БУКСИРОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГОРНОЛЫЖНОЙ КАНАТНОЙ ДОРОГИ Российский патент 1997 года по МПК B61B11/00 

Изобретение относится к буксировочным горнолыжным канатным дорогам и предназначено для подъема лыжников к старту горнолыжных трасс путем прицепки их к тяговому канату дороги.

Известно буксировочное устройство для горнолыжной канатной дороги (патент Швейцарии N542740, кл. B 61 B 11/00, 1973, содержащее закрепленный на тяговом канате посредством подвески корпус, внутри которого установлены щелевая катушка с запасованным в ней буксировочным канатиком, который сматывается при противодействии пружины, и связанный с катушкой посредством повышающей зубчатой передачи электромагнитный тормоз.

В этом буксировочном устройстве тормозное усилие создается во всем диапазоне возможных скоростей сматывания или наматывания буксировочного канатика, в том числе и при очень малых скоростях, что влечет за собой затрудненное вытягивание буксировочного канатика при подсадке горнолыжника, а также маленькую скорость обратной намотки на катушку буксировочного канатика при отпускании последнего.

Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в снижении сопротивления вытягиванию буксировочного канатика при посадке горнолыжника и увеличении скорости намотки на катушку буксировочного канатика при отпускании последнего.

Указанный технический результат достигается тем, что в буксировочном устройстве для горнолыжной канатной дороги, содержащем закрепленный на тяговом канате посредством подвески корпус внутри которого установлены щелевая катушка с запасованным в ней буксировочным канатиком, который сматывается при противодействии пружины, и связанный с катушкой через зубчатую передачу электромагнитный тормоз, последний выполнен состоящим из многофазной асинхронной электрической машины с короткозамкнутым ротором и электрических конденсаторов, подключенных к обмоткам ее статора. Асинхронную электрическую машину для повышения компактности устройства целесообразно выполнить двухфазной, а зубчатую передачу целесообразно выполнить с внутренним зацеплением.

На фиг.1 изображен общий вид буксировочного устройства; на фиг.2 вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 сечение по Б-Б на фиг.2; на фиг.4 -схема подключения конденсаторов к фазным обмоткам статора асинхронной электрической машины; на фиг.5 механическая характеристика асинхронной электрической машины с подключенными к ее обмоткам электрическими конденсаторами.

Буксировочное устройство содержит закрепленный на тяговом канате 1 посредством подвески 2 корпус 3, внутри которого установлена закрепленная а валу 4 щелевая катушка 5. На эту катушку намотан запасованный в ней буксировочный канатик 6. Одна часть канатика размещается в один ряд в щели щелевой катушки, а другая во внешней расширенной части катушки. Вал 4 соединен через втулку 7 с внутренним концом спиральной пружины 8. Внешний конец спиральной пружины закреплен в корпусе 3. Вал 4 через зубчатую передачу с внутренним зацеплением (шестерня 9 и зубчатое колесо 10) соединен с короткозамкнутым ротором 11 двухфазной асинхронной электрической машины. Обмотки статора 12 двухфазной асинхронной электрической машины соединены с конденсаторами 13.

Внешний конец буксировочного канатика 6 соединен с двухместным буксировочным захватом /бугелем/ 14.

Выполнение зубчатой передачи с внутренним зацеплением дает возможность максимально уменьшить расстояние между осями катушки и тормоза и, таким образом, уменьшить габариты корпуса буксировочного устройства. Выполнение многофазной асинхронной электрической машины с двумя фазами позволяет упростить электрическую схему.

Буксировочное устройство работает следующим образом.

Когда лыжники берут бугель, начинаются сматывание буксировочного канатика с катушки 5 и закручивание спиральной пружины 8. Одновременно начинает вращаться тормоз. Однако пока частота вращения n тормоза не достигнет величины n₀ (см. фиг.5), его тормозной момент М равен нулю, и сматывание буксировочного канатика происходит совершенно свободно (противодействие пружины сматыванию канатика сравнительно невелико), что дает возможность лыжникам без усилий совершит "посадку" на бугель.

