CZ37812U1 - Kolová jednotka s řízeným natáčením a výškovým polohováním - Google Patents

Description

Kolova jednotka s rizenym natacenim a vyskovym polohovanim

Oblast techniky

Reseni se tÿka mobilnich kolovÿch podvozkù urcenÿch pro specialni zarizeni s vysokou celkovou hmotnosti v radu desitek az stovek tun, pricemz pocet aplikovanÿch trakcnich kolovÿch jednotek na jednom zarizeni je ctyri a vice.

Dosavadni stav techniky

V oblasti vÿskove polohovatelnÿch trakcnich kolovÿch jednotek vyuzivajicich smerove rizena kola, urcenÿch pro prùmyslové aplikace, v soucasné dobe nalézame, v dané kategorii nosnosti (cca 20 t), tato konkurencni reseni.

Nejrozsifenejsim resenim odpovidajici nosnosti je kolova jednotka spolecnosti Goldhofer AG, vyuzivana u samohybnÿch transportnich plosin, jejiz trakcni pohon a zdvihaci mechanismus jsou popsany v patentu US20210213779A1 a montované v rùznÿch konfiguracich. Kolova jednotka sestâvâ z pohonu nataceni, jehoz zakladem je loziskova otoc v kombinaci bud s pakovÿmi mechanismy, které synchronizuji pohyb nataceni kola nekolika kolovÿch jednotek v ramci dané platformy, nebo nezavislÿm pohonem s hydraulickÿm motorem a snekovou loziskovou otoci, coz je vhodnejsi varianta pro srovnani s predkladanÿm resenim.

Uvedené reseni neobsahuje pruzici a tlumici systém. Alternativne k hydraulickému valci zdvihu je vyuzivano reseni popsané v patentu US11345208B2, kde je mezi ram a kyvné rameno misto hydraulického valce vlozen pneumatickÿ mech, kterÿ krome moznosti vÿskového polohovani plni funkci pruzeni.

Principialne shodna reseni v rùznÿm drobnÿch modifikacich vyuziva také rada dalsich spolecnosti, jako napriklad KAMAG Transporttechnik GmbH & Co. KG, SCHEUERLE Fahrzeugfabrik GmbH, FAYMONVILLE DISTRIBUTION AG, nebo ARLEK (WUHAN) INDUSTRY AND TRADE CO., LTD. Mezi nevÿhody techto reseni mùzeme jmenovat zejména prostorovou narocnost (nejen v provedeni s dvojmontazi pneumatik) a slozitost systému pohonu trakce.

Dalsi existujici reseni jsou jiz dimenzovana pro nosnosti stovky kilogramù, maximalne nizsi jednotky tun. Jedna se napriklad o reseni popsané v patentu WO2021027572A1 vyvinuté na univerzite v Yanshan. Zakladem je dvojice kol, kde kazdé kolo je vybaveno vlastnim trakcnim pohonem s remenovÿm prevodem, pricemz kola jsou kyvné ulozena na vahadle, umoznujici kontakt obou kol pri jizde po nerovném povrchu.

Toto reseni se vyznacuje celkove velkÿmi prostorovÿmi naroky na zastavbu. Mezi nevÿhodami mùzeme dale jmenovat nutnost soucinnosti obou trakcnich pohonù pri otaceni kola na miste a usporadani komponentù mechanismu zdvihu, kdy pohybovÿ sroub je umisten v nejvetsi vzdalenosti od stredu kol.

Jako dalsi konkurencni reseni mùzeme jmenovat kolovou jednotku vyuzivajici vsesmerové kolo Mecanum, popsanou v patentu CN110498060B. Nevÿhodou tohoto reseni je aplikace vsesmerového kola Mecanum, jez je urceno pouze pro provoz na kvalitnich povrsich. Kombinace vsesmerového kola Mecanum se zdvihem navic vyzaduje, aby zdvih vsech kolovÿch jednotek prislusného podvozku byl stejnÿ, a to z dùvodu zachovani optimalni geometrie kola vùci povrchu terénu. Systém zdvihu tedy nelze pouzit pro nivelizaci lozné plochy platformy vùci povrchu terénu.

