FI99203B - Liukuohjain - Google Patents

Description

99203

LIUKUOHJAIN

Keksinnön kohteena on hissin liukuohjain hissikoria tai vastapainoa varten, joka liukuohjain käsittää rungon, jossa on kiinnityselimet rungon kiinnittämiseksi koriin/vastapainoon ja 5 johon runkoon liukuohjaimen liukuosa on kiinnitetty joustavan ja vaimentavan materiaalin välityksellä.

Hissin korin "ia vastapainon ohjaimien tulee pitää hissin kori ja vastapaino suunnitellussa asemassa johteisiin nähden tarraustilanteessa, so. hätäpysäytyksen aikana. Ohjaimien 10 kuluminen ei saa aiheuttaa mahdollisuutta, että kori joutuisi pois johdelinjasta mistä syystä liukumateriaalin kulumiskestävyys on merkittävä. Ohjaimien on siedettävä hissistandardeissa määritellyt epäkeskeiset korin kuormavoimat. Vaativina tapauksina voidaan pitää kaltevissa 15 kuiluissa kulkevia hissejä, joissa suurten kuormavoimien takia käytetään pääsääntöisesti rullaohjaimia. Myös nopeissa hisseissä, joissa korin nopeus on yli 2,5 m/s, käytetään ohjaimien kulumisen ja ajomukavuuden vaatiman pehmeämmän jouston takia rullaohjaimia.

20 Ohjaimien vaatimuksena on myös vaimentaa korin pystysuorasta liikkeestä ja johdelinjan suoruusvirheistä syntyviä korin sivusuuntaisia kiihtyvyyksiä, johteista liikkeen seurauksena syntyviä värähtelyjä ja ääniä sekä muita korin liikkeeseen vaikuttavia tekijöitä kuten aeroc Tiaamisia vaikutuksia.

25 Liukuohjaimen rakenne, asennustapa, asennustyön määrä ja jälkisäätöjen tarve ovat vähäisemmät ja yksinkertaisemmat kuin rullaohjäimien, mistä syystä niiden käyttö on edullisempaa ja niiden rakennetta kannattaa kehittää silmälläpitäen suurempia korin nopeuksia ja parempaa joustoa ja sivuttaiskiihtyvyyksien 30 vaimennuskykyä.

2 99203

Ohjaimien sallimaa sivusuuntaista korin liikettä rajoittaa korissa oleva ovikoneisto, joka yhdessä kuilun mittatoleranssien kanssa vaikuttaa kerrostasojen ovien käyttömekanismin toimivuuteen. Korin kallistuma esimerkiksi 5 epäkeskeisen kuorman takia on kompensoitava ohjainvoimien avulla korin saapuessa nk. ovialueelle.

Verrattuna rullaohjaimiin on kiinteästi rakennetulla liukuohjaimella pienempi jousto. Rullaohjatun korin liike tuntuu sen vuoksi pehmeämmältä sivuttaiskiihtyvyyksien ollessa 10 pienempiä. Haittapuolena on rullaohjäimien korkeampi hinta koska pyörivän liikkeen laakerointi, jousitus ja nivelöidyt rungot johtavat suurempaan osien lukumäärään ja pitempään valmistusprosessiin. Rullaohjäimissä ohjainvoimia rajoittaa myös rullan relaksaatio so. seisonta-aikana rullan pinta 15 painuu johdetta vasten, jolloin rullan ja johteen kontaktikohta suurenee ja jolloin syntyy rullan pyöriessä hitaasti häviävä tasomainen alue, joka aiheuttaa rullan epäkeskeisyyttä. Liukuohjäimissä tätä ongelmaa ei esiinny, koska kontaktialue on tasomainen.

