FI125731B - Menetelmä ja laite lieriömäisen kappaleen vastaanottamiseksi sekä käyttö - Google Patents

Description

MENETELMÄ JA LAITE LIERIÖMÄISEN KAPPALEEN VASTAANOTTAMISEKSI SEKÄ KÄYTTÖ Tämä keksintö koskee menetelmää ja laitetta lieriömäisen kappaleen vastaanottamiseksi sekä näiden käyttöä.

Lieriömäisten kappaleiden vastaanottaminen ja pysäyttäminen suuresta liikenopeu-desta on haasteellista. Nykyiset laitteistot toimivat joko pneumaattisesti, hydraulisesti tai sähkömoottorien avulla. Niiden kuluttama energiamäärä on huomattava. On yleisesti tunnettu, että vastaanotto voidaan tehdä myös teräsvasteella, jolloin vastaanotto on erittäin rajuja lieriömäinen kappale sinkoutuu takaisin. Tarvetta energian säästöön sekä parempaan vastaanottokykyyn on olemassa.

Tavanomainen menettely lieriömäisen kappaleen vastaanottamiseksi on paineilma-tai hydrauliikkasylintereillä tapahtuva vastaanotto. Tällöin erittäin suureen sylinteriin syötetään energiaa ja vastaanotto tapahtuu poistamalla tätä energiaa sylinteristä, jolloin se liikkuu alaspäin. Käytännössä tällaisilla järjestelyillä saavutetaan tyydyttävä vastaanotto, mutta energiaa kuluu huomattavasti.

Toinen tavanomainen menettely on teräsvaste, jota päin lieriömäinen kappale tulee. Tämä menettely ei kuluta energiaa, mutta lieriömäinen kappale kiipeää ylämäkeen, jolloin vauhti hidastuu. Haittapuolena tässä järjestelyssä on, ettei energia katoa vaan lieriömäinen kappale lähtee palaamaan alamäkeen. Tämä tavanomainen järjestely on siis vastaanotto-ominaisuuksiltaan heikkoja vastaanotto kestää pitkän aikaa.

On tunnettua, että kiinteän teräsvasteen vastaanottokykyä eli massan ja nopeuden aiheuttamaa voimaa vasteeseen voidaan tehostaa energiattomasti paineilmapalkeella taikka paineilmaletkulla. Tämä menetelmä ei poista vastaanotossa energiaa vaan toimii ilmajousena ja lieriömäinen kappale saa energian takaisin kun lieriömäinen kappale lähtee valumaan paluusuuntaan.

Tämän keksinnön tarkoitus on välttää tekniikan tason mukaisia haittapuolia ja erityisesti energian kulutusta sekä heikkoa vaimennuskykyä vallitsevien käytäntöjen myötä. Tarkoitus on saada aikaan nimenomaan menetelmä ja sen soveltamiseksi tarkoitettu laite, vastaanotin, jonka avulla on mahdollista saavuttaa huomattavia kustannussäästöjä sekä toiminnallisuuden parannuksia.

Lyhyesti sanottuna on tarkoitus aikaan saada ja tuoda esiin menetelmä ja laite, jonka avulla lieriömäiset kappaleet voidaan vastaanottaa hallitusti ilman, että kulutetaan suuria määriä energiaa. Tämä toiminto voidaan saada aikaan ilman, että järjestelmä on kytketty mihinkään energialähteeseen. Lisäksi tarkoituksena on tuoda esiin menetelmän ja laitteen käyttö.

Edellä mainitut ja muut tämän keksinnön hyvät puolet ja edut on aikaansaatu siten, kuin esitetään tunnusomaiseksi oheisissa patenttivaatimuksissa.

Keksinnön mukaisesti menetellään siten, että tiiviissä joustavassa paine-elementissä, joka voi olla letku, palje, kumimatto tai jokin muu tiivis joustava elementti, on sisällä itsestään palautuvaa huokoista ainetta, joka palautuu vastaanotto-muotoon itsestään. Varsinainen vastaanotto ja lieriömäisen kappaleen hidastaminen tapahtuu kontrolloimalla ulospäästettävän ilman määrää.

Tällä menetelmällä siis saavutetaan erinomainen vastaanottokyky ja energiatehokkuus.

