CZ83899A3

CZ83899A3 - Vačková hřídel odolná proti opotřebení a způsob její výroby

Info

Publication number: CZ83899A3
Application number: CZ1999838A
Authority: CZ
Inventors: Berndt Brenner; Andreas Wetzig; Dietmar Naunapper; Carsten Duschek
Original assignee: Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V.
Priority date: 1996-09-13
Filing date: 1997-09-12
Publication date: 2000-05-17
Also published as: US6398881B1; DE59705796D1; EP0925377B1; CZ295308B6; WO1998011262A1; EP0925377A1; JP2001503104A; DE19637464C1

Description

Tento vynález se týká vodícího volnoběžného válečku PTpg vedení pohybu dopravníkového pásu při obíhání takového-^pásu™^™™” po určené dráze.

Dosavadní stav techniky

Je dobře známo, že dopravníkové pásy mají pri obíhání po určené dráze tendenci k vychylování nebo sjíždění do stran Tento problém je palčivější tehdy, když je pás obzvláště dlouhý, přepravuje velkou zátěž nebo je sám o sobě obzvláště těžký- Při seřizování pásu bývá obvykle prováděno nastavování vztahu vyrovnanosti buď hnacího válce nebo vrátného válce, popřípadě obou těchto válců, se záměrem pokusit se o co nejpřesnější vystředění vedení pásu. Avšak v některém úseku mezi hnacím válcem a vratným válcem bude mít dopravníkový pás často tendencí k vychylování k jedné ze stran, což může způsobit poškození okraje pásu nebo nosného rámu dopravníku.

Při provozu se také může pás, který byl původně seřízen podle vystředěného vedení, vychýlit do strany v důsledku jeho nerovnoměrného napínání, neúměrného zatěžování nebo vzniku nánosů na válečcích. Z tohoto důvodu je obvykle uplatňován mechanismus, který nepřetržitě seřizuje úhel hnacího nebo vratného válce tak, aby bylo dosahováno co hejpresnejsí vystředěné vědění pásu. V této oblasti techniky jsou známy vysoce nákladné ^pneumatické nebo hydraulické seřizovače, avšak tato zařízení nejsou vždy vhodná pro použití, a to zejména při důlních činnostech, kdy jsou dopravníkové pásy extrémně zatěžovány.

Aby se zmíněné souvislé seřizování nemuselo provádět, bylo zavedeno instalování vodicích válečků známých v této oblasti techniky jako vodicí volnoběžné válečky, které se automaticky pootočí kolem svislé osy, když dojde k vychýlení pásu z původního vyrovnání, výsledkem čehož je zavedení pásu

- 2 zpět na vystreděnou dráhu- Patenty USA 1,j10,051, 1/628,614 a 2,725,757 popisují příklady známých vodicích válečků. Každý z vodicích válečků, jež jsou popisovány v těchto patentech, má na opačných stranách pásu smerem vzhůru se rozšiřující usměrňovači váleček. Když se pás začne vychylovat k jedné či druhé straně, dostane se okraj pásu do styku s usměrňovačím válečkem na té straně, na níž došlo k vychýlení, což následně způsobí pootočení vodícího volnoběžného válečku a toto vychýlení Či pootočení vodícího volnoběžného válečku slouží k upravení dráhy pohybujícího se pásu. Tím, že se vodicí volnoběžný váleček vychýlí z příčného vyrovnání ve vztahu k pásu, vznikne tendence k tomu, aby řečený vodicí volnoběžný váleček stáhnul pás zpět na jeho vybředenou dráhu, po čemž bude pás obíhat vystředěně po určené dráze.

S tímto typem vodícího volnoběžného válečku jsou spojeny různé problémy. Například bylo zjištěno, ze okraje pásu, které se dostávají do styku s usměrňovačím válečkem, mají tendenci vyvíjet značné tažné síly, címz dochází k poškození usměrňovačího válečku a okraje pásu. Tento typ vodícího volnoběžného válečku vyžaduje prostor pro své manévrování, takže často není možné nahradit vodicí volnoběžný váleček podle uvedených patentů standartním vodicím volnoběžným válečkem. Na základě uvedených skutečností se v případě konkrétního dopravníku projeví to, že že se pás začne v tom či onom úseku své dráhy Vychylovat, a proto bývá často nutné provést podstatné úpravy nosného rámu v těch místech, kde je potřebné instalovat vodicí volrtoběrný váleček.

