TW201507957A - 用於動力驅動之軟管捲筒之模組式直接驅動系統 - Google Patents

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Michael E Bloom
Daniel J Rogers
Anthony J Kuschel
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Abstract

本發明揭示一種軟管捲筒，其包含：一軟管捲筒框架；一軟管捲筒捲線軸，其經可旋轉地安裝於該軟管捲筒框架上以繞一旋轉軸旋轉；一驅動耦合件，其經附接至該軟管捲筒捲線軸並與該旋轉軸對準；一驅動座架，其經附接至該軟管捲筒框架；及一驅動模組，其經安裝於該驅動座架上，具有連接至該驅動耦合件之一驅動軸件。

Description

用於動力驅動之軟管捲筒之模組式直接驅動系統 相關申請案之交叉參考
本申請案主張於2013年6月12日提出申請且標題為「Modular Drive System for Powered Hose Reels」之美國臨時申請案第61/834,197號之優先權，該美國臨時申請案之揭示內容以全文引用之方式併入。
本發明係關於軟管捲筒，且更特定而言，係關於用於一軟管捲筒之一模組式直接驅動系統。
軟管捲筒允許攜載流體之軟管之緊湊儲存。在一軟管已經部署以供使用之後，必須將其重新捲繞至捲筒上以用於緊湊儲存且防止與工作環境糾纏。軟管之重新捲繞通常經由一手動曲柄或附接至一鏈及鏈輪系統之一驅動而發生。
軟管捲筒較佳地係緊湊的，此乃因儲存區在移動式安裝中係非常珍貴的且一緊湊總成允許更多軟管捲筒及流體選項。另外，軟管捲筒較佳地經動力驅動以消除對一龐大的手動搖轉機構之需求。為確保軟管捲筒保持緊湊，驅動機構經由一鏈及鏈輪系統使捲線軸轉動。該驅動通常裝納於軟管捲筒框架內且該鏈及鏈輪將驅動之旋轉能量轉移至軟管捲筒捲線軸以促進軟管之重新捲繞。此一系統需要維護鏈及鏈輪以及安裝安全機構以防護與鏈及鏈輪系統相關聯之夾點。一直接驅 動系統消除對一鏈及鏈輪之需求，但此等系統通常係龐大的，此乃因其無法儲存於軟管捲筒框架內，且其不促進各種驅動之容易變更以順應使用者之要求。
根據本發明之一項實施例，一種軟管捲筒包含：一軟管捲筒框架；及一軟管捲筒捲線軸，其可旋轉地安裝於該軟管捲筒框架上以允許繞一旋轉軸旋轉。一驅動耦合件附接至該軟管捲筒捲線軸並與該旋轉軸對準。一驅動座架附接至該軟管捲筒框架，且一驅動模組安裝於該驅動座架上。附接至該驅動模組之一驅動軸件連接至該驅動耦合件。
根據另一實施例，一種模組式軟管捲筒系統包含：一軟管捲筒框架；一軟管捲筒捲線軸，其可旋轉地安裝於該軟管捲筒框架上；一驅動耦合件，其沿著一旋轉軸附接至該軟管捲筒捲線軸；及一驅動座架總成，其扣接至該軟管捲筒框架。該驅動座架包含一杯形件及一凸緣，其中該杯形件具有一基底、一側壁及一唇部。該凸緣與該杯形件之該唇部成一整體並部分地圍繞該杯形件延伸。該杯形件及該凸緣經調適以保持一可互換直接驅動模組之一安裝板部分。
10‧‧‧軟管捲筒總成/無動力驅動之軟管捲筒總成/單個軟管捲筒總成
12‧‧‧驅動座架
14‧‧‧驅動模組/電動驅動模組
16‧‧‧軟管總成
18‧‧‧軟管捲筒框架
20‧‧‧軟管捲筒捲線軸
22a‧‧‧框架側壁
22b‧‧‧框架側壁
24a‧‧‧框架支撐樑
24b‧‧‧框架支撐樑
26a‧‧‧捲線軸側壁
26b‧‧‧捲線軸側壁
28‧‧‧軸向輪轂
30‧‧‧孔隙
32‧‧‧杯形件
34‧‧‧凸緣
36‧‧‧電動馬達
38‧‧‧齒輪減速驅動
40‧‧‧安裝板
42‧‧‧驅動軸件
44‧‧‧電源供應埠
46‧‧‧軟管
48‧‧‧流體進口
