FI116413B - Käyttövaihteiston ja telan välinen rakenne - Google Patents

Description

116415 Käyttövaihteiston ja telan välinen rakenne Konstruktion mellan en drivväxel och en vals 5 Keksinnön kohteena on käyttövaihteiston ja telan välinen rakenne.

Tekniikan tasosta tunnetaan käyttövaihteiston ja tk-telan välinen paljemainen tii-visterakenne. Tk-telalla tässä hakemuksessa ymmärretään taipumakompensoitua telaa, jossa hydraulisen paineen tai hydraulisten kuormituskenkien avulla on tela-10 vaippa kuormitettavissa sen pituudelta haluttuun muotoon. Keskiakseli, johon hydraulinen vastapaine kohdistuu tai jossa hydrauliset kuormituskengät sijaitsevat, on kiinteä staattinen. Jotta mahdollistetaan käyttövaihteiston ja telan välisessä kytkennässä käytetyn tk-telan telavaipalle radiaaliset ja aksiaaliset liikkeet, on tekniikan tason ratkaisussa kyseinen asia mahdollistettu käyttämällä kumista pal-15 jetiivisterakennetta käyttövaihteiston ja telan välille. Tunnetussa tekniikantason ratkaisussa palje on sovitettu käyttövaihteiston tk-telan akselia ympäröivän hammaspyörän päädyn ja hammaspyörän holkkiakselin jälkeisen käytettyyn telaan liittyvän runkorakenteen välille.

: 20 Palkeen avulla on mahdollistettu suuret säteittäisliikkeet telarakenteen ja vaih teiston välille. Kumipalje on liitetty kiristinpannoin niin vaihteistoon kuin telan laippaan liittyvään runko-osaan. Vaihteistoöljy sijaitsee palkeen sisäpuolelle pal-' " keen ja staattisen keskiakselin välisessä tilassa. Kumipalje on kiinnitetty telan ja · * ’ vaihteen välille letkunkiristimillä.

25 ,.. Palje ei mukaudu yhtä hyvin aksiaaliliikkeen, radiaaliliikkeen ja kiertymän vas- ’’’ taanottoon suurilla nopeuksilla ja suurilla halkaisijoilla. Palkeen revetessä tai ki- · ristimen katketessa on vuoto niin suuri, että koko paperikone on pysäytettävä, ' ·; · ‘ näin ongelma tulee aina yllätyksenä, eikä hallitusti.

·:··: 30 2 1161!ό Tässä hakemuksessa on esitetty aivan uudentyyppinen käyttövaihteen ja telan tii-visteratkaisu. Telana voi olla paperikoneen tk-tela, joka käsittää staattisen pyörimättömän keskiakselin ja siihen liittyvän hydraulisesti kuormitettavan painekam-mion tai siihen liittyvät hydraulisesti kuormitettavat kuormituskengät, joiden tai 5 painekammioon aikaansaadun paineen avulla telavaippa on kuormitettavissa ja sen telavaipan taipumamuoto hallittavissa telanipeissä. Käyttövaihteiston kautta siirretään käyttö ensin holkkiakselilta runko-osan kautta telan laippaan ja siten telavaippaan. Itse keskiakselille sallitaan hydraulisesta paineesta tai kuormitus-kenkien kuormituksesta aiheutuvat taipumat. Staattisen akselin käyttöpuolen sei-10 sontalaakeri sijaitsee edullisesti käyttövaihteen yhteydessä.

Integroidun telavaihteen ja telan välisen tiivistyksen tulee ottaa vastaan - Aksiaaliliike, telan vaippa voi liikkua laakereiden välysten verran.

Säteittäisliike, telan taipuman aiheuttama epäkeskisyys.

15 - Kiertymä, hammaskytkimen hammasvälysten aiheuttama liike.