20 Liukuohjain sisältää käytössä kuluvan liukupalan, joka on : vaihdettava varaosa. Liukuohjäimiä käytetään yleensä hisseissä, joiden korin nopeus on korkeintaan 2,5 m/s. Liukupalat valmistetaan yleisesti muovista tai elastomeerista, jolla on rajoitettu paineen ja liukunopeuden kesto. Useimmat 25 1lukumateriaalit kestävät hissikäytössä pienellä liukunopeudella kohtisuoraa kuormavoiman aiheuttamaa painetta 250 N/cm2. Nopeuden kasvaessa 2,5 m/s:iin on sallittu paine noin 150 N/cm2. Mikäli liukupintaa halutaan kuormittaa enemmän, on sallittava ohjainpintojen voimakkaampi kuluminen.

: 30 Nykyisin käytettävät liukupalat ovat joko polyuretaani-, polyamidi- tai polyuretaanipohjaisia muoveja.

3 99203

Polyuretaanipohjaiset materiaalit ovat elastomeereja, joille on ominaista suuri kimmoinen muodonmuutoskyky ja hyvä värähtelyn vaimennus. Muilla kuin edellä mainituilla materiaaleilla kuluminen muodostuu kokemusten mukaan liian 5 nopeaksi.

Liukukitka riippuu liukupalan materiaalista, johteen pinnankarheudesta ja voiteluaineesta. Elastomeerien kitka on korkea. Polyamidien ja etyleenien tyypillinen kitkakerroin on 0,3 - 0,4, kun uretaanin kitkakerroin voi olla 0,8 - 0,9 10 voitelemattomana. Varsinkin uretaanilla staattisen ja dynaamisen kitkan ero voi olla suuri. Kun johteen pinnan karheus on pieni (ra<0,05pm), niin muovien ja elastomeerien kitka kasvaa voimakkaasti. Samoin suurilla pinnankarheuksilla (ra>0,2pm) on kitka korkea. Pienin kitka ja kuluminen 15 saavutetaan mainittujen arvojen välisellä johteen pinnankarheuden alueella. Liukupalan materiaali vaikuttaa ensisijaisesti lepokitkaan ja liukukitkaan. Mitä epätasaisempi johde on sitä kovempi liukupintamateriaali kannattaa valita, koska pinnankarheuden optimialue riippuu kontaktissa olevien . 20 osien kovuuksista. Tyypillinen hisseissä käytettävän : liukuohjaimen liukupalan kovuus on välillä 49 - 95 Shore D- ; asteikolla mitattuna.

Hisseissä polyuretaanisia ohjainpaloja on käytetty laajasti uretaanin vaimennuskyvyn ja kohtalaisen kulumiskestävyyden 25 takia. Komposiittimateriaaleilla on huomattavasti parempi vaimennuskyky, pieni kitka ja parempi kulumiskestävyys. Muiden kuin em. materiaalien tarjoama mahdollisesti pienempi kitka on ·. saatu käyttämällä kovempaa muovia, jolloin hissitekniikassa tärkeä ohjaimien vaimennus yleensä kärsii.

« * « 1 · 4 99203

Hissikorin tai vastapainon ohjaimen ja johteen välisen kitkan merkitystä voidaan arvioida staattisen kitkan, dynaamisen kitkan ja liukukitkan vaikutusten perusteella. Staattinen kitka vaikuttaa korin liikkeellelähdön aikana ja sen suuruus 5 riippuu paitsi materiaalista ja voitelusta myös hissin seisonta-ajasta kerroksessa, koska voiteluainekalvo ohenee nopeuden ollessa nolla. Staattisen kitkan suuruus vaikuttaa koneiston mitoitukseen, koska hissin verkosta ottama maksimiteho tarvitaan liikkeelle lähdettäessä, jolloin 10 moottorin hyötysuhde, mekaanisen välityksen muut kitkatekijät ja kuorman aiheuttama inertia ovat maksimissaan. Suuri staattinen kitka johtaa kalliimpaan koneistoon ja suurempiin käyttö- ja energiakustannuksiin. Staattisen kitkan suuruus riippuu myös korin hetkellisestä kuormasta, tasapainotuksesta 15 ja hissin tyypistä. Epäkeskeisesti sijoitetuissa koreissa ja vinoissa kuiluissa ohjainvoimat ja siten kitkavoimat ovat suuria. Tämän vuoksi on edullista pyrkiä materiaaliin, jonka staattinen kitka riippuu mahdollisimman vähän ohjainvoimien muutoksista.

