Voitelunestekierron virtauskanavaa ja jäähdytysnestekierron virtauskanavaa nimi-20 tetään tekstissä eräissä tapauksissa myös voitelunesteen virtauskanavaksi ja jäähdytysnesteen virtauskanavaksi.

;* Esillä oleva keksintö perustuu siihen, että kenkätelan kenkäelementin voitelu- ja jäähdytysnestekierrot on eriytetty toisistaan, jolloin voitelunestekiertoon syötetään « ainoastaan niin paljon voitelunestettä kuin on tarvetta kenkäelementin ja sen päällä »· * ·...·* 25 pyörivän päättymättömän nauhan välisen kitkan vähentämiseksi. Kenkäelementin ·:··: jäähdytys on järjestetty erillisen, ilmalta suljetun jäähdytysnestekierron avulla, jolloin kenkäelementin jäähdytys- ja voitelunestekierroista joutuu nestekiertoon huomattavasti aikaisempaa vähemmän ilmaa.

• tl·· ’ * Keksinnön mukaisella voitelujäijestelyllä sekä kenkäelementillä saavutetaan se etu 30 tekniikan tasoon nähden, että nesteiden kierrätykseen vaadittava hydraulikoneikon ·;.·· teho ja siirtoputkien koko ovat huomattavasti aikaisemmin käytettyä pienemmät.

.···. Tämä johtuu siitä, että nestekiertoon joutuu ilmaa ainoastaan voitelunestekierrosta, jolloin ilman nestekierrosta poistoaika öljysäiliöstä on huomattavasti pienempi kuin : jos voitelunestekiertoa käytettäisiin sekä kengän ja hihnan välisen kitkan pienentä- :.‘*i 35 miseen että kengän jäähdyttämiseen; jälkimmäisessä tapauksessa voitelunestekier- 109817

J

ron tilavuus on huomattavasti suurempi, jolloin myös siihen joutuvan ilman tilavuus kasvaa samassa suhteessa. Jäähdytysöljyn paine voi olla pieni, jolloin painehäviöi-den aiheuttama öljyn lämpeneminen on vähäistä. Pienempien hydraulikoneikoiden | pääetuna on halvempi hinta ja yksinkertaisemmat laitteistot.

5 Huomattakoon tässä yhteydessä, että kenkätelalla sekä kenkäelementillä tarkoitetaan sekä kenkäkalanteroinnissa että märän kuiturainan puristamisen yhteydessä käytettyä kenkätelaa ja sen kenkäelementtiä. Konesuunnalla tarkoitetaan tässä hakemuksessa kuiturainan etenemissuuntaa.

Seuraavassa keksintöä kuvataan tarkemmin oheisiin piirustuksiin viittaamalla.

10 Kuviossa 1 on esitetty kaaviomaisesti Convex-tyyppisen kenkäelementin omaava kenkätela poikkileikkauskuviona telaparin päädystä katsottuna.

Kuviossa 2 on esitetty stationaarisen voiteluvyöhykkeen omaava kenkätela niinikään poikkileikkauskuviona telaparin päädystä katsottuna.

Kuviossa 1 on esitetty eräs keksinnön mukaisen kenkätelan kenkäelementin jäähdy-15 tysjäijestelyn toteutusmuoto. Kuviossa on esitetty ainoastaan jäähdytys- ja voitelu-nestekiertojen toteutus kenkäelementin lähistöllä.

Kuviossa 2 on esitetty eräs toinen keksinnön mukaisen kenkätelan kenkäelementin jäähdytysjäijestelyn toteutusmuoto. Kuviossa on kuvattu tarkemmin kenkätelan voi-, . telu- ja jäähdytysnestekiertojen syöttö- ja paluureittejä sekä myös hydraulinestekier- ;* 20 toa, jolla paineistetaan kenkäelementin alla olevat hydraulisylinteririvit nippipai- neen aikaansaamiseksi kenkäelementin ja vastatelan välille.