Ulospäästettävän ilman määrä riippuu vastaanotettavan kappaleen painostaja liike-nopeudesta. Keksinnössä ulospäästettävän kuristetun ilman määrä on se energia, joka saadaan vaimennettua. Itsestään palautuvan materiaalin palautuminen tapahtuu keksinnössä niin hitaasti, ettei se aiheuta työntövoimaa lieriömäiseen kappaleeseen.

Mitä sitten käytännössä tapahtuu tällaisessa vastaanottotilanteessa. Saapuva lieriömäinen kappale saapuessaan vasteeseen alkaa puristaa paine-elementtiä kasaan, jolloin paine paine-elementin sisällä nousee ja alkaa hidastaa lieriömäisen kappaleen etenemistä. Paine nousee ja sen ulosmenoa kontrolloidaan siten että mahdollisimman suuri osa ilmasta on purkautunut ulos vastaanoton lopussa. Tällöin lieriömäisen kappaleen aloittaessa paluuliikkeensä vasteesta ei siihen enää kohdistu paineen vuoksi työntövoimaa. Itsepalautuva materiaali palautuu niin hitaasti, ettei siitä tule työntövoimaa lieriömäiseen kappaleeseen. Tällä menettelyllä saavutetaan hyvä vaimennuskyky ilman, että laitteisto kuluttaa energiaa.

Keksintöä kuvataan seuraavassa lähemmin viittaamalla oheisiin periaatekuviin keksinnön mukaisesta toimintatavasta ja laiterakenteesta.

Kuviossa 1 ja 2 esitetään, kuinka toimitaan tekniikan tason mukaan.

Kuviossa 3 esitetään kuinka keksinnön mukainen rakenne toimii.

Kuviossa 4 esitetään keksinnön mukainen rakenne.

Kuviossa 5 ja 6 esitellään miten rakenne toimii.

Kuviossa 7 ja 8 esitetään kuvion 4 mukaisen rakenteen käyttö vaihtoehtoja

Kuvioissa 9 esitetään keksinnön mukaisen laitteen rakenne

Kuviossa 10 ja 11 esitetään keksinnön mukaisen laitteen käyttökohteita, ja

Kuviossa 12 esitetään erään keksinnön mukaisen laitteen toimintaa.

Kuviossa 1 esitetään tyypillinen vastaanotin, jossa käytetään paineilmasylinteriä vastaanotossa.

Kuviossa 1 lieriömäinen kappale 1 saapuu vastaanottimelle, jossa paineilmasylinteri 2 aloittaa liikkeensä anturin 3 vaikuttuessa. Tällä menetelmällä vastaanottimen varsi 4 ja lieriömäinen kappale 1 ovat kohdatessaan lähes samassa liikenopeudessa. Tämän jälkeen paineilmasylinteri 2 palauttaa laitteiston ja lieriömäinen kappale on vastaanotettu ala-asemalle 5. Tämä menetelmä on siis tunnettu ja se vaatii paljon energiaa.

Kuviossa 2 lieriömäinen kappale 1 saapuu alaspäin ja menee yli ala-aseman 5 ja törmää teräs vasteeseen 6, jossa mahdollisesti on paineilmatoiminen sylinteri 2 paineistettuna. Paineilmatoiminen sylinteri ei tässä tapauksessa avusta vastaanotossa, vaan toimii ilmajousena. Tämä menetelmä on siis tunnettu ja riippumatta, käytetäänkö paineilmasylinteriä vai ei, rulla lähtee erittäin kovalla liike-energialla vierimään takaisin tulosuuntaan.

Kuviossa 3 on esitetty keksinnön mukainen järjestely. Lieriömäinen kappale 1 saapuu alaspäin ja menee yli ala-aseman 5 ja törmää keksinnön mukaiseen laitteeseen, jossa paine-elementti 7 kokoon puristuessaan hidastaa rullan liikenopeutta. Ilma poistuu kontrolloidusti poistokanavista 8, eikä keksintö aiheuta työntövoimaa lieriömäisen kappaleen lähtiessä takaisin ala-asemalle 5 huomattavasti loivemmasta vasteesta 9. Tällä laitteella parannetaan lieriömäisen kappaleen pysäyttämistä oleellisesti verrattuna kuviossa 2 esitettyyn tunnettuun menetelmään sekä säästetään energiaa merkittävästi verrattuna kuviossa 1 esitettyyn tunnettuun menetelmään. Keksintö siis käyttää molempien tunnettujen menetelmien etuja hyväkseen, muttei sisällä tunnettujen menetelmien haittatekijöitä.

