PL221567B1 - Rolka do przyrządów pomiarowych prędkości i przemieszczenia elementów o właściwościach ferromagnetycznych - Google Patents

Abstract

Rolka zawiera co najmniej jeden magnes trwały (2), polaryzujący jednoimiennie (N lub S) bieżnię (4) rolki przy czym pole magnetyczne może być wytwarzane przez wiele prętowych magnesów trwałych (2), osadzonych w promieniowych otworach rozstawionych symetrycznie na obwodzie korpusu rolki (1) oraz spolaryzowanych osiowo i skierowanych na zewnątrz jednoimiennymi biegunami, względnie przez pierścieniowy magnes trwały, spolaryzowany promieniowo. Rozwiązanie, zwiększa dokładności pomiaru poprzez nadanie połączeniu ciernemu cech sprzężenia bezpoślizgowego, upraszcza konstrukcję przyrządu przez wyeliminowanie zespołu dociskowego rolki do elementu ruchomego (6).

Description

Przedmiotem wynalazku jest rolka do przyrządów pomiarowych prędkości i przemieszczenia elementów o właściwościach ferromagnetycznych, stosowana w budowie różnego rodzaju przyrządów służących do pomiaru parametrów ruchu elementu przylegającego ciernie do powierzchni zewnętrznej rolki. Przykładowo, rolka stosowana jest w przyrządach do pomiarów w urządzeniach transportu linowego, liniach technologicznych produkcji wyrobów długich, przenośnikach taśmowych o znacznej długości z taśmą zbrojoną linkami stalowymi,

W rozwiązaniu przedstawionym w opisie wynalazku nr CN 2013 68 883, przylegająca ciernie walcową bieżnią do ruchomego przedmiotu rolka ma zamocowany na powierzchni bocznej magnes trwały, który współpracując zbliżeniowo z czujnikiem indukuje w nim sygnał o częstotliwości zależnej od prędkości obrotowej rolki i średnicy zabudowy magnesu.

Znane są również z opisów nr JP 2001 027 849 i nr JPH 06 317 967 rolki walcowe stosowane w urządzeniach druku cyfrowego metodą magnetograficzną, na których pobocznicach tworzony jest obraz za pomocą gęstej siatki pól magnetycznych, pobierających w miejscach ich działania proszek ferromagnetyczny. Pola magnetyczne tworzą prętowe magnesy trwałe, osadzone promieniowo na obwodzie walcowych rolek oraz skierowane na zewnątrz przeciwnymi biegunami magnesów sąsiad ujących.

W innych znanych rozwiązaniach, przykładowo według opisów patentowych nr nr: PL 207 764, PL 157 193, PL 156 132 i PL Ru 57 185, rolka przylega ciernie bieżnią do elementu ruchomego, a osią obrotu sprzężona jest mechanicznie z enkoderem, przetwornikiem obrotów na sygnał elektryczny, zwłaszcza impulsowy. Enkoder skalibrowany ze średnicą rolki wyznacza prędkość i/lub przemieszczenie elementu - jednak pomiar taki nie uwzględnia występującego poślizgu między rolką a elementem, zwłaszcza zabrudzonym.

Zadaniem niniejszego wynalazku jest zwiększenie dokładności pomiaru przez zminimalizowanie poślizgu na powierzchni styku rolki z poruszającym się przedmiotem. Problem ten ma szczególne znaczenia w przypadku pomiaru przemieszczenia elementów długich, gdy wyznaczenie wymiaru długości ma istotne znaczenie dla procedur, na przykład sterowania, kiedy wielkość błędu powinna być możliwie najniższa,

Rolka według niniejszego wynalazku jest sztywno połączona z osią obrotu i enkoderem oraz zawiera osadzony w niej co najmniej jeden magnes trwały. Istota rozwiązania polega na tym, że jej bieżnia spolaryzowana jest jednoimiennie przez magnes trwały w postaci zamocowanego współosiowo pierścienia, spolaryzowanego promieniowo, albo przez kilka prętowych magnesów trwałych, skierowanych promieniowo jednoimiennymi biegunami w stronę bieżni rolki.

Korzystnym jest, gdy prętowe magnesy trwałe osadzone są w otworach rozstawionych symetrycznie na obwodzie korpusu rolki.

Również korzystnym jest wykonanie, w którym bieżnię rolki stanowi pierścień z materiału ferr omagnetycznego.

Powierzchnia bieżni pokryta warstwą elastyczną, przykładowo wykonaną z gumy, PCV lub elastomeru, minimalizuje drgania spowodowane nierównościami powierzchni przemieszczanego przedmiotu.

Celowym, z uwagi na korzystny przebieg linii sił pola magnetycznego, jest wykonanie bieżni, która w poprzecznym przekroju osiowym ma kształt identyczny lub podobny do kształtu powierzchni elementu ruchomego.