50‧‧‧施配閥
52‧‧‧驅動耦合件
54‧‧‧基底
56‧‧‧側壁
58‧‧‧唇部
60‧‧‧安裝孔
62‧‧‧附接點
64‧‧‧安裝孔
66‧‧‧扣件
68‧‧‧安裝孔
70‧‧‧接納孔
72‧‧‧扣件
114‧‧‧驅動模組/氣動驅動模組
136‧‧‧氣動馬達
138‧‧‧齒輪減速驅動
140‧‧‧安裝板
142‧‧‧驅動軸件
144‧‧‧進氣口
168‧‧‧安裝孔
170‧‧‧接納孔
172‧‧‧扣件
214‧‧‧驅動模組/液壓驅動模組
236‧‧‧液壓馬達
240‧‧‧安裝板
242‧‧‧驅動軸件
244‧‧‧流體埠
245‧‧‧臂
268‧‧‧安裝孔
272‧‧‧扣件
A-A‧‧‧旋轉軸
圖1係一軟管捲筒總成、一軟管及一驅動模組之一前視圖。
圖2係展示一軟管捲筒框架、一軟管捲筒捲線軸及一驅動耦合件之一透視圖。
圖3係一電動驅動模組之一透視圖。
圖4係軟管捲筒框架、軟管捲筒捲線軸、圖3之電動驅動模組及一驅動座架之一分解透視圖。
圖5展示一氣動驅動模組。
圖6繪示一液壓驅動模組。
圖1係軟管捲筒總成10、驅動座架12、驅動模組14及軟管總成16之一前視圖。軟管捲筒總成10包含軟管捲筒框架18及軟管捲筒捲線軸20。軟管捲筒框架18包含框架側壁22a及22b以及框架支撐樑24a及24b。軟管捲筒捲線軸20包含捲線軸側壁26a及26b、軸向輪轂28及孔隙30(展示於圖2及圖4中)。
驅動座架12包含杯形件32及凸緣34(最佳見於圖2中)。驅動模組14係一可互換驅動模組，且在此實例性實施例中，驅動模組14係包含電動馬達36、齒輪減速驅動38(圖3)、安裝板40、驅動軸件42(圖3)及電源供應埠44之一電動驅動模組(電動驅動模組在圖3及圖4中進一步展示)。
軟管總成16包含軟管46、用於允許流體進入軟管總成16之流體進口48及用於施配來自軟管46之流體之施配閥50。在圖1中，軟管46在軟管捲筒捲線軸20內展示於一經捲盤位置中。
軟管捲筒捲線軸20經安裝使得其繞旋轉軸A-A旋轉。軟管捲筒捲線軸20可旋轉地安裝於框架側壁22a及22b上，且可由滾軸軸承、軸套或任何其他適合支撐機構支撐。藉由將凸緣34固定至框架側壁22b來將驅動座架12附加至軟管捲筒框架18。當凸緣34固定至框架側壁22b時，杯形件32延伸至捲線軸側壁26b之孔隙30(圖2及圖4)中。然後可藉由將安裝板40附加至凸緣34來將驅動模組14固定至驅動座架12。在此實例性實施例中，當驅動模組14安裝於驅動座架12上時，齒輪減速驅動38(圖3)係裝納於杯形件32內。
圖2係軟管捲筒總成10及驅動座架12與驅動耦合件52之一透視圖。驅動座架包含杯形件32及凸緣34。杯形件32包含基底54、側壁56、唇部58及基底54中之安裝孔60。凸緣34與唇部58成一整體，且包含附接點62及安裝孔64。
驅動耦合件52經展示為一花鍵凹形耦合件，但驅動耦合件52可係正方形、三角形或用於嚙合驅動軸件42之任何其他適合耦合件形狀。驅動耦合件52沿著旋轉軸A-A固定地附接至軸向輪轂28。軟管捲筒捲線軸20可旋轉地安裝於框架側壁22a及22b上，並由滾軸軸承、軸套或任何其他適合支撐機構支撐。軟管捲筒捲線軸20經安裝使得其繞旋轉軸A-A旋轉。孔隙30然後延伸穿過捲線軸側壁26b並延伸至軸向輪轂28中。
可藉由將扣件66插入穿過凸緣34之附接點62並插入至框架側壁22b中來將驅動座架12固定至軟管捲筒框架18。當驅動座架12被固定至軟管捲筒框架18時，杯形件32延伸至孔隙30中。驅動耦合件52然後延伸穿過基底54並延伸至杯形件32中。
