СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЦЕПИ Российский патент 2015 года по МПК F16G13/06 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способу и устройству для использования цепи согласно ограничительной части независимых пунктов формулы изобретения.

Уровень техники

По сравнению с традиционной цепной конструкцией, в которой передача энергии цепной конструкции обычно осуществляется ведущим колесом, имеющим стандартизованную форму зубьев, более усовершенствованная цепная конструкция известна, например, из финских патентов FI 64707 и FI 101098. Опорная поверхность цепи, представленной в этих патентах, содержит вырезы, расположенные перпендикулярно направлению движения цепи, при этом указанные вырезы во время перемещения цепи взаимодействуют с ответными поверхностями, например, штифтами или т.п., относящимися к цепному колесу. Фигурные элементы, образующие цепь, содержат вырез, который проходит перпендикулярно направлению движения цепи, имеет длину, соответствующую ширине фигурного элемента, и расположен предпочтительно вблизи одной из точек соединения фигурного элемента. В этом случае, когда цепь изгибается на приводном колесе, образуется полезное плечо рычага, благодаря которому цепное усилие, действующее на цепную конструкцию, сильнее прижимает вырезы цепи к штифтам приводного колеса. Такое решение существенно уменьшает, так называемый, проскок. Кроме того, благодаря появлению указанного плеча рычага, цепная конструкция легче ослабляется от приводного колеса на ее обратной стороне, благодаря чему предотвращается, так называемое, отсутствие зацепления цепи.

Доказано, что цепная конструкция согласно патенту FI 64707 значительно лучше, чем соответствующие известные ранее решения, в частности, благодаря появлению плеч рычагов. В определенных случаях, в частности, в цепных конструкциях, предназначенных для водоочистного оборудования, используются пластмассы или соответствующие неметаллические материалы с целью исключения коррозии и уменьшения удельного веса цепи. В этом случае в определенных областях применения были обнаружены проблемы, которые вызываются изгибающими силами, действующими на цепь на уровне, соответствующем соединительным штифтам, например, вследствие естественного изгиба цепи, когда цепь используется в такой позиции, в которой соединительные штифты расположены вертикально. Поэтому во время взаимодействия между обычными прямыми соединительными штифтами и соответствующими прямолинейными ответными поверхностями фигурных элементов даже небольшое угловое отклонение всегда приводит к тому, что ответные поверхности последовательно расположенных фигурных элементов контактируют друг с другом только одной своей кромкой. Это, естественно, вызывает износ, как соединительных штифтов, так и ответных поверхностей, поскольку поверхностные давления являются очень высокими, например, если цепь начинает двигаться в таком изогнутом положении, как указано выше.

В патенте FI 101098 представлено усовершенствованное решение вышеуказанной проблемы, основанное на том, что изгиб цепи, который имеет место, по существу, в продольном направлении соединительных штифтов, минимизируется, если их поперечное сечение увеличивается к одному из их концов. Кроме того, если предпочтительно использовать соединительные штифты конической формы, поверхностные давления при всех обстоятельствах можно оптимизировать таким образом, чтобы, в принципе, полностью устранить изгиб цепи. При этом, используя такой тип соединительных штифтов, можно также упростить монтаж цепи за счет воздействия на конический соединительный штифт.

Описанная выше цепная конструкция является весьма усовершенствованной, однако была найдена возможность улучшить функционирование цепи, в частности, когда цепь изгибается на приводном колесе или на поворотном колесе. Как можно видеть на прилагаемой фигуре 1, представляющей известный уровень техники, точки соединения между последовательными фигурными элементами цепи поднимаются довольно далеко от опорной поверхности, например, поворотного колеса, когда цепь изгибается на нем. Во время работы цепи это происходит, например, вследствие вибрации, вызываемой трением и другими аналогичными причинами, поэтому фигурные элементы имеют тенденцию к, так называемому, качанию, в особенности, в частности, когда цепь приводится в движение приводным колесом. При определенных рабочих скоростях цепи это может даже вызывать резонанс.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание способа и устройства, которые позволят существенно уменьшить вышеописанные проблемы и в значительной степени повысить уровень знаний в данной области техники. Для решения этой задачи способ и устройство согласно изобретению характеризуются признаками, представленными в отличительных частях соответствующих независимых пунктов формулы изобретения.

