ЛЕБЁДКА Российский патент 2019 года по МПК B66D1/48 B66D1/54 

Изобретение относится к лебедкам, описанным в преамбуле первого пункта формулы изобретения.

В немецком патенте №34 24 590 описана цепная лебедка с приводным электромотором. Указанный электромотор через редуктор связан с зубчатым колесом, приводящим в движение цепь. Редуктор снабжен приводным валом, на противоположный от электромотора конец которого посажен диск для совместного вращения с указанным приводным валом. Этот диск является частью устройства, служащего для измерения скорости вращения приводного вала, и содержит датчик, работающий на известном эффекте Холла. Поэтому по всей окружности диска установлены магниты на равных интервалах один от другого. Указанные магниты считываются датчиком Холла при их прохождении мимо него во время вращения приводного вала.

Далее, европейская патентная заявка №0476459 содержит описание предохранительного устройства для подъемных кранов, в котором детектор скорости вращения и датчик угла поворота расположены не только на приводном электромоторе, но и на барабане грузоподъемной лебедки. Упомянутые детекторы скорости вращения выполнены в виде инкрементных датчиков. Но ни детекторы скорости вращения, ни датчики угла поворота в данном случае не установлены в зоне между приводным электромотором и барабаном лебедки.

В немецкой патентной заявке №10339440 описан способ контроля за работой цепной лебедки по сигналу от детектора скорости вращения лебедки. Указанный детектор установлен на том конце приводного вала редуктора, что наиболее удален от электромотора и выполнен в виде светового барьера, разветвленного вокруг стопорной шайбы с зубчиками, которая посажена на приводной вал редуктора для вращения вместе с этим валом. Зубчики выполнены прямоугольными и расположены равномерно по окружности шайбы. Пространства между зубчиками также прямоугольны. Прерывания светового луча описанными зубчиками шайбы фиксируются как сигналы.

Расположение вращающегося датчика положения между приводным электромотором и редуктором известно из японского патентного описания 2010-200 543 А для рулевого управления автомобилем, а также из германского патента №19749009, относящегося к стеклоподъемнику автомобиля и к механизму поворота зеркала заднего обозрения. Подобное устройство известно также из японского патентного описания 2001-103709 А.

Лебедка, содержащая ограничительные признаки п. 1 формулы предлагаемого изобретения, известна из патентной заявки США №2005/0072965 А1. Кроме того, лебедка, снабженная датчиком числа оборотов, известна из описания к патенту Франции №2179959 А1.

Целью изобретения является создание лебедки, содержащей приводной электромотор, редуктор и датчик скорости вращения, который установлен с удобным доступом к нему при замене или обслуживании.

Поставленная цель достигается усовершенствованием корпуса, заключающего в себе приводной электромотор, редуктор и датчик, описанном в п. 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты изобретения раскрыты в п.п. 2-9 формулы.

Согласно изобретению у лебедки, содержащей приводной электромотор с выходным валом, редуктор с приводным валом, закрывающий их корпус, содержащий приемную камеру, и установленный с возможностью вращения кодовый датчик, причем выходной вал электромотора жестко связан с приводным валом редуктора, а кодовый датчик размещен относительно электромотора и/или редуктора с возможностью создания сигнала, позволяющего определить скорость вращения выходного вала электромотора и/или приводного вала редуктора, а кодовый датчик расположен между электромотором и редуктором и содержит диск и сканирующий датчик, выполненный в виде датчика Холла, указанный диск установлен на выходном валу электромотора или на приводном валу редуктора с возможностью вращения вместе с любым из указанных валов в зоне сканирования этого вращения сканирующим датчиком, закрепленным неподвижно в приемной камере и/или в редукторе,

диск выполнен плоским и круглым и имеет множество прорезей, расположенных по кругу возле края диска последовательно одна за другой на одинаковом расстоянии друг от друга, сканирующий датчик установлен так, что имеет возможность сканировать перемещение прорезей и при этом диск и сканирующий датчик взаиморасположены таким образом, что сканирующий датчик имеет возможность считывать сигналы в осевом направлении.

