FI124062B - Jarrun valvonta - Google Patents

Description

Jarrun valvonta

Keksinnön ala

Keksintö liittyy jarrun valvontaan ja erityisemmin sähkömagneettisen jarrun valvontaan.

5 Tausta

Nostolaitteissa käytettävät jarrut ovat kriittisiä nostolaitteen toiminalle sekä taloudellisessa että turvallisuus mielessä. Jarrun vikaantuminen voi johtaa kuorman putoamiseen, jolloin nostolaitteen muut osat voivat vaurioitua ja aiheutuu vaara lähellä työskentelevän henkilöstön loukkaantumiselle.

10 Nostolaitteissa käytettävät jarrut ovat tavanomaisesti sähkömag neettisia levyjarruja, joissa moottorin akselin mukana pyörivä levymäinen kitka-materiaali puristuu ankkurilevyn ja kitkalevyn väliin jolloin tapahtuu jarrutus.

Kitkapinta kuluu jarrutuksessa. Jos kitkapinta kuluu loppuun, jarrun jarrutusteho laskee merkittävästi eikä jarru pysty enää toimimaan suunnitellus-15 ti. Jarru on siis vikaantunut.

Jarrun kuntoa valvotaan tyypillisesti manuaalisesti mittaamalla kitka-pinnan paksuutta työntömitalia. Jotta kitkapintaa päästään mittaamaan jarrun mahdollinen kotelointi pitää siis purkaa ja mittaamisen ja mahdollisen jarrun vaatiman huollon jälkeen kotelointi pitää jälleen sulkea. Jarrun valvonta siis kä-20 sittää manuaalista työtä, joka on aikaavievää ja altista virheille. Lisäksi nostolaitteissa, joissa jarru on korkealla, kuten satamanostureissa, jarrua huoltava henkilöön kohdistuu putoamisvaara, jonka huomioonottaminen voi edelleen lisätä huollon suorittamiseen tarvittavaa aikaa.

Nostolaitteen jarrun tarkastamisen aikana, tuotantokone, johon jarru ” 25 on asennettu, ei ole käytettävissä sen tavanomaisiin työtehtäviin. Tällöin esi- o ™ merkiksi satamanosturi, jonka jarrua huolletaan, on pois käytöstä jarrun tarkas- Y tamisen ajan. Kuitenkin taloudellisista näkökohdista, satamanosturin kaltaisen ” kalliin laitteiston seisonta-ajat pitäisi pitää mahdollisimman harvoina ja lyhyinä, g Olisi siis toivottavaa, että katkokset tuotantokoneiden toiminnassa olisivat

CL

30 mahdollisimman lyhyitä. Toimintakatkoksien ajankohtien ennakoinnilla voidaan g edelleen lyhentää seisonta-aikoja, kun huoltotoimet voidaan paremmin suunni- co c\j telia.

° Turvallisuuden kannalta, nostolaitteen jarrun kuluminen aiheuttaa riskin lisäämällä jarrun vikaantumisen todennäköisyyttä, josta voi aiheutua ta-35 loudellisia menetyksiä nostolaitteen tai sen osien hajoamisena tai vahinkoa 2 nostolaitteen läheisyydessä oleville henkilöille, tuotantolinjalle, tai muulle omaisuudelle. Esimerkiksi, jos jarru ei sulkeudu, nostolaitteen kuorma voi pudota. Toisessa esimerkissä, jos jarru ei avaudu, nostolaitteen moottori voi ajaa jarrua vastaan, jolloin jarru voi ylikuumentua ja jopa räjähtää. Jarrua vastaan ajami-5 sella tarkoitetaan moottorilla ylläpidettyä ajoa jarru suljettuna, kun jarrun sulkemisen yhteydessä moottori pysäytetään normaalissa tilanteessa. Jarrua vasten ajoa voi tapahtua jarrun normaalin käytön yhteydessä, kun jarrun sulkemisen yhteydessä moottori ylläpitää ajoa jarrun sulkemisen jälkeen.

Nostolaitteissa käytetään tyypillisesti useita jarruja pysäyttämään ja 10 pitämään paikoillaan käsiteltävää kuormaa. Nostolaitteessa kuormaa voidaan liikuttaa monessa eri liikesuunnassa. Esimerkiksi satamanosturissa konttia voidaan nostaa ja laskea neljällä köydellä, jotka kytkeytyvät kontin kulmiin. Kunkin köyden moottoria voidaan jarruttaa erikseen, jolloin tarvitaan moottoreita vastaava määrä jarruja, esimerkiksi neljä. Toisessa esimerkissä, siltanostu-15 rissa, kuormaa liikutetaan vaunun, sillan ja nostimen avulla niiden mahdollistamissa liikesuunnissa. Kuorman turvallinen liikuttaminen nostolaitteilla voi siis vaatia, että useat kuormaa liikuttavat jarrut ovat kunnossa. Useiden jarrujen kunnossapito on haasteellista nostolaitteiden jarrujen määrän ja/tai nostolaitteiden koon vuoksi. Kunnossapidon haasteellisuutta edelleen lisää jarrujen eri-20 laisuus, joka voi seurata mm. jarrujen mallien erilaisuudesta, esimerkiksi niiden ollessa lähtöisin eri valmistajilta tai saman valmistajan eri malleja. Tyypillisesti samankin valmistajan jarrut voivat erota toisistaan koon ja/tai syöttöjännitteen suhteen.

Suoritusmuotojen lyhyt selostus 25 Keksinnön tavoitteena on siten kehittää menetelmä, laite, tietokone-

CO

^ ohjelmatuote ja järjestely siten, että yllä mainitut ongelmat saadaan ratkaistua.

™ Keksinnön tavoite saavutetaan menetelmällä, laitteella, tietokoneohjelmatuot-

CVJ

V teella ja järjestelyllä, joille on tunnusomaista se, mitä sanotaan itsenäisissä pa- ” tenttivaatimuksissa. Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten | 30 patenttivaatimusten kohteena.

Erään näkökohdan mukaisesti on järjestetty menetelmä jarrun vales vomiseksi, joka jarru käsittää ensimmäisen ja toisen jarrutuspinnan ja magne- tointivälineet, jotka on vasteena niihin syötettävään sähkövirtaan järjestetty o ^ luomaan magneettikentän, joka on sovitettu liikuttamaan jarrutuspinnat sulje- 35 tusta tilasta, jossa jarrutuspinnat ovat yhdistetty toisiinsa, avattuun tilaan, jossa jarrutuspinnat ovat erotettu toisistaan, joka menetelmä käsittää, määritetään 3 jarrun sähkövirta jarrutuspintojen liikkeen alkaessa suljetusta tilasta avattuun tilaan, määritetään jarrun magnetointivälineiden maksimisähkövirta avatussa tilassa, määritetään jarrun kunto virtasuhteena jarrutuspintojen liikkeen alkaessa mitatusta sähkövirrasta mainittuun maksimisähkövirtaan.

5 Erään toisen näkökohdan mukaan on järjestetty laite sähkömag neettisen jarrun valvomiseksi, joka jarru käsittää ensimmäisen ja toisen jarru-tuspinnan ja magnetointivälineet, jotka vasteena niihin syötettävään sähkövirtaan on järjestetty luomaan magneettikentän, joka on sovitettu liikuttamaan jar-rutuspinnat suljetusta tilasta, jossa jarrutuspinnat ovat yhdistetty toisiinsa, avat-10 tuun tilaan, jossa jarrutuspinnat ovat erotettu toisistaan, jolloin laite on järjestetty määrittämään jarrun sähkövirran jarrutuspintojen liikkeen alkaessa suljetusta tilasta avattuun tilaan, määrittämään jarrun magnetointivälineiden maksimisäh-kövirran avatussa tilassa, määrittämään jarrun kunnon virtasuhteena jarrutus-pintojen liikkeen alkaessa mitatusta sähkövirrasta mainittuun maksimisähkövir-15 taan.

Erään toisen näkökohdan mukaan on järjestetty tietokoneohjelma-tuote, joka käsittää ohjelmakäskyjä, jotka saavat laitteen suorittamaan minkä tahansa näkökohdan mukaisen menetelmän, kun ne ladataan laitteeseen.

Erään toisen näkökohdan mukaan on järjestetty laite, joka käsittää 20 välineet, suorittamaan minkä tahansa näkökohdan mukaisen menetelmän.

Erään toisen näkökohdan mukaan on järjestetty järjestely, joka käsittää minkä tahansa näkökohdan mukaisen laitteen.

Erään toisen näkökohdan mukaisesti on järjestetty menetelmä nostolaitteen päivittämiseksi, joka nostolaite käsittää sähkömagneettisen jarrun, 25 joka jarru käsittää ensimmäisen ja toisen jarrutuspinnan ja magnetointivälineet, jotka vasteena niihin syötettävään sähkövirtaan on järjestetty luomaan mag-5 neettikentän, joka on sovitettu liikuttamaan jarrutuspinnat suljetusta tilasta, jos-

C\J

^ sa jarrutuspinnat ovat yhdistetty toisiinsa, avattuun tilaan, jossa jarrutuspinnat v ovat erotettu toisistaan, joka menetelmä käsittää minkä tahansa näkökohdan

CO

30 mukaisen laitteen asentamisen sähkömagneettisen jarrun yhteyteen.

| Eräät suoritusmuodot voivat helpottaa useiden erilaisten jarrujen ^ valvontaa, kunnon määritystä ja/tai huoltotarpeen määrittämistä. Erilaisille jar- 00 § ruille voidaan asettaa esimerkiksi sama virtasuhteen kynnysarvo, jolloin usean ™ erilaisen jarrun valvonta yksinkertaistuu. Näin erilaisia jarruja käyttävää laitetta 00 35 voidaan pitää tuotannossa pidempiä ajanjaksoja, jolloin myös huoltokustan nuksissa voidaan säästää. Muut edut ja/tai hyödyt käyvät ilmi jäljempänä seu- 4 raavasta selostuksesta, joissa eri suoritusmuotoja kuvataan yksityiskohtaisemmin.

Kuvioiden lyhyt selostus

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yh-5 teydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joista: kuvio 1 esittää räjäytyskuvan eräästä nostolaitteen moottorin yhteyteen asennettavasta jarrusta, jota voidaan valvoa esillä olevien suoritusmuotojen mukaisesti; kuviot 2a ja 2b esittävät erään suoritusmuodon mukaista jarrua sen 10 eri tiloissa; kuviot 3a ja 3b esittävät laitteita jarrun kunnon valvomiseksi eräiden suoritusmuotojen mukaisesti; kuvio 4a esittää nostolaitetta, jossa on sähkömagneettinen jarru jota valvotaan erään suoritusmuodon mukaisesti; 15 kuvio 4b esittää nostolaitetta, jossa on sähkömagneettinen jarru, jo ta valvotaan erään suoritusmuodon mukaisesti;

Kuvio 5 esittää toiminnallista lohkokaaviota jarrun valvomiseksi; kuvio 6 esittää menetelmää jarrun kunnon valvomiseksi erään suoritusmuodon mukaisesti; 20 kuvio 7a havainnollistaa erilaisia sähkömagneettisen jarrun magne- tointivälineiltä mitattuja sähkövirtoja ajan funktiona ja mitattujen sähkövirtojen aikaderivaattoja, erään suoritusmuodon mukaisesti; kuvio 7b havainnollistaa sähkömagneettisen jarrun kuntoa sähkömagneettisen jarrun magnetointivälineiltä mitattavan sähkövirran ja jarrulle las-25 ketun virtasuhteen avulla;

CO

£ kuvio 7c esittää jarrun virtasuhteen muutosta jarrun ajan funktiona ^ mitattuna kahdelta eri jarrulta, erään suoritusmuodon mukaisesti;

C\J

v kuvio 8a esittää sähkömagneettisen jarrun magnetointivälineillä mi- T- tattua sähkövirtaa, kun magnetointivälineille syötetään virtaa virtapiiristä, jossa | 30 on virtatehostin; ja ^ kuvio 8b esittää sähkömagneettisen jarrun virransyöttöpiiriä varus- o tettuna virtatehostimella.

