SI26004A - Opozorilna naprava za javljanje omejene količine vlečne vrvi na bobnu vitla in gozdarski vitel z omenjeno napravo - Google Patents

Abstract

Izum sodi v področje gozdarskih vitlov, bolj natančno v področje konstrukcijskih podrobnosti pri gozdarskih vitlih, ki so vezane na vlečenje bremena z navijanjem vrvi na boben preko škripca. Izum se nanaša na opozorilno napravo za javljanje omejene količine vlečne vrvi na bobnu vitla in vitel z omenjeno opozorilno napravo. Bistvo izuma je v tem, da je na potisni valj (potisni kolut) nameščen ustrezen senzor ali stikalni element, prednostno induktivno stikalo, ki je opcijsko nastavljivo po višini. Stikaloob svoji aktivaciji povzroči sporočanje signala preko signalnega opozorilnika, ki je nameščen na ogrodju vitla, prednostno na višjih delih ogrodja, da je njegova vidljivost čim boljša. Opozorilnik je lahko zvočni, svetlobni ali kombiniran, torej uporabnika opozori z zvočnim signalom, svetlobnim signalom kot je določena barva ali utripanje, ali s kombinacijo zvočnega in svetlobnega signala. Ko je na bobnu samo ena vrsta ovojev žične vrvi induktivno stikalo sproži signal, ki opozori uporabnika, da ima navoljo le omejeno količino žične vrvi.

Description

Opozorilna naprava za javljanje omejene količine vlečne vrvi na bobnu vitla in gozdarski vitel z omenjeno napravo

Področje tehnike

Izum sodi v področje gozdarskih vitlov, bolj natančno v področje konstrukcijskih podrobnosti pri gozdarskih vitlih, ki so vezane na vlečenje bremena z navijanjem vrvi na boben preko škripca. Izum se nanaša na opozorilno napravo za javljanje omejene količine vlečne vrvi na bobnu vitla in vitel z omenjeno opozorilno napravo.

Ozadje izuma in tehnični problem

Pri uporabi vitla lahko pride do situacije, ko je potrebno varno in zanesljivo prekiniti oziroma zaustaviti postopek odvijanja vlečne vrvi iz bobna, saj je na njem navita le vnaprej določena dolžina vrvi. Pogosto se zgodi, da uporabnik odvijanja ne ustavi dovolj zgodaj ali pa se predolgo pelje s traktorjem naprej, pri čemer breme vpeto na vlečni vrvi ostaja na enakem mestu, zaradi česar lahko vlečne vrvi zmanjka in se posledično vrv lahko iztrga iz bobna, napetost pa se sprosti nemudoma in nepričakovano. V takšnem primeru je potrebno ponovno vpetje vrvi oziroma jeklenice na boben, kar pomeni odstranjevanje zaščitne pločevine in strojnih delov. Ob tem je v najslabšem primeru možna tudi poškodba katerega izmed drugih konstrukcijskih elementov kot je na primer vodilo žične vrvi ali kakršenkoli pogonski del (verige, zobniki, lamele, itd.). Posledično je potrebno delo ustaviti, nemalokrat pa je vrv in/ali katerikoli drugi poškodovan del potrebno zamenjati zaradi trajnih deformacij. V kolikor se vrv iztrga iz bobna ob delu na pobočju, lahko vpeto breme zdrvi po pobočju navzdol in povzroči signifikantno škodo, hkrati pa tudi ogroža morebitne ljudi, ki so prisotni na pobočju.

Običajni standardi navajajo, da morajo na bobnu vedno ostati najmanj trije navoji vrvi, nekateri viri pa navajajo, da mora ostati osem navojev vrvi na bobnu, čemur je na občutek ali pogled, če je omogočen, težko slediti. Tehnični problem, ki ga pričujoči izum rešuje, je torej konstrukcijska rešitev opozorilne naprave, ki bi uporabnika vitla opozorila na pomanjkanje žične vrvi na navijalnem bobnu vitla, prednostno gozdarskega vitla.

