FI124894B - Koneistojarru, koneisto kuljetuslaitteiston liikuttamiseksi sekä hissijärjestelmä - Google Patents

Description

KONEISTOJARRU, KONEISTO KULJETUSLAITTEISTON LIIKUTTAMISEKSI SEKÄ HISSIJÄRJESTELMÄ

Keksintö liittyy ratkaisuihin jarrun äänen vaimentamiseksi.

Hisseissä on yleensä pitojarru, jota käytetään pitämään hissi-koria paikallaan, kun kori on pysähtyneenä kerrostasolle. Tätä samaa jarrua käytetään usein myös hissimääräysten vaatimana hätäjarruna, joka aktivoituu poikkeustilanteissa, kuten sähkö-katkoksen aikana. Jarruna voidaan käyttää esimerkiksi rumpu jarrua tai levyjarrua.

Esimerkiksi hissin nostokoneistossa käytetään koneistojarrua, johon kuuluu runko-osa sekä runko-osan suhteen liikkuva, jarrupalalla varustettu ankkuriosa. Lisäksi koneistojarruun kuuluu nostokoneiston roottoriin yhdistetty ja sen mukana pyörivä jarrurumpu tai -levy, jossa on jarrupinta. Hissin koneistojar-ru toimii yleensä siten, että jarrun ollessa aktivoituneena koneistojarruun kuuluva jousi painaa ankkuriosan jarrupalaa koneiston pyörivän osan jarrupintaa vasten, jolloin hissikori pysyy paikallaan. Ajon aikana koneistojarruun kuuluvaan sähkö-magneettiin on kytkettynä virta ja magneetti vetää jarrupalan irti jarrupinnasta, jolloin jarru on auki ja hissikori voi liikkua ylös tai alas hissikuilussa. Hissin jarrutoteutus voi olla esimerkiksi sellainen, että samaan nostokoneistoon kuuluu kaksi tai useampia koneistojarruja. Sähkömagneetin virran pienentyessä jousen kohdistama voima ylittää lopulta sähkömagneetin vetovoiman, ja jarru aktivoituu. Voimien epätasapainon vuoksi jarrupala iskeytyy kiinni koneiston pyörivän osan jarrupintaan. Jarrun avautuessa sähkö-magneetti taas kohdistaa ankkuriosaan jousivoimalle vastakkaissuuntaisen voiman, jonka vaikutuksesta runko-osan ja ankkuriosan välinen ilmaväli sulkeutuu, ja ankkuriosa iskeytyy kiinni runko-osaan. Tästä johtuen jarrun aktivoituminen tai avautuminen aiheuttaa yleensä kovan äänen. Ääniongelmaa on pyritty ratkaisemaan lisäämällä runko-osan ja ankkuriosan väliseen ilmaväliin elastisesta materiaalista, kuten kumista tehty vaimennin, joka puristuu kasaan jarrun avautuessa sekä laajenee jarrun aktivoituessa, vaimentaen samalla jarrun ääntä. Vaimennin pyritään tavallisesti mitoittamaan siten, että avautuneessa jarrussa runko-osan ja ankkuriosan väliin jää vaimentimen vuoksi pieni niin sanottu hystereesi-ilmaväli, jolloin runko-osan ja ankkuriosan välillä ei tapahdu suoraa mekaanista kosketusta jarrun avautuessa. Tällöin ongelmana on, että valmistustoleranssien sekä muun muassa jarrun sähkömagneetin virran vaihtelun vuoksi vaimentimen kokoonpuristuma ja täten hystereesi-ilmaväli voi vaihdella. Sähkömagneetin vetovoima taas pienenee voimakkaasti hystereesi-ilmavälin kasvaessa. Jos hystereesi-ilmaväli kasvaa vaimentimen toleranssivaih-teluiden vuoksi liian suureksi, ei jarru välttämättä pysy enää kunnolla auki ajon aikana. Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainittuja sekä jäljempänä keksinnön kuvauksessa esiin tulevia epäkohtia. Keksinnön mukaisen ratkaisun avulla koneistojarrun hystereesi-ilmaväli voidaan asettaa tunnettua tarkemmin. Tällöin myös jarrun toiminnan luotettavuus paranee.

Keksinnölle tunnusomaisten piirteiden suhteen viitataan patenttivaatimuksiin .