Это позволяет значительно уменьшить размеры конструкции в радиальном направлении.

В предпочтительном варианте воплощения изобретения приводной вал редуктора расположен в приемной камере, при этом электромотор прикреплен к приемной камере, причем внутри приемной камеры имеется соединительная полость, в которой находится, по крайней мере, функциональная часть кодового датчика. Благодаря этому стало возможным вмонтировать кодовый датчик с экономией занимаемого пространства в существующую соединительную полость. Специалисту понятно, что диск и сканирующий датчик составляют функциональную часть кодового датчика. Часть тела сканирующего датчика может быть вставлена в стенку ранее указанного корпуса или в приемную камеру.

Соединение выходного вала электромотора с приводным валом редуктора посредством муфты может быть закрыто соединительной полостью. В этом случае соединительную полость предпочтительнее создать в пределах, ограниченных в радиальном направлении стенкой приемной камеры, а в осевом направлении - стенками редуктора и электромотора.

В частном случае приемная камера выполнена цилиндрической, расположенной горизонтально и соосно с приводным валом редуктора.

В другом предпочтительном варианте соединительная полость выполнена замкнутой. Кодовый датчик в этом случае защищен от внешних воздействий.

Установка кодового датчика на приводном валу редуктора облегчает монтаж-демонтаж электромотора, прикрепленного к редуктору.

Сильно упрощает установку и обслуживание сканирующего датчика, если корпус редуктора имеет торцовую стенку с выемкой и дополнительным каналом, в который введен на свое место установки сканирующий датчик, выступающий одним концом в соединительную полость.

Еще более упрощает установку и обслуживание сканирующего датчика, если он расположен за пределами внутренней полости корпуса редуктора и примыкает к выше указанной соединительной полости. В этом случае сканирующий датчик совершенно доступен без необходимости открывать приемную камеру или отсоединять электромотор от редуктора.

Примеры воплощения описанного изобретения описаны ниже со ссылками на чертежи, на которых:

на Фиг. 1 схематически показаны основные узлы лебедки 1, а

на Фиг. 2 увеличенный вид в разрезе участка соединения приводного электромотора 2 с редуктором 3.

На Фиг. 1 схематически показаны основные узлы лебедки 1, служащей для подъема и опускания грузов. Лебедка 1 содержит приводной электромотор 2, редуктор 3, кодовый датчик 4 вращения приводного вала редуктора 3 и барабан 5. Электромотор 2 стандартно содержит выходной вал 2а, выступающий наружу из корпуса электромотора 2. Выходной вал 2а посредством муфты 6 связан с приводным валом 3а редуктора 3. На приводном валу 3а установлен кодовый датчик 4 числа оборотов этого вала. Выходной вал 3b редуктора 3 посредством муфты 7 соединен с приводным валом 5а барабана 5.

На Фиг. 2 показано в увеличенном масштабе частичное сечение кожуха, заключающего внутри себя электромотор 2, узел выходного вала 2а электромотора 2 и узел приводного вала 3а редуктора 3. При этом узел приводного вала За размещен в дополнительной внутренней полости 3g корпуса 3с, являющегося составной частью указанного кожуха. Электромотор 2 является одним из известных электромоторов, содержащем соединительный фланец 2b со сквозными отверстиями под соединительные болты (не показаны) для связи с редуктором 3, также стандартной конструкции. Для обеспечения возможности соединения электромотора 2 с корпусом 3с редуктора 3 в корпусе 3с предусмотрена цилиндрической формы приемная камера 3d, концентрично охватывающая пространство вокруг приводного вала 3а редуктора 3. Соединительный фланец 2b электромотора 2 примыкает к торцу приемной камеры 3d корпуса 3с и привинчен к нему болтами (не показаны). В результате этого образована соединительная полость 8, боковые стенки которой являются боковыми стенками камеры 3d, а торцовые образованы стенкой 3е (внутренней ее поверхностью) корпуса 3с и стенкой 2 с электромотора 2. Стенки 3е и 2с отстоят друг от друга на расстоянии В, являющимся шириной соединительной полости 8 равной приблизительно 50-140 мм. Внутри соединительной полости 8 выходной вал 2а электромотора 2 посредством муфты 6 соединен с соосным с ним приводным валом 3а редуктора 3. Размеры муфты 6 и ширина В соединительной полости 8 подобраны такими, что приводной вал 3а для обеспечения его вхождения в муфту 6 заходит внутрь соединительной полости 8 на величину L (10-60 мм) от внутренней поверхности стенки 3е корпуса 3с. В результате в соединительной полости 8 создано достаточно пространства для установки кодового датчика 4 за пределами внутренней полости 3g.

