FI97969C - Menetelmä hissin johteiden valmistamiseksi - Google Patents

Description

- 97969

MENETELMÄ HISSIN JOHTEIDEN VALMISTAMISEKSI

Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-5 osassa määritelty menetelmä hissijohteiden valmistamiseksi.

Hissijärjestelmän johteille asettamat vaatimukset johtuvat lähinnä ajomukavuusvaatimuksista ja asennustyön asettamista rajoituksista. Pääasiallinen toiminnallinen vaatimus liittyy 10 johteen suoruustoleransseihin. Johteiden suoruuspoikkeamat aiheuttavat korin sivuheiluntaa. Mitä korkeampi on korin nimellisnopeus, sitä pienempiä poikkeamia geometrisesta suorasta voidaan sallia.

15 Asennusmenetelmät rajoittavat johteen pituuden yleensä käytännössä n. 5-6 m:iin. Johdekiinnitysten sijoittelu vaikuttaa systeemin jäykkyyteen, mutta myös itse johteen jäykkyydellä on systeemin kannalta merkitystä, koska se määrää johteen kiinnitysten maksimietäisyyden sallitulla johteen taipuma-arvolla. 20 Johteen jäykkyys riippuu sen poikkipinnan muodosta. Nykyisin käytetään lähes yksinomaan T-poikkipintaisia johteita.

Johteet valitaan ja asennetaan hissikuiluun, siten että korin tai vastapainon massan ja nopeuden perusteella päätellään joh-': 25 teiden sallitut sivuttaistaipumat. Suoran johdeprofiilin taivu-tusjäykkyys on vakio. Tarvittaessa lisätään johdekiinnityksiä, jotka jäykistävät johdetta aiheuttamalla tukireaktioita raken-.··.·. nukseen. Johteiden jäykkyys tarkastetaan tarrausti lannetta vastaavaksi. Tarrauksessa hissikori pysäytetään ylinopeudesta 30 johteisiin lukittavan tarraa jän avulla. Johteiden kiinnittäminen tapahtuu teräsbetonirunkoisiin rakennuksiin pulttaamalla tai betoniin ennen valua asennettavien kiinnityselementtien avulla. Jos rakennuksessa on teräspalkkirunko, silloin on rakennettava • « · välipalkkeja kerrosten väliin riittävän tuennan aikaansaamisek-·. 35 si.

Tunnettuna tekniikkana voidaan mainita nykyisin käytössä oleva johdeprof iilin valmistusmenetelmä, joka perustuu teräksen kuuma-tai kylmämuovaukseen ts. vetoprosessiin ja/tai valssausproses- 2 97969 siin, jotka jättävät materiaaliin suhteellisen korkean jäännös-jännitystason ja vaativat erillisen oikaisuprosessin. Lisäksi tavanomaisen valmistusprosessin ongelma on se, että mittatole-ranssit ja suoruus riippuvat myös käytetyn teräksen laatuvaihte-5 luista, ts. seosainejakaumasta profiilissa ja seosainehajonnasta valmistuserien välillä. Johdeprofiililla tarkoitetaan lähinnä poikkileikkausmuotoa. Perinteisellä tavalla valmistettaessa metallin virtaus muovauksessa rajoittaa poikkileikkausmuotoa. Poikkileikkausmuoto on valittava muovausprosessiin sopivaksi.

10 Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainitut epäkohdat. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön muille sovellutusmuodoille on tunnusomaista se, mitä on esitetty 15 muissa patenttivaatimuksissa.

