SI26288A - Škripec z mehanizmom za zaustavitev navijanja vrvi in vitel z omenjenim škripcem - Google Patents

Abstract

Izum sodi na področje gozdarskih vitlov, bolj natančno na področje škripcev. Škripec po izumu ima ohišje, na katerega je gibljivo vpeto vodilo vlečne vrvi z odprtino, po kateri poteka vlečna vrv, potisni element, ki ima manjšo odprtino kot je končni del vlečne vrvi, tako da lahko v potisni element udari končni del vlečne vrvi in ga potisne v smeri proti ustju vodila vrvi, in stikalo ali senzor, ki lahko prekine navijanje vrvi ter posledično vlečenje bremena po dotiku končnega dela vrvi in potisnega elementa. Bistvo škripca je v tem, da je potisni element linearno premičen po omenjenem ustju in ima vodilo vlečne vrvi fiksno ustje z vsaj enim utorom prilagojenim za sprejem potisnega elementa, in na zgornji strani vsaj en utor, ki je prilagojen za namestitev senzorja, stikala, magneta ali podobnega elementa, pri čemer je med potisnim elementom in skrajnim koncem ustja nameščena vzmet, ki zagotavlja vračanje potisnega elementa v izhodiščno stanje.

Description

Škripec z mehanizmom za zaustavitev navijanja vrvi in vitel z omenjenim škripcem

Področje tehnike

Izum sodi na področje gozdarskih vitlov, bolj natančno na področje konstrukcijskih podrobnosti pri gozdarskih vitlih, ki so vezane na vlečenje bremena z navijanjem vrvi na boben preko škripca. Izum se nanaša na mehanizem za zaustavitev navijanja vrvi (t.i. izklopno stikalo) za škripec gozdarskega vitla in vitel z omenjenim škripcem.

Ozadje izuma in tehnični problem

Pri uporabi vitla lahko pride do situacije, ko je potrebno varno in zanesljivo prekiniti oziroma zaustaviti postopek vlečenja bremena z vitlom preko navijanja vlečne vrvi na boben. Pogosto se zgodi, da uporabnik vlečenja ne ustavi dovolj zgodaj, zaradi česar se vrv zarije med plasti navojev na bobnu ali pa se njen končni del poškoduje. Ob tem je 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.

Tehnični problem, ki ga pričujoči izum rešuje, je konstrukcijska rešitev izklopa funkcije navijanja, ki bo omogočala zanesljiv in pravočasen izklop navijanja, lažje ter varno delo z vitlom ter bo preprečila nastanek škode na strojih in opremi s tem pa zmanjšala stroške vzdrževanja vitla.

Stanje tehnike

Za preprečevanje opisanih poškodb zaradi prepozne zaustavitve navijanja vlečne vrvi na boben so bili razviti različni sistemi za zaustavitev navijanja kot so opisani v patentu EP 3095748, pa tudi v dokumentih Sl 25045 in Sl 25043.

Patent EP 3 095 748 opisuje vitel z varnostnim mehanizmom za izklop navijanja vrvi, kjer ima mehanizem končno stikalo, ki ga lahko aktivira potisni element, katerega lahko proti končnemu stikalu potisne podložka, ki je premakljivo vpeta na nastavku vodila vrvi. Končni del vrvi pritisne na podložko, ki posledično potisne potisni element proti končnemu stikalu in s tem prekine navijanje vrvi. Rešitev po patentu opisuje tudi možnost, da je podložka pritrjena na sam potisni element, ali pa je končni del vrvi oblikovan tako, da lahko neposredno pritisne na potisni element. Potisni element potuje v vodilu do stikala. Ko slednjega doseže, se navijanje vrvi ustavi.

Dokumenta Sl 25043 in Sl 25045 opisujeta medsebojno podobno rešitev za škripec z aktivnim zaustavljanjem vlečne vrvi gozdarskega vitla. Mehanizem za izklop navijanja ima drsno pušo nameščeno znotraj ohišja vodila vrvi, in sicer na izhodu vlečne vrvi, pri čemer je drsna puša pomična v smeri vleka vlečne vrvi. Na drsni puši je nameščena vzmet, ki omogoči pomik drsne puše pri določeni sili. Senzor je nameščen v gibljivem ohišju vodila in povezan na elektroniko. S pomikom drsne puše v polje zaznavanja senzorja se spremeni stanje senzorja, kar se sporoči elektroniki za zaustavitev funkcije navijanja vlečne vrvi.