Kuviossa 1 on esitetty kenkätelan 4 Convex-tyyppinen kenkäelementti 1 ja sitä vas-tapäätä oleva vastatela 2. Kenkäelementin 1 ja sen vastatelan 2 väliin jää telanippi . · · ·. N, jossa kuituraina W kalanteroituu pinnaltaan puristettaessa kenkätelan ja sen vas- 25 tatelan välinen telanippi kiinni. Kuituraina kulkee kuvion mukaisessa voitelujärjes-. telyssä vasemmalta oikealle. Kenkätelassa 4 on stationaarinen runko (ei esitetty [ ' tässä kuviossa), johon kuviossa näkyvä kenkäelementti tukeutuu sen alla olevien hydraulisylinterien 7 välityksellä. Hydraulisylintereillä jäljestetään haluttu nippi-•: · ·: paine kenkätelan ja sen vastatelan väliseen telanippiin N ja hydraulisylinterit muo- .··*. 30 dostuvat kahdesta hydraulisylinteririvistä 7; 7a ja 7; 7b, jotka tukeutuvat alaosastaan kenkätelan runkoon. Kenkätelan 4 rungon päälle on järjestetty pyörivästi päättymä-: ·' tön nauha 6. Nauha pyörii kuviossa vasemmalta oikealle kuiturainan W liikesuun- taan. Nauhan 6 kulumisen estämiseksi joudutaan kenkäelementin ulkopinnan la ja 4 109817 päättymättömän nauhan välille jäljestämään voitelu telanipissä N. Voitelu on jäljestetty voiteluöljykierron 3 avulla, jossa voiteluöljy pumpataan hydraulikoneikolta (ei esitetty kuviossa) voiteluöljyn virtauskanavan 3" kautta kenkäelementin ulkopinnalle la. Kuviossa on esitetty ainoastaan voiteluöljykierron kenkäelementin läpi joh-5 tava osuus. Kenkäelementin ulkopinnalla la voiteluöljy kulkeutuu pääosin telanipissä N olevan kenkäelementin 1 ja päättymättömän nauhan 6 väliin ja edelleen pois pitkin kenkäelementin toista reunaa B pitkin keräilykaukaloon (ei esitetty kuviossa). Osa voiteluöljystä kulkeutuu myös suoraan kenkäelementin ensimmäistä reunaa A pitkin keräilykaukaloon. Kenkäelementin reunoilta poistunut voiteluöljy 10 sekoittuu osittain ilmaan ja nämä voiteluöljyvirrat johdetaan tämän jälkeen hydrau-likoneikolle (ei esitetty kuviossa), jossa voiteluöljystä poistetaan ilma, minkä jälkeen voiteluöljy syötetään takaisin voiteluöljykiertoon 3. Edellä kuvattu voiteluöljy-kierto on luonteeltaan hydrodynaaminen, koska voiteluöljy siirtyy kenkäelementin läpi kulkevasta voiteluöljyn virtauskanavasta 3; 3" suoraan telanippiin ja edelleen 15 pois telanipistä. Kuvion mukaisessa kenkäelementissä on myös erillinen jäähdytys-nestekierto 5, jossa kiertää samaa voiteluöljyä kuin voiteluöljykierrossakin. Kenkä-elementin jäähdytysnestekierto 5 muodostuu kuvion mukaisessa jäljestetyssä kahdesta rinnakkaisesta jäähdytysnestekierrosta 5; 5a ja 5; 5b, joissa voiteluöljy kulkee päinvastaisiin suuntiin kengän tasaisen lämpötilan varmistamiseksi konesuunnassa. 20 Kuviossa on esitetty ainoastaan jäähdytysnestekierron kenkäelementin läpi johtavat jäähdytysnesteen virtauskanavat 5a; 5a" ja 5b; 5b". Jäähdytysnesteen virtauskanavat sijaitsevat kenkäelementissä 1 kohtisuoraan konesuuntaan nähden eli kenkäelementin pituusakselin suuntaisesti. Jäähdytysnesteen virtauskanavista 5a" ja 5b" voitelu-'· ·' öljy siirtyy hydraulikoneikolle sopivaa jäähdytysnesteen siirtoputkistoa myöten, : 25 josta se pumpataan takaisin joko samaan tai eri jäähdytysnestekiertoon. Ennen jääh- : dytyskiertoon 5 pumppaamista jäähdytysnestettä joudutaan yleensä jäähdyttämään : ’ : sopivalla lämmönvaihtimella. Jäähdytysnestekierrossa ja voitelunestekierrossa •: · ·: kulkeva neste on yleensä samaa voiteluöljyä, tai ainakin sellaisia voiteluöljyjä, jotka sekoittuvat helposti toisiinsa, jolloin pienet nestekierroissa esiintyvät öljyvuodot 30 eivät häiritse nestekiertojen toimivuutta.

