GR1009292B - Πλανητικο συστημα μεταδοσης και ελεγχου κινησης σε ανελκυστηρες - Google Patents

Abstract

Η παρούσα ευρεσιτεχνία στοχεύει στην αντικατάσταση των τροχαλιών τριβής και του μειωτήρα στροφών, τύπου ατέρμονα - κορώνας, που χρησιμοποιούνται στους απλούς ανελκυστήρες ανάρτησης φορτίων με συρματόσχοινα. Η αντικατάσταση θα γίνει από ένα σύνθετο (με πρωτεύον και δευτερεύον) πλανητικό σύστημα Wolfram με οδοντωτούς τροχούς, στο οποίο (στην κινούμενη στεφάνη του δευτερεύοντος πλανητικού) έχουν διαμορφωθεί εξωτερικά του αύλακες, όμοιοι με αυτούς της τροχαλίας που αντικαθιστά. Η πρόταση αναφέρεται στην αντικατάσταση του μηχανισμού ατέρμονα - κορώνα που υπάρχει στα συμβατικά (παλιά) ασανσέρ, με ένα πλανητικό σύστημα οδοντωτών τροχών τύπου Wolfram, ιδίων διαστάσεων με αυτό της παλιάς τροχαλίας τριβής, καλύτερου βαθμού απόδοσης στις οδοντώσεις, μεγαλύτερης αντοχής σε μηχανικές καταπονήσεις, ικανό για ομαλότερη και αθόρυβη λειτουργία χωρίς κραδασμούς (λόγω κεκλιμένων οδοντώσεων) και αυτό-ασφαλιζόμενου, ώστε να μην επιτρέπεται η ανεπιθύμητη κινηματική του.

Description

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ

          Πλανητικό σύστημα μετάδοσης και ελέγχου κίνησης σε ανελκυστήρες

 Η παρούσα ευρεσιτεχνία παρουσιάζει την τοποθέτηση ενός μηχανολογικού συστήματος στους ανελκυστήρες με συρματόσχοινα, ο οποίος θα συμπεριφέρεται σαν μειωτήρας στροφών και τροχαλία τριβής, ταυτόχρονα.

 Η πρόταση αναφέρεται στην αντικατάσταση του μηχανισμού ατέρμονα - κορώνα και της τροχαλίας τριβής, που υπάρχουν στα συμβατικά ασανσέρ, με ένα πλανητικό σύστημα οδοντωτών τροχών τύπου Wolfram, ιδίων διαστάσεων με αυτό της παλιάς τροχαλίας, καλύτερου βαθμού απόδοσης, μεγαλύτερης αντοχής σε μηχανικές καταπονήσεις (λόγω ταυτόχρονης εμπλοκής πολλών οδόντων μεταξύ των γραναζιών), ικανό για ομαλότερη και αθόρυβη λειτουργία (χωρίς κραδασμούς, λόγω κεκλιμένων οδοντώσεων) και αυτό-ασφαλιζόμενου, ώστε να μην επιτρέπει ανεπιθύμητη κίνηση (να φρενάρει από μόνο του).

Ένας αρκετά διαδεδομένος τύπος ανελκυστήρων προσώπων ή φορτίων σε πολυκατοικίες και οικοδομές μεγάλου ύφους, είναι αυτός που τα φορτία (θαλαμίσκος και αντίβαρα) αναρτώνται με συρματόσχοινα πάνω στην τροχαλία τριβής. Θεωρείτε απλός, οικονομικός και ευκολοσυντήρητος μηχανισμός. Αποτελείται από: τον αναρτώμενο θαλαμίσκο, μέσα στον οποίο τοποθετούνται τα φορτία που μεταφέρονται κατακόρυφα, καθώς επίσης και από τα συρματόσχοινα που στην μια τους άκρη είναι στερεωμένος ο θαλαμίσκος και στην άλλη αναρτώνται τα αντίβαρα.

Τα συρματόσχοινα τυλίγονται στην τροχαλία τριβής, όχι σε όλη της την περιφέρεια. Μέρος της τροχαλίας έρχεται περιμετρικά σε επαφή με αυτά. Το μήκος του κάθε συρματόσχοινου που περιελίσσεται στην τροχαλία πρέπει να δημιουργεί ικανή τριβή, μεταξύ συρματόσχοινου και των παρειών των αυλακών της τροχαλίας, ώστε να μην ολισθαίνει. Με τον τρόπο αυτό μέσω της τροχαλίας, από την μια πλευρά κρέμεται ο θαλαμίσκος και από την άλλη πλευρά της το αντίβαρο, για αντιστάθμιση. Η τροχαλία είναι κομπλαρισμένη με σφήνα ή πολύσφηνα σε άτρακτο, η οποία με την σειρά της εδράζεται με ρουλεμάν σε σταθερή βάση. Η άτρακτος συνδέεται διαμέσου ενός μειωτήρα στροφών (τύπου ατέρμονα κοχλία και κορώνας) στον ηλεκτροκινητήρα.

