лебедка

Формула изобретения

1. Лебедка, содержащая корпус, фрикционный тросовый барабан, кинематически связанный через трубчатый вал, проходящий внутри консольной цапфы, и через планетарный редуктор с приводным валом электродвигателя, отличающаяся тем, что барабан установлен с фиксацией осевого положения посредством разъемного ограничителя, а на цапфе дополнительно установлена с возможностью вращения катушка с намотанным и закрепленным внутренним концом на ней в один ряд плоским ременным тросом, которая имеет разъемное штифтовое соединение с фрикционным барабаном по сопрягаемой поверхности, при этом трубчатый вал снабжен фланцем, с которым жестко соединена подвижная коронная шестерня безводильной планетарной передачи с тремя центральными колесами, включающей двухвенцовые сателлиты, входящие в зацепление с приводной солнечной шестерней венцами, также входящими в зацепление с неподвижной некоррегированной коронной шестерней, принадлежащей кольцеобразному корпусу лебедки, венцы сателлитов разделены опорным кольцом и сателлиты установлены между упорными торцевыми кольцами, с одним из которых контактируют регулировочные винты, принадлежащие подвижной коронной шестерне, которая установлена посредством радиально-упорного подшипника на корпусе.

2. Лебедка по п. 1, отличающаяся тем, что венцы каждого сателлита имеют одинаковое количество зубьев, смещенных по своей начальной окружности относительно друг друга на величину, равную произведению шага зубьев на отношение разницы зубьев коронных шестерен к числу сателлитов, и соединены между собой заклепками, расположенными по окружности, коаксиальной оси сателлита, а число заклепок кратно числу сателлитов.

3. Лебедка по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно установлена с возможностью вращения стаканообразная обойма катушки, снабженная щелевым клюзом, через который пропущен плоский ременный трос с крепежным полукольцам, при этом между катушкой и обоймой установлен упорный подшипник.

4. Лебедка по п. 1, отличающаяся тем, что разъемный ограничитель осевого положения барабана выполнен в виде пружинно-шарикового фиксатора, входящего в проточки трубчатого вала, при этом на незакрепленном конце трубчатого вала выполнена проточка под стопорное кольцо шпоночного соединения с фрикционным барабаном, который снабжен соединительным штифтами, равномерно расположенными по окружности, коаксиальной оси барабана.

5. Лебедка по п. 1, отличающаяся тем, что ручной приводной вал солнечной шестерни планетарного редуктора снабжен диаметральным торцевым пазом для сопряжения с торцевым диаметральным шипом вала рукоятки аварийного привода, установленного в режиме ручного привода внутри трубчатого вала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к подъемно-транспортным устройствам и может быть использовано для самовытаскивания буксующего автомобиля и грузоподъемных работ.

Известны варианты автомобильной лебедки с приводом от коленвала двигателя автомобиля, содержащие планетарный волновой редуктор, передающий вращение на фрикционный или тросовый барабан с тросом круглого сечения, один из концов которого закрепляется на грунтозацепе [1].

Однако такие лебедки невозможно использовать на автомобиле с заглохшим двигателем и на автомобилях новой компоновки с поперечным расположением двигателя.

Наиболее близкой по конструкции к предлагаемому изобретению является автомобильная лебедка с приводным электродвигателем, кинематически связанным с планетарной передачей, которая через обгонную муфту соединена с тросовым барабаном, размещенным на консольной цапфе корпуса лебедки [2].

Редуктор известной лебедки плохо согласуется с высокооборотными малогабаритными электродвигателями, так как применение таких двигателей приводит к конструктивному исполнению зубчатой передачи с таким большим модулем зубьев, что не обеспечивает достаточной величины редукции, и поэтому по передаточному отношению редуктор известной лебедки не способен конкурировать с новой разновидностью планетарных редукторов, разработанных на базе типовой кинематической схемы ЗК [3] . При использовании лебедки трос обязательно удерживается рукой оператора, что не во всех случаях удобно, хотя и не требует больших усилий.