Opis rešitve tehničnega problema

Pričujoči izum se po svoji zasnovi razlikuje od znanih izklopnih stikal pri škripcih. Cilj izuma je konstruirati alternativne rešitve stop stikal, ki bodo robustnejše in zanesljive. Tehnični problem je rešen, kot je predstavljeno v neodvisnem patentnem zahtevku, medtem ko so prednostne izvedbe rešitve tehničnega problema predstavljene v odvisnih zahtevkih.

Bistvo škripca z mehanizmom za zaustavitev navijanja vrvi po izumu je v tem, da vključuje:

- ohišje škripca, na katerega je vpeto vodilo vlečne vrvi, ki je gibljivo v osi gnane vrvenice,

- vodilo vlečne vrvi ima fiksno ustje, pri čemer ima ustje:

o odprtino, po kateri poteka vlečna vrv, o del prilagojen za sprejem vsaj dela potisnega elementa, in o na zgornji strani vsaj en utor, ki je prilagojen za namestitev senzorja, stikala, magneta ali podobnega elementa,

- potisni element, ki ima odprtino večje dimenzije kot ustje, tako da se lahko potisni element linearno premično namesti na ustje, hkrati pa ima manjšo odprtino kot končni del vlečne vrvi, ki lahko udari v potisni element in ga potisne po ustju proti vodilu vrvi, pri čemer se stisne vzmet, pri čemer je potisni element linearno premično nameščen na omenjeno ustje s pomočjo dvodelnega varovalnovodilnega sklopa, ki preprečuje rotacijo potisnega elementa na omenjenem ustju, pri čemer je en del dvodelnega sklopa na ustju, drugi del pa na potisnem elementu,

- vzmet, ki je razporejena med potisnim elementom in skrajnim koncem ustja, in ki zagotavlja vračanje potisnega elementa v izhodiščno stanje, in

- Senzor ali stikalo, ki lahko prekine vlečenje bremena po dotiku potisnega elementa z bremenom, ki je nameščen v utoru na zgornji strani ustja.

Alternativno, bi lahko bil senzor tudi na potisnem elementu, magnet pa na ustju vodila vlečne vrvi, vendar pa bi se v tem primeru gibal senzor, kar je še posebej iz varovanja kabla, ki povezuje senzor s krmilnikom vitla zahtevnejša rešitev.

En del varovalno-vodilnega sklopa je lahko utor, vodilo, tirnica ali podoben element, ter je drugi del varovalno-vodilnega sklopa lahko vijak, zatič, valj, zaskok ali podoben element. Prednostno je utor ali podoben vodilni element izveden na ustju vodila, vendar je prav tako možno utor ali podoben vodilni element izdelati v notranjosti potisnega elementa. Optimalno, je na levi in na desni strani ustje vodila opremljeno z vsaj enim utorom prilagojen za sprejem potisnega elementa oziroma ustrezno oblikovanega vijaka, zatiča, valja ali podobnega elementa nameščenega, privarjenega ali kako drugače izdelanega na potisnem elementu, tako da se lahko drugi del varovalno-vodilnega sklopa giblje po prvem delu.

Potisni element je premakljivo pritrjen kolut, drsni ležaj, puša ali podoben element, ki se lahko namesti na ustje vodila žične vrvi in je pritrjen na ustje s pomočjo tlačne vzmeti in vsaj enega utora, tako da lahko v svoji skrajni legi element pride v polje zaznavanja stikala ali senzorja ali pa iz omenjenega polja izpadeta, odvisno od nastavitev senzorja oziroma stikala, pri čemer sta odprtini ustja in potisnega elementa soosni. Utor je vsaj en, prednostno pa sta dva, vsak na svoji strani potisnega elementa, po katerem potuje ustrezno oblikovan vijak, zatič, valj ali podoben element nameščen, privarjen ali kako drugače izdelan na potisnem elementu. Vsaj en utor bi bil lahko izveden tudi na potisnem elementu, medtem ko bi bil vijak, zatič ali drug element nameščen, privarjen ali izdelan na ustju vodila žične vrvi. Potisni element mora biti varovan proti vrtenju in hkrati zavarovan pred izpadom iz ustja vodila vrvi, kar se zagotovi z omenjenim vsaj enim utorom in vijakom, zatičem ali drugim primernim elementom. Potisni element in ustje vodila sta prednostno soosna, pri čemer vsaj en utor preprečuje obrat potisnega elementa okoli svoje osi. V kolikor utora ne bi bilo, bi se lahko potisni element obrnil, tako da senzor ne bi več mogel zaznavati približanja končnega dela vrvi stop stikalu. Dodatno utori tudi preprečujejo, da bi tlačna vzmet potisnila potisni element iz ustja vodila vlečne vrvi. Prednostno je potisni element v spodnjem delu opremljen z dodatnim izrezom ali odprtino, skozi katero lahko pada umazanija, ki bi se lahko nabirala v potisnem elementu in potencialno ovirala delovanje izklopa navijanja. Potisni element ima lahko poljubno obliko, prednostno je oblikovan kot cilinder ali kvader, odvisno od oblike ustja vodila vlečne vrvi. Odprtina v potisnem elementu se mora ujemati z obliko ustja vodila, zato da se lahko potisni element nanj namesti. Oblika odprtine po kateri potuje vlečna vrv je katerakoli primerna, najbolj običajno je okrogla. Material za potisni element je lahko katerikoli primeren material, še posebno kovina ali plastika.

