SI26089A - Mehanski vitel s pomičnim verižnikom - Google Patents

Abstract

Izum se nanaša na vitel, ki ima na glavno os vitla nameščen boben za navijanje vlečne vrvi z zavoro, ki je preko sklopke drsno povezan z aksialno pomičnim verižnikom, kar omogoča mehanski sestav, prednostno oblikovan kot vzvodovje sestavljeno vsaj iz: poteznega vzvoda s škripcem, čez katerega poteka zelena vrv za aktivacijo vlečenja; prvega povezovalnega vzvoda na strani bobna, ki je na enem koncu povezan s poteznim vzvodom, na drugem koncu pa s povezovalno gredjo; povezovalne gredi, ki je nameščena podbobnom ali pa v notranjosti votle osi bobna, ter je na drugi strani povezana z drugim povezovalnim vzvodom, ki se nahaja na strani verižnika ter prenaša gibanje iz poteznega vzvoda, prvega povezovalnega vzvoda ter povezovalne gredi na mehanizem vklopa, ki ima dve sklopki, med katerima so sorniki za pomik verižnika proti sklopkam in bobnu, in vzmeti med verižnikom in navijalnim bobnom, ki se ob vklopu vleka stisne, ob spustu zelene vrvi pa zaradi shranjene energije razmakne verižnik od navijalnega bobna tersklopke.

Description

MEHANSKI VITEL S POMIČNIM VERIŽNIKOM

Področje tehnike

Pričujoči izum spada na področje gozdarskih vitlov, natančneje na področje konstrukcijskih podrobnosti vitlov, še posebno vezanih na pogon bobna vitla. Izum se nanaša na vitel s pomičnim verižnikom in mehanskim sestavom, ki omogoča aksialni pomik pogonskega verižnika.

Ozadje izuma in tehnični problem

Vitli se uporabljajo za vlečenje bremena z vrvjo, ki se navija na boben vitla in s tem približuje breme vitlu. Sklop za vrtenje bobna vitla je običajno sestavljen iz glavne osi, na kateri je nameščen boben z zavoro, omenjeni boben pa je preko sklopke povezan z verižnikom, ki v stanju navijanja vrvi na boben pritisne na sklopko, katera prenaša vrtilni moment na boben. Pri uporabi vitla pride do situacije, ko je potrebno varno in zanesljivo prekiniti oziroma zaustaviti postopek vlečenja bremena. Ko se zaustavitev aktivira preko avtomatske zavore, se mora verižnik čim prej odmakniti od sklopk in navijalnega bobna, zato da se prepreči neželeno drsenje in gretje sklopk, ki vpliva na vlečno silo vitla ter krajša življenjsko dobo sklopk.

Večinoma je pri znanih rešitvah zgoraj omenjeni cilj odmika verižnika izveden s pomikom navijalnega bobna. Problem se pojavi, kadar se z vitlom vleče breme in se za prenehanje vlečenja aktivira avtomatska zavora. Navijalni boben se hoče odviti, vendar to preprečuje avtomatska zavora, ki približa zavorni pas na navijalni boben ter ga zablokira. Ker je reakcijski čas avtomatske zavore kratek, se navijalni boben ne uspe odmakniti od sklopk ter verižnika. Ko se avtomatsko zavoro spusti, se sicer navijalni boben odmakne, vendar je v praksi avtomatska zavora aktivirana dlje časa in sklopka lahko dlje časa drsi in se s tem greje. Posledično je ob naslednji uporabi vlečna sila gozdarskega vitla dosti manjša zaradi pregretja sklopke, krajša pa se tudi njena življenjska doba, kot je bilo omenjeno zgoraj.

Tehnični problem, ki ga pričujoči izum rešuje, je torej konstrukcijska rešitev mehanskega sklopa, ki bo aksialno približal ter odmaknil verižnik od sklopk ter navijalnega bobna za navijanje in odvijanje v trenutku, ko se aktivira avtomatska zavora. Rešitev mora omogočati zanesljivo približanje in odmikanje sklopk v trenutku ustavitve žične vrvi.