CO

C\1 ° Suoritusmuotojen yksityiskohtainen selostus

Seuraavassa kuvauksessa esitetään jarrun valvontaa. Jarrun kun-35 non valvonnalla voidaan saada tietoa jarrun kunnosta. Näin jarrun huoltotoimet 5 voidaan ajoittaa ennen kuin jarruun tulee toimintahäiriö ja se vikaantuu.

Keksintö soveltuu erityisesti käytettäväksi sähkömagneettisten levy-jarrujen kunnon valvonnassa. Keksinnön mukaisesti on mahdollista toteuttaa kiinteästi asennettava jarrun valvonta menetelmä ja laite, ja sen perusteella on 5 rakennettavissa myös siirrettävissä oleva valvontalaite esimerkiksi huoltomie-hen käyttöön. Keksintö kykenee osoittamaan jarrun kuluman ja/tai toimintahäiriön.

Kun jarrun kunnon huononeminen havaitaan, voidaan jarrun huollossa soveltaa ennustavaa kunnossapitoa. Ennustava kunnossapito on laitteen 10 todelliseen kuntoon perustuva kunnossapitomenetelmä. Laitteen tai sen komponentin kuntoa mitataan suureilla, jotka muuttuvat osien kuluessa. Mittaus-suureille määritetään rajat, joiden sisällä laite toimii halutulla tavalla ja tämän rajan ylittyessä suoritetaan osien huolto tai vaihto.

Seuraavassa selityksessä virtasuhteella tarkoitetaan sähkömag-15 neettisen jarrun magnetointivälineiltä eri ajan hetkillä mitattujen sähkövirtojen suhdetta. Sähkövirta voidaan mitata jarrun jarrutuspintojen liikkeen alkaessa suljetusta tilasta avattuun tilaan ja jarrun magnetointivälineiden maksimisähkö-virtaan avatussa tilassa. Virtasuhde saadaan liikkeen alkaessa mitatun sähkövirran suhteesta maksimisähkövirtaan.

20 Kuvio 1 esittää räjäytyskuvan eräästä nostolaitteen moottorin yhtey teen asennettavasta sähkömagneettisesta jarrusta, jota voidaan valvoa esillä olevien suoritusmuotojen mukaisesti. Kuviossa 1 on esitetty moottori 102, jota jarrutetaan siihen asennettavalla jarrurakenteella. Jarrurakenne käsittää jarru-levyn 106, kitkalevyn 104 ja jarrun rungon 108. Ankkurilevy 112 kiinnitetään 25 jarrun runkoon 108 esimerkiksi ruuveilla 114. Jarrurakenne käsittää lisäksi tuulettimen 116 ja tuuletinkotelon 118. Jarrurakenne voidaan asentaa moottoriin

CO

5 102, moottorin akselille 103. Jarrukotelo voi ulottua suojaamaan sekä tuuletin-

C\J

^ ta, että jarrurakennetta.

τ Tyypillisessä sähkömagneettisessa jarrussa kitkalevy toimii vasta- 00 30 kappaleena jarrua kiinni puristettaessa. Kitkalevyn liike jarrua käytettäessä on | vähäistä tai se ei liiku ollenkaan. Jarrulevy sisältää kitkapinnat ja on yhteydes- ^ sä moottorin akseliin. Näin jarrulevy pyörii moottorin mukana, kun jarru on ava- 00 § tussa tilassa ja estää akselin pyörimisen jarrun suljetussa tilassa. Edellä kuva- £ tussa tyypillisessä toiminnassa oletetaan jarrun olevan kunnossa ja toimivan 00 35 häiriöttä.

Jarrun ankkurilevy on kiinni jarrun rungossa. Suljetussa tilassa jou- 6 set painavat ankkurilevyä kohti jarrulevyä ja kitkalevyä. Jarru avautuu, kun kela vetää ankkurilevyä kohti jarrun runkoa, jolloin jarrulevy pääsee vapaasti pyörimään avatussa tilassa.

Kun jarru on asennettu moottorin akselille, jarrun jarrutuspinnoista 5 ainakin yksi jarrutuspinta, esimerkiksi jarrulevy, voi olla asennettu pyörimään moottorin akselin mukana. Jarrutettaessa kuvion 1 jarrulla, jarrutuspinnat puristuvat kiinni toisiinsa, jolloin jarrulevy 106 puristuu kitkalevyn 104 ja ankkurile-vyn 112 väliin. Puristusvoima voidaan saada esimerkiksi jousista, kuten kuvioissa 2a ja 2b jousista 214 ja 216 on esitetty.

10 Kuviot 2a ja 2b esittävät erään suoritusmuodon mukaista jarrua sen eri tiloissa. Jarrun tilat voidaan määrätä sen jarrutuspintojen tiloista. Kuviossa 2a on esitetty erään suoritusmuodon mukainen jarru, kun jarru on auki. Kuviossa 2b on esitetty erään suoritusmuodon mukainen jarru, kun jarru on kiinni.

Jarrun eri tiloja selostetaan nyt viitaten molempiin kuvioihin 2a ja 2b, 15 joissa jarru käsittää ensimmäisen 202, 204 ja toisen jarrutuspinnan 206, 204, ja magnetointivälineet 210, jotka ovat vasteena niihin syötettävään sähkövirtaan järjestetty luomaan magneettikentän liikuttamaan jarrutuspinnat suljetusta tilasta, jossa jarrutuspinnat ovat yhdistetty toisiinsa, avattuun tilaan, jossa jarrutuspinnat 202, 204, 206 ovat erotettu toisistaan. Kun jarrutuspinnat ovat mag-20 netointivälineiden luomassa magneettikentässä, niihin kohdistuu voima, joka vetää jarrutuspintoja erilleen. Tällöin jarrutuspinnat ovat auki, kuten kuviossa 2a. Kun jarrutuspinnat ovat suljetussa tilassa, kuten kuviossa 2b, magnetointi-välineiden luomaa magneettikenttä ei ole ja jarrutuspinnat ovat puristuneina toisiaan vasten.

25 Magnetointivälineet 210 voivat käsittää esimerkiksi käämin, mag neetin tai muun laitteen, joka luo magneettikentän, kun sinne johdetaan säh- co 5 kövirtaa, esimerkiksi tasavirtaa. Magnetointivälineet voidaan asentaa tukira- C\l ^ kenteeseen 208, joka voi käsittää esimerkiksi jarrun rungon 108 kuviossa 1.

T Jouset 214 ja 216 on kiinnitetty jarrutuspintaan 206, ja ne työntävät

CO

^ 30 jarrutuspinnan 206 kohti jarrutuspintoja 202 ja 204, jolloin ne puristuvat yhteen, | kun jarrun magnetointivälineisiin ei johdeta virtaa ja magnetointivälineiden ^ luomaa magneettikenttää ei ole.

CO

§ Kuviossa 2a, magnetointivälineisiin johdetaan sähkövirtaa ja ne luo- £ vat magneettikentän, joka aiheuttaa jarrutuspintoihin voiman, joka vastustaa ^ 35 jousien 214, 216 voimaa ja pitää näin jarrutuspinnat erillään toisistaan. Tällöin jarrutuspinta 206 on etäisyydellä r tukirakenteesta 208. Jouset 214 ja 216 voi- 7 daan sovittaa uppoamaan tukirakenteeseen 208, jolloin jarrutuspinta 206 pääsee liikkumaan kiinni tukirakenteeseen 208. Avatussa tilassa jarrutuspinta 206 on kiinni tukirakenteessa, esimerkiksi jarrun rungossa. Tällöin jarrutuspinnan 206 etäisyys r tukirakenteeseen saadaan mahdollisimman pieneksi, r = 0.

5 Kuviossa 2b, jarrun magnetointivälineisiin ei johdeta sähkövirtaa, jol loin magnetointivälineet eivät muodosta magneettikenttää, joka vetää jarrutus-pintoja erilleen toisistaan. Tällöin jarrutuspinnat 206, 204, 202 puristuvat yhteen jousien 214 ja 216 voimasta ja jarrutuspintojen ja jarrun rungon 208 väliin muodostuu ilmaväli b, ankkurilevystä jarrun runkoon. Tyypillinen ilmaväli b on 10 suuruusluokkaa 0,4 -1,2 mm. Tällöin jarru toimii halutulla tavalla, ts. jarrun jar-rutusteho ei ole heikentynyt. Kun ilmaväli b jarrussa kasvaa, jarrutuspinnat siirtyvät kauemmaksi magnetointivälineiltä, jolloin magnetointivälineiden luoman magneettikentän jarrutuspintoihin kohdistuva voima pienenee. Tästä seuraa, että magnetointivälineille tarvitsee syöttää entistä suurempi sähkövirta aikaan-15 saamaan jarrutuspintoihin voiman, joka saa ne liikkeeseen suljetusta tilasta avattuun tilaan. Pahimmillaan, ilmaväli b on niin suuri, että jarrutuspinnat 204, 206 eivät avaudu kokonaan tai ollenkaan, jolloin voi tapahtua jarrua vasten ajoa. Ilmavälin ollessa liian suuri, kelalla ei siis välttämättä saada vedettyä jarrua auki.

20 Jos ilmaväli on jarrun tyypillistä ilmaväliä suurempi, jarrun jarrulevy on kulunut ja pitää vaihtaa, jotta jarru toimii halutulla tavalla. Jarrun voidaan tällöin määrittää olevan toimintahäiriössä. Mikäli ilmaväli on yli toivotun tason, on mahdollista että jarru on kontaktissa ei-toivotusti myös ajon aikana. Tämä voi johtaa energian hukkaan, jarrumateriaalin kulumiseen ja/tai lasittumiseen, sekä 25 jarrun pölyyntymiseen.

Jarruttaminen kuluttaa jarrulevyn kitkamateriaalia ja suurentaa näin 5 jarrun ilmaväliä. Jarrun ilmaväli tarkoittaa jarrun sisällä olevaa ilmarakoa, b, jar-

C\J

^ run ollessa kiinni. Jarrun magneetti vetää aukaisemisessa ankkurilevyn irti v ankkurilevystä mahdollistaen näin moottorin vapaan pyörimisen. Mikäli ilmaväli 30 on liian suuri, eivät magnetointivälineet jaksa vetää ankkurilevyä puoleensa, | jolloin jarru ei aukea. Tämä voi johtua myös ilmavälin virheellisestä säädöstä.

^ Ilmaväli voi olla myös liian pieni. Jos ilmaväli on liian pieni, ei jarru

CO

§ mahdu kunnolla aukeamaan, jolloin voi tapahtua ainakin osittaista jarrua vas- ™ ten ajoa. Liian pieni ilmaväli voi johtua myös virheellisestä ilmavälin säädöstä.

00 35 Eräässä suoritusmuodossa, jarrun magnetointivälineiltä mitatusta virtasuhteesta voidaan määrittää jarrun kitkamateriaalin kuluneisuus. Virtasuh- 8 teen mittausta kuvataan tarkemmin jäljempänä. Esimerkiksi kuvioissa 2a, jarru-tuspinnan 204 kuluminen voidaan havaita jarrun ilmavälin b kasvamisena. Kit-kamateriaalin paksuus voi määrittää jarrun kunnon. Äärimmäisessä tapauksessa, kitkamateriaali voi olla kulunut loppuun, jolloin jarru on vikaantunut ja 5 siinä on toimintahäiriö. Tällöin ilmaväli on suurimmillaan, esimerkiksi se ylittää jarrun tyypillisen ilmavälin suurimman arvon, 1,2mm. Toisessa ääripäässä, jarrun kunto on uusi tai uutta vastaava, kun kitkamateriaalin paksuus on maksimissaan. Tällöin ilmaväli on pienimmillään, esimerkiksi yllä mainitun tyypillisen ilmavälin alarajalla, 0,4mm.

10 Eräälle jarrulevylle materiaalin paksuus uutena voi olla 11,15 mm ja loppuun kuluneena se on 10,4 mm. Tämä materiaalin paksuus on jarrulevyn rautamateriaalin sekä sen molemminpuolisen kitkamateriaalin paksuuksien summa. Materiaalin paksuuksien mittasuhteet (kitka:rauta:kitka) kulumisen mukaisessa suunnassa ovat suurin piirtein 1:1:1.

