RU2136577C1

RU2136577C1 - Winch (versions)

Info

Publication number: RU2136577C1
Application number: RU96118124A
Authority: RU
Inventors: А.Л. Шпади; Л.А. Миронов
Original assignee: Ашмарин Александр Юрьевич
Priority date: 1996-09-12
Filing date: 1996-09-12
Publication date: 1999-09-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering and transport; automobile winch for self-recovery of automobiles and pulling loads at loading. SUBSTANCE: winch has intermediate shaft of mechanical drive, wire rope drum mounted on bearing support installed in winch housing and wave-type reducer installed coaxially with drum. Winch has friction train between wire rope and intermediate shaft to transmit rotation from drive to drum. Intermediate shaft is made in form of polyhedral detachable shaft passing through similar holes of bushing press-fitted into engine crankshaft jaws. According to first design version driven gear of wave generator reduction gear is coupled with wire rope drum through tubular shaft passing inside cantilever-mounted bearing support square to which vertical roller of wire rope layer is installed on winch housing. According to second design version, second end of intermediate shaft is fitted in hole of inner holder of centrifugal coupling. According to first design version, one end of wire rope is secured on grouser and is tensioned at side of other end. EFFECT: simplified kinematic coupling of winch with engine of automobile facilitated use of winch. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к грузоподъемным устройствам, в частности к лебедкам, и может быть использована в качестве автомобильной лебедки для самовытаскивания и вытаскивания автомобилей, а также при подтягивании грузов или их погрузки. The invention relates to lifting devices, in particular to winches, and can be used as an automobile winch for self-pulling and pulling out cars, as well as when pulling loads or loading them.

Известна лебедка по а.с. СССР N 757462, содержащая привод в виде конической вала-шестерни, волновой редуктор с закрепленным на неподвижной оси генератором волн, снабженным коническими зубьями, а жесткое колесо волнового редуктора установлено посредством подшипника на опорной внутренней поверхности тросового барабана, который также имеет подшипниковые опоры, установленные на раме. В отсутствие неподвижного соединения между тросовым барабаном и жестким колесом барабан имеет возможность свободно вращаться, а жесткое колесо получает вращение при включении привода. Принудительное вращение тросового барабана обеспечивает соединение барабана и жесткого колеса посредством пальца. Known winch by A.S. USSR N 757462, containing a drive in the form of a bevel pinion shaft, a wave gear with a wave generator mounted on a fixed axis, equipped with bevel teeth, and the hard wheel of the wave gear is mounted by means of a bearing on the supporting inner surface of the cable drum, which also has bearing bearings mounted on frame. In the absence of a fixed connection between the cable drum and the hard wheel, the drum is able to rotate freely, and the hard wheel gains rotation when the drive is turned on. Forced rotation of the cable drum provides the connection of the drum and the hard wheel by means of a finger.

Известная лебедка имеет недостаточную конструкционную и теологическую проработку механизма. В частности, имеется промежуточный вал усложненной конструкции - это вал-шестерня с коническими зубьями. Сложная эксплуатация лебедки объясняется тем, что включение и выключение лебедки прямо связано с включением и выключением двигателя автомобиля. Known winch has insufficient structural and theological study of the mechanism. In particular, there is an intermediate shaft of a complicated design - this is a pinion shaft with bevel teeth. The difficult operation of the winch is explained by the fact that turning the winch on and off is directly related to turning the car engine on and off.

Техническая задача настоящего изобретения состоит в упрощении кинематической связи лебедки с двигателем автомобиля и облегчении ее применения в тяжелых условиях бездорожья. The technical task of the present invention is to simplify the kinematic connection of the winch with the engine of the car and facilitate its use in difficult off-road conditions.

Поставленная задача решается предложенными двумя вариантами лебедки. The problem is solved by the proposed two winch options.

