FI127121B - Trukki, trukkiin asennettava lisälaite, trukin lisälaitteen ohjausjärjestelmä ja menetelmä kuorman nostamiseksi - Google Patents

Description

Trukki, trukkiin asennettava lisälaite, trukin lisälaitteen ohjausjärjestelmä ja menetelmä kuorman nostamiseksi

Keksinnön kohteena on trukki, trukkiin asennettava lisälaite, trukin lisälaitteen ohjausjärjestelmä ja menetelmä kuorman nostamiseksi. Tarkemmin kyseessä on paperirullien siirtämiseen tarkoitettu trukki, trukin lisälaite, trukin lisälaitteen ohjausjärjestelmä sekä menetelmä paperirullien nostamiseksi.

Aikaisemmin tunnetaan useita ratkaisuja paperirullien nostamiseksi hallitusti. Tällaisissa ratkaisuissa pyritään määrittämään paperirullan paino ja sen seurauksena valitaan paperirullaan kohdistettava puristusvoima paperirullan nostamiseksi ylös. Rullan painon määrittäminen nostamalla ja noston tarkkailu voidaan tehdä usealla eri tavalla. Painon tai muun kuorman ominaisuuden perusteella säädetty puristusvoima on säädetty riittävän suureksi, jotta varmistetaan kuorman pysyminen paikallaan Tällaisia tekniikan tason julkaisuja ovat mm. EP 1657031 B1 ja EP 2043943 B1.

Julkaisusta EP 1657031 B1 tunnetaan adaptiivinen kuormankäsittelyyn suunniteltu laitteistoratkaisu, jossa mittaamalla kuorman paino säädetään puristuksen voimakkuutta. Puristuksen voimakkuuden säätö tapahtuu ohjaamalla sähköisesti paineventtiiliä, joka lisää puristuspainetta suhteessa painoon. Nostettavan kuorman paino punnitaan nostamalla se pituussuunnassa pidennettävän nostorakenteen avulla ja mittaamalla reaktiovoiman erilaisia suuruuksia. Suhteuttamalla erilaiset reaktiovoimat nostorakenteen erilaisiin asentoihin saadaan reaktiovoiman muutoksista suhteessa nostorakenteen asentoon laskettua kuorman paino.

Julkaisussa EP 2043943 B1 on esitetty ratkaisu, jossa painetunnistimen avulla tarkkaillaan puristusvoimaa kuorman kallistuksen ja noston avulla. Puristus-painetta säädetään ja tarkkaillaan jatkuvatoimisesti oikean puristuspaineen tuottamiseksi suhteessa kuorman painoon.

Painoon perustuva puristusvoiman säätö ei ole riittävä sopivan puristusvoiman määrittämiseksi. Paperirullia on käytännössä useita erilaisia laatuja. Päällystämättömän paperin rulla on kevyt ja pehmeä, joten se painuu helposti kasaan ja vaurioituu mikäli sitä puristetaan liikaa. Päällystetyn paperin rulla on painava ja kova, joten sitä täytyy puristaa voimakkaasti sen painon ja paperin liukkauden takia. Ongelmana aikaisemmin käytettyjen ratkaisujen kanssa on ollut tarvittavan puristusvoiman määrittäminen siten, että kuormaa ei puristeta liian paljon, jolloin kuorma kärsii vaurioita tai liian vähän, jolloin kuorma pääsee putoamaan alas. Myös kuormaa liikuteltaessa dynaamiset voimat saattavat helposti kasvaa niin suuriksi, että noston alussa punnittu rulla ja sen perusteella toteutettu rullan puristus voivat aikaansaada rullan putoamisen rullaa liikuteltaessa. Toisena ongelmana painoon perustuvassa puristusvoiman määrityksessä on se, että puristusvoimaa ei voida määrittää suoraan paperirullan painon perusteella. Puristusvoiman tarpeeseen vaikuttaa voimakkaasti myös paperi-laatu. Painavien ja päällystettyä paperia sisältävien paperirullien käsittelyyn tarvittava puristusvoima määräytyy eri kertoimella kuin kevyiden ja päällystämätöntä paperia sisältävien paperirullien käsittelyyn tarvittava puristusvoima. Ero painavan rullan kertoimen ja kevyen rullan kertoimen välillä voi olla kaksinkertainen.

Nyt tehdyssä keksinnössä kuorman painoa ei tarvitse ennen kuorman nostoa tietää tai punnita. Keksinnön mukainen ohjausjärjestelmä on toteutettu sähköisesti ohjattuna hydraulisena järjestelmänä.