В качестве наиболее важных достоинств способа и устройства согласно изобретению можно указать простоту и надежность функционирования и конструкции цепи, которые они обеспечивают, при этом, благодаря предотвращению вибрации цепи, можно заметно увеличить долговечность всего устройства цепного привода. Это связано с тем фактом, что поверхность контакта между опорными поверхностями последовательных фигурных элементов, образующих цепь, и поворотного колеса или приводного колеса можно существенно увеличить таким образом, чтобы точки соединения не вызывали вибрацию под действием движущей силы, как это имеет место в предыдущих решениях. Изобретение основано на фигурных элементах, которые существенно отличаются от традиционных решений цепи, благодаря их соединительным частям, расположенным под определенным углом к центральной линии, определяемой соединительными штифтами фигурных элементов. Соединительные части согласно изобретению позволяют располагать фигурные элементы в более широкой зоне на опорной поверхности поворотного колеса или приводного колеса, чем в традиционных решениях, т.е. почти на всей ее длине, благодаря обоюдным радиусам кривизны, которые сопрягаются значительно лучше, чем в предыдущих решениях. Кроме того, в способе и устройстве согласно изобретению предпочтительно используются, например, конические соединительные штифты согласно патенту FI 101098, которые в свою очередь также минимизируют изгиб цепи.

Предпочтительные варианты осуществления способа и устройства согласно изобретению представлены в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Ниже приведено подробное описание изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых представлены:

фиг.1 - вид сверху изгиба цепи на поворотном колесе известного уровня техники,

фиг. 2а-2d - парные виды сверху и сбоку одного фигурного элемента цепи, функционирующего согласно изобретению (фигуры 2а и 2b), и цепи, образованной из соответствующих фигурных элементов (фигуры 2с и 2d),

фиг.3а и 3b - вид сверху изгиба цепи согласно изобретению на приводном колесе и поперечное сечение по оси фиг.3b,

фиг.4а и 4b - вид сверху и вид сбоку изгиба цепи согласно изобретению на поворотном колесе,

фиг.5а и 5b - вид сверху и вид сбоку функционирующей цепи согласно изобретению в соединении с направляющим колесом, которое предпочтительно используется в изобретении,

фиг.6а и 6b - вид сверху и вид сбоку функционирующей цепи согласно изобретению в соединении с устройством для натяжения цепи, которое предпочтительно используется в изобретении,

фиг.7 - вид сбоку предпочтительного фигурного элемента, альтернативного решению, показанному, например, на фигуре 2а, и

фиг.8а и 8b - две альтернативные траектории цепи в сочетании с приводным колесом.

Осуществление изобретения

Изобретение относится к способу использования цепи, в частности трансмиссионной цепи, конвейерной цепи и/или т.п., которая выполнена из фигурных элементов 1, последовательно соединенных друг с другом в точках 4, 5 соединения соединительных частей 1b, расположенных на противоположных концах фигурных элементов, при помощи соединительных штифтов, при этом для получения точек 4, 5 соединения цепи первая точка соединения в соединительных частях 1b всех фигурных элементов 1 выполнена в виде сплошного выступа 4, который значительно уже, чем ширина фигурных элемента 1, а вторая - в виде вилки 5. В обеих точках 4, 5 соединения предусмотрены отверстия 6, при этом для получения цепи каждую точку 4, 5 соединения получают, помещая указанный выступ 4 предшествующего фигурного элемента в вилку 5 следующего фигурного элемента и устанавливая соединительный штифт в отверстие 6 (на фигурах 2с и 2d соединительные штифты не показаны). Цепь приводится в движение при помощи приводного устройства, которое включает по меньшей мере одно цепное колесо 7, в частности приводное колесо, поворотное колесо или т.п., при этом, как показано на фигуре 1, представляющей известный уровень техники, опорные поверхности 1k, расположенные в средних частях 1а фигурных элементов 1, образующих цепь, содержат вырезы 2, которые расположены, по существу, перпендикулярно направлению движения цепи и которые во время перемещения цепи взаимодействуют с ответными поверхностями 9, в частности, как показано, например, на фигурах 3a и 3b, с поверхностями штифтов 9а цепного колеса 7, расположенных согласованно с вырезами 2а и, по существу, перпендикулярно направлению движения цепи. Отклонение центральной линии s, определяемой последовательно расположенными соединительными штифтами цепи, от радиуса R; R′, R″ кривизны опорной поверхности приводного колеса и/или поворотного колеса 7а, 7b, когда цепь изгибается на приводном колесе и/или на поворотном колесе, минимизируется при использовании согласно предпочтительным вариантам осуществления изобретения фигурных элементов 1; 1′, показанных на фигурах 2а-2d и 7 и имеющих соединительные части 1′b, которые расположены под углом относительно их центральной линии s.