 Ο μειωτήρας στροφών (ατέρμον - κορώνα) παρουσιάζει ικανότητα αυτασφάλισης, δηλαδή αν δεν περιστραφεί η κινητήρια άτρακτος, δεν μπορεί να περιστραφεί ο μειωτήρας και η τροχαλία από το βάρος των φορτίων. Ο ανελκυστήρας παραμένει ακίνητος αν δεν ενεργοποιηθεί ο ηλεκτροκινητήρας. Βάση νομοθεσίας πρέπει να υπάρχει και ένα επιπλέον σύστημα πέδησης, το οποίο συνήθως τοποθετείται ανάμεσα στον μειωτήρα στροφών και τον ηλεκτροκινητήρα.

 Επιπλέον, διάφορα βοηθητικά συστήματα διευκολύνουν την ασφαλή κίνηση του θαλαμίσκου (όπως ράγες, τροχαλίες εκτροπής συρματόσχοινου, συστήματα πέδησης έκτακτης ανάγκης, αποσβεστήρες λαδιού ή ελατηρίων κ.α.).

 Οι τροχαλίες τριβής που χρησιμοποιούνται στους ανελκυστήρες συνήθως κατασκευάζονται από χυτοσίδηρο. Λαμβάνουν κίνηση από τον ηλεκτροκινητήρα, μέσω της κορώνας του μειωτήρα, την μεταδίδουν μέσω τριβής στα συρματόσχοινα ανάρτησης, με αποτέλεσμα την κίνηση του θαλάμου. Η ασφαλής λειτουργία εξασφαλίζεται εξαιτίας του υψηλού συντελεστή τριβής μεταξύ του συρματόσχοινου και του υλικού της τροχαλίας.

Οι τροχαλίες τριβής έχουν αρκετά μεγάλο βάρος, διότι η σχέση μεταξύ της ονομαστικής διαμέτρου τους και της ονομαστικής διαμέτρου των συρματόσκοινων ανάρτησης, πρέπει να είναι κατά το ελάχιστο ίση με 40. Επιπλέον, για εξασφάλιση συνεχόμενων συνθηκών τριβής (μεταξύ τροχαλίας και συρματόσχοινων), χρησιμοποιούνται τουλάχιστον τρία συρματόσχοινα. Για την κάλυψη των άνω προδιαγραφών, οι διαστάσεις των τροχαλιών είναι τυποποιημένες. Διαμορφώνονται με κατεργασίες αφαίρεσης υλικού, στην πλήμνη και στην εξωτερική περίμετρο της στεφάνης τους.

Η κίνηση του συστήματος προέρχεται από τον ηλεκτροκινητήρα, ο οποίος εργάζεται στις ονομαστικές στροφές του και μπορεί να περιστραφεί αριστερόστροφα και δεξιόστροφα. Η επιλογή του γίνεται λαμβάνοντας υπόψη τόσο τα φορτία όσο και τις ροπές αδρανείας που πρέπει να υπερνικηθούν. Οι ροπές αδρανείας προέρχονται από τα κινούμενα και τα περιστρεφόμενα εξαρτήματα όπως, ο θαλαμίσκος, τα αντίβαρα, τα τυχόν φορτία, η τροχαλία, η άτρακτος, τα έδρανα και το μειωτήρα στροφών.

Στην πράξη, για να ξεκινήσει ένας ανελκυστήρας να εργάζεται, απαιτείται αρχικά μεγάλη στρεπτική ροπή, που να εξουδετερώνει τις παραπάνω ροπές αδρανείας, καθώς επίσης και τις δυνάμεις οριακής τριβής που αναπτύσσονται μεταξύ των οδοντωτών τροχών του μειωτήρα, στα ρουλεμάν, στις σιδηροτροχιές του θαλαμίσκου και των αντίβαρων πάνω στις αντίστοιχες σιδηροτροχιές.

