CS262429B2 - Engine driven capstan - Google Patents

Description

Vynález se týká navijáku poháněného motorem, zejména pro motorová vozidla, například pro užitková vozidla lesních podniků anebo pro terénní vozidla.

Navijáky poháněné motorem musí zásadně vyhovovat následujícím požadavkům:

1. Hnací motor navijáku měl by být co nejmenší a co nejlehčí, což prakticky znamená vysoké otáčky a malý hnací moment, takže naviják opatřený takovým motorem by měl být z ekonomických důvodů vytvořen s velkým převodem, účelně s převodem přes 100.

2. Rovněž z ekonomického hlediska je důležitý požadavek, aby, nehledě na velký převod, byl vysoký stupeň účinnosti.

3. Naviják musí být zkonstruován tak, aby nedocházelo ke zpětnému pohybu lana se zátěží ani při případné poruše hnacího motoru.

4. Je důležité, aby naviják sestával z takových prvků, které mohou být zhotoveny snadno a ekonomicky.

5. Celá konstrukce navijáku musí mít minimální potřebu místa.

Nejrozšířenějším řešením navijáku je blokový naviják, u něhož lanový buben je poháněn prostřednictvím šnekového převodu setávajícího ze šneku a šnekového kola. Ze shora uvedených požadavků může ale toto řešení splnit pouze požadavek uvedený v bodě 3 týkající se zabránění zpětného chodu, protože z dvojice šnek—šnekové kolo může se vytvořit takové provedení, u něhož šnekové kolo nemůže pohánět šnek, pouze naopak, takže šnekový převod je tímto směrem samosvorný a zpětný pohyb zatíženého lana není možný. Pro tyto šnekové převody je charakteristické, že jejich stupeň účinnosti u druhu provedení „šnek pohání“ musí být, vzhledem к rozptylu výroby а к provozním poměrům daleko pod 50 %, což v praxi z bezpečnostních důvodů nedosahuje ani 40 °/o. Vzhledem к nízkému stupni účinnosti nesplňuje takto toto řešení ani požadavek uvedený v bodu 2. což prakticky nemůže být zlepšeno, protože v případě šnekového převodu jeho samosvornost a dobrý stupeň účinnosti představují odporující si požadavky.

Další nedostatek šnekového převodu spočívá v tom, že šnekové kolo je velmi drahé, protože musí být zhotoveno z barevného kovu, aby mělo požadovanou kvalitu. Kromě toho šnekové převody vysoké kvality musí být zhotovovány po jednotlivých kusech, takže takový převod je vzhledem к vysokým výrobním nákladům nevhodný pro sériovou výrobu. Při použití šnekového převodu jsou vzhledem к velkým tlakovým silám nutná nejméně čtyři pevná ložiska. Z těchto důvodů šnekový převod nesplňuje ani požadavky hospodárnosti uvedené v bodě 4.

Šnekový převod nesplňuje rovněž požadavky podle bodu 1, protože v praxi nelze vyrobit šnekové převody s převodovým poměrem kolem 100 anebo ještě větším. Pro zajištění hospodárného provozu hnacího motoru musí být proto šnekový převod doplněn dalším převodem. Pro tento účel se s výhodou používají planetové převody.

Šnekový převod spojený s planetovým převodem je však velmi drahý a objemný a kromě toho má vzhledem к umístění šneku na jedné straně asymetrickou konstrukci. Toto řešení nesplňuje tudíž ani požadavek hospodárnosti výroby ani požadavek male a účelné potřeby místa.

Shora uvedené nedostatky navijáku opatřeného šnekovým převodem vedou к předpokladu, že u navijáku by bylo účelné použít pro pohon lanového bubnu samotný planetový převod s ohledem na požadavek zabránění zpětného chodu zatíženého lana, kterýžto problém by měl být vyřešen takovou konstrukcí, která by mohla být účelně přizpůsobena planetovému převodu.

