CN110869307A - 具有简化结构的绞盘 - Google Patents

Abstract

一种具有简化结构的绞盘(1)，包括支承框架(2)，所述绞盘(1)包括：第一壁(3)和第二壁(4)，所述第一壁(3)和所述第二壁(4)彼此相对；卷筒(5)，所述卷筒(5)插设于第一壁与第二壁(3，4)之间，并由第一壁和第二壁支承，以便绕其横向于壁的纵向轴线(A)旋转；以及驱动装置(7)，所述驱动装置(7)与第一壁(3)和用于旋转致动卷筒(5)的传动装置(8)相关联，所述驱动装置(7)容纳在卷筒内。绞盘还包括与第二壁(4)相关联的反作用元件(9)，所述反作用元件(9)支承卷筒(5)，以使其旋转并且与传动装置(8)相关联以支承它们。

Description

具有简化结构的绞盘

本发明涉及一种具有简化结构的绞盘。

已知绞盘，所述绞盘基本上由框架和用于致动所述卷筒旋转的装置构成，所述框架支撑绕其自身的纵向轴线旋转的卷筒，用于提升的柔性元件缠绕在所述卷筒上，所述装置根据卷筒的旋转方向将柔性元件缠绕在卷筒上或从卷筒上展开，从而提升或降低连接至其自由端的负载。

这种传统绞盘可以设置有安全系统，用于检测施加到柔性元件的负载并且报告超过绞盘标注的最大容量。

例如，EP1,897,840B1公开了一种绞盘，其中，框架包括一对设置有相关凸缘的壁，所述凸缘支承卷筒，使得卷筒能够通过插入相应轴承而旋转，其中第一壁还支承与行星齿轮组件相关的马达，用于旋转卷筒，并且第二壁设置有限定在相应凸缘内的座，枢轴容纳在所述座中，用于轴向支承和用于联接行星齿轮组件的行星齿轮架，以便旋转。这种枢轴可拆卸地轴向插入穿过所述座，并且连接至所述第一壁，以便不相对于所述第一壁绕其自身的纵向轴线旋转，并且因此也防止连接至所述第一壁的行星齿轮架旋转。因此，可以在不损坏由壁通过相应凸缘支承的卷筒的正确定位的情况下移除枢轴。

该枢轴上系设置有应变仪，以检测该枢轴本身的变形；由这种应变仪读取的信号被发送到电子处理单元，所述电子处理单元处理它们以获得施加到枢轴的相应的扭转力矩，并因此确定施加到柔性元件的负载。这种电子处理单元通常连接至PLC，所述PLC运行结合有绞盘的机器，以便根据施加到绞盘的负载报告危险情况或甚至中断其操作。

更详细地，枢轴在其外表面上相对于其纵向延伸的中心位置处设置有环形槽，一对或多对应变仪容纳在该环形槽中并且通过线缆连接至控制单元，该控制单元布置在绞盘外部。为了使这种连接线缆通过，枢轴设置有孔，所述孔具有第一部分和第二部分，所述第一部分具有与环形槽连通的径向布置，所述第二部分具有面向绞盘外部的轴向布置，第一部分和第二部分相互连接以便使槽与外部连接。

这些传统的绞盘不是没有缺点，其缺点是，它们需要进行复杂的加工，以提供相应的部件和安装这些部件。

特别地，考虑到需要在凸缘内部设置枢轴和相应的密封元件并且在凸缘外部设置用于支承卷筒的轴承的用于联接的各种表面，第一壁的执行需要非常准确和精确的加工。

此外，在组装步骤中，通常将第一壁放置在工作表面上，并且必须将预组装有相应密封元件的卷筒安装在该第一壁上，由于必须移动以便精确定位密封元件的卷筒的重量和空间占用，这种操作相当复杂。

此外，将传感器定位在支承枢轴的外壁上以及将管理单元定位在支承枢轴的外部上，这在执行连接线缆的环形槽和通道孔方面使枢轴本身的设置变得相当复杂。此外，通道孔的径向部分相当大地削弱了支承枢轴，具有损坏其功能的风险。