Stanje tehnike

Slovenski patent SI21184 opisuje aksialno pomičen verižnik hidravličnega gozdarskega vitla, ki je značilen po tem, da je na glavno os nameščen boben z avtomatsko zavoro, pri čemer je boben za navijanje in odvijanje žične vrvi preko sklopke drsno povezan z aksialno pomičnim verižnikom. Slednji je povezan s hidravličnim cilindrom in se v trenutku, ko prejme hidravlični cilinder signal iz komandne ročke za ustavitev vrtenja bobna, sproži gibanje hidravličnega cilindra, ki odmakne verižnik od sklopke. Ta rešitev temelji na uporabi hidravlike in hidravličnega cilindra, ki skrbi za premikanje verižnika, kar se bistveno razlikuje od pričujočega izuma, ki za svoje delovanje ne uporablja hidravlike.

Mehanske rešitve aksialno pomičnega verižnika so vezane na različne pristope, predvsem na mehanizme za dviganje ali na posebno oblikovane dodatne gredi, pri čemer pa se rešitev opisana v patentu SE521086, na primer, nanaša na premični del sklopke, ne pa verižnika. Ta dokument namreč opisuje boben vitla, ki ima votlo pogonsko gred in prvo sklopko, ki ima prvi del in drugi del, pri čemer se prvi del sklopke lahko aksialno premika po pogonski gredi. To omogoča gred sklopke, ki je nameščena znotraj votle pogonske gredi, saj se gred sklopke s pomočjo mehanizma lahko premika znotraj votle pogonske gredi. Ker je gred sklopke povezana s prvim delom sklopke, se slednji lahko aksialno premika in pride v kontakt ali iz kontakta z drugim delom sklopke. Omenjeni mehanizem se razlikuje od pričujočega izuma po svoji zasnovi.

Patent DE2607978 opisuje premičen verižnik, katerega gibanje pa je doseženo na drugačen način. Boben vitla ima po tej rešitvi gred z delom, ki ima polžasto oblikovane utore in dva omejevalca gibanja, ki onemogočata, da bi se verižnik ujet v polžasto oblikovane utore po gredi premikal dlje kot je to potrebno.

Patent FR2614962 opisuje vitel oziroma prestavno škatlo za vitel, ki ima večje število verižnikov, med katerimi je vsaj eden aksialno pomičen s pomočjo dvigalnega mehanizma, ki pa deluje popolnoma drugače kot pričujoči izum.

Opis rešitve tehničnega problema

Od vseh zgoraj omenjenih znanih rešitev se pričujoči izum razlikuje v tem, da premik verižnika omogoča posebno oblikovan mehanski sestav, prednostno vzvodovje, ki je vezano na mehanizem za vklop vlečenja pri mehanskih vitlih.

Izum je zasnovan na mehanskem vitlu, katerega upravljanje se izvaja preko mehanizma, ki ima običajno prvo vrv (običajno zeleno) za aktivacijo vlečenja ter drugo vrv (običajno rdečo) za sprostitev (deaktivacijo) zavore (uporablja se tudi izraz zavora za proporcionalno popuščanje). Ko se povleče zelena vrv za aktivacijo vlečenja, se avtomatsko aktivira zavora, katera omogoči, da zavorni pas drsi po bobnu vitla, vendar ne zavira, ker se boben vrti v smer navijanja. S tem poteka vrtenje bobna, na katerega se navija vlečna vrv, posledično pa se breme vleče proti vitlu. Ko se spusti prvo vrv za aktivacijo vleka in je breme pripeto, se poskuša boben odvrteti v smer odvijanja žične vrvi, kar pa aktivirana zavora avtomatsko zavre. Tako se boben ne vrti in vrv se ne navija več, pri čemer se posledično vlečeno breme drži pri miru.

Tehnični problem je rešen, kot je predstavljeno v neodvisnem patentnem zahtevku, medtem ko so prednostne izvedbe rešitve tehničnega problema predstavljene v odvisnih zahtevkih.