15 Eräässä suoritusmuodossa, jarrutuspinta 202 voi olla kitkalevy 104, jarrutuspinta 204 voi olla jarrulevy 106 ja jarrutuspinta 206 voi olla ankkurilevy 112, kuten kuviossa 1. Jarrulevy on edullisesti materiaalia, jolla on korkea kitkakerroin, jolloin jarrun ollessa kiinni kuviossa 2b, jarrutus on tehokas. Jarru-tuspintojen suljetussa tilassa, kuviossa 2b, ankkurilevy painaa jarrulevyn kiinni 20 kitkalevyyn, jolloin kaikki jarrutuspinnat ovat yhdessä. Tällöin siis jarrulevy on puristuneena ankkurilevyn ja kitkalevyn välissä, näin yhdistäen ankkurilevyn ja kitkalevyn välisen voiman.

Kuvion 2b tilanteessa jarrun kunnon valvonta on mahdollista tunnetun tekniikan välinein mittaamalla rakotulkilla jarrun ilmaväli b. Ilmaväli b on täl-25 löin jarrutuspinnan 206 ja jarrun rungon 208 välinen suora etäisyys.

Kuviot 3a ja 3b esittävät kumpikin laitetta jarrun kunnon valvomisek-o si erään suoritusmuodon mukaisesti. Vaikka laitteet on kuvattu yhtenä yksik-

C\J

^ könä, eri moduuleita ja muistia voidaan toteuttaa yhtenä tai useampana loogi- T sena yksikkönä.

CO

^ 30 Kuvion 3a laite 300 käsittää prosessointiyksikön 302, muistia 310 ja | välineet 304 sähkövirran vastaanottamiseksi sähkömagneettisen jarrun mag- ^ netointivälineiltä. Kaikki yksiköt ovat sähköisesti yhteydessä toisiinsa. Muisti

CO

§ voi sisältää yhden tai useamman ohjelman, jotka ovat prosessointiyksikön suo- ^ ritettavissa. Prosessointiyksikkö voi toimia muistiin tallennettujen ohjelmakäs- ^ 35 kyjen ohjaamana ja vastaanottaa tietoa sähkömagneettisen jarrun magnetoin- tivälineillä kulkevasta sähkövirrasta ja näin määrittää jarrun kunnon. Proses- 9 sointiyksikkö, muisti ja välineet sähkövirran vastaanottamiseksi sähkömagneettisen jarrun magnetointivälineitä voivat muodostaa näin välineet sähkömagneettisen jarrun kunnon määrittämiseksi.

Välineet 304 sähkövirran vastaanottamiseksi sähkömagneettisen 5 jarrun magnetointivälineiltä siirtävät tiedon vastaanotetun virran suuruudesta sähköisenä signaalina prosessointiyksikölle 302. Prosessointiyksikkö voi määrittää vastaanotetun virran suuruuden sähköisenä suureena vastaanotetusta sähköisestä signaalista. Määritettävä sähköinen suure voi olla esimerkiksi jännite tai sähkövirta.

10 Eräässä suoritusmuodossa, välineet sähkövirran vastaanottamisek si sähkömagneettisen jarrun magnetointivälineiltä käsittävät galvaanisen kytkennän virtapiirin, joka syöttää sähköä jarrun magnetointivälineille, esimerkiksi kelalle. Eräässä toisessa suoritusmuodossa, välineet sähkövirran vastaanottamiseksi sähkömagneettisen jarrun magnetointivälineiltä käsittävät välineet 15 energian vastaanottamiseksi jarrun magnetointivälineiden muodostamasta magneettikentästä. Jarrun magneettikenttä voidaan vastaanottaa jarrun läheisyyteen tuotavalla laitteella, johon jarrun magneettikenttä indusoi virran. Edullisesti välineet sähkövirran vastaanottamiseksi sähkömagneettisen jarrun magnetointivälineiltä käsittävät ei-galvaanisen kytkennän virtapiiriin, joka syöttää 20 sähköä jarrun magnetointivälineille, esimerkiksi kelalle. Tällainen laite on esimerkiksi magneettikentän energian vastaanotin, joka on järjestetty jarrun magnetointivälineille virtaa syöttävän johtimen ympärille. Näin johtimessa kulkevaa virtaa voidaan mitata sen luoman magneettikentän perusteella.

Prosessoriyksikkö voi sisältää joukon rekistereitä, aritmeettisloogi-25 sen yksikön, ja ohjausyksikön. Ohjausyksikköä ohjaa ohjelmakäskyjen sek-venssi, jotka siirretään prosessointiyksikölle muistista. Ohjausyksikkö voi sisäl-o tää lukuisia mikrokäskyjä perustoimintoihin. Mikrokäskyjen toteutus voi vaihdel-

C\J

^ la, riippuen prosessointiyksikön toteutuksesta. Ohjelmakäskyt voi olla koodattu ^ ohjelmointikielellä, joka voi olla korkean tason ohjelmointikieli, kuten C, Java, 00 ^ 30 jne., tai matalan tason ohjelmointikieli, kuten konekieli tai assembler. Muisti voi | olla pysymätöntä muistia tai pysyvää muistia, esimerkiksi EEPROM, ROM,

Tt PROM, RAM, DRAM, SRAM, firmware, ohjelmoitava logiikka, jne.

CO

g Kuvion 3b laite 320 käsittää laitteen sähkömagneettisen jarrun val- £ vomiseksi 322, esimerkiksi kuvion 3a laitteen 300. Laitteeseen sähkömagneet- ™ 35 tisen jarrun valvomiseksi 322 on sähköisesti yhdistetty tiedonsiirtovälineet 324 tiedon lähettämiseksi ja/tai vastaanottamiseksi. Tiedonsiirtovälineet voivat kä- 10 sittää esimerkiksi modeemiyksikön, joka tarjoaa tiedonsiirtoa verkon ja laitteen 320 välillä. Verkko voi olla langaton verkko, jossa tietoa siirretään langattomas-ti verkon radiotaajuuskaistalla. Tällöin tiedonsiirtovälineet voivat käsittää tarvittavat välineet radiotaajuiseen tiedonsiirtoon, esimerkiksi antennin, tiedon 5 muuntamiseksi radiotaajuuskaistan ja kantataajuuden välillä.

Eräs suoritusmuoto tarjoaa tietokoneohjelman sisällytettynä jakelu-medialle, käsittäen ohjelmakäskyjä, jotka ladattaessa elektroniseen laitteeseen, aiheuttavat prosessointiyksikön suorittamaan esillä olevan keksinnön mukaisen suoritusmuodon.

10 Tietokoneohjelma voi olla lähdekoodimuodossa, objektikoodimuo- dossa, tai jossain välimuodossa, ja se voi olla tallennettuna jonkinlaiseen siirtovälineeseen, joka voi olla mikä tahansa entiteetti tai laite, joka pystyy tallentamaan ohjelman. Sellaiset siirtovälineet käsittävät esimerkiksi tallennusvälineen, tietokoneen muistin, lukumuistin, sähköisen kantoaallon, tietoliiken- 15 nesignaalin, ja ohjelmistolevityspakkauksen.

Laite 300 voidaan toteuttaa myös yhtenä tai useampana integroituna piirinä, kuten sovelluskohtaisena integroituna piirinä, ASIC-piirinä (Application Specific Integrated Circuit -piirinä). Muut toteutusratkaisut ovat myös mahdollisia, kuten piiri, joka on rakennettu erillisistä logiikkakomponenteista.

20 Näiden eri toteutusvaihtoehtojen hybridi on myös mahdollinen. Eräänä esimerkkinä logiikkakomponenteista rakennetuista piireistä on FPGA-piiri (Field Programmable Gate Array -piiri).

Alan ammattilaiselle on selvää, että kuviossa 3a ja 3b esitetyt laitteet voivat sisältä myös muista osia kuin edellä on selitetty, mutta jotka eivät 25 ole oleellisia itse keksinnön kannalta ja on siksi jätetty esityksen selkeyden vuoksi kuvaamatta.

CO

o Eräässä suoritusmuodossa, kuvioiden 3a ja 3b laitteet voivat sisäl-

C\J

^ tää näyttölaitteen, esimerkiksi LCD-näytön (Liquid Crystal Display -näyttö).

^ Näyttölaite voi olla kosketusnäyttö, jolloin käyttäjältä voidaan vastaanottaa ko- co 30 mentoja näytön kautta. Myös muita tiedonsyöttövälineitä voidaan käyttää näyt- | tölaitteen yhteydessä. Syötettävä tieto voi käsittä esimerkiksi virtasuhteen kyn- ^ nysarvon yhdelle tai useammalle jarrulle. Vastaanotettu tieto kynnysarvosta

CO

§ voidaan tallentaa muistiin ja käyttää jarrujen valvonnassa.

£ Näyttölaite voidaan yhdistää esimerkiksi sähköisellä kytkennällä ™ 35 prosessointiyksikköön, joka voi kytkennän kautta ohjata näyttöä näyttämään tietoa yhden tai useamman jarrun kunnosta. Tieto jarrun kunnosta voi käsittää 11 jarrun kuntotason ja/tai jarrulta mitatun virtasuhteen, jotka prosessointiyksikkö on laskenut esimerkiksi muistiin tallennettujen ohjeiden mukaan, jotka voivat käsittää esimerkiksi virtasuhteen kynnysarvon. Edelleen prosessointiyksikkö voi laskea jarrun virtasuhteesta jarrun huoltoajankohdan, joka voi käsittää jar-5 run eliniän. Huoltoajankohdan laskennassa voidaan käyttää jarrun virtasuhteen historiatietoa ja estimaattia virtasuhteen tulevista arvoista. Elinikä voidaan määrittää esimerkiksi jarrutusten määränä, päivämääränä, päivien lukumääränä tai niiden yhdistelmänä. Jarrutusten määrää voidaan laskea kumulatiivisesti esimerkiksi edellisestä huollosta tai voidaan laskea jäljellä olevaa jarrutusten 10 määrää ennen kuin jarru tarvitsee huoltaa. Samalla tavoin kuin jarrutusten lukumäärä, päivien lukumäärää voidaan laskea kumulatiivisesti alkaen edellisestä huollosta tai jäljellä olevia päiviä ennen huoltoa. Päivämäärä voi käsittää huoltoajankohdan päivämäärän.

Kuvio 4a esittää nostokoneistoa 400, jossa on sähkömagneettinen 15 jarru 402 jota valvotaan erään suoritusmuodon mukaisesti. Kuvion 4a nosto-koneistossa kuormannostovälineet 410, esimerkiksi köysitela, on toiminnallisesti yhdistetty sähkömagneettisen jarruun 402 voimansiirtovälineillä 405, 408.

Nostokoneiston moottori 404 luo mekaanisen pyörimisliikkeen, joka siirretään köysitelalle 410 voimansiirtovälineiden kautta. Voimansiirtovälineet 20 405 voivat käsittää esimerkiksi moottorin akselin 405, jolla moottorilta siirretään voimaa sitoutuneena akselin pyörimisliikkeeseen. Kun moottorin akseli pyörii, akselin pyörimisliike siirtyy siihen kytkeytyneisiin laitteisiin, kuten köysitelaan 410. Kun moottori näin käyttää köysitelaa, köysitelaan kytketty kuorma liikkuu.

Eräässä suoritusmuodossa voimansiirtovälineet käsittävät moottorin 25 akselin 405 ja vaihteiston 408, jolla moottorilta saatava voima voidaan asettaa käyttämään kuormannostovälineitä 410 joko nostamaan tai laskemaan kuor- o rnaa. Lisäksi moottorilla voidaan säätää nopeutta, jolla kuormannostovälineet

CvJ

^ liikuttavat kuormaa.

^ Nostokoneisto 400 voi käsittää kytkimen 406, jolla moottori voidaan 30 kytkeä vaihteistoon 408. Kun moottori on kytketty vaihteistoon, moottorin voi- | ma voidaan siirtää köysitelalle 410 ja kuormaa voidaan liikuttaa.

^ Eräässä suoritusmuodossa, nostokoneisto käsittää jarrun 402, joka

CO

§ on kytketty moottoriin, jolloin jarru voi hidastaa ja/tai pysäyttää moottorilta tai T- kuormannostovälineiltä voimansiirtovälineille kytkeytyvän mekaanisen liikkeen.