最后但并非最不重要的，控制单元的外部定位使其有受到冲击或损坏的风险，因此需要更换它。

本发明的目标是，通过提供一种具有简化结构的绞盘来消除背景技术中的如上所述的缺点，所述绞盘使得提供部件的步骤和组装它们的步骤都可以更简单和更经济。

在该目标内，本发明的目的是，能够容易地定位用于检测由施加到绞盘的柔性元件的负载产生的扭转力矩的传感器元件，而不需要对组成部件进行复杂的加工。

本发明的另一个目的是，使所有电子元件的受保护的容纳成为可能，以便保持它们的完整性和功能性。

本发明的另一个目的是，提供一种简单的结构，其能容易且实际实现，使用安全且操作有效，并且成本低。

该目的以及这些和其它目的将在下文中变得更加清楚，这些目的通过包括支承框架的具有简化结构的本绞盘来实现，所述绞盘包括：第一壁和第二壁，所述第一壁和第二壁彼此相对；卷筒，所述卷筒插设于所述第一壁和第二壁之间，并由所述第一壁和第二壁支承，以便绕其纵向轴线旋转，所述纵向轴线横向于所述壁；柔性元件，所述柔性元件用于移动围绕卷筒卷绕的负载；以及驱动装置，所述驱动装置与所述第一壁和传动装置相关联，以便旋转地致动所述卷筒，所述传动装置容纳在所述卷筒内，其特征在于，所述绞盘包括与所述第二壁相关联的反作用元件，所述反作用元件支承所述卷筒，以便通过插设的至少一个第一轴承而旋转，并且所述反作用元件与所述传动装置相关联，以便支承所述传动装置。

从对具有简化结构的绞盘的一些优选但非排他的实施例的详细描述中，本发明的其它特征和优点将变得更加显而易见，在附图中出于非限制性示例的目的示出了这些实施例，其中：

图1是根据本发明的具有简化结构的绞盘的第一实施例的侧视图；

图2是沿图1的绞盘的沿线II-II剖取的剖视图；

图3是图1和图2的绞盘的反作用元件的立体图；

图4是图3的反作用元件的侧视图；

图5是沿图4的反作用元件的沿线V-V剖取的剖视图；

图6是根据本发明的绞盘的反作用元件的替代实施例的侧视图；

图7是沿图6的反作用元件的沿线VII-VII剖取的剖视图；

图8是根据本发明的绞盘的第二实施例的纵向剖视图。

参照附图，附图标记1通常表示具有简化结构的绞盘。

包括支承框架2的绞盘1包括：第一壁3和第二壁4，所述第一壁3和第二壁4彼此相对；和卷筒5，所述卷筒5插设于这些壁之间并被支承为绕其纵向轴线A旋转，所述纵向轴线A横向于这些壁。缆绳或链条类型的柔性元件6缠绕在卷筒5上，用于移动悬挂在这种元件上的负载。事实上，柔性元件6具有：端部，所述端部与卷筒5一体地旋转；和相反端部，所述相反端部根据卷筒5的旋转方向，与待升高/降低的负载相关联。

应当注意，绞盘1可以设置有其自身的框架2，因此设计成作为自立组件安装，或者其可以结合到复杂机器中，该机器将框架2与其上组装其它部件的相关壁3和壁4结合在一起。

绞盘1还包括驱动装置7，所述驱动装置7由第一壁3支承并与传动装置8相关联，所述传动装置8用于使卷筒5绕轴线A旋转地致动，所述驱动装置7容纳在卷筒本身内。

实际上，这里使用的术语“卷筒”是指基本圆柱形的中空本体。

绞盘1最后包括反作用元件9，所述反作用元件9在轴线A处连接至第二壁4，以便至少防止其围绕该轴线旋转。反作用元件9执行双重结构功能，因为它通过插设至少一个第一轴承10而支承卷筒5以使其旋转，并且它与传动装置8相关联以便支承它们。

更详细地，传动装置8包括具有至少一个减速级的行星齿轮系，所述行星齿轮系沿轴线A延伸并且包括驱动太阳齿轮11，所述驱动太阳齿轮与驱动装置7相关联并且与至少两个行星齿轮12啮合，所述至少两个行星齿轮12被行星齿轮架13支承以便绕平行于轴线A的相应轴线旋转，并且又与限定在卷筒5内的齿圈14啮合。反作用元件9连接至行星齿轮架13，以便防止其绕轴线A旋转；以这样的方式，围绕与齿圈14联接的行星齿轮12的相应轴线的旋转可对卷筒5围绕轴线A的旋转进行致动。

驱动装置7可以包括具有双旋转方向的传统马达，例如电动的、液压的或气动的马达，其机动化的输出轴可选地通过插设的中间连接元件而联接到太阳齿轮11。

反作用元件9由沿轴线A延伸并具有可变剖面的枢轴构成，所述枢轴沿其延伸方向具有：第一基本圆柱形部分9A，所述第一基本圆柱形部分9A被插入而使其穿过限定在第二壁4中的相应孔15；第二基本圆柱形部分9b，所述第二基本圆柱形部分9b用于与第一轴承10联接；和终端柄9c，所述终端柄9c用于与传动装置8联接。