U navijáků s planetovým převodem může být tento úkol vyřešen západkovým ústrojím. U ručně poháněných navijáků nejsou přitom žádné problémy vzhledem к přítomnosti obsluhujícího, avšak v tom případě, kdy je nutný pohon motorem pro větší zátěže, je tento úkol složitější, protože západkové ústrojí při uvolnění lana musí jak v zatíženém, tak i v nezatíženém stavu lana otevřít, zatímco při případné poruše hnacího motoru musí spolehlivě zavřít, aby se mohlo zabránit padání zátěže.

Místo západkového mechanismu musí být tudíž použita taková konstrukce, která také bez zásahu obsluhujícího personálu udrží zátěž anebo ji nechává pomalu odjet zpět a při případné poruše hnacího motoru zátěž spolehlivě drží·

Jedna z hlavních předností pohonu se samotným planetovým převodem spočívá v tom, že tento pohon se může velmi účelně umístit ve vnitřním prostoru lanového bubnu, který jinak není využit, takže potřeba místa není větší než u lanového bubnu a lana. Vzhledem к tomu, že u tohoto provedení hřídel převodu je shodný s osou lanového bubnu, může se převod prakticky namontovat v libovolné poloze. Další přednost řešení převodu se samotným planetovým převodem spočívá v tom, že mohou být uplatněny nejproduktivnější technologie známé z výroby ozubených kol, konstrukce nevyžaduje použití barevných kovů a potřeba ložisek představuje pouze zlomek potřeby ložisek pro šnekový převod.

Vzhledem к nedostatkům pohonu se šnekovým převodem а к přednostem pohonu se samotným planetovým převodem spočívá úkol, který řeší vynález, ve vytvoření navijáku poháněného motorem, kterým se dosáhne velkého převodového poměru nutného pro hospodárný provoz použitím pohonu se samotným planetovým převodem, přičemž se spolehlivě zabrání zpětnému chodu lanového bubnu.

Stanovený úkol se podle vynálezu vyřeší u již uvedených navijáků, které obsahují převod s velkým převodovým poměrem spojený s hřídelem hnacího motoru, nejméně jeden lanový buben, poháněný převodem a uložený na osovém tělese vytvořeném jako nosný prvek celého navijáku, a také brzdicí zařízení zabraňující zpětnému chodu lanového bubnu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že převod je tvořen planetovým převodem, přičemž hřídel hnacího motoru je spojen s hřídelem — čepem slunečního' kola pomocí objímky s vnitřním drážkováním a na hřídeli slunečního kola je vytvořena dráha pro nasazení volnoběhu, kterýžto volnoběh je uspořádán uvnitř objímky s vnějším drážkováním, s jejímiž vnějšími drážkami jsou spojeny brzdicí lamely brzdicího zařízení pro zabránění zpětného chodu, které se v případě zpětného chodu lanového bubnu otáčejí, zatímco stojící brzdicí lamely brzdicího zařízení, spolupůsobící s otáčejícími se brzdicími lamelami a vytvořené jako reakční čleiny, jsou spojeny s osovým tělesem, přičemž brzdicí lamely zasahující mezi sebe jsou prostřednictvím tlačného kroužku, který tvoří vnější stojící lamelu, stlačovány к sobě nejméně jednou tlačnou pružinou s proměnným předpětím opřenou o pružinové sedlo uspořádané v osovém tělese, kromě toho sluneční kolo je v hnacím spojení s planetovými koly, která jsou uložena na planetových čepech otáčejícího se planetového unášeče nezachycujícího reakční momenty, přičemž planetová kola zabírají současně se dvěma vedle sebe uspořádanými ozubenými věnci, jejichž rozdíl zubů je shodný s počtem planetových kol anebo s jejich celočíselným násobkem a přičemž jeden ozubený věnec je ve spojení vhodném pro přenos momentu s ozubeným kolem s nábojem připevněným, к osovému tělesu, zatímco druhý ozubený věnec je spojen rovněž pro přenos momentu s navíjecí hlavou uloženou na osovém tělese, která tvoří jeden celek nejméně s jedním lanovým bubnem.

