RU2014240C1

RU2014240C1 - Car washer working member

Info

Publication number: RU2014240C1
Authority: RU
Inventors: В.Н. Буробин; Ф.В. Никитина
Priority date: 1991-12-23
Filing date: 1991-12-23
Publication date: 1994-06-15

Abstract

FIELD: car servicing equipment. SUBSTANCE: working member has drive vertical rotary brushes which are mounted on swingable cantilevers. The brushes are mounted for radial and axial movement relative to a shaft. Each brush has a vibration exciter which has spiral sun gear 9 and unbalanced pinions 22 engageable with it. Pinion axles 14 are connected to vibration exciter case 15 through carrier 11 and overrunning clutch 10. Flexible members 16 and 17 are mounted between the vibration exciter case and spiral gear 9. The rotary brush makes complex motion: reciprocating and reciprocating-translational axial motions are superimposed on the rotary motion. EFFECT: improved washing quality. 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике обслуживания автотранспорта, в частности к ротационным щеточным установкам для наружной мойки автомобилей. The invention relates to vehicles maintenance techniques, in particular to rotary brush installations for external car washing.

Известен рабочий орган устройства для мойки автомобилей, содержащий приводные вертикальные ротационные щетки с остовом, монтируемые на поворотных, подпружиненных относительно стоек консолях. Known working body of a device for washing cars, containing vertical drive rotary brushes with a skeleton mounted on swivel consoles spring-loaded relative to the struts.

Снижение массы поворотной консоли позволяет увеличить плавность движения подачи щетки, но не снижает инерционных сил удара нитей щетины по лакокрасочным покрытиям автомобиля, что приводит к потере блеска и даже к образованию рисок на поверхности кузова автомобиля, а исключением подвижности щетиноносителя в осевом и угловом направлениях снижает активность щетки в месте контакта с загрязненной поверхностью кузова автомобиля, что исключает полное разрушение пленки загрязнений, способствует повышенному износу и выпадению эластичных элементов щетки. Reducing the mass of the swivel arm allows you to increase the smoothness of the brush feed motion, but does not reduce the inertial forces of the bristle blows on the car’s coatings, which leads to a loss of gloss and even to the formation of scratches on the surface of the car body, and reduces the activity of the bristle carrier in axial and angular directions brushes in the place of contact with the contaminated surface of the car body, which eliminates the complete destruction of the film of dirt, contributes to increased wear and loss of elastic cops brush.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является рабочий орган устройства для мойки автомобилей, содержащий приводные вертикальные ротационные щетки с остовом, монтируемым на поворотных, подпружиненных относительно стоек консолях. При этом каждая из щеток своим остовом установлена на приводном валу с возможностью углового и осевого перемещений относительно вала посредством коаксиально расположенных на нем винтовых пружин, одни концы которых закреплены соответственно на приводном валу, а другие - на остове щетки. The closest in technical essence and the achieved result to the invention is the working body of the device for washing cars, containing driving vertical rotary brushes with a skeleton mounted on swivel consoles spring-loaded relative to the struts. In this case, each of the brushes with its skeleton is mounted on the drive shaft with the possibility of angular and axial movements relative to the shaft by means of coil springs coaxially located on it, one ends of which are mounted respectively on the drive shaft, and the other on the brush frame.

Практика эксплуатации установки для наружной мойки автомобилей показала, что при автоколебаниях ротационных щеток в осевом и угловом направлениях повышается их активность в зоне контакта с кузовом автомобиля, что способствует более эффективному разрушению связей адгезированной с кузовом загрязняющей пленки за счет тангенциального сдвига ее в двух взаимно перпендикулярных направлениях, что проявляется в более качественной мойке, снижении расхода моющей жидкости и увеличении срока службы щеток. The practice of operating the installation for external washing of cars has shown that with self-oscillations of rotational brushes in the axial and angular directions, their activity in the zone of contact with the car body increases, which contributes to a more effective destruction of the bonds of the contaminating film adhered to the body due to its tangential shift in two mutually perpendicular directions , which is manifested in a better wash, reducing the flow of detergent and increasing the life of the brushes.