Техническая задача заявляемого изобретения заключается в улучшении эксплуатационных параметров лебедки, упрощении изготовления, регулировки и использовании лебедки со встроенным планетарным редуктором, обладающим большим передаточным отношением и хорошо согласующимся с малогабаритным и слаботочным электродвигателем, который обеспечивает самовытаскивание застрявшего автомобиля энергией заряженного аккумулятора даже при заглохшем двигателе автомобиля.

Для решения этой технической задачи предлагается автомобильная лебедка, содержащая корпус, фрикционный тросовый барабан, кинематически связанный через трубчатый вал, проходящий внутри консольной цапфы, и через планетарный редуктор с приводным валом электродвигателя. В частности, трубчатый вал имеет проточку под стопорное кольцо шпоночного соединения с фрикционным барабаном. Барабан установлен с фиксацией осевого положения посредством разъемного ограничителя в виде пружинно-шарикового фиксатора, входящего в проточки трубчатого вала, а на цапфе дополнительно установлена с возможностью вращения катушка с намотанным и закрепленным внутренним концом на ней в один ряд плоским ременным тросом. Катушка имеет разъемное штифтовое соединение с фрикционным барабаном по сопрягаемой поверхности, при этом штифты фрикционного барабана расположены по окружности коаксиальной оси барабана. Трубчатый вал снабжен фланцем, с которым жестко соединена подвижная коронная шестерня безводильной планетарной передачи типа ЗК, включающей двухвенцовые сателлиты, входящие в зацепление с приводной солнечной шестерней лишь венцами, также входящими в зацепление с неподвижной некоррегированной коронной шестерней, принадлежащей кольцеобразному корпусу лебедки, сателлиты разделены опорным кольцом и установлены между двумя упорными торцевыми кольцами, с одним из которых контактируют регулировочные винты, принадлежащие подвижной коронной шестерне, которая установлена посредством радиально-упорного подшипника на корпусе лебедки.

Планетарный редуктор заявляемой лебедки характеризуется тем, что венцы каждого сателлита имеют одинаковое количество зубьев, смещенных по своей начальной окружности относительно друг друга на величину, равную произведению шага зубьев на отношение разницы зубьев коронных шестерен к числу сателлитов, и соединены между собой заклепками, расположенными коаксиально оси сателлита, а число заклепок кратно числу сателлитов.

Лебедка дополнительно снабжена стаканообразной обоймой катушки со щелевым клюзом, через который пропущен плоский ременный трос с крепежным полукольцом, а между катушкой и обоймой установлен упорный подшипник.

В режиме ручного привода внутри трубчатого вала установлен вал рукоятки аварийного привода, снабженный торцевым диаметральным шипом для сцепления с диаметральным торцевым пазом приводного вала солнечной шестерни планетарного редуктора.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показан продольный разрез лебедки со встроенным планетарным редуктором.

Лебедка содержит неподвижный кольцеобразный корпус 1, с которым жестко соединена цапфа 2, снабженная на закрепленном конце фланцем 3 и консольно закрепленная при помощи крепежных лапок 4 на крепежной площадке бампера или защитной решетке автомобиля. Внутри цапфы 2 расположен выходной трубчатый вал 5, также снабженный на внутреннем закрепленном конце фланцем 6, к которому жестко прикреплена подвижная коронная шестерня 7 планетарного редуктора. По периметрам фланца 6 и шестерни 7 выполнены беговые дорожки радиально-упорного подшипника 8 с опорой этих деталей вращения на корпус 1. Катушка 9 и фрикционный барабан 10 сопряжены торцевыми поверхностями, состыкованы посредством разъемного штифтового соединения 11 и насажены на цапфу с расположением барабана со стороны незакрепленного конца цапфы. Соединительные штифты 11 расположены по окружности, коаксиальной оси барабана для удобства соединения катушки и барабана в отсутствие обзора сопрягаемых поверхностей. Катушка 9 имеет подшипниковую опору 12, которая зафиксирована стопорным кольцом 13. На катушке 9 намотан в один ряд плоский ременный трос 14, внутренний конец которого закреплен на катушке, например, при помощи шплинта 15, а внешний конец пропущен через щелевой клюз 16 обоймы 17 катушки и снабжен крепежным полукольцом 18. Обойма 17 выполняет функцию защитного кожуха, а также служит средством контроля полной укладки ременного троса на катушке. Между обоймой 17 и катушкой 9 установлен подшипник 19. Барабан 10 кинематически связан с трубчатым валом 5 посредством шпонки 20. Осевое смещение барабана ограничено стопорным кольцом 21 и, например, пружинно-шариковым фиксатором 22, выполненным на реборде барабана со стороны незакрепленного конца трубчатого вала и заходящим в проточки вала 5.