Pihtien puristusvoima säädetään puristuksen aloitustasolle ja aloitetaan kuorman nosto. Puristusvoiman säätö tapahtuu ennalta määriteltyjen portaan tai portaiden mukaisesti ylöspäin mikäli liukuma-anturilta saadaan signaali kuorman liukumisesta. Puristusvoiman aloitustaso voidaan määrittää tapahtumaan automaattisesti kun rullan nosto on aloitettu. Aloitustasoja on valittavina edullisesti ainakin kaksi kappaletta, mutta niitä voidaan määrittää ohjelmaan myös tästä poikkeava määrä. Aloitustason valinta voidaan määrittää esimerkiksi myös kuljettajan valinnalla mikäli kuljettaja tietää rullan olevan pehmeä ja kevyt tai kova ja painava. Oleellista on se, että jollain tavalla saadaan signaali ohjausjärjestelmälle puristusvoiman aloitustason suuruudesta.

Kun puristusvoiman aloitustaso on määritelty tarkkaillaan koko rullan noston ja kuljetuksen ajan rullan ja rullaa puristavien pihtien välistä liukumaa liukuma-anturilla, jolloin pystytään heti tarvittaessa lisäämään puristusvoimaa rullan liukuman estämiseksi.

Keksinnön mukaisilla ratkaisuilla voidaan automaattisesti puristaa paperirullaa tarvittavalla puristusvoimalla tarvitsematta etukäteen tietää rullan painoa tai paperilaatua. Samalla aikaansaadaan turvallinen tekniikka rullien kuljettamiseksi, koska keksinnön mukaisilla ratkaisuilla voidaan reagoida heti automaat tisesti siihen, mikäli rulla alkaa kuljetuksen aikana liukua pihdeissä. Tunnetuilla ratkaisuilla ei tällaisiin toimiin pystytä. Täsmällisemmin keksinnön mukaisen trukin, trukkiin asennettavan lisälaitteen, trukin lisälaitteen ohjausjärjestelmän ja menetelmän kuorman nostamiseksi piirteet on esitetty itsenäisissä patenttivaatimuksissa. Epäitsenäiset patenttivaatimukset esittävät keksinnön edullisia suoritusmuotoja ja piirteitä.

Seuraavaksi keksintöä selostetaan esimerkinomaisesti tarkemmin viittaamalla oheiseen kuvioon, joka kuvio 1 esittää vuokaavion nostolaitteen ohjausjärjestelmästä.

Kuviossa 1 on vuokaavion avulla esitetty nostolaitteen ohjausjärjestelmä.

Viitenumerolla 1 ja termillä ”järjestelmän käynnistys” on merkitty vuokaaviossa järjestelmän käynnistystä. Käynnistyksen jälkeen järjestelmä on valmiustilassa, josta tunnistetaan kun kuormaa puristetaan. Puristus on merkitty vuokaavioon termillä ”puristus” ja viitenumerolla 2. Kuormaa puristavia pihtejä ohjataan sää-timellä, joka on venttiili, jolla puristusvoimaa muutetaan. Säädin voi sijaita joko puristavissa pihdeissä itsessään tai muualla trukin rakenteissa.

Kun kuorman puristus aloitetaan, aloitetaan samalla kuorman liikkeen tarkkailu suhteessa puristaviin pihteihin. Liikkeen tarkkailu tapahtuu puristaviin pihteihin sijoitetulla liukuma-anturilla. Kuorman puristukselle on ennalta valittu määrätty aloitustaso. Aloitustason valinta voi olla ennalta määritetty kiinteä aloitustaso tai esimerkiksi käyttäjän valinnan mukaisesti säädetty aloitustaso. Aloitustaso säädetään kertaluonteisesti noston alussa.

Tarvittava aloitustaso määräytyy trukki-pihtiyhdistelmällä käsiteltävien rullien mukaan. Ensimmäisen aloitustason on minimissään oltava riittävä, jotta rulla saadaan nostettua irti tukipinnasta. Kun signaali tulee kytkimeltä (esim. nosto-linjassa oleva painekytkin) tai anturilta (esim. nostolinjassa oleva paineanturi) määritetään raja-arvo, jonka ylitys aiheuttaa paineenlisäyksen. Raja-arvo ja suoritettu paineenlisäys riippuvat käsiteltävistä rullista ja niille annetuista puristusvoiman suosituksista ja ne voidaan säätää erikseen. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää manuaalista valintaa, tällöin aloitustaso määräytyy siten, että rullaa puristetaan rullavalmistajan suositusten mukaisesti (alle maksimi puristusvoiman). Kun rullasta saadaan tarkka tieto ulkoisesta järjestelmästä (esim. va-rastonhallintajärjestelmä, viivakoodi tunnistus tai RFID-tunnistus) voidaan aloitustaso määritellä jokaiselle rullatyypille erikseen, sillä aloitustasoja voi olla useampia.