Stanje tehnike

Patent US7097155 opisuje metodo in napravo za opozarjanje uporabnika, da je minimalno število navojev vrvi na bobnu vitla. Vitel obsega navijalni boben, na katerega se navija oz. iz katerega se odvija vrv, pogonsko sredstvo za vrtenje bobna v obeh smereh, in indikator za prikazovanje opozorila, ko senzor zazna minimalno število navojev vrvi na bobnu. Zaznavanje poteka tako, da je v votlem ohišju, ki podpira pogonsko gred bobna, nameščen senzor, ki zaznava število rotacij bobna ter smer vrtenja.

Patentna prijava US2019023542 opisuje metode in sisteme za prilagoditev delovanja motorja vitla, pri čemer je to omogočeno preko kontrolne enote, ki spremlja temperaturo motorja, obremenitev motorja, razdaljo med bobnom in končnim delom vrvi ter opcijsko tudi količino vrvi navite na boben vitla. Slednje naj bi omogočal pozicijski senzor na bobnu vitla ali na pogonski gredi motorja vitla. S štetjem števila rotacij bobna in debelino vrvi ter premerom bobna, lahko kontrolna enota oceni razdaljo od osi bobna do najbolj zunanje plasti navite vrvi, kar je sorazmerno količini preostale navite vrvi na bobnu.

Poznan je tudi 40-tonski vitel za uporabo na smučiščih in podobnih strminah, ki se prodaja pod znamko PistenBully, in je opisan na spletni strani h ttps.//www. pistenbully.com/en/vehicles/attachments/winch/accessactn/show/acateg ory/winch/accessory/40-ton-winch.html ima prikazovalnik, ki kaže preostalo vrv na bobnu, vendar pa ta opis ne predstavi kako se meri preostala vrv na bobnu. V zvezi s podobnim vitlom je podeljen patent EP 2 554 750 B1, ki opisuje metodo sledenja uporabe vitla in določanje obrabe vrvi. V ta namen je vitel opremljen s številnimi senzorji, med katerimi je eden namenjen sledenju preostale dolžine vrvi na bobnu. Le-ta sledi vrtljajem bobna ob odvijanju in navijanju vrvi, pri čemer se za dokončni izračun preostale vrvi mora upoštevati celotna dolžina vrvi in dimenzije bobna.

Rešitev opisana v dokumentu JPH0642004 prav tako sledi preostali količini vrvi na bobnu preko vrtljajev le-tega.

Vse zgoraj opisane znane rešitve temeljijo na spremljanju vrtenja bobna in se zato bistveno razlikujejo od zasnove pričujočega izuma.

Opis rešitve tehničnega problema

Izum ne temelji na sledenju vrtenja bobna vitla, temveč na zaznavanju razdalje med bobnom in potisnim valjem, ki skrbi za optimalno navijanje vrvi na boben, ki je indikativna za preostale plasti navojev na bobnu. Zaznavanje omogoča induktivno stikalo ali stikalo, senzor oziroma katerikoli drugi element, induktivno stikalo, ki lahko zaznava omenjeno razdaljo. Tehnični problem je rešen kot je predstavljeno v neodvisnem patentnem zahtevku, medtem ko so prednostne izvedbe rešitve tehničnega problema predstavljene v odvisnih zahtevkih.

Pričujoči izum temelji na rešitvi bobna za gozdarski vitel, ki je bila opisana v patentih Sl 24995 in Sl 24996. Boben vitla je namreč opremljen s potisnim valjem (kolutom) nameščenim na vilice, ki nihajo okoli svojega vpetja, pri čemer napetost potisnega valja omogoča vzmet ali katerikoli drug primeren element. Vzmet, ki preko vilic pritiska valj, je lahko natezna, tlačna, torzijska ali plinska. Prednostno sta vzmeti dve in sta vpeti na ročki potisnega koluta in ohišja vitla. Omenjena vzmet vleče vilice in pritiska potisni valj na boben z navito vrvjo, s čemer se zagotovi lepše navijanje vrvi na boben in preprečuje nekontrolirane odvijanje žične vrvi. Potisni valj se ob navijanju vsake nove plasti vlečne vrvi na boben vitla odmakne, pri čemer zasuka os vilic, ki nosi potisni valj. Z navijanjem vrvi na boben se radij aktualne plasti vrvi na bobnu povečuje, potisni valj pa se posledično vse bolj odmika od osi bobna, saj se vilice zavrtijo okrog vpetja. V primeru odvijanja vrvi iz bobna pa se potisni kolut približuje središču bobna.

