PL226507B1 - Głowica elektromagnetyczna urządzenia do badania udarności, zwłaszcza mebli na uderzenia pionowe - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest głowica elektromagnetyczna urządzenia do badania udarności, zwłaszcza mebli na uderzenia pionowe.

Badania udarności mebli na uderzenia pionowe przeprowadza się bijakami:

1) o masie 10 kg - badania łóżek dziecięcych wg normy PN-EN 716-2 i kojców mieszkaniowych wg normy PN-EN 12227-2,

2) o masie 25 kg - badania łóżek piętrowych wg normy PN-EN 747-2, mebli mieszkaniowych i do siedzenia wg normy PN-EN 1728, siedzisk szeregowych wg normy PN-EN 12727, stołów laboratoryjnych wg normy PN-EN 13150.

Metodyka badania określa masę bijaka, wysokość spadku oraz liczbę uderzeń. Przykładowo, dla bijaka 10 kg należy wykonać 1000 uderzeń z wysokości 150 mm, a dla bijaka 25 kg 10 uderzeń z wysokości 180/240/300 mm w zależności od intensywności użytkowania mebla.

Wymienione normy definiują tylko sposób wykonania bijaka, natomiast nie definiują urządzenia do realizacji tego badania. W wielu ośrodkach badania udarności mebli przeprowadza się ręcznie. Znane są także urządzenie do badania udarności mebli na uderzenia pionowe z głowicą elektromagnetyczną w których bijak jest zamontowany do pionowego pręta swobodnie poruszającego się w tulei tocznej, a z drugiej strony pręta jest zamocowana tarcza stanowiący zworę elektromagnesu, albo w których głowica elektromagnetyczna jest zamontowana na tłoczysku siłownika pneumatycznego. Badanie za pomocą takich urządzeń urządzenia przebiega tak, że bijak z załączoną głowicą elektromagnetyczną umieszcza się swobodnie np. na dnie badanego łóżka i ustala się dolną pozycję tłoka najczęściej za pomocą czujnika kontaktronowego, bijak podnosi się za pomocą siłownika pneumatycznego na żądana wysokość (położenie górne), ustalone także za pomocą czujnika kontaktronowego, po czym zwalnia się elektromagnes, wówczas bijak opada na badany mebel, zgodnie z wyznaczonym cyklem uderzeń pionowych podnosząc każdorazowo automatycznie bijak. W tego typu urządzeniach skutkiem zastosowanych rozwiązań konstrukcyjnych jest wgniatanie się bijaka w skutek kontaktu (dynamicznego) z głowicą elektromagnesu.

Znane są także urządzenia, jak ujawnione w opisie CN103264818, w których zastosowano fundamentowane ramy wyposażone w półki z których rozpoczyna się swobodny spadek obciążenia. Co istotne w omawianym rozwiązaniu w momencie zwolnienia blokady półki dochodzi do zsunięcia się obciążenia z półki, czego rezultatem jest powstanie składowej poziomej sił zamiast jedynie pożądanych sił pionowych.

Znane są także stanowiska laboratoryjne z bijakiem zamontowanym na układzie bloczków z linką, zwalnianą z uchwytu elektromagnetycznego, ale samo podnoszenie i zablokowanie bijaka jest realizowane ręcznie.

Przykładem może być rozwiązanie ujawnione w opisie US 2763148 w jakim bijak umieszony jest w rurowej prowadnicy po której po odblokowaniu blokady zsuwa się a następnie po opuszczeniu prowadnicy uderza w badany obiekt.

Znane jest także urządzenie według RU2111468, w którym na ramie wsporczej zawieszone jest uderzające w badany obiekt obciążenie, a w zależności od rodzaju prowadzonego testu odbiera się lub dodaje kolejne stopnie swobody poruszającemu się obciążeniu.

Znane rozwiązania cechuje w większości przypadków mała powtarzalność prowadzonych testów, co jest następstwem występowania w łańcuchu kinematycznym znanych urządzeń od kształcalnych lub wydłużających/skracających się elementów albo zmian geometrii obciążenia co przekłada się na dokładność testu. Dlatego celowym było opracowanie urządzenia do badania udarności mebli na uderzenia pionowe pozwalającego na automatyzację procedury badawczej i na bezuderzeniowe podniesienie bijaka.