Je důležité, aby instalování vodícího volnoběžného válečku bylo provedeno ták, aby provoz pracoviště, kde je pásový dopravník umístěn, by1 přerušen na co nejkratšídobu. Rovněž tak je žádoucí, aby výrobní a pořizovací náklady vynaložené na vodicí volnoběžný váleček byly poměrné nízké a aby jeho konstrukční řešení nebylo složité jak z hlediska jeho instalování, tak i údržby.

Podstata vynálezu

V souladu s tímto vynálezem je vyvinut vodicí volnoběžný

- 3 váleček pro vedení obíhajícího dopravníkového pásu po vystředěné dráze a tento vodicí volnoběžný váleček obsahuje nosné prostředky. které jsou upraveny pro namontování na rám dopravníku;

řídicí váleček, který je otočně namontován na nosné prostředky, který je veden v podstatě příčně ve vztahu k dopravníkovému pásu a po kterém bude řečený dopravníkový pás unášen, otočné prostředky, které připojují řečený řídicí váleček k řečeným nosným prostředkům, kdy řečené otočné prostředky určují v podstatě kolmou osu otáčení, kolem níz se múze otočný váleček pootáčet;

kdy řečený řídicí váleček má vnější obvodový povrch ve tvaru podobajícímu se v podstatě pravoúhlému kruhovému válci a má prostřední oblast a opačné koncové oblasti, přičemž řečené koncové oblasti mají vnější obvod, který je bud- větší nebo menší než vnější obvod prostřední oblasti;

zatímco uspořádání konstrukčního řešení vodícího volnoběžného válečku je takové, aby při provozu, kdy se dopravníkový pás unášený po řečeném řídicím válečku vychýlené přesune k jedné nebo druhé koncové oblasti, rozdílné obvodové rychlosti prostřední oblasti a té či oné koncové oblasti způsobily pootočení řečeného řídicího válečku kolem řečené osy otáčení a zavedení pásu zpět do své vystředěné polohy.

Řečené otočné prostředky jsou umístěny v řídicím válečku a jsou namontovány na nosném hřídeli, který prochází řídicím válečkem a přesahuje za oba opačné konce. Opačné konce nosného hřídele budou výhodně umístěny ve stejných drážkách, jaké jsou používány pro držáky standartních volnoběžných váléčku Osa pootáčení výhodně protíná osu otáčení řídicího válečku. Řídicí váleček může obsahovat duté válcové pouzdro, v němž jsou umístěna ložiska, kteřá jsou nasazena na nosném hřídel i Koncové oblasti řídicího válečku mohou být vnějším směrem od prostřední oblasti ses ikmeny bud ve smyslu rozbíhavého rozšíření nebo sbíhavého zúzení- Mají-li koncové oblasti řídicího válečku větší obvodový průměr, než je rozměr

- 4 obvodového průměrů prostřední oblasti. bude vodič výhodně obsahovat prokluzné prostředky, které se nacházejí poblíž jedné i druhé koncové oblasti a které jsou upraveny k tomu, aby zabraňovaly dotyku dopravníkového pásu s příslušnými koncovými oblastmi tehdy, když je pás vycentrované umístěn na řídicím válečku.

Uvedené a další znaky tohoto vynálezu budou zřejmé po prostudování následujícího technického popisu příkladu upřednostňovaných provedení - V technickém popisu jsou _r provedeny odkazy na připojené výkresy, které znázorňují různé příklady provedení vynálezu- Mělo by být vzato v úvahu, že předvedené specifické znaky nejsou předkládány jako omezující í a výhradná konstrukční řešení tohoto vynálezuí v

Popis obrázků na výkrese / ..... '

Obr. 1 předvádí perspektivní pohled na vodicí volnoběžný váleček podle přihlašovaného vynálezu.

Obr- 2 předvádí podélný průřez vodícího volnoběžného válečku takového typu, který je nakreslen na obr. 1Obr. 3 předvádí půdorys dopravníkového pásu s vodocím volnoběžným válečkem, který řídí polohu pásuObr. 4 a 5 předvádějí příčné prurezy dvou alternativních provedení podle přihlašovaného vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Zaměříme-li se nejdříve na obr. 1, zjistíme, že vodicí volnoběžný váleček 10 podle tohoto vynálezu obsahuje řídicí váleček, který je otočně umístěn na nosném hřídeli 14, jehož konce 16 vyčnívají z obou vnějších konců 18 řídicího váléčkuNosný hřídel 14 je určen pro připevnění k nosnému rámu sestavy pásového dopravníku. Řídicí váleček 12 je výhodné vyroben z materiálu, který je dlouhodobě odolný proti opotřebování, popřípadě je takovým materiálem pokryt.