Keksinnöllä saavutetaan mm. seuraavat edut: - investointikustannukset pienemmät kuin nykyisessä mene- 20 telmässä samalla valmistuslinjalla voidaan joustavasti valmistaa erikokoisia johteen poikkileikkausmuotoja raaka-aineeksi soveltuvat tavalliset kaupallisesti saata-vat levyteräkset tai kuumavalssatut nauhat : .· 25 - voidaan valmistaa joustavasti erilaisia johdeprofiilin poikkileikkausmuotoja : : : - soveltuu suoraan nykyisin käytettyyn asennusmenetelmään ja käytössä oleviin johdekiinnitysmenetelmiin, jolloin myös johdeliitos tehdään konventionaalisella tavalla 30 - hitsatussa johteessa teräksen seosainevaihtelut tai paikalliset lujuusvaihtelut eivät vaikuta suoruuteen tai '.V. syntyviin, rakennetta vääristäviin muotovirheisiin • · johteen runko- ja ohjainosa voivat olla paksuudeltaan toisistaan poikkeavia, koska hitsausmenetelmä ei aseta '35 geometriavaatimuksia kuten valssausprosessi voidaan hitsata kaikkia metallisia sulahitsattavia materiaaleja lämmöntuonti on pistemäinen 3 97969 railo on tavalliseen hitsaukseen verrattuna kapea, mutta syvä voidaan hitsata paksuudeltaan erilaisia johdepoikkipinto- ja 5 - voidaan myös hitsata useita eripariliitoksia kuten teräs- /ruostumaton teräs voidaan hitsata normaalia hitsaussuojakaasua käyttäen, ainevalinnasta riippuen hitsi ei usein vaadi mitään jälkityöstöä, koska sauma on 10 kapea ja sulan roiskuminen on vähäistä asennustyö vähenee, kun johdejatkokset tehdään jo hit-sausvaiheessa

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin esimerkin avulla 15 viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joista kuvio 1 esittää erästä hitsattua johdeprofiilia, kuviot 2a, 2b ja 2c esittävät vaihtoehtoisia profiilin muotoja, kuvio 3 esittää hitsattua profiilia, jossa on työstetty viiste 20 tai kevennys, kuvio 4 esittää taivutusjäykkyyden vaikutussuuntia ohjainosan ja runko-osan suunnassa, kuvio 5 esittää johteen hitsausmenetelmää, kuvio 6 esittää laserhitsauslaitetta sekä : .25 kuvio 7 esittää johteiden valmistusvaiheita.

: Kuvio 1 esittää johteen poikkileikkausmuotoa, jossa on taivutta malla jäykistetty johteen runko-osa 1 ja työstetty johteen ohjainosa 2, joka toimii liukupintana tai kontaktissa rullaoh-30 jaimiin ja tarraajaan. Hitsauskohta on merkitty numerolla 3.

. ,·. Lasersäteellä hitsatussa johteessa on mahdollista saavuttaa • φ parempi suoruustoleranssin arvo verrattuna tavanomaiseen johtee- • · \ . seen. Sekä suoruus- että mittatoleranssien paraneminen perustuu siihen, että johde olennaisilta osin valmistetaan konepajatekni-35 sin menetelmin. Laserhitsatussa johteessa olennaiset suoruuteen vaikuttavat työstöoperaatiot tapahtuvat huoneenlämmössä ja itse hitsausprosessin lämpövaikutus on varsin pieni. Johdeprofiilin kokoonpanon aikana eli hitsauksen aikana osat ovat mekaanisesti 4 97969 tuettuna, jolloin muototarkkuuden määräävät tekijät (=hitsaus-kiinnittimet) voidaan paremmin hallita. Hitsatussa johteessa teräksen seosainevaihtelut tai paikalliset lujuusvaihtelut eivät vaikuta suoruuteen tai syntyviin rakennetta vääristäviin muoto-5 virheisiin. Johteen runko-osa 1 ja ohjainosa 2 voivat olla paksuudeltaan toisistaan poikkeavia, koska hitsausmenetelmä ei aseta poikkipinnalle geometriavaatimuksia, kuten valssausprosessi. Johde voidaan siis suunnitella sekä tarvittavan ominaisjäykkyyden, että hissin kuilutilatehokkuuden suhteen. Jos johdepro-10 fiilin kokoonpano tehdään hitsaamalla voidaan johteen runko-osa 1 tehdä nykyisen kaltaisesta poikkeavaksi. Poikkileikkaus voidaan mitoittaa taivutusmomentin mukaan. Näin voidaan johteen ominaisjäykkyyden ja massan suhdetta edelleen nostaa ja mahdollisesti kasvattaa tarvittavien johdekiinnitysten välimatkaa. 15 Poikkipinnan vaihtuvia osia voivat olla runko-osan 1 leveys ja paksuus. Vaihtuvapoikkipintainen johde voisi mahdollistaa nykyistä pitemmät kiinnitysvälit esim. teräsrunkoisissa rakennuksissa, joissa johdekiinnitysten sijoittelu on rajoitetumpaa ja joudutaan usein käyttämään myös välipalkkeja. Johdekiinni-20 tysten lukumäärällä on merkitystä myös tilanteessa, jossa hissin valmistaja toimittaa kuilun teräsrakenteet (hissittömien rakennusten varustaminen uushisseillä tai modernisointi tai niin kutsutut kotihissit). Näissä tapauksissa teräsrunkoisen hissikuilun johteiden kiinnitys voidaan valita kerrosvälin mukaan, i V1 25 Nykyisin johdekiinnitysten välimatka on riippuvainen johteen >#|·· taivutusjäykkyydestä, joka on vakio, koska johteen poikkileik-kauksen muoto niin ohjain- kuin runko-osankin osalta on koko johteen matkalla vakio. Kiinnitysvälit voidaan suunnitella rakennuksen runkorakenteiden mukaisesti.