驅動座架12允許驅動軸件42直接嚙合驅動耦合件52，用於將軟管46重新捲繞至軟管捲筒捲線軸20上。杯形件32裝納驅動模組14以最小化軟管捲筒總成10之寬度的任何增加(在與過去直接驅動系統相比時)。當驅動模組14啟動時，驅動模組14之旋轉能量藉由驅動軸件42及驅動耦合件52轉移至軟管捲筒捲線軸20，此將軟管46重新捲繞至軟管捲筒捲線軸20上。
圖3係驅動模組14之一項實例性實施例之一透視圖。在此實例性實施例中，驅動模組14係一電動驅動模組，該電動驅動模組包含電動馬達36、齒輪減速驅動38、安裝板40、驅動軸件42及電源供應埠44。安裝板40包含安裝孔68及接納孔70。驅動軸件42經展示為一栓槽軸(spline shaft)，但驅動軸件42可係正方形、三角形或用於嚙合驅動耦合件52之任何其他適合形狀。
安裝板40可藉由螺絲、螺栓或任何其他適合扣件保持在電動馬達36與齒輪減速驅動38之間。藉由藉助延伸穿過安裝板40之安裝孔68及凸緣34之安裝孔64之扣件72將安裝板40固定至凸緣34來將驅動模組 14安裝至驅動座架12。電動馬達36嚙合齒輪減速驅動38以使驅動軸件42轉動。齒輪減速驅動38減小驅動軸件42轉動之速度並增加驅動軸件42轉動之轉矩。驅動軸件42直接嚙合驅動耦合件52以使軟管捲筒捲線軸20旋轉並將軟管46重新捲繞至軟管捲筒捲線軸20上。另一選擇係，電動馬達36可包含裝納於杯形件32內之一低每分鐘轉數(rpm)、高轉矩直接驅動電動馬達(諸如，一「薄餅」馬達)。
圖4係軟管捲筒總成10、驅動座架12及驅動模組14之一分解透視圖。驅動座架12包含杯形件32及凸緣34。杯形件32具有基底54、側壁56、唇部58及安裝孔60。凸緣34與杯形件32之唇部58成一整體。凸緣34包含附接點62及安裝孔64。在某些實施例中，驅動模組14係一電動驅動模組，該電動驅動模組具有電動馬達36、齒輪減速驅動38、安裝板40、驅動軸件42及電源供應埠44。安裝板40包含安裝孔68及接納孔70。
可藉由將扣件66插入穿過凸緣34之附接點62並插入至框架側壁22b中來將驅動座架12固定至軟管捲筒框架18。當驅動座架12固定至軟管捲筒框架18時，杯形件32延伸至孔隙30中且驅動耦合件52延伸穿過基底54並延伸至杯形件32中。安裝板40藉由延伸穿過安裝板40中之安裝孔68及凸緣34中之安裝孔64之扣件72而固定至凸緣34。接納孔70允許用於將凸緣34固定至框架側壁22b之扣件66延伸穿過安裝板40，使得安裝板40處於與凸緣34齊平。
當安裝板40固定至凸緣34時，齒輪減速驅動38裝納於杯形件32內且電動馬達36直接毗鄰於杯形件32。驅動軸件42直接嚙合驅動耦合件52。將齒輪減速驅動38裝納於杯形件32內致使驅動模組14最低限度地增加軟管捲筒總成10之總體寬度，其仍然小於過去直接驅動配置。
圖5係一驅動模組之一第二實例性實施例之一透視圖。在此圖解說明性實施例中，驅動模組114係一氣動驅動模組，該氣動驅動模組 包含氣動馬達136、齒輪減速驅動138、安裝板140、驅動軸件142及進氣口144。驅動模組114可代替於圖3及圖4中展示之電動驅動模組14。此處，安裝板140實質上類似於安裝板40(展示於圖3及圖4中)，且包含安裝孔168及接納孔170。與安裝板40一樣，安裝板140可藉由螺絲、螺栓或任何其他適合扣件而固定於氣動馬達136與齒輪減速驅動138之間。驅動軸件142實質上類似於驅動軸件42，且展示為一栓槽軸，但驅動軸件142可係正方形、三角形或用於嚙合驅動耦合件52之任何其他適合形狀。
類似於在圖4中展示之實例，氣動驅動模組114經固定至驅動座架12。扣件172延伸穿過安裝板140之安裝孔168並延伸至凸緣34之安裝孔64中。接納孔170允許用於將凸緣34固定至框架側壁22b之扣件66延伸穿過安裝板140，使得安裝板140處於與凸緣34齊平。