Podle vynálezu je účelné, když vnitřní a vnější spojení volnoběhu je vytvořeno způsobem umožňujícím jeho opačné nasazení, protože toto řešení umožňuje použít stejnou konstrukci se stejnými součástmi také v případě opačného směru otáčení hnacího motoru.

U dalšího výhodného provedení navijáku podle vynálezu pružinové sedlo je uspořádáno v osovém tělese přestavitelně pomocí závitového spoje, čímž se dosáhne toho, že předpětí pružiny stlačující к sobě brzdicí lamely se může snadno měnit, čehož důsledkem je usnadnění změny brzdicího momentu.

Vynález je podrobně vysvětlen popisem příkladných provedení znázorněných na přiloženém výkrese, na němž obr. 1 znázorňuje naviják podle vynálezu v řezu a obr.

detail navijáku v řezu s dalším možným provedením pružinového sedla.

Jak je zřejmé z obr. 1 nosným prvkem navijáku podle vynálezu poháněného motorem je osové těleso 1, které je upevněno šrouby 2 způsobem vhodným pro příjem zatížení na podvozku anebo na jiném konstrukčním prvku vozidla. К tomuto osovému tělesu 1 je pomocí šroubů 3 připevněn hnací motor, který není znázorněn na výkrese. Na osovém tělese 1 je uložena navíjecí hlava 4, která tvoří zároveň součást lanového bubnu 5. Axiálnímu posunutí navíjecí hlavy 4 jedním směrem se zabrání přírubou osového tělesa 1 anebo nákružkem 6 uspořádaným na této přírubě. Posunutí navíjecí hlavy 4 druhým směrem se zabrání tím, že na náboji ozubeného kola 13 je pro tento účel vytvořena obruba.

Hřídel hnacího motoru je způsobem vhodným pro přenos momentu spojen se slunečním kolem 7 planetového převodu opatřeným čepem. Přenášení momentu nastává účelně prostřednictvím objímky 8, která je uvnitř drážkována. Čep slunečního kola 7 je vytvořen tak, že tvoří současně osu volnoběhu ?. Tento volnoběh 9 je obklopen objímkou 10, která je na vnější straně drážkovaná a na kterou jsou napojeny způsobem vhodným pro přenos momentu uvnitř drážkované brzdicí lamely 11. К těmto brzdicím lamelám 11 jsou přiřazeny nehybné brzdicí lamely 12, které jsou spojeny způsobem vhodným pro přenos momentu buď přímo s osovým tělesem 1, anebo s nábojem ozubenéhó kola 13 připevněným к osovému tělesu 1. Svazky brzdicích lamel 11 д 12 zasahujících střídavě mezi sebe jsou stlačovány к sobě tlačnou pružinou 15 přes tlačný kroužek 14. Tlačná pružina 15 je opřena o pružinové sedlo 16 uspořádané v osovém tělese 1. Změnou počtu pružinových podložek 17, které se pokládají pod brzdicí lamely 11, 12, mohou se u stejného zařízení nastavovat různé brzdicí momenty.

V určitých případech může být nutné, aby u stejného navijáku bylo možné měnit brzdicí moment plynule. Tomuto požadavku může být vyhověno pomocí příkladného provedení podle obr. 2. V tomto případě je v osovém tělese 1 umístěno pružinové sedlo 24 opatřené závitem, které se tudíž může přestavovat plynule pomocí závitového spoje v osovém tělese 1. Přestavováním pružinového sedla 24 může se snadno měnit předpětí tlačné pružiny 15, tj. tlačná síla působící na brzdicí lamely 11, 12, a tímto se může měnit brzdicí moment.