Keksinnöllisiä sovellusmuotoja on myös esillä tämän hakemuksen selitysosassa. Hakemuksessa oleva keksinnöllinen sisältö voidaan määritellä myös toisin kuin jäljempänä olevissa patenttivaatimuksissa tehdään. Keksinnöllinen sisältö voi muodostua myös useammasta erillisestä keksinnöstä, erityisesti jos keksintöä tarkastellaan ilmaisujen tai implisiittisten osatehtävien valossa tai saavutettujen hyötyjen tai hyötyryhmien kannalta. Tällöin jotkut jäljempänä olevien patenttivaatimuksien sisältämät määritteet voivat olla erillisten keksinnöllisten ajatusten kannalta tarpeettomia. Vastaavasti kunkin keksinnön sovellutusesimerkin yhteydessä esitettyjä eri yksityiskohtia voidaan käyttää myös toisissakin sovellutusesimerkeissä .

Keksintö koskee koneisto jarrua, koneistoa kuljetuslaitteiston liikuttamiseksi sekä hissi järjestelmää. Koneisto jarru käsittää runko-osan, runko-osaan liikkuvasti tukeutuvan ankkuriosan sekä vaimennus järjestelyn, sovitettuna runko-osan ja ankkuri-osan väliseen tilaan koneistojarrussa. Mainittu vaimennus järjestely on järjestetty kohdistamaan ankkuriosaan vaimennusvoi-man, joka vaimennusvoima on määrätysti epälineaarinen ankkuri-osan liikeradan suhteen. Tällöin jarrun vaimennus voidaan paremmin mitoittaa vastaamaan runko-osan ja ankkuriosan välistä vetovoimaa, joka on tavallisesti voimakkaan epälineaarinen runko-osan ja ankkuriosan välisen ilmavälin suhteen. Tästä syystä myös runko-osan ja ankkuriosan välisen ilmavälin pituus sekä esimerkiksi jarrun hystereesi-ilmaväli voidaan asettaa tunnettua tarkemmin.

Eräässä keksinnön sovellusmuodossa vaimennus järjestely käsittää ainakin kaksi vaimennuselementtiä. Tällöin on mahdollista, että vaimennuselementit on tehty elastisesta tai vastaavasta materiaalista, ja vaimennuselementtien jäykkyydet voivat myös poiketa toisistaan. On myös mahdollista, että vaimennuselementtien ankkuriosan liikeradalla sijaitsevat osat on tehty ankkuriosan liikkeen suuntaiselta mitaltaan oleellisesti toisistaan poikkeaviksi. Tällä tavoin voidaan saavuttaa esimerkiksi vaimennusvoima, jonka kasvunopeus ankkuriosan liikeradan suhteen suurenee oleellisesti ankkuriosan ja runko-osan välisen ilmavälin pienentyessä alle määrätyn raja-arvon. Koska myös koneistojarrun sähkömagneetin aikaansaama vetovoima tavallisesti kasvaa runko-osan ja ankkuriosan välisen ilmavälin funktiona sitä voimakkaammin, mitä pienemmäksi ilmaväli muuttuu, voidaan kuvatun kaltaisella vaimennus järjestelyllä saavuttaa tunnettua tarkempi vaimennus ankkuriosan liikkeen suhteen .

Eräässä keksinnön sovellusmuodossa vaimennus järjestely käsittää ainakin yhden vaimennuselementin, jonka leveys kasvaa kohti runko-osaa ankkuriosan liikkeelle oleellisesti kohtisuorassa suunnassa. Tällöin ankkuriosan ja runko-osan välisen ilma-välin pienentyessä elastisesta tai vastaavasta materiaalista tehty vaimennuselementti puristuu kasaan, ja vaimennuselemen-tin kontaktipinta ankkuriosan kanssa kasvaa. Kontaktipinnan kasvaessa myös vaimennuselementin ankkuriosaan kohdistama vai-mennusvoima kasvaa sitä nopeammin, mitä pienempi ankkuriosan ja runko-osan välinen ilmaväli on.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin eri sovellutusesimerkkien avulla viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää erästä keksinnön mukaista koneistojarrua kuvio 2 esittää tarkemmin erästä keksinnön mukaista vai mennus järjestelyä kuvio 3 esittää tarkemmin erästä toista keksinnön mu kaista vaimennus järjestelyä kuviot 4a-4c esittävät erään keksinnön mukaisen vaimennusjärjestelyn toimintaa

Kuviossa 1 esitetään periaatteellinen kuva eräästä keksinnön mukaisesta hissin nostokoneiston rumpujarrusta 1. Rumpujarru 1 käsittää runko-osan 2, joka on kiinnitetty nostokoneiston runkoon. Koneistojarru 1 käsittää myös runko-osaan 2 liikkuvasti tukeutuvan ankkuriosan 3, jossa on jarrukenkä 21. Runko-osan 2 ja ankkuriosan 3 väliseen tilaan 6 koneistojarrussa 1 on sovitettu vaimennus järjestely 4, 5 jarrun äänen vaimentamiseksi.

