RU2055242C1

RU2055242C1 - Locking mechanism

Info

Publication number: RU2055242C1
Authority: RU
Inventors: О.В. Нестерова
Original assignee: Всероссийский научно-исследовательский институт транспортного машиностроения
Priority date: 1990-11-05
Filing date: 1990-11-05
Publication date: 1996-02-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: mechanism has a lock provided with engagement members on the surface facing the rotatable member. The lock is mounted for permitting reciprocation in fixed guides and to allow answered contact surfaces of member group to be enclosed with working surfaces of the engagement members, and drive of the force locking of the lock. The engagement members of the lock are made up as teeth. The tooth step is alternative and corresponds to the step of arranging projection of the engagement members of the rotation member on the plane perpendicular to the longitudinal axis of the guides. The working surfaces of the lock teeth are parallel to the longitudinal axis of the guides. The lock can be made up as a jaw. The engagement members of the rotation member are made up as cogs. The cogs can be mounted to permit rotation around their axes. Each of the cogs can be composed of axle rigidly secured to the rotation member and bushing mounted on it for permitting rotation. The diameter of the cog is less than the hollow between the adjacent teeth. The lock can be made up as an electromagnet. EFFECT: enhanced reliability. 8 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к общему и транспортному машиностроению и может быть использовано для осуществления прерывистого вращения элементов с промежуточной их фиксацией, например в устройстве для поворота транспортного средства (колеса), в шарнире ломающейся рамы и подъемно-транспортном оборудовании. The invention relates to general and transport engineering and can be used for intermittent rotation of the elements with their intermediate fixation, for example, in a device for turning a vehicle (wheel), in a hinge of a breaking frame and handling equipment.

В устройстве для поворота транспортного средства (авт. св. СССР N 1331717) известна в качестве фиксатора положений поворотного относительно шкворня мотор-колеса электромагнитная чека в виде пальца. In the device for turning a vehicle (ed. St. USSR N 1331717), an electromagnetic pin-type electromagnetic pin is known as a retainer for the positions of a rotary relative to a motor-wheel pin.

Недостатком такого фиксатора является большое усилие пружины и электромагнита, необходимое для фиксации и расфиксации при значительной величине удельного давления со стороны удеpживаемых элементов на стопор. Уменьшить удельное давление на чеку можно увеличением ее размеров или радиуса расположения отверстий под нее на вращающемся элементе, но это ведет к увеличению момента инерции и массы чеки и вращающихся элементов, что нежелательно, особенно в случае необходимости точной дозировки угловых перемещений вращающихся элементов. The disadvantage of this lock is the large force of the spring and the electromagnet, necessary for fixing and fixing with a significant value of the specific pressure from the retained elements to the stopper. It is possible to reduce the specific pressure on the check by increasing its size or the radius of the holes under it on the rotating element, but this leads to an increase in the moment of inertia and mass of the check and rotating elements, which is undesirable, especially if it is necessary to accurately dose the angular movements of the rotating elements.

Положительным является отсутствие необходимости постоянного силового воздействия на чеку после зачековки (фиксации). Positive is the lack of the need for constant force on the check after checking (fixing).

Наиболее близким к предлагаемому устройству является клиновой фиксатор (стопор) с силовым замыканием, представляющий собой вилку с клиновыми зубьями, перемещающуюся возвратно-поступательно в неподвижных направляющих. По периферии вращающегося фиксируемого элемента выполнены такие же клиновые зубья. Фиксация производится перемещением вилки под действием привода до контакта ее зубьев с зубьями вращающегося элемента и последующим ее прижимом. Closest to the proposed device is a wedge retainer (stopper) with a power circuit, which is a fork with wedge teeth, moving reciprocating in fixed guides. On the periphery of the rotating fixed element made the same wedge teeth. Fixing is carried out by moving the fork under the action of the drive until the contact of its teeth with the teeth of the rotating element and its subsequent clamp.