30 • Lisäaineellisella laserhitsauksella mahdollistetaan useiden • · · • · profiilikokojen valmistaminen joustavasti samalla tuotantolin- • · . jalla. Poikkileikkausmuotoja voidaan vaihdella aikaisempaa vapaammin. Johdeprofiilit valmistetaan rullamuovaamalla tai ; 35 tavanomaisella taivutuspuristimella. Laserhitsauksella voidaan V hitsata paksuja kappaleita. Muovatut profiilit hitsataan pituussuunnassa. Johteeseen kiinnitetään hitsausvaiheessa jatkoslevyjä, joilla erilliset johdeprofiilit liitetään toisiinsa. Lisäai- 5 97969 neen syötöllä ja osien tuennalla tarkennetaan mittatoleranssit ja ohjataan suoruutta. Laserhitsauksen mahdollistama kapea railo ja pieni lämmöntuonti minimoivat hitsatun johteen jäännösjännitykset ja mahdollistavat siten johteen suoruuden.

5

Kuvion 1 mukainen johde valmistetaan esim. seuraavalla prosessilla. Teräsnauhasta leikataan enintään 6 m:n pituisia aihioita esimerkiksi mekaanisella leikkauksella, polttoleikkauksella tai muilla termisillä leikkausmenetelmillä. Runko-osa 1 jäykistetään 10 taivutuspuristimella. Hitsaus tapahtuu noin 10-15 kW laserilla (C02-laser) käyttäen sulaan syötettävää lisäainelankaa. Hitsaus-kohta tuetaan niin, että johteen mitat kalibroituvat lisäaineen syötön ja ilmaraon säädön avulla. Lisäaineena käytetään yleensä terästä ja se valitaan osien mukaan. Ilmaraolla tarkoitetaan 15 hitsausvälystä, joka voi olla 0 ilman lisäainetta ja haluttu lisäaineellisessa hitsauksessa. Yhdellä palolla hitsauksessa voi nopeus olla luokkaa 1,5 m/min, kun ainevahvuus on luokkaa 10 mm ja teho 10 kW. Laserhitsauksessa tarvitaan vain yksi palko, joka tarkoittaa hitsauskerrassa lisättyä hitsauslisäainetta. Lisäaine 20 syötetään sulaan ohuena lankana. Tämän ohella suoritetaan vielä johdepintojen työstäminen, johdeliitospintojen työstäminen, oikaisu ja suoruuden mittaus. Johdepintojen työstö voidaan suorittaa myös ennen hitsausta tai johdepintana voidaan käyttää valmiiksi työstettyä kappaletta.

: V 25 /I Hitsausparametrien optimointi: :V: Dimensiot vaikuttavat voimakkaimmin hitsauslinjan kapasiteettiin ja railon esivalmistelulla voidaan vaikuttaa jonkin verran hitsausparametreihin. Hitsauksen lujuus ei hissin tarraustilan-30 teessä ole kriittinen, koska hitsauskohta sijaitsee lähellä johteen neutraaliakselia (taivutus x-akselin ympäri). Hitsauksen I” parametrejä on voitava säätää riippumatta johteen ohjainosan • · ·. . ainespaksuudesta, joka joudutaan valitsemaan osittain hissimää- : · räysten, saatavuuden ja käytettävissä olevien kori- ja vastapai-: 35 no-ohjäimien välysten mukaan.