При переходе сматывания витков от уширенной внешней части катушки к щелевой части начинает увеличиваться частота вращения катушки, а следовательно, и частота вращения тормоза, поскольку начинает уменьшаться радиус сматываемых витков буксировочного канатика. Когда частота вращения асинхронной электрической машины достигнет величины n₀, происходит самовозбуждение асинхронной машины, и последняя начинает создавать тормозной момент. С этого мгновения практически прекращается увеличение частоты вращения катушки, поскольку наклон (по отношению к оси абсцисс) механической характеристики асинхронной машины с конденсаторным возбуждением (фиг.5) сравнительно мал (сравнительно высокая жесткость механической характеристики).

Начинается плавное уменьшение линейной скорости сматывания буксировочного канатика, так как при неизменно частоте вращения катушки непрерывно уменьшается радиус сматывания канатика. С момента начала уменьшения линейной скорости сматывания буксировочного канатика начинается плавное трогание лыжников с места. Заметим, что имеет место равенство
V_к V_см + V_лыжн,
где
V_к скорость движения тягового каната;
V_см скорость сматывания буксировочного канатика;
V_лыжн скорость движения лыжников.

Из приведенного равенства видно, что уменьшение скорости V_см обязательно приводит к возрастанию V_лыжн, поскольку скорость V_к постоянна.

Передаточное отношение зубчатой передачи и геометрия катушки подбираются так, что частота вращения тормоза n₀ соответствовала моменту окончания "посадки" лыжников на бугель.

Когда лыжники у верхней станции канатной дороги "сходят" с бугеля, начинаются раскручивание спиральной пружины и обратное наматывание буксировочного канатика на щелевую катушку. Под влиянием вращающего момента закрученной пружины щелевая катушка разгоняется до частоты вращения, соответствующей частоте вращения тормоза n₀, а далее наматывание буксировочного канатика происходит при неизменной частоте вращения катушки.

Наличие интервала частоты вращения тормоза от 0 до n₀, в котором тормозной момент равен нулю, позволяет обеспечить вполне определенное время, предоставляемое лыжникам для свободного (без сопротивления) вытягивания буксировочного захвата и "посадки" на него. Это значительно повышает комфорт лыжников. Исключаются падения при трогании с места, приводящие, кроме всего прочего, к снижению производительности дороги. С другой стороны, наличие интервала частоты вращения от 0 до n₀ позволяет избежать чрезвычайно малой скорости обратного наматывания буксировочного канатика у верхней станции, приводящей к снижению надежности и безопасности канатной буксировочной дороги.

Сущность изобретения: буксировочное устройство для горнолыжной канатной дороги содержит закрепленный на тяговом канате корпус, внутри которого установлены щелевая катушка с запасованным в ней буксировочным канатиком, который сматывается при противодействии пружины, и связанный с этой катушкой через зубчатую передачу электромагнитный тормоз, выполненный с многофазной асинхронной электрической машиной с короткозамкнутым ротором и электрическими конденсаторами, подключенными к обмотке статора этой машины. 2 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Буксировочное устройство для горнолыжной канатной дороги, содержащее закрепленный на тяговом канате посредством подвески корпус, внутри которого установлены щелевая катушка с запасованным в ней буксировочным канатиком, который сматывается при противодействии пружины, и связанный с этой катушкой через зубчатую передачу электромагнитный тормоз, отличающееся тем, что электромагнитный тормоз состоит из многофазной асинхронной электрической машины с короткозамкнутым ротором и электрических конденсаторов, подключенных к обмоткам ее статора. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что зубчатая передача выполнена с внутренним зацеплением. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что многофазная асинхронная электрическая машина с короткозамкнутым ротором выполнена двухфазной.