ГУСЕНИЧНОЕ ТЯГОВОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2008 года по МПК B65H51/14 

Настоящее изобретение относится к гусеничным тяговым устройствам.

Гусеничные тяговые устройства широко используются в производственной сфере для перемещения изделий (продуктов) вдоль сборочных линий или с одного производственного этапа на другой. В частности, при производстве кабелей гусеничные тяговые устройства используются для транспортировки экструдированных пластмассовых трубок и других компонентов кабеля между различным оборудованием, например между экструдером и скручивающим механизмом.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предлагается гусеничное тяговое устройство, содержащее первый и второй растяжимые протягивающие элементы. Первый протягивающий элемент вращается вокруг первого и второго вращающихся элементов, приводимый в движение первым и вторым вращающимися элементами, а второй протягивающий элемент вращается вокруг третьего и четвертого вращающихся элементов, приводимый в движение третьим и четвертым вращающимися элементами, причем привод каждого вращающегося элемента от приводных средств выполнен с обеспечением возможности приведения первого и третьего вращающегося элемента в движение с первой скоростью, а также возможности приведения второго и четвертого вращающегося элемента в движение со второй скоростью, не равной первой скорости.

Разность между первой скоростью и второй скоростью может варьироваться от 1 до 10%, в частности, разность между первой скоростью и второй скоростью может составлять 4%. Вторая скорость может быть меньше первой скорости. Возможен также вариант, в котором вторая скорость больше первой скорости. Первый и второй растяжимые протягивающие элементы могут быть растянуты параллельно направлению их движения и/или перпендикулярно направлению их движения.

Первый и второй растяжимые протягивающие элементы 5 предпочтительно должны выдерживать 10-процентное или более сильное растяжение. Они могут иметь в составе резину и/или сжимаемый полимер.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предлагается способ протягивания линейного компонента внутри гусеничного тягового устройства, выполненного в соответствии с первым аспектом изобретения, в котором на протягивание линейного компонента влияет разность между первой скоростью и второй скоростью. Разность между первой и второй скоростями может вызывать линейное сжатие линейного компонента или его линейное растяжение.

Ниже изобретение описано на примере со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

фиг.1 схематично изображает известный гусеничный тяговый механизм;

фиг.2 схематично изображает гусеничный тяговый механизм в соответствии с настоящим изобретением; и

фиг.3 изображает еще один вариант выполнения гусеничного тягового механизма в схематичном изображении.

На фиг.1 схематично изображено известное гусеничное тяговое устройство. Гусеничное тяговое устройство 10 включает верхнюю половину 20 и нижнюю половину 30, которые вместе продвигают линейный компонент 40, такой как, например, экструдированная трубка, труба или кабель.

Верхняя половина 20 содержит первую ленту 21, первый и второй шкивы 22, 23 и сжимающие ролики 24, 25, 26, 27, 28. Лента 21 по существу не растягивается под действем растягивающих нагрузок, которому она обычно подвергается при эксплуатации устройства 10. Такие ленты, как правило, имеют мягкое резиновое внешнее покрытие, предназначенное для улучшения сцепления с линейным компонентом 40, который протягивается через устройство, и нерастяжимый укрепляющий элемент, например, из тканого арамидового волокна или плетеной стали, расположенный в центре ленты и предназначенный для предотвращения ее растяжения. Кроме того, на внутреннюю поверхность ленты может быть нанесен протекторный рисунок для увеличения сцепления между первой лентой и первым и вторым шкивами.

Первый шкив 22 является ведомым и соединен с двигателем (не показан), в то время как второй шкив 23 является холостым. Сжимающие ролики 24-28 могут свободно вращаться, их функция заключается в прижатии первой ленты к линейному компоненту 40 и улучшении таким образом сцепления между первой лентой и линейным компонентом.

Нижняя половина имеет такую же конструкцию, как и верхняя половина, и содержит вторую ленту 31, третий шкив 32, четвертый шкив 33 и сжимающие ролики 34, 35, 36, 37, 38. Вторая лента 31 по существу не растягивается под действием растягивающих нагрузок, которому она обычно подвергается при эксплуатации устройства 10, а по конструкции и работе аналогична вышеописанной первой ленте.

Третий шкив 32 является ведомым и соединен с двигателем (не показан), в то время как четвертый шкив 33 является холостым. Сжимающие ролики 34-38 могут свободно вращаться, их функция заключается в прижатии первой ленты к линейному компоненту 40.

Тяговое устройство протягивает линейный компонент с помощью двигателя, который вращает первый шкив 22 против часовой стрелки, а третий шкив 32 по часовой стрелке. Два набора сжимающих роликов при совокупной работе улучшают сцепление первой и второй лент с линейным компонентом, таким образом повышая эффективность протягивания линейного компонента тяговым устройством.