В рассматриваемом конструктивном оформлении рабочего органа для мойки автомобилей силовое возбуждение колебаний ротационной щетки находится в относительной зависимости от приложения внешних сил, переменных во времени и не зависящих от состояния механической системы вал - винтовая пружина - щетка. Нестабильность режима угловых колебаний щеток и соответственно амплитудно-частотный характер их движения, отражающий геометрические условия контактирования эластичных элементов щетки с поверхностью кузова автомобиля, значительно снижает эффективность установки при выполнении технологической операции очистки - разрушение и удаление загрязнений с поверхности при мойке автомобилей, т.е. из-за отсутствия в механической системе рабочего органа узла стабилизации крутильных колебаний по углу поворота щеточных рабочих органов с учетом упругого состояния пружин не в полной мере реализуется положительно доминирующий фактор - сдвиговый характер щеток при фиксированных их угловых значениях и, следовательно, геометрические характеристики траектории движения, динамика и направленность силового воздействия эластичных элементов щеток на загрязненную поверхность кузова. In the considered design of the working body for car washing, the force excitation of the vibrations of the rotary brush is in relative proportion to the application of external forces, time-varying and independent of the state of the mechanical system of the shaft - coil spring - brush. The instability of the regime of angular vibrations of the brushes and, accordingly, the amplitude-frequency nature of their movement, reflecting the geometric conditions of contacting the elastic elements of the brush with the surface of the car body, significantly reduces the efficiency of the installation when performing the technological cleaning operation - destruction and removal of contaminants from the surface when washing cars, i.e. due to the absence in the mechanical system of the working body of the unit for stabilizing torsional vibrations along the angle of rotation of the brush working bodies, taking into account the elastic state of the springs, the positively dominant factor is not fully realized - the shear nature of the brushes at their fixed angular values and, therefore, the geometric characteristics of the motion path, the dynamics and direction of the force of the elastic elements of the brushes on the contaminated surface of the body.

Изобретение направлено на повышение качества мойки поверхности кузова автомобиля от загрязнений за счет увеличения амплитуды угловых колебаний ротационных щеток. The invention is aimed at improving the quality of washing the surface of the car body from pollution by increasing the amplitude of the angular oscillations of the rotation brushes.

Решение поставленной задачи достигается тем, что рабочий орган устройства для мойки автомобилей содержит приводные вертикальные ротационные щетки с остовом, монтируемым на поворотных, подпружиненных относительно стоек консолях. Каждая ротационная щетка снабжена вибровозбудителем, который выполнен в виде косозубой солнечной шестерни,и жестко соединенной с валом щетки, механизма свободного хода и неуравновешенных сателлитов. Оси сателлитов связаны с корпусом вибровозбудителя через механизм свободного хода. Между корпусом вибровозбудителя и косозубой солнечной шестерней установлены упругие элементы. The solution to this problem is achieved by the fact that the working body of the device for washing cars contains vertical driven rotary brushes with a skeleton mounted on swiveling consoles spring-loaded relative to the struts. Each rotary brush is equipped with a vibration exciter, which is made in the form of a helical sun gear, and rigidly connected to the brush shaft, freewheel and unbalanced satellites. The axis of the satellites are connected to the exciter housing through the freewheel mechanism. Between the exciter housing and the helical sun gear, elastic elements are installed.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый рабочий орган устройства для мойки автомобилей отличается тем, что каждая из ротационных щеток дополнительно снабжена вибровозбудителем, выполненным в виде размещенных в корпусе косозубой солнечной шестерни, соединенной с валом щетки, механизма свободного хода и неуравновешенных сателлитов, оси которых связаны с корпусом через механизм свободного хода, и других элементов, размещенных между корпусом и косозубой солнечной шестерней. Comparative analysis with the prototype allows us to conclude that the inventive working body of the car wash device is characterized in that each of the rotational brushes is additionally equipped with a vibration exciter made in the form of a helical sun gear connected to the brush shaft, freewheel mechanism and unbalanced satellites, whose axes are connected to the housing through the freewheel mechanism, and other elements located between the housing and the helical sun gear.

При таком конструктивном решении рабочего органа для мойки поверхностей автомобилей ротационная щетка совершает сложное движение: на вращательное движение накладываются возвратно-поступательное и возвратно-поступательное осевые движения. Стабильность режима угловых колебаний щеток, геометрические условия контактирования эластичных щеточных элементов с поверхностью кузова, а также амплитудно-частотный характер их воздействия обеспечивают эффективное разрушение связей сильно адгезированной с кузовом загрязняющей пленки и соответственно, более качественную мойку. With such a constructive solution of the working body for washing the surfaces of automobiles, the rotational brush makes a complex movement: reciprocating and reciprocating axial movements are superimposed on the rotational movement. The stability of the regime of angular vibrations of the brushes, the geometric conditions of contact of the elastic brush elements with the surface of the body, as well as the amplitude-frequency nature of their effects provide effective breakdown of the bonds of a contaminating film strongly adhered to the body and, accordingly, a better wash.