Vaimennus järjestely 4, 5 on järjestetty kytkeytymään mekaani sesti runko-osaan 2 ja ankkuriosaan 3 ainakin osassa ankkuri-osan liikkeen kokonaispituutta, ja kytkeytyessään kohdistamaan ankkuriosaan 3 vaimennusvoiman. Vaimennusvoima on ankkuriosan 3 runko-osaan 2 nähden tapahtuvan liikkeen suhteen siten määrätysti epälineaarinen, että vaimennusvoiman kasvunopeus ankkuriosan liikeradan 8 suhteen suurenee oleellisesti ankkuri-osan 3 ja runko-osan 2 välisen ilmavälin 8 pienentyessä alle määrätyn raja-arvon.

Koneistojarru 1 käsittää myös kaksi kierrejousta 11, jotka kohdistavat runko-osan 2 ja ankkuriosan 3 välille työntövoiman, joka pyrkii työntämään ankkuriosaa 3 kohti nostokoneiston pyörivässä roottorissa kiinni olevaa jarrurumpua 14. Ankkuri-osa 3 käsittää jarrupalan 13, jonka välityksellä jarrukenkä 21 kytkeytyy mekaanisesti jarrurumpuun 14 jarruttamaan hissikorin liikettä koneistojarrun 1 aktivoituessa. Koneistojarru avautuu, kun runko-osassa 2 sijaitsevaan sähkömagneettiin 12 syötettävä virta aikaansaa runko-osan 2 ja ankkuriosan 3 välille vetovoiman, joka on suurempi kuin kierrejousien 11 aikaansaama työntövoima. Tällöin ankkuriosa 3 alkaa liikkua kohti runko-osaa 2. Sähkömagneetin aikaansaama vetovoima kasvaa voimakkaasti runko-osan 2 ja ankkuriosan 3 välisen ilmavälin pienentyessä, mistä syystä vaimennus järjestelyn 4, 5 ankkuriosaan 3 kohdistama epälineaarinen vaimennusvoima vaimentaa tehokkaasti jarrun ääntä.

Kuviossa 2 esitetään tarkemmin erästä keksinnön mukaista vaimennus järjestelyä 4, 5. Vaimennus järjestely soveltuu käytettäväksi esimerkiksi kuvion 1 sovellusesimerkissä. Vaimennusjärjestely käsittää kaksi elastisesta materiaalista tehtyä vai-mennuselementtiä 4, 5, jotka on sovitettu keskenään oleellisesti rinnakkain ankkuriosan 3 liikkeen suunnassa. Ensimmäinen rengasmainen vaimennuselementti 4 on järjestetty jatkuvaan kontaktiin sekä ankkuriosan 3 että runko-osan 2 kanssa koko ankkuriosan 3 liikkeen pituudelta. Toisen, ensimmäistä jäykem-män vaimennuselementin 5 ankkuriosan liikeradalla sijaitseva osa on ankkuriosan liikkeen suuntaiselta mitaltaan 20 lyhyempi kuin ensimmäinen vaimennuselementti 4 . Tästä syystä jarrun avautuessa toinen vaimennuselementti 5 kytkeytyy kontaktiin ankkuriosan 3 kanssa vasta ankkuriosan 3 ja runko-osan 2 välisen ilmavälin pienentyessä alle määrätyn raja-arvon, joka raja-arvo tässä on sama kuin edellä mainittu toisen vaimennuselementin 5 ankkuriosan liikeradalla sijaitsevan osan ankkuriosan liikkeen suuntainen mitta 20. Toinen vaimennuselementti 5 on tehty materiaalista, jonka puristuskerroin on oleellisesti suurempi kuin ensimmäisen vaimennuselementin 4 materiaalin puristuskerroin. Koska toinen vaimennuselementti 5 on tällöin oleellisesti ensimmäistä vaimennuselementtiä 4 jäy-kempi, vaimennusvoiman kasvunopeus ankkuriosan 3 liikkeen suh teen suurenee oleellisesti ankkuriosan 3 ja runko-osan 2 välisen ilmavälin pienentyessä alle mainitun raja-arvon 20.

Kuviossa 3 esitetään erästä toista keksinnön mukaista vaimennus järjestelyä . Järjestely soveltuu käytettäväksi esimerkiksi kuvion 1 sovellusesimerkissä. Järjestely eroaa kuvion 2 sovellusesimerkistä siten, että sekä ensimmäinen 4 että toinen 5 vaimennuselementti ovat muodoltaan kiekkomaisia; vaimennusele-mentit 4, 5 on myös sovitettu keskenään oleellisesti peräkkäin ankkuriosan 3 liikkeen suunnassa. Vaimennuselementit 4, 5 voivat olla myös kiinnitetty toisiinsa esimerkiksi liimaamalla, jolloin vaimennus järjestelyn asentaminen paikalleen runko-osan 2 ja ankkuriosan 3 väliseen tilaan yksinkertaistuu.