- 1 CZ 37812 U1

Vzhledem k nevÿhodâm uvedenÿch reseni, kdy je potreba realizovat presuny velkÿch technologickÿch celkû, je nutné vyvinout takovâ reseni, které umoznuji relativne pomalÿ pohyb vsemi smery i po mirne nerovném povrchu, pricemz mechanismus vÿskového polohovâni techto trakcnich kolovÿch jednotek musi umoznovat kontakt vsech kol s povrchem terénu a zâroven nivelizaci zarizeni behem pohybu.

Podstata technického reseni

Uvedené nevÿhody odstranuje kolovâ jednotka s rizenÿm natacenim a vÿskovÿm polohovânim navazujici na teleso stroje, ke kterému je pevne pomoci priruby pripojena, vyznacujici se tim, ze jejim zâkladnim dilem je râm, k nemuz je v horni câsti pomoci priruby pripojen otocnÿ vÿstup kompaktni, uzavrené a elektromotorem pohânené loziskové otoce, kterâ propojuje râm trakcni kolové jednotky s rizenÿm natâcenim a vÿskovÿm polohovânim s telesem stroje, pricemz pevnou soucâsti râmu je svislÿ nâstavec, v jehoz spodni câsti na jeho konci je do nej zakomponovâna kladka, jejiz otocnâ câst je ulozenâ v lineârnim vedeni, které je prirubove propojeno k râmu kola, pricemz s horni câsti râmuje dâle prirubove propojen kompakt elektroprevodovky s pohybovÿm sroubem, kterÿ je orientovân svisle v paralelni linii s lineârnim vedenim, a prochâzi osove vodicim tubusem, prirubove propojenÿm nahore s râmem, pricemz ve vodicim tubusu je ulozen vedenÿ tubus, kterÿ je ve spodni câsti prirubove propojen s râmem kola a v horni câsti je prirubove propojen s pohybovou matici, do které zâroven osove zasahuje pohybovÿ sroub, na jehoz konci je ulozen vodici disk, pricemz k râmu kola je prirubove propojen trakcni pohon s brzdou, nesouci na otocném vÿstupu trakce dvojmontâz kola.

Konkrétnimi vÿhodami oproti stâvajicim resenim je pak nâsledujici: protoze kolo jednotky je reseno jako dvojmontâz plnopryzovÿch behounû a konstrukce kolové jednotky je resena tak, ze svislâ osa natâceni kola prochâzi stredem celkové sirky dvojmontâze behounû kol, pak pri natâceni kola na miste (rychlost jizdy je rovna nule) neni nutnâ soucinnost trakcniho pohonu.

Dâle protoze pohybovÿ sroub mechanismu vÿskového polohovâni je integrovân do hlavniho lineârniho vedeni, konstrukce kolové jednotky je kompaktni, cimz je minimalizovâna velikost opsané kruznice (pozadovanÿ prostor pro natâceni kola).

A dâle, protoze obe kola dvojmontâze jsou spojena s vÿstupem trakcniho pohonu, oba behouny jsou tedy behem trakce a brzdeni ve funkci, trakcni pohon je pouze jeden, jednoduchÿ, nevyzaduje diferenciâl.

Objasneni vÿkresû

Na prilozenÿch obrâzcich je znâzornen priklad provedeni dle vynâlezu.

Obr. 1 je axonometrickÿ podhled na trakcni kolovou jednotku s rizenÿm natâcenim a vÿskovÿm polohovânim, kde je navic patrno i teleso stroje, ke kterému je kolovâ jednotka jako celek pripojena.

Obr. 2 je axonometrickÿ nadhled na trakcni kolovou jednotku, kde jsou patrny vsechny jeji hlavni podsestavy.

Obr. 3 je axonometrickÿ nadhled na trakcni kolovou jednotku, kde jsou patrny detailneji vsechny jeji hlavni podsestavy a vetsina jejich pozic.

Obr. 4 je bocni pravoûhlé zobrazeni kolové jednotky, kde v popredi jsou vodici a vedenÿ tubus vÿskového polohovâni s bocnim pohledem na dvojmontâz kola, nahore s otoci a elektromotorem.