V mehanizmu škripca po izumu se lahko uporabi kakršenkoli senzor, prednostno Hallov senzor, induktivno stikalo, magnetni, kapacitivni ali optični senzor. Senzorje lahko nadomestijo tudi stikala ali podobni elementi za prekinitev funkcije. Prisoten mora biti vsaj eden, lahko pa sta tudi dva, saj je tako zagotovljeno bolj zanesljivo delovanje v primeru, da eden izmed obeh odpove.

Izklop navijanja se lahko zgodi na dva načina, kar je odvisno od izbranega senzorja oziroma stikala:

1. Izklopni element je med navijanjem vrvi izven polja zaznavanja senzorja, ob pritisku bremena pa pride v polje zaznavanja senzorja in ga s tem aktivira, kar sproži izklop navijanja vrvi;

2. Izklopni element je med navijanjem vrvi v polju zaznavanja senzorja, kar omogoča nemoteno navijanje vrvi, ob pritisku bremena na izklopni element pa se le-ta premakne tako, da ni več v polju zaznavanja senzorja, kar prekine tokokrog in sproži izklop navijanja vrvi na boben vitla.

Druga možnost je abosutno prednostna, saj je iz vidika varnosti boljša.

Prednostna izvedba izklopnega stikala po izumu je s Hallovim senzorjem ter magnetom, ki je nameščen v zgornjem delu potisnega elementa točno nad Hallovim senzorjem nameščenim na zgornjem delu ustja vodila vrvi. Hallov senzor je brezkontaktni senzor magnetnega pola, sestavljen je iz plastičnega ohišja, elektronskega mikrovezja in permanentnega magneta. Hallov senzor je pritrjen fiksno s pomočjo vijačenja ali podobnega načina pritrjevanja, kabel, ki povezuje senzor s krmilnikom vitla pa je nameščen na primeren način po vodilu vrvi, prednostno znotraj zaščitnega ohišja. Tako je kabel zavarovan pred morebitnimi poškodbami. Permanentni magnet je običajno nameščen skupaj s svojim plastičnim ohišjem na katerikoli primeren način. Pri premiku potisnega elementa se premakne tudi magnet, pri čemer polprevodniško mikrovezje senzorja izgubi signal oziroma magnetno polje zaradi premika magneta. Na izhodu senzorja se spremeni logično stanje iz 1 na 0, kar zazna krmilnik vitla, na katerem je stop stikalo nameščeno in prekine navijanje vrvi na boben ter s tem vlečenje bremena. Preko zaznanega magnetnega polja Hallov senzor sporoči krmilniku vitla stanje potisnega elementa in ustrezno povzroči prekinitev navijanja vrvi. Hallov senzor je primeren senzor izmed nabora možnih senzorjev, saj je dovolj natančen, hkrati pa neobčutljiv na umazanijo, razne tekočine in velike temperaturne spremembe. Njegovo delovanje posledično ni občutljivo na zunanje pogoje, ki se pojavljajo pri delu z vitlom v gozdu.

V kolikor je stikalo oziroma senzor induktivno stikalo, je le-to nameščeno v zgornjem delu ustja vodila vrvi in izklop poteka tako, da ob premiku potisnega elementa zazna premik kovine na mestu, kjer je v izvedbi s Hallovim senzorjem magnet, kar prekine tokokrog in sproži izklop navijanja vrvi na boben vitla. Induktivno stikalo je povezano z električnim vodnikom na elektromagnetni ventil, kateri v primeru aktivacije mehanizma za izklop navijanja vrvi prekine delovanje vitla oziroma navijanja vrvi na boben.

