коробка передач, в частности, для систем передач в устройствах для дозирования гранулированных материалов

Формула изобретения

1. Коробка передач, в частности, для систем передач в устройствах (2) для дозирования гранулированных материалов и/или материалов в порошковой форме, содержащая входной коленчатый вал (5) привода и выходной вал (6) привода, причем на выходном валу (6) привода имеется, по меньшей мере, одна пара соосных колес (8) свободного хода, на каждом из которых конец соответствующего соединения (10), несущий средство подвижной точки опоры, является активным, при этом противоположный конец каждого соединения приводится в возвратно-поступательное колебательное движение относительно средства точки опоры эксцентриковым устройством, расположенным на входном коленчатом валу (5) привода для преобразования возвратно-поступательного колебательного движения в прерывистое вращательное движение каждого колеса (8) свободного хода и, следовательно, вызывающего вращательное движение выходного вала (6) привода в заранее выбранном направлении вращения, причем входной коленчатый вал (5) привода содержит, по меньшей мере, одну пару кривошипов с эксцентриковыми штифтами (11), а каждое соединение (10) содержит соответствующий элемент (13), по существу, подобный соединительной тяге, имеющий первый конец (13а), кинематически соединенный с соответствующим колесом (8) свободного хода, и второй, противоположный конец (13b), шарнирно соединенный с соответствующим эксцентриковым штифтом (11) входного коленчатого вала (5) привода с возможностью вращательного и поступательного движения относительно эксцентрикового штифта (11), при этом средство подвижной точки опоры содержит для каждого элемента (13) соединительной тяги соответствующий штифт (18) точки опоры, причем каждый штифт (18) точки опоры выполнен с возможностью регулирования между противоположными концами (13а, 13b) элемента (13) соединительной тяги для образования различных плечей (B1, B2) рычага между упомянутыми концами и, следовательно, регулировки передаточного отношения между входным коленчатым валом (5) привода и выходными валом (6) привода коробки передач, отличающаяся тем, что каждый штифт (18) точки опоры имеет первый конец (18а), закрепленный на стационарной конструкции коробки передач, и провотиположный, второй конец (18b), закрепленный на соответствующем элементе (13) соединительной тяги для образования центра вращения упомянутого элемента (13) соединительной тяги при возвратно-поступательном колебательном движении относительно входного коленчатого вала (5) привода, причем упомянутый первый конец (18а) штифта (18) точки опоры устанавливается с возможностью скольжения по стенке (3а, 3b) кожуха (3) коробки передач, а второй конец (18b) упомянутого штифта (18) точки опоры соединен с ползуном с возможностью вращения и скольжения в седле (21), образованном в соответствующем элементе (13) соединительной тяги.

2. Коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что на каждом из элементов (13) соединительной тяги имеются направляющие средства для направления второго конца (13b) соединительной тяги на соответствующем эксцентриковом штифте (11) входного коленчатого вала (5) привода при эксцентриковом вращательном движении эксцентриковых штифтов (11) относительно оси вращения (X) входного коленчатого вала (5) привода.

3. Коробка передач по п.2, отличающаяся тем, что направляющие средства содержат на каждом элементе (13) соединительной тяги соответствующий удлиненный щелевидный участок (16), который можно соединять с возможностью скольжения с соответствующим эксцентриковым штифтом (11).

4. Коробка передач по п.3, отличающаяся тем, что щелевидный участок (16) является удлиненным в направлении, поперечном оси вращения (X) входного коленчатого вала (5) привода коробки передач.

5. Коробка передач по п.3 или 4, отличающаяся тем, что щелевидный участок (16) открыт на втором конце (13b) элемента (13) соединительной тяги.

6. Коробка передач по п.5, отличающаяся тем, что открытый щелевидный участок (16) образован парой противоположных, параллельных и отстоящих стенок (16а, 16b), между которыми с возможностью скольжения устанавливается соответствующий эксцентриковый штифт (11) входного коленчатого вала (5) привода.

