PL166896B1 - Czujnik sily pociagowej na uginajacym sie wale PL - Google Patents

Abstract

1 . Czujnik sily pociagowej na uginajacym sie wale, wywieranej na pare umieszczonych po bokach laczników polaczonych z pojazdem, znamien- ny tym, ze zawiera pare wsporników (14,16) rozmieszczonych po bokach walu (12) i przymocowanych do ramy pojazdu, przy czym oba konce walu (12) wystaja na boki poza odpowiednie wsporniki (14,16), a takze zespól do mocowania jednego z laczników (18, 20) do kazdego z konców walu (12), przy czym pomiedzy wspornikami (14,16) jest umieszczony pasek (40), którego pierwszy koniec jest przymocowany do walu (12) w poblizu jednego wspornika (14), a drugi koniec jest przymocowany do czesci walu (12) w poblizu drugiego wspornika (16), i który to pasek (40) ma czesc srodkowa o ksztalcie zakrzywionym w warunkach pracy bez obciazenia i ma zasadniczo mniejszy przekrój niz wal (12), a pomiedzy walem (12) i srodkowa czescia paska (40) jest usytuowany przetwornik (70) przemieszczenia do detekcji zmian odleglosci paska (40) i walu (12) przy wyginaniu sie walu (12) pod wplywem sil wywieranych na laczniki (18,20). 7. Czujnik sily pociagowej na uginajacym sie wale, wywieranej na pare umieszczonych po bokach laczników polaczonych z pojazdem, znamien- ny tym, ze wyginajacy sie wal (12) jest usytuowany poprzecznie i jego konce sa polaczone lacznikami (18, 20), a pomiedzy lacznikami (18,20) jest usy- tuowany zespól do detekcji ugiecia walu w reakcji na sily przekazywane na wal (12) przez laczniki (18, 20), przy czym z walem (12) jest polaczony równiez pasek (40) z koncami rozmieszczonymi po bokach, który ma zasad- niczo niniejszy przekrój niz wal (12) i posiada srodkowa czesc, poruszajaca sie w kierunku do walu i z powrotem podczas uginania sie walu (12), i który jest zakrzywiony w warunkach braku obciazenia, a pomiedzy walem (12) a srodkowa czescia paska (40) jest usytuowany przetwornik przemieszczenia (70) do detekcji zmian odleglosci pomiedzy walem (12) i srodkowa czescia paska (40) przy wyginaniu walu (12) w reakcji na sily podawane do niego z laczników (14,16). F i g . 1 a F i g . 1 b PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest czujnik siły pociągowej na uginającym się wale, zwłaszcza do wyczuwania sił takich jak siły pociągowe przykładane na zaczep pługa w ciągniku rolniczym.

166 896

Dla zapewnienia sterowania siłą pociągową ciągników rolniczych wymagane są urządzenia do pomiaru siły pociągowej. Znane mechanizmy pomiarowe siły pociągowej dla systemów sterowania siły pociągowej traktora są opisane w opisie patentowym USA Nr 2 864 295, udzielonym Du Shane w 1958, w opisie patentowym USA Nr 2 974 733 udzielonym Fletcherowi w 1961r., oraz opisie patentowym USA Nr 3 022 831, udzielonym Hessowi w 1962r. W tych znanych konstrukcjach siła pociągowa jest podawana na przeciwne końce wału mającego możliwość wyginania się, który jest podtrzymywany przez wsporniki umieszczone po bokach. Sprzężenie przekazuje odchylenie centralnej części wału do serwomechanizmu systemu sterowania zaczepu pługa w traktorze. Jednakże w tego rodzaju konstrukcjach czułość detekcji jest ograniczona przez sztywność, a zatem niewielkie wygięcie wału. Zgodnie z tym powstaje potrzeba względnie prostego, taniego i czułego mechanizmu detekcji siły pociągowej na uginającym się wale.

Według wynalazku, czujnik siły pociągowej na uginającym się wale, wywieranej na parę umieszczonych po bokach łączników połączonych z pojazdem zawiera parę wsporników rozmieszczonych po bokach wału i przymocowanych do ramy pojazdu, przy czym oba końce wału wystają na boki poza odpowiednie wsporniki, a także zespół do mocowania jednego z łączników do każdego z końców wału. Pomiędzy wspornikami jest umieszczony pasek, którego pierwszy koniec jest przymocowany do wału w pobliżu jednego wspornika, a drugi koniec jest przymocowany do części wału w pobliżu drugiego wspornika, i który to pasek ma część środkową o kształcie zakrzywionym w warunkach pracy bez obciążenia i ma zasadniczo mniejszy przekrój niż wał. Pomiędzy wałem i środkową częścią paska jest usytuowany przetwornik przemieszczenia do detekcji zmian odległości paska i wału przy wyginaniu się wału pod wpływem sił wywieranych na łączniki.