Лебедка по первому варианту содержит корпус, тросовый барабан, связанный с промежуточным валом привода, волновой редуктор, установленный соосно барабану, и подшипниковую опору. В отличие от прототипа промежуточный вал привода лебедки выполнен съемным и многогранным с возможностью размещения в выполненных многогранными отверстии втулки, запрессованной в храповик, расположенный на коленвале двигателя автомобиля, и отверстии шлицевой муфты генератора волн редуктора. Ведомая шестерня генератора волн связана с тросовым барабаном через трубчатый вал, установленный внутри подшипниковой опоры, которая консольно закреплена на корпусе. При этом лебедка снабжена валом ручного привода, имеющим хвостовик для соединения с упомянутой шлицевой муфтой генератора волн. Трос охватывает барабан, имеющий конические реборды, с возможностью закрепления одного его конца на грунтозацепе и натяжения этого троса со стороны его другого свободного конца. Перпендикулярно подшипниковой опоре установлен вертикальный ролик тросоукладчика. The winch according to the first embodiment includes a housing, a cable drum connected to the intermediate drive shaft, a wave gearbox mounted coaxially to the drum, and a bearing support. Unlike the prototype, the winch drive intermediate shaft is removable and multifaceted, with the possibility of placing a sleeve pressed into the ratchet located on the crankshaft of the car engine and the spline coupling of the gearbox wave generator into the multifaceted bore. The driven gear of the wave generator is connected to the cable drum through a tubular shaft mounted inside the bearing support, which is cantilevered on the housing. In this case, the winch is equipped with a hand drive shaft having a shank for connection with the said splined coupling of the wave generator. A cable encompasses a drum having conical flanges, with the possibility of securing one end thereof to the lug and pulling the cable from its other free end. A vertical wire rope roller is installed perpendicular to the bearing support.

Лебедка по второму варианту содержит корпус, тросовый барабан, связанный с промежуточным валом привода, волновой редуктор, установленный соосно барабану, и подшипниковую опору. В отличие от прототипа лебедка снабжена фрикционной передачей, включающей в себя центробежную муфту с наружной и внутренними обоймами, а промежуточный вал выполнен съемным и многогранным с возможностью размещения в выполненных многогранными отверстиях втулки, запрессованной в храповик, расположенный на коленвале двигателя автомобиля, и внутренней обоймы муфты, при этом наружная обойма муфты соединена со шлицевой муфтой генератора волн редуктора, у которого ведомая шестерня связана с тросовым барабаном через трубчатый вал, установленный внутри подшипниковой опоры, которая консольно закреплена на корпусе. Лебедка снабжена валом ручного привода, имеющим хвостовик для соединения с упомянутой шлицевой муфтой генератора волн. Перпендикулярно подшипниковой опоре установлен вертикальный ролик тросоукладчика. The winch according to the second embodiment includes a housing, a cable drum connected to the intermediate drive shaft, a wave gearbox mounted coaxially to the drum, and a bearing support. Unlike the prototype, the winch is equipped with a friction gear, which includes a centrifugal clutch with external and internal cages, and the intermediate shaft is removable and multifaceted with the possibility of placing a sleeve pressed into the ratchet located on the crankshaft of the car engine and the inner collar of the clutch wherein the outer sleeve of the coupling is connected to the spline coupling of the gearbox wave generator, in which the driven gear is connected to the cable drum through a tubular shaft, inside the bearing bracket, which is cantilevered on the housing. The winch is equipped with a hand drive shaft having a shank for connecting to said spline coupling of the wave generator. A vertical wire rope roller is installed perpendicular to the bearing support.

Для пояснения сущности изобретения приведены фигура 1, на которой показан продольный разрез лебедки с фрикционной передачей, образованной тросовым барабаном с коническими ребордами и свободно уложенными витками троса, фигура 2, на которой показано поперечное сечение лебедки с фрикционной передачей, включающей в себя центробежную муфту, фигура 3-храповик коленвала, фигура 4 - сечение А-А фиг. 3. To clarify the invention, Figure 1 is shown, which shows a longitudinal section of a winch with a friction gear formed by a cable drum with conical flanges and loosely laid turns of a cable, Figure 2, which shows a cross section of a winch with a friction gear, including a centrifugal clutch, figure 3-crankshaft ratchet, figure 4 - section AA of FIG. 3.