00 35 Jarru voi olla kytketty esimerkiksi moottorin akseliin, kuten on esitetty kuviossa 1, jossa jarrulevy on asennettu moottorin akselille. Tällöin jarrutettaessa, jarru- 12 tuspinnat siirtyvät suljettuun tilaan, joka on esitetty kuviossa 2b, jolloin jarru vastustaa akselilta kytkeytyvää liikettä.

Eräässä esimerkissä, voimansiirtovälineiden liike voi olla peräisin moottorista, kun se on käynnissä ja tuottaa akselin mekaanisen pyörimisliik-5 keen. Liike voi olla peräisin myös nostokoneistosta, joka on kytkettynä akseliin esimerkiksi vaihteiston kautta, ja tuottaa siihen mekaanisen voiman, jonka suuruus määräytyy nostokoneistoon kytketyn kuorman massasta. Kun moottori on käynnissä ja se ajaa voimansiirtovälineitä jarrun ollessa kiinni, moottorin voidaan sanoa ajavan jarrua vasten.

10 Eräässä suoritusmuodossa nostokoneisto 400 käsittää valvontalait teen 412 jarrun kunnon valvomiseksi. Valvontalaite voi olla esimerkiksi kuvioissa 3a ja 3b esitetty valvontalaite.

Kuvio 4b esittää erästä esimerkkiä nostolaitteesta 450, jossa on sähkömagneettinen jarru jota valvotaan erään suoritusmuodon mukaisesti. Ku-15 vion 4b esimerkin nostolaite on siltanosturi, joka on esitetty sijoitettuna toimintaympäristöönsä, joka tässä esimerkissä on varastorakennus 470. Siltanosturi käsittää sillan 476, jonka päälle on asennettu vaunu 472. Vaunu käsittää nos-tokoneiston 400 kuorman nostamiseksi ja laskemiseksi. Nostokoneisto voi olla esimerkiksi kuvion 4a mukainen nostokoneisto, johon voi olla asennettu val-20 vontalaite 480, kuten kuvioissa 3a ja 3b esitetty valvontalaite. Vaunu on liikutettavissa varaston seinien välillä. Silta on liikutettavissa varaston syvyyssuunnassa. Näin siltanosturiin kytkettyä kuormaa 474 voidaan liikuttaa nostokoneis-tolla 400, vaunulla ja/tai sillalla niiden vastaavissa liikesuunnissa. Kuten edellä on kuvion 4a yhteydessä selitetty, nostokoneisto 400 käsittää jarrun. Nosto-25 koneiston jarrun lisäksi siltanosturi käsittää jarrun 477, jonka sulkeutuessa sil-lan liike pysähtyy. Siltanosturi edelleen käsittää jarrun 473, jonka sulkeutuessa 5 vaunun liike pysähtyy. Edellä mainitut jarrut voivat kaikki olla sähkömagneetti- C\l ^ siä jarruja, joita valvotaan valvontalaitteella 480. Nostokoneiston, sillan ja vau- v nun jarrut toimivat kukin jarruttamaan vastaavien osien liikettä.

30 Eräässä suoritusmuodossa useita sähkömagneettisia jarruja 402, | 477, 473 valvotaan saman virtasuhteen kynnysarvon perusteella. Virtasuhde ^ voidaan määrittää, kuten on esitetty kuviossa 5, lohkossa 508. Koska useiden

CO

§ jarrujen valvontaan voidaan käyttää samaa virtasuhteen kynnysarvoa, esimer- kiksi virtasuhteen kynnysarvoa, joka vastaa jarrun kuntotasoa, kuten on selitet-0X1 35 ty kuviossa 5 lohkossa 510, nostolaitteen jarrujen valvonta helpottuu. Jarrun kuntotaso määrittää kullekin jarrulle huoltotarpeen, jolloin nostolaitteen useiden 13 erilaisten jarrujen valvonta helpottuu.

Kuvio 5 esittää toiminnallista lohkokaaviota jarrun valvomiseksi. Jarru voi olla esimerkiksi kuvioissa 2a ja 2b esitetyissä suoritusmuodoissa kuvattu sähkömagneettinen jarru.

5 Jarrun valvonta voi käsittää esimerkiksi jarrun kunnon valvomisen jarrutuspintojen kulumisen perusteella. Jarrutuspintojen kulumisen seurauksena jarrutuspinnan 206 ja jarrun rungon 208 välinen ilmaväli b suurenee, jarrun ollessa suljetussa tilassa.

Eräässä suoritusmuodossa jarrun kunnon valvonta käsittää jarrulle 10 syötettävän sähkövirran riittävyyden valvomisen virtasuhteen perusteella. Vir-tasuhde voidaan määrittää jarrutuspintojen liikkeen alkaessa mitatun sähkövirran suhteena jarrun magnetointivälineiden maksimisähkövirtaan jarrun avatussa tilassa.

Eräässä suoritusmuodossa nostolaite, kuten kuviossa 4b esitetty 15 nostolaite, päivitetään kuvion 3a tai kuvion 3b mukaisella valvontalaitteella tai tietokoneohjelmistolla, joka toteuttaa valvontalaitteen toimintoja. Valvontalaite voidaan asentaa nostolaitteeseen, kuten on esitetty kuvioissa 4a. Jos nostolaitteessa on useampia jarruja, kutakin valvomaan voidaan asentaa oma valvon-talaitteensa. Tietokoneohjelmisto voidaan tallentaa nostolaitteen muistiin, jol-20 loin sitä voidaan suorittaa koko ajan tai ajastetusti valittuina ajankohtina. Näin vanhaa laitekantaa ja jo käytössä olevia nostolaitteita voidaan valvoa keksinnön mukaisella tavalla.

Kuviossa 5 esitetyt lohkokaaviot voidaan toteuttaa esimerkiksi kuvion 3a ja 3b laitteilla, joissa on välineet sähkövirran vastaanottamiseksi jarrun 25 magnetointivälineiltä, jolloin prosessointiyksikkö voi toteuttaa kuvion 5 lohko-kaavion toiminnat siihen kytkettyjen laitteiden antamien tietojen perusteella, o Lohkossa 502 määritetään jarrun magnetointivälineiden maksi-

CvJ

^ misähkövirta avatussa tilassa. Maksimisähkövirta voidaan määrittää magne- T tointivälineiden suurimpana sähkövirtana, kun jarru avataan kuvion 2b suljetus pa 30 ta tilasta kuvion 2a avattuun tilaan. Maksimisähkövirran määrittämiseksi valli vontalaite kytketään vastaanottamaan tietoa magnetointivälineiden virtapiirissä ^ kulkevasta virrasta. Kytkentä voidaan toteuttaa, joko galvaanisesti tai ei- co g galvaanisesti, kuten kuvion 3a yhteydessä on selitetty. Magnetointivälineiden ^ sähkövirran mittaus voidaan aloittaa samanaikaisesti, kun jarrulle annetaan oh- ^ 35 jauskomento sen avaamiseksi. Mittaus voi kestää esimerkiksi 1s ajan, jona ai kana tyypillinen jarru ehtii avautumaan. Mittausaikana havaittu suurin sähkövir- 14 ran arvo, esimerkiksi ampeereina (A), määrittää jarrun maksimivirran.

Lohkossa 504 määritetään jarrun magnetointivälineille syötetyn sähkövirran arvo, kun jarrutuspintojen liike alkaa suljetusta tilasta avattuun tilaan. Arvo voidaan esittää esimerkiksi ampeereina (A). Liikkeen aloitushetki 5 voidaan määrittää esimerkiksi anturein jarrun tärinästä.

Eräässä suoritusmuodossa jarrutuspintojen liikkeen alkaminen suljetusta tilasta avattuun tilaan määritetään jarrun magnetointivälineiltä mitatun sähkövirran aikaderivaatan perusteella. Aikaderivaatta määrittää sähkövirran muutoksen ajan suhteen. Jarrutuspintojen liikkeen seurauksena magnetointi-10 välineisiin indusoituu magnetointivälineisiin syötettävää virtaa nähden vastakkaissuuntainen sähkövirta. Tällöin magnetointivälineiltä mitattava sähkövirran kasvu hidastuu, pysähtyy tai sähkövirran arvot jopa laskevat.

Jarrutuspintojen liike pysähtyy, kun jarrun on auki, kuten kuvio 2a tilanteessa. Tämän jälkeen sähkövirran arvo nousee jatkuvasti maksimiarvoon-15 sa. Sähkövirran kasvun hidastuminen, pysähtyminen ja laskeminen voidaan määrittää sähkövirran aikaderivaatasta, aikaderivaatan paikallisen minimikoh-dan perusteella. Edullisesti jarrutuspintojen liikkeen alkaminen määritetään sähkövirran aikaderivaatan paikallisen minimikohdan perusteella. Sähkövirran aikaderivaatan mittaus on riippumaton erilaisten jarrujen ja/tai jarrun kulu-20 misasteesta. Näin erilaisten ja eri kulumisasteisten jarrujen kunnon valvonta on yksinkertaista.

Kun sähkövirta laskee jarrutuspintojen liikkeellelähdön seurauksena, kuten kuvion 7a käyrässä 702 ajan hetken t-12 jälkeen, muodostuu sähkövirran huippuarvo hetkelle t-12, joka edeltää sähkövirran arvon laskua ja sähkövirran 25 aikaderivaatan minimikohtaa hetkellä t-13.

Kun sähkövirran kasvu hidastuu tai pysähtyy jarrutuspintojen liik-5 keelle lähdön seurauksena, kuten käyrässä 706 ajan hetken t2i jälkeen ennen

C\J

^ aikaderivaatan 708 paikallista minimikohtaa hetkellä t22, muodostuu sähkövir- ^ ralle huippuarvo sähkövirran aikaderivaatan paikallisen minimin ajanhetkelle 30 Ϊ22- On huomioitava, että sähkövirran kasvun pysähtyessä ja/tai pysyessä liki- £ main samana, sähkövirran aikaderivaatan minimi on pysähtymistä vastaavalla ^ ajanjaksolla, jolloin sähkövirran huippuarvo voidaan määrittää aikaderivaatan

CO

§ tuolle ajanjaksolle osuvana huippuarvona.

£ Viitaten jälleen kuvioon 5, lohkoissa 508 ja 506 määritetään lohkos- 00 35 sa määritetyn 504 sähkövirran suhde lohkossa 502 määritettyyn maksimisäh- kövirtaan. Suhde voidaan määrittää 508 laskemalla lohkossa 506 lohkossa 15 502 määritetyn maksimisähkövirran käänteisluku ja kertomalla lohkossa 506 laskettua käänteislukua lohkossa 504 määritellyllä sähkövirralla.

Lohko 508 antaa tuloksena virtasuhteen, jonka perusteella määritetään 510 jarrulle syötettävän sähkövirran riittävyys.

5 Eräässä suoritusmuodossa lohkossa 510 määritetään jarrulle syöte- tävän sähkövirran riittävyys jarrun avaamiseksi.

Eräässä suoritusmuodossa lohkossa 510 määritetään jarrulle syöte-tävän sähkövirran riittävyys yhden tai useamman kynnysarvon th perusteella. Kynnysarvo voi määrittää jarrun kuntotason. Jarrulla voi olla useita kunto- 10 tasoja, jolloin kutakin kuntotasoa vastata oma kynnysarvonsa. Kuntotaso voi käsittää esimerkiksi seuraavat tasot: ’’kunnossa”, ’’huollettava”, ’’viallinen”. Virtasuhteen ylittäessä kynnysarvon, kynnysarvoa th vastaava kuntotaso määrittää jarrun kunnon.

Kuvio 7a havainnollistaa erilaisia sähkömagneettisen jarrun magne- 15 tointivälineiltä mitattuja sähkövirtoja ajan funktiona ja mitattujen sähkövirtojen aikaderivaattoja, erään suoritusmuodon mukaisesti. Sähkövirrat on voitu mitata esimerkiksi kuvioiden 3a tai 3b laitteilla. Kuviossa käyrät 702, 706 ja 709 esittävät eri jarrulta tai samasta jarrusta eri kuluneisuudella mitattuja sähkövirtoja ja käyrät 704, 708 ja 710 käyrien 702, 706 ja 709 vastaavia aikaderivaattoja.