Korzystnie w jednym ze wsporników jest zamontowana sferyczna panew, która obejmuje pierwszą część wału, przy czym pierwsza część wału jest zamontowana w panwi obrotowo, umożliwiając obrót wału przy jego wyginaniu się, natomiast drugi wspornik jest połączony z drugą częścią wału przy pomocy kołka poprzecznego, zabezpieczając wał przed wyciąganiem ze wsporników.

Korzystnie oś kołka poprzecznego jest usytuowana zasadniczo prostopadle do płaszczyzny zginania wału.

Korzystnie strona wklęsła paska jest skierowana w kierunku wału.

Korzystnie co najmniej jeden koniec paska jest połączony z uchwytem przymocowanym do wału, przy czym uchwyt zawiera zespół regulacyjny do regulowania położenia tego co najmniej jednego końca paska względem wału.

Korzystnie co najmniej jeden koniec paska jest połączony z uchwytem posiadającym korpus ze szczeliną do umieszczenia w niej jednego końca paska i parę obejm wystających z korpusu, zespół do łączenia obejm z wałem oraz zespół regulacyjny do regulowania położenia tego co najmniej jednego końca paska względem wału.

Według wynalazku, czujnik siły pociągowej na uginającym się wale, wywieranej na parę umieszczonych po bokach łączników połączonych z pojazdem, charakteryzuje się tym, że wyginający się wał jest usytuowany poprzecznie i jego końce są połączone z łącznikami, a pomiędzy łącznikami jest usytuowany zespół do detekcji ugięcia wału w reakcji na siły przekazywane na wał przez łączniki. Z wałem jest połączony również pasek z końcami rozmieszczonymi po bokach, który ma zasadniczo mniejszy przekrój niż wał i posiada środkową część, poruszającą się w kierunku do wału i z powrotem podczas uginania się wału, i który jest zakrzywiony w warunkach braku obciążenia, a pomiędzy wałem a środkową częścią paska jest usytuowany przetwornik przemieszczenia do detekcji zmian odległości pomiędzy wałem a środkową częścią paska przy wyginaniu wału w reakcji na siły podawane do niego z łączników.

Niniejszy wynalazek dostarcza prosty, tani i czuły czujnik siły pociągowej na uginającym się wale, który może być wykorzystany w układzie elektronicznego sterowania siłą pociągową. Poprzez swą prostotę, czujnik jest niezawodny, a dodatkową korzyścią jest to, że stosuje się w nim przetwornik przemieszczenia dostępny w handlu.

Przetwornik przemieszczenia odczytuje zmianę odległości wału do łuku paska i wytwarza sygnał elektryczny wskazujący wielkość sił uginających na wale. Obciążenie łączników jest

166 896 przekazywane na końcu wału, powodując jego wyginanie i powodując wyginanie się paska w przeciwnym kierunku. Dzięki temu wał i pasek działająjako wzmacniacz mechaniczny. Czujnik siły uciągu odczytuje zarówno siły rozciągające jak i ściskające w łącznikach.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1a i 1b przedstawiają widoki w kierunku do dołu lewej i prawej części czujnika siły pociągowej na uginającym się wale ciągnika, fig. 2 - przekrój czujnika wzdłuż linii 2-2 z fig. 1b, fig. 3 - widok izometryczny przykładu wykonania uchwytu elastycznego paska, a fig. 4 - widok izometryczny innego przykładu wykonania uchwytu elastycznego paska.

Jak przedstawiono na fig. 1a, 1b, czujnika siły pociągowej 10 obejmuje wał pociągowy 12 czyli wyginający się wał 12, który przechodzi poprzecznie przez wsporniki 14 i 16 utworzone przez część ramy lub korpusu ciągnika w tyle obudowy tylnej osi /nie pokazanej/. Na przeciwległych końcach wału, wystających poza wsporniki 14,16 są osadzone łączniki 18,20. Wspornik 14 utrzymuje część 21 o większej średnicy wału 12 za pośrednictwem łożyska sferycznego lub panwi 22, które jest mocowane we wsporniku 14 przy pomocy zacisku 23. Ta sferyczna panew 22 pozwala na zmianę kątowego położenia wału 12 w sytuacji, gdy siła ciągnąca przyłożona do łączników 18, 20 stwarza tendencję do uginania wału 12.