7. Коробка передач по п.6, отличающаяся тем, что между стенками (16а, 16b) щели (16) и эксцентриковым штифтом (11) вставлен, по меньшей мере, один ползун (17), причем ползун (17) имеет первую поверхность (17а) и вторую поверхность (17b), которые находятся в скользящем контакте со стенками щели (16) и с эксцентриковым штифтом (11) соответственно.

8. Коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что эксцентриковые штифты (11), расположенные в кривошипах входного коленчатого вала (5) привода, смещены на 180° относительно оси вращения (X) входного коленчатого вала (5) привода.

9. Коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что каждое из колес (8) свободного хода содержит внутреннее кольцо (8а), прикрепленное шпонками к выходному валу (6) привода, и внешнее кольцо (8b), соосное с ним и выполненное с возможностью свободного вращения или с передачей крутящего момента в зависимости от направления относительного вращения колец, причем каждый элемент (13) соединительной тяги шарнирно соединен на первом его конце (13а) с участком (9) манжеты, закрепленным на внешнем кольце (8b) с возможностью вращения вместе с ним.

10. Коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что второй конец (18b) штифта точки опоры направляется в седле (21) с помощью введения ползуна (21а), зацепленного с возможностью скольжения в седле (21) и соединенного с возможностью вращения с эксцентриковым штифтом (11).

11. Коробка передач по п.1 или 10, отличающаяся тем, что седло (21) проходит от первого конца (13а) соединительной тяги ко второму, противоположному концу (13b) соединительной тяги.

12. Коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что имеются средства силового привода, действующие на штифты (18) точки опоры для перемещения положения точки опоры относительно соединительной тяги регулируемым способом, коррелируемым с заданным передаточным отношением между входным коленчатым валом (5) привода и выходным валом (6) привода коробки передач.

13. Коробка передач по п.12, отличающаяся тем, что средства силового привода содержат для каждого штифта (18) точки опоры рычажный механизм (23), свободный конец которого соединен с возможностью вращения с валом (24) управления, а другой шарнирно соединен со штифтом (18) точки опоры с возможностью вращательного/поступательного движения между штифтом (18) точки опоры и рычажным механизмом (23).

14. Коробка передач по п.13, отличающаяся тем, что каждый штифт (18) точки опоры закреплен на соответствующем рычажном механизме (23) путем введения между ними ползуна (26), зацепленного с возможностью скольжения в седле (27) рычажного механизма (23) и соединенного с возможностью вращения со штифтом (18) точки опоры.

15. Коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что она предназначена для управления передачей к соответствующим дозиметрическим элементам в дозиметрическом устройстве для дозированной подачи гранулированных материалов и/или материалов в порошковой форме, в частности для машин распределения упомянутых материалов.

16. Коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что она предназначена для управления передачей к соответствующим дозиметрическим элементам в дозиметрическом устройстве для дозированной подачи гранулированных материалов и/или материалов в порошковой форме, в частности для машин распределения упомянутых материалов, причем упомянутое дозиметрическое устройство установлено на сельскохозяйственной посевной машине.

Описание изобретения к патенту

Предложены коробка передач, в частности для систем передач в устройствах для дозирования гранулированных материалов, и дозиметрическое устройство, содержащее коробку передач.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к коробке передач, в частности для систем передач в устройствах для дозирования гранулированных материалов, согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Изобретение также относится к устройству для дозирования гранулированных материалов и/или материалов в форме порошка, содержащему коробку передач вышеупомянутого типа.

Уровень техники

Изобретение относится, в частности, но не исключительно, к технической области устройств для распределения и дозирования гранулированных материалов, таких, например, как материалов, которые широко используют в сельскохозяйственных посевных машинах, в которых имеется необходимость подачи материала и управления расходом при подаче в течение некоторого времени, и, в частности, необходимость изменения расхода при подаче в заданном диапазоне значений.

