FI122710B - Menetelmä ja laite ylikuormituksen estämiseksi - Google Patents

Description

MENETELMÄ JA LAITE YLIKUORMITUKSEN ESTÄMISEKSI Tekniikan tausta

Keksinnön kohteena on menetelmä ja laite ylikuormituksen estämiseksi pyörivällä 5 roottorilla varustetussa repijässä, jota voidaan käyttää esimerkiksi revittäessä kiinteää ainetta tarkoituksena pienentää materiaalin palakokoa. Tällaisia repijöitä kutsutaan myös murskaimiksi tai hakkureiksi niiden tarkemmasta käyttötarkoituksesta riippuen. Tässä niitä kutsutaan kaikkia repijöiksi.

Roottorilla varustetuissa repijöissä on pyörivä, yhdestä tai molemmista päistä laake-10 roitu roottori, jossa on kiinni kiinteästi tai peräänantavasti teriä, sekä kiinteä runkorakenne, jossa on kiinni kiinteästi tai peräänantavasti jonkinlaisia vastateriä. Materiaali pilkkoutuu pienemmäksi osuessaan pyörivän roottorin teriin ja jäädessään pyörivien terien ja vastaterien väliin. Tällaisia repijöitä käytetään esimerkiksi puuaineksen, kuten puujätteen, puun kuoren yms. revintään.

15 Jotta repijä ei ylikuormittuisi, kun siihen vahingossa syötetään esimerkiksi kiviä tai rautaa, niihin on tavallisesti rakennettu jonkinlainen ylikuormitussuoja.

Tavallisin rakenne on terien kiinnittäminen saranoilla roottoriin, niin että ne pysyvät keskipakoisvoiman vaikutuksesta työasennossa, mutta kykenevät kääntymään saranan varassa ja väistymään, jos niihin osuu murskautumaton esine. Menetelmän var-20 jopuolena on rajallinen väistymiskyky ja työtilanteessa tapahtuvasta jatkuvasta pienestä myötäämisestä johtuva roottorin epätasapaino.

^ Toinen menetelmä on tehdä repijän vastateristä jousikuormitettuja niin, että kun vas- c3 taterään osuus murskautumaton esine, se kykenee väistymään jousen antaessa § myöden. Tällainen rakenne on tunnettu esimerkiksi julkaisusta FR 725 553. Menetel- i o 25 män hyvä puoli on sen automaattinen palautuvuus.

| Kolmas menetelmä on tukea vastaterä jousen sijasta mekaanisella sulakkeella tai σ> murtotapilla, joka rikkoutuu ylikuormitustilanteessa ja antaa repijän osille mahdolli-

CD

o suuden väistyä. Menetelmän hyvä puoli on varmuus ja murtumisen jälkeen vapaa au- o keaminen, ongelmana on uusien tappien asennuksen vaatima aika.

(M

30 Julkaisuista US 918 285 ja US 48 813 tunnetaan konstruktiot, joissa vastalevyä pai- 2 netaan työasentoon nivelöidyn varren avulla. Kun vastalevyyn kohdistuu riittävän suuri voima, varsi kääntyy antaen vastalevyn aueta. Varren kosketus vastalevyn auetessa on laahaava.

Keksinnön kuvaus 5 Nyt on keksitty itsenäisten patenttivaatimusten mukaisesti menetelmä ja laite repijän suojaamiseksi ylikuormitukselta ja menetelmän ja laitteen käyttö palakoon pienentämiseen käytettävässä repijässä. Muissa vaatimuksissa esitetään keksinnön eräitä edullisia suoritusmuotoja. Laitetta kutsutaan seuraavassa suojalaitteeksi.

Repijässä on runko, rungon sisällä pyöritettävä roottori jossa on teriä, rungon suhteen 10 kääntyvä vastalevyrakenne jossa on vastateriä, ja tukielin jolla vastalevyä painetaan kohti roottoria työasentoon siten että työasennossa terien ja vastaterien väliin jää rako. Tukielin antaa myöten siten, että vastalevyrakenne kääntyy poispäin roottorista, kun tukielimeen vastalevyrakenteesta kohdistuva voima ylittää tietyn arvon. Vastale-vyrakennetta painetaan tukielimellä siten, että tukielimen ja vastalevyrakenteen kos-15 ketus on vierivä ja viivamainen.