Łożysko 17 luźno obejmuje i podtrzymuje drugą część 24 o zwiększonej średnicy wału

12. Część 24 o zwiększonej średnicy wału 12 posiada parę zaokrąglonych powierzchni cylindrycznych 26 i 27 oddzielonych przez górną i dolną, ułożone poziomo, płaskie powierzchnie 28 i 29 /fig.2/. Kołek przelotowy 30 jest przełożony przez otwór 32 w części 24, a końce kołków 30 są umieszczone w tulejach 34, 36 które są wyścielone materiałem o niskim współczynniku tarcia takim jak teflon, celem uzyskania pracy bez tarcia. Tuleje 34 usytuowane na każdym końcu kołka 30 są wprasowane w otwory we wsporniku 16. Po obu stronach obu łożysk 22 i 24 są zamontowane uszczelnienia pierścieniowe 38, celem zabezpieczenia ich przed zanieczyszczeniami.

Pasek 40 ma przeciwległe końce, które są zakotwiczone przez uchwyty 42 paska 40, przymocowane do wału 12 w pobliżu i pomiędzy wspornikami 14,16. Pasek 40 jest zasadniczo cieńszy i dlatego bardziej giętki niż wał 12. Gdy na pasek 40 nie jest podawana żadna siła, ma on kształt zakrzywiony ze stroną wklęsłą skierowaną w kierunku wału 12. Każdy uchwyt 42 paska 40 posiada korpus 45 ze szczeliną 46, do której wsunięty jest koniec paska 40. Z każdego korpusu 45 wystaje para obejm 50, które są zaciśnięte na wale 12. Jak widać najlepiej na fig. 1 i 3, obejmy 50 posiadają otwory w częściach końcowych 54, i są połączone z wałem 12 za pomocą trzpieni lub kołków 55 przechodzących przez otwory montażowe 56 w wale 12. Alternatywny uchwyt 42’ paska 40, jak widać na fig. 4, posiada obejmy 50', które posiadają wygięte części końcowe 54’ umieszczone w płytkich otworach montażowych 56’ w wale 12. przy obu konstrukcjach uchwytów 42,42’ paska 40 każdy korpus 45 posiada otwór 58 usytuowany pod małym kątem względem płaszczyzny zawierającej linię środkową obejm 50, 50’. W każdym otworze 58 jest zainstalowany trzpień regulacji lub pokrętło 60, którego koniec dochodzi do wału 12, tak że położenie korpusu 45 i stąd położenie końców pasków 40 jest regulowane przez obrót pokrętła 60.

Pomiędzy wałem 12 i środkową częścią paska 40jest umieszczony tani, dostępny w handlu przetwornik 70 przemieszczenia. Przetwornik 70 może być potencjometrem liniowym, liniowym transformatorem zmiennym lub innym elektrycznym urządzeniem czułym na przemieszczenie. Siły pociągowe przeniesione na końce wału 12 przez łączniki 18, 20 wyginają wał 12, a elastyczny pasek 40 działa jak wzmacniacz mechaniczny. Tolerancje wykonania mogą powodować, że przetwornik nie będzie posiadać prawidłowego napięcia wyjściowego dla zerowej wartości siły pociągowej. Z tego względu, po zainstalowaniu przetwornika 70, wykonuje się regulację pokrętła 60 tak, aby przetwornik 70 dawał wyjściowy sygnał elektryczny zerowy.

Przy wywieraniu napięcia na łączniki 18, 20, co stwarza tendencję do ciągnięcia końców wału 12 w kierunku do dołu na fig. 1, środkowe części wału 12 są wyginane do góry. Uchwyty 42 i końce paska 40 oddalają się od siebie tak, że środek paska 40 przesuwa się bliżej środka wału 12. To zmienia napięcie wyjściowe z przetwornika 70. Sygnał napięciowy może być podawany na wejście elektronicznego systemu sterowania zaczepem pługa.

166 896

Usytuowanie kołka 30 pozwala na obrotowe wyginanie się wału 12 w płaszczyźnie poziomej. Kołek 30 zapobiega obracaniu się wału 12 wokół swej osi, gdy łączniki 18, 20 są podnoszone i opuszczane i uniemożliwia także jego osiowe przemieszczanie się i wychodzenie na końcach ze wsporników 14, 16. Kołek 30 absorbuje także boczne obciążenia podawane na wał 12, podczas gdy łączniki 18,20 absorbują obciążenia boczne. Kołek 30 jest osadzony luźno w otworze 32. Gdy wał 12 wygina się, kołek 30 obraca się w tulejach 34,36. Obrót jest możliwy, ponieważ istnieje znacznie mniejsze tarcie pomiędzy powierzchniami obciążenia tulei 34, 36 na końcach kołka 30 niż w miejscu styku stali ze stalą, to znaczy kołka 30 z wewnętrzną powierzchnią otworu 32. Luz, który pozwala na toczenie się kołka 30 pozwala także na odchylanie się kołka 30 w wyniku pionowych obciążeń bez przemieszczania kołka 30 w dół, aż do momentu wystąpienia dużego odchylenia.