Часть внутреннего диаметра корпуса 1 выполнена в виде неподвижной некоррегированной коронной шестерни 23 планетарного редуктора В лебедке применена безводильная планетарная передача типа ЗК. Редуктор также содержит двухвенцовые сателлиты 24. Венцы этих сателлитов 24 снабжены крепежными отверстиями, расположенными по окружности, коаксиальной их оси, и стянуты между собой заклепками 25 так, что между ними свободно размешается плавающее опорное кольцо 26. Причем количество крепежных отверстий и заклепок 25 кратно количеству сателлитов. Сателлиты 24 размещены между двумя упорными торцевыми кольцами 27, изготовленными из материала с малым коэффициентом трения относительно материала сателлитов, например бронзы. С одним из колец контактируют регулировочные винты 28, принадлежащие подвижной коронной шестерне 7, при помощи которых устанавливается осевое расстояние между упорными торцевыми кольцами для обеспечения свободы вращения сателлитов с минимально возможным осевым перекосом. Венцы каждого сателлита 24 имеют одинаковое количество зубьев, смещенных по своей начальной окружности относительно друг друга на величину, равную произведению шага зубьев на отношение разницы зубьев коронных шестерен 7 и 23 к числу сателлитов. Это смещение обеспечивается тем, что в процессе изготовления венцов зубья нарезаются в сборе на технологической оправке с контрольными штифтами, проходящими через крепежные отверстия, вместо заклепок 25, после чего венцы снимаются с оправки и поворачиваются относительно друг друга на соответствующее число отверстий в венцах сателлитов, которые соединяются заклепками 25. Сателлитные венцы, входящие в зацепление с некоррегированной коронной шестерней 23, имеющей на один зуб больше, чем у подвижной шестерни 7, входят в зацепление с солнечной шестерней 29, которая выполнена как единое целое с полым валом, соединенным при помощи торцевого паза и поперечного штифта 30 с приводным валом электродвигателя 31. При этом сам полый вал установлен на подшипниках, один из которых 32 запрессован в торцевую крышку 33 корпуса лебедки с прикрепленным электродвигателем, а другой подшипник 34 служит опорой на полом валу коронной шестерни 7.

На торцевой части полого вала солнечной шестерни 29 имеется диаметральная прорезь для сцепления с диаметральным шипом вала съемной рукоятки 37 ручного привода, проходящим внутри трубчатого вала 5.