此外，反作用枢轴9在面向卷筒5的外侧的端部处具有用于连接至第二壁4的凸缘16，所述凸缘从第一部分9a径向地向外突出并且通过以环形方式分布的多个螺纹元件17连接至第二壁。

终端柄9c具有外部齿状轮廓，所述外部齿状轮廓适于与设置在行星齿轮架13上的相应的槽轮廓啮合，从而形成将行星齿轮架旋转地联接到反作用枢轴9的棱柱形联接件18，所述反作用枢轴9又通过连接至第二壁4而被防止旋转，从而防止围绕行星齿轮架13的轴线A旋转。

此外，反作用枢轴9包括第三基本圆柱形部分9d，所述第三基本圆柱形部分9d插设于第一部分9a与第二部分9b之间，用于与插设在卷筒5与枢轴本身之间的密封元件19联接。

第一部分9a、第三部分9d、第二部分9b和柄9c具有沿着反作用枢轴9的轴向延伸而逐渐减小的剖面，以便允许容易的安装。

卷筒5被径向地支承，以便也由第一壁3旋转。在所示的实施例中，通过插设至少一个第二轴承20，卷筒5通过驱动装置7由第一壁3支承，所述驱动装置7又由所述第一壁支承。然而，不排除在第一壁3处的卷筒5的旋转支承的替代实施例。

卷筒5包括基本圆柱形的侧壁21，所述侧壁21与至少一个支承凸缘一体地相关联以绕轴线A旋转，所述支承凸缘在侧壁21的轴向端部中的一个端部处朝向侧壁21的内侧突出，并且借助于插设的第一轴承10或第二轴承20而被支承成通过反作用枢轴9或通过驱动装置7旋转。

在所示的实施例中，卷筒5具有与侧壁21的朝向第二壁4的端部相关联的支承凸缘22，所述第二壁4通过螺纹元件(图中未示出)连接至侧壁21。然而，不排除侧壁21和支承凸缘22可以制成单件的可能性。凸缘22借助于插设的第一轴承10而邻抵反作用枢轴9，密封元件19插设在凸缘22与反作用枢轴9之间，以防止漏油。

相反，侧壁21在朝向第一壁3的端部处被径向支承，以便借助于插设的第二轴承20而通过驱动装置7旋转。不排除这样的可能性，即，可以有在第一壁3处连接至侧壁21的附加支承凸缘。

适宜地，反作用枢轴9内部包括沿轴线A延伸的空腔23，用于容纳用于检测枢轴本身的变形的装置24，所述装置功能性地连接至电子处理单元25，用于根据检测到的变形信号来确定施加到柔性元件6的负载。电子处理单元25通过本领域技术人员已知的算法可以处理检测到的变形数据，以便获得作用在反作用枢轴9上的扭转力矩，通过通常由其中存储有其它数据的控制器PLC 26执行的附加处理，从所述扭转力矩获得施加到柔性元件6的负载值。

通过相应的缆线连接至电子板25的PLC 26可执行控制功能，并且适于报告超过绞盘1的最大负载容量的情况，可选地中断其操作。

有利地，检测装置24可在反作用枢轴9与行星齿轮托架13之间的棱柱形联接区域18外部的轴向位置处与空腔23的侧壁相关联，使得检测到的变形的测量不受作用在枢轴本身上的径向负载的影响。

例如，检测装置24可以通过用传统的粘合剂材料进行的粘合剂粘结或通过PVD(物理气相沉积：Physical Vapor Deposition)处理而施加在空腔23内。

空腔23具有面向卷筒5内部的第一部分23a和面向外部的第二部分23b，它们通过连接部分23c相互连接。检测装置24容纳在第一部分23a中，并且电子处理单元25容纳在第二部分23b中，相应的连接线缆27穿过连接部分23c。

检测装置24包括至少一个应变仪，优选地包括至少四个应变仪，其被布置以便构成传统的惠斯登电桥(Wheatstone bridge)。

在第一实施例(图1-5)中，连接部分23c沿轴线A布置。连接凸缘16具有八个成对分布的孔28，相互以90°角间隔开，用于插入相应数量的螺纹元件17以连接至第二壁4。连接凸缘16还设置有四个周界插槽29，成对地且以90°角间隔开，用于插入未示出的管，以通过相应的开口30执行卷筒5内的液压油的填充/替换，所述开口30在使用中由相应的塞31封闭。