Bistvo izuma je v tem, da je na ohišje vitla ali prednostno na potisni valj (potisni kolut), še bolj prednostno na nosilec potisnega valja, nameščeno stikalo, senzor ali katerikoli drugi element, ki lahko zaznava razdaljo med potisnim valjem in bobnom. Prednostno se vgradi induktivno stikalo, lahko pa se uporabi tudi optični senzor, električno stikalo, magnetni ali kapacitivni senzor in podobno. Namesto potisnega valja se lahko uporabi kateri drug element za enakomerno navijanje vrvi na boben, na primer drsna ploščica, prednostno iz mehkejšega materiala kot je bron ali plastika, da ne poškoduje vrvi. Pred-nastavljena razdalja za signaliziranje je odvisna od debeline vrvi na bobnu ter dimenzij potisnega valja in s tem povezanih konstrukcijskih elementov, vendar pa je v običajnih primerih ta razdalja nastavljena na 3 do 8 mm, ki zadovoljivo pokriva dimenzijske proporce ekvivalentne zadnjemu sloju navite vrvi na bobnu. Induktivno stikalo je prednostno s pomočjo pripomočka, na katerega pritrjeno, nastavljivo po višini zato, da se lahko natančno nastavlja želena razdalja, ki je potrebna za signaliziranje omejene količine vrvi na bobnu. Tako se lahko opozorilna naprava prilagodi različnim standardom, ki veljajo po svetu. Prisoten mora biti vsaj en signalni element oziroma senzor, lahko pa sta tudi dva, saj je tako zagotovljeno bolj zanesljivo delovanje v primeru, da eden izmed obeh odpove.

Stikalo oziroma senzorje prilagojeno za avtomatski izklop ali pa prednostno za ročni izklop s strani uporabnika, ki ga na aktivacijo senzorja oziroma stikala opozori signalni opozorilnik. Povezava med signalnim opozorilnikom in stikalom oziroma senzorjem, prednostno induktivnim senzorjem, je lahko električni vodnik, ki pošlje signal do opozorilnika ali pa motorja, ki avtomatsko ustavi navijanje vrvi ali da signal uporabniku. Sicer pa je povezava lahko elektronska, električna ali mehanska, odvisno od izvedbe senzorja oziroma stikala in pozicije signalnega opozorilnika ali izklopnega elementa, ki je lahko na primer hidravlični ventil, ki je mehansko povezan z ročico na vzvodovju, na katerega je vpet potisni valjček.

Stikalo ob svoji aktivaciji povzroči sporočanje signala preko signalnega opozorilnika, ki je nameščen na ogrodju vitla, prednostno na višjih delih ogrodja, da je njegova vidljivost čim boljša. Opozorilnik je lahko zvočni, svetlobni ali kombiniran, torej uporabnika opozori z zvočnim signalom, svetlobnim signalom kot je določena barva ali utripanje, ali s kombinacijo zvočnega in svetlobnega signala. Ko je na bobnu samo ena vrsta ovojev žične vrvi induktivno stikalo sproži signal, ki glasovno opozori uporabnika, da ima na voljo le omejeno količino žične vrvi.

Opozorilna naprava je po prednostni izvedbi sestavljena iz treh ključnih elementov, in sicer iz:

- potisnega valja, katerega pozicija glede na boben je indikativna za preostale plasti navojev na bobnu,

- izklopnega elementa in/ali signalnega opozorilnika, ki oddaja zvočni ali vizualni signal ali kombinacijo obojega ob aktivaciji senzorja ali stikala, ter

- senzorja, stikalne naprave ali katerega drugega elementa, ki lahko zazna zadostno približanje potisnega valja k bobnu, in ustvari signal, ki ga prikaže signalni opozorilnik, ali sproži izklop.