На фиг.2 изображено гусеничное тяговое устройство, выполненное в соответствии с настоящим изобретением, которое включает верхнюю половину 120 и нижнюю половину 130, которые вместе продвигают линейный компонент 40, такой как, например, экструдированная трубка, труба или кабель. Верхняя половина 120 содержит первую ленту 121, первый и второй шкивы 122, 123 и сжимающие ролики 124, 125, 126, 127, 128. Первая лента 121 имеет мягкое резиновое внешнее покрытие, предназначенное для улучшения сцепления с линейным компонентом 40, который протягивается через устройство, и протекторный рисунок на внутренней поверхности, предназначенный для увеличения сцепления между первой лентой и первым и вторым шкивами. Первый шкив 122 и второй шкив 123 оба являются ведомыми и соединены с двигателем (не показан). Сжимающие ролики 124-128 могут свободно вращаться, их функция заключается в прижатии первой ленты к линейному компоненту 40 и улучшении таким образом сцепления между первой лентой и линейным компонентом.

Нижняя половина имеет такую же конструкцию, как и верхняя половина, и содержит вторую ленту 131, третий шкив 132, четвертый шкив 133 и сжимающие ролики 134, 135, 136, 137, 138. Вторая лента 131 имеет мягкое резиновое внешнее покрытие и протекторный рисунок на внутренней поверхности, так же как первая лента. Третий шкив 132 и четвертый шкив 133 оба являются ведомыми и соединены с двигателем (не показан). Сжимающие ролики 134-138 могут свободно вращаться, их функция заключается в прижатии первой ленты к линейному компоненту 40 и улучшении таким образом сцепления между первой лентой и линейным компонентом. Оба набора сжимающих роликов 124-128 и 134-138 работают в направлении, по существу перпендикулярном направлению, в котором линейный компонент протягивается через устройство. В отличие от известной конструкции, устройство которой описано выше и изображено на фиг.1, эластичными выполнены обе ленты, первая 121 и вторая 131, и обе могут выдерживать значительное растяжение, например на 10-15%. Кроме того, второй и четвертый шкив 123, 133 могут быть смещены параллельно оси линейного компонента, для того чтобы растянуть соответственно первую и вторую ленты.

В соответствии с настоящим изобретением тяговое устройство 110 может быть использовано для линейного сжатия линейного компонента 40 во время его протягивания через устройство. Для этого второй и четвертый шкивы смещаются так, чтобы растянуть первую и вторую ленты, как показано пунктирными линиями на фиг.2. Это приводит к натяжению первой и второй ленты, которые таким образом удлиняются приблизительно на 5%. Затем ленты вращают путем приведения в движение каждого шкива. Первый и второй шкивы 132, 133 перемещают против часовой стрелки, а третий и четвертый шкивы 132, 133 перемещают по часовой стрелке. Второй и четвертый шкивы 123, 133 перемещают с меньшей скоростью, чем первый и третий шкивы 122, 132, например, на 4% медленнее, чем первый и второй шкивы. Каждый шкив может быть оснащен собственным двигателем и управляющей схемой, управляемыми централизованно. Возможен однако вариант, при котором устройство имеет единые двигатель, связанный с каждым шкивом соответствующей передачей, и управляющую схему.

Эта разность в скорости вращения двух пар шкивов приводит к тому, что первая и вторая ленты на разных участках натянуты по-разному. На «внутренних участках» двух лент, на которых первая лента поступает от первого шкива ко второму, а вторая лента поступает от третьего шкива к четвертому, из-за указанной разности в скорости натяжение первой и второй лент ослаблено на 4%, так что остаточное их натяжение составляет на 1%. Аналогично, на «внешних участках» двух лент, на которых первая лента возвращается от второго шкива к первому, а вторая лента возвращается от четвертого шкива к третьему, первая и вторая ленты дополнительно растягиваются еще на 4%, что дает растяжение на 9% во «внешней части» первой и второй лент.

При перемещении линейного компонента через устройство он втягивается в устройство первым и вторым шкивами со скоростью на 4% выше скорости, с которой третий и четвертый шкивы вытягивают линейный компонент из устройства. Таким образом, линейный компонент подвергается сжатию на 4% во время его протягивания через устройство. При необходимости сила давления сжимающих роликов может быть увеличена для уменьшения вероятности деформации линейного компонента силами сжатия.