Kosketus voi olla myös osaksi liukuva, mutta on kuitenkin pääosin vierivä.

Kun repijään tulee murskautumaton esine ja se osuu terän ja vastaterän väliin, vasta-terärakenne alkaa kuormittaa tukielintä. Kun kuormitusvoima kasvaa yli tukielimen vastalevyrakenteeseen kohdistaman tukivoiman, vastaterärakenne alkaa avautua 20 kääntymällä. Kääntyvä vastalevyrakenne voidaan toteuttaa erityisesti siten, että vastalevyrakenne on nivelöity yläosastaan runkoon.

^ Keksinnön etuna on ennen kaikkea se, että sen mukaisesti on helppo tehdä rakenne, o jossa tukielimen kosketuskohta vastalevyrakenteen suhteen muuttuu vastalevyraken- 4 teen kääntymisen aikana siten, että tukielimen vastalevyrakenteeseen kohdistama ° 25 voima pysyy olennaisesti samana tai pienenee kääntöliikkeen aikana siten, että se on ^ kääntöliikkeen loppuvaiheessa pienempi kuin alussa. Tukivoima aikaansaadaan edul- | lisesti jousella. Jousivoima kuitenkin kasvaa jousen kiristyessä. Keksinnön mukaises- 05 sa laitteessa tästä aiheutuva haitta voidaan kuitenkin kompensoida. Tukivoima voi-

CD

o daan aikaansaada myös esimerkiksi hydraulisesti tai pneumaattisesti.

LO

o o 30 Vierivän kosketuksen ansiosta tukielimen liike vastalevyrakenteen suhteen voidaan toteuttaa lähes kitkattomasti. Tällöin toiminta on hyvin hallittavissa. Tällöin myös osien 3 kuluminen on vähäistä. Mitä täydellisemmin kosketus on vierivä, sitä pienempi on kitka. Rakenne, jossa osat saavat vähän myös liukua toistensa suhteen, on kuitenkin helpompi koneistaa.

Edullisesti tukielimen ja vastalevyrakenteen kosketus toteutetaan hammaspyöräkos-5 ketuksella. Tällöin kuluminen ei olennaisesti muuta vaikuttavaan voimaan. Erityisen edullisesti käytetään evolventtia hammasgeometriaa, jolloin ryntö pysyy oikeana ak-selivälistä riippumatta ja lisäksi valmistus on melko yksinkertaista.

Parhaiten suojalaite toteutetaan siten, että vastalevyrakenteessa on vierintäpinta, jota pitkin vierii runkoon kiertyväksi nivelöity tukielin.

10 Parhaiten tukielimen vastalevyrakenteeseen kohdistama voima on työasennossa suurempi kuin kääntöliikkeen lopussa. Kaikkein parhaiten voima pienenee kääntöliikkeen alusta alkaen. Pienenevän tukivoiman ansiosta avautuminen on varmaa niin, ettei aiheudu vaurioita. Tällöin myös työasennossa vaikuttava tukivoima voidaan asettaa niin suureksi, kuin laitteiston rakenne sallii.

15 Parhaiten tukielintä painetaan vastalevyrakennetta vasten jousen voimalla vipulait-teiston välityksellä siten, että sen aikaansaama vääntömomentti pienenee vastalevyrakenteen auetessa. Vipulaitteisto on parhaiten sellainen, että vipusuhde muuttuu nopeammin kuin mitä jousivoima kasvaa vierinnän edetessä. Näin aukeneminen helpottuu kohti vierivän kosketuksen loppua. Edullisesti rakenne on sellainen, jossa on kul-20 mastaan runkoon nivelöity kulmavipu, jonka toinen haara painaa vastalevyrakennetta. Kaikkein parhaiten vipulaitteisto on vielä sellainen, että tietyn pisteen jälkeen jousivoima ei enää lainkaan vastusta aukenemista. Tämän pisteen jälkeen aukeneminen on siis vapaata.

c3 Suojalaitteen tukivoima mitoitetaan siten, että työkuormitus ei aukaise sitä, mutta yli- i § 25 kuormitus aukaisee sen ennen kuin suurempaa vahinkoa tapahtuu. Parhaiten suoja- i o laitteen tukivoima on säädettävissä. Näin voidaan avautumisvoimaa muuttaa käyttö- x tarkoituksen mukaan sopivaksi.