Hitsauksen ohjaus:

Johdeprofiilit asemoidaan rullilla tai vastinpinnoilla hitsauk- 6 97969 sen aikana, jolloin asemointitarkkuus on noin 0.1 - 0.2 mm. Johteiden hitsaus tapahtuu niin, että johdeprofiilien osat kokoonpanon ja/tai hitsauksen aikana osat tuetaan mekaanisesti rullilla ja vastinpinnoilla. Liikkuva lasersäde hitsaa pituus-5 suuntaisen liitoksen. Jos railovalmistelu on riittävän tarkkaa ei lisäainetta välttämättä tarvita.

Kuviossa 2a, 2b ja 2c on esitetty vaihtoehtoisia johdeprofiilin muotoja. Kuviossa 2a on yhdestä levystä taivutettu johdeprofii-10 li, johon on hitsattu ns. reunahitsi 4, jossa osa 2 on ohjainosa ja osa 1 on runko-osa. Kuviossa 2b on kaksi levyosaa, jotka on hitsattu yhteen pienahitsin 5 avulla. Kuviossa 2c on tehty hitsaus valmiiksi työstettyyn uraan tarkkuuden parantamiseksi, ja näihin on hitsattu pienahitsit 6 (2 kpl). Näiden johdeprofiili-15 en taivutusjäykkyys vastaa nykyisen T-profiilin ominaisjäykkyyttä .

Kuviossa 3 on esitetty johdeprofiili, jossa on työstetty viiste tai kevennys, jonka ansiosta saadaan kapeampi hitsaussauma. Tämä 20 hitsaussauma 7 on riittävän luja verrattuna viistämättömään saumaan ja voidaan hitsata nopeammin kapeutensa takia. Johteen runko-osa 1 on taivuttamalla jäykistetty ja ohjainosa 2 on työstetty johteen osa, joka toimii liukupintana tai kontaktissa rullaohjaimiin ja tarraajaan. Hitsausnopeus on riippumaton : . 25 ohjainosan paksuudesta.

• t • · · ·

Kuviossa 4 huomataan, että taivutusjäykkyys (horisontaalivoima) ei merkittävästi parane johdetta vastaan kohtisuorassa suunnassa, mutta kylläkin voimakkaasti runko-osan 1 suunnassa, jos joh-30 teen runko-osaa 1 levennetään. Johteen runko-osakohdat 8 on paikallisten jäykkyysvaatimusten mukaan muotoiltu ja johteen • ♦ runko-osan keskialue 9 on maksimi jäykkyysvaatimusten mukaan « « ·’ . mitoitettu. Kuormitetussa palkissa maksimijännitys on kaukana kiinnityspisteistä. Kiinnityspisteet saadaan rakentajalta, jonka 35 mukaan mitoitetaan johteen jäykkyys. Kuviossa a) on johde sivul-ta kuvattuna ja kuviossa b) on johde ohjainosan edestä katsottuna.

- 97969 7

Kuviossa 5 on esitetty johteen hitsaus ja johteenosien tuenta hitsauksen aikana. Runko-osan 1 tuenta pöytään 13 tapahtuu hitsauskiinnittimien 12 avulla ja ohjainosan 2 kiinnitys tapahtuu siirtolaitteen 10 avulla. Itse lasersäde tuodaan lasersäteen 5 kuljetuslaitteen avulla 19. Sen jälkeen suoritetaan runko-osan 1 ja ohjainosan 2 laserhitsaus. Lasersäde johdetaan ja lisäaine syötetään lasersäteen kuljetuslaitteen 19 ja sen kärkiosan 14 kautta hitsattavaan kohtaan 11.