20 Käyrissä 702, 706 ja 709 sähkövirtaa on mitattu, kun jarrutuspintoja liikutetaan kuvion 2b suljetusta tilasta kuvion 2a avattuun tilaan. Ajanhetkiä tn, t2i ja t3i edeltävänä aikana jarrujen magnetointivälineille ei syötetä virtaa jarrutuspinto-jen liikuttamiseksi. Sähkövirtaa syötetään magnetointivälineille alkaen ajan hetkistä tn, t2i ja t3-|.

25 Ajanhetkellä t-i2 sähkövirran käyrä 702 saavuttaa siihen asti kor keimman arvonsa ennen kuin sähkövirran arvo alkaa laskea. Sähkövirran kor- co 5 kein arvo hetkellä t-i2 saavutetaan ennen käyrän 702 aikaderivaatan paikallista

C\J

^ minimiarvoa ajan hetkellä t-i3.

v Käyrä 706 kasvaa jatkuvasti ajan hetkien t2i ja t22 välillä, jolloin käy- co 30 rää vastaava aikaderivaatta 708 on suurempi tai yhtä suuri kuin nolla. Tällöin | käyrän 706 suurin arvo ajan hetkestä t2i käyrän derivaatan paikallisen mini- miarvon ajan hetkeen t22 saadaan derivaatan paikallisen minimiarvon ajan het- § kellä t22.

™ Aikaderivaatan paikallinen minimi voidaan määrittää aikaderivaatan 00 35 peräkkäisten arvojen muutoksen perusteella. Peräkkäiset aikaderivaatan arvot voidaan muodostaa esimerkiksi näytteistämällä aikaderivaattaa, jolloin paikalli- 16 nen minimi voidaan määrittää ajan hetkelle, jolloin kolmesta ajan suhteen peräkkäin olevasta näytteestä keskimmäinen on pienempi kuin ensimmäinen ja viimeinen näyte. Kuvioissa 704 ja 708 aikaderivaatan paikallinen minimi ajoittuu hetkelle, joka sijaitsee aikaderivaatan käyrien huippujen pi, p2, p3, p4 välis-5 sä. Aikaderivaatan käyrän 704 paikallinen minimi sijaitsee ajan hetkellä t-i3, jona hetkenä aikaderivaatan arvo on pienempi kuin ajan hetkeä t-i3 edeltävä tai sen jälkeinen näyte, esimerkiksi paikallista minimiä edeltävä huippu pi ja paikallista minimiä seuraava huippu p2. Aikaderivaatan käyrän 708 paikallinen minimi sijaitsee ajan hetkellä t22, jona hetkenä aikaderivaatan arvo on pienempi 10 kuin ajan hetkeä t22 edeltävä tai sen jälkeinen näyte, esimerkiksi paikallista minimiä edeltävä huippu p3 ja paikallista minimiä seuraava huippu p4.

Vaikka edellä on kuvattu aikaderivaatan paikallisen minimin ajan hetken määrittäminen käyttämällä kolmea näytettä, voidaan aikaderivaatan määrittämiseksi käyttää myös useampia näytteitä, jolloin mittaussignaalin häi-15 riöistä johtuvia virhetulkintoja voidaan välttää ja näin parantaa määrityksen tarkkuutta. Esimerkiksi, paikallisen minimin ajan hetki voidaan määrittää hetkelle, jolloin näyte on pienempi kuin viisi edeltävää ja sitä seuraavaa näytettä.

Eräässä suoritusmuodossa käyrät 702 ja 706 esittävät sähkövirtoja, jotka on mitattu erilaisilta sähkömagneettisilta jarruilta. Sähkömagneettiset jar-20 rut voivat olla erilaisia niiden sähköisten ja/tai magneettisten ominaisuuksiensa suhteen. Sähköiset ominaisuudet voivat olla erilaisia jarrulle syötettävän sähkövirran jännitteen (voltit), virran (ampeerit) ja/tai impedanssin (ohmit) suhteen. Magneettiset ominaisuudet voivat erota jarrun osien materiaalien ja/tai osien koon suhteen. Erojen seurauksena erilaiset sähkömagneettiset jarrut vaativat 25 erisuuruiset virrat luomaan jarrutuspintoja liikuttavan magneettikentän.

Yleisesti, sähkömagneettisten jarrujen magnetointivälineiltä mitatut 5 sähkövirtojen käyrät voivat muuttua jarrujen jarrutuspintojen kulumisen seura-

C\J

^ uksena. Kun jarrutuspinnat kuluvat, sähkömagneettisen jarrun ilmaväli kasvaa, τ Tällöin myös jarrutuspintojen ja magnetointivälineiden etäisyys kasvaa ja tarvi- co 30 taan voimakkaampi magneettikenttä liikuttamaan jarrutuspinnat kuvion 2b sul-| jetusta asennosta kuvion 2a avattuun asentoon.

^ Kuviossa 7a jarrutuspintojen liikkeen alkuhetki määritetään ajan

CO

§ hetkien t-i2 ja t22 perusteella. Kun jarrutuspinnat alkavat liikkua suljetusta asen- ™ nosta avattuun asentoon, sähkömagneettisen jarrun magnetointivälineille in- 00 35 dusoituu vastakkaissuuntainen virta, jonka vaikutus mitattavaan sähkövirtaan on suurimmillaan kunkin sähkövirtakäyrän aikaderivaatan paikallisen minimin 17 ajanhetkellä t-i3 ja t22. Kun jarrutuspintojen liike loppuu, magnetointivälineille ei myöskään indusoidu vastakkaissuuntaista virtaa. Tästä seuraa, että magne-tointivälineiltä mitattava sähkövirta kasvaa, kuten nähdään käyristä 702 ja 706 sähkövirran nousuna aikaderivaatan paikallisen minimin ti3, t22 jälkeen.

5 Käyrä 709 kasvaa jatkuvasti ajan hetken t3i ja t33 välillä. Ajan hetkel lä t33 käyrä 709 saavuttaa maksimiarvonsa. Käyrän 709 aikaderivaatalla 710 ei ole paikallista minimiarvoa ajan hetkien t3i ja t33 välillä, toisin kuin käyrien 702 ja 706 aikaderivaatoilla ajan hetkillä ti3 ja t22. Koska käyrän 709 aikaderivaattaan ei muodostu paikallista minimiä, voidaan määrittää, että jarrutuspinnat ei-10 vät ole auenneet. Paikallisen minimin sijaan aikaderivaatassa on nähtävissä vain yksi huippu t32 ajanhetkien t3i ja t33 välillä. Tällöin jarrun aukeaminen ei ole aikaansaanut jarrutuspintojen liikkeen seurauksena magnetointivälineisiin indusoitunutta magnetointivälineisiin syötettävää virtaa nähden vastakkaissuuntaista sähkövirtaa, joka havaittaisiin sähkövirran nousun hidastumisena, pysäh-15 tymisenä tai jopa sähkövirran arvon laskemisena sähkövirran käyrämuodossa ajanhetkien t3i ja t32 välissä. Käyrän 709 ja sen aikaderivaatan perusteella voidaan määrittää, että jarrutuspinnat eivät ole liikkuneet juurikaan tai ollenkaan suljetusta tilasta. Toisin sanoen jarru on kiinni. Käyrää 709 vastaavan jarrun tapauksessa jarrun magnetointi välineille syötettävä sähkövirta ei siis ole riittä-20 vä avaamaan jarrua. Käyrä 709 ja sen aikaderivaatta ovat tyypillisiä jarrulle, joka on kulunut.

Käyrän 702 edustamalle jarrulle, voidaan jarrutuspintojen liike havaita sähkövirran laskemisena ajan hetkien ti2 ja ti3 välillä. Käyrän 706 edustamalle jarrulle, voidaan jarrutuspintojen liike alkuhetki havaita sähkövirran kas-25 vun hidastumisena ennen kuin sähkövirran aikaderivaatta saavuttaa paikalli-sen miniminsä hetkellä t22- Käyrä 706 kasvaa hetken t22 jälkeen jatkuvasti, 5 kunnes sähkövirta saavuttaa maksimiarvonsa. Käyrästä 702 liikkeen alkamis en Λ hetki voidaan määrittää hetkenä, joka edeltää sähkövirran aikaderivaatan pai- v kallista minimiarvoa ja jolloin sähkövirralla on suurin arvonsa. Tuolloin käyräs- 30 sä 702 on havaittavissa erillinen sähkövirran huippu, jota huippuarvon hetkeä | t-i2 molemmin puolin sähkövirran arvo on pienempi kuin huippuarvo.

^ Käyrässä 706 ei ole havaittavissa erillistä huippua, jota ennen ja jäl- co § keen sähkövirran arvo on pienempi kuin sähkövirran arvo huipussa. Tällöin jar- ™ rutuspintojen liikkeen alkamishetkeksi voidaan määrittää hetki t22, jona sähkö- 00 35 virran aikaderivaatalla on paikallinen minimiarvo.

Eräässä suoritusmuodossa käyrät 702 ja 706 voivat esittää samasta 18 jarrusta mitattuja sähkövirtoja ja mitattujen virtojen derivaattoja 704 ja 708. Käyrät 702 ja 704 esittävät tällöin jarrua, jossa jarrutuspinnat ovat kuluneemmat kuin samasta jarrusta ennen jarrutuspintojen kulumista mitattu käyrät 706 ja 708. Jarrun kulumisen seurauksena sähkövirran käyrässä 702 voidaan siis 5 havaita erillinen huippu hetkellä ti2.

Eräässä suoritusmuodossa käyrät 702 ja 706 voivat esittää eri jarrusta mitattuja sähkövirtoja ja mitattujen virtojen derivaattoja 704 ja 708. Jarrut voivat erota esimerkiksi sähköisiltä ominaisuuksiltaan, magneettisilta ominaisuuksiltaan ja/tai koon suhteen. Tällöin käyrät 702 ja 704 edustavat tyypillisesti 10 suuremmasta jarrusta mitattuja käyriä, kun taas käyrät 706 ja 708 edustavat pienemmästä jarrusta mitattuja käyriä.

Kuvio 7b havainnollistaa sähkömagneettisen jarrun kuntoa sähkömagneettisen jarrun magnetointivälineiltä mitattavan sähkövirran ja jarrulle lasketun virtasuhteen avulla. Virtasuhde muodostetaan jarrutuspintojen liikkeen 15 alkaessa mitatun sähkövirran suhteesta maksimisähkövirtaan jarrun avatussa tilassa.

Kuviossa esitetään jarrun magnetointivälineiltä mitatut sähkövirrat, joissa käyrä 714 esittää jarrua, joka ei ole merkittävästi kulunut, esimerkiksi uutta jarrua. Käyrä 712 esittää kulunutta jarrua. Käyrät 712 ja 714 ovat jatku-20 vasti kasvavia, jolloin peräkkäin mitatut sähkövirran arvot ovat toisiaan suurempia tai olennaisesti yhtä suuria. Tällöin käyrän 714 sähkövirran derivaatta on aina positiivinen, kuten kuviossa 7a sähkövirran käyrässä 706 ja sen derivaatassa 708. Käyrän 712 aikaderivaatta noudattaa kuvion 7a sähkövirran käyrän 709 aikaderivaattaa 710, joka on tyypillinen kuluneelle jarrulle, joka ei 25 avaudu.

Jarrun kuluminen nähdään jarrulta mitatuista sähkövirroista, kun jar-5 rua on kulutettu. Kuviossa 7b esitetään erilaisia sähkömagneettisen jarrun

(M

^ magnetointivälineiltä mitattuja sähkövirtoja ja virtasuhteita, jarrun eri kulu- v misasteissa, erään suoritusmuodon mukaisesti. 30% virkasuhdetta esittävä

CO

30 käyrä 714 vastaa jarrun pienintä kulumista ja 80% virkasuhdetta esittävä käyrä £ vastaa jarrun suurinta kulumista. 40%, 50% ja 60% virkasuhteiden käyrät vas- «t taavat jarrun kasvavaa kulumista vastaavassa järjestyksessä. 30%, 40%, 50%,

CO

§ 60% ja 80% virtasuhdekäyrät saavuttavat ensimmäisen huippuarvonsa jarruni tuspintoja avattaessa suljetusta asennosta. Kutakin-sähkövirtakäyrää vastaava ^ 35 huippuarvo l30, Uo, Iso, leo ja Iso on havainnollistettu kuviossa 7b pystyakselille.