Delovanje opozorilne naprave po izumu poteka tako, da se ob odvijanju vrvi iz bobna potisni valj približa središču bobna, ko pa pride na vnaprej določeno razdaljo, to zazna induktivno stikalo in sproži oddajanje signala na opozorilniku. Signal lahko zazna uporabnik ter ustrezno prekine proces odvijanja vrvi na znane načine. Alternativno se lahko izklop odvijanja vrvi izvede tudi avtomatsko, pri čemer se ob aktivaciji stikala oziroma senzorja odvijanje vrvi avtomatsko izkopi bodisi zaradi mehanske povezave s pomočjo primerno oblikovanih ročic ali vzvodovja, bodisi zaradi neposrednega izklopa pogona bobna. V slednjem primeru sprožitev stikala ali senzorja povzroči preklop stanja hidravličnega ali električnega tokokroga bobna iz stanja vklopljen v stanje izklopljen.

Izvedba opozorilne naprave po izumu pa ne preprečuje, da se vrv ne bi izpulila iz vitla v primeru, ko je to nujno potrebno zaradi varnosti.

Opozorilna naprava za javljanje omejene količine vlečne vrvi na bobnu vitla in vitel z omenjeno opozorilno napravo bo v nadaljevanju opisan s pomočjo izvedbenega primera in slik, ki prikazujejo:

Slika 1 Gozdarski vitel z opozorilno napravo po izumu

Slika 2 Detajl A možne lokacije signalnega opozorilnika

Slika 3 Detajl B pozicije induktivnega stikala z bobnom, ki je delno odrezan

Slika 4 Pozicija induktivnega stikala s celotnim bobnom

Slika 1 prikazuje gozdarski vitel z označenimi ključnimi deli, ki omogočajo želeno delovanje izuma, in sicer je vitel opremljen z bobnom 5, na katerega se navija ali iz katerega se odvija vlečna vrv. Boben 5 je namreč opremljen s potisnim valjem 1 nameščenim na vilice, ki nihajo okoli svojega vpetja, pri čemer napetost potisnega valja omogočata dve vzmeti 4, ki sta vpeti na ročki potisnega valja 1 in ohišja vitla. Omenjena vzmet vleče vilice in pritiska potisni valj 1 na boben 5 in s tem na vrv. Na potisni valj 1 je nameščeno induktivno stikalo 2. Na ogrodju vitla je na vidnem mestu nameščen signalni opozorilnik 3, ki lahko uporabnika opozori z zvočnim, svetlobnim ali zvočno-svetlobnim signalom, da je na voljo le še omejena količina vrvi, torej zadnja vrsta navojev vrvi na bobnu. Opozorilnik je lahko nameščen kjerkoli na ogrodju vitla, prednostno pa se nahaja na višjih delih, da lahko uporabnik enostavno zazna morebitni signal.

Slika 2 prikazuje detajl A iz slike 1, kjer je prikazana ena izmed možnih lokacij signalnega opozorilnika 3.

Detajl B, ki je prikazan na sliki 3, jasneje opredeljuje konstrukcijo opozorilne naprave ter elementov, ki so nujni za delovanje le-te. Opozorilna naprava po izvedbenem primeru je sestavljena iz treh ključnih elementov, in sicer iz:

- potisnega valja 1, ki skrbi za ustrezno navijanje vrvi na boben s pomočjo vzmeti 4, in katerega pozicija glede na boben 5 je indikativna za preostale plasti navojev na bobnu 5,

- signalnega opozorilnika 3, ki oddaja zvočni ali vizualni signal ali kombinacijo obojega ob aktivaciji senzorja ali stikala 2, ter

- senzorja, stikalne naprave ali katerega drugega elementa 2, ki lahko zazna zadostno približanje potisnega valja k bobnu, in ustvari signal, ki ga prikaže signalni opozorilnik 3.