Kuvioissa 4a - 4c esitetään esimerkinomaisesti erään kuvion 2 tai 3 sovellusesimerkkien mukaisen vaimennusjärjestelyn toimintaa. Kuviossa 4a kuvaaja 7 esittää vaimennusvoimaa ankkuri-osan liikkeen pituuden 15 suhteen siten, että ankkuriosan ja jarrun runko-osan välinen ilmaväli kasvaa kuvaajassa vasemmalta oikealle päin siirryttäessä. Samaan kuvioon 4a on myös piirretty jarrun sähkömagneetin aikaansaama vetovoima ilmavälin suhteen tietyllä vakiovirralla. Kuvioon on merkitty raja-arvo 20, jota pienemmillä ankkuriosan ja runko-osan välisillä ilmaväleillä vaimennusvoiman 7 kasvunopeus suurenee oleellisesti. Tällöin raja-arvoa 20 pienemmillä ilmaväleillä myös ankkuriosa asettuu tarkemmin määrättyyn hystereesi—ilmavälin mukaiseen etäisyyteen jarrun runko-osasta, sillä jyrkkä vai-mennusvoimakäyrä kompensoi paremmin sähkömagneetin voiman vaihteluita; myös vaimennusjärjestelyn toleranssivaihtelut ovat tällöin pienempiä. Jarrun ollessa auki sähkömagneetin voima voi myös pienentyä esimerkiksi siitä syystä, että virran kulkiessa magnetointikelassa käämilanka lämpenee, jolloin kää— milangan resistanssi kasvaa. Sähkömagneetin virran pienentyessä hystereesi-ilmavälin kasvu jää tällöin kuitenkin pieneksi, johtuen siitä, että myös vaimennusvoima pienenee voimakkaasti samaan aikaan.

Kuviossa 4b esitetään koneistojarrun ankkuriosaan jarrun aktivoituessa vaikuttavia voimia ajan funktiona, kun koneistojarru käsittää erään keksinnön mukaisen vaimennus järjestelyn. Kuviossa 4c esitetään vertailun vuoksi ankkuriosaan vaikuttavia voimia eräässä tunnetun tekniikan mukaisessa vaimennus järjestelyssä, jossa vaimennusvoima on oleellisesti lineaarinen ank-kuriosan liikeradan suhteen. Kuviossa 4b hetkellä 21 sähkön-syöttö jarrun magnetointikelaan katkeaa, jolloin jarrun virta ja täten jarrun vetovoima alkaa pienentyä jarrun magneettipiirin induktanssin määräämällä aikavakiolla. Hetkellä 22 jarrun sähkömagneetin vetovoima pienenee alle kierrejousien ja vaimennus järjestelyn yhdessä aikaansaaman työntövoiman 23, minkä jälkeen ankkuriosan ja jarrun runko-osan välinen ilmaväli alkaa kasvaa. Kierrejousien työntövoima voidaan olettaa ankkuri-osan liikkeen aikana oleellisesti vakioksi. Ankkuriosan lähdettyä liikkeelle vaimennus järjestelyn aikaansaama epälineaarinen vaimennusvoima pienenee aluksi voimakkaasti, ja mainittu kierrejousien ja vaimennus järjestelyn yhteinen työntövoima 23 pienenee vastaavalla tavalla. Kuvioon 4b on merkitty varjostamalla kierre jousien ja vaimennus järjestelyn yhteisen työntövoiman 23 ja sähkömagneetin pienenevän vetovoiman välinen voi-maero, joka varaa ankkuriosaan liike-energiaa. Kuvioon 4c on merkitty varjostamalla vastaava voimaero, kun vaimennus järjestelyn ankkuriosaan kohdistama voima on oleellisesti lineaarinen. Vertailemalla varjostettuja alueita kuvioiden 4b ja 4c välillä voidaan havaita, että ankkuriosaan jarrun aktivoituessa varautuva liike-energia on pienempi kuviossa 4b käytettäessä keksinnön mukaista vaimennusjärjestelyä. Tästä syystä keksinnön mukaista vaimennus järjestelyä käytettäessä myös iskey-tymisenergia ja täten jarrun ääni on pienempi jarrupalan iskeytyessä kiinni jarrutettavaan kohteeseen.