Na glavno os vitla je nameščen boben za navijanje vlečne vrvi z zavoro, ki je preko sklopke drsno povezan z verižnikom, ki je aksialno pomičen. Bistvo mehanskega vitla je v tem, da je aksialni pomik pogonskega verižnika omogočen z mehanskim sestavom, ki je zasnovano kot vzvodovje, ki je sestavljeno vsaj iz:

- poteznega vzvoda, ki je na vrhu opremljen s škripcem, čez katerega poteka zelena vrv za aktivacijo vlečenja,

- prvega povezovalnega vzvoda na strani bobna, ki je na enem koncu povezan s poteznim vzvodom, na drugem koncu pa s povezovalno gredjo, da lahko gibanje poteznega vzvoda prenese na povezovalno gred, — povezovalne gredi z dvema ležajema na vsaki strani, pri čemer je povezovalna gred nameščena pod bobnom ali pa v notranjosti votle osi bobna ter je na drugi strani povezana z drugim povezovalnim vzvodom, drugega povezovalnega vzvoda, ki se nahaja na strani verižnika ter prenaša gibanje iz poteznega vzvoda, prvega povezovalnega vzvoda ter povezovalne gredi na mehanizem vklopa,

- mehanizma vklopa, ki je sestavljen iz ročice za povezavo z drugim povezovalnim vzvodom, dveh sklopk, ki rotirata okoli osi, med sklopkama pa so sorniki, ki omogočajo aksialen pomik verižnika proti sklopkam in navijalnem bobnu, da se prenese vrtilni moment na slednjega, in

- vzmeti nameščene med verižnikom in navijalnim bobnom, ki se ob vklopu vleka stisne, ob spustu zelene vrvi pa zaradi shranjene energije razmakne verižnik od navijalnega bobna ter sklopke.

Povezovalni vzvodi in gred so lahko katerekoli primerne oblike, vpetja oziroma povezave med posameznimi elementi opisanega vzvodovja pa so lahko katerakoli primerna za prenos gibanja poteznega vzvoda do mehanizma vklopa. Prednostno so vpetja izvedena s pomočjo vrtišč z vijaki, povezovalna gred pa ima za vrtišče predvidena dva ležaja, ki sta lahko tudi puši, tečaja ali podobno delujoči elementi.

Povezovalna gred je lahko enodelna ali večdelna, prednostno je dvodelna ali tridelna, tako da ima vsaj na eni strani pritrjeno, prednostno privarjeno dodatno uho za povezavo na prvi in/ali drugi povezovalni vzvod. Večdelna povezovalna gred omogoča lažjo vgradnjo vzvodovja v mehanski vitel. Kot opisano zgoraj, je lahko povezovalna gred nameščena pod bobnom ali pa v osi bobna, če je le-ta votla oziroma dovoljuje vgradnjo povezovalne gredi, tako da se lahko na drugi strani prav tako poveže z drugim povezovalnim vzvodom. Vzmet je lahko tlačna ali krožnikasta, prednostno tlačna.

Pričujoči izum deluje tako, da, ko se povleče zeleno vrv za aktivacijo vleka, se potezni vzvod zarotira, to gibanje se preko prvega povezovalnega vzvoda, tridelne povezovalne gredi, ležajev in drugega povezovalnega vzvoda prenese na zadnjo stran vitla, kjer je verižnik. Tam se preko mehanizma vklopa prenese gibanje na sornike, kateri se z rotacijo razmaknejo in tako se drsne površine sklopke tesno stisnejo druga ob drugo med verižnikom in navijalnim bobnom. Tako se poveča trenje in breme se lahko vleče proti vitlu. Ko se spusti zeleno vrv za aktivacijo vleka, se aktivira avtomatska zavora, ki zablokira boben. Ker ima verižnik manjšo maso od navijalnega bobna in ker na verižnik ne deluje nobena radialna sila, se verižnik s pomočjo vzmeti na osi brez težav odmakne in tako nastane zračnost med navijalnim bobnom, sklopkah ter verižnikom. Zaradi zračnosti sklopke ne drsijo in se posledično ne grejejo. Tako je vlečna sila pri naslednjih ciklih bolj konstantna, hkrati je daljša tudi življenjska doba sklopk. Zaradi te izboljšave je delo z mehanskim vitlom z aksialnim pomičnim verižnikom bolj ergonomsko, saj se zmanjša silo na zeleni vrvi za aktivacijo vleka. Premik verižnika je namreč bistveno lažji od premika navijalnega bobna zaradi manjše mase.