Prednostna izvedba senzorja je induktivni senzor 2, ki se sproži na določenih razdalji potisnega valja 1 in bobna 5, običajno med 3 in 8 mm, kar je odvisno od debeline navite vrvi. Pomembno je, da se senzor najkasneje sproži, ko na bobnu ostane le še ena plast navojev vrvi. Induktivni senzor 2 lahko namesto signala signalnemu opozorilniku 3 zaustavitev navijanja sproži sam avtomatsko. Izvedba izklopa je poljubna, na primer ob aktivaciji stikala oziroma senzorja odvijanje vrvi avtomatsko izkopi bodisi zaradi mehanske povezave s pomočjo primerno oblikovanih ročic ali vzvodovja, bodisi zaradi neposrednega izklopa pogona bobna. V slednjem primeru sprožitev stikala ali senzorja povzroči preklop stanja hidravličnega ali električnega tokokroga bobna iz stanja vklopljen v stanje izklopljen.

Induktivni senzor 2 je preko pripomočka 21 privijačen na nosilec (vilice) 11 potisnega valja 1. Po celem steblu ima navoj, zato da se lahko nastavlja s pomočjo vsaj ene, prednostno pa dveh matic, pri čemer je ena spodaj, druga pa na vrhu pločevine. S tako izvedenim pripomočkom 21 se lahko prilagaja želena razdalja, ki je potrebna, da senzor zazna in pošlje električni signal do signalnega opozorilnika 3.

Claims (14)

1. Patentni zahtevki

   1. Opozorilna naprava za javljanje omejene količine vlečne vrvi na bobnu vitla, značilna po tem, da temelji na zaznavanju razdalje med bobnom in elementom, ki skrbi za optimalno navijanje vrvi na boben, ki je indikativna za preostale plasti navojev na bobnu, pri čemer zaznavanje omogoča vsaj eno stikalo, senzor oziroma katerikoli drugi element, ki lahko zaznava omenjeno razdaljo.
2. 2. Opozorilna naprava po zahtevku 1, značilna po tem, da je sestavljena vsaj iz sledečih elementov, in sicer iz:

   - potisnega valja, ki skrbi za ustrezno navijanje vrvi na boben, ter katerega pozicija glede na boben je indikativna za preostale plasti navojev na bobnu,

   - izklopnega elementa in/ali prednostno signalnega opozorilnika, ki oddaja zvočni ali vizualni signal ali kombinacijo obojega, ter