Głowica elektromagnetyczna urządzenia do badania udarności, zwłaszcza mebli na uderzenia pionowe według wynalazku zawiera co najmniej umieszczone w obudowie, korzystnie w formie pierścieniowej elektromagnes, co najmniej trzy zaczepy sterowane trzema siłownikami pneumatycznymi i co najmniej trzy wyłączniki krańcowe. Styki normalnie otwarte (NO) wyłączników krańcowych są połączone równolegle, natomiast styki normalnie zamknięte (NC) wyłączników krańcowych są połączone szeregowo. Sprężyna siłownika jednostronnego działania działa dociskająco na zaczepy w pozycji

PL 226 507 B1 zamkniętej/zablokowanej. Podanie ciśnienia na siłowniki powoduje otwarcie zaczepów, a brak ciśnienia powoduje, że zaczepy są zamykane za pomocą sprężyny siłowników.

Zaczepy stanowią zabezpieczenie przed spadkiem bijaka w przypadku wyłączenia ciśnienia lub zaniku napięcia. Zaczepy są tak skonstruowane, że dojazd głowicy do tarczy z zamkniętymi zaczepami powoduje samoczynne zasprzęglenie się tarczy w zaczepach. Siłowniki poprzez otwory, przewody pneumatyczne oraz złączki połączone są z elektrozaworem. Górna płaszczyzna obudowy zawiera otwór stanowiący gniazdo do zamontowania głowicy elektromagnetycznej urządzenia do badania udarności mebli na uderzenia pionowe na tłoczysku siłownika pneumatycznego lub korzystniej elektrycznego.

Głowica elektromagnetyczna urządzenia do badania udarności mebli na uderzenia pionowe jest połączona z układem pomiarowo-sterującym ze sterownikiem PLC oraz dotykowym pulpitem operatora HMI. Do wejść sterownika są podłączone wyłączniki krańcowe, do wyjść elektrozawór do sterowania siłownikami i regulator prądu elektromagnesu. Oprogramowanie sterownika PLC pozwala na zadawanie wysokości podnoszenia bijaka, liczby cykli, czasu trwania cyklu, definiowanie destrukcji badanego obiektu.

Podczas przeprowadzanie próby udarności sterownik PLC otwiera zaczepy przez wysterowanie elektrozaworu, załącza poprzez regulator elektromagnes na ustalony procent prądu maksymalnego i równocześnie głowica jest opuszczana w kierunku tarczy z bijakiem. Gdy głowica znajdzie się w pobliżu tarczy następuje zamykanie obwodu magnetycznego elektromagnesu i unoszenie bijaka, wówczas zaczynają działać wyłączniki krańcowe. Zadziałanie wyłącznika krańcowego powoduje, że sterownik PLC poprzez regulator zwiększa prąd elektromagnesu do wartości maksymalnej, równocześnie zamykając zaczepy i następuje podnoszenie głowicy poprzez siłownik.

Głowica elektromagnetyczna urządzenia do badania udarności, zwłaszcza mebli na uderzenia pionowe przedstawiono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok izometryczny głowicy z góry oraz dołu, a fig. 2 przedstawia schemat blokowy urządzenia według wynalazku.

Głowica elektromagnetyczna urządzenia do badania udarności, zwłaszcza mebli na uderzenia pionowe według wynalazku zawiera umieszczone w pierścieniowej obudowie elektromagnes 1, zaczepy 2 sterowane siłownikami pneumatycznymi 3 i wyłączniki krańcowe 4. Styki normalnie otwarte (NO) wyłączników krańcowych są połączone równolegle, natomiast styki normalnie zamknięte (NC) wyłączników krańcowych są połączone szeregowo. Siłowniki 3 wyposażone są w sprężyny jakie dociskają do pozycji zamkniętej/zablokowanej zaczepy 2. Podanie ciśnienia na siłowniki 3 powoduje otwarcie zaczepów 2, a brak ciśnienia powoduje, że zaczepy 2 są zamykane za pomocą sprężyny siłowników 3.

