Устройство для подвода энергии к подвижному потребителю

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для подвода энергии к напольному транспорту. Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей путем увеличения длины пути перемещения подвижного объекта при одновременном повышении надежности. Устройство содержит барабан 1 и гибкий энергоноситель 3, соединенный концами с подвижным 4 и неподвижным 5 объектами, а средним участком в виде S - образной петли размещен внутри барабана 1. Ветви 7 и 8 энергоносителя на части длины навиты на барабан 1, а за его пределами сопряжены с роликами 9, установленными на обойме 10. Последняя подвижно размещена на направляющей в виде гибких элементов 12 переменной длины. При удалении объекта 4 от объекта 5 тянущее усилие через ветвь 19 натяжного элемента 18 и шкив 16, расположенный между образующими барабан 1 катушками, передается на ось 2 барабана 1. Ветви 7 и 8 энергоносителя 3 сматываются во взаимно противоположных направлениях, а обойма 10 перемещается с помощью роликов 11 по вытягиваемым гибким элементам 12, поднимающим груз 36. При этом тормозной элемент 24, переместившись, входит в сопряжение с катушками барабана 1 и тормозит последние. Благодаря отрегулированной фрикционной связи между шкивом и катушками барабана и между элементом 24 и ветвью 20 ветви энергоносителя 3 сматываются без образования свободной его длины в виде провисающих петель. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) 111).

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

НО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4208767/24-07 (22) 16.03.87 (46) 15 04 89. Вюл. 1 14 (71) Научно-производственное объеди— нение по механизации, роботизации труда и совершенствованию ремонтного обеспечения на предприятиях черной металлургии "Черметмеханизация" (72) Н,Н.Сопилов, В.И.Троцко и И,С.Ушпик (53) 621.315 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1150686, кл. Н 02 Л 11/02, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Р 860193, кл. Н 02 Л 11/02, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВОДА )НЕРГИИ

К ПОДВИЖНОМУ ПОТРЕБИТЕЛР (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для подвода энергии к напольному транспорту. Цель изобретения — расширение эксплуатационных возможностей путем увеличения длины пути перемещения подвижного объекта при одновременном повышении надежности. Уст-во ,содержит барабан 1 и гибкий энергоноситель 3, соединенный концами с подвижным 4 и неподвижным 5 объекта(51)4 Н 02 6 l l/02, В 66 С 13/12 ми, а средним участком в вице Б-образной петли размещен вну рн барабана 1. Ветви 7 ч 8 энергои.-,ñêòåëÿ на части длины навиты на барабан 1 „ а за его пределами сопряжены с роги ками 9, установленными на обойме 1 0Последняя подвижно размещена на направляющей в виде гибких элементов 12 переменной длины. При удалении объек-. . та 4 от объекта 5 тянущее усилие через ветвь натяжного элемента 18 и шкив 16, расположенный м..-:чу образующими барабан l катушками, передается :a ось,2 барабана 1. Ветви 7 и

8 энергоносителя 3 .:матываются во взаимно противоположных направлениях,, а обойма 10 перемещается с помощью роликов 11 по вытягиваемым гибким элементам 12, поднимающим груз 36, При этом тормозной элемент 24, переместившись, входит в сопряжение с катушками барабана 1 и тормозит последние. Благодаря отрегулированчой Фрнкционной связи между шкивом и катушк=.— ми барабана и между элементом 24 и ветвью 20 ветви энергоносителя 3 сматываются без образования свободной его длины в виде провисающих петель. з.п ф-лы. 4 ил.

1 1472991 2

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для передачи энергии от неподвижного объекта к подвижному потребителю энер5 гии, например к напольному безрельсовому транспортному средству.

Цель изобретения — расширение эксплуатационных возможностей путем увеличения длины пути перемещения подвижного объекта при одновременном повышении надежности.

Иа фиг.l изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг.l; на фиг, 3 — сечение Б-Б яа фиг.l„ на фиг. 4 — вид В на фиг,l.