На фиг. 1 изображено устройство для мойки автомобилей, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 (кинематическая схема щетки). In FIG. 1 shows a device for washing cars, general view; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1 (kinematic diagram of the brush).

Устройство содержит портальную раму 1, стойки 2 с поворотными подпружиненными консолями 3, в концевых частях которых вертикально установлены ротационные щетки 4, расположенные на валах 5, взаимодействующих через карданные передачи 6 с приводом 7, закрепленным на портале рамы 1. The device comprises a portal frame 1, struts 2 with spring-loaded swivel consoles 3, in the end parts of which rotary brushes 4 are mounted vertically, located on shafts 5 interacting via cardan gears 6 with a drive 7 mounted on the frame 1 portal.

Каждая из ротационных щеток 4 цилиндрическим остовом 8 охватывает приводной вал 5 и смонтирована на валу посредством скользящего соединения "шпонка - паз" с возможностью перемещения вдоль него. Щетки снабжены вибровозбудителем, который выполнен в виде косозубой солнечной шестерни 9, жестко соединенной с цилиндрическим остовом 8 щетки, механизма свободного хода 10 и размещенных на водиле 11 сателлитов 12, введенных в зацепление с солнечной косозубой шестерней. При этом сателлиты снабжены противофазно неуравновешенными дебалансами 13, а оси 14 сателлитов связаны с корпусом 15 вибровозбудителя через водило 11 и механизм свободного хода 10. Между корпусом вибровозбудителя и косозубой солнечной шестерней 9 установлены упругие элементы 16 и 17. Each of the rotational brushes 4 of the cylindrical skeleton 8 covers the drive shaft 5 and mounted on the shaft by means of a sliding key-groove connection with the possibility of movement along it. The brushes are equipped with a vibration exciter, which is made in the form of a helical sun gear 9, rigidly connected to the cylindrical skeleton 8 of the brush, a free-wheeling mechanism 10 and satellites 12 placed on the carrier 11, which are engaged with the sun helical gear. In this case, the satellites are equipped with unbalanced unbalanced unbalances 13, and the axis 14 of the satellites are connected to the housing 15 of the vibration exciter through the carrier 11 and the freewheel 10. Between the housing of the vibration exciter and the helical sun gear 9, elastic elements 16 and 17 are installed.

Устройство для наружной мойки автомобилей работает следующим образом. Device for external washing cars works as follows.

Равномерное вращение ротационной щетки 4 передается от привода 7 через карданную передачу 6. Одновременно с вращением вала 5 щетки 4 приводится во вращение и косозубая солнечная шестерня 9, жестко соединенная с остовом 8 щетки. Косозубая солнечная шестерня в свою очередь приводит во вращение неуравновешенные сателлиты 12. Возникающая от дебаланса центробежная сила действует на ось 14. Водило 14 и оси 14 перемещаются только в сторону, противоположную вращению вала 5 щетки 4, что обеспечивается механизмом 10 свободного хода. Таким образом каждый оборот сателлитов 12 сообщает импульс водилу 11 (продолжительностью 1/2 оборота) в сторону, противоположную вращению вала и соответственно ротационной щетки 4, взаимодействующей с поверхностью кузова автомобиля. The uniform rotation of the rotary brush 4 is transmitted from the drive 7 through the cardan gear 6. Simultaneously with the rotation of the shaft 5 of the brush 4, the helical sun gear 9, rigidly connected to the skeleton 8 of the brush, is also rotated. The helical sun gear, in turn, rotates the unbalanced satellites 12. The centrifugal force resulting from the unbalance acts on the axis 14. The carrier 14 and axis 14 move only in the direction opposite to the rotation of the shaft 5 of the brush 4, which is provided by the free-wheeling mechanism 10. Thus, each revolution of the satellites 12 gives an impulse to the carrier 11 (duration 1/2 revolution) in the direction opposite to the rotation of the shaft and, accordingly, of the rotation brush 4, interacting with the surface of the car body.