20 Dynaaminen kitka vaikuttaa hissin ajonaikaiseen energiankulutukseen, joka tarvitaan korin liikkeen ja • · ·;·1 kiihtyvyyksien pitämiseksi halutun suuruisina. Dynaamisen • · .·. kitkan absoluuttisella suuruudella ei ole ratkaisevaa • · »· 1 merkitystä ajolaadun kannalta. Pienikitkainen ohjain on »· · T: 25 kuitenkin edullisempi pienemmän energiahäviön takia.

Liukukitkan riippuvuus nopeudesta on merkityksellinen. Jos m · ·1· ·;·. kitkakerroin pienenee liukunopeuden kasvaessa, on systeemi värähtelyjen vaimennuksen suhteen epästabiilimpi kuin jos • 1 ^ 0 · kitkakerroin pysyy vakiona tai nousee. Liukukitkan riippuvuus « • · · / 30 kuormavoimista on haitallinen. Kitkavoimat eivät saa muuttua • · • · I olennaisesti, vaikka korin kuorma muuttuu ajon aikana.

··« 99203 5

Ohjainkitkan pienentämiseksi käytetään liukuohjäimillä varustetuissa hisseissä erillistä voitelulaitetta, johon ajoittain lisätään voiteluöljyä ja joka levittää öljyn johteeseen korin tai vastapainon mukana liikkuessaan.

S Ohjainkitkan pienentämiseksi käytetään myös rasvavoitelua, jossa johteet rasvataan korkeaviskositeettisella rasvalla ajoittain. Rasvavoitelu on kestovoitelumenetelmä kun taas öljyvoitelua voidaan pitää jatkuvavoitelumenetelmänä.

Esimerkiksi julkaisusta US 4,271,932 tunnetaan hissin 10 liukuohjain, joka käsittää johdetta vasten olevan muovisen liukuosan ja solumaista muovia, kuten polyuretaania olevan välikerroksen, joka on liukuosan ja liukuohjaimen rungon välissä.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada uusi 15 liukuohjain, joka aiempaa paremmin toteuttaa edellä esitetyt hissin liukuohjäimille asetetut vaatimukset. Tämän toteuttamiseksi keksinnölle on tunnusomaista, että liukuohjaimen johdetta vasten oleva liukupinta on muodostettu kuitulujitteisesta polymeeristä. Keksinnön eräille muille • · · 20 edullisille suoritusmuodoille on tunnusomaista epäitsenäisissä • · patenttivaatimuksissa määritellyt ominaispiirteet.

• · · • · * • · · 9 : Keksinnön mukaisella liukupalalla saavutetaan kitkakerroin 0,1 »·· 9 m

Uj - 0,2. Liukupalan kulumiskestävyys on kuitulujitteen ansiosta ·♦# · olennaisesti parempi kuin aiemmissa ratkaisuissa. Tämän 25 johdosta liukupalaa ei tarvitse vaihtaa yhtä usein kuin m 9 9 9 monoliittisesta muovista tehtyä osaa. Pienemmän kulumisen 999 9 9 9 * ansiosta liukupalaa voidaan käyttää sekä suuremmalla korin nopeusalueella että suuremmilla ohjaimen kuorma voimilla.

··· • * · .·* j Liukupalan liukupinta on kova ja sillä on matala kitkakerroin.