Кодовый датчик 4 может иметь любую форму из используемых в известных конструкциях. Предпочтительным является вариант, показанный на Фиг. 2, где он выполнен в виде круглого диска 4а, вращение которого возможно сканировать датчиком 4b, использующим эффект Холла. Диск 4а имеет центральное отверстие для посадки на приводном валу 3а с небольшим зазором, при этом со стороны редуктора 3 диск 4а упирается в предохранительное кольцо 9. Указанное центральное отверстие имеет выступ, входящий в соответствующий паз на приводном валу 3а редуктора 3, образуя соединение шпоночного типа для передачи крутящего момента. По другую сторону диска 4а уже находится соединительная муфта 6. По всей окружности диска 4а на равном расстоянии друг от друга выполнены радиальные трапециевидные прорези 4с, которые своими более широкими верхними концами подходят почти вплотную к наружному краю диска 4а. Прорези 4с - сквозные и отделены друг от друга перемычками 4d из того же материала что и диск 4а. При вращении приводного вала 3а редуктора 3 прорези 4с перемещаются по окружности и проходят через зону сканирования датчика 4b, который фиксирует чередование прорезей 4с и перемычек 4d и выдает при этом счетный импульс. По этим счетным импульсам счетчик 10 (см. Фиг. 1) вычисляет скорость вращения приводного вала 3а редуктора 3, например, в оборотах/мин. В предпочтительном варианте диск 4а имеет диаметр 140 мм и тридцать радиальных прорезей 4с, равномерно расположенных по окружности диска 4а. Возможны и другие размеры диска и другое количество прорезей в нем.

Сканирующий датчик 4b представлен так называемым несимметричным датчиком Холла, который является комбинацией датчика Холла и магнита. Прорези 4с и перемычки 4d, проходя мимо сканирующего датчика 4b, создают различные отклонения потока магнитных линий, которые датчик Холла определяет как модуляции плотности потока магнитных линий и переводит их в счетные импульсы.

Далее, на Фиг. 2 более подробно указано расположение сканирующего датчика 4b. Как видно из фигуры 2а, доступ в соединительную полость 8 со стороны редуктора 3 возможен через внутреннюю полость 3g в корпусе 3с и через канал 11 в корпусе 3с. Сканирующий датчик 4b вставлен в канал 11 через выемку 3h в стенке 3е корпуса 3с и закреплен в этом канале, будучи скрытым за стенкой 3е. Это обеспечивает легкий доступ к нему со стороны редуктора 3 в случае замены датчика или профилактики его без необходимости отвинчивать корпус 3с от соединительного фланца 2b кожуха или разбирать корпус 3с, чтобы добраться до внутренней полости 3g. Сканирующий датчик 4b не доходит до диска 4а на очень малое расстояние А. Величина А может колебаться в пределах 0,2-5 мм. Таким образом, сканирующий датчик 4b установлен вне внутренней полости 3g и отделен от нее стенкой 3е, при этом он расположен в участке 3f стенки 3е, удлиняющим корпус 3с редуктора 3, который: а/ поддерживает участок приемной камеры 3d, и б/ определяет размеры соединительной полости 8. Соответствующим образом, приемная камера 3d, а следовательно и соединительная полость 8, ориентированы горизонтально и соосны с приводным валом 3а редуктора 3, вследствие чего только часть приемной камеры 3d закрывает корпус 3с редуктора 3. Еще одна часть приемной камеры 3d, также горизонтально ориентированная и примыкающая к указанному закрытому корпусу 3с, образована участком 3f стенки 3е, в канале 11 которой и расположен датчик 4b.