Uusi tiivisteratkaisu muodostuu tiivisterenkaasta. Rakenteen erinomaisuus perustuu pieneen kitkaan ja kevyeen liukurengasmateriaaliin, missä on lisäksi hyvin \:· kulutusta kestävät tiivisteet sekä aksiaali- että radiaalisuunnassa. Liukurengas on : 20 kahden sivutiivisterenkaan välissä, jolloin paikka aksiaalisesti on määritelty. Liu kurengas on mitoitettu niin, että vaihteen ja telan kuormituksen tuoma akselin keskilinjojen välinen epäkeskisyys ei aiheuta ongelmia sen toiminnalle, liukuren-’ ’ gas voi siirtyä asemassaan säteen suunnassa. Liukurenkaan ja renkaiden sisään jäävään tilaan laitetaan pieni rasvatäytös, mikä keskipakovoiman avulla hoitaa , 25 aksiaalisuuntaisen tiivisteiden voitelua. Liukurenkaan ulkohalkaisijalla oleva tii- ... viste saa voitelun vaihteen sisällä olevasta öljystä. Tiivistepinnan mitoitus on hoi- ‘!' dettu riittävän pitkäksi niin, että vaipan aksiaalinen liike ei ole esteenä toiminnal- : le.

• · 30 Kaikki renkaat pyörivät telan pyörimisnopeudella. Liukurengas joutuu jatkuvaan : pieneen säteisliikkeeseen, minkä suuruus riippuu telan kuormituksesta ja arvioi- 116415 3 dun epäkeskisyyden suuruudesta. Tiivisteratkaisu soveltuu kaiken kokoisille halkaisijoille, se sopii myös niin pienille kuin suurillekin kehänopeuksille. Liukuren-gas ja tiivistemateriaalit valitaan niin, että ne kestävät ko. kulutuksen. Tiivistys-ratkaisulla ei pyritä täysin vuodottomaan ratkaisuun, vaan hallittuun vuotoon. Tii-5 vistyksen ulkopuolella olevasta tilasta lähtee letku/putki, josta vuotoa voidaan seurata ja ennakoida ko. tiivisteiden kuluminen ja suunnitella jo ennalta huolto-ajankohta.

Uusi ratkaisu mahdollistaa uusien nopeiden koneiden tiivistyksen.

10

Keksinnön mukaiselle käyttövaihteiston ja telan väliselle rakenteelle on tunnusomaista, mitä on esitetty patenttivaatimuksissa.

Keksintöä selostetaan seuraavassa viittaamalla oheisissa piirustuksissa kuvioissa 15 esitettyyn erääseen edulliseen suoritusmuotoon, johon keksintöä ei ole tarkoitus kuitenkaan yksinomaan rajoittaa.

Kuviossa 1 on esitetty havainnollisesti keksinnön kohdealue.

• ·' 20 Kuviossa 2A on esitetty käyttövaihteisto päädystä.

Kuviossa 2B on esitetty leikkaus I -1 kuviosta 2A.

Kuviossa 3 on esitetty tiiviste suurennetussa mittakaavassa alueelta A kuviosta 25 2B.