В этой области известны дозиметрические устройства, имеющие передаточный вал, на котором расположены элементы ограничения потока, и который можно соединять для вращения с ведущим валом путем введения между ними коробки передач, посредством которой регулируется скорость на выходе, и следовательно, расход, обеспечиваемый распределителем. Обычное и предпочтительное применение обеспечено для частоты вращения выходного вала, которая регулируется посредством коробки передач с колесами свободного хода. В этих коробках передач, на выходном валу в основном расположены два колеса свободного хода; причем колеса свободного хода отличаются профилем контактных корпусов, которые установлены внутри них таким образом, например, чтобы обеспечивать передачу крутящего момента или свободный ход согласно относительным направлениям вращения внутреннего кольца и внешнего кольца, которые составляют колесо свободного хода.

Каждое из колес свободного хода подвергается воздействию на одном конце соединения с подвижной точкой опоры; противоположный конец соединения приводят в возвратно-поступательное движение с помощью контакта с соответствующим кулачком, прикрепленным шпонками к входному валу коробки передач. Эксцентриситет кулачков и их относительное смещение выполнены с возможностью, например, преобразования возвратно-поступательного движения соединений в прерывистое вращательное движение колес свободного хода, для вращения выходного вала в заданном направлении вращения и с заданной скоростью вращения. Регулировка положения подвижной точки опоры, которая расположена в положении между противоположными концами соединения, определяет заранее выбранное передаточное отношение между входным валом и выходным валом коробки передач. Коробка передач, имеющая вышеописанные признаки, известна из патента Германии DE 844522. Кроме того, имеется пружина с функцией упругого смещения для возврата каждого колеса свободного хода в начальное положение после каждой половины оборота входного вала (кулачки обычно смещаются на 180°). Пример коробки передач, разработанной для применений в дозиметрических устройствах посевных машин, известен из патента Германии DE 3615819.

Описание изобретения

Основная цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы создать коробку передач для применений вышеупомянутого типа, в которой вращательное движение выходного вала коробки передач, который подвергают прерывистому и возвратно-поступательному движению каждого из колес свободного хода, прикрепленного к нему, передается более равномерно.

Другая цель состоит в том, чтобы обеспечить действие элементов коробки передач, независимо от каких-либо упругих средств смещения, таких как в известных решениях, так, чтобы напряжения, действующие на эти элементы, были по существу равномерными при соответствующих частотах вращения, и независимыми от положения, в котором установлена коробка передач.

Эти и другие цели, которые будут указаны ниже, достигнуты посредством создания коробки передач согласно изобретению, выполненной в соответствии с прилагаемой формулой изобретения.

Краткое описание чертежей

Отличительные признаки и преимущества изобретения станут более ясными из следующего подробного описания его предпочтительного варианта осуществления, который описан посредством неограничивающего примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 - вид в перспективе с частичным вырезом коробки передач согласно настоящему изобретению,

фиг.2 - дополнительный вид в перспективе коробки передач с фиг.1,

фиг.3 и 4 - виды в перспективе с пространственным разнесением элементов коробки передач с предыдущих чертежей,

фиг.5 и 6 - схематичные виды коробки передач с предыдущих чертежей в двух отличных кинематических конфигурациях функционирования, и

фиг.7 - вид сбоку дозиметрического устройства, имеющего коробку передач согласно изобретению с предыдущих чертежей.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения

На упомянутых чертежах коробка передач, выполненная в соответствии с настоящим изобретением и предназначенная для управления передачей в дозиметрическом устройстве 2 для гранулированных материалов, например, используемой в посевной машине, обозначена ссылочной позицией 1.

Дозиметрическое устройство 2 содержит вал управления, на который установлены дозиметрические элементы (например, мерительные колеса) и ограничивающие поток элементы в обычных конфигурациях для дозированного выхода гранулята.