‘ * Kuten kuviosta 1 esitetyistä voitelu- ja jäähdytysnestekierroista voidaan havaita, ’...· joutuu ilmaa nestekertoihin ainoastaan voitelunestekierron välityksellä, koska jääh- dytysnestekierto 5 on oleellisesti ilmatiivis kenkäelementin lähistöllä. Edellä , · · ·. kuvatussa toteutusmuodossa jäähdytysnestekierroissa 5; 5a ja 5;5b kiertävä jäähdy- ’·* 35 tysneste ei sekoitu voitelunestekierrossa virtaavaan voiteluöljyyn edes hydrauli- : . ‘ koneikolla.

5 109817

Kuviossa 2 esitetty kenkätela 4 on perusrakenteeltaan samanlainen kuin kuviossa 1 j esitetty kenkätelakin. Kuviossa on myös esitetty kenkätelan stationaarinen runko 10, johon hydraulisylinteririvit 7; 7a, 7b tukeutuvat sekä voiteluöljyn keräilyallas 11. Kuviossa on esitetty voitelu-, jäähdytys ja hydraulinestekierrot hydraulikonei-5 kolle H ja takaisin. Kuvion mukaisessa kenkätelassa 4 muodostetaan pääosin stationaarinen voiteluvyöhyke kenkäelementin 1 ja sen päällä pyörivän päättymättömän nauhan W välille kenkäelementin ulkopintaan la muotoillulla taskulla. Kenkäelementin ja päättymättömän nauhan voitelunestekierto 3 on järjestetty siten, että voi-teluöljy syötetään hydraulikoneikolta voiteluöljyn syöttökanavaa 3; 3' pitkin suurin

10 piirtein kenkäelementin keskellä olevan voiteluöljyn virtauskanavaan 3; 3" ja siitä edelleen kenkäelementin ja päättymättömän nauhan välillä olevaan oleellisesti stationaariseen vyöhykkeeseen (taskuun). Voiteluöljy siirtyy kenkäelementin ulkopinnalla la telanipin kohdalla sijaitsevasta taskusta kenkäelementin ulkopintaa myöten öljynkeruualtaalle 11, josta se palautuu edelleen hydraulikoneikolle H 15 voiteluöljyn poistokanavaa 3; 3"' pitkin. Voiteluöljyyn sekoittuu ilmaa sen siirtyessä kenkäelementin ulkopinnalta öljynkeruualtaaseen. Kenkäelementin jäähdytysneste-kierto 5 on puolestaan järjestetty siten, että jäähdytysöljy syötetään hydraulikoneikolta H jäähdytysnesteen syöttökanavaa 5; 5' pitkin kenkäelementin läpi johtavaan jäähdytysnesteen virtauskanavaan 5; 5". Kenkäelementin jäähdytysnestekierto muo-20 dostuu tässä tapauksessa ainoastaan yhdestä jäähdytysnestekierrosta 5 ja siinä olevasta virtauskanavasta 5", joka sijaitsee nyt kenkäelementin pituusakseliin nähden poikittain eli konesuunnassa. Virtauskanavalta 5" jäähdytysöljy johdetaan takaisin hydraulikoneikolle jäähdytysnesteen poistokanavaa 5"' myöten. Hydraulinestekierto : · * 8 on sinänsä tavanomainen ja siinä hydraulineste pumpataan hydraulikoneikolta H

: 25 hydraulinesteen syöttökanavaa 8; 8' myöten hydraulisylintereihin 7, joista ylimäärä ':palautuu hydraulinesteen poistokanavaa 8; 8"' pitkin takaisin hydraulikoneikolle.