Ulkoisen kuormantunnistuksen signaalin lukeminen aloitetaan vasta kun havaitaan noston alkaminen. Noston aloituksen tarkkailu on merkitty vuokaavioon termillä ”onko nosto aloitettu?” ja viitenumerolla 3. Mikäli nostoa ei ole havaittu palataan viitenumerolla 4 merkityn nuolen mukaisesti puristusvaiheeseen 2. Signaalia ”onko nosto aloitettu” luetaan vain nostotapahtuman alussa. Järjestelmä voidaan toteuttaa yksinkertaisemmin myös ilman noston alkamisesta tulevaa signaalia tai havaintoa noston aloittamisesta.

Nostotapahtuman alettua tarkkaillaan kuorman liukumaa puristavien pihtien välissä. Liukuman tarkkailu on merkitty vuokaavioon termillä ”onko liukumaa?” ja viitenumerolla 5. Jos liukumaa havaitaan suoritetaan vuokaavioon viitenumerolla 6 ja termillä ”voiman lisäys” merkitty puristusvoiman lisäys ja siirrytään viitenumerolla 7 ja termillä ”tarvitaanko voiman lisäystä” merkittyyn kohtaan vuokaaviossa, missä tarkastellaan tarvitaanko vielä puristuksen lisäystä. Mikäli saadaan signaali voiman lisäyksen tarpeesta valitaan kertaluonteisesti ennalta määritelty korkeampi toiminta-alue puristukselle vuokaavion viitenumeron 8 ja termin ”voimantason määritys” mukaisesti siten että pihdillä saavutetaan riittävä paineenlisäys. Tällä toimenpiteellä siirrytään pehmeän ja kevyen päällystämättömän paperin rullan käsittelystä kovan ja painavan päällystetyn paperin rullan käsittelyyn. Paineenlisäyksen suuruus riippuu tarvittavasta puristusvoimasta ja on ennalta ohjelmoitu järjestelmään. Paineenlisäyksen aiheuttama signaali voi olla tieto kuormasta erillisen järjestelmän kautta tai kytkimes-tä/anturilta, joka reagoi johonkin kuorman ominaisuuteen. Tällaisia ominaisuuksia voivat olla mm. paino, koko, tiheys tai laatu.

Puristustapahtuman aikana järjestelmä tarkkailee kuorman liikettä suhteessa puristavaan pihtiin viitenumeron 9 ja termin ”onko liukumaa?” mukaisesti. Mikäli liikettä havaitaan, aloitetaan puristusvoiman lisäys vuokaavioon merkityn viitenumeron 10 ja termin ”voiman lisäys” mukaisesti. Tätä kiertoa jatketaan siihen asti kunnes liukumaa ei enää havaita ja kuorman liike on saatu pysäytetyksi. Järjestelmä aloittaa kierron alusta kun on tunnistettu vuokaaviossa termillä ”avaa” ja viitenumerolla 11 merkitty kuorman irrottaminen ja tehty uusi puristus viitenumeron 2 mukaisesti.

Kuorman tunnistamisen avulla voidaan saavuttaa riittävä puristusvoima kuorman tukipinnasta irrottamiseen. Kuljetuksen aikana vaikuttavat dynaamiset voimat kuitenkin vaikeuttavat kitkan avulla käsiteltävän kuorman mukana pysymistä. Tästä syystä pelkästään kuorman koon avulla tehty puristaminen johtaa yleensä ylipuristamiseen ja kuorman vaurioitumiseen.

Edellä kuvatulla järjestelmällä kuorman mukana pysymistä tarkastellaan jatkuvasti. Kuorman ominaisuuksista saatua tietoa käytetään sopivan toiminta- alueen tunnistamiseen. Varsinainen kuorman mukana pysyminen varmistetaan kuorman liikettä tarkkailemalla ja järjestelmän reaktioilla havaittuun liikkeeseen (liukumaan). Järjestelmällä saavutetaan kuormalle sopiva käsittelyvoima (puristusvoima) ilman ylimääräistä puristamista. Jatkuva kuorman tarkkailu parantaa turvallisuutta, sillä painetta voidaan lisätä automaattisesti, mikäli havaitaan kuorman lipeäminen. Tällainen automaattinen tarvittavan puristusvoiman lisäys ei ole mahdollinen kuorman punnitukseen perustuvissa järjestelmissä, joissa punnituksen jälkeen puristus asetetaan tietylle tasolle ja se pysyy siinä, koska kuorman paino ei muutu.

