Устройство самодифференцирования угла взаимного положения поворотных колес

 

Изобретение относится к машиностроительной промышленности и транспорту на колесах, в частности к устройствам самодифференцирования угла взаимного положения поворотных колес, например ручных тележек, служащих для перевозки материалов , таких как промышленные, магазинные или складские ручные тележки, или ручных тележек для коммунального обслуживания, или больничных коек, или мебели, трапов и лесов (подмостей), снабженных поворотными колесами. Цель изобретения - повышение надежности путем осуществления корректировки угла положения поворотных колес. Колесо 1 имеет горизонтальную ось 3 и в опоре 6 установлено с возможностью вращения вокруг вертикальной оси 7, Устройство 11 для самодифференцирования содержит основной элемент 12, связанный с опорой 6 колеса 1, с упором 18. а на шкиве 9 - второй упор 19, между которыми стоит упругий элемент. 11 з. п. ф-лы, 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s1)s В 62 В 3/00

ГОСУДАРСТВЕНИЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО. СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К.ПАТЕНТУ (21) 4742728/11 (22) 27.12.89 (46) 15.07.93, Бел. N. 26 (31) 84976А/88 (32) 28,12.88 (33) 1Т (7,1) Нью Текнолоджиз СРЛ (IT) (72) Ремо Сислер (IT) (56) Акцептованная заявка Франции

N. 2319521, кл. Е 62 В 3/Ьо. 1982. (54) УСТРОЙСТВО САМОДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЯ УГЛА ВЗАИМНОГО ПОЛОЖЕНИЯ ПОВОРОТНЫХ КОЛЕС (57). Изобретение относится к машиностроительной промышленности и транспорту на колесах, в честности к устройствам самодифференцирования угла взаимного полоÄÄ59ÄÄ 1828439 АЗ жения гюворотных колес, например ручных тележек, служащих для перевозки материалов, таких как промышленные, магазинные .или складские ручные тележки, или ручных тележек для коммунального обслуживания, или больничных коек, или мебели, трапов и лесов (подмостей), снабженных поворотными колесами. Цель изобретения — повышение надежности путем осуществления корректировки угла положения поворотных колес. Колесо 1 имеет горизонтальную ось 3 и в опоре 6 установлено с возможностью вращения вокруг вертикальной оси 7, Устройство 11 для самодифференцирования содержит основной элемент 12, связанный с опорой 6 колеса 1, с упором 18, а на шкиве

9 — второй упор 19, между которыми стоит упругий элемент, 11 з. и. ф-лы, 8 ил.

1828439

Изобретение относится к устройствам самодифференцирования угла взаимного положения поворотных колес.

Касается устройств для автоматического корректирован,я угла положения поворотных колес, например, ручных тележек, пригодных для перевозки материалов, Цель изобретения — повышение надежности путем осуществления корректировки, угла положения поворотных колес.

На фиг. 1 изображено устройство, вид сверху в разрезе (связь между двумя колесами ручной тележки); на фиг,.2 — вид сбоку .поворотного колеса., снабженного устройст.вам самодифференцирования угла положения в соответствии с первым вариантом

: осуществления изобретения: на фиг. 3-, вид сбоку поворотного колеса, пригодного для соединения с колесом, показанным на фиг, 2; нефиг, 4- вид сверху в разрезе устройства самодифференцирования угла положения в соответствии с фиг. 2, установленного на поворотном колесе; на фиг. 5- частичный разрез поворотного колеса, снабженного устройством-самодифференцирования угла положения в соответствии с вторым вариантом осуществления изобретения; на фиг. 6 вид сверху показанного на фиг. 5 колеса с устройством самодифференцирования в положении покоя..(равновесия); на фиг. 7— разрез А-А йа фиг. 6, иллюстрирующий пару элементов.. принадлежащих устройству самодифференцирования в соответствии с упомянутым вторым вариантом осуществления изобретения; на фиг, 8 — вид, аналогичный виду, показанному на фиг, 6 (колесо находится в положении неустойчивого равновесия, а устройство саммодифференцирования - в рабочем положении}. .. Каждое колесо 1 и 2 имеет горизонтальные оси 3 и 4 вращения в соответствующей опаре 5 и 6, Кроме того, каждая из опор S. 6 колес установлена с возможностью вращения 80Круг вертикальной оси 7 (8).

В соответствии с этим вариантом соединение содержит два шкива 9, 10, один иэ которых (10) закреплен посредством шпонкй непосредственно на опоре 5 колеса 2(см. фиг. 3). а другой — (9) взаимодействует с устройством 11 самодифференцирования угла взаимного положения,.причем шкив 9 свободно установлен на элементе 12, являющемся основной частью устройства 11, посредством втулки 13.