   - vsaj enega senzorja, stikalne naprave ali katerega drugega elementa, ki lahko zazna zadostno približanje potisnega valja k bobnu, in ustvari signal, ki ga prikaže signalni opozorilnik.
3. 3. Opozorilna naprava po kateremkoli izmed predhodnih zahtevkov, značilna po tem, da je stikalo, senzor ali katerikoli drugi element, ki lahko zaznava razdaljo med potisnim valjem in bobnom, nameščeno na ohišje vitla ali prednostno na potisni valj, še bolj prednostno na nosilec potisnega valja.
4. 4. Opozorilna naprava po kateremkoli izmed predhodnih zahtevkov, značilna po tem, da se prednostno vgradi induktivno stikalo, lahko pa se uporabi tudi optični senzor, električno stikalo, magnetni ali kapacitivni senzor in podobno.
5. 5. Opozorilna naprava po kateremkoli izmed predhodnih zahtevkov, značilna po tem, da je induktivno stikalo prednostno s pomočjo pripomočka, na katerega pritrjeno, nastavljivo po višini zato, da se lahko natančno nastavlja želena razdalja, ki je potrebna za signaliziranje omejene količine vrvi na bobnu.
6. 6. Opozorilna naprava po kateremkoli izmed predhodnih zahtevkov od 2 do 5, značilna po tem, da se namesto potisnega valja se lahko uporabi kateri drug element za enakomerno navijanje vrvi na boben, na primer drsna ploščica, prednostno iz mehkejšega materiala kot je bron ali plastika, da ne poškoduje vrvi.
7. 7. Opozorilna naprava po kateremkoli izmed predhodnih zahtevkov, značilna po tem, da je pred-nastavljena razdalja za signaliziranje odvisna od debeline vrvi na bobnu ter dimenzij potisnega valja in s tem povezanih konstrukcijskih elementov, vendar pa je v običajnih primerih ta razdalja nastavljena na 3 do 8 mm, ki zadovoljivo pokriva dimenzijske proporce ekvivalentne zadnjemu sloju navite vrvi na bobnu.
8. 8. Opozorilna naprava po kateremkoli izmed predhodnih zahtevkov, značilna po tem, da je stikalo oziroma senzor hkrati tudi izklopni element in je prilagojeno za avtomatski izklop odvijanja vrvi, ali pa je stikalo prednostno prilagojeno za pošiljanje signala na signalni opozorilnik, ki opozori uporabnika na potrebo po ročnem izklopu.
9. 9. Opozorilna naprava po kateremkoli izmed predhodnih zahtevkov, značilna po tem, da je signalni opozorilnik nameščen na ogrodju vitla, prednostno na višjih delih ogrodja, da je njegova vidljivost čim boljša.
10. 10. Opozorilna naprava po kateremkoli izmed predhodnih zahtevkov, značilna po tem, da je povezava med signalnim opozorilnikom in stikalom oziroma senzorjem lahko elektronska, električna ali mehanska, odvisno od izvedbe senzorja oziroma stikala in pozicije signalnega opozorilnika ali izklopnega elementa, prednostno pa je povezava s prednostnim induktivnim senzorjem električni vodnik, ki pošlje signal do opozorilnika ali pa motorja, ki avtomatsko ustavi navijanje vrvi ali da signal uporabniku.
11. 11. Opozorilna naprava po kateremkoli izmed predhodnih zahtevkov, značilna po tem, da se izklop odvijanja vrvi izvede avtomatsko, pri čemer se odvijanje vrvi avtomatsko izkopi bodisi zaradi mehanske povezave s pomočjo primerno oblikovanih ročic ali vzvodovja, bodisi zaradi neposrednega izklopa pogona bobna, kjer sprožitev stikala ali senzorja povzroči preklop stanja hidravličnega ali električnega tokokroga bobna iz stanja vklopljen v stanje izklopljen.
12. 12. Delovanje opozorilne naprave po kateremkoli izmed predhodnih zahtevkov, značilna po tem, da poteka tako, da se ob odvijanju vrvi iz bobna potisni valj približa središču bobna, ko pa pride na vnaprej določeno razdaljo, to zazna induktivno stikalo in sproži avtomatski izklop odvijanja vrvi ali oddajanje signala na signalnem opozorilniku, tako da ga lahko zazna uporabnik in ustrezno prekine proces odvijanja vrvi na znane načine.
13. 13. Gozdarski vitel z opozorilno napravo po kateremkoli izmed predhodnih zahtevkov od 1 do 11.
14. 14. Gozdarski vitel po predhodnem zahtevku značilen po tem, da je boben vitla opremljen s potisnim valjem nameščenim na vilice, ki nihajo okoli svojega vpetja, pri čemer napetost potisnega valja omogoča vzmet ali katerikoli drug primeren element; da je vzmet, ki pritiska valj, je lahko natezna, tlačna, torzijska ali plinska, pri čemer omenjena vzmet vleče vilice in pritiska potisni valj na boben z navito vrvjo, s čemer se zagotovi lepše navijanje vrvi na boben in preprečuje nekontrolirane odvijanje žične vrvi; da potisni valj se ob navijanju vsake nove plasti vlečne vrvi na boben vitla odmakne, pri čemer zasuka os vilic, ki nosi potisni valj; da se z odvijanjem vrvi na boben radij aktualne plasti vrvi na bobnu zmanjšuje, potisni valj pa se posledično približuje središču bobna, kar lahko na določeni razdalji zazna senzor ali stikalo in povzroči avtomatski izklop ali pošlje signal na signalni opozorilnik.