CC

CL

ct> Suojalaite voidaan rakentaa sellaiseksi, että tukivoima kiristää vastaterärakennetta

CD

o työasentoonsa, edullisesti vasten runkoa. Tällä saavutetaan murskaimen normaaliin o 30 toimintaan lisäetua. Toiminta on tällöin välyksetöntä, eikä edes suojalaitteen pintojen

O

^ pieni kuluminen saa aikaan välystä koneistoon.

4

Repijässä on yleensä myös reiltetty arina, jonka läpi revitty materiaali poistuu. Ottamalla avautuvaan vastalevyrakenteeseen mukaan osa arinaa, voidaan tukivoima edullisesti kohdistaa tähän aukeavaan arinan osaan.

Keksintöä voidaan käyttää erityisesti terien ja muun repijärakenteen suojaamiseksi 5 materiaalin palakoon pienentämiseen käytettävässä repijässä. Repijää voidaan käyttää erityisesti puuperäisen aineksen palakoon pienentämiseen.

Repijä voi olla erityisesti sellainen, jossa terät ovat radiaalisesti roottorin kehällä. Materiaalin syöttö roottorille on yleensä järjestetty radiaalisesti ja ylhäältä päin pudottamalla tai vaakasuuntaisesti kuljettimella tapahtuvaksi. Roottorin akseli on yleensä 10 vaakasuuntainen. Rungossa tai yleensä roottorin alla olevassa arinassa voi olla rakoja, joista revitty materiaali poistuu roottorin ja rungon välistä keskipakovoiman tai painovoiman vaikutuksesta. Poistamiseen voidaan käyttää myös ilmapuhallusta. Materiaalin poisto voi olla järjestetty tapahtuvaksi myös roottorin päästä. Repijä voi olla erityisesti sellainen, että akseli on vaakasuorassa ja materiaali syötetään ylhäältä päin 15 pudottamalla. Repijä voi olla myös sellainen, että materiaali syötetään sisään roottorin päästä. Erityisesti tällöin materiaalin syöttöä yleensä avustetaan mekaanisesti varsinkin jos akseli on vaakasuuntainen. Repijä voi olla myös sellainen, jossa terät ovat roottorin päässä.

Keksinnön mukaisesti voidaan yksinkertaisella ja elegantilla tavalla toteuttaa varma-20 toiminen ylikuormitussuojaus.

Seuraavassa kuvataan keksinnön erästä edullista suoritusmuotoa vielä lähemmin. Kuvauksen piirustuksissa fig. 1 esittää repijän poikkileikkausta työasennossa ja fig. 2 ° auenneessa asennossa.

^ 25 Kuvien repijän pääosat ovat pyörivä roottori 1 ja sen ympärillä runko 2. Roottorissa on ^ kiinni teriä 3. Terät on kiinnitetty esimerkiksi niin, että niitä on akselin suunnassa rin- | nakkain ja kehän suunnassa peräkkäin. Rungon yläosaan johtaa syöttökanava 4 root- 05 torin pyörimissuuntaa vastaan. Roottoria ympäröi alhaalta arina 5, 15, jossa on pois-

CO

o toaukkoja 6 ja vastateriä 8, ja etusivulta vastalevy 9. Vastalevyn alapäässä on en- o 30 simmäinen vastaterä 11. Terien 3 ja vastalevyrakenteen ja vastaterien väliin jää pieni ^ rako, joka yleensä minimoidaan. Rungon pohja 7 on avoin. Materiaali syötetään repi- 5 jään pudottamalla. Materiaali repeytyy terien ja vastaterien välissä, ja revitty materiaali poistuu arinan poistoaukkojen ja rungon pohjan kautta.