Jakkolwiek wynalazek został opisany w połączeniu ze szczególnymi przykładami wykonania, należy rozumieć, że wiele alternatywnych rozwiązań modyfikacji i zmian będzie zauważone przez specjalistów w świetle powyższego opisu. Zgodnie z tym wynalazek powinien objąć wszystkie takie alternatywne rozwiązania, modyfikacje i zmiany, które mieszczą się w idei i zakresie niniejszego wynalazku.

166 896

166 896

FFig- 4

56'

54'

166 896

1a

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1,00 zł.

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Czujnik siły pociągowej na uginającym się wale, wywieranej na parę umieszczonych po bokach łączników połączonych z pojazdem, znamienny tym, że zawiera parę wsporników (14,16) rozmieszczonych po bokach wału (12) i przymocowanych do ramy pojazdu, przy czym oba końce wału (12) wystają na boki poza odpowiednie wsporniki (14,16), a także zespół do mocowania jednego z łączników (18,20) do każdego z końców wału (12), przy czym pomiędzy wspornikami (14,16) jest umieszczony pasek (40), którego pierwszy koniec jest przymocowany do wału (12) w pobliżu jednego wspornika (14), a drugi koniec jest przymocowany do części wału (12) w pobliżu drugiego wspornika (16), i który to pasek (40) ma część środkową o kształcie zakrzywionym w warunkach pracy bez obciążenia i ma zasadniczo mniejszy przekrój niż wał (12), a pomiędzy wałem (12) i środkową częścią paska (40) jest usytuowany przetwornik (70) przemieszczenia do detekcji zmian odległości paska (40) i wału (12) przy wyginaniu się wału (12) pod wpływem sił wywieranych na łączniki (18, 20).
2. 2. Czujnik według zastrz. 1, znamienny tym, że w jednym ze wsporników (14) jest zamontowana sferyczna panew (22), która obejmuje pierwszą część (21) wału (12) przy czym pierwsza część (21) wału (12) jest zamontowana w panwi (22) obrotowo, umożliwiając obrót wału (12) przy jego wyginaniu się, natomiast drugi wspornik (16) jest połączony z drugą częścią (24) wału (12) przy pomocy kołka poprzecznego (30), zabezpieczając wał (12) przed wyciąganiem ze wsporników (14,16).
3. 3. Czujnik według zastrz. 2, znamienny tym, że oś kołka poprzecznego (30) jest usytuowana zasadniczo prostopadle do płaszczyzny zginania wału (12).
4. 4. Czujnik według zastrz. 1. znamienny tym, że strona wklęsła paska (40) jest skierowana w kierunku wału (12).
5. 5. Czujnik według zastrz. 1, znamienny tym. że co najmniej jeden koniec paska (40) jest połączony z uchwytem (42, 42’) przymocowanym do wału (12), przy czym uchwyt (42, 42') zawiera zespół regulacyjny do regulowania położenia tego co najmniej jednego końca paska (40) względem wału (12).
6. 6. Czujnik według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej jeden koniec paska (40) jest połączony z uchwytem (42,42’) posiadającym korpus (45) ze szczeliną (46) do umieszczenia w niej jednego końca paska (40) i parę obejm (50, 50’) wystających z korpusu (45), zespół do łączenia obejm (50, 50’) z wałem (12) oraz zespół regulacyjny do regulowania położenia tego co najmniej jednego końca paska (40) względem wału (12).
7. 7. Czujnik siły pociągowej na uginającym się wale, wywieranej na parę umieszczonych po bokach łączników połączonych z pojazdem, znamienny tym, że wyginający się wał (12) jest usytuowany poprzecznie i jego końce są połączone łącznikami (18,20), a pomiędzy łącznikami (18,20) jest usytuowany zespół do detekcji ugięcia wału w reakcji na siły przekazywane na wał (12) przez łączniki (18,20), przy czym z wałem (12) jest połączony również pasek (40) z końcami rozmieszczonymi po bokach, który ma zasadniczo mniejszy przekrój niż wał (12) i posiada środkową część, poruszającą się w kierunku do wału i z powrotem podczas uginania się wału (12), i który jest zakrzywiony w warunkach braku obciążenia, a pomiędzy wałem (12) a środkową częścią paska (40) jest usytuowany przetwornik przemieszczenia (70) do detekcji zmian odległości pomiędzy wałem (12) i środkową częścią paska (40) przy wyginaniu wału (12) w reakcji na siły podawane do niego z łączników (14,16).