УПРУГАЯ КАТУШКА ДЛЯ ПЕРЕМАТЫВАНИЯ ШЛАНГА С УСТРОЙСТВОМ АВТОМАТИЧЕСКОГО ЗАТОРМАЖИВАНИЯ Российский патент 2011 года по МПК B65H75/34 

Настоящее изобретение касается упругой катушки для перематывания шланга с устройством автоматического затормаживания.

Катушка шланга является очень полезным инструментом, когда требуется работать с очень длинными гибкими шлангами, и содержит барабан, соединенный с возможностью вращения с кожухом.

Известны катушки для шлангов, в которых, чтобы облегчить наматывание шланга, соединение барабан/кожух выполнено с помощью упругих средств, которые заставляют барабан вращаться в направлении, используемом для перематывания частично или полностью размотанного шланга.

Указанные известные катушки для шлангов обладают недостатком, который заключается в том, что, как только оператор начал процесс наматывания, барабан начинает ускоряться, делая затруднительным ручное торможение катушки оператором и часто заставляя конец шланга, обычно снабженный концевой трубкой, резко прекратить движение с ударом о кожух с возможностью последующего повреждения и кожуха и шланга.

Известны катушки для шлангов, содержащие устройство для торможения шланга, которое уменьшает скорость наматывания, но не решает проблему в случае полного перематывания шланга. В этом случае также необходимо вернуться к кожуху и вернуть шланг в первоначальное состояние.

Известны также катушки для шлангов, содержащие крюк, закрепленный на кожухе, который может входить в зацепление с зубьями, расположенными на половине передней стороны барабана. Взаимодействие между крюком и зубьями блокирует барабан. Действие торможение/блокировка осуществляется только половиной передней стороны барабана, и по этой причине торможение не является выполненным и зависит от угла поворота барабана относительно положения крюка.

Если шланг размотан почти полностью, и кто-то решил его полностью смотать, барабан набирает такую скорость, что конец шланга внезапно останавливается, когда он вновь входит в кожух. Опять сами по себе возникают проблемы износа и разрыва, указанные выше.

Целью настоящего изобретения является создание катушки для шланга, содержащей устройство для затормаживания, которое может заблокировать барабан в случае, когда его скорость вращения при наматывании превышает пороговое значение, из-за чего наматывание шланга может быть расценено как избыточное и опасное для катушки шланга.

Согласно настоящему изобретению эта цель достигается с помощью катушки для шланга, которая содержит несущий кожух, барабан, установленный с возможностью вращения внутри указанного кожуха и соединенный с ним упругими средствами перематывания, отличающаяся тем, что указанный барабан снабжен фланцем, выполненным за одно целое с ним и соединяемым при вращении с блокирующим диском, снабженным зубьями, и который может перемещаться между первым положением, аксиально находящимся на расстоянии от указанного фланца, и вторым положением, аксиально примыкающим к указанному фланцу, в котором указанные зубья на блокирующем диске входят в зацепление с зубьями, расположенными напротив, и способными прекратить его вращение, при этом предусмотрены: упругое разделительное средство, расположенное между указанным фланцем и указанным блокирующим диском для удержания этого диска в указанном первом положении, зубья и контрзубья, соответственно выполненные за одно целое с указанным фланцем и указанным блокирующим диском, и находящиеся во взаимном зацеплении таким образом, чтобы указанный фланец мог вовлечь указанный блокирующий диск во взаимное вращение с ним, и кулачки-упоры и контркулачки-упоры, выполненные, соответственно, за одно целое с указанным фланцем и указанным блокирующим диском, которые в случае превышения заданной пороговой скорости указанным фланцем вызывают осевое смещение указанного блокирующего диска в указанное второе положение для осуществления последующего затормаживания вращения барабана.

Значение пороговой скорости устанавливают на этапе конструирования и сборки различных составных частей.

Конец шланга может быть всегда возвращен в первоначальное положение на коротком расстоянии от оператора и не возвращается в кожух резко.

Противоположные зубья, которые вызывают затормаживание совместного вращения блокирующего диска и фланца и, следовательно, барабана, могут быть выполнены за одно целое с несущим кожухом барабана, но предпочтительно они выполнены на блокирующем диске, который установлен аксиально относительно указанного кожуха с промежуточным расположением фрикционного кольца, которое может позволить ограниченное вращение указанного блокирующего диска относительно указанного кожуха в том случае, когда скорость вращения указанного блокирующего диска превышает указанную заданную пороговую скорость на заранее установленную величину.