Rozwiązanie według wynalazku zwiększa dokładności pomiaru poprzez nadanie połączeniu ciernemu cech sprzężenia bezpoślizgowego, ponad to przyrząd bez zespołu dociskowego rolki do elementu ruchomego ma prostszą konstrukcję.

Wynalazek zobrazowany jest opisem trzech przykładowych wykonań rolek pokazanych w ujęciu uproszczonym na rysunku. Figura 1 przedstawia widok z boku pierwszego przykładowego wykonania rolki z prętowymi magnesami trwałymi, fig. 2 - przekrój osiowy tej rolki, fig. 3 - przekrój osiowy drugiego wykonania rolki z powierzchnią bieżni pokrytą warstwą elastyczną, a fig. 4 - rolkę z pierścieniowym magnesem trwałym, współpracującą z taśmą przenośnika zbrojoną wzdłużnie linkami stalowymi.

Rolka pokazana na fig. 1 i 2 posiada walcowy korpus 1, w którym od strony średnicy zewnętrznej wykonanych jest osiem otworów rozstawionych według kąta środkowego 45°. W otworach tych osadzone są prętowe magnesy trwałe 2, spolaryzowane osiowo i skierowane na zewnątrz biegunami jednoimiennymi N lub S. Prętowe magnesy trwałe 2 zlicowane są czołem zewnętrznym ze średnicą

PL 221 567 B1 zewnętrzną korpusu 1, na którą połączeniem wciskowym nasunięty jest pierścień bieżni 4, wykonany z materiału ferromagnetycznego. W przekroju poprzecznym prętowe magnesy trwałe 2 mogą mieć oprócz kołowego dowolny kształt figury wpisanej w koło. Omawiane wykonanie rolki dostosowane jest do współpracy z okrągłym, elementem ruchomym 8, przykładowo liną stalową lub stalowymi rurą albo prętem i dlatego powierzchnia zewnętrzna bieżni 4 ukształtowana jest parabolicznie. Minimalne wymiary rolki zapewnia zastosowanie neodymowych magnesów trwałych 2. Oś obrotu korpusu rolki 1 połączona jest mechanicznie z enkoderem 7, którego sygnał przekazywany jest do rejestratora 8 i dalej do przetwornika 9 i wyświetlacza 10.

Pokazana na fig. 3 rolka według drugiego przykładowego wykonania różni się od powyżej opisanej tylko dodatkowo wprowadzoną warstwą elastyczną 5, osadzoną na zewnętrznej powierzchni bieżni 4, przykładowo nawulkanizowanej gumy. Zastosowanie takiej rolki tłumi drgania współpracy z nierówną powierzchnią elementu ruchomego 6, przykładowo liną o dużym skoku splotów.

W trzecim przykładowym wykonaniu przedstawionym na fig. 4, rolka posiada pierścieniowy magnes trwały 3, spolaryzowany promieniowo i wciśnięty na korpus 1. Na magnes trwały 3 nasunięta jest tuleja bieżni 4. Rozwiązanie rolki dostosowane jest do współpracy z płaską powierzchnią elementu ruchomego 6, przykładowo taśmą przenośnika zbrojoną wzdłużnie linkami stalowymi lub liną stalowogumową. Na optymalnie skuteczne dla danych warunków natężenie i rozkład linii sił pola magnetyc znego ma również duży wpływ odpowiedni dobór szerokości i/lub grubości bieżni.

Claims (5)

1. Rolka do przyrządów pomiarowych prędkości i przemieszczenia elementów o właściwościach ferromagnetycznych, przylegająca ciernie powierzchnią bieżni do elementu ruchomego oraz sztywno połączona z osią obrotu i enkoderem oraz w której osadzony jest co najmniej jeden magnes trwały, znamienna tym, że ma bieżnię (4) spolaryzowaną jednoimiennie przez magnes trwały (3) w postaci zamocowanego współosiowo pierścienia, promieniowo spolaryzowanego, albo przez kilka prętowych magnesów trwałych (2) skierowanych promieniowo jednoimiennymi biegunami (N lub S) w stronę bieżni (4) rolki.

2. Rolka według zastrz. 1, znamienna tym, że prętowe magnesy trwałe (2) osadzone są w otworach rozstawionych symetrycznie na obwodzie korpusu rolki (1).

3. Rolka według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że bieżnię (4) rolki stanowi pierścień z materiału ferromagnetycznego.

4. Rolka według zastrz. 4, znamienna tym, że powierzchnia bieżni (4) pokryta jest warstwą elastyczną (5).

5. Rolka według zastrz. 1, znamienna tym, że kształt powierzchni bieżni (4) w poprzecznym przekroju osiowym rolki jest identyczny lub podobny do kształtu powierzchni elementu ruchomego (6).