图6-7示出了反作用枢轴9的替代实施例，其中，轴向空腔23包括第三部分23d，所述第三部分23d插设在第一部分23a与第二部分23b之间并与它们同轴，并且连接部分23c平行于轴线A延伸，但不位于其上。

应当注意，第一部分23a与第二部分23b的横向直径大于第三部分23d的横向直径，从而连接部分23c可以平行于轴线A延伸，而不具有相对于轴线A径向延伸的部分

以这种方式，空腔23可以用于容纳传动轴32，所述传动轴32与轴线A同轴，并由容纳在空腔23内的衬套或轴承33支承，以便绕其旋转。

传动轴32具有：第一端，所述第一端突出到卷筒5内部并与卷筒5联接，以便与太阳齿轮11一体地旋转；和第二端，所述第二端与第一端相对布置并向外突出，适于连接至用于检测/限制太阳齿轮11的转数和/或转速的传统装置。

这种情况下的连接凸缘16具有十个用于插入螺纹元件以连接至第二壁4的孔34。

图8示出了绞盘1的替代实施例，其中，反作用枢轴9的柄9c和凸缘22具有轴向细长形状的结构，以便能够提供插设于卷筒5与第二壁4之间的制动组件35，如果绞盘1用于提升人而不仅仅是提升物体，则该制动组件35能够独立地适当制动卷筒。

在这种情况下，凸缘22除了支承侧壁21之外，还用作制动轴，并承载多个盘36，所述盘36被与外环形壳体38相关联的相应的互补盘37散布分开，所述外环形壳体38通过图中未示出的螺钉与第二壁4形成一体。

盘36和互补盘37相关联，使得它们分别通过带槽的联接件与凸缘22和环形壳体38一起轴向滑动。

推压件39容纳在环形壳体38内，并适于作用在盘36和互补盘37的组上以制动卷筒5，弹性压缩弹簧40在朝向组本身移动的方向上作用在该推压件上，并且通过未示出的传统回路供给的压力油在环形空腔室41中在远离的方向上作用到该推压件上。

根据本发明的绞盘的操作如下。

在使用中，驱动装置7通过传动装置8致动卷筒5旋转；根据卷筒5的旋转方向，柔性元件6缠绕到卷筒5上或从卷筒5上展开，从而提升/降低连接至柔性元件6的负载。

在操作期间，施加到反作用枢轴9的检测装置24检测其中借助于与行星齿轮架13的联接而作用在其上的扭转力矩所产生的变形，并且检测的变形信号由电子处理单元25和PLC 26处理，以便确定从柔性元件6悬挂的负载，从而监测绞盘1的过载情况，由此保护机器的安全。

应当注意，如果需要拆卸反作用枢轴9，则需要从卷筒5的外部具有合适的支承，以将卷筒5保持在相对于轴线A的正确位置

在实践中，已经发现，所述的本发明实现了预期的目标和目的，并且特别地，注意到根据本发明的绞盘的结构在组成元件的生产期间或在安装它们时，不需要复杂的加工。特别地，反作用元件的形状结构和与第二壁、与卷筒和与行星齿轮架相关联的联接器的形状结构，显著地简化了根据本发明的绞盘的设置。

此外，检测装置和电子处理单元的轴向容纳的可能性使得能够执行绞盘的操作条件的有效监测，而不会使枢轴本身的结构复杂化或弱化，并且充分保护电子部件，其中检测装置和电子处理单元两者都集成在反作用枢轴中。此外，这种解决方案使得还可以将附件传动轴集成在反作用枢轴中，以连接至太阳齿轮。

这样构思的本发明易于进行许多修改和变化，这些修改和变化都落入所附权利要求书的范围内。

此外，所有细节可由其它技术上等同的元件替代。

在实践中，所采用的材料以及可能的尺寸和形状可以根据需要而为任意，而不会因此而脱离本文所要求保护的范围。

本申请要求意大利专利申请第102017000046131号的优先权，在此以引用方式纳入本文。

在任何权利要求中所指出的技术特征后面跟有附图标记时，包括这些附图标记仅是为了增加这些权利要求的可理解性，且因此这些附图标记对由这些附图标记以示例方式确定的各元件的解释没有任何限制作用。

Claims (11)

1.一种具有简化结构的绞盘(1)，包括支承框架(2)，所述绞盘(1)包括：

-第一壁(3)和第二壁(4)，所述第一壁(3)和所述第二壁(4)彼此相对；

-卷筒(5)，所述卷筒(5)插设在所述第一壁(3)和所述第二壁(4)之间，并且由所述第一壁(3)和所述第二壁(4)支撑以便围绕其纵向轴线(A)旋转，所述纵向轴线横向于所述壁，用于移动负载的柔性元件(6)缠绕于卷筒(5)；