MM» ' · ’ Kuviossa 1 on esitetty havainnollisesti keksinnön kohdealue käyttövaihteiston 11 ·;; · ja telan 100 välinen liitäntärakenne 10. Käyttö tuodaan esimerkiksi sähkömootto- riita käyttövaihteiston 11 tuloakselille 12 ja käyttö siirretään edelleen käyttövaih-30 teiston 11 hammaspyörien kautta telan 100 telavaippaan 100a. Tela 100 käsittää : .· pyörimättömän staattisen keskiakselin 100b. Keskiakseli 100b on tuettu molem- 1 1 ϋ ·ι ί 5 4 mistä päistään seisontalaakereihin G, jotka ovat edullisesti pallolaakereita ja mahdollistavat keskiakselille 100b kuormituksista johtuvat taipumat. Telan 10 keskiak-seli 100b käsittää painekammion tai niiden sijaan kuviossa esitetysti kuormitusken-gät, edullisesti hydrauliset kuormituskengät K|, K2..., jotka on saatettavissa koske-5 tuksiin telavaipan 100a sisäpintaan ja joiden tai painekammioon aikaansaadun paineen avulla on telavaippa kuormitettavissa telojen 100 ja 200 välisessä telanipissä N]. Kun hydraulisella paineella tai kuormituskengillä Ki, K2 kuormitetaan telavaip-paa, esiintyy telarakenteen ja käyttövaihteiston 11 välillä radiaalisia siirtymiä sekä käytössä esiintyy myös aksiaalisia siirtymiä. Jotta nämä pystytään sallimaan käyttö-10 vaihteiston 11 ja käytetyn telan 100 välille, käytetään keksinnön mukaisessa rakenteessa erillistä keksinnön mukaista tiivistettä 25, joka käsittää liukurenkaan 30. Tela 100 voi olla esimerkiksi paperikoneen tai kartonkikoneen tk-tela eli taipumakom-pensoitu tela.

15 Kuviossa 2A on esitetty käyttövaihteisto päätykuvantona. Kuviossa 2B on esitetty leikkaus I - I kuviosta 2A. Telasta 100 on esitetty käyttövaihteiston puoleinen pääty.

‘* Kuvion 2A ja 2B pohjalta selostetaan käyttövaihteiston 11 ja sen kautta käytetyn : ·" 20 telan 100 välistä kytkentärakennetta 10. Tela 100 on edullisesti ns. tk-tela eli tai- pumakompensoitu tela. Tällä tarkoitetaan sitä, että telavaippa on suoraan hydraulisella paineella tai hydraulisilla kuormituskengillä Κι, K2... kuormitettavissa. Painekammio tai kuormituskengät sijaitsevat telan 100 staattisen eli kiinteän kes-"* kiakselin 100b ja telavaipan 100a välillä telavaipan sisäpuolella. Staattinen akseli . 25 100b on tuettu laakeriin G, joka on ns. seisontalaakeri, joka mahdollistaa staattiselle • « t · · ... akselille 100b kuormituksesta aiheutuvat kulmamuutokset. Käyttövaihteisto 11 kä- sittää kotelorungon R. Esimerkiksi sähkömoottorilta tuodaan käyttö tuloakselille ·;; * 12. Tuloakseli 12 käsittää hammaspyörän tai hammastuksen 13. Tuloakseli on ·;·' laakeroitu pyörimään laakerein 14 ja 15 kotelorunkoon R. Hammastuksen 13 ’ · ” · 30 kautta siirretään käyttö edelleen staattista akselia 100b ympäröivälle hammaspyö- i rälle 16 sen hammastuksen 16a kautta, joka on toiminnallisesti kytkennässä tulo- 5 116 4ί ό akselin 11 hammastukseen 13. Hammaspyörä 16 käsittää sisäpuolisen hammas-tuksen 16b. Hammaspyörä 16 on laakeroitu runkoon R laakerilla 17, 18. Laakerin 18 sivulla on kansilevy 19, joka pitää laakerin 18 paikallaan. Laakerit 17 ja 18 sijaitsevat hammaspyörän 16 kehähammastuksen 16a molemmilla puolilla. Ham-5 maspyörän 16 sisäpuolisen hammastuksen 16b kautta siirretään käyttö holkkiak-selille 20, sen kehähammastuksen 21a kautta. Holkkiakselin 20 toisessa päässä on ulkokehähammastus 21b, jolta käyttö siirretään edelleen laippalevyyn 22 hammastuksen 23 kautta laippalevyn 22. Laippalevyyn 22 on liitetty ruuvein Ri ren-gaslevy 24. Rengaslevy 24 käsittää akselin 100b geometrista keskeisakselia X vasten 10 kohtisuoraan olevan runko-osan 24a ja geometrisen keskeisakselin X suuntaisen runko-osan 24b. Runko-osa 24b käsittää ensimmäisen vastepinnan 24c i keksinnön mukaiselle tiivisteelle 25 sen liukurenkaalle 30 ja kehätiivisteelle 31 ja toisen vaste-pinnan 24c2 toiselle tiivisteelle 26, joka on vuotoöljytilan 33 yhteydessä.