Hydraulinestekierron 8 syöttö- ja poistokanavoissa virtavaa hydraulinestettä jäähdy-•: · ·: tetään vesikiertoisella lämmönvaihtimella 9. Sekä hydrauli-, jäähdytys- että voitelu- : ’ * *: nestekierrossa käytetään edullisesti samaa öljyä.

30 Huomionarvoista edellä kuvatussa jäähdytys- voitelu- ja hydraulinestekierrossa on ' * etenkin se, että nestekiertoihin joutuu ilmaa ainoastaan voitelunestekierron välityk- 1 · * sellä, mikä vähentää nesteensiirtoputkien kokoa sekä hydraulikoneikon H kokoa ja .;: tarvittavaa nesteen pumppaustehoa.

Kuviossa 2 esitetyssä keksinnön toteutusmuodossa eri nestekierroista hydrauli-35 koneikolle tulevat nestevirrat ovat edullisesti samaa voiteluöljyä, jolloin niiden voidaan antaa sekoittua hydraulikoneikolla sen jälkeen kun voiteluöljykierrosta • · 6 109817 palaavasta voiteluöljystä on otettu ilma pois, jolloin hydraulikoneikon rakenne yksinkertaistuu.

Edellä on esitetty vain eräs keksinnön mukaisen kenkätelan kenkäelementin voitelu-! jäijestely ja kenkäelementti. Alan ammattimiehelle on kuitenkin selvää, että | 5 keksintö voidaan toteuttaa usealla muullakin tavalla patenttivaatimusten suojapiirin puitteissa.

Niinpä edellä on esitetty kenkäelementin voitelu-ja jäähdytysnestekierto vain eräille tyypillisille nykyisin käytetyille kenkäteloille. Mikäli kenkäelementin muoto poikkeaa edellä esitetystä, muutetaan myös nestekiertojen rakennetta pitäen kuiten-10 kin voitelu- ja jäähdytysnestekierrot erillään . Voiteluöljykierrot ovat alalla sinänsä tunnettua tekniikkaa ja erilaisille kenkäelementeille on kuvattu alan kirjallisuudessa lukuisia erilaisia osittain dynaamisia, osittain staattisia tai puhtaasti dynaamisia tai staattisia voiteluöljykiertoja. Voitelu-, jäähdytys- ja hydraulinestekierrot voivat olla joko täysin erillisiä tai kokonaan tai osittain samoja. Osittain tai kokonaan samoissa 15 kiertojärjestelmissä nestekierrot yhdistetään edullisesti hydraulikoneikon sisällä. Esimerkiksi kenkätelan voitelu- ja hydraulinestekierto voivat olla yhdistetty, mutta jäähdytysnestekierto erillinen.

Jäähdytysnestekierrossa voi puolestaan jäähdytysnesteen virtauskanavien poikki-leikkausprofnlin muoto poiketa pyöreästä, mikäli se on tarkoituksenmukaista. Myös 20 virtauskanavien määrä ja suunta voi vaihdella; esimerkiksi eräissä tapauksissa voivat jäähdytyskanavat kulkea kenkäelementin läpi siten, että niiden suunta poikkeaa sekä konesuunasta että myös kenkätelan pituusakselin suunnasta.

...: Jäähdytysnestekierrossa kiertävää jäähdytysnestettä jäähdytetään yleensä edullisesti ···. jäähdytysnestekierron syöttökanavassa sijaitsevan vesikiertoisen lämmönvaihtimen 25 avulla.