Положительным в этом устройстве является то, что уменьшение удельных давлений в контакте стопор-вращающийся элемент достигается за счет осуществления контакта не одной, а несколькими поверхностями. Positive in this device is that the decrease in specific pressures in the contact of the stopper-rotating element is achieved by making contact not one, but several surfaces.

Недостатком этого фиксатора является необходимость постоянного силового воздействия, величина которого прямо пропорциональна удеpживаемому крутящему моменту на вращающемся элемента, иначе из-за формы контактных поверхностей в виде клиновых зубьев возможна расфиксация устройства. The disadvantage of this clamp is the need for constant force, the magnitude of which is directly proportional to the retained torque on the rotating element, otherwise, due to the shape of the contact surfaces in the form of wedge teeth, the device can be locked.

Уменьшение коэффициента трения между контактными поверхностями зубьев уменьшает необходимое для фиксации усилие, но при этом увеличивает возможность самопроизвольной расфиксации. A decrease in the coefficient of friction between the contact surfaces of the teeth reduces the force required for fixation, but at the same time increases the possibility of spontaneous release.

Целью изобретения является уменьшение мощности привода фиксатора за счет уменьшения величины усилия, необходимого для фиксации при обеспечении высокой надежности и возможности кратковременного включения потребителя энергии, например электромагнита. The aim of the invention is to reduce the drive power of the latch by reducing the amount of force required for fixing while ensuring high reliability and the possibility of short-term inclusion of a consumer of energy, such as an electromagnet.

Цель достигается тем, что рабочие поверхности элементов зацепления стопора (например, зубьев вилки) выполнены параллельными неподвижным направляющим возвратно-поступательных его перемещений, сами же элементы зацепления расположены с переменным шагом, соответствующим шагу расположения проекций элементов зацепления вращающегося элемента (например, цевок) на плоскость, перпендикулярную продольной оси неподвижных направляющих. The goal is achieved in that the working surfaces of the engagement elements of the stopper (for example, the teeth of the yoke) are made parallel to the stationary guides of its reciprocating movements, the engagement elements themselves are arranged with a variable pitch corresponding to the step of the location of the projections of the engagement elements of the rotating element (for example, the pin) onto the plane perpendicular to the longitudinal axis of the fixed guides.

Такое выполнение стопора позволяет:
обходиться без постоянного значительного силового поджима стопора к удерживаемому вращающемуся элементу, так как направление реакций на зуб вилки стопора перпендикулярно направлению перемещения вилки и расфиксация может произойти лишь в результате других сил (например, вибрационных);
уменьшить удельное давление на зуб вилки стопора благодаря возможности одновременного контакта с многими ответными поверхностями на вращающемся элементе (цевками).This embodiment of the stopper allows you to:
dispense with constant significant forceful clamping of the stopper to the rotatable element being held, since the direction of reactions to the stopper fork tooth is perpendicular to the direction of the fork movement and release can occur only as a result of other forces (for example, vibrational);
reduce the specific pressure on the tooth of the stopper fork due to the possibility of simultaneous contact with many mating surfaces on the rotating element (lugs).

Цель достигается также тем, что на цевки нанесено антифрикционное покрытие, или они установлены с возможностью проворота их в опорах, или выполнены составными, состоящими из жестко установленного в опорах стержня и свободно вращающейся на нем втулки. Для возможности проворота цевки или втулки при фиксации вилка стопора выполнена таким образом, что ширина впадины между зубьями превышает диаметр цевки. The goal is also achieved by the fact that the anti-friction coating is applied to the lugs, or they are installed with the possibility of turning them in the supports, or are made integral, consisting of a rod rigidly installed in the supports and a sleeve freely rotating on it. In order to be able to rotate the pin or sleeve during fixing, the stopper fork is designed so that the width of the cavity between the teeth exceeds the diameter of the pin.