Благодаря сжатию линейного компонента уменьшается уровень накопленной энергии его внутренних напряжений, которые возникли в нем при экструзии или в ходе другого производственного процесса. Уменьшение этой энергии понижает способность линейного компонента к расслаблению. Это является преимуществом, так как упрощает последующие хранение и обработку линейного компонента. Любое подобное расслабление может быть причиной нежелательного изменения длины линейного компонента из-за возможных температурных и других изменений окружающей среды. Это дает преимущества при использовании совместно с оборудованием для обработки труб, описанном в нашем европейском патенте ЕР-В-0 765 214.

Кроме того, предлагаемое устройство по настоящему изобретению может работать в другом режиме, в котором при протягивании линейного компонента через устройство оно будет оказывать на него не сжимающее, а растягивающее усилие.

Для создания растягивающего усилия необходимо вращать второй и четвертый шкивы быстрее, чем первый и третий шкивы, с тем чтобы «внутренний участок» двух лент растягивался больше, чем их «внешний участок». Таким образом, линейный компонент будет вытягиваться из устройства вторым и четвертым шкивами с более высокой скоростью по сравнению с той скоростью, с которой он затягивается в устройство первым и третьим шкивами. Преимущество воздействия на линейный компонент силой растяжения заключается в том, что под действием это силы полимерные цепочки в экструдированной трубке могут получить более высокую степень ориентации, результатом чего является повышенная сопротивляемость растяжению.

Как более подробно рассмотрено ниже, способность устройства сжимать или растягивать линейный компонент определяется степенью растяжения, которое первая и вторая ленты могут выдержать, и фрикционным сцеплением между лентами и ведомыми шкивами.

Ленты известной конструкции для гусеничных тяговых устройств разработаны для эксплуатации в отсутствии существенных растягивающих нагрузок, так как с точки зрения основного назначения устройства - транспортировки изделия энергия, затраченная на растяжение лент, просто теряется. К примеру, типичная лента известной конструкции для гусеничного устройства может выдерживать рабочее растяжение в пределах от 2 до 5% и максимальное растяжение на 10%. Настоящим изобретением предусмотрено, что растяжимые ленты выдерживают обычное рабочее растяжение от 10 до 20% и намного большее максимальное растяжение.

На фиг.3 изображен еще один вариант выполнения настоящего изобретения, в котором для растяжения лент второй и четвертый шкивы не перемещаются. Вместо этого ленты растягиваются роликами 300, 301, 302 и 303. Ролики могут свободно вращаться и установлены с возможностью перемещения в наружном направлении для растяжения лент, как показано на фиг.3. Ролики установлены на подвижных блоках, содержащих натяжители, с помощью которых блоки могут быть закреплены на своем месте. Чем дальше эти ролики смещены из исходного положения, тем больше растяжение лент. Положение растянутых лент показано на фиг.3 пунктиром. Очевидно, что способ растяжения лент, описанный со ссылками на фиг.2, можно комбинировать со способом, описанным в связи с фиг.3.

На фиг.4 изображен еще один вариант выполнения настоящего изобретения, в котором имеется восемь дополнительных направляющих роликов 201, 202, ..., 208. Ролики 201, 202, 203 и 204 работают вместе с первой растяжимой лентой 121, а ролики 205, 206, 207 и 208 работают со второй растяжимой лентой 131. Ролики 201, 202, 204 и 206 изображены на фиг.4а, а ролики 201, 202, 203 и 204 изображены на фиг.4b, которая является сечением фиг.4а по линии А-А. На фиг.4а направляющие ролики 205 и 207 находятся за направляющими роликами соответственно 206 и 208, а на фиг.4b - под направляющими роликами соответственно 201 и 203.

Все направляющие ролики 201-208 могут свободно вращаться, а их функция заключается в обеспечении симметричного расположения соответствующих растяжимых лент на соответствующих ведомых роликах 121, 123 и 131, 133. Когда растяжимые ленты находятся под действием силы сжатия на «внутреннем участке», то есть разность скоростей такова, что все растягивающее напряжение сброшено, и на ленты 121 и 131 теперь действует сила сжатия, они могут сползать соответственно со сжимающих роликов 124-128 и 134-138. Это сползание может привести к сходу лент с ведомых роликов. Дополнительная установка ведущих роликов 201-208 обеспечивает стабильное положение растяжимых лент относительно сжимающих роликов и ведущих роликов. Следует указать, что вариант выполнения изобретения, описанный выше со ссылками на фиг.4, может использоваться в сочетании с любым из других вариантов выполнения изобретения, описанных выше.

Далее вместо перемещения второго и четвертого шкивов для натяжения лент можно просто взять более короткие ленты для данного расстояния между первым и третьим шкивами и вторым и четвертым шкивами, а натяжение лент обеспечить при их установке на соответствующие пары шкивов.