10 Kuviossa 6 on esitetty laserhitsauslaite, jossa on esitetty säteen kuljetus portaalirobotin 18 avulla. Kuviossa 6 hitsataan johdetta ja samaan aikaan valmistellaan toista johdetta hitsausta varten. Laserlähteestä 17 säde kuljetetaan osan 15 kautta optisen linssi-ja peili tekniikan avulla hitsattavaan kohteeseen 15 lasersäteen kuljetuslaitteen 19 avulla. Hitsausrobotin alusta on 18. Tämän avulla robotin siirtämä lasersäteen kuljetuslaite 19 ja siihen kiinnittyvä robotti liikkuvat. Pylväsmäiset osat 29 muodostavat robotin portaalin, jossa lasersäteen kuljetuslaite 19 liikkuu ja pylväsmäiset osat 29 liikkuvat hitsausrobotin 20 kiinteän alustan 18 varassa. Portaalin liikkuvaa osaa 30 liikutetaan kiinteiden pylväsmäisten osien 29 ja hitsausrobotin alustan 18 päällä ja johon tuodaan hitsauspöytä 13 kiinnittimi-neen. Johdekuljettimellä 16 poistetaan hitsattu johde hitsausro-'-· botista. Seuraavat osat 15, 17, 29, 30 ja 19 muodostavat hit-: . 25 sausrobotin ja osat 16, 12 ja 10 ovat hitsauksessa kappaleen tuentaan tarvittavia osia.

• · • · • « *

Kuviossa 7 on esitetty johteiden valmistusvaiheet. Tuotantolinjalla I on esitetty numerolla 20 levyvarasto ja numerolla 21 on 30 esitetty varastosta otettu levy, joka leikataan levyleikkurilla . ,· 22 ja taivutetaan taivutuspuristimella 23. Senjälkeen valmiit • · osat 24 siirretään hitsauskoneeseen 18 kuljettimella 25. Vastaa- • « ‘.. vat toiminnot tehdään ohjainosalle 2 toisella komponenttilinjal-• · la II. Hitsattu johde siirretään hitsauskoneesta 18 toisen 35 kuljettimen 26 avulla välivarastoon 27, jonka jälkeen suoritetaan päiden ja ohjainpintojen työstö hiomakoneessa 28. Kuvioissa 5, 6 ja 7 esitetyllä tavalla järjestetyssä laserhitsauksessa voidaan saavuttaa hissijohteiden vaatima suoruus.

8 97969

Alan ammattimiehelle on selvää, ettei keksintö rajoitu edellä kuvattuihin esimerkkeihin vaan voi vaihdella patenttivaatimuksissa esitetyssä laajuudessa.

5 10 15 20 - 25 « * ( • · · « • · • · • « * 30 • · • · • · » M» * · • · 35

Claims (6)

97969

1. Menetelmä hissin johteen valmistamiseksi, johon johteeseen kuuluu runko-osa (1) ja sen suhteen olennaisesti kohtisuora 5 ohjainosa (2) tunnettu siitä, että - runko-osaan (1) muodostetaan johteen kahden peräkkäisen kiinnityskohdan väliin ainakin yksi alue johteen pituussuunnassa, jossa runko-osan paksuus tai leveys poikkeaa runko-osan muusta leveydestä ja /tai paksuudesta, 10. johteen runko-osa (1) jäykistetään tekemällä runko-osa (1) paksummasta levystä tai taivuttamalla runko-osaa siten, että runko-osan korkeus runko-osan pohjasta ohjainosan juureen on suurempi kuin runko-osan materiaalipaksuus - ohjainosa (2) hitsataan toisesta kapeasta sivustaan runko-15 osaan (1).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä johteiden valmistamiseksi tunnettu siitä, että mittatoleranssit ja johteen suoruus tarkennetaan lisäaineen syötöllä. 20

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä johteiden valmistamiseksi tunnettu siitä, että runko-osa (1) tuetaan pöy-tään (13) hitsauskiinnittimien (12) avulla ja ohjainosan (2) kiinnitys tapahtuu siirtolaitteen (10) avulla. '.25 * * « · I •j

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä johteiden valmista-miseksi tunnettu siitä, että johteen mitat kalibroidaan • · '·' lisäaineen syötön ja ilmaraon säädön avulla· • » * • · «

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä johteiden valmista- .·. miseksi tunnettu siitä, että johdeprof iilissa on » · · · * viiste, kevennys tai kapeampi hitsaussauma, joka tehdään ennen ’·’ *. hitsausta tai johdepintana käytetään valmiiksi työstettyä kappa-·’»,'· *.· letta. ’-’.as • t I , · .

6. Jonkin edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä tunnet- t u siitä, että runko-osan (1) korkeus ohjainosan (2) suunnassa ‘ on suurempi kuin runko-osan (1) alkuperäinen ainespaksuus. 10 97969