Вал управления можно соединить для вращения с приводным валом посредством введения между ними коробки 1 передач для регулирования расхода подаваемого гранулированного материала в зависимости от скорости, регулируемой на выходе коробки передач.

Кожух, обозначенный ссылочной позицией 3, коробки 1 передач предназначен для размещения элементов передач и содержит две половины 3a, 3b кожуха, зажатых относительно друг друга посредством соответствующих фланцев 4.

Коробка 1 передач также содержит пару валов 5, 6 для подведения привода к коробке передач и для его выведения оттуда, соответственно, причем каждый вал поддерживается с возможностью вращения в кожухе 3 посредством соответствующих пар подшипников, обозначенных ссылочной позицией 7.

Пара соосных колес 8 свободного хода установлена на выходном валу 6.

Каждое колесо 8 свободного хода содержит внутреннее кольцо 8a, прикрепленное шпонками к валу 6, и внешнее кольцо 8b. Контактные корпуса (не показаны) вставлены между кольцами 8a, 8b и имеют конфигурации и профили такие, чтобы обеспечить передачу крутящего момента (в направлении стрелок А фиг.3) или свободного хода колеса (в направлении, противоположном стрелкам A), согласно направлению относительного вращения колец 8a, 8b. Кроме того, соответствующая манжета 9, прикрепленная шпонками к каждому внешнему кольцу 8b, закреплена для вращения с кольцом 8b и несет участок 9a, предназначенный для кинематического соединения с соответствующим соединением, обозначенным ссылочной позицией 10, которое, в свою очередь, оперативно соединено со входным приводным валом 5, как подробно описано ниже. Вал 5 для подведения привода к коробке передач имеет ось вращения X и образован парой кривошипов с эксцентриковыми штифтами 11, проходящими между радиальными плечами 12. Эксцентриковые штифты 11 предпочтительно смещены относительно друг друга на 180° относительно оси вращения X.

Каждое соединение 10 содержит элемент 13, по существу подобный соединительной тяге, и имеет первый конец 13a, шарнирно соединенный с соответствующим участком 9a колеса 8 свободного хода посредством штифта 14, и противоположный конец 13b, шарнирно соединенный с соответствующим эксцентриковым штифтом 11 коленчатого вала 5 с возможностью вращательного/поступательного движения относительно штифта 11.

Ниже подробно будет описан только один из двух элементов 13 соединительной тяги, поскольку их конструкции одинаковы.

Элемент 13 соединительной тяги имеет стержень 15, который проходит между противоположными концами 13a, 13b, и в котором имеется щелевидный участок 16, образованный противоположными, параллельными и отстоящими стенками 16a, 16b. Щель 16 удлинена в поперечном направлении относительно оси вращения X вала 5 и открыта на конце 13b соединительной тяги. Соответствующий эксцентриковый штифт 11 зацеплен с возможностью скольжения и вращения между противоположными стенками 16a, 16b щели 16 для направления соединительной тяги при эксцентриковом вращении штифта относительно оси X. Предпочтительно, соответствующий ползун 17 вставлен между каждой стенкой 16a, 16b щели 16 и штифтом 11, причем ползун 17 имеет первую поверхность 17a и вторую поверхность 17b, которые находятся в скользящем контакте со стенкой щели и со штифтом, соответственно.

На стержне 15 каждого элемента 13 соединительной тяги также имеется средство подвижной точки опоры в положении между концами 13a, 13b соединительной тяги, и которое преобразует эксцентриковое движение коленчатого вала в возвратно-поступательное колебательное движение соединительной тяги относительно точки опоры и, следовательно, вызывает прерывистое вращательное движение соответствующего колеса свободного хода, а также вращательное движение выходного вала коробки передач в том же направлении, как станет понятно из последующего описания. Подвижное средство точки опоры содержит, для каждого элемента 13 соединительной тяги, соответствующий штифт 18 точки опоры, имеющий первый осевой конец 18a, который направлен на внутреннюю поверхность соответствующей половины 3a, 3b кожуха коробки передач. Предпочтительно, конец 18a содержит головку 19 пластинчатой формы, направляемую с возможностью скольжения в седло 20 кожуха коробки передач, который показан только частично. Штифт 18 точки опоры содержит второй, противоположный осевой конец 18b, который закреплен на соответствующем элементе 13 соединительной тяги для образования центра вращения соединительной тяги относительно точки опоры.