當安裝板140被固定至凸緣34時，齒輪減速驅動138係裝納於杯形件32內且氣動馬達136直接毗鄰於杯形件32並在杯形件32外側延伸。驅動軸件142直接嚙合驅動耦合件52。將齒輪減速驅動138裝納於杯形件32內提供軟管捲筒總成10之總體寬度之一最小增加。當啟動驅動模組14時，氣動馬達136之旋轉能量由齒輪減速驅動138轉移至驅動軸件142。驅動軸件142使驅動耦合件52旋轉，以將軟管46重新捲繞至軟管捲筒捲線軸20上。雖然展示有齒輪減速驅動138，但另一選擇係氣動馬達136可係完全裝納於杯形件32內之一低速高轉矩氣動馬達，從而消除對齒輪減速驅動138之需求。
圖6係一驅動模組之一第三性實施例之一透視圖。在此替代實施例中，驅動模組214係一液壓驅動模組，該液壓驅動模組包含液壓馬達236、安裝板240、驅動軸件242及流體埠244。安裝板240包含複數個臂245，其中該複數個臂245中之每一者具有安裝孔268。驅動軸件242實質上類似於驅動軸件42，且展示為一栓槽軸，但驅動軸件242可 係正方形、三角形或用於嚙合一驅動耦合件之任何其他適合形狀。
此外，類似於圖3至圖5，液壓驅動模組214可藉由延伸穿過複數個臂245中之每一者中之安裝孔268及杯形件32之基底54中之安裝孔60的扣件272而附接於驅動座架12的杯形件32內。當安裝板240被固定至杯形件32時，液壓驅動模組214係裝納於杯形件32內。將驅動模組14裝納於杯形件32內保護液壓驅動模組214免受環境損害，且確保此替代實施例不變更軟管捲筒總成10之總體寬度，此乃因驅動模組14係完全裝納於杯形件32內。
當安裝板240固定至杯形件32時，驅動軸件242直接嚙合驅動耦合件52。為將軟管46重新捲繞至軟管捲筒捲線軸20上，啟動液壓馬達236並將液壓馬達236之旋轉能量轉移至驅動軸件242，此使驅動耦合件52旋轉並將軟管46重新捲繞至軟管捲筒捲線軸20上。
一經直接耦合液壓驅動模組允許在寒冷天氣環境中之較容易軟管延伸。在一典型液壓鏈齒輪減速驅動中，針對軟管捲筒捲線軸20之每一旋轉，液壓馬達旋轉約十六次。此由於來自液壓馬達236之阻力以及冷液壓流體之再循環而阻止容易之軟管延伸。一1：1驅動比由於可用於使馬達對抗冷液壓流體旋轉之一較高轉矩而達成較容易軟管延伸。
本文闡述之模組式直接驅動系統提供數個優點。空間在行動潤滑操作上係非常珍貴的且一窄寬度允許使用者貯備較大數目個軟管捲筒總成10並提供更多流體選項。將驅動模組14部分地或完全地裝納於驅動座架12內確保軟管捲筒總成10之寬度之最小增加。驅動模組14之直接驅動性質被完全封閉，此給出一較長單位壽命而不需潤滑維護。另外，驅動軸件42與驅動耦合件52之直接耦合消除一經曝露鏈及鏈輪系統，從而顯著地減小由於移動部件引起之使用者傷害之機率。構造驅動座架12以容納安裝板40或安裝板240允許在驅動模組14之各項實 施例之間之容易互換以適應使用者之需要。此互換性允許經銷商能達成較低存貨成本並藉由貯存可容納驅動模組14之任何實施例之一非動力驅動之軟管捲筒總成10來提供一較大產品供應。另外，驅動互換性提供較低終端使用者成本，此乃因終端使用者可購買將由驅動模組14之任何實施例動力驅動之一單個軟管捲筒總成10，而非購買由三種不同驅動模組14實施例動力驅動之三個單獨總成。
雖然已參考較佳實施例闡述了本發明，但熟習此項技術者將認識到，可在不背離本發明之精神及範疇之情況下在形式及細節上做出改變。
10‧‧‧軟管捲筒總成/無動力驅動之軟管捲筒總成/單個軟管捲筒總成
12‧‧‧驅動座架
14‧‧‧驅動模組/電動驅動模組
18‧‧‧軟管捲筒框架
20‧‧‧軟管捲筒捲線軸
22b‧‧‧框架側壁
26b‧‧‧捲線軸側壁
30‧‧‧孔隙
32‧‧‧杯形件
34‧‧‧凸緣