- 2 CZ 37812 U1

Obr. 5 je celni pravoûhlé zobrazeni kolové jednotky, kde v popredi jsou patrny trakcni pohon s brzdou, vodici a vedenÿ tubus vÿskového polohovani, nastavec ramu s kladkou v linearnim vedeni a nahore otoc s elektromotorem a elektroprevodovka vÿskového polohovani.

Obr. 6 je detailni osovÿ rez otoci a dvojmontazi kola, propojeni otoce s telesem ramu, dale otocného vÿstupu s ramem kolové jednotky a ve spodni casti obrazku je ulozeni trakcniho pohonu s brzdou v ramu kola, vcetne propojeni otocného vÿstupu trakce s dvojmontazi kola.

Na obr. 7 je zobrazena kolova jednotka v pravoûhlém rezu pres vÿskové staveni pohybovÿm sroubem a pres linearni vedeni kladky v nejnizsi poloze.

Na obr. 8 je zobrazena kolova jednotka v detailnim pravoûhlém rezu v horni poloze, kde je patrno lépe propojeni vodiciho tubusu s ramem, vedeného tubusu s ramem kola, propojeni pohybové matice s vedenÿm tubusem a ulozeni vodiciho disku ve vedeném tubusu.

Priklad uskutecneni technického reseni

Trakcni kolova jednotka 1 s rizenÿm natacenim a vÿskovÿm polohovanim je urcena nejen k zajisteni vsesmerového pohybu po plose, ale také k vÿskovému polohovani specialniho stroje.

Jejim zakladnim a propojovacim dilem je ram 3 trakcni kolové jednotky 1 s rizenÿm natacenim a vÿskovÿm polohovanim, kterÿ je natacen otocnÿm vÿstupem 4, prirubove propojenÿm s ramem 3. Otocnÿ vÿstup 4 je soucasti loziskové otoce 6, zahrnujici kompakt prevodu s elektromotorem 5, pricemz tato otoc 6 je prirubove propojena s telesem 2 stroje.

Zachyceni momentu od natâcem kol je realizovano tak, ze soucasti ramu 3 je svisle, dolû vedenÿ nastavec 7, na jehoz konci je zakomponovana kladka 8, jejiz otocna cast zasahuje do linearniho vedeni 9 prirubove propojeného s ramem 10 kola. Toto linearni vedeni 9, spolecne s paralelni linii vÿskového polohovani zachycuje kroutici moment od nataceni dvojmontaze kola 19, které je opet soucasti ramu 10 kola.

Paralelni linie vÿskového polohovani je tvorena shora vedenÿm vodicim tubusem propojenÿm prirubove s ramem 3, v nemz se osove pohybuje vedenÿ tubus prirubove propojenÿ s ramem 10 kola, pricemz v jeho horni casti je prirubove pripojena pohybova matice 15, do niz centralne zasahuje pohybovÿ sroub 12, kterÿ spolecne s elektroprevodovkou 11 tvori kompakt prirubove propojenÿ s horni casti ramu 3. Na konci pohybového sroubu 12 je ulozen vodici disk 16 s tvarovÿm kontaktem na vnitrni stenu vedeného tubusu 14. Elektroprevodovka 11 s pohybovÿm sroubem 12 v soucinnosti s linearnim vedenim 9 v paralelni linii s vodicim tubusem 13 a vedenÿm tubusem 14 zajist’uji vÿskové polohovani kolové jednotky 1 v pozadovaném rozsahu.

S ramem 10 kola je prirubove propojen trakcni pohon 17 s brzdou, na jehoz otocném vÿstupu 18 trakce je prirubove ulozena dvojmontaz kola 19. Trakcni pohon 17 s brzdou zajistuje pojezd trakcni kolové jednotky 1 s rizenÿm natacenim a vÿskovÿm polohovanim, respektive celého stroje. Parkovaci brzda a nouzové zastaveni stroje je realizovano trakcnim pohonem 17 s brzdou.

Funkce

Trakcni kolova jednotka 1 s rizenÿm natacenim a vÿskovÿm polohovanim je urcena nejen k zajisteni vsesmerového pohybu po plose, ale také k vÿskovému polohovani specialniho stroje.