Řídicí váleček 12 obsahuje prostřední oblast 20. která má tvar pravoúhlého kruhového válce a která zaujímá přibližně tři čtvrtiny celkové délky řídicího válečku 12. Na jednom i druhém konci prostřední oblasti 20 se nachází koncová oblast, která je označena vztahovou značkou 22- Obě koncové oblasti 22 jsou zužujícím se způsobem sešikmeny směrem od prostřední oblasti v úhlu 0,5° až 5°, upřednostňované v úhlu přibližně 1° šešikmeni.

Řídicí váleček 12 se může pootáčet kolem svislé osy otáčení označené vztahovou značkou 24 ve vztahu k nosnému hřídeli 14 - Řídicí váleček 12 se otáčí ve vztahu k nosnému hřídeli 14 kolem osy otáčení 26- Řídicí váleček L2 je dutý, a proto rozsah pootáčení kolem osy 24 otáčení je omezen volným prostorem mezi vnitřkem 28 řídicího válečku a nosným hřídelem 14. Rozsah pohybu pootáčení řídicího válečku 12 kolem osy 24 ve vztahu k nosnému hřídeli 14 je vyznačen oboustrannou šipkou 30 Vnitřní konstrukční uspořádání vodícího volnoběžného válečku je nakresleno na obr. 2. Je vidět, že řídicí váleček 12 je nesen na vnitřním pouzdru 32 pomocí prostředků ložisek 34, jež jsou umístěna v určité vzdálenosti od osy 24 na obou opačných stranách. Otočný čep 36 spojuje nosný hřídel 14 s vnitřním pouzdrem 32 obsahujícím ložiska 38, která umožňují pootáčivý pohyb- Dotyk konců 40 vnitřního pouzdra 32 s nosným hřídelem 14 vymezí rozsah, po který se může řídicí váleček 12 pootočit kolem oSy 24 otáčení Šířka pásu pro případ použití vodícího volnoběžného válečku 10 popisovaného typu je vyznačena kótovací úsečkou 42. Bude zaznamenáno, že okraje pásu budou v dotyku s koncovými oblastmi 22 řídicího válečku 12, avšak tento řídicí váleček 12 bude přesahovat za okraje 44 pásu.

Způsob, kterým bude vodicí, volnoběžný váleček řídit polohu pásu bude jasně srozumitelný v souvislosti s odkazem na obr. 3 výkresu. Pás 46 je seřízen tak, aby obíhal podle středové dráhy, která je vyznačena přerušovanou čárou 48- Pás se pohybuje ve směru šipky 50 - Když se pás 46 vychýlí ze své středové dráhy 48 tak, jak je to vyznačeno přerušovanými přímkami 52, začne se levostranný okraj pásu (označený vztahovou značkou 44a1 přemistovat na koncovou oblast 22a.

- 6 Avšak vzhledem k zúženému tvaru koncové oblasti ίθ obvodová rychlost bodu dotyku okraje pásu 44a s koncovou oblastí 22a nižší než obvodová rychlost prostřední oblasti 20, což bude hodnoceno jako důležité pro další činnost vodícího volnoběžného válečku- V důsledku toho bude mít pás tendenci táhnout koncovou oblast 22a dopředu, neboli ve směru šipky 54. Protože se řídicí váleček múze pootácet kolem osy 24 otáčení, bude mít účinek tažení 54 na jednom konci řídicího válečku 12 tendenci vychýlit řídicí váleček 12 do polohy, která je vyznačena přerušovanými čarami 56. Bude zjištěno, že takto pootočený váleček bude mít tendenci zavést pás 46 zpět na středovou dráhu 48 do té doby, nez se okraj 44b začne přemisťovat na zužující se koncovou oblast 22b. Řídicí váleček 12 se následně znovu vyrovná do výchozí polohy tak, že jeho podélná osa je kolmá ve vztahu k dráze 48. V tomto smyslu je usměrňovači činnost prováděna automaticky a nebude potřebné uplatňovat žádné zvláštní mechanismy pro účel seřizování odchylek vedení pásu 46- Bude oceněno, že nejsou potřebné žádné postranní válečky nebo jiná zařízení, která by zajišťovala seřizovači pohyb řídicího válečku J2. a proto na žádnou součást systému nebude působit nepřiměřené velká zátěž. Jedinou zátěží bude dotyk pásu s těmi částmi řídicího válečku, které se pohybují rozdílnou obvodovou rychlostí, jez má tendenci vyvolávat korekční pohyb vodícího volnoběžného válečku. Proto bude existovat pouze mírný účinek smykového zatížení vlastního pásu. Bude zjištěno, ze účinek takového zatížení nebude žádným způsobem poškozovat běžně používaný dopravníkový pás.