Лебедка содержит неподвижный корпус 1, приваренный к основанию 2, установленному на переднем бампере автомобиля вблизи отверстия для пусковой рукоятки. Передняя часть корпуса 1 выполнена в виде консольно закрепленной подшипниковой опоры тросового барабана 3, на который свободно укладываются витки буксирного троса 4. Трос охватывает барабан 3, имеющий конические реборды, с возможностью закрепления одного его конца на грунтозацепе и натяжения этого троса со стороны его другого свободного конца. Внутри корпуса установлен волновой редуктор, у которого овальный подшипник 5 генератора волн 6 взаимодействует с гибкой шестерней 7, находящейся внутри неподвижной шестерни 8, закрепленной на крышке корпуса 9, и ведомой подвижной шестерни 10, соединенной с трубчатым выходным валом 11. При помощи стопорного кольца 12 и шпонки 13 выходной вал 11 соединен с тросовым барабаном 3, снабженным своей крышкой 14, которая обеспечивает осевую фиксацию вала ручного привода 15 с тормозом квадратичного сечения для одевания внешней ручки (на чертеже не показана). Внутренний торец вала ручного привода 15 также снабжен хвостовиком квадратичного сечения для кинематического соединения с шлицевой муфтой 16 генератора волн 6, которая имеет многогранное, например, квадратное, выходное отверстие трапецеидального продольного сечения для соединения со съемным валом 17 такого же квадратичного сечения (А-А). Противоположный конец съемного вала 17 заходит в квадратное отверстие промежуточной втулки 18 с аналогичным трапецеидальным продольным сечением, которая запрессована в храповик 19 коленвала двигателя 20 автомобиля. Кроме корпуса 1 лебедки на основании 2 за пределами габаритных размеров лебедки установлен ролик тросоукладчика 21, обеспечивающий изменение направления протяжки троса 4 в пределах ±90^o относительно продольной оси автомобиля.The winch contains a fixed housing 1, welded to the base 2 mounted on the front bumper of the car near the opening for the start handle. The front of the housing 1 is made in the form of a cantilever bearing support of the cable drum 3, on which the turns of the towing cable 4 are freely placed. The cable covers the drum 3 having conical flanges, with the possibility of fixing one end thereof to the lug and pulling this cable from the side of its other free the end. Inside the housing, a wave gearbox is installed, in which the oval bearing 5 of the wave generator 6 interacts with a flexible gear 7 located inside the stationary gear 8, mounted on the cover of the housing 9, and a driven movable gear 10 connected to the tubular output shaft 11. Using the snap ring 12 and dowels 13, the output shaft 11 is connected to a cable drum 3 provided with its cover 14, which provides axial fixation of the shaft of the manual drive 15 with a quadratic brake for dressing the outer handle (not shown). The inner end of the shaft of the manual drive 15 is also equipped with a square root for kinematic connection with a spline coupling 16 of the wave generator 6, which has a multifaceted, for example, square, trapezoidal longitudinal section for connecting to a removable shaft 17 of the same quadratic section (A-A) . The opposite end of the removable shaft 17 enters the square hole of the intermediate sleeve 18 with a similar trapezoidal longitudinal section, which is pressed into the ratchet 19 of the crankshaft of the engine 20 of the car. In addition to the housing 1 of the winch, on the base 2, outside of the overall dimensions of the winch, a cable-laying machine 21 is installed, providing a change in the direction of the pulling of the cable 4 within ± 90 ^o relative to the longitudinal axis of the car.

Фрикционная передача предлагаемой лебедки по второму варианту выполнена в виде центробежной полой муфты, установленной между съемным валом 17 и генератором волн 6 редуктора, кинематически связанного с тросовым барабаном 22, на котором закреплен один из концов ее троса 4, намотанного между ребордами барабана 22 (фигура 2). В этом случае для управления протяжкой троса шлицевая муфта 16 волнового редуктора лебедки соединена с наружней обоймой центробежной муфты 23, в которой с возможностью относительного вращения установлена ее внутренняя обойма 24 с подпружиненными фрикционными накладками 25. В торцевой части внутренней обоймы выполнено вышеупомянутое квадратное отверстие для прохождения съемного вала 17. The friction gear of the proposed winch according to the second embodiment is made in the form of a centrifugal hollow clutch installed between the removable shaft 17 and the wave generator 6 of the gearbox kinematically connected to the cable drum 22, on which one of the ends of its cable 4 is wound between the flanges of the drum 22 (figure 2 ) In this case, to control the cable pull, the slotted clutch 16 of the winch wave gearbox is connected to the outer cage of the centrifugal clutch 23, in which its inner cage 24 with spring-loaded friction pads 25 is mounted with relative rotation. The aforementioned square hole is made in the end part of the inner cage for passing the removable shaft 17.

