FI84334C - Valsbroms. - Google Patents

Description

1 84334

Telajarru - Valsbroms

Keksinnön kohteena on telajarru erityisesti kalvon ja/tai kalvo-rullan jarruttamiseksi vedettäessä kalvoa kalvorullal ta, telajar-ruun kuuluessa ontto sylinterimäinen jarrutele, jota vedettäessä jarrutettava kalvo koskettaa ja osittain ympäröi, ja pyörrevirta-jarru, jossa on staattori ja roottori jarrutelan jarruttamiseksi.

Nykyisin tunnetuissa telajarruissa on jarru ja pyörimisen tunnistin jarruttavan telan ulkopuolella. Tällaisten tunnettujen jarrujärjestelmien haittana on, että telan ulkopuolinen jarru ja voimansiirto siihen tarvitsevat tilaa jarrutelan ulkopuolella. Lisäksi ne jarrutehoonsa nähden pienikokoisina jatkuvassa käytössä lämpenevät liikaa, muuttuvat jarruominaisuuksi1 taan ja ovat lyhytikäisiä. Erillisen pyörintätunnistimen asennus on myöskin usein hankalaa, minkä lisäksi ne eivät ilmoita jarrun kytkeytymistä pois päältä.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan telajarru, jolla nämä epäkohdat voidaan poistaa.

Keksinnön erityisenä 1isätarkoituksena on saada aikaan telajarru, jolla jarruvoima on halutulla tavalla pyörimisnopeudesta riippuvainen. Tämä on tärkeää erityisesti käytettäessä telajarrua kal-vonkäärintäkoneissa kalvon vetoa jarruttavana telana. Jos vedettävä kalvo alkaa venyä ja pyörimisnopeus sen seurauksena laskee, tulee jarruvoiman pienentyä kalvon katkeamisen välttämiseksi. Esim. patenttijulkaisusta US-3,323,747 tunnetulla mekaanisella kitkajarrulla tällaista toimintaa ei saada aikaan, minkä lisäksi mekaanisen kitka jarrun haittoina ovat jo edellä mainitut lämpeneminen, jaruominaisuuksien muuttuminen, lyhytikäisyys ja tarve käyttää erillistä pyörintätunnistinta.

Edellä mainitut keksinnön tarkoitukset saavutetaan oheisissa patenttivaatimuksissa esitettyjen keksinnön tunnusmerkki «n perusteella.

2 84334

Seuraavassa keksinnön erästä suoritusesimerkkiä ja sen eräitä käyttösovellutuksia selostetaan lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää keksinnön mukaista telajarrua poikkileikkauksena ja kuvio 2 esittää samaa pitkittäisleikkauksena.

Kuvio 3 esittää keksinnön käyttösovellutusta vedettäessä kalvoa kalvorul-lalta, jonka pyörimisakseli on vaaka-asennossa.

Kuvio 4 esittää keksinnön käyttösovellutusta vedettäessä kalvoa kalvorul-lalta, jonka pyörimisakseli on pystyasennossa ja kuvio 5 esittää seuraavaa käyttösovellutusta vedettäessä kalvoa kalvorul-lalta, jonka pyörimisakseli on pystyasennossa, samalla kun kalvo-rullaa jarruteloineen kierretään erään pyörimisakselin 14 ympäri.

Kuvio 6 esittää kaavioilisesti päältä nähtynä ka1vonkäärintäkonetta, jossa massarullan 17 ympärille kääritään kalvoa 12 kuvion 4 tai kuvion 5 mukaisella laitejärjestelyllä.

Kuvio 7 esittää kuvioon 6 liittyen seuraavaa kalvonkäärintävaihetta, jossa kalvoa 12 kääritään massarullan 17 ympärille pyörittämällä massarullaa akselinsa ympäri. Tällöin voidaan käyttää kuvion 3 mukaista järjestelyä.

Kuvioissa 1 ja 2 esitettyyn jarruttavaan telaan eli telajarruun kuuluu teräksinen telavaippa 1, joka on laakereilla 9 laakeroitu pyöriväksi akselille 8. Telavaipan 1 sisällä on akselille 8 kiinnitetty pyörimätön moni-napainen staattori 2. Staattorin navat on varustettu magnetointikäämeillä 4, joihin magnetointivirta johdetaan johtimilla 6. Magnetointivirtalähtee-nä voi olla 0 - 240 V tasa- tai vaihtovirtalähde tai myös 0 - 230 V. Tarvittaessa magnetointijännite voi olla säädettävä.