* ·· • » 30 Edelleen liukupinnan lujuuden ansiosta voidaan käyttää aiempaa 6 99203 huomattavasti pehmeämpää polymeeriä ohjainpalan runko-osassa. Runko-osan polymeerin kovuus voidaan valita 10-50 Shore A -asteikolla. Tällöin samaan vaihtokelpoiseen osaan saadaan sekä hyvä värähtelyjen vaimennus että pieni kitka. Näin ollen 5 hissin liikkeellelähdön vaatima moottorin momentti pienenee ja rakenteen elastiset joustot pienenevät. Kitkan nopeus- ja paineriippuvuus pienenevät. Siten voidaan käyttää suurempia kuormavoimia esimerkiksi tav?.rahisseissä tai epäkeskeisissä hissilayouteissa kuten ns. selkäreppuhisseissä, jotka 10 kannatetaan korin toiselta laidalta, ja joissa korin ja kuorman johteisiin aiheuttama tukireaktio on suuri.

Kun keksinnön mukaisen ratkaisun ansiosta liukuosan kulumiskestävyys on olennaisesti aiempaa parempi ja kitka pienempi, niin ohjainpalaa voidaan käyttää ilman johteen 15 voitelua. Nopeammissa hisseissä voidaan käyttää kestovoitelua, jolloin johteet rasvataan vain kun uudet liukupalat asennetaan tai vaihdetaan hissiin.

Ohjainpalan liukupinnan lujuutta ja kulumiskestävyyttä voidaan säätää muuttamalla kuitulujitteen laatua, suuntaisuutta ja t · · 20 tilavuusosuutta liukuosassa. Liukupalan pintaosan muodon, » · paksuuden ja kovuuden sekä pohjaosan muodon ja kovuuden avulla • « · » · · ’·1 ’ voidaan valita haluttu kitkakertoimen ja vaimennuksen • · · :·1/ yhdistelmä, i • »t · % ·· : Keksintöä kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisesti sen eräiden 25 suoritusmuotojen avulla viitaten piirustuksiin, joissa • · · > · » ··· ΓΓ: - kuvio 1 esittää hissikorin osaa, jossa on liukuohjain, m m · · - kuvio 2 esittää keksinnön mukaista liukuohjainta, t : • · - kuvio 3 esittää liukupalan osaa suurennettuna, • ψ · 99203 7 - kuvio 4 esittää erilaisia liukupinnan muotoja ja - kuvio 5 esittää liukupalan p-v-käyrää.

Kuviossa on kuvattu hissikorin ripustus ja tukeutuminen johteisiin. Hissikori 2 on tuettu korikehykseen 4, johon on 5 kiinnitetty nostoköysistö 6. Hissikoneisto liikuttaa nostoköysistö 6 välityksellä koria 2 hissikuilussa sinänsä tunnetulla tavalla. Hissikuilun seiniin on kiinnitetty hissijohteet 8, joissa on selkäosa 10, josta johde on kiinnitetty kuilun seiniin, ja ohjausosa 3, johon hissikorin 10 ohjain 12 tukeutuu. Johde on poikkileikkaukseltaan T- muotoinen, jolloin T:n hattu muodostaa selkäosan 10 ja T:n varsi ohjausosan 3. Johteen ohjausosassa on kolme ohjauspintaa. Kaksi pintaa 14 ja 16 on kohtisuorassa selkäosaa vasten T:n varren vastakkaisilla puolilla ja kolmas pinta 18 15 T:n varren päässä yhdensuuntaisena selkäosan 10 kanssa.

Korikehykseen on 4 on ankkuroitu esimerkiksi pulteilla ohjaimen kiinnitysjalusta 20. Ohjaimen runko 22 on kiinnitetty kiinnitysjalustaan ja ohjaimen liukuosa 24 on sovitettu ·, runkoon 22 järjestettyyn uraan. Liukuosan liukupinnat * : 20 vastaavat johteen kolmeen ohjauspintaan 14, 16 ja 18. Ohjaimen « rakenne on tarkemmin kuvattu jäljempänä kuvioiden 2-4 avulla. Vaikka tässä selityksessä keksintöä kuvataan hissikorin • ohjaimeen viitaten, on ymmärrettävä, että yhtä hyvin kyseessä • voi olla vastapainon ohjain.