Jejim zakladnim a propojovacim dilem je ram 3 trakcni kolové jednotky 1 s rizenÿm natacenim a vÿskovÿm polohovanim, kterÿ je natacen otocnÿm vÿstupem 4, prirubove propojenÿm s ramem 3. Otocnÿ vÿstup 4 je soucasti loziskové otoce 6, zahrnujici kompakt prevodu s elektromotorem 5, pricemz otoc 6 je prirubove propojena s telesem stroje 2.

- 3 CZ 37812 U1

Zachyceni momentu od nataceni kol je realizovano tak, ze soucasti ramu 3 je svisle, dolù vedenÿ nastavec 7, na jehoz konci je zakomponovana kladka 8, jejiz otocna cast zasahuje do linearniho vedeni 9 prirubove propojeného s ramem 10 kola. Toto linearni vedeni 9, spolecne s paralelni linii vÿskového polohovani zachycuje kroutici moment od nataceni dvojmontaze kola 19, které je opet soucasti ramu 10 kola.

Paralelni linie vÿskového polohovani je tvorena shora vedenÿm vodicim tubusem propojenÿm pnrubove s ramem 3, v nemz se osove pohybuje vedenÿ tubus prirubove propojenÿ s ramem 10 kola, pricemz v jeho horni casti je prirubove pripojena pohybova matice 15, do niz centralne zasahuje pohybovÿ sroub 12, kterÿ spolecne s elektroprevodovkou 11 tvori kompakt prirubove propojenÿ s horni casti ramu 3. Na konci pohybového sroubu 12 je ulozen vodici disk 16 s tvarovÿm kontaktem na vnitrni stenu vedeného tubusu 14. Elektroprevodovka 11 s pohybovÿm sroubem 12 v soucinnosti s linearnim vedenim 9 v paralelni linii s vodicim tubusem 13 a vedenÿm tubusem 14 zajistuji vÿskové polohovani kolové jednotky v pozadovaném rozsahu.

S ramem 10 kola je prirubove propojen trakcni pohon 17 s brzdou, na jehoz otocném vÿstupu 18 trakce je prirubove ulozena dvojmontaz kola 19. Trakcni pohon 17 s brzdou zajistuje pojezd trakcni kolové jednotky 1 s rizenÿm natâcemm a vÿskovÿm polohovanim, respektive celého stroje. Parkovaci brzda a nouzové zastaveni stroje je realizovano trakcnim pohonem 17 s brzdou.

Prùmyslovà vyuzitelnost

Vÿse uvedené trakcni kolové jednotky jsou aplikovatelné v sirokém spektru do konstrukci transportnich platforem, ovladanÿch operatorem nebo autonomnich.

Claims (1)

1. Kolova jednotka (1) s rizenÿm natacenim a vÿskovÿm polohovanim navazujici na teleso (2) stroje, ke kterému je pevne pomoci priruby pripojena, vyznacujici se tim, ze jejim zakladnim dilem je ram (3), k nemuz je v horni casti pomoci priruby pripojen otocnÿ vÿstup (4) kompaktni, uzavrené a elektromotorem (5) pohanené loziskové otoce (6), ktera propojuje ram (3) trakcni kolové jednotky (1) s rizenÿm natacenim a vÿskovÿm polohovanim s telesem (2) stroje, pricemz pevnou soucasti ramu (3) je svislÿ nastavec (7), v jehoz spodni casti na jeho konci je do nej zakomponovana kladka (8), jejiz otocna cast je ulozena v linearnim vedeni (9), které je prirubove propojeno k ramu (10) kola, pricemz s horni casti ramu (3) je dale prirubove propojen kompakt elektroprevodovky (11) s pohybovÿm sroubem (12), kterÿ je orientovan svisle v paralelni linii s linearnim vedenim (9), a prochazi osove vodicim tubusem (13), prirubove propojenÿm nahore s ramem (3), pricemz ve vodicim tubusu (13) je ulozen vedenÿ tubus (14), kterÿ je ve spodni casti prirubove propojen s ramem (10) kola a v horni casti je prirubove propojen s pohybovou matici (15), do které zaroven osove zasahuje pohybovÿ sroub (12), na jehoz konci je ulozen vodici disk (16), pricemz k ramu (10) kola je prirubove propojen trakcni pohon (17) s brzdou, nesouci na otocném vÿstupu (18) trakce dvojmontaz kola (19).