15 Tiivisteen 25 liukurengas 30 sijaitsee tiivistepesän rungossa 27 ja siinä on tiivisteon- kalo 28, edullisesti rengasura. Tiivisteonkalossa 28 ja tiivisteperän rungon 27 urissa

Ui ja U2 sijaitsevat sivutiivisteet 29ai, 29a2, jotka tulevat liukurengasta 30 vasten.

Tiivistyspesän runko 27 käsittää perusrungon 27a, rengaslevyn 27b ja kiinnitysruu- ' · ·' vin R2. Ruuvi R2 on viety rengaslevyn 27b läpi ja edelleen perusrungon 27a läpi ja * « · • * ‘ 20 edelleen hammaspyörään 16 sen otsapintaan. Liukurengas 30 voi olla edullisesti [ muovimateriaalista. Liukurenkaan 30 päädyssä on edulliset 0-rengaskumitiiviste 31.

. Tiivisteen 31 tehtävänä on estää vaihteistoöljyvirtaus sen ohitse ja toisaalta se mah dollistaa liukupinnan muodostumisen, jotta aksiaaliliike (L2) sallitaan käyttö vaihteiston ja telavaipan välille. Liukurengas 30 on siten mitoitettu, että se sijaitessaan . 25 tiivisteonkalossa 28 jää tiivisteonkalon 28 pohjan t ja liukurenkaan 30 otsapinnan n

, · · ·, väliin vapaa tila D, johon voiteluaine, kuten voiteluöljy/rasva asetetaan ja joka tila D

t mahdollistaa telavaipan 100a liikkumisen säteittäissuunnassa. Onkalotila D sijaitsee siten rakenteessa, että se sijaitsee lähempänä pyörityksen keskiakselia X kuin en-‘ l ’ simmäinen vastepinta 24ci. Tällöin onkalotilaan D asetettu täytösrasva pyrkii keski- 30 pakovoiman vaikutuksesta tiivistepintoja kohti, jolloin jäijestely hoitaa tiivistepinto-: · ‘ jen voitelun. Myös tiivisteen liukurenkaan 30 liikkuminen epäkeskisyyden johdosta 116 4 i ö 6 tiivisteonkalon D pohjaa t kohti siirtää voiteluainetta tilasta D tiivistettäville pinnoille.

Keksinnön mukainen rakenne käsittää lisäksi ulkorenkaan 32, jolloin ulkorenkaan ja 5 tiivisteen 25 välille muodostuu tiivisteen 25 jälkeinen vuotoöljytila 33. Vuotoöljyti-laan 33 liittyy vuotoöljykanava 34, joka on edullisesti liitetty esimerkiksi takaisin vaihteistokoteloon. Vuotoöljykanava 34 voi edullisesti muodostua läpinäkyvästä vuotoöljyputkesta, jonka kautta voidaan visuaalisesti seurata käytössä esiintyvää vuotoöljyn määrää. Vuotoöljykanava 34 voidaan varustaa lisäksi mittalaitteel-10 la/anturilaitteella, joka tarkkaan ilmoittaa vuotoöljyn määrän ja antaa koneenhoitajalle hälytyksen kyseisen vuotoöljyn määrän ylittäessä tietyn asetetun raja-arvon. Jos vuotoöljyvirtausta seurataan ainoastaan visuaalisesti, on kiertoputki edullisesti läpinäkyvästä materiaalista tai käsittää läpinäkyvän ikkunan, jonka kautta voidaan seurata mahdollista vuotoöljyn virtausta.