*· 25 Ohjaimen rakenne on kuvattu kuviossa 2. Kiinnitysjalustaan 20 on kiinnitetty ohjaimen runko 22 tai jalusta ja runko on ,·. muodostettu yhdeksi kappaleeksi. Ohjaimen runko on muodostettu poikkileikkaukseltaan U-muotoiseksi kappaleeksi, jonka »* : sakaroiden 26 ja 28 väliseen uraan hissin johde on sovitettu «· 30 hissin liikkuessa. Ohjaimen rungon sakaroihin on järjestetty 8 99203 tapit 30, joilla ohjainpala kiinnitetään rungon sisäpintaan, jolloin ohjainpala ulottuu koko uran pituudelle ja kattaen uran pohjan ja seinämät. Ohjainpala koostuu ohjainpalan pohjaosasta 32 ja ohjainpalan pintaosasta 34, joka muodostaa 5 ohjaimen liukupinnan. Pohjaosa 32 on kiinnitetty ohjaimen runkoon 22 kiinnitystapeilla 30. Pintaosa 34 on kiinnitetty pohjaosan 32 pintaan edullisesti suoraan ruiskupuristusmuotissa, mutta pinta- ja pohjaosa voidaan kiinnittää toisiinsa esimerkiksi liimaamalla tai muulla 10 vastaavalla, tarkoitukseen soveltuvalla menetelmällä. Ohjaimen ohjainpala on irrotettavissa ja vaihdettavissa uuteen huollon tai asennuksen yhteydessä.

Koska pohjaosa on lujuudeltaan selvästi pintaosaa heikompi syntyy pohjaosan kokoonpuristuessa pintaosaan poikittainen 15 vetojännitys. Tämän vuoksi pintaosassa käytetään seuraavassa kuvattavaa ristikkäistä kuitulujitetta.

Ohjainpalan pohjaosa 32 on pehmeää polymeeriä tai • · · elastomeeria, jonka kovuus on durometriasteikolla mitattuna • » • " 10A - 100A tai Shore D asteikolla mitattuna 0-60. Pohjaosan » · « • · 20 materiaali on pehmeä, joustava ja vaimentava. Ohjainpalan pintaosan 34 materiaalin lujuus on vähintään 0,5 Gpa ja • · * · V kimmokerroin (Youngin moduli) 40 Gpa ohjaimen liukusuunnassa • · ja liukusuuntaa vastaan kohtisuorassa suunnassa. Ohjainpalan pintaosa 34 muodostuu (kuvio 3) matriisiaineesta 38 ja 25 kuitulujitteesta 40. Matriisiaine 38 on polymeeriä ja kuitulujite 40 esimerkiksi hiili-, aramidi- tai lasikuitua.

• · : Kuitulujitteella 4C muodostetaan pintaosaan 34 ristikkäiskudos • · ·. siten, että lujittavan kuidun tilavuusosuus on riittävä edellämainitun lujuuden ja kimmokertoimen saavuttamiseksi.

I · ,·; 30 Tämän saavuttamiseksi kuituluj itteen tilavuusosuus on suurempi I · kuin 65 % pintaosasta. Tällä lujitteen 40 ja 99203 9 polymeerimatriisin 38 seossuhteella ohjainpalan pintaosan kitkakerroin terästä vasten on enintään 0,25. Tässä kuvatulla rakenteella ohjainpalan pohjaosalle 32 sallitaan vähintään 50 % kokoonpuristuma ohjainvoimien vaikutuksesta ilman että 5 pintaosa 34 murtuu.