В качестве предпочтительного варианта осуществления способа, например, согласно фигурам 2а-2d и 7, в цепи предпочтительно используются фигурные элементы 1; 1′, в которых опорные и задние поверхности 1′k, 1′s их средних частей 1′а соединяются с соответствующими поверхностями соединительных частей 1′b дугообразными соединительными поверхностями L или по касательной.

Отклонение точек 4, 5 соединения фигурных элементов 1 в цепи известного уровня техники, показанное, в частности, на фигуре 1, от опорной поверхности приводного колеса или поворотного колеса можно значительно уменьшить, используя способ согласно изобретению, что можно наглядно увидеть, сравнивая функционирование цепи согласно известному уровню техники, показанной на фигуре 1, с изгибом цепи согласно изобретению, показанной, например, на фигурах 3a, 4а и 7, когда она изгибается вокруг поворотного колеса или приводного колеса.

Изобретение относится также к устройству для использования цепи, которое содержит цепь, в частности трансмиссионную цепь, конвейерную цепь и/или т.п., образованную из фигурных элементов 1, последовательно соединенных друг с другом в точках 4, 5 соединения соединительных частей 1b, расположенных на противоположных концах фигурных элементов, при помощи соединительных штифтов, при этом опорные поверхности 1k в средних частях 1а фигурных элементов 1 так же, как и в случае известного уровня техники, показанном, например, на фигуре 1, содержат вырезы 2, которые расположены, по существу, перпендикулярно направлению движения цепи и которые во время перемещения цепи взаимодействуют с ответными поверхностями 9, в частности со штифтами 9а или т.п., цепного колеса 7, которые расположены согласованно с вырезами 2а и, по существу, перпендикулярно направлению движения цепи, и приводное устройство, которое содержит по меньшей мере одно цепное колесо 7, в частности приводное колесо, поворотное колесо или т.п., при этом для получения точек 4, 5 соединения указанной цепи первая точка соединения в соединительных частях 1b каждого фигурного элемента 1 выполнена в виде сплошного выступа 4, который значительно уже, чем ширина 1 фигурного элемента, а вторая - в виде вилки 5. В обеих точках 4, 5 соединения предусмотрены отверстия 6, при этом для получения цепи каждая точка 4, 5 соединения образуется путем помещения указанного выступа 4 предшествующего фигурного элемента в вилку следующего фигурного элемента и установки соединительного штифта в отверстие 6. Как показано, например, на фигурах 2а-2d и 7, соединительные части 1′b фигурных элементов 1; 1′, образующих цепь, согласно предпочтительным вариантам осуществления расположены под углом к центральной линии s, определяемой ее последовательными соединительными штифтами, чтобы минимизировать отклонение центральной линии s цепи, которая изгибается на приводном колесе и/или на поворотном колесе, от радиуса R; R′, R″ кривизны опорной поверхности приводного колеса и/или поворотного колеса 7а, 7b.