Устройство содержит барабан 1 с горизонтальной осью 2 вращения и гибкий энергоноситель 3, например кабель или шланг, который концами связан с подвижным 4 и неподвижным 5 объектами, а средним участком я виде Б-образной петли 6 размещен внутри барабана 1 и навит на наружную его поверхность двумя взаимно противоположными ветвями 7 н 8, которые за пределами барабана l диаметрально ему сопряжены с роликами 9, установленными на обойме 10, несущей ось 2 барабана 1. Обойма 10 30 охватывает барабан 1 и имеет дополнительные ролики 11, которыми она подвижно установлена на направляющей, например, в виде гибких несущих элементов 12 переменной длины, выполнен- 35 ных в вице параллельно расположенных тросов, соединяющих подвижный объект

4 с неподвижным 5. Барабан 1 вынолнен в виде двух катушек 13 и 14 равного диаметра, жестко установленных 40 на общей ступице 15, расположенной на оси 2, и шкива 16, размещенного между катушками 13 и 14 с возможностью вращения его иа ступице 15.

При этом катушки 13 и 14 фрикционно связаны со шкивом 16 с помощью прокладок 17, выполненных, например, из фетра или другого материапа, и каждая катушка содержит навитую на нее в виде плоской спирали частью длины одну из ветвей 7,8 энергоносителя 3.

1Икив 16 охвачен в форме кольца гибким натяжным элементом 18, выполнечным в виде троса и образующим две ветви 19 и 20 переменной длины, прнчем ветвь ; закреплена своим концом на подвижном объекте 4, а ветвь 20 подвижно сопряжена с неподвижным объектом 5 посредством блока 21 и соединена с грузом 22. При этом ветви 19 и ?0 расположены по касательной к шкиву

16 с той стороны барабана 1 относительно его оси 2, с которой расположена по касательной к катушке 13 ветвь 7 энергоносителя 3, связанная с подвижным объектом 4, При этом диаметры обечаек катушек

l 3 и 14 равны диаметру поверхности шкива 16, охваченной натяжным элементом 18, а катушки 13 и 14 имеют возможность осевого перемещения по ступице 15 для регулирования величины фрикционного сцепления их со шкивом

16 с помощью упругих элементов 23, например тарельчатых пружин. Ветвь

20 натяжного элемента l8 на участке от шкива 16 до неподвижного объекта

5 содержит фрикционно связанный с ней подвижный тормозной элемент 24„ выполненный, например, в виде втулки, насаженной с трением скольжения на эту ветвь и имеющей коническую поверхность 25, периодически сопрягаемую трением скольжения с поверхностью катушек 13 и 14, при этом фрикционная связь между тормозным элементом 24 и ветвью 20 выполнена регулируемой, Кроме того, каждая из ветвей 7 и 8 энергоносителя 3 вне барабана l подвижно сопряжена с охватывающими ее серьгами 26, которые соединены между собой гибкими поводками 27 равной длины, а серьги 26 с возможностью свободного перемещения навешены на несущие элементы 1 2. При этом поводки 27 крайних по расположению серег 26 закреплены соответственно на обойме 10, на подвижном 4 и неподвижном 5 объектах, а обойма

10 выполнена с упорами 28, расположенными по ее концам и взаимодействующими с ближними к ним серьгами

26, и снабжена скобами 29, охватывающими ролики ll совместно с несущими элементами 12 в местах их сопряжения. Скобы 29 предназначены для надежного подвижного сопряжения роликов 11 с элементами 12.

Для уменьшения веса барабана 1 детали его конструкции выполнены облегченнымн, в основном из алюминиевых сплавов н пластмасс.

В приведенном на фиг.1 примере использования устройства в конкрет ном конструктивном исполнении, предназначенном для бесконтактного питаl 472991 ния энергией передвижного потребителя, например безрельсового транспортного средства, подвижный объект

4 выполнен в виде стойки, установленной на транспортном средстве, имею5 щей расположенное в верхней —.е части поворотное кольцо 30 с шарнирно закрепленным ня нем бродилом 31, к которому присоединены концы несущих 1и элементов 12. Неподвижный объект 5 выполнен в виде колонны, например в виде трубы, установленной в центре радиальной ему зоны передвижения транспортного средства, которая имеет расположенное в верхней ее части поворотное кольцо 32 с нарнирно закрепленным на нем водилом ЗЗ, имеющим отверстия 34, сквозь которые со стороны барабана 1 пропущен не- 20 сущие элементы 12 и ветвь 20 натя».ного элемента 18. Далее несущие элементы 12 подвижно сопряжены с блоками 35, установленными на кольце 32, и соединены с грузом 36 с помощью полиспаста 37, который размещен внутри колонны, ветвь 20 натяжного элемента 18 подвижно сопряжена с блоком

2l, установленным на кольце 32, и соединена вне колонны с грузом 22 30 с помощью полиспаста 38, а ветвь

19 своим концом соединена с водилам 31 При этом ветви 7 и Я . энергоносителя 3 закреплены на водилах 31 и 33 с образованием свободно провисающих петель, которые совместно с кольцами 30 и 32 обеспечивают возможность вращения транспортного средства на определенное число оборотов вокруг стойки и вокруг колонны.