Vodicí volnoběžný váleček nakreslený na obr. 4 výkresu se podobá provedení pod1 e. vynálezu ,nákres1enému na obr. 1 až 3, avšak účinkuje opačným způsobem. Bude zaznamenáno, že nosné konstrukční uspořádání je stejné jako v případe prvně uvedeného provedení, a proto nebude popisováno znovu. Řídicí váleček 60 obsahuje prostřední oblast 62 a oblasti 64, které mají větší průměr než řečená prostřední oblast 62- Na vnějších stranách řídicího válečku 60 jsou umístěny dva kluzné válečky 68, které jsou nasazeny na nosném hřídeli 66

- 7 a které mají větší průměr než koncové oblasti 64- Kluzné válečky 6<3 jsou otočně nasazeny prostřednictvím ložisek 70. na nosném hřídeli 66 tak, aby se mohly otáčet takovou rychlostí, která je nižší než rychlost otáčení řídicího válečku 60.

Při normální činnosti bude pás 72 obíhat tak, ze jeho okraje budou unášeny na kluzných váleccích 68. Za těchto podmínek bude obvodová rychlost prostřední oblasti stejná jako obvodová rychlost kluzných válečků. Když se pás 72 začne vychylovat k jedné či druhé straně řídicího válečku 60^, sjede okraj 74 na opačné straně řídicího válečku 60 z příslušného vodícího válečku 68. Spodní strana 76 pásu se poté dostane do styku s koncovou oblastí 64 řídicího válečku 60. Vzhledem k tomu, že koncová oblast 64 se otáčí vyšší obvodovou rychlostí, než je obvodová rychlost prostřední oblasti 62, dojde k pootočení řídicího válečku 60 kolem jeho osy 78 otáčení podobným způsobem, jaký je předveden na obr. 3, v důsledku čehož je pás zaveden zpět do vystředěné polohy předvedené na obr- 4- Je to tedy ta strana pásu, která po vychýlení pásu přichází do styku s větším průměrem koncové oblasti 64 a která způsobí pootočení řídicího válečku 60 s následným vrácením pásu do jeho vystředěné polohy.

Provedení předvedené na obr. 5 se podobá provedení podle obr. 4 s výjimkou toho, že kluzné válečky 80. jak je na nákresu vidět, mají svá ložiska 82 umístěna na řídicím válečku 84. V dalších ohledech bude toto provedení vodícího volnoběžného válečku pracovat stejným způsobem jako provedení předvedené na obr. 4.

Claims

1. Vodicí volnoběžný váleček pro řízené vedení obíha j(/<^í^og ς θ dopravníkového pásu po vystreděné dráze, v y z n a c u |

Γ'2 j i c i se tím , ze obsahuje - —............ __ _{1 wibi} nosný hřídel, který je upraven pro namontová ní na rám dopravníku;

řídicí váleček, který má v podstatě tvar vnějšího, dutého, válcového pouzdra, který je otočné namontován na nosném hřídeli a který je upraven tak, aby byl umístěn v podstatě příčně ve vztahu k unášenému dopravníkovému pásu;

otočné prostředky, jimiž je řečený řídicí váleček připojen k řečenému nosnému hřídeli, kdy řečené otočné prostředky jsou umístěny uvnitř řídicího válečku a určují osu otáčení, která je v podstatě kolmá ve vztahu k pásu a kolem které se může otočný váleček pootáčet, přičemž řečená osa otáčení protíná osu otáčení řídicího válečku, řečený řídicí váleček mající vnější obvodový povrch ve tvaru podobajícímu se v podstatě pravoúhlému kruhovému válci a mající prostřední oblást a opačné koncové oblasti, kdy řečené koncové oblasti mají vnější obvod, který je bud větší nebo menší než vnější obvod prostřední oblasti, ložiskové prostředky, které jsou umístěny ve vnějším pouzdru a které připojují toto vnější pouzdro k řečeným otočným prostředkům, kdy řečené ložiskové prostředky obsahují dvě ložiska umístěná v určité vzdálenosti od sebe na opačných stranách osy otáčení a vnitrní, duté pouzdro, jímž prochází řečený nosný hřídel, přičemž řečená ložiska, která jsou nasazena na řečeném vnitrním pouzdru, otočné nesou řečené vnější pouzdro a řečené otočné prostředky připojují řečené vnitřní pouzdro k řečenému nosnému hřídeli;