Zaczepy 2 stanowią zabezpieczenie przed spadkiem bijaka w przypadku wyłączenia ciśnienia lub zaniku napięcia. Zaczepy blokują się samoczynnie, gdy następuje dojazd głowicy do tarczy z zamkniętymi zaczepami wówczas następuje samoczynne zasprzęglenie się tarczy w zaczepach. Siłowniki 3 poprzez otwory 5, przewody pneumatyczne oraz złączki 6 połączone są z elektrozaworem 9.

Górna płaszczyzna obudowy zawiera otwór 7 stanowiący gniazdo do zamontowania głowicy 5 elektromagnetycznej urządzenia do badania udarności mebli na uderzenia pionowe na tłoczysku siłownika pneumatycznego lub korzystniej elektrycznego.

Głowica elektromagnetyczna urządzenia do badania udarności mebli na uderzenia pionowe jest połączona z układem pomiarowo-sterującym ze sterownikiem PLC 10 oraz dotykowym pulpitem operatora HMI 11. Do wejść sterownika są podłączone wyłączniki krańcowe 4, do wyjść elektrozawór 9 do sterowania siłownikami 3 i regulator 8 prądu elektromagnesu 1. Oprogramowanie sterownika PLC pozwala na zadawanie wysokości podnoszenia bijak, liczby cykli, czasu trwania cyklu, definiowanie destrukcji badanego obiektu.

Podczas przeprowadzanie próby udarności sterownik PLC 10 otwiera zaczepy 2 przez wysterowanie elektrozaworu 9, załącza poprzez regulator 8 elektromagnes 1 na ustalony procent prądu maksymalnego i równocześnie głowica jest opuszczana w kierunku tarczy z bijakiem. Gdy głowica znajdzie się w pobliżu tarczy następuje zamykanie obwodu magnetycznego elektromagnesu 1 i unoszenie bijaka, wówczas zaczynają działać wyłączniki krańcowe 4. Zadziałanie wyłącznika krańcowego powoduje, że sterownik PLC 10 poprzez regulator 8 zwiększa prąd elektromagnesu do wartości maksymalnej, równocześnie zamykając zaczepy 2 i następuje podnoszenie głowicy poprzez siłownik.

Claims (6)

1. Głowica elektromagnetyczna urządzenia do badania udarności, zwłaszcza mebli na uderzenia pionowe, znamienna tym, że zawiera umieszczone w pierścieniowej obudowie elektromagnes (1), zaczepy (2) sterowane wyposażonymi w sprężynami dociskającymi do pozycji zablokowanej zaczepy (2) siłownikami pneumatycznymi (3) i wyłączniki krańcowe (4), a styki normalnie otwarte (NO) wyłączników krańcowych są połączone równolegle, natomiast styki normalnie zamknięte (NC) wyłączników krańcowych są połączone szeregowo.

2. Głowica według zastrz. 1, znamienna tym, że zaczepy (2) blokują się samoczynnie na tarczy, gdy następuje dojazd głowicy do tarczy z zamkniętymi zaczepami (2).

3. Głowica według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że siłowniki (3) poprzez otwory (5), przewody pneumatyczne oraz złączki (6) połączone są z elektrozaworem (9).

4. Głowica według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienna tym, że górna płaszczyzna obudowy zawiera otwór (7) stanowiący gniazdo do zamontowania głowicy elektromagnetycznej urządzenia do badania udarności mebli na uderzenia pionowe na tłoczysku siłownika pneumatycznego lub korzystniej elektrycznego.

5. Głowica według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienna tym, że do układu sterująco pomiarowy w postaci sterownika PLC (10) oraz dotykowego pulpitu operatora HMI (11) są podłączone wyłączniki krańcowe (4) (do wejść), do wyjść elektrozawór (9) do sterowania siłownikami (3) i regulator (8) prądu elektromagnesu (1).

6. Głowica według zastrz. 5, znamienna tym, że oprogramowanie sterownika PLC pozwala na zadawanie wysokości podnoszenia bijak, liczby cykli, czasu trwania cyklu, definiowanie destrukcji badanego obiektu.