Jarrun kasvava kuluminen nostaa siis tarvittavaa sähkövirtaa jarrutuspintojen 19 liikkeen alkamiseksi, jolloin huippuarvot I30, Uo, I50, leo ja Iso kasvavat jarrun kulumisen seurauksena. 40%, 50%, 60% ja 80% virtasuhteita vastaavat sähkö-virtakäyrät ja niiden derivaatat noudattavat kuvion 7a sähkövirtakäyrän 702 ja sen derivaatan 704 muotoa, jossa sähkövirran huippu ajan hetkellä U2 edeltää 5 derivaatan paikallista minimiä ajan hetkellä ti3. Kun jarrutuspinnat liikkuvat ajan hetken U2 jälkeen, sähkövirran arvo laskee liikkuvien jarrutuspintojen indusoiman vastakkaissuuntaisen virran vuoksi. Kun sähkövirran derivaatta saavuttaa miniminsä ajan hetkellä ti3, jarrutuspintojen liike on pysähtynyt. Tämän jälkeen sähkövirta kasvaa kohti sähkövirran maksimiarvoa.

10 Eräässä suoritusmuodossa jarrun liikkeen alkuhetki määritetään jar run sähkövirran maksimina jarrun virran aikaderivaatan paikallisen minimin ajanhetkellä tai paikallista minimiä edeltävänä aikana. Kuvion 5 lohkossa 504 voidaan käyttää tätä kyseistä sähkövirran arvoa. Paikallinen minimi seuraa jarrun liikkeen alkua suljetusta tilasta avattuun tilaan, kuten nähdään kuvion 7a 15 ajan hetkistä ti2 ja h3 ja Ϊ22-

Eräässä suoritusmuodossa sähkövirta jarrutuspintojen liikkeen alkaessa suljetusta tilasta avattuun tilaan määritetään jarrun magnetointivälineil-tä mitatun sähkövirran arvona hetkenä, jolloin sähkövirran aikaderivaatta on paikallisessa minimissään jarrutuspintojen liikkeen alkamisen jälkeen. Tällöin 20 myös pienten jarrujen, uusien jarrujen ja/tai kuluneiden jarrujen virtasuhde voidaan määrittää, vaikka mitattava sähkövirta ei laske liikkeen alkamisen seurauksena, kuten kuvion 7a käyrä 706 ja kuvion 7b käyrä 714 esittävät.

Sähkövirran aikaderivaatan paikallisen minimin avulla sähkövirran määritys jarrun jarrutuspintojen liikkeen alkaessa suljetusta tilasta avattuun ti- 25 laan helpottuu. Näin virtasuhde voidaan määrittää jarrutuspintojen liikkeen al- kuhetkelle, kun myös maksimivirta tiedetään. Näin virtasuhde saadaan myös 5 jarrulle, vaikka sen sähkövirta kasvaa jatkuvasti, eikä sähkövirrassa ole havait en ^ tavissa erillisiä huippukohtia maksimivirtaa ennen, kuten kuvion 7a käyrässä ^ 706.

CO

30 Käyrän 702 sähkövirran maksimiarvo seuraa aikaderivaatan mini- I miä hetkellä h3 ja saavutetaan ajan hetkellä tu. Ajan tu ja h3 välillä sähkövir- ^ ran käyrä on jatkuvasti kasvava.

CO

§ Vastaavasti käyrän 706 sähkövirran maksimiarvo seuraa aikaderi- ™ vaatan minimiä hetkellä t22 ja saavutetaan ajan hetkellä t23. Ajan t2i ja t23 välillä 00 35 sähkövirran käyrä on jatkuvasti kasvava.

Käyrän 709 sähkövirran maksimiarvo saavutetaan ajan hetkellä t33, 20 joka seuraa derivaatan huippua hetkellä t32.

Eräässä suoritusmuodossa jarrun magnetointivälineiden sähkövirta jarrutuspintojen liikkeen alkaessa määritetään magnetointivälineiden aikaderivaatan perusteella. Sähkövirran arvoksi jarrutuspintojen liikkeen alkamishetkel-5 lä voidaan määrittää sähkövirran arvo aikaderivaatan paikallista minimiä edeltävän ajan maksimisähkövirtana, kuten kuviossa 704 tai sähkövirran arvo aikaderivaatan paikallisen minimin hetkellä, kuten kuviossa 708.

Kuvio 6 esittää menetelmää jarrun kunnon valvomiseksi erään suoritusmuodon mukaisesti. Menetelmä voidaan suorittaa kuvioissa 3a ja 3b esite-10 tyllä jarrun kunnon valvontalaitteella. Valvottava jarru voi olla edellisissä suoritusmuodoissa esitetty sähkömagneettinen jarru.

Menetelmä alkaa askeleessa 602, jossa valvontalaite on yhdistetty jarruun vastaanottamaan jarrun magnetointivälineille syötettävää virtaa. Valvontalaite voidaan yhdistää sähkövirtaa syöttävään virtapiiriin, esimerkiksi vir-15 tapiirin johtimeen. Kytkentä voi olla galvaaninen tai ei-galvaaninen. Galvaaninen kytkentä voidaan toteuttaa esimerkiksi shunttivastuksella. Ei-galvaaninen kytkentä voidaan toteuttaa johtimen ympärille asennettavalla magneettikentän vastaanottimella.

Askeleessa 604 määritetään jarrun jarrutuspintojen liikkeen alkaes-20 sa suljetusta tilasta avattuun tilaan määritetyn sähkövirran suhde jarrun magnetointivälineiden maksimisähkövirtaan avatussa tilassa. Tämä voidaan tehdä, kuten on kuvattu kuviossa 5 lohkoissa 508 ja 506, esimerkiksi. Sähkövirran määrityksessä jarrun magnetointivälineille syötettävää sähkövirtaa voidaan mitata sopivan ajan, esimerkiksi 1 s, jona aikana jarru aukeaa. Mitatun sähkövir-25 ran arvot voidaan edelleen näytteistää ja käsitellä alan ammattilaisen tuntemilla tavoilla määrittää maksimivirta, virtasuhde ja sähkövirran aikaderivaatta.

CO J

5 Sähkövirran suhdetta voidaan verrata 606 kynnysarvoon th. Kyn-

C\J

^ nysarvo voi käsittää kynnysarvon virtasuhteelle, esimerkiksi 80%. Kynnysarvo ^ voi olla sama useille, esimerkiksi sähköisiltä ja/tai magneettisilta ominaisuuksil- 30 taan, erilaisille jarruille. Kynnysarvo ei ole siis riippuvainen, esimerkiksi jarrun | koosta, vaan esimerkiksi prosenttiluku jota samaa voidaan käyttää erikokoisis- ^ sa ja eri valmistajan jarruissa. Kynnysarvo voi olla asiakkaan, esimerkiksi, sa- co g tamanosturin käyttäjän asettama, jolloin kaikille satamanosturin jarruille käyte- £ tään samaa kynnysarvoa. Kun askeleessa 604 määritetty virtasuhde ylittää ^ 35 kynnysarvon th, menetelmä jatkuu askeleeseen 608. Jos kynnysarvo ei ylity 606, menetelmä voi jatkua askeleeseen 604, jossa jarrun virtasuhdetta voi 21 daan edelleen seurata.

Askeleessa 608 jarrun kunto määritetään. Jarrun kunto voidaan määrittää askeleessa 604 määritetyn virtasuhteen perusteella. Jarrun kunto voidaan määrittää, kuten on selitetty lohkossa 510 kuviossa 5. Kun jarrun kun-5 to on määritetty 610, menetelmä päättyy. Menetelmä voi jatkua esimerkiksi jarrun huoltosuunnitelman määrityksellä. Tämä voidaan tehdä jarrun kunnon perusteella. Huoltosuunnitelmaan voi kuulua esimerkiksi jarrun huoltoajankohdan määritys, huoltovälin määritys ja/tai eliniän laskenta.

On huomioitava, että vaikka menetelmää on edellä kuvattu yhden 10 jarrun osalta, menetelmällä voidaan toteuttaa myös useiden jarrujen valvonta, jotka jarrut voivat olla toistensa kanssa erilaisia. Tällöin menetelmää voidaan suorittaa kullekin jarrulle erikseen.

Eräässä suoritusmuodossa askeleessa 604 mitattu virtasuhde määrittää jarrun jarrutuspintojen ilmavälin. Tällöin virtasuhteen kynnysarvon th yli-15 tys 606 voi määrittää jarrun kuntotason ja sitä vastaavan ilmavälin.

Eri jarruilla voi olla erilaisia ilmavälejä, jotka määrittävät jarrun kunnon, esimerkiksi jarrun tarvitsevan huoltoa tai jarrun olevan vikaantunut, jolloin toisin sanoen todetaan toimintahäiriö. Eräässä suoritusmuodossa määritetään kynnysarvo vihasuhteelle, joka määrittää useiden jarrujen kuntotason ja kunto-20 tasoa vastaavan ilmavälin. Kuntotaso voi olla esimerkiksi ’’huollettava”, jolloin ilmaväli voi olla suurin sallittu kullekin jarrulle. Eri jarrujen virtasuhteen ja ilma-välin vastaavuutta on esitetty kuviossa 7c.

Kuviossa 7c esitetään jarrun virtasuhteen muutosta jarrun ajan funktiona mitattuna kahdelta eri jarrulta, erään suoritusmuodon mukaisesti. Kunkin 25 jarrun virtasuhde on esitetty omalla käyrällään 732 ja 734. Jarruille on määritet-ty virtasuhde, joka määrittää jarruille kynnysarvon. Kynnysarvo vastaa kullekin o jarrulle ilmaväliä, jolla jarru pitää huoltaa tai on vikaantunut.

CvJ

^ Jarrujen virtasuhdekäyrät 732 ja 734 käsittävät vihasuhteiden mitta- ^ usarvot ajan hetkeen 738, jonka jälkeen tulevaisuuden vihasuhteet kultakin jar- 30 rulta on estimoitu. Estimointi voidaan tehdä esimerkiksi määrittämällä mittaus-| tuloksia parhaiten vastaava matemaattinen funktio ja sovittamalla määritetty ^ funktio mittaustuloksiin. Estimoinnin avulla saadaan kullekin jarrulle määritettyä

CO

§ huoltoajankohdat 740, 742 hetkillä, joina estimoidut vihasuhdekäyrät leikkaa- £ vat vihasuhteen kynnysarvon.

00 35 Käyrä 732 saavuttaa vihasuhteen kynnysarvon 736 hetkellä 740 ja käyrä 734 saavuttaa vihasuhteen kynnysarvon 736 hetkellä 742. Ajan hetkellä 22 740 käyrää 732 vastaava jarru on saavuttanut ilmavälin, jolla kyseinen jarru tarvitsee huoltoa. Kummallekin jarrulle voidaan käyttää samaa virtasuhteen kynnysarvoa määrittämään jarrun jarrutuspintojen ilmaväliä.

Virtasuhteen kynnysarvo 736 voi määrittää kynnysarvon, joka osoit-5 taa jarrun tarvitsevan huoltoa tai että jarru on vikaantunut.

On huomioitavaa, että jarrujen huoltoajankohdan estimointi ei ole välttämätöntä. On myös mahdollista edellä kuvatuissa suoritusmuodoissa kuvatulla tavalla määrittää jarrun virtasuhdetta ja määrittää jarrun kunto, kun jarrulta mitattu virtasuhde saavuttaa sille asetetun kynnysarvon 736.

10 Eräässä suoritusmuodossa, lasketaan jarrun elinikä yhden tai use amman virtasuhteen perusteella. Vihasuhteiden mittausarvojen perusteella voidaan estimoida 732, 734 virtasuhteen tulevia arvoja, jolloin jarrun eliniäksi saadaan ajan hetki, jolloin virtasuhteen estimaatti 732, 734 saavuttaa vihasuhteelle asetetun kynnysarvon. Esimerkiksi 100% kynnysarvolla, saadaan jarrun 15 koko jäljellä oleva elinikä, jonka jälkeen jarru on toimintakyvytön. Tällöin jarrun kuntotaso on ’’viallinen”. Elinikä voidaan laskea myös seuraavaan huoltoon ja/tai seuraavaan kuntotasoon, esimerkiksi jarrun elinikänä kuntotasosta ’’kunnossa” kuntotasoon ’’huollettava”.