Для работы предлагаемая лебедка устанавливается на автомобиле и подключается к его бортсети, что обуславливает вращение электродвигателя 31 в режиме холостого хода с минимальным током потребления. Через поперечный штифт 30 и солнечную шестерню 29 это вращение передается сателлитам 24, которые за каждый полный оборот обеспечивают смещение подвижной коронной шестерни 7 относительно неподвижной 23 всего на один зуб. Через трубчатый вал 5 и шпонку 20 это замедленное вращение передается фрикционному барабану 10, которым можно пользоваться для протяжки круглого троса неограниченной длины. Для этого водитель автомобиля один конец троса прикрепляет к соответствующему грузу или грунтозацепу и накладывает 3-4 витка троса на фрикционный барабан. Пока находящийся в руках у водителя конец троса не натянут, его витки свободно проскальзывают по поверхности фрикционного барабана, не создавая никакой тяги на его грузовом конце. При натяжении свободного конца троса на его грузовом конце происходит фрикционное усиление силы тяги в сотни раз, так как каждый последующий виток троса прижимается к поверхности фрикционного барабана 10 сильнее предыдущего. В процессе перемотки трос смещается в сторону реборды на незакрепленном конце лебедки, где происходит выход троса из сцепления с фрикционным барабаном. Для уменьшения силы тяги грузового конца троса или полного прекращения его протяжки достаточно ослабить натяжение свободного конца, тогда вращение фрикционного барабана будет сопровождаться проскальзыванием витков троса по его поверхности, то есть все управление лебедки сводится к соответствующему натяжению рукой свободного конца круглого троса относительно малой силой водителя. Если при этом штифты 11 фрикционного барабана 10 находятся в зацеплении с соответствующими отверстиями катушки 9, то она беспрепятственно вращается синхронно с барабаном 10 вместе с намотанным на ней ременным тросом 14 и обоймой 17.

Если водитель застрявшего автомобиля желает быстро воспользоваться всегда готовым к применению плоским ременным тросом 14, входящим в состав лебедки, то он должен сначала переместить фрикционный барабан 10 в крайнее положение, в сторону незакрепленного конца консольной цапфы. При этом выходят из зацепления фиксатор 22 и штифты 11. Тем самым катушка 9 выводится из сцепления с барабаном. Разматывая ременный трос 14 за крепежное полукольцо 13, водитель прикрепляет его к какому-либо грунтозацепу, например дереву. Затем водитель снова вводит в сцепление между собой фрикционный барабан и катушку, при необходимости выполняя подстроечные вращательные движения для посадки штифтов в соответствующие отверстия катушки. В результате происходит обратная намотка ремня 14 на катушку 9 при неподвижной обойме 17 со щелевым клюзом 16, так как сила трения скольжения между обоймой 17 и корпусом лебедки 1 превышает силу трения качения упорного подшипника 19, приложенную между обоймой 17 и катушкой 9. Коэффициент передачи редуктора лебедки и момент полного торможения электродвигателя 31 выбраны так, что при максимально допустимой нагрузке на грузовом конце ременного троса 14 ток потребления электродвигателя возрастает настолько, что происходит выключение теплового предохранителя в цепи питания электродвигателя (предохранитель на чертеже не показан).

Благодаря самоторможению планетарного редуктора типа ЗК самопроизвольной размотки ременного троса 14 не происходит, и в случае использования нереверсивного электродвигателя 31 водитель может воспользоваться рукояткой ручного привода, вставленной в осевое отверстие трубчатого вала 5, для размотки или подмотки натянутого ременного троса 14.

По окончании процесса самовытаскивания автомобиля или погрузочно-разгрузочных работ водитель освобождает крепежное полукольцо 18 и включает электродвигатель 31, который обеспечивает полную намотку ременного троса 14 в автоматическом режиме, так как после упора полукольца 18 в щелевой клюз 16 вся обойма 17 будет беспрепятственно вращаться до остановки электродвигателя 31. При необходимости плоский ременный трос 14 может быть использован в качестве буксирного троса, размотав его на требуемую длину.

Благодаря совместной компоновке фрикционного барабана и ременной катушки значительно расширяются функциональные возможности предлагаемой лебедки, обеспечивающей самовытаскивание автомобиля даже при заглохшем двигателе внутреннего сгорания, при работе которого она значительно облегчает производство погрузочно-разгрузочных работ, проведение спасательных работ и подъем горнолыжников при помощи закольцованного троса, протягиваемого через фрикционный барабан лебедки, не нуждающийся в автоматическом тросоукладчике для намотки своего ремня в процессе работы.

Источники информации

1. RU 2136577 C1, кл. В 66 D 1/14, 10.09.1999, БИ 25.

2. RU 2099276 C1, кл. B 66 D 1/22, 20.12.1997, БИ 35.

3. RU 2122668, кл. F 16 H 1/28, 27.11.1998, БИ 33.