Kuvioissa 4, 5 ja 6 esitetään alan tavanomaisilla piirrosmerkeillä sekä havainneku-vin erään keksinnön mukaisen laitteen toiminta. Joustava paine-elementti 7 ja sen sisällä oleva huokoinen itsepalautuva materiaali 10 saavat paine-elementin turpoamaan vastaanottoa varten. Turpoamisnopeutta voidaan säätää säätämällä sisään vir- taavan ilman määrää 11. Lieriömäisen kappaleen 1 törmätessä paine-elementtiin 7 paine-elementin 7 sisällä paine kasvaa. Paineenkasvu aikaansaa rullan hidastumista. Paineen kohoamista voidaan säätää paine-elementissä olevien poistoaukkojen 8 lukumäärällä ja aukon suuruuden avulla. Käyttämällä sähkömagneettisia venttiileitä 13 voidaan poisto virtausta säätää lieriömäisen kappaleen painon ja nopeuden vaihdellessa avaamalla tai sulkemalla aukkoja. Kun paine-elementti 7 on puristunut täysin kokoon 14, on ulosvirrannut kuristettu ilma kasvattanut painetta paine-elementissä ja suorittanut vaimennuksen. Paine-elementin palautumisen hidastamiseksi on mahdollista varustaa poistoaukot 8 takaiskuventtiilein 15. Laitteisto palautuu vastaanottovalmiuteen itse palautuvan materiaalin voimalla. Tätä nopeutta säädetään säätämällä sisään virtaavan ilman määrää kuristimella 11. Kuristin 11 myös aikaansaa sen, ettei itsepalautuva materiaali 10 työnnä lieriömäistä kappaletta 1 ja kiihdytä näin sen nopeutta.

Kuvioissa 7 ja 8 esitetään keksinnön kahta eri toteutustapaa. Kuviossa 7 on yksi paine-elementti 7, joka on täytetty itsepalautuvalla materiaalilla 10. Tämä vastaanottaa hyvin leveän lieriömäisen kappaleen 16, mutta vastaanoton teho heikkenee kapean lieriömäisen kappaleen 1 kohdalla. Tämä johtuu siitä, että paine-elementissä on tilaa, jonne ilma pakenee ja josta se pystyy luovuttamaan energiaa takaisin rullaan.

Kuviossa 8 on useita paine-elementtejä 7, jotka on täytetty itse palautuvalla materiaalilla 10. Tämä vastaanottaa sekä leveän 16 että kapean 1 lieriömäisen kappaleen hyvin. Tämä johtuu siitä, että vastaanottotilanteessa olevat paine-elementit tyhjenevät ilmasta kokonaan, eikä jäännösenergiaa jää. Asettamalla paine-elementit kuvion 5 mukaisesti ei vastaanottoon jää tyhjiä välejä ja lieriömäisen kappaleen vastaanotto tehostuu.

Kuviossa 9 on kuvattu eräs käytännön suoritusmuoto paine-elementistä. Joustava ja tiivis pintamateriaali 17 on tiivistetty päistä 18 ja näin siitä on tehty ilmatiivis. Joustavan paine-elementin sisälle on asennettu itsestään palautuvaa huokoista materiaalia 10, kuten esim. vaahtomuovia. Paineilmaliitoksia varten paine-elementtiin on tehty yksi tiivis liitos tai useampia tiiviitä liitoksia esim. paineilmaliittimiä 20 ja vastamuttereita 19 käyttäen. Vaikka kuviossa esitetään hyvin yksinkertaisesti paine-elementin rakenne, on selvää, että tiivistys taikka paineilmaliitännät voidaan toteuttaa myös muilla tavoin. Yleinen kirjallisuus sekä alan tekninen taso tuntee useita tiivistysmenetelmiä sekä tiiviitä ja itse palautuvia materiaaleja, joten niihin ei puututa tässä tarkemmin.

Kuviossa 10 on esitetty keksinnön yleinen hyödynnysmuoto. Itsepalautuvat paine-elementit 7 on asennettu lievästi kaltevaan tasoon 9. Lieriömäisen kappaleen 1 tullessa se alkaa puristaa paine-elementtejä, jotka aikaansaavat paineen nousun ja lieriömäisen kappaleen hidastumisen.