Отверстия 34 в водиле 33 выполнены для ориентации элементов !2 и 18 на блоки 21 и . 35 нри поворотах транспортного средства. Стойка по высоте выполнена несколько ниже колонны и элементы 12 образуют некоторый угол наклона к горизонтали.

В исходном положении устройства, например при нахождении подвижного объекта 4 в положении максимального сближения с неподвижным 5, катушки !

3 и 14 максимально заполнены витками ветвей 7 и 8 энергоносителя 3, грузы 22 и 36 находятся в нижнем положении, тормозной элемент 24 сопряжен с водилом 33, а серьги 26 в большем своем числе собраны смежно друг с другом в виде пакетов в местах их сопряжения с водилом 31 и с одним из упоров 28 обоймы IO, обращенным в сторону неподвижного объекта 5.

При этом величина силы натяжения ветви 20 уравновешивает составляющую веса барабана 1 с учетом потерь ня трение-качение роликов 11 при данном угле наклона направляющих элементов 12, а момент вращения, создаваемый этой силой, приложенный к катушкам 13 и

14, является достаточным для обеспечения гарантированной плотной нанивки ветвей 7 и 8 энергоносчтечя 3 на Y ят 1 нкн 1 3 " " . 4

= "-ик б -е.- "rя 4 t Y та 5 тянущее усилие, приложенное от объекта 4 через ветвь 19 натяжного элемента 18 и шкив 16,:передается на ось 2 барабана I Шкив 16, вращая против часовой стрелки катушки 13 и

14, обкатывает по своей поверхности элемент 18, поднимая íà его ветви 20 груз 22, Ветви 7 и 8 энергоносителя

3, обкатываясь направляющими роликами 9, сматываются во взаимно противоположных направлениях с катушек

13 и 14, а обойма 10, несущая барабан 1, перемещается с помощью роликов 11 вслед за объектом 4 по вытягиваемым несущим элемент:.. 12, которые поднимают груз 36. При этом. тормозной элемент 24, переместившись на ветви 20 от водила 33, поверхностью 25 входит в сопряжение с катушками 13,14 и тормозит последние, замедляя их вращение относительно шкива i 6.,Это необходимо для тorо, чтобы согласовать величину линейного перемещения объекта 4 с длиной сматываемых с катушек 13 и 14 ветвей энергоносителя 3 без образования провисающих петель последнего,так как внешние витки его ветвей иа катушках 13 и 14 имеют диаметр, больший диаметра шкива 16. Благодаря отрегулированной фрикционной связи между шкивом 16 и катушками 13, 14 и между элементом 24 и ветвью 20 ветви энергоносителя 3 сматываются без образования свободной его длины в виде петель. По мере продвижения обьекта 4 поводки 27 поочередно растягиваются и серьги 26, перемещаясь по элементам 12, с равным шагом поддерживают смотанные с барабана 1 ветви "-нергоносителя 3.

При удалении потребителя от источника тяжение троса 18 со стороны груза 22 уменьшается пропорционапь-5 1472991 но увеличению масси ветвей 19 и Ю этого троса, вытянутого нз накопителя, но так как масса барабана при этом уменьшается пропорционально длине смотанного с него кабеля при уменьшении угла наклона троса, то заметного перераспределения снл„ действующих на барабан ие происходит и противоречий в динамике устройства, нарушающих характер его работы, не возникает. Это же утверждение справедливо при сближении потребителя с источником.