Staattorin 2 mitoitus on riippuvainen tarvittavan jarrutelen 3 84334 pituudesta, halkaisijasta, tarvittavasta jarruvoimasta ja halutusta jarruvoiman muuttumisesta kierrosluvun funktiona. Teräksisen telavaipan 1 paksuus on 2 mm tai suurempi riippuen käyttökohteesta. Telavaipan 1 pyöriessä staattorin synnyttämässä magneettikentässä syntyy vaippaan 1 pyörrevirtoja, jotka lämmittävät vaippaa 1 ja joihin kuluva teho aikaansaa telan 1 pyörimistä vastustavan jarruvoiman. Jarruvoiman suuruus on riippuvainen magnetointivirran voimakkuudesta ja staattorin 2 rakenteesta ja mitoituksesta. Mitä useampinapainen staattori on, sitä pienemmällä pyörimisnopeudella saadaan tietty jarruvoima. Mitä pienempi on napojen 3 ja vaipan 1 välinen ilmarako, sitä suurempi on jarruvoima tietyllä kierrosluvulla.

Staattorinapojen 3 aksiaalisen pituuden valinnalla telavaipan 1 pituuteen nähden voidaan vaikuttaa siihen, miten jarruvoima riippuu pyörimisnopeudesta. Kun telavaippa 1 on sopivasti pitempi kuin navat 3, jää telavaipan päihin vapaa alue, jossa pyörrevirrat pääsevät kulkemaan. Kun telan päissä on riittävä vapaa alue pyörrevirroille, saadaan jarruvoima, joka suurenee kierrosluvun kasvaessa. Tästä on suuri etu mm. käytettäessä jarrua kalvonkäärintäkoneessa, jossa kalvoa jarrutetaan tiettyyn kireyteen. Kalvossa on kuitenkin valmistuksesta johtuvia ohuempia kohtia, jolloin kalvo katkeaa pienemmällä jarruvoimalla kuin mitä käärinnässä käytetään. Kalvon alkaessa venyä jarrun ja käärittävän paketin välillä, hidastuu telajarrun pyörimisnopeus, jolloin myös jarruvoima pienenee ja täten estää kalvon katkeamisen ko. syystä. Mitä pidemmäksi navat 3 tehdään suhteessa telavaipan 1 pituuteen, sitä vähemmän kierrosluku vaikuttaa jarruvoimaan. Täten saadaan haluttaessa myös kierrosluvusta olennaisesti riippumaton jarruvoima. Tämä johtuu siitä, että mainitulla mitoituksella oikosulkuvirta saavuttaa nopeasti maksimiarvonsa, jota suuremmaksi se ei voi kasvaa, mistä on seurauksena, että jarruvoima ei voi kasvaa määrättyä tasoa suuremmaksi.

Lisäksi on huomattava, että telajarrussa syntyvä häviölämpö 4 84334 siirtyy tehokkaasti jarrutelasta jarrutettavaan materiaaliin. Käytettäessä telajarrua kalvonkäärintäkoneessa, kalvon lämpeneminen parantaa sen käärintäominaisuuksia.

Telavaipan 1 pään läheisyyteen on sijoitettu pyörimisen tun-nistuskela 5, johon telavaipan päätyalueella kulkevien pyör-revirtojen indusoima magneettikenttä synnyttää pienen vaihtojännitteen. Kun telavaipan 1 pyöriminen pysähtyy tai kun magnetointivirta katkeaa, katkeaa myös tunnistinkelalta 5 saatava jännite johdoissa 7. Johdoista 7 saatava vaihtojännite voidaan viedä tasasuunnattuna transistorivahvistimeen, jota voidaan käyttää reletoiminnon ohjaamiseen. Kyseistä pyöri-misentunnistussignaalia voidaan käyttää myös magnetointijännitteen säätölaitteen ohjaamiseen. Transistorivahvistin re-leineen voidaan sijoittaa samaan yhteyteen magnetointijännitteen säätölaitteen kanssa, joka relekoteloon rakennettuna muodostaa helposti vaihdettavan kokonaisuuden.

Nykyisin käytössä olevissa kalvonkäärintäkoneissa jarruttava tela ei paina kalvorullaan, jolloin tarvitaan jarru myöskin kalvorullalle. Sen jarrutus on hankalaa, koska rullan säde muuttuu koko ajan, jolloin myöskin jarruvoiman pitää pienetä rullan pienetessä. Säätimestä tulee monimutkainen.

Kuvioissa 3-5 on havainnollistettu keksinnön mukaisen tela-jarrun käyttöä siten, että tela jarru suorittaa myös kalvorul-lan 11 jarrutuksen. Jarruvoima pienenee purkausnopeuden pienetessä. Käärinnän loputtua rullan pysäyttävä voima saadaan antamalla telajarrulle muutaman sekunnin ajan riittävä magnetointijännite, jolloin saadaan pysäyttämiseen riittävä jarruvoima.

Kuvion 3 tapauksessa kalvoa 12 vedetään kalvorullalta 11 te-lajarrun 10 ympäri samalla kun telajarru 10 omalla painollaan nojaa vasten kalvorullaa 11. Tällä järjestelyllä saadaan riittävä kitka sekä telajarrun 10 ja kalvon 12 välille että telajarrun 10 ja kalvorullan 11 välille. Rullan 11 akselilla 5 84334 ei tarvita erillistä jarrua.