Для осуществления эффективной фиксации рекомендуется элементы зацепления (например, зубья вилки) выполнить таким образом, чтобы радиусы окружностей, описанных вокруг впадин и вершин зубьев, были равны соответственно радиусам расположения крайних внешних и внутренних точек элементов зацепления вращающегося элемента (по отношению к оси его вращения). For effective fixation, it is recommended that engagement elements (for example, fork teeth) are made in such a way that the radii of the circles circumscribed around the troughs and the tops of the teeth are equal to the radii of the extreme external and internal points of the engagement elements of the rotating element (relative to its rotation axis) .

Для улучшения компоновки и уменьшения массы стопор выполнен в виде якоря электромагнитного привода. To improve the layout and reduce weight, the stopper is made in the form of an anchor of an electromagnetic drive.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство в режиме расфиксации вращающегося элемента; на фиг.2 то же, в режиме фиксации вращающегося элемента; на фиг.3 то же, в режиме фиксации вращающегося элемента с выполнением стопора в виде якоря электромагнитного привода; на фиг.4 поперечное сечение устройства с цевками, поворотными в опорах; на фиг.5 то же, с цевками составными: неповоротным стержнем и поворотной относительно него втулкой. Figure 1 shows the proposed device in the mode of unlocking a rotating element; figure 2 is the same in the fixing mode of the rotating element; figure 3 the same, in the fixing mode of the rotating element with the implementation of the stopper in the form of an anchor of an electromagnetic drive; figure 4 is a cross section of a device with pins, rotatable in supports; figure 5 is the same, with tsavok composite: fixed rod and rotary sleeve relative to it.

Устройство состоит из вилки 1 с рядом зубьев, рабочие поверхности которых выполнены параллельными направляющим 2 перемещения вилки стопора. Они выполнены с переменным шагом расположения t_i, зависящим от размеров контактных ответных поверхностей, например цевок 3 диаметром d, а также углового шага и радиуса их расположения на вращающемся элементе 4. Зубья выполнены так, что радиус окружности, описанной вокруг вершин зубьев R₄ равен радиусу R₂ окружности расположения внутренних точек цевок (по отношению к центру О вращающегося элемента, а радиус окружности, описанной вокруг впадин зубьев R₁, равен радиусу расположения внешних точек цевок R₃.The device consists of a fork 1 with a series of teeth, the working surfaces of which are parallel to the guides 2 for moving the stopper fork. They are made with a variable spacing t _i depending on the dimensions of the contact mating surfaces, for example, a pin 3 with diameter d, as well as the angular pitch and the radius of their location on the rotating element 4. The teeth are made so that the radius of the circle circumscribed around the vertices of the teeth R ₄ is the radius R _{2 of the} circumference of the location of the internal points of the yokes (with respect to the center O of the rotating element, and the radius of the circle described around the troughs of the teeth R ₁ is equal to the radius of the location of the external points of the yokes R ₃ .

Цевки установлены или в опорах 5, или выполнены составными, состоящими из стержня цевки 3 и поворотной относительно него втулки 6. Между направляющими 2 и вилкой 1 установлена пружина 7. The yokes are installed either in the supports 5, or are made integral, consisting of a yoke rod 3 and a sleeve 6 rotatable relative to it. A spring 7 is installed between the guides 2 and the fork 1.

В случае применения электромагнитного привода фиксации (перемещения вилки) вилка 1 может быть выполнена в виде якоря электромагнита с неподвижной относительно базы 8 катушкой 9, жестко связанной с направляющими 2 перемещения вилки. In the case of the use of an electromagnetic drive of fixation (moving the fork), the fork 1 can be made in the form of an anchor of an electromagnet with a coil 9 fixed relative to the base 8, rigidly connected with the guides 2 of the fork movement.

Устройство имеет два режима работы
расфиксации вращающегося элемента 4 (фиг.1);
фиксации вращающегося элемента 4 (фиг.2,3).The device has two modes of operation
unlocking the rotating member 4 (FIG. 1);
fixing the rotating element 4 (Fig.2,3).