Alternativna izvedba, ki je prav tako možna je, da je mehanski sestav izveden na osnovi bovdna. V tem primeru se namesto povezovalnih vzvodov in povezovalne gredi z ležaji v votlo os vitla ali pod os vitla namesti bovden, ki je na eni strani vpet na potezni vzvod, na drugi strani pa na mehanizem vklopa oziroma ročico le-tega, tako da se gibanje poteznega vzvoda preko bovdna prenese na mehanizem vklopa in povzroči pomik verižnika proti sklopkam in bobnu, kar aktivira vrtenje bobna vitla in s tem navijanje. Tudi pri tej varianti se ob spustu zelene vrvi za aktivacijo vleka verižnik odmakne zaradi vzmeti na osi.

Mehanski vitel z mehanskim vzvodovjem za aksialni pomik pogonskega verižnika bo v nadaljevanju podrobneje opisan s pomočjo izvedbenega primera in slik, ki prikazujejo:

Slika 1 Naris bobna z mehanskim vzvodovjem iz dveh strani

Slika 2 Prerez bobna z mehanskim vzvodovjem

Slika 1 prikazuje naris bobna z mehanskim sestavom, ki je oblikovano kot vzvodovje, ki omogoča aksialni pomik pogonskega verižnika, pri čemer je vzvodovje sestavljeno vsaj iz:

- poteznega vzvoda 3, ki je na vrhu opremljen s škripcem 3a, čez katerega poteka zelena vrv za aktivacijo vlečenja, — prvega povezovalnega vzvoda 5 na strani bobna 1, ki je na enem koncu povezan s poteznim vzvodom 3, na drugem koncu pa s povezovalno gredjo 6, da lahko gibanje poteznega vzvoda 3 prenese na povezovalno gred 6,

- povezovalne gredi 6 z dvema ležajema 7 na vsaki strani, pri čemer je povezovalna gred 6 nameščena pod bobnom 1 ter je na drugi strani povezana z drugim povezovalnim vzvodom 8, drugega povezovalnega vzvoda 8, ki se nahaja na strani verižnika 2 ter prenaša gibanje iz poteznega vzvoda 3, prvega povezovalnega vzvoda 5 ter povezovalne gredi 6 na mehanizem vklopa 9,

- mehanizma vklopa 9, ki je sestavljen iz ročice 9b za povezavo z drugim povezovalnim vzvodom 8, dveh sklopk, ki rotirata okoli osi, med sklopkama pa so sorniki, ki omogočajo aksialen pomik verižnika 2 proti sklopkam in navijalnem bobnu 1, da se prenese vrtilni moment na slednjega, ter vzmeti 10 nameščene med verižnikom 2 in navijalnim bobnom 1, ki se ob vklopu vleka stisne, ob spustu zelene vrvi pa zaradi shranjene energije razmakne verižnik od navijalnega bobna ter sklopke.

Povezovalna gred po izvedbenem primeru je večdelna, prednostno je dvodelna ali tridelna, tako da ima vsaj na eni strani pritrjeno, prednostno privarjeno dodatno uho 6a, 6b za povezavo na prvi in/ali drugi povezovalni vzvod 5, 8. Vzmet 10 je lahko tlačna ali krožnikasta, prednostno tlačna.

Slika 2 prikazuje os vitla O, na kateri so nameščeni navijalni boben 1, sklopke 9a, verižnik 2 in mehanizem vklopa 9, pri čemer se vidi pozicija vzmeti 10, ki je med bobnom in verižnikom. Viden je tudi aksialni ležaj 9c, ki je nameščen med mehanizmom vklopa in verižnikom, saj zagotavlja, da se mehanizem zavrti samo za nekaj stopinj, verižnik pa se vedno vrti, ko je vklopljena kardanska gred.

Claims (11)

1. Patentni zahtevki

   1. Mehanski vitel s pomičnim verižnikom, ki ima glavno os (O) vitla, na katero je nameščen boben (1) za navijanje vlečne vrvi z zavoro, omenjeni boben (1) pa je preko sklopke (9a) drsno povezan z verižnikom (2), značilen po tem, da je verižnik (2) aksialno pomičen.
2. 2. Mehanski vitel po zahtevku 1, pri čemer pomik aksialnega verižnika (2) proti sklopki (9a) bobna omogoča mehanski sestav, ki prenaša gibanje poteznega vzvoda (3) povezanega z vrvjo za aktivacijo vlečenja na sornike mehanizma vklopa (9) s sklopko (9a).
3. 3. Mehanski vitel po zahtevku 2, značilen po tem, da je mehanski sestav oblikovan kot vzvodovje, ki je sestavljeno vsaj iz:

   - poteznega vzvoda (3), preko katerega poteka zelena vrv za aktivacijo vlečenja,

   - prvega povezovalnega vzvoda (5) na strani bobna (1), ki je na enem koncu povezan s poteznim vzvodom (3), na drugem koncu pa s povezovalno gredjo (6), da lahko gibanje poteznega vzvoda (3) prenese na povezovalno gred (6),

   - povezovalne gredi (6), ki je na drugi strani povezana z drugim povezovalnim vzvodom (8),

   - drugega povezovalnega vzvoda (8), ki se nahaja na strani verižnika (2) ter prenaša gibanje iz poteznega vzvoda (3), prvega povezovalnega vzvoda (5) ter povezovalne gredi (6) na mehanizem vklopa (9),

   - mehanizma vklopa (9), ki je sestavljen iz ročice (9b) za povezavo z drugim povezovalnim vzvodom (8), dveh sklopk, ki rotirata okoli osi, med omenjenima sklopkama pa so sorniki, ki omogočajo aksialen pomik verižnika (2) proti sklopkam in navijalnem bobnu (1), da se prenese vrtilni moment na slednjega, ter

   - vzmeti (10) nameščene med verižnikom (2) in navijalnim bobnom (1), ki se ob vklopu vleka stisne, ob spustu zelene vrvi pa zaradi shranjene energije razmakne verižnik od navijalnega bobna ter sklopke.
4. 4. Mehanski vitel po zahtevku 3, značilen po tem, da je povezovalna gred (6) enodelna ali večdelna.
5. 5. Mehanski vitel po predhodnem zahtevku, značilen po tem, da je povezovalna gred (6) na vsaki strani opremljena s po enim ležajem (7), pušo, tečajem ali podobnim elementom.
6. 6. Mehanski vitel po zahtevku 4 ali 5, značilen po tem, da ima povezovalna gred (6) vsaj na eni strani pritrjeno, prednostno privaljeno, dodatno uho (6a, 6b) za povezavo na prvi in/ali drugi povezovalni vzvod (5, 8).
7. 7. Mehanski vitel po kateremkoli izmed zahtevkov od 3 do 6, značilen po tem, da je povezovalna gred (6) nameščena pod bobnom (1) vitla ali v votli osi (O) vitla.
8. 8. Mehanski vitel po kateremkoli izmed zahtevkov od 3 do 7, značilen po tem, da je vzmet (10) lahko tlačna ali krožnikasta, prednostno tlačna.
9. 9. Mehanski vitel po kateremkoli izmed zahtevkov od 3 do 8, značilen po tem, da so povezovalni vzvodi (5, 8) in gred (6) lahko katerekoli primerne oblike, vpetja oziroma povezave med posameznimi elementi (3, 5, 6, 8, 9) omenjenega vzvodovja pa so lahko katerakoli primerna za prenos gibanja poteznega vzvoda (3) do mehanizma vklopa (9).
10. 10. Mehanski vitel po predhodnem zahtevku, značilen po tem, da so vpetja izvedena s pomočjo vrtišč z vijaki, povezovalna gred (6) pa ima za vrtišče predvidena dva ležaja (7), puši, tečaja ali podobno delujoče elemente.
11. 11. Mehanski vitel po zahtevku 2, značilen po tem, da je mehanski sestav zasnovan na osnovi bovdna in je sestavljen iz:

    - poteznega vzvoda (3), ki je na vrhu opremljen s škripcem (3a), čez katerega poteka zelena vrv za aktivacijo vlečenja, bovdna vpetega na potezni vzvod (3), pri čemer omenjeni bovden prenaša gibanje iz poteznega vzvoda (3) na mehanizem vklopa (9), mehanizma vklopa (9), ki je sestavljen iz ročice (9b) za pritrditev na bovden, dveh sklopk, ki rotirata okoli osi, med sklopkama pa so sorniki, ki omogočajo aksialen pomik verižnika (2) proti sklopkam in navijalnem bobnu (1), da se prenese vrtilni moment na slednjega, ter vzmeti (10) nameščene med verižnikom (2) in navijalnim bobnom (1), ki se ob vklopu vleka stisne, ob spustu zelene vrvi pa zaradi shranjene energije razmakne verižnik od navijalnega bobna ter sklopke.