После закрепления основания 2 лебедки на раме или кузове автомобиля для приведения ее в рабочее состояние необходимо снять крышку 14 барабана, вынуть вал ручного привода 15 и, направляя одной рукой конец съемного вала 17, другой рукой протолкнуть его через сквозное внутреннее отверстие лебедки при помощи вала ручного привода 15 и вновь закрыть его крышкой 14. В результате съемный вал 17 должен занять рабочее положение, показанное на фиг. 1, обеспечивая кинематическую связь храповика 19 коленвала 20, снабженного предварительно запрессованной втулкой 18, со шлицевой муфтой 16 волнового редуктора. Поэтому после пуска двигателя автомобиля вращение его коленвала будет трансформироваться генератором волн 6 в обкатывание гибкой шестерней 7 подвижной 10 и неподвижной 8 шестерен волнового редуктора. Поскольку эти шестерни имеют разное количество зубьев, обычно разница составляет всего два зуба, то подвижная шестерня 10 начнет медленно вращаться вместе с трубчатым выходным валом 11 и фрикционным барабаном 3. After fixing the base 2 of the winch to the frame or the car body to bring it into working condition, it is necessary to remove the drum cover 14, remove the shaft of the manual drive 15 and, with one hand pointing the end of the removable shaft 17, with the other hand push it through the through hole of the winch using the manual shaft drive 15 and close it again with cover 14. As a result, the removable shaft 17 should occupy the operating position shown in FIG. 1, providing a kinematic connection of the ratchet 19 of the crankshaft 20, equipped with a pre-pressed sleeve 18, with a spline coupling 16 of the wave gear. Therefore, after starting the engine of the car, the rotation of its crankshaft will be transformed by the wave generator 6 into rolling in a flexible gear 7 of the movable 10 and the stationary 8 gears of the wave gear. Since these gears have a different number of teeth, usually the difference is only two teeth, the movable gear 10 will begin to rotate slowly together with the tubular output shaft 11 and the friction drum 3.

Если водитель производит самовытаскивание автомобиля в одиночку без напарника, то он должен поставить переключатель коробки передач автомобиля в нейтральное положение, взять штатный буксирный трос (желательно синтетический), один его конец закрепить на каком-нибудь грунтозацепе (например, дереве), а другой конец протащить через ролик тросоукладчика 21 и уложить несколько витков на вращающийся тросовый барабан 3. Пока свободный конец троса не натянут, эти витки троса свободно проскальзывают по поверхности барабана, но если его водитель потянет с относительно небольшой силой F₁, то за счет самообжимки троса и фрикционного усиления натяжения троса на его закрепленном конце возникает сила F₂, которая в десятки и сотни раз превышает силу F₁. Регулируя натяжение свободного конца троса 4, водитель производит самовытаскивание автомобиля, по окончании которого опять дает слабину свободному концу буксирного троса, сматывает его с фрикционного барабана 3 и ролика 4. После чего останавливает двигатель автомобиля и вынимает съемный вал 17 в последовательности, обратной его установке, хотя при необходимости преодоления значительного участка бездорожья движение автомобиля можно осуществлять и с включенной лебедкой. При наличии напарника последний осуществляет самовытаскивание автомобиля, а водитель лишь помогает ему за счет синхронного вращения колес автомобиля.If the driver self-extracts the car alone without a partner, he must put the car's gearbox switch in neutral, take a standard tow rope (preferably synthetic), fasten one end of it to some lug (for example, a tree), and drag the other end through the cable layer 21 and lay a few turns on the rotating cable drum 3. Until the free end of the cable is tensioned, these cable turns freely slide over the surface of the drum, but if its driver pulling with a relatively small force F ₁ , then due to the self-crimping of the cable and the frictional tension of the cable at its fixed end, a force F ₂ arises, which is tens and hundreds of times greater than the force F ₁ . By adjusting the tension of the free end of the cable 4, the driver performs a self-extraction of the car, at the end of which again slackens the free end of the tow cable, unwinds it from the friction drum 3 and the roller 4. Then it stops the car engine and removes the removable shaft 17 in the reverse order of its installation, although if it is necessary to overcome a significant off-road section, the car can be driven with the winch turned on. In the presence of a partner, the latter carries out self-extraction of the car, and the driver only helps him by synchronously rotating the wheels of the car.