Вполне возможно разработать детектор 4 со сканирующим датчиком 4b в виде светового барьера (фотобарьера), взаимодействующего со стопорной шайбой, имеющей зубчики по внешней окружности. Стопорная шайба посажена на приводной вал 3а редуктора 3. При вращении вала 3а и шайбы с прямоугольными зубчиками последние прерывают световой луч, что воспринимается датчиком, вырабатывающим счетные сигналы. Возможно также задействование намагниченного приводного вала 3а для бесконтактного считывания числа оборотов.

Изобретение относится к лебедкам грузоподъемных устройств. Лебедка содержит электромотор (2), связанный с редуктором (3) и закрывающий их корпус (3с), содержащий приемную камеру (3d), а также установленный с возможностью вращения кодовый датчик (4) числа оборотов приводного вала редуктора (3), содержащий диск (4А) с прорезями и сканирующий датчик (4b). Диск выполнен плоским и круглым и имеет множество прорезей, расположенных по кругу возле края диска последовательно одна за другой на одинаковом расстоянии друг от друга. Сканирующий датчик установлен так, что имеет возможность сканировать перемещение прорезей и при этом диск и сканирующий датчик взаиморасположены таким образом, что сканирующий датчик имеет возможность считывать сигналы в осевом направлении. Корпус (3с) редуктора (3) имеет стенку (3е) с выемкой (3h), имеющей дополнительный канал (11), в который введен на свое место установки сканирующий датчик (4b), а сканируемый им диск (4а) установлен на приводном валу редуктора (3). Изобретение позволяет уменьшить размеры в радиальном направлении и упростить доступ к сканирующему датчику. 23 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Лебедка (1), содержащая приводной электромотор (2) с выходным валом (2а), редуктор (3) с приводным валом (3а), закрывающий их корпус (3с), содержащий приемную камеру (3d) и установленный с возможностью вращения кодовый датчик (4), при этом выходной вал (2а) электромотора (2) жестко связан с приводным валом (3а) редуктора (3), а кодовый датчик (4) размещен относительно электромотора (2) и/или редуктора (3) с возможностью создания сигнала, позволяющего определить скорость вращения выходного вала (2а) электромотора (2) и/или приводного вала (3а) редуктора (3), причем кодовый датчик (4) расположен между электромотором (2) и редуктором (3) и содержит диск (4а) и сканирующий датчик (4b), выполненный в виде датчика Холла, и указанный диск (4а) установлен на выходном валу (2а) электромотора (2) или на приводном валу (3а) редуктора (3) с возможностью вращения вместе с любым из указанных валов в зоне сканирования этого вращения датчиком (4b), закрепленным неподвижно в приемной камере (3d) и/или в редукторе (3), отличающаяся тем, что диск (4а) является плоским и круглым и имеет множество прорезей (4с), расположенных по кругу возле края диска (4а) последовательно одна за другой на одинаковом расстоянии друг от друга, сканирующий датчик (4b) установлен так, что имеет возможность сканировать перемещение прорезей (4с) и при этом диск (4а) и сканирующий датчик (4b) взаиморасположены таким образом, что сканирующий датчик (4b) имеет возможность считывать сигналы в осевом направлении.

2. Лебедка (1) по п. 1, отличающаяся тем, что в приемной камере редуктора (3) расположен его приводной вал (3а), при этом электромотор (2) прикреплен к приемной камере (3d), причем внутри приемной камеры (3d) имеется соединительная полость (8), в которой находится, по крайней мере, функциональная часть кодового датчика (4).

3. Лебедка (1) по п. 2, отличающаяся тем, что внутри соединительной полости (8) выходной вал (2а) электромотора (2) соединен с приводным валом (3а) редуктора (3) посредством муфты (6).

4. Лебедка (1) по п. 2 или 3, отличающаяся тем, что соединительная полость (8) в радиальном направлении ограничена стенками приемной камеры (3d), а в осевом направлении - стенками редуктора (3) и электромотора (2).

5. Лебедка (1) по любому из пп. 2 или 3, отличающаяся тем, что приемная камера (3d) выполнена круглой и при этом соосна приводному валу (3а) редуктора (3).