В показанном на чертеже вариайте шкивы 9, 10 предназначены для ".принудительной передачи". потому они снабжены осевыми. пазами 14, взаимодействующими с зубьями 15 ремня 16 (см. фиг, 4}, причем шкивы и ремень в сборе закрыты кожухом

17).

Этот вид передачи, не имеющий никакого люфта; обеспечивает практически совер5 шенную связь колес 1, 2, позволяющую колесам совершать большое совместное и одновременное поворотное движение.

Следовательно, такой вид соединения, .. по-видимому, является очень подходящим

10 для ручных тележек, предназначенных для универсамов.

Устройство 11 самодиференцирования угла положения в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения со15 держит основной элемент 12, составляющий одно целое с опорой 6 колеса 1.

На основном элементе .12 установлен первый упор 18, а на шкиве 9 — второй упор

19.

20 К первому 18 и второму 19 упорам прицеплены соответственными концами упругие средства, в данном случае представляющие, собой две противодействующие пружины 20, 21 растяжения, дейст-

25 вующие в противоположных направлениях относительно вертикальной оси, в результате чего пружины 20, 21 заставляют упоры 18, 19 занимать диаметрально,противоположное положение относительно друг друга.

30 Пружины 20, 21, соответствуя грузу, который может быть перевезен на ручной тележке, осуществляют дифференцирующую связь между колесами 1, 2.

При движении по криволинейной траек35 тории угловое положение колес никогда не бывает одинаковым для обоих колес, устройство 11 самодифференцирования осуществляет немедленный поворот колеса 1 в идеальное и именно то угловое положение, 40 зависящее от перемещений тележки, производимых оператором.

Очевидно, что в четырехколесной ручной тележке два соединения упомянутого выше типа образуют систему колес,.которая

45 позволяет оператору немедленно и безотчетно толкать или тащить тележку в любом направлении и, кроме того, позволяет полностью избежать проблем, возникающих в результате внезапного и произвольного из50 менения ориентации одного или нескольких колес.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения одно из колес четырехколесной ручной тележки

@» вышеупомянутого типа снабжают системой подвески, действующей в вертикальном направлении, причем из соображений экономии упомянутую систему. подвески обычно устанавливают на колесе, не имеющем.устройства самодифференцирования.

1828439 установлен на опоре 6 с возможностью сво- а родного вращения вокруг оси 7.. ш

Этот вариант, который на чертежах не показан, обеспечивает тележке возмож ность автоматически приспосабливаться к поверхности, по которой катятся колеса, компенсируя указанным образом всякие дефекты, которые могут быть на поверхности.

На фиг. 5-8 показан второй вариант устройства в соответствии.с изобретением;

Поворотное колесо 1 (см. фиг. 5) установлено с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси 2 в опоре 6 колеса. Кроме того, опора 6 колеса установлена с возможностью вращения вокруг вертикальной оси 7, В данном случае эта ось выполнена в виде вала 22, один конец которого снабжен резьбой и укреплен в раме тележки посредством гайки.

В случае, показанном на фиг, 5; соединение .содержит шкив 9, свободноустановленный на оси 7 посредством втулки 13.

Соединение оси 7 с опорой 6 обеспечено путем вставления оси 7 в глухое отверстие в опоре 6, причем конец упомянутого глухого отверстия снабжен шайбой 23, образующей контактную поверхность для кончика вала 22, а вал 22 и опора 6 соединены посредством штифта 24, вставленного в гориэомтальное отверстие в опоре 6 в районе канавки, расположенной близко к кончику вала 22.

Штифт 24 предотвращает всякое вертикальное. перемещение опоры 6 по оси 7, позволяя при этом свободное вращение опоры 6 вокруг упомянутой оси.

"B случае, когда оба соединенных колеса снабжены устройством самодифференцирования, шкив 9 взаимодействует через ремень с аналогичным шкивом, также свободно установленным на оси друго о колеса тележки, причем очевидно, что.могут быть использованы и другие аиды соединений, например соединение посредством двух зубчатых колес и цепи.

Опора 6 колеса 1 также несет. на себе устройство самодиференцирования угла положен ия.

Устройство самодифференцирования содержит первый упор 18, состав. ляющий одно целое с опорой 6, и второй упор 19, составляющий одно целое со шкивом 9.

Упомянутые первый 18 и второй 19 упоры взаимодействуют с двумя поворотными элементами (секторами) 25, 26, которые идентичны друг другу и наложены один на

° . другой..