В предпочтительном варианте осуществления цепи согласно изобретению опорные и задние поверхности 1′k, 1′s средних частей 1′а фигурных элементов 1; 1′, образующих цепь, соединяются с соответствующими поверхностями соединительных частей 1′b при помощи дугообразных соединительных поверхностей L или по касательной по принципу, который наглядно показан, например, на фигурах 2а и 7.

На фигуре 8а представлена типичная траектория цепи, образованной из фигурных элементов, которые показаны, например, на фигуре 2а, при этом соединительные части 1′b направлены в сторону фигурного элемента 1; 1′ с опорными поверхностями 1′k. В этом случае прохождением цепи прежде всего управляют поворотные колеса 7b с вогнутыми стенками, при этом натяжение цепи поддерживают натяжные колеса 7d. Цепь подается на приводные колеса 7а при помощи направляющих колес 7с, расположенных с противоположных сторон от них. Таким образом, благодаря получению задней поверхности такого типа фигурного элемента, как показано, например, на фигуре 2а, наиболее выгодно перемещать цепь через приводные колеса и поворотные колеса 7а, 7b по их опорной поверхности 1′k.

На фигуре 7 представлен фигурный элемент, который отличается от фигурного элемента, показанного, например, на фигуре 2а, и в котором соединительные части 1′b направлены в сторону фигурного элемента 1; 1′ с задней поверхностью 1′s. В этом случае фигурный элемент, благодаря меньшему радиусу кривизны его задней поверхности 1′s, в частности, позволяет получать траекторию цепи в соединении с приводным колесом, показанную, например, на фигуре 8b, при этом цепь, образованная такими фигурными элементами, может перемещаться за счет использования их задних и опорных поверхностей 1′s, 1′k, или, иными словами, при соединении с поворотными колесами 7b - за счет их задней поверхности, а в соединении с приводным колесом 7а, естественно, за счет их опорной поверхности 1′k. Таким образом, можно реализовать вариант осуществления согласно фигуре 8b, отличающийся от варианта осуществления, показанного на фигуре 8а, при этом не требуется использовать отдельные направляющее колеса 7с в сочетании с приводным колесом 7а, но вместо этого цепь можно направлять непосредственно от поворотных колес 7b на приводное колесо, при этом угол наклона контактной поверхности между цепью и приводным колесом можно даже увеличить.

Радиус кривизны задней поверхности фигурного элемента 1; 1′, как показано на фигуре 7, предпочтительно, по существу, соответствует радиусу кривизны R; R″ поворотного колеса 7; 7b.

В другом предпочтительном варианте осуществления цепи в устройстве согласно изобретению задняя поверхность 1′s средней части 1′а фигурного элемента 1′ цепи имеет дугообразную форму R1. Кроме того, в еще одном предпочтительном варианте осуществления фигурные элементы снабжены крепежными средствами К для прикрепления приводного устройства Т, присоединяемого к цепи.

Как показано, в частности, на фигурах 2а и 7, вырез 2 фигурного элемента 1′ цепи соединяется по касательной с его соединительной частью 1′b, 4. Это обеспечивает оптимальное функционирование цепи в соединении как с приводным колесом 7а, так и с поворотными колесами или, например, с направляющими колесами 7b, 7с, как показано, например, на фигурах 5а, 5b и 7, при этом, благодаря общей "дугообразной" форме фигурных элементов 1′ цепи, они оптимальным образом прижимаются к направляющим штифтам приводного колеса и к периферии поворотного колеса или направляющего колеса.

Кроме того, в предпочтительном варианте осуществления, показанном, в частности, на фигурах 5а, 5b и 6а, 6b, приводное устройство содержит направляющее колесо 7с и натяжное устройство 7d, которые контактируют с задней поверхностью 1′s фигурных элементов 1′, образующих цепь. Как поясняется выше, направляющее колесо 7с используется, например, в тех случаях, когда требуется направить цепь на поворотное колесо или на приводное колесо. Соответственно, натяжное устройство 7d, функционирующее, например, по принципу противовеса, как показано на фигуре 6b, применяется для поддержания натяжения цепи, увеличивая при этом ее износ. По этой причине в предпочтительном варианте осуществления, показанном на фигуре 3а, используется приводное колесо 7а, которое снабжено приводными штифтами 9а, при этом расстояние между штифтами можно регулировать, чтобы компенсировать износ цепи за счет точной настройки местоположения соединительных штифтов приводного колеса.