15

Keksinnön mukaisessa rakenteessa tuomalla käyttö tuloakselille siirretään käyttö edelleen hammaspyörälle 16 ja edelleen holkkiakselille 20 ja sen kautta edelleen laippalevyyn 22, joka on liitetty edelleen telaan 100 pyörittämään tk-telan telavaip-. : : paa 100a. Näin aikaansaadaan pyörintä hammaspyörälle 16, jolloin pyörintänopeus • ' /· 20 kyseisen hammaspyörän 16 ja siihen liittyvän tiivisteen 25 osalta on sama kuin on ':‘: käytetyllä telalla 100 sen telavaipalla 100a.

' ': Kuviossa 3 on esitetty suurennetussa mittakaavassa keksinnön kohdealue tiiviste 25.

'...' Tiiviste 25 muodostuu seuraavasta rakenteesta. Tiiviste 25 on rengasmainen rakenne 25 keskiakselin 100b ympärillä. Tiiviste 25 käsittää rengasmaisen liukurenkaan 30, joka ‘ ’ sijaitsee tiivistepesän 27 tiivisteonkalossa 28. Myös rengasmaiset sivutiivisteet 29aj * » ja 29a2 sijaitsevat tiivisteonkalon 28 tiivistepesän 27 urissa Ui ja U2. Liukurenkaan · 30 päädyssä sen kehäurassa U3 on O-rengastiiviste 31. Keksinnön mukaisessa ra- :1 kenteessa muodostuu vapaa tila D, johon voiteluaine/rasva asetetaan siten, että tii- •; · · · 30 vistepesän rungon 27 pyöriessä muun rakenteen mukana aiheuttaa keskipakovoima i · ’: voiteluöljyn/rasvan säteittäissiirtymisen ulospäin ja siten voidellaan sekä sivutiivis- 116410 7 teet 29ai, 29a2 että liukurengas 30 sivupinnoiltaan. Itse vaihteistoöljy suorittaa O-rengastiivisteen 31 voitelun sen sijaitessa vastepintaansa 24ci vasten. Vastepinta 24c i on valittu niin pitkäksi, että O-rengastiiviste 31 voi liukua sitä pitkin telan vaipan aksiaaliliikkeiden (L2) johdosta. Telan 100 vaipan 100a aksiaaliliike (nuoli L2) ja 5 radiaaliliike (nuoli Li) välittyvät laippalevyn 22 kautta rengaslevyyn 24 ja siten runko-osaan 24b. Rengaslevy 30 ottaa vastaan säteisliikkeen ja aksiaaliliike tulee huomioiduksi muodostamalla vastepinnasta 24ci riittävän pitkä, jolloin O-rengas 31 kulkee vastepintaa 24ci pitkin. Käytössä pyörivät liukurengas 30 ja sen päädyssä olevat tiiviste 31. Tiiviste 31 estää vaihteistoöljyn ohivirtauksen. Tiivisteet 29ai ja 10 29a2 estävät vaihteistoöljyn virtaamisen tilaan D.

Liukurengastiiviste 30 on edullisesti muovimateriaalista ja on kulutusta kestävä, lämpöä hyvin kestävä sekä lisäksi öljynkestävä ja omaa hyvät liukuominaisuudet. 1 » · >

Claims (6)

1. Käyttövaihteiston (11) ja sen kautta käytetyn telan (100) välinen kytkentäraken-ne (10), joka käyttövaihteisto (11) käsittää käytön tuloakselin (12), jolloin tulo- 5 akselin (12) kautta siirretään käyttö hammaspyörille ja edelleen käytetyn telan (100) telavaippaan (100a) sen pyörittämiseksi ja joka tela (100) käsittää keskeisen staattisen akselin (100b) ja laakerin (G) sen tukemiseksi, tunnettu siitä, että telan (100) telavaipan aksiaali- ja radiaaliliikkeiden mahdollistamiseksi käyttö-vaihteiston (11) sijaitessa kiinteässä asemassa on käyttövaihteiston (11) ja telan 10 (100) välille sovitettu tiiviste (25), joka käsittää liukurenkaan (30), jonka liuku- renkaan (30) ja tiivisteonkalon (28) pohjan (t) välille jää vapaa tila (D), ja että liukurengas (30) on rengasmainen osa ja sijaitsee telan (100) akselin (100b) ympärillä, jolloin tiivisteonkalon (28) vapaan tilan (D) avulla mahdollistetaan tiivisteen (25) liukurenkaan (30) siirtyminen radiaalisuunnassa (Li). 15