Ένας συνηθισμένος μονοφασικός ή τριφασικός ηλεκτροκινητήρας έχει ονομαστικό αριθμό στροφών 1200 μέχρι 1500 rpm με μικρή ροπή. Ο μειωτήρας αναλαμβάνει να μειώσει τις στροφές του κινητήρα και να αυξήσει την ροπή περιστροφής της τροχαλίας που είναι συνδεδεμένη με τον μειωτήρα. Ο βαθμός απόδοσης του συστήματος ατέρμονα κορώνα είναι σχετικά μικρός και απαιτεί πολύ ιδιαίτερη έδραση, λίπανση και έλεγχο των οδοντώσεων, διότι υπόκεινται σε μεγάλες καταπονήσεις.

Τα πλανητικά συστήματα οδοντωτών τροχών είναι η πιο εξελιγμένη μορφή των μηχανισμών ελέγχου ροπής και στροφών, που μεταδίδονται από ένα κινητήρα στα κινούμενα εξαρτήματα. Απαρτίζονται από οδοντωτούς τροχούς με συγκεκριμένες οδοντώσεις και γεωμετρίες και βρίσκονται συνεχώς σε εμπλοκή. Αποτελούνται από ένα κεντρικό οδοντωτό τροχό που καλείται Ήλιος, στον οποίο περιφερειακά του συμπλέκονται άλλοι (συνήθως δύο, τρεις ή τέσσερεις) οδοντωτοί τροχοί, που περιστρέφονται ως προς τον εαυτό τους και σε κυκλική τροχιά ως προς το κέντρο του Ήλιου. Αυτοί, λόγω της τροχιάς τους καλούνται πλανήτες και βρίσκονται σε σταθερή απόσταση μεταξύ τους, ώστε να μην έρθουν ποτέ σε επαφή. Για να επιτευχθεί αυτό, στηρίζονται στα κέντρα τους σε έναν κοινό φορέα. Ο φορέας αυτός δεν στηρίζεται πουθενά αλλού και περιστρέφεται ομόκεντρα με τον Ήλιο. Τέλος μια εξωτερική στεφάνη (οδοντωτός τροχός με εσωτερική οδόντωση) περικλείει όλους τους πλανήτες μέσα της, εμπλέκεται με κάθε πλανήτη συνεχώς KOL είναι τοποθετημένη ομόκεντρα με τον άξονα του Ήλιου.

 Τα σύνθετα πλανητικά συστήματα γραναζιών είναι μια σύνθεση τουλάχιστον δύο απλών πλανητικών συστημάτων μεταξύ τους, με διάφορους τρόπους. Πιο συγκεκριμένα μπορεί να ενωθούν μεταξύ τους με ειδικά εξαρτήματα, εξασφαλίζοντας κοινές γωνιακές ταχύτητες. Συνεπώς η ένωση των εξαρτημάτων δεν σταματάει τους μηχανισμούς, αλλά περιορίζει τις γωνιακές ταχύτητες των κοινών εξαρτημάτων. Επίσης, σύνθετα πλανητικά συστήματα είναι δυνατόν να συνθέτονται καίαπό σύζευξη ελλιπών πλανητικών συστημάτων μεταξύ τους. Ένα τέτοιο πλανητικό σύστημα είναι το σύστημα τύπου Wolfram, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1, το οποίο δημιουργείται από την σύζευξη μεταξύ δυο επιμέρους απλών πλανητικών συστημάτων (πρωτεύον και δευτερεύον), με κοινό φορέα (4) και συνδεδεμένους πλανήτες (2) και (5) μεταξύ τους. Στο δευτερεύον πλανητικό σύστημα απουσιάζει ο ήλιος του. Η στεφάνη του πρωτεύοντος πλανητικού συστήματος (3) είναι ακίνητη, ενώ η στεφάνη του δευτερεύοντος πλανητικού είναι κινούμενη (6).

Η είσοδος των στροφών θα γίνει απευθείας από τον ηλεκτροκινητήρα στον ήλιο (1) του πρώτου πλανητικού και η έξοδος των στροφών γίνεται από την στεφάνη του δεύτερου πλανητικού (6).

Στην ευρεσιτεχνία αυτή παρουσιάζεται η καινοτομία της αντικατάστασης της τροχαλίας τριβής και του μειωτήρα στροφών, των απλών ανελκυστήρων, από ένα σύνθετο (με πρωτεύον και δευτερεύον) πλανητικό σύστημα τύπου Wolfram με οδοντωτούς τροχούς, Σχήμα 2.