При сближении объекта 4 с объек-:îì 5, например, из положения, максимально удаленного от него, усилие, приложенное к оси 2 через шкив 16 н ветвь 20 под действием веса подня:.ý.ãо r ðó3à 22, перемещает обойму 10

-":я роликах 11 по элементам 12 в сторону объекта S. Элемент 18, обкатываясь по шкиву 16, вращает его по часовой стрелке, а последний вращает в том же направлении катушки 13 я 14, которые наматывают на себя ветви 7 и 8 энергоносителя 3, При этом тормозной элемент 24, переместившись на ветви 2О, вь3ходит из сопряжения с катушками 13 и 14, которые в начальный период движения объекта, вращаются совместно со шкивом 16 синхронно, а па мере увеличения диаметра навивки иа них энергоносителя

3 по сравнению с диаметром шкива 16 начинают замедлять скорость своего вращения. ИIкив 16, вращаясь быстрее катушек 13 и 34, благодаря фрикционной casse с ниии, создает некоторое усилие натяжения ветвей энергоносителя 3, которое Обеспечивает надежную их навивку на катушки 13 и 14.

Отрегулированная с помощью упругих элементов 23 величина этого усилии задана не превышающей величину рас1 тягивающего усилия, допустимого для данного типа энергоносителя на его техническим условиям эксплуатации.

По мере сближения объекта 4 с объектом 5 грузы 22 и 36 опускаются на полиспастах 37 и 38, энергоноситель

3 наматывается на катушки 13 и 14, серьги 26 собираются смежно друг друrу в местах их сопряжения с водилам

31 и ут: ром 28 обойми 10, а элемент

24 cov,ç:"::гается до упора с водилам

33 и а исходном положении обьекта 4 устройство возвращается в первоначальное состояние.

Предложенное устройство может быть использовано для энергопитания объекта, перемещающегося горизонтально, под любым углом к горизонту,вертикально, а также при перемещении барабана 1 на роликах 11 по жестким направляющим, например по эстакаде .или в подпольном канале. о

Замена упругого элемента (пружины), присущего прототипу, натяжным элементом 18, охватывающим шкив I б, ф...кцнонно связанный с катушками

13, 14, в совокупности взаимодействия

15 их с тормозным элементом 24 позволяет увеличить длину пути перемещения потребителя энергии, а устранение черезмерных растягивающих энергоноситель 3 усилий позволяет продлить срок

2О ег(; службы, что наряду с исключением из конструкции такого слабого по надежности звена, как пружина, повышает надежность энергопитания.

Ф о р и у л а и з обретения

I . Устройство для подвода энергии к подвижному потребителю, содержащее барабан, охваченный с двух сторон обоймой, установленной на оси барабана, привод вращения барабана и энергоноситель, средний участок которого размещен внутри барабана в виде Sобразной петли, образующей две ветви, навитые в противоположных направле" ниях на наружную поверхность барабана, а за пределами барабана сопряженные с роликами, установленными на обойме диаметрально противоположно, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем увеличения длины пути перемещения при одновременном повышении надежности, привод бараба-, на выполнен в виде шкива, имеющего диаметр, не превышающий диаметра соосно установленного барабана н фрикцианно взаимодействующего с ним гибкого элемента переменной длины, охватывающего петлей шкив с образованием противоположно направленних ветвей, одна из которых закреплена на подвижном объекте, а другая соединена с приспособлением для ее натяжения, размещенным на неподвижном объекте, и тормазиога элемента, установленного на другой ветви гибкого элемента с воэможностью фрикционного перемещения н регулируемого

1472991

1О

15 фрикционного взаимодействия с барабаном, ветви гибкого элемента располо— жены от оси барабана по одну сторону с ветвью энергоносителя, соединенной с .подвижным объектом, при этом устройство снабжено направляющими, на которых установлен барабан с возможностью перемещения посредством дополнительных роликов, закрепленных на обойме, 2. Устройство по п,1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что барабан образован двумя соосными и связанными между собой катушками равного диаметра, содержащими равное число витков навитого в виде плоской спирали энергоносителя, каждая из ветвей которого вне сопряженных с ними роликов обоймы подвижно охвачена серьгами, соединенными между собой поводками и установленными с возможностью свободного перемещения на направляющих, при этом поводки крайних по расположению серег закреплены соответственно на обойме, подвижном и неподвижном объектах, а обойма выполнена с упорами, взаимодействующими с крайнимн о - нее серьгами.

1472991

Составитель С.Попов

Техред Л.Сердюкова

Редактор Т,Лазоренко

Корректор H.Ãóíüêî

Заказ 1720!52 Тираж 605 Подписное

ВНК."=",И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113О35, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 производственно-издательский комбинат "Патент", г. Укгород, ул. Гагарина,101