Второй конец 18b штифта 18 точки опоры направляется с возможностью движения вдоль стержня 15 соединительной тяги скользящим и вращаемым зацеплением штифта 18 в седле 21, образованном в стержне, от конца 13a к противоположному концу 13b соединительной тяги. Штифт 18 точки опоры предпочтительно направляется в седле 21 с помощью введения ползуна 21a, который зацеплен с возможностью скольжения в седле и соединен с возможностью вращения со штифтом. Движение точки 18 опоры относительно стержня определяет различные плечи рычага, то есть расстояния между точкой опоры и соответствующими точками шарнирного сочленения каждой соединительной тяги на коленчатом валу и на колесе свободного хода, чтобы в результате регулировать передаточное отношение между входным и выходным валами 5, 6 привода коробки передач.

Средство силового привода для оперативного управления перемещением средства точки опоры вдоль стержня соединительной тяги регулируемым способом, коррелируемым с заданным отношением передачи между валами 5, 6, обозначено ссылочной позицией 22.

Средство 22 силового привода содержит, для каждого штифта 18 точки опоры, соответствующий рычажный механизм 23, имеющий свободный конец 23a, прикрепленный для вращения к валу 24 управления, который поддерживается с возможностью вращения в кожухе коробки передач посредством подшипников 25. Штифт 18 также шарнирно соединен с рычажным механизмом 23 с возможностью вращательного/поступательного движения между штифтом и механизмом рычага. Предпочтительно, каждый штифт 18 шарнирно соединен с соответствующим рычажным механизмом в промежуточном участке между его концами 18a, 18b путем введения между ними ползуна 26, зацепленного с возможностью скольжения в седле 27 рычажного механизма, и соединенный с возможностью вращения со штифтом 18 точки опоры. Следует отметить, что оба рычажных механизма 23 соединены с валом 24 управления на его противоположных осевых концах.

Коробка передач работает следующим образом.

Согласно первой кинематической конфигурации, схематично показанной на фиг.5, штифты 18 точки опоры перемещаются относительно соответствующих стержней элементов 13 соединительной тяги к такому положению, что они становятся соосными с соответствующими штифтами 14, шарнирно соединяющими соединительные тяги 13 с соответствующими колесам 8 свободного хода. Таким образом в этой конфигурации каждый элемент 13 соединительной тяги приводят в возвратно-поступательное колебательное движение относительно штифтов 18, 14 (которые являются соосными), тем самым образуя центр вращения каждой соединительной тяги.

На фиг.5 один из элементов соединительной тяги 13 показан в противоположных максимально повернутых положениях (непрерывным контуром и пунктирным контуром, соответственно), которые достигают в результате эксцентрикового движения соответствующего штифта 11. Следует понимать, что другой элемент 13 соединительной тяги (не показан) приводят в колебательное движение той же амплитуды, но со смещением на 180°. Следует отметить, что вращательное движение колес 8 свободного хода не происходит в этой кинематической конфигурации благодаря соосному расположению штифтов 18, 14 и, следовательно, вращательная скорость выходному валу 6 не передается.