Неуравновешенные сателлиты 12 совершают сложное движение: относительное вокруг осей 14 и переносное вокруг оси вала 5. В результате переносного движения на сателлиты 12 действуют центробежные силы инерции, которые накладывают на косозубую солнечную шестерню 9 возвратно-вращательные импульсы, носящие синусоидальный характер, причем полный цикл соответствует одному обороту неуравновешенных сателлитов 12. Под действием этих возвратно-вращательных импульсов в косозубом зацеплении возникают силы, смещающие косозубую солнечную шестерню 9 в осевом направлении. Под действием положительного импульса косозубая солнечная шестерня 9 смещается вправо, а под действием отрицательного - влево (или наоборот в зависимости от направления нарезки зубьев). Упругие элементы 16 и 17 обеспечивают плавность осевых перемещений цилиндрического остова 8 щетки и ограничивают их. The unbalanced satellites 12 make a complex motion: relative around the axes 14 and figurative around the axis of the shaft 5. As a result of the figurative movement, the satellites 12 are subjected to centrifugal inertia forces that impose reciprocating rotational pulses of a sinusoidal nature on the sun gear 9, and the full cycle corresponds to one revolution of unbalanced satellites 12. Under the influence of these reciprocating-rotational pulses in helical gearing, forces arise that shift the helical sun gear 9 in ev direction. Under the influence of a positive impulse, the helical sun gear 9 shifts to the right, and under the influence of a negative impulse, it moves to the left (or vice versa, depending on the direction of cutting the teeth). The elastic elements 16 and 17 provide smooth axial movements of the cylindrical skeleton 8 of the brush and limit them.

Таким образом, цилиндрический остов 8 ротационной щетки 4 с эластичными элементами совершает сложное движение: на вращательное движение накладывается возвратно-вращательное и возвратно-поступательное осевые движения. Траектория движения эластичных элементов щетки по поверхности кузова является сложной кривой, носящей неравномерный синусоидальный характер. Геометрические характеристики траектории движения, динамика и направленность силового воздействия очистных элементов щетки на поверхность кузова автомобиля способствуют более эффективному разрушению связей адгезированной с кузовом загрязняющей пленки и, следовательно, качественному выполнению операции очистки и мойки при одновременном снижении расхода промывочной жидкости. Thus, the cylindrical skeleton 8 of the rotary brush 4 with elastic elements performs a complex motion: the rotational motion is superimposed on the rotational and reciprocal axial movements. The trajectory of the elastic elements of the brush on the surface of the body is a complex curve that is uneven sinusoidal in nature. The geometric characteristics of the trajectory of motion, the dynamics and the direction of the force effect of the cleaning elements of the brush on the surface of the car body contribute to a more effective destruction of the bonds of the contaminating film adhered to the body and, therefore, the quality of the cleaning and washing operation while reducing the flow rate of the washing liquid.

Конструктивные особенности рабочего органа устройства для мойки автомобилей по сравнению с базовым объектом, принятым за прототип, обеспечивают стабильность режима угловых и осевых колебаний ротационных щеток, причем амплитудно-частотный характер движения щетки, силовое поле воздействия и геометрические условия контактирования эластичных элементов с поверхностью кузова значительно сокращают технологическое время обработки автомобиля, что в конечном итоге способствует увеличению производительности устройства. The design features of the working body of the car wash device compared to the base object adopted for the prototype ensure the stability of the angular and axial vibrations of the rotation brushes, the amplitude-frequency nature of the brush movement, the force field and the geometric conditions of contact of the elastic elements with the body surface significantly reduce technological processing time of the car, which ultimately helps to increase the productivity of the device.

Claims

A WORKING BODY FOR A CAR WASHING DEVICE comprising vertical rotary drive brushes with a skeleton mounted on swivel consoles, spring-loaded relative to the struts, each brush being mounted on the drive shaft with the possibility of angular and axial movements with respect to the shaft by coaxial screw springs located on it, one ends which are mounted respectively on the drive shaft, and others on the skeleton of brushes, characterized in that each brush is equipped with a vibration exciter made in in the form of a helical sun gear placed in the housing connected to the drive shaft of the brush, a freewheel and unbalanced satellites, the axes of which are connected to the housing through the freewheel, and elastic elements, the elastic elements being placed between the housing and the helical sun gear.