Vastalevy 9 on yläosastaan laakeroitu kääntyväksi roottorin akselin suuntaisen akselin 22 ympäri. Arinassa on kiinteä takaosa 5 ja vastalevyn alaosaan kiinnitetty etuosa 5 15. Arinan etuosan takapäässä on ulkopuolella vastalevyn kääntöakselin suuntainen vierintäpinta 13, josta etuosaa ja siten myös koko vastalevyrakennetta painetaan tuki-tangolla 12 työasentoon. Tukitangon ja vierintäpinnan kosketuskohta 25 on kääntöak-selinsuuntainen ja viivamainen. Rungossa 2 on rajoittimet, jotka estävät vastalevyra-kenteen osumisen teriin 3. Vastalevyrakenne kiristyy vasten näitä rajoittimia.

10 Tukitanko 12 muodostaa kulmavivun etuhaaran. Kulmavipu on laakeroitu kääntyväksi kääntölevyn akselin 22 suuntaisen akselin 19 ympäri. Kulmavivun takahaara on nive-löity jousiputken 21 karan 17 etupäähän pisteeseen 20 siten, että kulmavivun terävä kulma on poispäin vierintäpinnasta 13. Jousiputki 21 on nivelöity pisteen 18 ympäri kääntyväksi. Karaa painetaan eteenpäin kohti sen nivelöintipistettä jousella 14. Kara 15 siis painaa kulmavipua vastapäivään, jolloin tukitanko 12 painaa arinan vastalevyra-kenteen 9, 15 ylös työasentoon. Jousen voima ja vipu mitoitetaan siten, että tukivoima on riittävän suuri pitämään vastalevyrakenteen normaalitilanteessa työasennossa, mutta sallii sen kääntyä auki ylikuormitustilanteessa.

Tukitangon 12 etupää tai vierintäpinta 13, parhaiten kumpikin, on kaareva. Näin nii-20 den kosketus 25 on viivamainen.

Kun vieras esine 10 putoaa roottorin 1 kehän ja vastalevyn 9 väliseen nieluun, se kohtaa roottorin terän 3 ja kulkee alaspäin kohti ensimmäistä vastaterää 11. Riippuen esineen koosta, terä lyö sen suoraan vasten vastaterää tai jo vasten vastalevyä 9. 5 Jos tästä aiheutuva tukitankoon aiheutuva voima ylittää tukivoiman, vastalevy alkaa

(M

^ 25 kääntyä auki. Koska kosketus 25 tukitangon 12 ja vierintäpinnan 13 välillä on vierivä, 9 kuormitus ei lisää kitkavoimaa, vaan vastalevyn ja siinä kiinni olevan arinaosan 15 o aukeaminen tapahtuu helposti ja heti säädetyn voiman ylityttyä. Aukeamisen alettua | vipulaitteiston (välit 25-19, 19-20 ja 20-18) momenttivarret muuttuvat niin, että tuki- ^ voima pienenee vaikka jousivoima jousen puristuessa kasvaa. Tällöin jousiputken ta- o 30 kaosa kääntyy nopeasti suuntaan 23, ja lopuksi kun piste 20 siirtyy pisteiden 18 ja 19 g yhdysviivan yläpuolelle, suojalaite ponnahtaa pysyvästi ”auki”-asentoon. Fig. 2:ssa ° suojalaite on siirtymässä ”auki”-asentoon jolloin vastaterärakenne 9, 15 jatkaa au keamistaan vapaasti.

6

Aukeamisen jälkeen suojalaite palautetaan työasentoon. Tätä varten laitteistossa on sopiva, esimerkiksi hydraulisylinterillä toimiva, palautuslaite (ei kuvissa). Varsinkin pienemmissä laitteistoissa palautus voi tapahtua myös manuaalisesti.

Vastinpinta 13 ja tukitangon 12 pää voidaan myös varustaa rynnössä toimivalla 5 hammastuksella (ei kuvassa). Tällöin kuluminen vaikuttaa toimintaan mahdollisimman vähän, kun hampaita on kerrallaan rynnössä useita.

Jousen 14 voima voidaan tehdä säädettäväksi esimerkiksi siten, että karalla 17 olevan rajoitinlaipan paikka tehdään säädettäväksi.

Suojalaite voidaan luonnollisesti toteuttaa myös muunlaisilla vivuilla tai hammastuksil-10 la ja hampaita voi olla kerrallaan rynnössä yksi tai useampia. Luonnollisesti suojalaitteita voi olla yksi laitteen kummallakin sivulla.