-驱动装置(7)，所述驱动装置(7)与所述第一壁(3)和用于旋转致动所述卷筒(5)的传动装置(8)相关联，所述驱动装置容纳在所述卷筒内，

其特征在于，所述绞盘包括与所述第二壁(4)相关联的反作用元件(9)，所述反作用元件(9)支承所述卷筒(5)以便旋转，并且所述反作用元件(9)与所述传动装置(8)相关联以便支承它们。

2.如权利要求1所述的绞盘(1)，其特征在于，所述传动装置包括行星齿轮系，所述行星齿轮系沿着所述卷筒(5)的旋转轴线(A)延伸，并且设置有驱动太阳齿轮(11)，所述驱动太阳齿轮与所述驱动装置(7)相关联，并且与至少两个行星齿轮(12)啮合，所述至少两个行星齿轮被支承为使得它们能够由行星齿轮架(13)旋转，并且所述至少两个行星齿轮又与齿圈(14)啮合，所述齿圈与所述卷筒(5)在内部相关联，所述反作用元件(9)与所述行星齿轮架(13)和所述第二壁(4)相关联，以便防止所述行星齿轮架旋转。

3.如权利要求1或2所述的绞盘(1)，其特征在于，所述反作用元件包括具有可变剖面的枢轴(9)，所述枢轴(9)沿着所述卷筒(5)的旋转轴线(A)延伸，所述枢轴沿其延伸方向具有：第一基本圆柱形部分(9a)，所述第一基本圆柱形部分(9a)插入到限定在所述第二壁(4)中的相应孔(15)中；第二基本圆柱形部分(9b)，所述第二基本圆柱形部分(9b)通过插入的至少一个第一轴承(10)而与所述卷筒相关联；以及终端柄(9c)，所述终端柄(9c)用于与所述传动装置(8)联接。

4.如权利要求3所述的绞盘(1)，其特征在于，所述枢轴(9)包括第三基本圆柱形部分(9d)，所述第三基本圆柱形部分(9d)插设于所述第一基本圆柱形部分(9a)和所述第二基本圆柱形部分(9b)之间，用于与插设于所述枢轴与所述卷筒(5)之间的至少一个密封元件(19)联接。

5.如权利要求1所述的绞盘(1)，其特征在于，所述卷筒(5)通过所述驱动装置(7)借助于插设的至少一个第二轴承(20)而由所述第一壁(3)支承以便旋转。

6.如权利要求1所述的绞盘(1)，其特征在于，所述卷筒(5)包括基本圆柱形的侧壁(21)，所述侧壁(21)与至少一个支承凸缘(22)一体地相关联，以便围绕旋转轴线(A)旋转，所述支承凸缘被支承以便通过所述反作用元件(9)旋转。

7.如权利要求6所述的绞盘(1)，其特征在于，所述绞盘(1)包括制动组件(35)，所述制动组件(35)插设于所述反作用元件(9)与所述支承凸缘(22)之间。

8.如权利要求1所述的绞盘(1)，其特征在于，所述反作用元件(9)在内部包括沿着所述卷筒(5)的旋转轴线(A)延伸的空腔(23)，用于容纳用于检测所述元件的扭转变形的装置(24)，所述装置(24)功能性地连接至电子处理单元(25)，用于根据检测到的变形信号来确定施加到所述柔性元件(6)的负载。

9.如权利要求8所述的绞盘(1)，其特征在于，所述检测装置(24)在所述反作用元件(1)与所述传动装置(8)之间的联接区域以外的轴向位置与所述空腔(23)的内侧壁相关联。

10.如权利要求8或9所述的绞盘(1)，其特征在于，所述空腔(23)包括面向所述卷筒(5)的内部的第一部分(23a)和面向外部的第二部分(23b)，这两个部分通过连接部分(23c)相互连接，所述检测装置(24)容纳在第一部分(23a)中，并且所述电子处理单元(25)容纳在第二部分(23b)中，相应的连接缆线(27)穿过连接部分(23c)。

11.如权利要求2和8所述的绞盘(1)，其特征在于，所述绞盘(1)包括传动轴(32)，所述传动轴(32)被支承成在所述空腔(23)内绕所述卷筒(5)的旋转轴线(A)旋转，所述传动轴(32)具有：第一端，所述第一端关联成与所述太阳齿轮(11)一体地旋转；和第二端，所述第二端与所述第一端相对并且与用于检测/限制所述太阳齿轮的转数和/或转速的装置相关联。

Images