Škripec z mehanizmom za zaustavitev navijanja vrvi je lahko vgrajen v katerikoli vitel ali traktor, pri čemer je lahko vitel enobobenski ali večbobenski.

Škripec z mehanizmom za zaustavitev navijanja vrvi bo v nadaljevanju opisan s pomočjo izvedbenega primera in slik, ki prikazujejo naris ter eksplozijsko sliko škripca z mehanizmom za zaustavitev navijanja vrvi po možnem izvedbenem primeru iz dveh kotov.

Prednostna izvedba škripca 1 z mehanizmom za izklop navijanja, kot je prikazana na sliki 1 in sliki 2, vključuje sledeče komponente:

- Ohišje 11 škripca 1, na katerega je vpeto vodilo 12 vlečne vrvi, ki je gibljivo v osi 13a gnane vrvenice 13,

- vodilo 12 vlečne vrvi ima fiksno ustje 12a, pri čemer ima ustje 12a:

o del (obkrožen na sliki 1 b), na katerega se lahko namesti potisni element 14 kot kaže slika 2, o odprtino, po kateri poteka vlečna vrv, o na levi in na desni strani po en utor 16a prilagojen za sprejem vijaka 16b potisnega elementa 14, in o na zgornji strani vsaj en utor 12b, ki je prilagojen za namestitev senzorja 17, stikala, magneta ali podobnega elementa,

- potisni element 14, ki ima odprtino večje dimenzije kot ustje 12a, tako da se lahko potisni element 14 linearno premično namesti na ustje 12a, hkrati pa ima manjšo odprtino kot končni del vlečne vrvi, ki lahko udari v potisni element 14 in ga potisne po ustju 12a proti vodilu vrvi 12, s čemer se stisne vzmet 15,

- vzmet 15, ki je razporejena med potisnim elementom 14 in skrajnim koncem ustja 12a, in ki zagotavlja vračanje potisnega elementa 14 v izhodiščno stanje, in

- Hallov senzor 17, ki lahko prekine vlečenje bremena po dotiku potisnega elementa 14 z končnim delom vrvi.

Potisni element 14 je premakljivo pritrjena puša, ki je soosno pritrjena na ustje 12a s pomočjo utorov 16a, po katerih se premika po en vijak 16b, ki je nameščen skozi ustrezno oblikovano luknjo ob straneh puše 14, in vzmeti 15, tako da lahko v svoji skrajni legi potisni element 14, ki ima nad Hallovim senzorjem 17 na ustju vodila vrvi nameščen magnet 18, preide izven polja zaznavanja senzorja 17. Pozicija magneta 18 je prikazana na sliki 1b. Potisni element 14 je v spodnjem delu opremljen z dodatnim izrezom ali odprtino, skozi katero lahko pada umazanija, ki bi se lahko nabirala v potisnem elementu in potencialno ovirala delovanje izklopa navijanja.

Claims (11)

1. Škripec (1) za gozdarski vitel opremljen z mehanizmom za zaustavitev navijanja vrvi, pri čemer škripec (1) vključuje:

- ohišje (11) škripca (1), na katerega je vpeto vodilo (12) vlečne vrvi, kije gibljivo v osi (13a) gnane vrvenice (13) škripca (1),

- vodilo (12) vlečne vrvi z ustjem (12a), ki ima odprtino, po kateri poteka vlečna vrv,

- potisni element (14), ki ima manjšo odprtino kot je končni del vlečne vrvi, tako da lahko v potisni element (14) udari končni del vlečne vrvi in ga potisne v smeri proti ustju (12a) vodila vrvi (12), in

- stikalo ali senzor (17), ki lahko prekine navijanje vrvi ter posledično vlečenje bremena po dotiku končnega dela vrvi in potisnega elementa (14), in je značilen po tem, da

- ima vodilo (12) vlečne vrvi fiksno ustje (12a), ki ima:

o vsaj prvi del prilagojen za sprejem vsaj dela potisnega elementa (14), in o na zgornji strani vsaj en utor (12b), ki je prilagojen za namestitev senzorja, stikala, magneta ali podobnega elementa (17),

- je potisni element (14) linearno premično nameščen na omenjeno ustje (12a) s pomočjo dvodelnega varovalno-vodilnega sklopa (16a, 16b), ki preprečuje rotacijo potisnega elementa (14) na omenjenem ustju (12a), pri čemer je en del dvodelnega sklopa na ustju (12a), drugi del pa na potisnem elementu (14),

- je med potisnim elementom (14) in skrajnim koncem ustja (12a) nameščena vzmet (15), ki zagotavlja vračanje potisnega elementa (14) v izhodiščno stanje.