В другом предпочтительном варианте осуществления, показанном, в частности, на фигурах 5а и 5b, приводное устройство 7 содержит блок 7е, который направляет ход цепи и содержит один или более прижимных роликов 7ер с подшипником скольжения для регулирования габаритной высоты цепи. Такой тип регулирования можно использовать для управления ходом цепи, например, по принципу, показанному на фигуре 5а. В частности, как показано на виде сбоку на фигурах 5b и 6b, направляющий блок 7е содержит скользящий контакт 7ek, который закреплен в раме 7er, расположенной на противоположной стороне цепи относительно точки крепления направляющей, показанной на чертежах, которая, в свою очередь задает направление движения цепи. Скользящий контакт предпочтительно выполнен в виде сменного изнашивающего элемента. При этом прижимной ролик может прижиматься у цепи, например, под действием регулируемого усилия пружины или силы тяжести.

Очевидно, что изобретение не ограничено вариантами осуществления, представленными или описанными выше, но может быть в еще большой степени модифицировано в любое время в зависимости от условий эксплуатации, при этом прежде всего очевидно, что местоположение приводных вырезов в фигурных элементах может отличаться от описанного выше, например, в соединении с приводной соединительной частью фигурного элемента или ближе к центру в средней части опорной поверхности фигурного элемента. Согласно изобретению, возможно и предпочтительно использовать конический соединительный штифт, известный как таковой из предыдущих решений цепи, в соединительных частях следующих друг за другом фигурных элементов, и в этом контексте возможно также использование в следующих друг за другом точках соединения фигурных элементов соединительных штифтов, диаметры которых увеличиваются в противоположных направлениях. Кроме того, возможно изготовление соединительных штифтов из соответствующих материалов, например, с предусмотренными выступами, позволяющими получить защелкивающуюся фиксацию или т.п.

Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к трансмиссионной или конвейерной цепи. Цепь образована из фигурных элементов (1), которые последовательно соединены друг с другом в точках (4, 5) соединения в соединительных частях (1b), расположенных на их противоположных концах, при помощи соединительных штифтов. Цепь приводится в движение при помощи приводного устройства, которое включает по меньшей мере одно цепное колесо, в частности приводное колесо или поворотное колесо. Отклонение центральной линии (s), определяемой последовательными соединительными штифтами цепи, от радиуса (R; R′, R″) кривизны опорной поверхности приводного колеса и/или поворотного колеса (7а, 7b), когда цепь изгибается вокруг приводного колеса и/или поворотного колеса, минимизируется за счет использования фигурных элементов (1; 1′), которые имеют соединительные части (1′b), расположенные под углом (а) к их центральной линии (s). 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ использования цепи, в частности трансмиссионной цепи или конвейерной цепи, выполненной из фигурных элементов (1), соединенных друг с другом в точках (4, 5) соединения в соединительных частях (1b), которые расположены на противоположных концах фигурных элементов, при помощи соединительных штифтов, при этом для получения точек (4, 5) соединения указанной цепи первая точка соединения в соединительных частях (1b) всех фигурных элементов (1) выполнена в виде сплошного выступа (4), который значительно уже, чем ширина фигурного элемента (1), а вторая - в виде вилки (5), при этом в обеих точках (4, 5) соединения предусмотрены отверстия (6), и для получения цепи каждую точку (4, 5) соединения получают путем расположения указанного выступа (4) предшествующего фигурного элемента в вилке (5) следующего фигурного элемента и установки соединительного штифта в отверстие (6), при этом цепь приводят в движение при помощи приводного устройства, которое включает по меньшей мере одно цепное колесо (7), в частности приводное колесо, поворотное колесо, при этом опорные поверхности (1k), предусмотренные в средних частях (1а) фигурных элементов (1), содержат вырезы (2), которые расположены, по существу, перпендикулярно направлению движения цепи и которые при перемещении цепи взаимодействуют с ответными поверхностями (9), в частности со штифтами (9а), цепного колеса (7), расположенными согласованно с вырезами (2а), по существу, перпендикулярно направлению движения цепи, отличающийся тем, что отклонение центральной линии (s), определяемой следующими друг за другом соединительными штифтами указанной цепи от радиуса (R; R′, R″) кривизны опорной поверхности приводного колеса и/или поворотного колеса (7а, 7b), при изгибе цепи на приводном колесе и/или на поворотном колесе, минимизируют путем использования фигурных элементов (1; 1′), которые имеют соединительные части (1′b), расположенные под углом (а) к их центральной линии (s), при этом опорные и/или задние поверхности (1′k, 1′s) средних частей (1′а) фигурных элементов (1; 1′) соединены с соответствующими поверхностями соединительных частей (1′b) дугообразными соединительными поверхностями (L) или по касательной.