Velký převodový poměr je u navijáku podle vynálezu dosažen použitím takzvaného Wolfromova planetového převodu, jehož planetová kola zabírají současně se dvěma ozubenými planetovými věnci s různým počtem zubů, uspořádanými vedle sebe. V konkrétním provedení to vypadá tak, že vnější ozubení ozubeného kola 13, jehož náboj je připevněn к osovému tělesu 1, zabírá sice volně, avšak způsobem vhodným pro přenos momentu s vnitřním ozubením nehybného ozubeného věnce 18, zatímco inad tím je s navíjecí hlavou 4 spojen s výhodou šroubovým spojem 20 otáčející se ozubený věnec 19, a to způsobem vhodným pro přenos momentu.

Jak nehybný ozubený věnec 18, tak i otáčející se ozubený věnec 19 jsou v záběru s planetovými koly 21, jejichž šířka odpovídá v podstatě šířce obou ozubených věnců 18, 19. Tato planetová kola 21 jsou poháněna shora již uvedeným slunečním kolem 7. Planetová kola 21 jsou uložena na planetových čepech 23 připevněných к planetovému unášeči 22. Centrování planetového unášeče 22 se částečně zajišťuje kineticky symetricky vyváženými planetovými koly 21 opírajícími se o ozubené věnce 18, 19. V závislosti na místě namontování a na jiných konstrukčních podmínkách může být centrování planetového unášeče 22 zlepšeno odpovídajícím uložením, jak je znázorněno u provedení podle obr. 1.

Předpokladem pro požadovanou funkci a montovatelnost takového planetového převodu je, aby rozdíl počtu zubů obou ozubených věnců 18, 19 odpovídal počtu planetových kol 21 anebo jejich celočíselnému násobku. V závislosti na tom, který z obou ozubených věnců 18, 19 vykazuje větší počet zubů, je výstupní směr otáčení navíjecí hlavy 4 buď stejný jako hnací směr otáčení slunečního kola 7, anebo je opačný.

Způsob práce navijáku podle vynálezu je následující:

Když sluneční kolo 7, opatřené čepem a poháněné hnacím motorem, se otáčí ve směru ,,navíjet lano“, nevzniká žádný brzdicí účinek, a to v důsledku namontování volnoběhu 9, takže celý naviják pracuje s dobrým stupněm účinnosti. Naviják podle vynálezu je ostatně s výhodou zkonstruován tak, že vytvoření slunečního kola 7, které slouží jako osa otáčení volnoběhu 9, tak jako objímky 10 drážkované na vnější straně a obklopující -volnoběh 9, umožňuje namontování volnoběhu 9 a rovněž v opačné poloze, takže naviják může být použit pro oba směry otáčení hnacího motoru se stejnými konstrukčními díly.

Ve směru otáčení „odvíjet lano“ se hřídel slunečního kola 7 brzdí prostřednictvím brzdicích lamel 11, 12, které se stlačují к sobě, a také volnoběhem 9 ovládaným ve směru brzdění, takže např. v případě poruchy hnacího motoru zabrání padání zátěže, případně zpětnému pohybu lana.

Brzdicí moment brzdicích lamel se účelně nastavuje na hodnotu

Mi = Μ_Λ . η_ν . . К kde

Μι — brzdicí moment lamel,

М_л — moment hnacího motoru,

T/v — stupeň účinnosti navijáku při Chodu dopředu — „lano navíjet“ η_κ — stupeň účinnosti navijáku při zpětném Chodu — „lano odvíjet“,

К — součinitel bezpečnosti, jehož hodnota u provedení podle obr. 1 může být seřizována změnou počtu brzdicích lamel 11, 12 anebo pružinových podložek 17, zatímco u provedení podle obr. 2 může být tato hodnota plynule měněna závitovým pružinovým sedlem 24.

V případě, že např. stupeň účinnosti navijáku je jak při chodu dopředu, tak i při zpětném chodu 70 °/o, pak se má brzdicí moment lamel Ml účelně nastavit na 49 % hnacího momentu, když se pro zjednodušení předpokládá, že součinitel bezpečnosti К je 1.