1 1 6 4 i ό

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kytkentärakenne, tunnettu siitä, että vapaa tila (D) käsittää voiteluaineen/rasvan, jolloin tiivistepesän rungon (27) pyöriessä keskipakovoiman avulla siirretään voiteluainetta kohti liukurengasta (30) ja tii- ; : ‘; visteitä (29ai, 29a2) voitelun aikaansaamiseksi liukurenkaan (30) ja siihen liitty- : ·': 20 vien rakenteiden välille.

‘ 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kytkentärakenne, tunnettu siitä, että tu- loakselin (12) hammastuksen (13) kautta siirretään käyttö keskeiseen hammas-:,,, · pyörään (16) sen hammastuksen (16a) kautta, jolta hammaspyörältä (16) siirre- 25 tään käyttö edelleen holkkiakselille (20) hammaspyörän (16) sisäpuolisen ham- : i mastuksen (16b) ollessa toiminnallisesti liitetty holkkiakselin (20) kehähammas- ·' tukseen (21a) ja edelleen siirretään käyttö holkkiakselilta (20) toisen ulkokehä- hammastuksen (21b) kautta laippalevyyn (22) laippalevyn hammastuksen (23) ,: ollessa toiminnallisesti liitetty holkkiakselin (20) hammastukseen (21b), ja että ; 30 laippalevy (22) liittyy käytetyn telan (100) telavaippaan (100a) pyörittäen sitä, : ·: että liukurengas (30) on sovitettu tiivistepesän runkoon (27), joka sijaitsee ham- 1 1 6 M i ό maspyörän (16) päädyssä ja että liukurengas (30) sijaitsee tiivistepesän (27) tii-visteonkalossa (28), joka on edullisesti rengasura ja käsittää sivupinnoillaan urat (Ui, U2), johon sivutiivisteet (29aj, 29a2) on asetettu, ja jotka tulevat liukuren-kaan (30) sivupintoja vasten. 5

4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen kytkentärakenne, tunnettu siitä, että liukurengas (30) käsittää päädyssään kehäurassa (U3) tiivisteen (31), edullisesti kumitiivisteen, joka tulee vastepintaa (24c 1) vasten, vastepinnan (24cO sijaitessa akseliin (100) liittyvän laippalevyn (22) rengaslevyssä (24), ren-10 gaslevyn (24) käsittäessä akselin (100) keskeisakselia (X) vasten kohtisuoraan olevan runko-osan (24a) ja keskeisakselin (X) suuntaisen runko-osan (24b), jolloin vastepinta (24c 1) muodostuu runko-osaan (24b) ja on siten valittu, että mahdollistetaan telan (100) telavaipan (100a) akseliliikkeelle (L2) riittävä liikematka.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen kytkentärakenne, tunnettu siitä, että tiivisteen (27) jälkeinen vuotoöljytila (33) käsittää vuotoöljykanavan (34), jonka kautta vuotoöljyvirtausta voidaan seurata joko visuaalisesti tai mittauslaittein, jolloin vuotoöljyvirtauksen ylittäessä tietyn ennalta määrätyn raja-:arvon, voidaan kyseisestä ylityksestä antaa hälytys koneen hoitajalle. iv: 20

• · *:*” 6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen kytkentärakenne, tunnettu ‘ · siitä, että liukurengas (30) on muovimateriaalista. » · • » · * · ♦ » · • · t I · 1 * I t 116 4 ΐ ό ίο