Elinikä voidaan määrittää jarrutusten lukumääränä tai päivien luku-20 määränä, kunnes saavutetaan virtasuhteen kynnysarvo. Edelleen, elinikä voidaan määrittää myös tietylle päivämäärälle laskemalla päivämäärä esimerkiksi eliniästä päivien lukumääränä ja senhetkisestä päivämäärästä. Jarrun elinikä voidaan määrittää myös yhdistelmänä päivien lukumäärästä, jarrutusten lukumäärästä ja päivämäärästä, jolloin jarrulle voidaan todeta huoltotarve ja määrit-25 tää huollon ajankohta, kun virtasuhteen estimaatti ylittää kynnysarvon minkä tahansa päivien lukumäärän, jarrutusten lukumäärän ja päivämäärän suhteen.

o Jarrujen virtasuhdekäyrät 732 voivat olla mitattu erilaisista jarruista

C\J

^ tai kyseessä voivat olla samanlaiset jarrut, joista käyrää 734 vastaava jarru ku- ^ luu hitaammin. Hitaampi kuluminen voi johtua esimerkiksi vähäisemmästä käy- 30 töstä.

£ Kuvio 8a esittää sähkömagneettisen jarrun magnetointivälineillä mi- tattua sähkövirtaa 852, kun magnetointivälineille syötetään virtaa virtapiiristä,

CO

§ jossa on virtatehostin. Virtatehostinta voidaan käyttää syöttämään jarrun mag-

CVJ

£ netointivälineille sähkövirtaa tehostetusti. Virtatehostinta käytetään tavallisesti 00 35 tehostettuun virransyöttöön heti, kun jarru halutaan avata, esimerkiksi liikutta malla jarrutuspintoja kuvion 2b tilanteesta kuvion 2a tilanteeseen tai lähemmäs 23 kuviossa 2a esitettyä tilannetta, jolloin jarrutuspinnat ovat irti toisistaan. Kun jarruun on muodostunut ilmaväli, jarrutuspinta 206 kuviossa 2a on kuviossa 2b esitettyä tilannetta lähempänä magnetointivälineitä 210 ja jarrulle syötettävää sähkövirtaa voidaan pienentää kytkemällä virtatehostin pois. Tämä voidaan 5 tehdä viimeistään, kun jarru on täysin auki. Tällöin magnetointivälineille syötettävä pienennetty sähkövirta riittää pitämään jarrun avattuna.

Kuvion 8a käyrä 852 esittää suodatettua sähkövirran käyrää. Tyypillisesti sähkövirran käyrämuoto sisältää verkkovirran taajuudesta riippuvaista värähtelevää aaltomuotoa. Tyypillisesti virtatehostimen käytön aikana tämän 10 värähtelyn taajuus on kaksi kertaa verkkovirran taajuus ja virtatehostimen pois kytkennän jälkeen verkkovirran taajuudella. Jarruissa, joissa ei käytetä virran tehostinta, tämä aaltomuoto värähtelee tyypillisesti kokoajan verkkovirran taajuudella. Käytettävien algoritmien kannalta tämä värähtely halutaan suodattaa pois virtakäyrän kuvaajasta, jolloin tyypillisesti käytetään alipäästösuodatusta 15 tämän toteuttamiseen. Suodatusta on käytetty kuvion 8a käyrässä 852 sekä kuvioiden 7a ja 7b käyrämuodoissa.

Sähkövirran käyrä 852 vastaa kuvion 7a käyrää 702, sillä erolla, että jarrun magnetointivälineillä mitattu maksimivirta, esimerkiksi kuviossa 7a ajan hetkellä tu mitattu sähkövirta, laskee ajan hetken 856 jälkeen alemmalle tasol-20 le 854. Sähkövirran lasku seuraa virtatehostimen poiskytkemisestä. Mikäli virran syötössä on häiriö, se voidaan mahdollisesti todeta siten, että sähkövirta ei saavuta maksimitasoaan, kuten virran maksimitasoa, joka edeltää virran laskua 852 kuviossa 8a. Tämä voi olla seurausta esimerkiksi virransyötön vajaatoiminnasta, jossa virransyöttö antaa puoliaaltotasasuunnattua virtaa kokoaal-25 totasasuunnatun virran sijasta.

Mikäli häiriö syntyy, se vaikuttaa hyppäyksenomaisesti virtasuhteen 5 muutokseen, esim. 30% voi muuttua esim. 45%:iin, koska virtasuhteen lasken ee ^ nassa nimittäjä, eli maksimivirta, pienentyy äkillisesti. Toimintahäiriö on todet- T tavissa useammalla perättäisellä jarrutuksella, jolloin hyppäysenomainen muu- co 30 tos on todettavissa jarrutusten perusteella, kun jarrutuksien virtasuhteita verra-| taan. Toimintahäiriö on todettavissa myös yhdestä ainoasta jarrutuksen virta- käyrästä, jos muuten saadaan luotettava signaali tai tieto siitä, että käytetään

CO

§ tai on tarkoitus käyttää virtatehostinta. Tällöin toimintahäiriö voidaan todeta vir- ™ tatehostimen käytöstä seuraavan virranaleneman puuttumisen perusteella.

00 35 Tässä oletetaan että maksimivirran mittaushetki on se hetki, jolloin virran alenema 854 on myös nähtävissä.

24

Kuvio 8b esittää sähkömagneettisen jarrun 882 virransyöttöpiiriä varustettuna virtatehostimella 874. Virransyöttöpiiri on järjestetty syöttämään jarrulle 882 sähkövirtaa eri tehoilla. Matalalla teholla jännitelähteestä 870 saatava sähkövirta syötetään jarrulle 882 ilman tehostusta. Kun tehostusta ei ole kyt-5 ketty, jännitelähdettä ei ole kytketty virtatehostimelle ja kytkin 873 on auki.

Jännitelähteestä saatava jännite on tyypillisesti vaihtojännitettä, kuten on havainnollistettu kohteessa 876. Matalan tehon saamiseksi jännitelähteestä saatava vaihtojännite tasasuunnataan tasasuuntaajassa 872. Tasasuuntaaja 872 voi olla esimerkiksi puoliaaltotasasuuntaaja. Tasasuunnattu 10 jännite syötetään edelleen jarrulle käyttämään jarrun magnetointivälineitä, jolloin jarru voidaan avata esimerkiksi jarrutuspintojen liikkeen myötä, kuten on esitetty kuvion 2b tilasta kuvion 2a tilaan. Kun kytkin 873 on auki, jarruun 882 summautuu summaimen 878 kautta vain tasasuuntaajalta 872 saatava jännite.

Kun kytkin 873 on kiinni, virtatehostimena toimiva tasasuuntaaja 15 874 saa jännitettä jännitelähteeltä. Tällöin tasasuuntaaja 874 muuntaa saa mansa jännitteen tasasuunnatuksi jännitteeksi. Tällöin jarruun 882 summautuu summaimen 878 kautta molemmilta tasasuuntaajilta 872 ja 874 saatava jännite. Tällöin jarrun virransyöttö on tehostettua. Kytkimen 873 ollessa kiinni tasasuuntaajat voivat toimia yhdessä muodostaen kokoaaltotasasuuntaajan jän-20 nitelähteeltä saatavalle jännitteelle.

Tasasuuntaajat 874 ja 872 voidaan toteuttaa esimerkiksi puoliaalto-tasasuuntaajina. Kun molemmat tasasuuntaajat syöttävät sähkövirtaa jarrulle 882, summaimesta 878 saadaan kohteen 880 mukainen ulostulojännite. Jarrun magnetointivälineille muodostuva maksimivirta saavutetaan, kuten on seli-25 tetty esimerkiksi kuvioissa 8a ja kuvion 7a käyrissä 702 ja 706. Kun tasasuun-taaja irrotetaan jännitelähteestä 870 kytkimellä 873, jarrun magnetointivälineille o muodostuva sähkövirta putoaa 852 alemmalle tasolle 854.

CvJ

cii Tavallisesti virtatehostinta käytetään jarrua avattaessa tehostamaan τ jarrun liikettä suljetusta tilasta avattuun tilaan. Kun jarrun jarrutuspinnat ovat

CO

30 liikkuneet avattuun asentoon tai lähes avattuun asentoon, jarrutuspinta on lä- | hellä jarrun magnetointivälineitä, kuten kuviossa 2a jarrutuspinta 206 on lähellä ^ magnetointivälineitä 210. Koska jarrutuspinta on lähempänä magnetointiväli- 00 § neitä jarrutuspintojen avatussa asennossa kuin suljetussa asennossa, jarruni tuspinnat voidaan pitää avatussa asennossa pienemmällä sähkövirralla kuin ^ 35 tarvitaan niiden liikuttamiseksi suljetusta asennosta avattuun asentoon, ja virta- tehostin voidaan kytkeä pois.

25

On huomioitava, että kuvion 8b mukainen virransyöttöpiiri voidaan toteuttaa myös ilman jännitelähdettä, jolloin jännitelähteen sijasta virransyöttö-piiri käsittää kytkennän virtalähteeseen.

Kuviossa 5 ja 6 kuvattujen askeleiden ja toimintojen aikajärjestys ei 5 ole absoluuttinen, ja joitakin askeleita ja/tai toimintoja voidaan suorittaa samanaikaisesti tai eri järjestyksessä kuin on kuvattu. Muita toimintoja voidaan myös suorittaa kuvattujen askeleiden ja /tai toimintojen välissä, tai sisällytettyinä kuvattuihin askeleisiin ja/tai toimintoihin. Joitakin askeleita ja/tai toimintoja voidaan myös jättää pois tai korvata vastaavalla askeleella ja/tai toiminnolla. 10 Valvontalaitteen toiminnallisuus voidaan toteuttaa yhdessä tai useammassa fyysisessä tai loogisessa yksikössä.

Esillä oleva keksintö on sovellettavissa mihin tahansa valvontalaitteeseen, kuormankäsittelylaitteeseen, nostolaitteeseen, nosturiin, siltanosturiin, satamanosturiin, konttilukkiin, tai mihin tahansa eri laitteiden yhdistelmään, 15 jossa on sähkömagneettinen levyjarru, jossa jarrutuspinnat voivat olla avatussa ja suljetussa tilassa.

Eräässä suoritusmuodossa yllä esitetyn suoritusmuodon mukaista valvontalaitetta sovelletaan nostolaitteeseen, joka on yhdistetty huoltokeskukseen. Tällöin valvontalaite voi määrittää jarrun kunnon ja toimittaa tiedon jarrun 20 kunnosta huoltokeskukselle. Yhteys huoltokeskukseen voidaan toteuttaa esimerkiksi kuvion 3b mukaisen laitteen tiedonsiirtovälineillä 324. On huomioitava, että huoltokeskukseen toimitettava tieto voi käsittää jarrun kuntotason, joka on määritetty valvontalaitteessa tai nostolaitteessa valvontalaitteelta saadun virtasuhteen perusteella. On myös mahdollista, että huoltokeskukselle toimitet-25 tava tieto käsittää nostolaitteen jarrulta määritetyn virtasuhteen, jolloin jarrun kuntotason määritys voidaan tehdä. Näin kuntotason määritystä ei tarvitse teh-o dä valvontalaitteessa, jolloin valvontalaitteen toteutus on yksinkertaisempaa.

C\J

^ Edelleen, kun kuntotason määritetään huoltokeskuksessa, joka vastaanottaa ^ tietoa useilta nostolaitteilta, virtasuhde arvoja eri nostolaitteilta ja jarruilta voi- ^ 30 daan verrata ja kuntotason voidaan määrittää tarkemmin.