kdy uspořádání konstrukčního řešení vodícího volnoběžného válečku je takové, aby při provozu, kdy se dopravníkový pás unášený po řečeném řídicím válečku vychýlené .přesune k jedné nebo druhé koncové oblasti, rozdílné obvodové rychlosti dvou oblastí válečku, na nichž se za takové situace pás pohybuje, vyvinuly takovou sílu na řečený řídicí váleček, která způsobí pootočení řečeného řídicího válečku kolem řečené osy otáčení a zavedení pásu zpět do vystředěné polohy-

2- Vodicí volnoběžný váleček podle nároku 1, v y z n a c u jící se tím , že řečené otočné prostředky obsahují otočný čep, který ίθ umístěn uprostřed vnitrního pouzdra a je udržován opačnými stranami řečeného vnitrního pouzdra, přičemž tento otočný cep je vystredene připojen k řečenému nosnému hřídel1,

3. Vodicí volnoběžný váleček podle obou předchozích nároků 1 a 2, vyznačující se tím , že opačné koncové oblasti řečeného řídicího válečku mají menší průměr vnějšího obvodu, než je průměr vnějšího obvodu prostřední oblasti -

4, Vodicí volnoběžný váleček podle nároku 3, v y z n a c u jící setím , že řečené koncové oblasti se sbíhavé sešikmují směrem od řečené prostřední oblasti-

5. Vodicí volnoběžný váleček podle nároku 4, v y z n a c u jící _se tím , že úhel sešikmení je v rozmezí od 0,5° do 5°.

6- Vodicí volnoběžný váleček podle přecházejících nároků 3 nebo 4, . v ,y z na č u j í c ,í se t í m , že jedna i druhá koncové oblast má délku v rozmezí od jedné osminy do jedné čtvrtiny šířky dopravníkového pásu.

7. Vodicí volnoběžný váleček podle nároku 6. v y z u a c u jící se tím , že jedna i druhá koncová oblast má délku přibližně jedné šestiny sirky dopravníkového pás u.

8- Vodicí volnoběžný váleček podle předcházejících nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím , že opačné koncové oblasti řečeného řídicího válečku mají vetší průměr vnějšího obvodu, než je průměr vnějšího obvodu řečené prostřední oblasti, a že řečený vodicí volnoběžný váleček obsahuje prokluzné prostředky, které jsou umístěny v blízkosti jedné i druhé koncové oblasti a které jsou upraveny tak, aby udržovaly dopravníkový pás mimo dotyk s příslušnými koncovými oblastmi, když je pás vystreděne umístěn na řečeném řídicím válečku.

9, Vodicí volnoběžný váleček podle nároku 8, v y z n a c u jící se tím , že řečené prokluzné prostředky se nacházejí na vnější straně příslušných koncových oblastí.

10. Vodicí volnoběžný váleček podle obou předchozích nároků 8 nebo 9, vyznačující se tím . že oba prokluzné prostředky obsahují prokluzný kroužek mající větší průměr svého vnějšího obvodu, nez je vnější průměr řečených koncových oblastí, přičemž řečený prokluzný kroužek je namontován souose s řečeným řídicím válečkem a může se otáčet ve vztahu k řečenému řídicímu válečku.

11. Vodicí volnoběžný váleček podle nároku 10, vy z n a c u jící se tím , že řečený prokluzný kroužek je pomocí ložiska připojen k řečenému řídicímu válečku.

12. Vodicí volnoběžný váleček podle nároku 10, v y z n a c u j í-c í s e t í m , že, řečený prokluzný kroužek je nasazen na řečeném nosném hřídeli nezávisle na řečeném řídicím váléčku.

13. Vodicí volnoběžný váleček v podstatě tak, jak byl popsán v předcházejícím textu s odkazem na kterékoli provedení, jež bylo předvedeno na výkrese.