Keksinnön mukainen koneistojarrun vaimennus järjestely 4, 5 soveltuu käytettäväksi esimerkiksi erilaisten kuljetuslait-teistojen moottorikäyttöjen yhteydessä. Tällaisia kuljetus-laitteistoja ovat esimerkiksi henkilöhissit, tavarahissit, nosturit, telahissit, liukukäytävät sekä liukuportaat. Tällöin hissijärjestelmä voi olla myös konehuoneeton, jolloin hissin nostokoneisto sijaitsee hissikuilussa. Konehuoneettomassa hississä vaimennus järjestelyn 4, 5 aikaansaaman jarrun äänen-vaimennuksen merkitys luonnollisesti korostuu.

Alan ammattimiehelle on selvää, ettei keksintö rajoitu yksinomaan edellä esitettyyn esimerkkiin, vaan voi vaihdella jäljempänä esitettävien patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (11)

1. Koneistojarru (1), joka käsittää: runko-osan (2); runko-osaan liikkuvasti tukeutuvan ankkuriosan (3); jousen (11) jarrun aktivoimiseksi; sähkömagneetin (12) jarrun aukaisemiseksi; vaimennus järjestelyn (4, 5), sovitettuna runko-osan (2) ja ankkuriosan (3) väliseen tilaan (6) koneisto jarrussa (1) ; joka vaimennus järjestely (4, 5) on järjestetty kohdistamaan ankkuriosaan (3) vaimennusvoima (V), joka vaimennusvoima (7) on määrätysti epälineaarinen ankkuriosan (3) liikeradan (8) suhteen; tunnettu siitä, että vaimennus järjestely käsittää ainakin kaksi vaimennuselementtiä (4, 5), joiden vaimennuselementtien jäykkyydet poikkeavat toisistaan; ja että mainitut vaimennuselementit (4, 5) on tehty elastisesta materiaalista ja että mainitun vaimennusvoiman (7) kasvunopeus ankkuriosan (3) liikeradan (8) suhteen on järjestetty suurenemaan oleellisesti ankkuriosan (3) ja runko-osan (2) välisen ilmavälin (8) pienentyessä alle määrätyn raja-arvon (20).

2. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen koneisto-jarru, tunnettu siitä, että vaimennus järjestely käsittää ainakin kaksi vaimennuselementtiä (4, 5), joiden eri vaimennusele- menttien (4, 5) ankkuriosan liikeradalla sijaitsevat osat on tehty poikkeamaan toisistaan oleellisesti ankkuriosan (3) liikkeen suuntaiselta mitaltaan.

3. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen koneisto-jarru, tunnettu siitä, että vaimennuselementit (4, 5) on sovitettu keskenään oleellisesti rinnakkain ankkuriosan (3) liikkeen suunnassa.

4. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen koneisto jarru, tunnettu siitä, että vaimennuselementit (4, 5) on sovitettu kes kenään oleellisesti peräkkäin ankkuriosan (3) liikkeen suunnassa .

5. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen koneisto-jarru, tunnettu siitä, että mainittujen eri vaimennuselement-tien (4, 5) puristuskertoimet ja / tai kimmokertoimet poikkeavat toisistaan.

6. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen koneisto-jarru, tunnettu siitä, että vaimennuselementti (4, 5) on tehty ankkuriosan (3) liikkeelle oleellisesti kohtisuorassa suunnassa (10) runko-osaa (2) kohti leveneväksi.

7. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen koneisto-jarru, tunnettu siitä, että ankkuriosa (3) käsittää jarrupalan (13) , ja että ankkuriosa (3) on järjestetty kytkeytymään jarrutettavaan kohteeseen (14) mekaanisesti jarrupalan (13) välityksellä .

8. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen koneisto-jarru, tunnettu siitä, että ensimmäinen vaimennuselementti (4) on järjestetty jatkuvaan kontaktiin sekä ankkuriosan (3) että runko-osan (2) kanssa koko ankkuriosan (3) liikkeen pituudelta (15) .

9. Koneisto kuljetuslaitteiston liikuttamiseksi, tunnettu siitä, että koneisto käsittää jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukaisen koneisto jarrun (1), kuljetuslaitteiston liikkeen jarruttamiseksi .

10. Hissi järjestelmä, joka käsittää nostokoneiston hissikorin liikuttamiseksi, tunnettu siitä, että hissin nostokoneisto käsittää jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukaisen koneisto-jarrun (1), hissikorin liikkeen jarruttamiseksi.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen hissi järjestelmä, tunnettu siitä, että mainittu hissin nostokoneisto sijaitsee hissikuilussa .