Каждый из секторов 25; 26 (см. фиг. 6-8) Каждый элемент 25. 26 содержит (см. фиг. 6, 7, 8) соответственно первый выступ

27 (28) и второй выступ 29 (30), причем оба выступа выполнены с возможностью взаи5 модействия с первым 18 и вторым 19 упорами таким образом, как подробно описано ниже.

Вблизи одного конца второго выступа

29 (30) обоих элементов 25, 26 установлен

10 палец 31 (32) соответственно.

Упомянутые пальцы, когда они установлены, взаимодействуют с упругим средст- вом. в данном случае, с винтовой пружиной

33, концы которой прицеплены к пальцам

15 31, 32, причем пружина 33 размещена в канавке, образованной между двумя наложенными один на другой элементами 25, 26.

Устройство самодифференцирования в . соответствии с вторым вариантом осущест20 вления изобретения действует следующим образом.

На фиг. 6 колесо 1 тележки показано в так называемом положении покоя (равновесия), при котором оба соединенных колеса параллельны друг другу и ориентированы вдоль продольной оси тележки, которая если бы ее толкали в направлении, параллельном направлению этой оси. двигалась бы прямолинейно.

30 . Это.относится к случаю, когда каждое иэ двух колес снабжено устройством самодифференцирования, и к случаю, когда таким устройством снабжено только одно колесо, причем другое колесо соединено с первым

35 посредством соединения, состоящего, например. иа ремня и шкивов.

Как показано на фиг. 6, при таком положении покоя одно ребро первых выступов

27, 28 обоих элементов 25, 26 находится в

4к0 контакте с первым упором 18, а одно ребро вторых выступов 29, 30 элементов 25, 26 . находится в контакте с упомянутым вторым упором 19. . Это положение покоя (равновесия), при

45 котором вертикальные оси обоих упоров 18, 19 и ось 7 находятся в одной и той же вертикальной плоскости, проходящей через центр колеса 1, обеспечивают посредством действующего в. направлении стрелок Х-Х

50 тягового усилия, создаваемого посредством пружины 33 на пальцах 31, 32. присоединенных к элементам 25, 26.

На фиг. 8 показано теоретическое неустойчивое рабочее положение, подходя55 щее для .разъяснения перемещения пружины 33..

В этом положении колесо 1 только что было подвергнуто внезапному отклонению направлении по часовой стрелке, причем кив 9 (см. фиг. 5) и упор 19, составляющий

1828439

25

40

55 с ним одно целое, остаются на мгновение в положении покоя.

Вслед за этим отклонением упор 18, составляющий одно целое с опорой колеса, тоже подвергаетсл соответствующему отклонению в направлении по часовой стрелке, что вызывает поворот элемента 26 вокруг оси T посредством упомянутого первого выступа 28.

Элемент 26 снабжен пальцем 32, к которому прицеплен один конец пружины 33 и, следовательно, пружина 33 подвергается резкому растяжению в направлении пс ча. совой стрелке.

Однако, как было указано ранее, это состояние совершенно неустойчиво, поскольку упругость пружины 33 вызывает. в этот же момент поворот в направлении по часовой стрелке пальца 31, к которому прицеплен.другой конец пружины ЗЗ.

Упомянутый палец 31 составляет одно целое с элементом 25, который давит теперь в направлении по часовой стрелке на упор

19, составляющий одной целое со шкивом 9 (см, фиг. 5);

В свою очередь шкив 9 nоворачивается в направлении по часовой стрелке и через посредство соединительного ремня действует на шкив другого колеса, который передает этому. другому колесу поворотное движение.

Вслучае,,когда оба соединительных колеса снабжены устройством самодифференцирования угла взаимного положения (а это соответствует наиболее предпочтительному варианту осуществления изобретения), всякое изменение направления каждого из двух колес автоматически передается другому колесу, причем в это же время усилие, создаваемое пружиной в одном устройстве самадифференцирсвания, ответно взаимодействует с усилием, создаваемым пружиной, находящейся в другом устройстве самодифференцирования, Этот взаимный обмен усилиями приво. дит к тому, что оба колеса непрерывно устанавливаются таким образом, что их соответственные оси 220 вращения ориентируются в направлении мгновенного центра поворота, .определяемого изменением направления движения ручной тележки, причем важно отметить, что такое положение.представляет собой идеальное. теоретическое положение. которое занимали бы колеса в случае, когда они были бы идеально выполнены и независимо (т. е. без соединения) установлены на тележке, а полы были бы ровными и гладкими без каких-либо неровностей.

Эффект самадифференцирования соединенных колес ясна проявляется при наличии на полу неровностей.