Таким образом, если скорость перематывания была такой, что вызвала зацепление зубьев на блокирующем диске с противоположными зубьями с силой, достаточной для того, чтобы вызвать возможное повреждение и/или поломку, блокирующий диск мог бы совершить ограниченное поворотное скользящее движение относительно фрикционного кольца, которое бы позволило избежать внезапного и повреждающего удара между зубьями двух дисков, входящих во взаимное зацепление.

Проскальзывание блокирующего диска относительно фрикционного кольца исчерпало бы само себя почти незамедлительно, как результат наличия больших сил трения, но оно было бы достаточным, чтобы поглотить мощные напряжения, которые в противном случае возникли бы в момент удара зубьев блокирующего диска с противоположными зубьями.

Эти и другие признаки настоящего изобретения будут пояснены нижеследующим подробным описанием примера практического варианта осуществления, который проиллюстрирован приложенными чертежами и не носит ограничительного характера.

На фиг.1 показан общий вид с пространственным разделением деталей катушки для шланга согласно настоящему изобретению;

на фиг.2 показан вид сбоку катушки для шланга;

на фиг.3 показан разрез вдоль линии III-III на фиг.2, на котором блокирующий диск находится в исходном положении;

на фиг.4 показан частичный разрез, подобный разрезу на фиг.3, где блокирующий диск отсоединен от кожуха;

на фиг.5 показан частичный разрез, подобный разрезу на фиг.3, где блокирующий диск соединен с кожухом;

на фиг.6 показан разрез по линии VI-VI на фиг.4;

на фиг.7 показан разрез по линии VII-VII на фиг.5;

на фиг.8 показан общий вид сверху блокирующего диска;

на фиг.9 показан общий вид снизу блокирующего диска;

на фиг.10 показана горизонтальная проекция снизу блокирующего диска;

на фиг.11 показан общий вид фланца на барабане;

на фиг.12 показана горизонтальная проекция сверху фланца на барабане;

на фиг.13 показан общий вид с пространственным разделением деталей части катушки для шланга согласно настоящему изобретению в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения;

на фиг.14 подробно показаны несколько деталей согласно фиг.13;

на фиг.15 показан разрез, подобный разрезу на фиг.3, относящийся к варианту согласно фиг.13 и 14;

на фиг.16 показан тот же разрез, что и на фиг.15, с блокирующим диском в положении затормаживания движения перемотки.

Катушка для шланга, показанная на чертежах, содержит кожух 1, в котором установлен с возможностью вращения вращающийся барабан 3, удерживаемый в угловом исходном положении пружиной перемотки 2 и имеющий фланец 4, присоединенный аксиально и с возможностью вращательного движения к блокирующему диску 5, имеющему, кроме того, зубья 8, входящие в зацепление с противоположными зубьями 9 на кожухе 1.

Указанный фланец 4 содержит зубья 51, которые входят в зацепление с контрзубьями 52 диска 5 на этапе разматывания и перематывания шланга и кулачки-упоры 6, входящие в зацепление с контркулачками-упорами 7 на диске 5 (фиг.8-12).

Диск 5 имеет внутреннюю втулку 11, установленную аксиально и с возможностью вращения на цилиндрическом соединительном участке 12 фланца 4, запрессованную разделительную пружину 10, установленную между диском 5 и фланцем 4, чтобы удержать диск 5 и фланец 4 и, следовательно, зубья 8 на диске 5 и противоположные зубья 9 на кожухе 1, аксиально находящимися на расстоянии друг от друга.

Катушка для шланга содержит, кроме того, закругленный тормозной башмак 13 (фиг.1), поворачивающийся на диске 5 с помощью штифта 30 и также снабженный пружиной 14 (фиг.1) рядом с указанным штифтом 30, чтобы удержать указанный башмак сцепленным с периферийной поверхностью 15 диска 5.

Башмак 13 содержит внешний участок 21, выполненный из фрикционного материала для взаимодействия с внутренней кольцевой поверхностью 22 кожуха 1, с целью затормозить диск 5 относительно барабана 3.

Кожух 1 содержит первую крышку 20 и вторую крышку 60 с входной зоной 23 (фиг.3) для гибкого шланга для забора текучей среды, осевой хвостовик 61, снабженный уплотнениями, и выходное отверстие 24 (фиг.1) для гибкого шланга, намотанного на периферийной поверхности 19 барабана 3.