Paitsi kuvion 2 mukaista ohjainapalan pintaosan rakennetta, jossa pintaosa kattaa koko ohjaimen uran alueen, voidaan keksinnön mukaista rakennetta soveltaa erilaisissa liukupinnan muodoissa. Eräässä sovellutusmuodossa liukupinta ulottuu 10 pohjaosan reunojen yli ja peittää siten hieman pohjaosan sivupintaakin. Kuvioissa 4a, 4b, 4c ja 4d on kuvattu eräitä suoritusesimerkkejä, joissa liukupinta kattaa osan pohjaosan alasta. Kuviossa 4a on kaksi rinnakkaista suorakaiteen muotoista liukupintaa 41 ja 42. Kuviossa 4b on yksi 15 suorakaiteen muotoinen liukupinta 43. Kuviossa 4c liukupinnan muodostaa ohjaimen liukusuunnassa leveydeltään muuttuva liukupinta 44. Liukusuunnassa useita peräkkäisiä liukupinta- ... alueita 45 on vastaavasti kuvattu kuvion 4d vaihtoehdossa.

• · · • · ,*, Suoritetuissa kokeissa on todettu, että edellä kuvatulla * · * • · ·* 20 rakenteella saavutetaan sellaiset kitkaominaisuudet ja • · ·· : kulumisenkesto, että ohjainpalaa voidaan käyttää johteita * · voitelematta. Kuviossa 5 on kuvattu p-v-käyrät kuitulujitetulle, käyrä 50 ja ilman kuitulujitetta olevalla, käyrä 52, ohjaimelle. Kuitulujitetulla rakenteella päästään 25 selvästi suurempiin korin ja vastapainoon nopeuksiin ja :*. vastaavasti suurempiin liukuohjaimen paineeseen p johdetta • · · T vasten. Käyrissä 50 ja 52 muodostaa ohjaimen kuluminen • · rajoittavan tekijän.

• · ·

Keksintöä on edellä kuvattu sen erään edullisen suoritusmuodon 9 : 30 avulla. Esitystä ei ole kuitenkaan pidettävä patentin ··· suojapiiriä rajoittavana, vaan keksinnön käytännön 10 99203 sovellutukset voivat vaihdella seuraavien patenttivaatimusten määrittämissä rajoissa.

··· »»* ··· V Ψ • m m »· « i» % • · 9 ··» ·· 9 m 9 · m 9 9 9 m 9 9 9 m 9 9 9 99 9 ·

Claims (7)

11 99203 l. Hissin liukuohjain (12) hissikoria (2) tai vastapainoa varten, joka liukuohjain (12) käsittää rungon (22) , jossa on kiinnityselimet rungon kiinnittämiseksi koriin/vastapainoon ja 5 johon runkoon (22) liukuohjaimen liukuosa on kiinnitetty joustavan ja vaimentavan materiaalin (32) välityksellä, tunnettu siitä, että liukuohjaimen (12) johdetta (8) vasten oleva liukupinta (34) on muodostettu kuitulujitteisesta polymeeristä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liukuohjain, tunnettu siitä, että liukupinta (34) on polymeeriä (38), joka on lujitettu hiili-, aramidi- tai lasikuidusta muodostetulla ristikkäiskudoksella (40).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liukuohjain, tunnettu siitä, 15 että liukupinnan lujuus on vähintään 0,5 GPa:ta ja kimmokerroin 40 GPa 1lukusuunnassa ja liukusuuntaa vastaan kohtisuorassa suunnassa.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen liukuohjain, * .* tunnettu siitä, että pohjakerroksen (32) kokoonpuristuma on *: 20 ainakin 50 % ilman, että pintakerros (34) murtuu. •

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen liukuohjain, : tunnettu siitä, että kuitulujitteen (40) osuus liukupinnasta : (34) on suurempi kuin 65 %.

.·. 6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen liukuohjain, tun- • m ·’: 25 nettu siitä, että liukupinta muodostuu kahdesta tai useammasta osasta.

* · » · ;·’ 7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen liukuohjain, ’·· tunnettu siitä, että liukupinnan leveys muuttuu ohjaimen • · ’ kulkusuunnassa. 99203