Edellä esitetyt suoritusesimerkit koskevat kenkäkalanteroinnissa käytettyjä kenkä-elementtejä ja niiden voitelujäijestelyä. Rakenteeltaan kenkäkalanteria vastaavia ;··: puristimia käytetään kuitenkin myös poistettaessa kuiturainalta vettä. Tällöin vesi •"': imeytetään kuiturainan ylä- ja alapuolella oleviin viiroihin tai eräissä tapauksissa • . 30 johdetaan kenkätelaa vastaavan rakenteen omaavan puristimen sisään. Keksinnön ’ / mukaista kenkäelementtiä ja voitelujäijestelyä on mahdollista käyttää myös ‘ ; ' tällaisten puristimien yhteydessä.

• * *

Claims (6)

109817

1. Kenkätelan kenkäelementin (1) jäähdytysjärjestely, jolloin kenkätelassa (4) on stationaarinen runko (10), jonka päälle on järjestetty pyörimään päättymätön nauha (W), kenkätelan ja sen vastatelan (2) välisen telanipin (N) kohdalla kenkätelassa on 5 kenkäelementti, joka tukeutuu runkoon (10) kenkäelementin alla olevien hydrauli-sylinterien (7) välityksellä, tunnettu siitä, että - kenkäelementin (1) läpi kulkee vähintään kaksi erillistä nestekiertoa, jolloin neste-kierroissa - kenkäelementin (1) ja sen päällä pyörivän päättymättömän hihnan (6) väliin 10 on jäljestetty vähintään yksi voitelunestekierto (3) ja - kenkäelementtiä on jäljestetty jäähdyttämään vähintään yksi jäähdytysneste-kierto (5) ja - voitelunestekierrossa (3) ja jäähdytysnestekierrossa (5) kiertävät nesteet eivät oleellisesti sekoitu toisiinsa kenkäelementin sisällä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kenkäelementin jäähdytysjäijestely, tunnettu siitä, että kenkäelementtiä (1) on järjestetty jäähdyttämään kaksi jäähdytysnestekier-toa (5), joiden virtauskanavissa (5a", 5b") jäähdytysneste kulkee vastakkaisiin suuntiin.

• 3. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen kenkäelementin jäähdy- 20 tysjärjestely, tunnettu siitä, että jäähdytysnestekierto (5) on oleellisesti ilmatiivis : · ·; kenkäelementin läheisyydessä. > I

♦ ···' 4. Kenkätelan kenkäelementti (1), jolloin kenkätelassa (4) on stationaarinen run- ‘ ' ko (10), jonka päälle on järjestetty pyörimään päättymätön nauha (W), kenkätelan ja sen vastatelan (2) välisen telanipin (N) kohdalla kenkätelassa on kenkäelementti, 25 joka tukeutuu runkoon (10) kenkätelan alla olevien hydraulisylinterien (7) välityk-•: ·: sellä ja kenkäelementissä on vähintään yksi voitelunestekierron virtauskanava (3"), joka johtaa kenkäelementin ulkopinnalle (la), tunnettu siitä, että kenkäelementissä ‘ . (1) on myös vähintään yksi jäähdytysnestekierron (5) virtauskanava (5"), joka johtaa kenkäelementin läpi siten, että jäähdytysnesteen virtauskanavassa (5") 30 kiertävä jäähdytysneste ei sekoitu voitelunestekierron (3) virtauskanavassa (3") : virtaavaan voitelunesteeseen. j 109817

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen kenkäelementti (1), tunnettu siitä, että ken-käelementin läpi kulkee vähintään kaksi jäähdytysnestekierron virtauskanavaa (5; 5a", 5b"), jotka kulkevat rinnakkain konesuunnassa.

6. Patenttivaatimuksen 4-5 mukainen kenkäelementti (1), tunnettu siitä, että 5 jäähdytysnestekierron virtauskanava (5; 5") on oleellisesti ilmatiivis.