Mikäli halutaan, vastalevy voidaan tehdä akselin suunnassa paloittain aukeavaksi, ja etenkin tässä tapauksessa on mahdollista että suojalaitteen hammaskoneistot rakennetaan vastalevyn 9 laakerointipisteen 22 yhteyteen.

15 Menetelmää voidaan soveltaa patenttivaatimusten antamissa rajoissa myös muunlaisissa repijätyypeissä.

C\J

δ

CM

o o

CM

X

cc

CL

CD

CD

O

δ

O

O

CM

Claims (9)

1. Menetelmä ylikuormituksen estämiseksi repijässä, jossa on runko (2), rungon sisällä pyöritettävä roottori (1) jossa teriä (3), rungon suhteen kääntyvä vastalevyra-kenne (9, 15) jossa on vastateriä (11), ja tukielin (12) jolla vastalevyrakennetta paine- 5 taan kohti roottoria työasentoon siten että työasennossa terien ja vastaterien väliin jää rako, jossa menetelmässä tukielin antaa myöten sallien vastalevyn kääntyä poispäin roottorista kun tukielimeen vastalevyrakenteesta kohdistuva voima ylittää tietyn arvon, tunnettu siitä että vastalevyrakennetta (9, 15) painetaan tukielimellä (12) siten että tukielimen ja vastalevyrakenteen kosketus on vierivä ja viivamainen ja että vastalevy-10 rakennetta kiristetään tukivoiman avulla työasennossa vasten rajoitinpintaa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että vastalevyrakennetta (9, 15) painetaan työasentoon tukielimen (12) avulla tukivoimalla, joka on olennaisesti suurimmillaan työasennossa.

3. Laite ylikuormituksen estämiseksi repijässä, jossa on runko (2), rungon sisällä 15 pyöritettävä roottori (1) jossa teriä (3), rungon suhteen kääntyvä vastalevyrakenne (9, 15. jossa on vastateriä (11), ja tukielin (12) jolla vastalevyrakennetta painetaan kohti roottoria työasentoon siten että työasennossa terien ja vastaterien väliin jää rako, ja joka tukielin antaa myöten sallien vastalevyn kääntyä poispäin roottorista kun tukielimeen vastalevyrakenteesta kohdistuva voima ylittää tietyn arvon, tunnettu siitä että 20 tukielin (12) painaa vastalevyrakennetta (9, 15) siten että tukielinrakenteen ja vastalevyn kosketus on vierivä ja viivamainen ja että vastalevyrakennetta (9, 15) kiristetään tukivoiman avulla työasennossa vasten rajoitinpintaa.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että tukielintä (12) pai- 5 netaan vasten vastalevyrakennetta (9, 15) jousen (14) ja vipulaitteiston (20, 16, 19) c\i ^ 25 avulla siten että tukielimen vastalevyrakenteeseen kohdistama tukivoima pienenee 9 vastaterärakenteen auetessa, o (M

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen laite, tunnettu siitä että repijässä on cc rei’itetty arina (5, 15) jonka kautta revitty materiaali poistetaan, ja että vastalevyraken- § teeseen (9, 15) on liitetty ainakin osa (15) arinaa, o o 30

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä että tukielin (12) painaa O ^ vastalevyrakenteeseen (9, 15) liitettyä tätä arinan osaa (15).

7. Yhden tai useamman patenttivaatimuksen 3 - 6 mukainen laite, tunnettu siitä että siinä on laitteisto, edullisesti hydraulisylinterilaitteisto, auenneen vastalevyraken-teen (9, 15) palauttamiseksi työasentoon.

8. Yhden tai useamman patenttivaatimuksen 3 - 7 mukainen laite, tunnettu siitä 5 että tukielimen (12) vastalevyrakenteeseen (9, 15) kohdistama tukivoima on säädettävissä.

9. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukaisen menetelmän tai yhden tai useamman patenttivaatimuksen 3 - 8 mukaisen laitteen käyttö ylikuormituksen estämiseksi materiaalin, erityisesti puuperäisen materiaalin, palakoon pienentämiseen käytettävässä 10 repijässä. C\J δ (M sj- o o (M X en CL O) CD O δ o o (M