Действительно, когда из-за каких-либо помех происходит отклонение одного из колес от его идеальной траектории движения, другое колесо, которое при этом движется по его идеальной траектории, заставляет первое колесо вернуться в правильное положение посредством устройства самодифференцирования, которое действует с тем большей упругой силой, чем больше отклонение первого колеса от его идеальной траектории движения.

Очевидно, что взаимное дифференцирование углового положения колес позволяет оператору прикладывать наименьшее необходимое усилие для отклонения ручной тележки от прямолинейной траектории, Следует отметить, что простое соединение двух колес посредством ремня и шкивов недостаточна для решения проблемы, лежащей в основе изобретения, Действительно, если бы два колеса, снабженных шкивами, были лишь соединены посредствам ремня и не имели устройства дифференцирования, то они постоянно были бы расположены параллельно друг другу, а это значительно увеличивает трение между ними и полом и, следовательно, усилие, прилагаемое.операторам при изменении направления движения тележки.

В случае, когда только одна из колес снабжено устройством самадифференцирования, хотя, как показали проведенные зксперименты, трение между колесами и грунтам (и, следовательно, усилие оператора) значительно уменьшается, но чувствительность по эффекту дифференцирования на колесах тележки ниже; чем вслучае,,когда оба колеса пары снабжены устройствам в соответствии с изобретением.

Формула изобретения

1. Устройство самодифференцирсвания угла взаимного положения поворотных колес, каждое из которых установлено с возможностью вращения вокруг соответственно горизонтальной оси в опоре колеса, установленной с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, по крайней мере одна пара колес соединена посредством гибкого зубчатого элемента, охватывающего зубчатые колеса, установленные на вертикальных осях, зубчатое колесо, установленное на аси первого колеса, о ти и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем осуществления корректировки угла положения поворотных колес, зубчатое колесо. размещенное на оси

1828439 второго колеса, установлено с возможностью свободного поворота относительно его опоры и снабжено механизмом, установленным на оси второго колеса с возможностью взаимодействия с зубчатым колесом и опорой второго колеса и выполненным в виде упругого средства.

2 Устройство поп.1, от.л ича ющеес я тем, что гибкий зубчатый элемент выполнен в виде ремня.

3. Устройство по и. 1, отлич а ю щвес я тем, что механизм содержит шайбу, выполненную за одно целое с опорой второго колеса, и первый упор, расположенный на шайбе.

4. Устройство по и. 3, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что упругое средство содержит две диаметрально противоположные винтовые пружины, взаимодействующие соответственно с первым упором, расположенным на шайбе и с вторым упором, расположенным на зубчатом колесе второго колеса.

5.Устройство поп.1, отл ичающеес я тем, что зубчатое колесо установлено на опоре первого колеса с возможностью свободного поворота вокруг вертикальной оси.

6. Устройство по и. 5 и одним из пп. 1, 3 и4,отличающееся тем,чтомеханиэм снабжен третьим упором, расположенным на опоре второго колеса.

7. Устройство по и. 6, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что механизм выполнен s виде первого и второго поворотных элементов, установленных один на другом с возможностью свободного вращения вокруг вертикальной оси и пружины, расположенной

5 между ними, причем поворотные элементы установлены с возможностью взаимодействия с третьим упором и с четвертым упором, выполненными за одно целое с зубчатым колесом, установленным на оси второго ко10 леса.

8. Устройство по и. 7, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что первый и второй поворотные элементы выполнены одинаковыми и снабжены канавкой для размещения пружины.

15 9.Устройство гюп.8,отлича ющеес я тем, что каждый из поворотных элементов снабжен пальцем для крепления одного конца пружины.

10. Устройство по и. 9, о т л и ч а ю щ е20 е с я тем, что первый и второй поворотные элементы снабжены каждый одним выступом для взаимодействия с третьим упором и вторым выступом для взаимодействия с четвертым упором.

25 11. Устройство по пп. 1-10, о т л и ч а ющ е е с я тем, что в положении статического равновесия при поднятых от грунта колесах оси первого и второго, третьего и четвертого упоров размещены в одной плоскости с

30 вертикальной осью второго колеса, 12. Устройство по пп. 1-1 1, от л и ч а ющ е е с я тем, что по крайней мере одно из колес ручной тележки снабжено подвеской.

1828439

1828439.Р

Составитель В,Ионова

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор М.Ткэч

Редактор Т.Иванове

Звквз 2364 роизводственно-издательский комбинат Пэт т этент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 303

ВНИИПИ Государственного комитета оо из комитета оо изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

35, Москва, Ж-36, Рэуысквя нзб., 4/5