Хвостовик 61 имеет центральный осевой канал 16 для прохода текучей среды, поступающей от внешнего источника через первый штуцер 17, к которому вышеуказанный заборный шланг прикреплен. Второй штуцер 18 позволяет текучей среде поступать в гибкий шланг (не показан), который намотан в барабане 3.

Что касается работы, рассмотрим катушку для шланга в конструкции, показанной на фиг.4, т.е. с барабаном 3, который свободно вращается в процессе перематывания под действием пружины перемотки 2.

На этапе перемотки кулачки-упоры 6 и контркулачки-упоры 7 входят во взаимное зацепление, в то время как диск 5 и фланец 4 удерживаются разделенными под действием разделяющей пружины 10.

Если конец размотанного гибкого шланга внезапно освобожден, барабан 3 внезапно ускоряется и, в результате зацепления между зубьями 51 и контрзубьями 52, вовлекает диск 5 в свое вращательное движение.

Когда достигнуто заданное пороговое значение скорости, предварительно определенное на этапе разработки, кулачки-упоры 6 скользят по контркулачкам-упорам 7, заставляя диск 5 двигаться по оси ближе к фланцу 4, потому что усилие расчленения, оказываемое пружиной 10, превосходит силу зацепления кулачков-упоров 6 с контркулачками-упорами 7.

Приближение диска 5 к фланцу 4 продолжается, пока зубья 8 не войдут в зацепление с противоположными зубьями 9 на кожухе 1, вызывая торможение барабана.

Пружина 14 удерживает башмак 13 в тесном контакте с поверхностью 15 диска 5.

Рассмотрим теперь случай, когда оператор постепенно освобождает размотанный гибкий шланг, т.е. без внезапного ускорения.

Когда достигнут указанный выше порог скорости, башмак 13 движется наружу вокруг штифта 30, потому что центробежная сила, возникающая за счет скорости вращения, больше, чем удерживающая сила пружины 14.

Внешний участок 21 башмака 13 взаимодействует с кольцевой поверхностью 22 кожуха 1, замедляя диск 5 относительно барабана 3.

Относительное вращательное движение диска 5 относительно барабана 3 осуществляется таким образом, что вызывает проскальзывание кулачков-упоров 6 на фланце 4 относительно контркулачков-упоров 7 на диске 5.

Следовательно, в силу геометрии кулачков-упоров 6 и контркулачков-упоров 7 диск движется аксиально к фланцу 4, вызывая, таким образом, соединение зубьев 8 на диске 5 с противоположными зубьями 9 на кожухе 1, что останавливает барабан 3.

По существу, в первом случае проскальзывание кулачков-упоров 6 относительно контркулачков-упоров 7, с последующим приближением - диска 5 к фланцу 4, вызвано внезапным ускорением, достаточным для создания такой силы, чтобы превысить силу расчленения контакта, вырабатываемую пружиной 10.

Во втором случае, при отсутствии внезапного ускорения, башмак 13 должен вмешаться, чтобы вызвать соответствующее движение между диском 5 и фланцем 4.

Как отмечено выше, пороговая скорость устанавливается на этапе конструирования, принимая, главным образом, во внимание следующее:

- силу растяжения пружин 2, 10 и 14;

- связь между диском 5 и фланцем 4 на барабане 3;

- геометрию кулачков-упоров 6 и контркулачков-упоров 7;

- калибровку поверхностного участка 21.

Вариант, представленный на фиг.3-16, позволяет избежать возможных повреждений или поломок зубьев 8 и 9 и соответствующих опор в случае появления мощных напряжений, обусловленных высокой скоростью перематывания.

Согласно этому варианту, фрикционное кольцо 26, выполненное из резинового материала, расположено между блокирующим диском 25 и кожухом 1; это промежуточное расположение таково, что вращение блокирующего диска 25 может вызывать легкое проскальзывание этого диска относительно фрикционного кольца 26.

Эффект от промежуточного расположения фрикционного кольца в том, что, в случае внезапного перематывания, при скорости, которая превышает предварительно упомянутое пороговое значение на такую величину, что эта скорость может вызвать поломку или повреждение зубьев 8 и 9 в момент их взаимного зацепления, блокирующий диск вынужден слегка вращаться, скользя по фрикционному кольцу 26, до того, как остановиться вместе с барабаном 1. Зубья 8 и 9 и соответствующие опоры предохранены, таким образом, от риска повреждения за счет слишком высоких ударных напряжений.