Eräs edullinen suoritusmuoto trukin lisälaitteen ohjausjärjestelmästä käsittää: a) säätimen, jolla ohjataan kuormaa puristavia pihtejä; b) joka mainittu säädin säätää pihtien puristusvoiman ennalta määritellylle aloitustasolle; c) mainitulle säätimelle saapuvan signaalin noston käynnistämisestä; d) jolle mainitulle säätimelle saadaan signaali liukuma-anturilta kuorman liukumisesta puristavien pihtien välissä; e) mainitulle säätimelle saapuvan signaalin puristusvoiman aloitustason säätämiseen korkeammalle aloitustasolle; f) joka mainittu säädin säätää tarvittaessa automaattisesti pihtien puristusvoiman ennalta määritellylle toiselle, korkeammalle aloitustasolle; g) jolle mainitulle säätimelle saadaan signaali liukuma-anturilta kuorman liukumasta ja tarvittavasta lisäpuristuksesta koko kuorman noston ja siirron ajan.

Edellisessä esimerkissä oleva suoritusmuoto on myös mahdollista toteuttaa ilman säätimelle saapuvaa signaalia noston käynnistämisestä.

Eräs edullinen suoritusmuoto menetelmästä kuorman nostamiseksi käsittää seuraavat vaiheet: a) saatetaan järjestelmä valmiustilaan käynnistämällä järjestelmä; b) havaitaan noston aloitus; c) tarvittaessa kasvatetaan puristusvoimaa ennalta määrätylle korkeammalle aloitustasolle; d) aloitetaan kuorman ja kuormaa puristavien pihtien välisen liikkeen tarkkailu; e) mikäli kuorman ja kuormaa puristavien pihtien välistä liikettä havaitaan optimoidaan puristusta, kunnes liike on pysähtynyt.

Edellä esitetty suoritusmuoto menetelmästä kuorman nostamiseksi voidaan toteuttaa myös ilman saatua havaintoa noston aloituksesta.

Lisäksi keksintö kohdistuu trukin lisälaitteeseen, joka sisältää keksinnön mukaisen ohjausjärjestelmän sekä trukkiin, jossa on asennettuna keksinnön mukainen lisälaite ohjausjärjestelmineen.

Edellä on esitetty vain eräitä keksinnön edullisia suoritusmuotoja eikä niitä pidä käsittää keksinnön suojapiiriä rajoittaviksi. Keksinnön suojapiiri määräytyy jäljempänä esitettyjen patenttivaatimusten rajaaman suojapiirin mukaisesti.

Claims (10)

1. Trukin lisälaitteen ohjausjärjestelmä, joka järjestelmä käsittää: a) säätimen, jolla ohjataan kuormaa puristavia pihtejä; b) joka mainittu säädin säätää pihtien puristusvoiman ennalta määritellylle aloitustasolle; c) jolle mainitulle säätimelle saadaan signaali (5) liukuma-anturilta kuorman liukumisesta puristavien pihtien välissä; d) mainitulle säätimelle saapuvan signaalin (6) puristusvoiman aloitustason säätämiseen korkeammalle aloitustasolle; e) joka mainittu säädin säätää tarvittaessa automaattisesti pihtien puristusvoiman ennalta määritellylle toiselle, korkeammalle aloitustasolle; f) jolle mainitulle säätimelle saadaan signaali (9) liukuma-anturilta kuorman liukumasta ja tarvittavasta lisäpuristuksesta (10) koko kuorman noston ja siirron ajan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että ohjausjärjestelmä saa säätimelle signaalin (3) noston käynnistämisestä.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että signaali puristusvoiman aloitustason määrittämiseksi saadaan automaattisesti kytkimeltä/anturilta, ulkoisesta järjestelmästä tulevan signaalin perusteella tai manuaalisesti kuljettajalta.

4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että puristusvoiman aloitustasoja on ennalta määritelty ainakin kaksi tai useampia.

5. Menetelmä kuorman nostamiseksi, joka menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: a) saatetaan järjestelmä valmiustilaan käynnistämällä (1) järjestelmä; b) tarvittaessa kasvatetaan (6) puristusvoima ennalta määrätylle korkeammalle aloitustasolle; c) aloitetaan kuorman ja kuormaa puristavien pihtien välisen liikkeen (9) tarkkailu; d) mikäli kuorman ja kuormaa puristavien pihtien välistä liikettä (9) havaitaan optimoidaan (10) puristusta, kunnes liike on pysähtynyt.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuorman puristuksen aloitustasoja on kaksi tai useampia.

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmä sisältää havainnon noston aloittamisesta (3).

8. Jonkin patenttivaatimuksen 5 - 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuorman puristuksen aloitustason valinta suoritetaan automaattisesti kytki-meltä/anturilta, ulkoisesta järjestelmästä tulevan signaalin perusteella tai manuaalisesti kuljettajalta saatavan signaalin perusteella.

9. Trukkiin asennettava lisälaite, tunnettu siitä, että se sisältää jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukaisen ohjausjärjestelmän.

10. Trukki, tunnettu siitä, että se sisältää patenttivaatimuksen 9 mukaisen trukkiin asennettavan lisälaitteen. Patentkrav