£ Laitteet, kuten valvontalaitteet, kuormankäsittelylaitteet, nostolait-

Tt teet, nosturit, siltanosturit, satamanosturit, konttilukit, jotka toteuttavat edellä

CO

g kuvattujen suoritusmuotojen mukaisen laitteen toiminnallisuuden, käsittävät

C\J

£ paitsi tunnetun tekniikan välineet, mutta myös välineet määrittämään jarrun ^ 35 magnetointivälineiden maksimisähkövirta avatussa tilassa ja määrittämään jar run kunto virtasuhteena jarrutuspintojen liikkeen alkaessa mitatusta sähkövir- 26 rasta mainittuun maksimisähkövirtaan. Tarkemmin sanottuna ne voivat käsittää välineet toteuttamaan edellä kuvatussa suoritusmuodossa kuvatun laitteen toiminnallisuuden ja ne voivat käsittää erilliset välineet jokaiselle erilliselle toiminnalle, tai välineet voi olla järjestetty suorittamaan kahta tai useampaa toi-5 mintoa. Tunnetut laitteet käsittävät prosessoreita ja muistia, joita voidaan hyödyntää edellä kuvatuissa suoritusmuodoissa kuvattuja yhtä tai useampaa toiminnallisuutta. Esimerkiksi valvontalaite voi käsittää sovellusohjelman, tai moduulin, tai aritmeettiseen toimintoon kykenevän yksikön, tai ohjelmana (sisältäen lisätyn tai päivitetyn ohjelmistorutiinin), jonka voi suorittaa esimerkiksi pro-10 sessori. Ohjelmistot, joita voidaan myös kutsua ohjelmistotuotteiksi, käsittäen ohjelmarutiinit, appletit, ja makrot, voidaan tallentaa mihin tahansa laitteelle luettavaan tiedon tallennusvälineeseen ja ne sisältävät ohjelmakäskyjä suorittamaan erityisiä tehtäviä. Kaikki muutokset ja järjestelyt, joita tarvitaan esitetyn suoritusmuodon toiminnallisuuden toteuttamiseksi, voidaan suorittaa rutiinein, 15 jotka voidaan toteuttaa joko lisättyinä tai päivitettyinä ohjelmistorutiineina, sovelluskohtaisina piireinä (ASIC) ja/tai ohjelmoitavina piireinä. Lisäksi ohjelmis-torutiineja voidaan ladata kuvatun suoritusmuodon mukaiseen laitteeseen. Laite, kuten valvontalaite, voidaan toteuttaa tietokoneella, tai mikroprosessorina, kuten yksisiruisena tietokone-elementtinä, sisältäen ainakin muistia tarjoamaan 20 tallennusalueen käytettäväksi aritmeettisissa operaatioissa ja prosessorin aritmeettisten operaatioiden suorittamiseksi. Esimerkkinä prosessorista on keskusyksikkö (CPU). Muisti voi olla liitettynä laitteeseen irrotettavasti.

Eräässä suoritusmuodossa, jarrunvalvontalaite, joka toteuttaa yhtä tai useampaa edellä kuvattu suoritusmuotoa on yhteydessä etäyhteyden 25 päässä olevaan huoltokeskukseen. Näin jarrujen kunnosta saadaan lähetettyä huoltokeskukseen, jossa voidaan luoda jarrulle huoltosuunnitelma ja toteuttaa 5 sitä esimerkiksi määrittämällä huoltoajankohta. Edelleen jarrujen huoltosuunni- c\i ^ telma voidaan sovittaa jarrut sisältävän laitteen huoltosuunnitelmaan, esimer- v kiksi satamanosturin huoltosuunnitelmaan. Näin molempien huoltosuunnitel- co ^ 30 mat, esimerkiksi huoltovälit ja huoltojen ajankohdat voidaan ajoittaa niin, että | satamanosturi voidaan pitää tuotannossa, jolloin sen aika pois tuotannosta ^ voidaan pitää pienenä.

CO

§ Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että tekniikan kehittyessä keksin- ™ nön perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Keksintö ja sen suoritus- ^ 35 muodot eivät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin vaan ne voivat vaihdel la patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (27)

1. Menetelmä jarrun valvomiseksi, joka jarru käsittää: ensimmäisen ja toisen jarrutuspinnan ja magnetointivälineet, jotka vasteena niihin syötettävään sähkövirtaan 5 on järjestetty luomaan magneettikentän, joka on sovitettu liikuttamaan jarru-tuspinnat suljetusta tilasta, jossa jarrutuspinnat ovat yhdistetty toisiinsa, avattuun tilaan, jossa jarrutuspinnat ovat erotettu toisistaan, joka menetelmä käsittää: määritetään (504) jarrun sähkövirta jarrutuspintojen liikkeen alkaes-10 sa suljetusta tilasta avattuun tilaan, t u n n e 11 u siitä, että määritetään (502) jarrun magnetointivälineiden maksimisähkövirta avatussa tilassa; määritetään (508) jarrun kunto virtasuhteena jarrutuspintojen liikkeen alkaessa mitatusta sähkövirrasta mainittuun maksimisähkövirtaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa mainitun vir- tasuhteen laskentaa varten määritetään (502) jarrun sähkövirran maksimi jarrun virran aikaderivaatan paikallisen minimin ajanhetkellä tai paikallista minimiä edeltävänä aikana.

3. Minkä tahansa aiemman patenttivaatimuksen mukainen mene-20 telmä, jossa jarrulle syötettävän sähkövirran riittävyys määritetään (510) mainitun virtasuhteen perusteella.

4. Minkä tahansa aiemman patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa jarrutuspintojen välinen ilmaväli määritetään mainitun virtasuhteen perusteella. ” 25

5. Minkä tahansa aiemman patenttivaatimuksen mukainen mene- o ^ telmä, jossa virtasuhde määritetään (508) yhden tai useampia kertoja; ja Y määritetään (510) jarrun kunto yhden tai useamman määritetyn vir- ” tasuhteen perusteella.

6. Minkä tahansa aiemman patenttivaatimuksen mukainen mene- ^ 30 telmä, jossa useiden, esimerkiksi kahdesta peräkkäisestä jarrun avaamisesta CO § määritettyjen (510) virtasuhteiden muutoksen perusteella määritetään jarrun £ virransyötön häiriö. CVJ

7. Minkä tahansa aiemman patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa jarrun kunto määritetään (510), kun jarrun virtasuhde ylittää vir- tasuhteelle asetetun kynnysarvon.

8. Minkä tahansa aiemman patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jolloin jarrun kunto määritetään mainitun virtasuhteen ja useille, esimerkiksi sähköisiltä ja/tai magneettisilta ominaisuuksiltaan, erilaisille jarruille määri- 5 tetyn virtasuhteen kynnysarvon perusteella.

9. Minkä tahansa aiemman patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jolloin valvotaan useita jarruja käyttämällä samaa virtasuhteen kynnysarvoa.

10. Minkä tahansa aiemman patenttivaatimuksen mukainen mene- 10 telmä, jolloin lasketaan jarrun elinikä yhden tai useamman virtasuhteen perusteella, jolloin elinikä käsittää esimerkiksi jarrutusten määrän, päivämäärän, päivien lukumäärän tai niiden yhdistelmän.

11. Minkä tahansa aiemman patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jolloin jarrulle lasketaan elinikä yhden tai useamman virtasuhteen perus- 15 teella ja elinikä näytetään näytöllä.

12. Laite (300, 320) sähkömagneettisen jarrun valvomiseksi, joka jarru käsittää ensimmäisen ja toisen jarrutuspinnan ja magnetointivälineet, jotka vasteena niihin syötettävään sähkövirtaan on järjestetty luomaan magneettikentän, joka on sovitettu liikuttamaan jarrutuspinnat suljetusta tilasta, jossa 20 jarrutuspinnat ovat yhdistetty toisiinsa, avattuun tilaan, jossa jarrutuspinnat ovat erotettu toisistaan, jolloin laite (300, 320) on järjestetty: määrittämään jarrun sähkövirran jarrutuspintojen liikkeen alkaessa suljetusta tilasta avattuun tilaan, tunnettu siitä, että laite (300, 320) on järjestetty ” 25 määrittämään jarrun magnetointivälineiden maksimisähkövirran ava- o ^ tussa tilassa; Y määrittämään jarrun kunnon virtasuhteena jarrutuspintojen liikkeen ” alkaessa mitatusta sähkövirrasta mainittuun maksimisähkövirtaan.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laite (300, 320), jossa maini- ^ 30 tun virtasuhteen laskentaa varten määritetään jarrun sähkövirran maksimi jar- co § run sähkövirran aikaderivaatan paikallisen minimin ajanhetkellä tai paikallista ™ minimiä edeltävänä aikana, o CVJ

14. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 12 tai 11 mukainen laite (300, 320), joka on järjestetty määrittämään jarrulle syötettävän virran riittävyy- den mainitun virtasuhteen perusteella.

15. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 12-14 mukainen laite (300, 320), joka on järjestetty määrittämään jarrutuspintojen välisen ilmavälin mainitun virtasuhteen perusteella.

16. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 12-15 mukainen laite (300, 320), joka on järjestetty määrittämään virtasuhde, joka mitataan yhden tai useampia kertoja; ja määrittämään jarrun kunnon yhden tai useamman määritetyn virtasuhteen perusteella.

17. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 12-16 mukainen laite (300, 320), joka on järjestetty määrittämään jarrun virransyötön häiriö useiden, esimerkiksi kahdesta peräkkäisestä jarrun avaamisesta määritettyjen, virtasuhtei-den muutoksen perusteella.

18. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 12-17 mukainen laite (300, 15 320), joka on järjestetty määrittämään jarrun kunnon, kun jarrun virtasuhde ylit tää vihasuhteelle asetetun kynnysarvon.

19. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 12-18 mukainen laite (300, 320), joka on järjestetty määrittämään jarrun kunnon mainitun virtasuhteen ja useille, esimerkiksi sähköisiltä ja/tai magneettisilta ominaisuuksiltaan, erilaisille 20 jarruille määritetyn kynnysarvon perusteella.

20. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 12-19 mukainen laite (300, 320), joka on järjestetty valvomaan useita jarruja käyttämällä samaa virtasuhteen kynnysarvoa. co

21. Minkä tahansa aiemman patenttivaatimuksen 12-20 mukainen ^ 25 laite (300, 320), jolloin lasketaan jarrun elinikä yhden tai useamman virtasuh- c\j teen perusteella, jolloin elinikä käsittää esimerkiksi jarrutusten määrän, päivä- co määrän, päivien lukumäärän tai niiden yhdistelmän.

22. Minkä tahansa aiemman patenttivaatimuksen 12-21 mukainen CL laite (300, 320), jolloin jarrulle lasketaan elinikä yhden tai useamman virtasuh- vJ g 30 teen perusteella ja elinikä näytetään näytöllä. CD T-

23. Tietokoneohjelmatuote, tunnettu siitä, että tietokoneohjel- 00 matuote käsittää ohjelmakäskyjä, jotka saavat laitteen suorittamaan minkä ta hansa patenttivaatimuksen 1-11 mukaisen menetelmän, kun ne ladataan lait- teeseen (300, 320).

24. Laite (300, 320), tunnettu siitä, että laite käsittää välineet (310, 302, 304, 322, 324), suorittamaan minkä tahansa patenttivaatimuksen 1 -11 mukaisen menetelmän. 5

25. Järjestely (400), tunnettu siitä, että järjestely käsittää minkä tahansa patenttivaatimuksen 12-22 tai 24 mukaisen laitteen.

26. Patenttivaatimuksen 25 mukainen järjestely (400), joka käsittää yhden tai useamman sähkömagneettisen jarrun (402) tai nostolaitteen (410), tai niiden yhdistelmän (450).

27. Menetelmä nostolaitteen (450) päivittämiseksi, joka nostolaite käsittää sähkömagneettisen jarrun (402), joka jarru (402) käsittää ensimmäisen ja toisen jarrutuspinnan ja magnetointivälineet, jotka vasteena niihin syötettävään sähkövirtaan on järjestetty luomaan magneettikentän, joka on sovitettu liikuttamaan jarrutuspinnat suljetusta tilasta, jossa jarrutuspinnat on yhdis- 15 tetty toisiinsa, avattuun tilaan, jossa jarrutuspinnat on erotettu toisistaan, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää: asennetaan minkä tahansa patenttivaatimuksen 12-22 tai 24 mukainen laite (300, 320) tai patenttivaatimuksen 23 mukainen tietokoneohjelma-tuote sähkömagneettisen jarrun (402) yhteyteen. 20 CO δ c\j i CVJ l CO X cc CL 00 o CD CVJ δ CVJ