2. Škripec z mehanizmom za zaustavitev navijanja vrvi po zahtevku 1, značilen po tem, da je en del (16a) varovalno-vodilnega sklopa (16a, 16b) utor, vodilo, tirnica ali podoben element, ter je drugi del (16b) varovalno-vodilnega sklopa (16a, 16b) vijak, zatič, valj, zaskok ali podoben element.

3. Škripec z mehanizmom za zaustavitev navijanja vrvi po zahtevku 1 ali 2, značilen po tem, da je ustje (12a) vodila (12) opremljeno z utorom, vodilom ali tirnico (16a) varovalno-vodilnega sklopa ter je potisni element (14) opremljen z ustrezno oblikovanim vijakom (16b), zatičem, valjem ali podobnim elementom nameščenim, privarjenim ali kako drugače izdelanim na potisnem elementu (14), tako da se lahko drugi del (16b) varovalno-vodilnega sklopa giblje po prvem delu (16a).

4. Škripec z mehanizmom za zaustavitev navijanja vrvi po kateremkoli izmed predhodnih zahtevkov, značilen po tem, da je potisni element (14) kolut, drsni ležaj, puša ali podoben element.

5. Škripec z mehanizmom za zaustavitev navijanja vrvi po kateremkoli izmed predhodnih zahtevkov, značilen po tem, da ima ustje (12a) vodila vrvi dva utora (16a), in sicer na levi in na desni strani, po katerem potuje ustrezno oblikovan vijak (16b), zatič, valj ali podoben element nameščen, privarjen ali kako drugače izdelan na potisnem elementu (14).

6. Škripec z mehanizmom za zaustavitev navijanja vrvi po kateremkoli izmed predhodnih zahtevkov, značilen po tem, da je potisni element (14) v spodnjem delu opremljen z dodatnim izrezom ali odprtino, skozi katero lahko pada umazanija, ki bi se lahko nabirala v potisnem elementu (14) in potencialno ovirala delovanje izklopa navijanja.

7. Škripec z mehanizmom za zaustavitev navijanja vrvi po kateremkoli izmed predhodnih zahtevkov, značilen po tem, da izklop navijanja poteka tako, da je potisni element (14) med navijanjem vrvi v polju zaznavanja senzorja (17), kar omogoča nemoteno navijanje vrvi, ob pritisku bremena na potisni element (14) pa se le-ta premakne tako, da ni več v polju zaznavanja senzorja (17), kar prekine tokokrog in sproži izklop navijanja vrvi na boben vitla.

8. Škripec z mehanizmom za zaustavitev navijanja vrvi po kateremkoli izmed predhodnih zahtevkov, značilen po tem, da je stikalo ali senzor (17) izbran v skupini, v kateri so Hallov senzor, induktivno stikalo, magnetni, kapacitivni ali optični senzor.

9. Škripec z mehanizmom za zaustavitev navijanja vrvi po predhodnem zahtevku, značilen po tem, da je senzor Hallov senzor (17) fiksno s pomočjo vijačenja ali podobnega načina pritrjevanja nameščen v utoru (12b) na zgornji strani ustja (12), kabel, ki povezuje senzor (17) s krmilnikom vitla pa je nameščen na primeren način po vodilu vrvi (12), prednostno znotraj zaščitnega ohišja, medtem ko je v potisnem elementu (14) v osnovnem položaju nad Hallovim senzorjem (17) nameščen permanentni magnet.

10. Škripec z mehanizmom za zaustavitev navijanja vrvi po predhodnem zahtevku, značilen po tem, da izklop navijanja poteka tako, da se zaradi pomika potisnega elementa (14)premakne tudi magnet, pri čemer polprevodniško mikrovezje senzorja (17) izgubi signal oziroma magnetno polje zaradi premika magneta, na izhodu senzorja (17) se spremeni logično stanje iz 1 na 0, kar lahko zazna krmilnik vitla, na katerem je mehanizem za zaustavitev navijanja vrvi nameščen in prekine navijanje vrvi na boben ter s tem vlečenje bremena.

11. Gozdarski vitel s spodnjim škripcem z mehanizmom za zaustavitev navijanja vrvi po kateremkoli izmed predhodnih zahtevkov.