 Για να εκπληρωθεί η εν λόγω αντικατάσταση θα πρέπει η συνδεσμολογία να γίνει ως εξής: η τροχαλία και ο μειωτήρας στροφών του παλιού ανελκυστήρα θα αποσυναρμολογηθούν και στην θέση της τροχαλίας θα τοποθετηθεί όλο το σύνθετο πλανητικό σύστημα. Στην κινούμενη στεφάνη του δευτερεύοντος πλανητικού συστήματος, στην οποία προηγουμένως θα διαμορφωθούν μηχανουργικά αύλακες στην εξωτερική της περιφέρεια, ώστε εξωτερικά να μοιάζει με την τροχαλία τριβής που αντικατέστησε, θα τοποθετηθούν τα συρματόσχοινα. Η στήριξη του πλανητικού συστήματος θα γίνει μέσω του Ήλιου στην παλιά άτρακτο της τροχαλίας του ανελκυστήρα και στην στεφάνη του πρωτεύοντος πλανητικού, η οποία θα πρέπει να είναι ακίνητη (όπως προκύπτει από την κινηματική ανάλυση του συγκεκριμένου πλανητικού συστήματος).

 Τα οφέλη που προσδοκόνται από την άνω αντικατάσταση είναι: 1) Η διάταξη του σύνθετου πλανητικού συστήματος Wolfram εξασφαλίζει την μην αναστρέψιμη περιστροφική κίνηση της τροχαλίας - στεφάνης. Δηλαδή αν δεν περιστρέφεται ο ηλεκτροκινητήρας δεν θα κινείται και ο θάλαμος. Σε περίπτωση βλάβης του ανελκυστήρα, λόγω του υψηλού βαθμού απόδοσης των οδοντοκινήσεων του σύνθετου πλανητικού συστήματος, ο θαλαμίσκος θα μπορεί να κινηθεί με πολύ μεγάλη ευκολία περιστρέφοντας με χειροστρόφαλο τον Ήλιο του πρωτεύοντος πλανητικού. 2) Μπορούν να παραλαμβάνονται μεγαλύτερα φορτία και να παρουσιάζουν μεγαλύτερη αντοχή σε μηχανικές καταπονήσεις, ιδιαίτερα με την χρησιμοποίηση οδοντωτών τροχών κεκλιμένης οδόντωσης. 3) Οι οδοντωτοί τροχοί κεκλιμένης οδόντωσης διασφαλίζουν ομαλότερη, αθόρυβη και χωρίς κραδασμούς λειτουργία του συστήματος. 4) Η μεταφερόμενη ισχύς μοιράζεται αναλογικά σε περισσότερα στοιχεία μηχανισμού, με μεγάλο πλήθος οδόντων σε συνεχόμενη εμπλοκή, οπότε αυτά καταπονούνται λιγότερο και παρουσιάζουν λιγότερες φθορές, σε αντίθεση με την παλιά περίπτωση κορώνας και ατέρμονα κοχλία όπου μετείχαν το πολύ 3,5 δόντια. 5) Τα γρανάζια είναι τυποποιημένα στοιχεία και μπορούν να αντικατασταθούν εύκολα και οικονομικά. 6) Ο βαθμός απόδοσης του πλανητικού συστήματος είναι μεγαλύτερος από αυτόν του μειωτήρα ατέρμονα - κορώνα. 7) Η σχέση μετάδοσης είναι ευέλικτη και μπορεί να αποδώσει ανυψωτική ισχύ ακόμη και με μικρότερο ηλεκτροκινητήρα (Απαραίτητη πάντα είναι η εκπόνηση σχετικής μελέτης).

Claims (5)

ΑΞΙΩΣΕΙΣ Πλανητικό σύστημα μετάδοσης και ελέγχου κίνησης σε ανελκυστήρες

1)  Αντικατάσταση της τροχαλίας τριβής και του συστήματος μειωτήρα ατέρμονα -κορώνας, σε ανελκυστήρες συρματόσχοινων, από σύνθετο (διπλό) πλανητικό σύστημα οδοντωτών τροχών.

2)   Χρήση πλανητικού συστήματος τύπου Wolfram σε ανελκυστήρες με συρματόσχοινα.

3)   Χρήση πλανητικού συστήματος τύπου Wolfram σε ανελκυστήρες με συρματόσχοινα, σαν μηχανισμός ασφάλισης σε περιπτώσεις μη επιθυμητής κίνησης.

4)  Στην στεφάνη του δευτερεύοντος πλανητικού συστήματος τύπου Wolfram, διαμορφώνονται εξωτερικά αύλακες, για χρήση της και σαν τροχαλία τριβής συρματόσχοινων.

5)  βάσει της αξίωσης 1, της αξίωσης 2, της αξίωσης 3 και της αξίωσης 4, διαμόρφωση των γραναζιών με κεκλιμένη οδόντωση για ικανότητα παραλαβής μεγαλύτερων φορτίων και αθόρυβη λειτουργία.