Для расфиксации вилка 1 перемещением в направляющих 2 под действием привода выводится из зацепления с цевками 3 вращающегося элемента 4, преодолевая сопротивление пружины 7. To unlock the fork 1 by moving in the guides 2 under the action of the drive is disengaged from the gears 3 of the rotating element 4, overcoming the resistance of the spring 7.

Таким образом, конструкция стопора в предлагаемом устройстве обеспечивает надежную фиксацию вращающегося элемента без необходимости значительного постоянного поджима его при значительных удерживаемых крутящих моментах на вращающемся элементе. Фиксация может производиться пружиной, жесткость и максимальное усилие которой находятся в прямой зависимости от сил трения, возникающих в контакте зубьев вилки с цевками на вращающемся элементе, а силы трения находятся в прямой зависимости от удельных давлений в контактных парах, которые уменьшаются с увеличением числа пар одновременного контакта и вида трения в парах зуб-цевка, цевка-опора. Thus, the design of the stopper in the proposed device provides reliable fixation of the rotating element without the need for significant constant clamping it with significant held torques on the rotating element. Fixing can be done by a spring, the stiffness and maximum force of which are directly dependent on the frictional forces arising in the contact of the teeth of the fork with the fingers on the rotating element, and the frictional forces are directly dependent on the specific pressures in the contact pairs, which decrease with an increase in the number of pairs of simultaneous contact and type of friction in pairs of tooth-pin, pin-pin.

Уменьшение необходимого усилия пружины и отсутствие необходимости постоянного поджима стопора позволяют применять привод меньшей мощности при кратковременном его включении. Reducing the required spring force and the lack of the need for constant clamping of the stopper allows the use of a lower power drive when it is briefly turned on.

Возможность уменьшить удельные давления в контактных парах за счет увеличения их числа позволяет выполнить их с меньшими размерами, а следовательно, расположить с меньшим угловым шагом, что повышает точность дозировки угловых перемещений вращающегося элемента. The ability to reduce specific pressures in contact pairs by increasing their number allows them to be performed with smaller sizes and, therefore, arranged with a smaller angular pitch, which increases the accuracy of the dosage of the angular movements of the rotating element.

Claims

1. FIXING DEVICE, comprising a stopper with engagement elements on a surface facing the rotating element, mounted with the possibility of reciprocating movements in the fixed guides and covering the working contact surfaces of the reciprocal contact surfaces of the group of engagement elements uniformly spaced around the circumference of the rotating element, and stopper power short circuit drive, characterized in that, in order to reduce the drive power, the stopper engagement elements are made in the form teeth disposed with a variable pitch corresponding to the arrangement of step projections engaging members rotating member on a plane perpendicular to the longitudinal axis of the guide, wherein the detent teeth are made with working surfaces parallel to the longitudinal axis of the guide.

2. The device according to p. 1, characterized in that the stopper is made in the form of a fork.

3. The device according to p. 1, characterized in that the engagement elements of the rotating element are made in the form of spindles.

4. The device according to p. 3, characterized in that the lugs are mounted with the possibility of rotation around their axes.

5. The device according to p. 3, characterized in that each foregrip is made integral, consisting of an axis rigidly fixed to a rotating element and mounted on it with the possibility of rotation of the sleeve.

6. The device according to paragraphs. 3 to 5, characterized in that the diameter of the lug is smaller than the cavity between adjacent teeth.

7. The device according to paragraphs. 1 to 6, characterized in that the stopper is made in the form of an anchor of an electromagnet.

8. The device according to paragraphs. 1 to 7, characterized in that the stopper is made with the vertices of the teeth located around the circle, the radius of which is equal to the radius of the location of the inner parts of the engagement elements of the rotating element with respect to the center of the latter, and with the tooth bases located around the circle, the radius of which is equal to the radius of the external to the said center of the sections of the engagement elements of the rotating element.