Kuviossa 11 on esitetty toinen keksinnön yleinen hyödynnysmuoto. Itsepalautuva paine-elementti 7 on asennettu seinään 21. Lieriömäisen kappaleen 1 törmätessä seinään paine-elementti suorittaa vaimennuksen.

Kuviossa 12 on esitetty laite lieriömäisen kappaleen 1 vastaanottamiseksi, jossa tiivistä paine-elementtiä 7, joka on täytetty itsepalautuvalla huokoisella materiaalilla 10, käytetään halutun työn suorittamiseen ilman ulkopuolista energiaa. Keksinnön mukaisesti laite vastaanottaa lieriömäisen kappaleen kontrolloimalla ulosvirtaavan ilman määrää sekä välttää voiman välittymisen takaisin kontrolloimalla itsepalau-van materiaalin palautumisnopeutta kontrolloimalla sisään virtaavan ilman määrää.

Menetelmää ja laitetta voidaan soveltaa hyvin moniin eri tarkoituksiin. Eräs mielenkiintoinen käyttöalue on paperiteollisuus, jossa suoritetaan paljon paperirullien siirtoja. Näissä kohteissa keksinnön mukaisella rakenteella päästään hellävaraisempaan rullankäsittelyyn ilman energiankulutusta.

On selvää, ettei keksintö ole millään tavalla rajoitettu edellä kuvattuun käyttöympäristöön, vaan erilaisia käyttötarkoituksia löytyy hyvin monelta alalta. Ensisijainen tarkoitus on välttää tunnettujen menetelmien käyttöä, jotka kuluttavat suuret määrät energiaa tai ovat tehottomia. Keksintöä voidaan keksinnöllisen perusajatuksen sekä oheisten patenttivaatimusten piirissä soveltaa monin tavoin.

Claims (16)

1. Menetelmä lieriömäisten kappaleiden (1; 1, 16) vastaanottamiseksi, tunnettu siitä, että vastaanotossa käytetään tiiviitä, itsepalautuvia paine-elementtejä (7), joissa paineilman sisään- ja/tai ulosvirtausta säätelemällä suoritetaan lieriömäisen kappaleen (1; 1, 16) liikenopeuden hidastaminen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, ettei laitteistoa tarvitse kytkeä mihinkään energiamuotoon, vaan laitteisto palautuu vastaanottovalmiuteen itse palautuvan materiaalin (10) ansiosta.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vastaanoton tehoa säädetään ulospuhallusaukkojen (8) kokoa ja/tai määrää muuttamalla.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paluuvirtauk-sen määrää säädetään aukon (8) koolla, kuristimilla (11) ja/tai vastaventtiileillä (13).

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että virtaus voimakkuutta säädellään sähkömagneettisilla venttiileillä (15).

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vastaanotto suoritetaan asentamalla useita pienempiä paine-elementtejä (7).

7. Patenttihakemuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paine-elementit (7) on asennettu kahteen riviin, siten ettei vastaanottoon jää tyhjiä välejä.

8. Jokin edellisen patenttivaatimusten mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sitä käytetään lieriömäisen kappaleen (1; 1, 16) vastaanottoon.

9. Laite lieriömäisen kappaleen vastaanottoon, tunnettu siitä että, laitteeseen kuuluu paine-elementti (7), jonka joustavan ja tiiviin materiaalin sisään on asennettu it-sepalautuvaa huokoista materiaalia (10).

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että paine-elementtiin (7) on asennettu tiiviitä liitoksia ilman kontrolloimiseksi.

11. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että palautumista kontrolloidaan ilman sisään virtauksen määrää säätämällä.

12. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että ulosvirtaavan ilman määrää kontrolloidaan aukkojen (8) lukumäärällä.

13. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että ulosvirtaavan ilman määrää kontrolloidaan aukkojen (8) koolla.

14. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että ulosvirtaavan ilman määrää kontrolloidaan aukkoja (8) kuristamalla.

15. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että ulosvirtaavan ilman määrää kontrolloidaan sähkömagneettisten venttiilien (15) avulla.

16. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-7 mukaisen menetelmän ja patenttivaatimuksien 9-15 mukaisen laitteen käyttö vastaanotettaessa lieriömäisiä kappaleita.