Процесс самовытаскивания при использовании лебедки с центробежной муфтой 23 и тросовым барабаном 22 отличается от вышеизложенного тем, что водитель предварительно разматывает трос с барабана за счет его натяжения вдоль продольной оси лебедки в сторону передней реборды меньшего диаметра (фиг. 2). The self-extraction process when using a winch with a centrifugal clutch 23 and a cable drum 22 differs from the above in that the driver pre-unwinds the cable from the drum due to its tension along the longitudinal axis of the winch towards the front flange of a smaller diameter (Fig. 2).

После закрепления троса 4 на грунтозацепе и проводки его через ролик тросоукладчика 21, водитель запускает двигатель автомобиля. Поскольку центробежная муфта 23 срабатывает лишь на оборотах, несколько превышающих обороты холостого хода, то водитель легко может управлять процессом самовытаскивания лишь при помощи одной педали акселератора, а при необходимости может интенсифицировать этот процесс за счет включения первой скорости коробки передач и синхронного вращения колес. After securing the cable 4 to the lug and wiring it through the roller of the cable layer 21, the driver starts the car engine. Since the centrifugal clutch 23 only works at revolutions slightly exceeding the idle speed, the driver can easily control the self-extraction process with only one accelerator pedal, and if necessary, can intensify this process by including the first gearbox speed and synchronous rotation of the wheels.

Благодаря соосной компоновки лебедки со сквозным отверстием для съемного вала значительно упрощается кинематическая связь с двигателем автомобиля, а за счет консольного крепления барабана лебедки с ортогональным роликом тросоукладчика облегчается процесс сматывания троса и его протяжки при самовытаскивании автомобиля и выполнении погрузочно-разгрузочных работ с использованием такой лебедки. Thanks to the coaxial arrangement of the winch with a through hole for the removable shaft, the kinematic connection with the car engine is greatly simplified, and the console winding of the winch drum with the orthogonal roller of the wire rope facilitates the process of winding the cable and pulling it during self-extraction of the car and loading and unloading operations using such a winch.

Claims

1. A winch comprising a housing, a cable drum connected to the intermediate drive shaft, a wave gearbox mounted coaxially with the drum, and a bearing support, characterized in that the intermediate drive shaft is removable and multi-faceted with the possibility of placing a sleeve pressed into the multi-faceted holes of the sleeve ratchet located on the crankshaft of the car engine and the hole of the spline coupling of the gearbox wave generator, in which the driven gear is connected to the cable drum through a tubular shaft mounted inside the bearing support, which is cantileverly mounted on the housing, and a vertical cable-laying roller is mounted perpendicularly to the bearing bearing, the winch is provided with a hand drive shaft having a shank for connecting to said splined coupling of the wave generator, and the cable covers a drum having conical flanges, with the possibility of fixing one end of it on the lug and pulling this cable from the side of its other free end.

2. A winch comprising a housing, a cable drum connected to an intermediate drive shaft, a wave gearbox mounted coaxially with the drum, and a bearing support, characterized in that it is equipped with a friction gear including a centrifugal clutch with outer and inner cages, and an intermediate the shaft is made removable and multi-faceted with the possibility of placing in the multi-faceted holes of the sleeve pressed into the ratchet located on the crankshaft of the car engine and the inner sleeve of the coupling, while the coupling collar is connected to the splined coupling of the gearbox wave generator, in which the driven gear is connected to the cable drum through a tubular shaft mounted inside the bearing support, which is cantilevered on the housing, and a vertical cable-laying roller is installed perpendicular to the bearing support, and the winch is equipped with a hand drive shaft having a shank for connecting to said splined coupling of the wave generator.