Кроме того, устройство может работать в соответствии с настоящим изобретением и без необходимости предварительного натяжения лент будь то путем перемещения шкивов или использования укороченных лент, и это достигается за счет разного натяжения на «внутреннем участке» и «внешнем участке» исключительно благодаря изменению первой и второй скоростей. Тем не менее, такое натяжение ленты, как полагают, потребует весьма много энергии от шкивов, так что энергия, оставшаяся для перемещения линейного компонента через устройство, будет меньше, а при определенных условиях может оказаться невозможной передача достаточного количества энергии на линейный компонент для обеспечения его требуемой обработки.

Считается также, что разность в скорости между двумя парами шкивов может быть увеличена путем вращения более медленной пары шкивов в направлении, обратном тому, что было описано выше, однако это приводит к значительному нагреванию и более быстрому изнашиванию внутренней поверхности лент. Традиционно гусеничные устройства конструируют так, чтобы максимально увеличить передачу энергии и снизить пробуксовку лент, но некоторые модификации, например с профилированными шкивами и соответствующими лентами, позволяют более сильную пробуксовку для обеспечения возможности вращения одной пары шкивов в обратном направлении без каких-либо осложнений.

Известной отличительной особенностью резины является ее несжимаемость. Поэтому, если растяжимая лента большей частью состоит из резины, ее необходимо растянуть, чтобы стало возможным какое-либо дальнейшее сжатие участка ленты. Кроме того, из-за того что энергия сжатия преобразуется из энергии растяжения, предварительно сообщенной ленте, степень сжатия, которой можно достичь, будет ограничена степенью растяжения ленты. Следует учесть, что вместо резины или наряду с ней лента может содержать другие материалы, такие как вспененные полимеры, которые способны к сжатию, и поэтому перед сжатием не требуют предварительного растяжения.

В заявленном гусеничном тяговом устройстве две пары шкивов могут быть приведены в движение с разными скоростями, так что линейный компонент, перемещаемый механизмом, подвергается воздействию либо силы сжатия, либо силы растяжения. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Гусеничное тяговое устройство, содержащее первый и второй растяжимые протягивающие элементы, первый из которых вращается вокруг первого и второго вращающихся элементов, приводимый в движение первым и вторым вращающимися элементами, а второй вращается вокруг третьего и четвертого вращающихся элементов, приводимый в движение третьим и четвертым вращающимися элементами, причем привод каждого вращающегося элемента от приводных средств выполнен с обеспечением возможности приведения первого и третьего вращающегося элемента в движение с первой скоростью, а также возможности приведения второго и четвертого вращающегося элемента в движение со второй скоростью, не равной первой скорости.2. Гусеничное тяговое устройство по п.1, отличающееся тем, что разность между первой скоростью и второй скоростью варьируется от 1 до 10%.3. Гусеничное тяговое устройство по п.2, отличающееся тем, что разность между первой скоростью и второй скоростью составляет 4%.4. Гусеничное тяговое устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что вторая скорость меньше, чем первая скорость.5. Гусеничное тяговое устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что вторая скорость больше, чем первая скорость.6. Гусеничное тяговое устройство по п.5, отличающееся тем, что первый и второй растяжимые протягивающие элементы растягиваются в направлении, параллельном направлению их движения.7. Гусеничное тяговое устройство по п.4, отличающееся тем, что первый и второй растяжимые протягивающие элементы растягиваются в направлении, параллельном направлению их движения.8. Гусеничное тяговое устройство по п.6 или 7, отличающееся тем, что первый и второй растяжимые протягивающие элементы растягиваются в направлении, перпендикулярном направлению их движения.9. Гусеничное тяговое устройство по п.8, отличающееся тем, что первый и второй растяжимые протягивающие элементы могут выдерживать растяжение на 10% и более.10. Гусеничное тяговое устройство по п.9, отличающееся тем, что растяжимые протягивающие элементы имеют в составе резину.11. Гусеничное тяговое устройство по п.10, отличающееся тем, что растяжимые протягивающие элементы имеют в составе сжимаемый полимер.12. Способ протягивания линейного компонента внутри механического гусеничного устройства по п.1, отличающийся тем, что на протягивание линейного компонента влияет разность между первой скоростью и второй скоростью.13. Способ протягивания линейного компонента по п.12, отличающийся тем, что разность между первой скоростью и второй скоростью вызывает линейное сжатие линейного компонента.14. Способ протягивания линейного компонента по п.12, отличающийся тем, что разность между первой скоростью и второй скоростью вызывает линейное растяжение линейного компонента.