2. Устройство для использования цепи, содержащее цепь, в частности трансмиссионную цепь или конвейерную цепь, выполненную из фигурных элементов (1), соединенных друг с другом в точках (4, 5) соединения в соединительных частях (1b), которые расположены на противоположных концах фигурных элементов, при помощи соединительных штифтов, при этом для получения точек (4, 5) соединения указанной цепи первая точка соединения в соединительных частях (1b) всех фигурных элементов (1) выполнена в виде сплошного выступа (4), который значительно уже, чем ширина (1) фигурного элемента, а вторая - в виде вилки (5), при этом в обеих точках (4, 5) соединения предусмотрены отверстия (6), и для получения цепи каждая точка (4, 5) соединения получена путем расположения указанного выступа (4) предшествующего фигурного элемента в вилке (5) следующего фигурного элемента и установки соединительного штифта в отверстие (6); и приводное устройство, которое включает по меньшей мере одно цепное колесо (7), в частности приводное колесо, поворотное колесо, при этом опорные поверхности (1k), предусмотренные в средних частях (1а) фигурных элементов (1), содержат вырезы (2), которые расположены, по существу, перпендикулярно направлению движения цепи и которые во время перемещения цепи взаимодействуют с ответными поверхностями (9), в частности штифтами (9а), цепного колеса (7), расположенными согласованно с вырезами (2а), по существу, перпендикулярно направлению движения цепи, отличающееся тем, что соединительные части (1′b) в фигурных элементах (1; 1′), образующих цепь, расположены под углом (а) относительно центральной линии (s), определяемой ее последовательными соединительными штифтами, при этом опорные и/или задние поверхности (1′k, 1′s) в средних частях (1′а) фигурных элементов (1; 1′) соединены с соответствующими поверхностями соединительных частей (1′b) дугообразными соединительными поверхностями (L) или по касательной, для минимизации отклонения центральной линии (s) цепи, которая изгибается на приводном колесе и/или на поворотном колесе, от радиуса (R; R′, R″) кривизны опорной поверхности приводного колеса и/или поворотного колеса (7а, 7b).

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что соединительные части (1′b) направлены к стороне фигурного элемента (1; 1′), на которой расположены опорные поверхности (1′k).

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что соединительные части (1′b) направлены к стороне фигурного элемента (1; 1′), на которой расположена задняя поверхность (1′s).

5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что задняя поверхность (1′s) средней части (1′а) фигурного элемента (1′) цепи имеет дугообразную форму (R1).

6. Устройство по п.2, отличающееся тем, что вырез (2) фигурного элемента (1′) цепи выполнен таким образом, что он соединен по касательной с соединительной частью (1′b, 4).

7. Устройство по п.2, отличающееся тем, что приводное устройство содержит направляющее колесо (7с) и/или натяжное устройство (7d), которые контактируют с задней поверхностью (1′s) фигурных элементов (1′), образующих цепь.

8. Устройство по п.2, отличающееся тем, что приводное устройство содержит блок (7е), который определяет направление движения цепи и включает, в частности, один или более прижимных роликов (7ер) и скользящих контактов (7еk).