6. Лебедка (1) по п. 4, отличающаяся тем, что приемная камера (3d) выполнена круглой и при этом соосна приводному валу (3а) редуктора (3).

7. Лебедка (1) по любому из пп. 2, 3 или 6, отличающаяся тем, что соединительная полость (8) является замкнутой.

8. Лебедка (1) по п. 4, отличающаяся тем, что соединительная полость (8) является замкнутой.

9. Лебедка (1) по п. 5. отличающаяся тем, что соединительная полость (8) является замкнутой.

10. Лебедка (1) по любому из пп. 1-3, 6, 8 или 9, отличающаяся тем, что диск 4а кодового датчика (4) установлен на приводном валу (3а) редуктора (3).

11. Лебедка (1) по п. 4, отличающаяся тем, что диск 4а кодового датчика (4) установлен на приводном валу (3а) редуктора (3).

12. Лебедка (1) по п. 5, отличающаяся тем, что диск 4а кодового датчика (4) установлен на приводном валу (3а) редуктора (3).

13. Лебедка (1) по п. 7, отличающаяся тем, что диск 4а кодового датчика (4) установлен на приводном валу (3а) редуктора (3).

14. Лебедка (1) по любому из пп. 2, 3, 6, 8, 9, 11, 12 или 13, отличающаяся тем, что корпус (3с) редуктора (3) имеет стенку (3е) с выемкой (3h), имеющей дополнительный канал (11), в который введен на свое место установки сканирующий датчик (4b), выступающий одним концом в соединительную полость (8).

15. Лебедка (1) по п. 4, отличающаяся тем, что корпус (3с) редуктора (3) имеет стенку (3е) с выемкой (3h), имеющей дополнительный канал (11), в который введен на свое место установки сканирующий датчик (4b), выступающий одним концом в соединительную полость (8).

16. Лебедка (1) по п. 5, отличающаяся тем, что корпус (3с) редуктора (3) имеет стенку (3е) с выемкой (3h), имеющей дополнительный канал (11), в который введен на свое место установки сканирующий датчик (4b), выступающий одним концом в соединительную полость (8).

17. Лебедка (1) по п. 7, отличающаяся тем, что корпус (3с) редуктора (3) имеет стенку (3е) с выемкой (3h), имеющей дополнительный канал (11), в который введен на свое место установки сканирующий датчик (4b), выступающий одним концом в соединительную полость (8).

18. Лебедка (1) по п. 10, отличающаяся тем, что корпус (3с) редуктора (3) имеет стенку (3е) с выемкой (3h), имеющей дополнительный канал (11), в который введен на свое место установки сканирующий датчик (4b), выступающий одним концом в соединительную полость (8).

19. Лебедка (1) по любому из пп. 2, 3, 6, 8, 9, 11-13, 15-17 или 18, отличающаяся тем, что сканирующий датчик (4b) расположен за пределами внутренней полости (3g) корпуса (3с) редуктора (3) и примыкает к соединительной полости (8).

20. Лебедка (1) по п. 4, отличающаяся тем, что сканирующий датчик (4b) расположен за пределами внутренней полости (3g) корпуса (3с) редуктора (3) и примыкает к соединительной полости (8).

21. Лебедка (1) по п. 5, отличающаяся тем, что сканирующий датчик (4b) расположен за пределами внутренней полости (3g) корпуса (3с) редуктора (3) и примыкает к соединительной полости (8).

22. Лебедка (1) по п. 7, отличающаяся тем, что сканирующий датчик (4b) расположен за пределами внутренней полости (3g) корпуса (3с) редуктора (3) и примыкает к соединительной полости (8).

23. Лебедка (1) по п. 10, отличающаяся тем, что сканирующий датчик (4b) расположен за пределами внутренней полости (3g) корпуса (3с) редуктора (3) и примыкает к соединительной полости (8).

24. Лебедка (1) по п. 14, отличающаяся тем, что сканирующий датчик (4b) расположен за пределами внутренней полости (3g) корпуса (3с) редуктора (3) и примыкает к соединительной полости (8).