36‧‧‧電動馬達
38‧‧‧齒輪減速驅動
40‧‧‧安裝板
42‧‧‧驅動軸件
44‧‧‧電源供應埠
52‧‧‧驅動耦合件
54‧‧‧基底
56‧‧‧側壁
58‧‧‧唇部
60‧‧‧安裝孔
62‧‧‧附接點
64‧‧‧安裝孔
66‧‧‧扣件
68‧‧‧安裝孔
70‧‧‧接納孔
72‧‧‧扣件

Claims (19)

  1. 一種軟管捲筒總成，其包括：一軟管捲筒框架；一軟管捲筒捲線軸，其經可旋轉地安裝於該軟管捲筒框架上以繞一旋轉軸旋轉；一驅動耦合件，其經附接至該軟管捲筒捲線軸並與該旋轉軸對準；一驅動座架，其經附接至該軟管捲筒框架；及一驅動模組，其經固定至該驅動座架並具有可旋轉地連接至該驅動耦合件之一驅動軸件。
  2. 如請求項1之軟管捲筒總成，其中該軟管捲筒捲線軸包括：一輪轂，其連接一第一側壁與一第二側壁；及一孔隙，其延伸穿過該第二側壁並延伸至該輪轂中。
  3. 如請求項2之軟管捲筒總成，其中該驅動座架包括：一杯形件，其具有延伸至該軟管捲筒捲線軸之該孔隙中之一封閉端，以及部分地圍繞該杯形件之一開口端延伸之一凸緣；且其中該凸緣固定地附接至該軟管捲筒框架。
  4. 如請求項3之軟管捲筒總成，其中該驅動模組包括：一馬達模組；及一安裝板，其係固定地附接至該馬達模組。
  5. 如請求項4之軟管捲筒總成，其中該安裝板包括：複數個臂，其固定至該基底；其中該驅動軸件延伸穿過該安裝板，且該安裝板係固定於該杯形件內。
  6. 如請求項5之軟管捲筒總成，其中該馬達模組係一液壓馬達。
  7. 如請求項5之軟管捲筒總成，其中該馬達模組係一高轉矩低rpm電動馬達。
  8. 如請求項5之軟管捲筒總成，其中該馬達模組係一高轉矩氣動馬達。
  9. 如請求項4之軟管捲筒總成，進一步包括：一齒輪減速驅動；其中該安裝板係固定於該馬達模組與該齒輪減速驅動之間，該安裝板經固定至該凸緣，且該齒輪減速驅動係裝納於該杯形件內。
  10. 如請求項9之軟管捲筒總成，其中該馬達係一電動馬達。
  11. 如請求項9之軟管捲筒總成，其中該馬達係一氣動馬達。
  12. 如請求項1之軟管捲筒總成，其中該驅動軸件包含一凸形栓槽軸，且該驅動耦合件包含一凹形花鍵耦合件。
  13. 一種模組式軟管捲筒系統，其包括：一軟管捲筒框架；一軟管捲筒捲線軸，其經可旋轉地安裝於該軟管捲筒框架上，該軟管捲筒捲線軸包含連接一第一側壁與一第二側壁之一輪轂及延伸穿過該第二側壁並延伸至該輪轂中之一孔隙；一驅動耦合件，其沿著一旋轉軸附接至該軟管捲筒捲線軸；及一驅動座架總成，其包括：一杯形件，其安置於該孔隙內，並具有一基底、自該基底延伸之一側壁及一唇部；一凸緣，其與該唇部成一整體並部分地圍繞該杯形件延伸；及附接點，其延伸穿過該凸緣，其中該凸緣在該等附接點處附接至該軟管捲筒框架並經調適以保持一可互換直接驅動模組之一安裝板部分。
  14. 如請求項13之系統，其中該安裝板經扣接至該驅動座架總成之該基底，且該可互換直接驅動模組係安置於該驅動座架總成之該杯形件內。
  15. 如請求項13之系統，其中該安裝板經扣接至該驅動座架總成之該凸緣。
  16. 如請求項15之系統，其中該安裝板進一步包括一組接納孔，且第一組扣件穿過該等接納孔而伸出。
  17. 如請求項13之系統，其中該可互換直接驅動模組包含選自由以下各項組成之一群組之一驅動馬達：一電動馬達、一氣動馬達及一液壓馬達。
  18. 如請求項17之系統，其中該驅動馬達可透過附接至該驅動馬達之一齒輪減速驅動來連接至該驅動耦合件。
  19. 如請求項17之系統，其中該驅動馬達可直接連接至該驅動耦合件。
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