Ze shora uvedeného plyne, že naviják podle vynálezu při normálním provozu, tj. „lano navíjet“ pracuje s dobrým stupněm účinnosti, zatímco při vynechání pohonu se zabrání padání zátěže, případně při provozu „lano odvíjet“ je nutný podstatně menší hnací moment.

Optimálním místem pro volnoběh 9 a pro lamelové brzdicí zařízení je hřídel, tj. čep slunečního kola 7, protože zde se nachází místo nejmenšího momentu otáčení v převodu, takže volnoběh 9 a brzdicí lamely 11, 12 mohou být vytvořeny s velmi malými rozměry.

Ze shora uvedeného je zřejmé, že naviják podle vynálezu vzhledem ke svému novému provedení, které je podstatně odlišné od doposud známých navijáků, je vhodný pro dosažení velkého převodového poměru při dobrém stupni účinnosti, přičemž při případné poruše hnacího motoru spolehlivě drží zátěž, sestává z malého množství snadno vyrobitelných konstrukčních součástí a nemá přitom žádnou dodatečnou potřebu místa, protože může být umístěn uvnitř lanového bubnu.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT vynalezu

   1. Naviják poháněný motorem, zejména pro motorová vozidla, který obsahuje převod s velkým převodovým poměrem spojený s hřídelem hnacího motoru, nejméně jeden lanový buben, poháněný převodem a uložený na osovém tělese vytvořeném jako nosný prvek celého navijáku, a také brzdicí zařízení zabraňující zpětnému Chodu lanového bubnu, vyznačující se tím, že jeho převod je tvořen planetovým převodem, přičemž hřídel hnacího motoru je spojen s hřídelem — čepem slunečního kola (7) pomocí objímky (8] s vnitřním drážkováním a na hřídeli slunečního kola (7) je vytvořena dráha pro nasazení volnoběhu (9), kterýžto volnoběh (9) je uspořádán uvnitř objímky (10) s vnějším drážkováním, s jejímiž vnějšími drážkami jsou spojeny brzdicí lamely (11) brzdicího zařízení pro zabránění zpětného chodu, které se v případě zpětného chodu lanového bubnu (5) otáčejí, zatímco stojící brzdicí lamely (12) brzdicího zařízení, spolupůsobící s otáčejícími se brzdicími lamelami (11) a vytvořené jako reakční členy, jsou spojeny s osovým tělesem (1), přičemž brzdicí lamely (11, 12) zasahující mezi sebe jsou prostřednictvím tlačného kroužku (14), který tvoří vnější stojící brzdicí lamelu, stlačovány к sobě nejméně jednou tlačnou pružinou (15) s proměnným predpětím, opřenou o pružinové sedlo (16, 24) uspořádané v osovém tělese (1), kromě toho sluneční kolo (7) je v hnacím spojení s planetovými koly (21), která jsou uložena .na planetových čepech (23) otáčejícího se planetového unášeče (22) nezachycujícího reakční momenty, přičemž planetová kola (21) zabírají současně se dvěma vedle sebe uspořádanými ozubenými věnci (18, 19), jejichž rozdíl zubů je shodný s počtem planetových kol (21) anebo s jejich celočíselným násobkem a přičemž jeden ozubený věnec (13) je ve spojení vhodném pro přenos momentu s ozubeným kolem (13) s nábojem připevněným к osovému tětosu íl), zatímco druhý ozubený věnec (19) je spojen rovněž pro přenos momentu s navíjecí hlavou (4) uloženou na osovém tělese (1), která tvoří jeden celek nejméně s jedním lanovým bubnem (5).
2. 2. Naviják podle bodu 1 vyznačující se tím, že vnitřní a vnější spojení volnoběhu (9) je vytvořeno způsobem umožňujícím jeho opačné nasazení.
3. 3. Naviják podle bodu 1 nebo 2 vyznačující se tím, že pružinové sedlo (24) je uspořádáno v osovém tělese (1) přestavitel· ně pomocí závitového spoje.