Начиная с кинематической конфигурации с фиг.5, в результате выбранного заранее перемещения штифтов 18 точки опоры (вращательным действием рычажных механизмов 23 относительно оси вращения вала 24 управления), вдоль стержней элементов 13 соединительной тяги, в стержнях определяются соответствующие плечи рычага, обозначенные ссылочными позициями В1 и B2, то есть расстояния между точкой 18 опоры и точками шарнирного соединения соединительной тяги с колесом свободного хода (штифт 14) и с валом 5 (штифт 11). На Фиг.6 показана кинематическая конфигурация с заранее выбранными плечами В1 и B2 рычага. В этом случае колебательное движение каждой соединительной тяги 13 относительно штифта 18 (центра вращения) вызывает возвратно-поступательное вращательное движение внешнего кольца 8b каждого колеса 8 свободного хода посредством плеча В1. На стадии, на которой кольцо 8b вращается в направлении стрелки A, выходной вал 6 привода вращается посредством колеса свободного хода, тогда как в противоположном направлении вращение вала 6 не происходит вследствие свободного вращательного сцепления между кольцами 8a, 8b. Следует отметить, что в силу смещения в колебательном движении соединительных тяг (произведенных эксцентриковыми штифтами 11, которые смещены на 180°), для каждой половины поворота входного вала 5 привода, одно или другое колесо 8 свободного хода активно при передаче вращательного движения валу 6, таким образом, колеса 8 свободного хода активизируются поочередно. Периферийная скорость каждого колеса свободного хода (и следовательно, передаточное отношение между валами 5 и 6) зависит от отношения между плечами В1, B2 рычага.

Поэтому передаточное отношение между входным и выходным валами коробки передач регулируют посредством регулирования смещения штифтов 18 точки опоры вдоль стержня соединительной тяги. Следует отметить, что на стадии, на которой каждое колесо свободного хода вращается свободно (в направлении, противоположном стрелке A), соответствующий участок 9 манжеты (вместе с внешним кольцом 8b) вращается в противоположном, начальному колебательному положению, направлении из-за его соединительной тяги, которая непосредственно приводится эксцентриковым вращательным движением штифта 11, и поэтому на элементах 13 соединительной тяги упругие средства смещения не требуются. Кроме того, относительное скольжение между элементом 13 соединительной тяги и эксцентриковым штифтом 11, которое допускается благодаря щели 16, компенсирует изменение в длине плеча B2 в результате регулирования точки 18 опоры. В этом случае элемент соединительной тяги можно предпочтительно образовать в одной детали (не требуя относительных скользящих участков), так как компенсация длины возложена на скользящее зацепление штифта 11 шарнирного сочленения в щели 16.

Наличие щелей 16, которые открыты на свободном конце каждого элемента 13 соединительной тяги, также преимущественно упрощает операции монтажа/демонтажа элементов коробки передач.

Согласно изобретению, можно достигнуть почти непрерывного изменения скорости между валами 5 и 6 с максимальным передаточным отношением предпочтительно между "бесконечностью":1 и 4:1.

Кроме того, к входному валу 5 привода можно предпочтительно применять коэффициенты вращения от несколько сотен оборотов в минуту до 1000 оборотов в минуту или больше, в частности, в силу кинематического сцепления, согласно изобретению, между каждым элементом 13 соединительной тяги и соответствующим эксцентриковым штифтом 11 входного коленчатого вала привода.

Кинематическое сцепление между каждой соединительной тягой 13 и соответствующим колесом 8 свободного хода также означает, что нет необходимости использовать средство для возврата соединительной тяги на стадии, на которой колесо свободного хода вращается свободно. Отсутствие упругих средств смещения предпочтительно обеспечивает возможность образовывания так называемой "управляемой" кинематической цепи в коробке передач согласно изобретению, которая может также компенсировать напряжения, действующие на элементы передач, независимо от положения, в котором установлена коробка передач, улучшая универсальность коробки передач в заранее выбранных применениях.

Таким образом, коробка передач согласно изобретению предпочтительно обеспечивает более равномерное и регулярное функционирование выходного вала привода, который подвергается прерывистому движению колес свободного хода, действующих на него.

Таким образом, изобретение достигает предложенные цели, предоставляя указанные преимущества относительно известных решений.