Kuvion 4 tapauksessa telajarru 10 on laakeroitu kääntyväksi vipuvarren 13 päähän, jolloin kalvon 12 kiristysvoima painaa telajarrua 10 vasten kalvorullaa 11. Tietenkin voidaan käyttää myös jousta, mutta sen käyttöön liittyy muita hankaluuksia.

Kuvion 5 tapauksessa telajarru 10 on akselin 15 ympäri kääntyvän vipuvarren 16 päässä sellaisessa asemassa rullaan 11 nähden, että pyöritettäessä koko systeemiä akselin 14 ympäri, keskipakovoima painaa telajarrua 10 vasten kalvorullaa 11.

Kuvion 6 tapauksessa kalvoa 12 kierretään massarullan 17 ympärille, kiertämisen tapahtuessa vaakatasossa samalla kun massarullaa 17 kierretään hitaasti vaakasuuntaisen akselinsa ympäri. Telajarru 10 on järjestetty kalvorullan 11 yhteyteen joko kuvion 4 tai kuvion 5 mukaisella tavalla.

Kuvion 7 tapauksessa kalvoa 12 kierretään massarullan 7 ympärille kehän suunnassa, jolloin jarrutela 10 on järjestetty kalvorullan 11 yhteyteen kuviossa 3 esitetyllä tavalla. Kuvioiden 6 ja 7 mukainen käärintä suoritetaan käärintälaitteen peräkkäisissä käärintäkoneissa.

Keksinnön mukaista telajarrua käytettäessä kalvon vedon aloitus ja lopetus saa tapahtua jarrun ollessa päälle kytkettynä, koska jarruvoima pienellä vetonopeudella on pieni verrattuna varsinaiseen käärintänopeuteen. Käärittäessä kalvon purkaus-nopeus on noin 50 - 150 m/min. riippuen käärintäkoneesta.

Kuvioiden 1 ja 2 esittämässä telajarrussa ylittää telavaipan 1 pituus navan 3 pituuden molemmissa päissä suunnilleen matkalla, joka vastaa navan 3 kehänsuuntaista leveyttä. Tällöin jarruvoiman lisääntyminen on karkeasti suoraan verrannollinen kierrosluvun lisääntymiseen nähden. Tähän riipuvuuteen vaikuttavat kuitenkin monet muutkin telajarrun mitoitukselliset 6 84334 tekijät, kuten jo aiemmin todettiin.

Mikäli tarvitaan vain pieni jarruvoima suhteessa telavaipan halkaisijaan ja pituuteen nähden, voidaan staattori rakentaa hyvin lyhyeksi vain esim. toiseen päähän telavaippaa.

Keksinnön mukaista telajarrua voidaan tietenkin käyttää myös erillisenä jarruna, kuten nykyisiä jarruja. Keksintö ei myöskään ole rajoittunut edellä esitettyihin käyttösovellutuksiin, vaan telajarrua voidaan käyttää myös joissakin kuljetinratkaisuissa.

Claims (6)

7 84334

1. Telajarru kalvon ja/tai kalvorullan jarruttamiseksi vedet täessä kalvoa kalvorullalta, telajarruun kuuluessa ontto sylinterimäinen jarrutele (1), jota vedettäessä jarrutettava kalvo koskettaa ja osittain ympäröi, ja pyörrevirtajarru, jossa on staattori (2) ja roottori (1) jarrutelen (1) jarruttamiseksi, tunnettu siitä, että pyörrevirtajarrun staattori (2) on rakennettu jarrutelan (1) sisään siten, että jarrutela (1) itse muodostaa pyörrevirtajarrun (1, 2) roottorin (1), jolloin staattorin (2) synnyttämä magneettikenttä indusoi pyörrevirtoja mainittuun jarrutelaan (l) sen pyöriessä jarrutelan ja kalvon välisen kitkan vaikutuksesta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen telajarru, tunnettu siitä, että jarrutela (1) on teräksinen telavaippa (1), jonka aksiaalinen pituus on suurempi kuin halkaisija ja jonka sisällä on pyörimätön moninapainen staattori (2), jonka navat (3) on varustettu magnetointikäämeillä (4).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen telajarru, tunnettu siitä, että staattorin (2) navat (3) ulottuvat telavaipan (1) akselin suunnassa välimatkan päähän telavaipan päistä jättäen vaipan (1) päähän riittävän vapaan alueen pyörrevirtojen kulkua varten.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen telajarru, tunnettu siitä, että staattorin (2) napojen (3) pituus telavaipan (1) akselin suunnassa on telavaipan pituutta lyhyempi matkan, joka on noin kaksi kertaa navan (3) kehän suuntainen leveys.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen telajarru, tunnettu siitä, että telavaipan (1) pään läheisyyteen on sijoitettu pyörimisen tunnistuskela (5), johon telavaipan (1) päätyalueella kulkevien pyörrevirtojen indusoima magneettikent- 8 84334 tä synnyttää jännitteen.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen telajarru, tunnettu siitä, että staattorikäämin (4) magnetointivirta on järjestetty ohjattavaksi pyörimisen tunnistuskelai ta (5) saatavan ohjaustiedon perusteella. 9 84334