Заявленное изобретение может быть использовано для хранения и перемотки длинных гибких изделий. Упругая катушка для перематывания шланга с устройством автоматического затормаживания содержит несущий кожух, барабан, фланец, блокирующий диск, упругое разделительное средство, зубья и контрзубья, кулачки-упоры и контркулачки-упоры. Барабан установлен внутри кожуха с возможностью вращения и соединен с ним упругими перемоточными средствами. Барабан и фланец выполнены как одно целое. При вращении барабан и фланец соединяются с блокирующим диском. Блокирующий диск снабжен зубьями и перемещается между первым и вторым положениями. Во втором положении зубья блокирующего диска входят в зацепление с противоположными зубьями. При превышении фланцем заданной пороговой скорости вращения блокирующий диск смещается во второе положение. Достигается возможность затормаживания барабана. Обеспечивается предупреждение повреждений устройства от высоких ударных напряжений. 8 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Катушка для шланга, содержащая несущий кожух (1), барабан (3), установленный с возможностью вращения внутри указанного кожуха (1) и соединенный с ним с помощью упругих перемоточных средств (2), отличающаяся тем, что указанный барабан (3) имеет фланец (4), выполненный за одно целое с ним и соединяемый при вращении с блокирующим диском (5), снабженным зубьями (8) и перемещаемым между первым положением, аксиально отстоящим от указанного фланца (4), и вторым положением, аксиально расположенным рядом с указанным фланцем (4), в котором указанные зубья (8) блокирующего диска (5) входят в зацепление с противоположными зубьями (9), способными остановить его вращение, при этом предусмотрены упругое разделительное средство (10), размещенное между указанным фланцем (4) и указанным блокирующим диском (5) для удержания этого диска в указанном первом положении, зубья и контрзубья (51, 52), соответственно выполненные за одно целое с указанным фланцем (4) и указанным блокирующим диском (5), которые входят во взаимное зацепление таким образом, чтобы позволить указанному фланцу (4) вовлечь указанный блокирующий диск (5) в совместное вращение с ним, и кулачки-упоры и контркулачки-упоры (6, 7), выполненные соответственно за одно целое с указанным фланцем (4) и указанным блокирующим диском (5), которые в случае превышения указанным фланцем (4) заданной пороговой скорости вызывают осевое смещение указанного блокирующего диска (5) в указанное второе положение для осуществления последующего затормаживания вращения барабана (3).

2. Катушка по п.1, отличающаяся тем, что содержит тормозные средства (13), присоединенные с возможностью вращения к блокирующему диску (5) упругими средствами (14), способными, как только превышена пороговая скорость, взаимодействовать с участком (22) кожуха (1) для замедления диска (5) по отношению к барабану (3), вызывая таким образом взаимное зацепление указанных кулачков-упоров (6) с указанными контркулачками-упорами (7) с последующим аксиальным приближением указанного блокирующего диска (5) к указанным кулачкам-упорам (6), вызывая блокирующее зацепление зубьев (8) с указанными противоположными зубьями (9) для осуществления последующей остановки вращения барабана (3).

3. Катушка по п.2, отличающаяся тем, что указанные тормозные средства (13) содержат фрикционный участок (21), который может взаимодействовать с участком (22) кожуха (1).

4. Катушка по п.2, отличающаяся тем, что указанное тормозное средство содержит башмак (13).

5. Катушка по п.1, отличающаяся тем, что указанный блокирующий диск (5) содержит внутреннюю втулку (11), установленную аксиально и с возможностью вращательного движения на цилиндрическом соединяющем участке (12) фланца (4).

6. Катушка по п.1, отличающаяся тем, что указанный блокирующий диск (5) содержит выступ (52), соединенный посадкой с натягом с поверхностным участком (51) фланца (4), указанное соединение вызывает совместное вращение диска (5) с барабаном (3) на этапе разматывания.

7. Катушка по п.1, отличающаяся тем, что указанные противоположные зубья (9) выполнены за одно целое с указанным кожухом (1).

8. Катушка по п.1, отличающаяся тем, что указанные противоположные зубья (9) выполнены за одно целое с тормозным диском (25), который удерживается аксиально относительно указанного кожуха (1) с промежуточным расположением фрикционного кольца (26), которое позволяет ограниченный поворот указанного тормозного диска (25) относительно указанного кожуха (1), в случае, когда скорость вращения указанного блокирующего диска (5) превышает указанную заданную пороговую скорость на заранее установленную величину.

9. Катушка по п.8, отличающаяся тем, что указанное фрикционное кольцо (26) выполнено из резинового материала.