PL174990B1 - Kołowrót składany - Google Patents

Abstract

1. Kolowrót skladany, zawierajacy tarcze, po- laczone z bebnem, majacym elementy przegubowe, z których kazdy sklada sie z dwóch czesci, majacych stykajace sie konce polaczone ze soba, a konce prze- ciwlegle polaczone z tarczami za pomoca srodków polaczenia przegubowego, umieszczonych tak, aby czesci elementów przegubowych znajdowaly sie na jednej linii oraz w przyblizeniu prostopadle do tarcz w polozeniu uzytkowania kolowrotu a ponadto aby byl y zlozone wzdluz kierunku, równoleglego w przy- blizeniu do tarcz w polozeniu przechowywania kolowrotu, przy czym czesci elementów przegubo- wych zawieraja powierzchnie boczne umieszczone w sposób przystajacy wzdluz plaszczyzn promienio- wych bebna w polozeniu uzytkowania kolowrotu, znamienny tym, ze czesci (4) elementów przegubo- wych (3) maja scianki krancowe (10) ustawione pro- stopadle w przyblizeniu do kierunku podluznego tych czesci, natomiast srodki polaczenia przegubowego zawieraja elementy sprezyste (5, 6). FIG.1 (21) Numer zgloszenia: 304407 Urzad Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej PL PL PL

Description

Przedmiot wynalazku stanowi kołowrót składany, zwłaszcza, chociaż nie w^^ącznie, kołowrót przeznaczony do nawijania kabli elektrycznych lub kabli z włóknami optycznymi.

Znane są kołowroty składane, zawierające tarcze, połączone z bębnem, mającym elementy przegubowe, z których każdy składa się z dwóch części, mających stykające się końce połączone ze sobą, a końce przeciwległe połączone z tarczami za pomocą środków połączenia przegubowego, utworzonych przez zawiasy, umieszczone tak, aby części elementów przegubowych były w przybliżeniu wyrównane liniowo oraz w przybliżeniu prostopadłe do tarcz w położeniu użytkowania kołowrotu i aby były złożone wzdłuż kierunku, równoległego w przybliżeniu do tarcz w położeniu przechowywania kołowrotu, przy czym części elementów przegubowych zawierają powierzchnie boczne umieszczone w sposób przystający wzdłuż płaszczyzn promieniowych bębna w położeniu użytkowania kołowrotu.

Tego rodzaju kołowroty wykazują tę zaletę, że zajmują w położeniu złożenia mniejszą przestrzeń niż kołowroty tradycyjne ze sztywnym bębnem, a w położeniu użytkowania powierzchnie boczne części elementów przegubowych opierają się o siebie tak, iż siły, powstające podczas nawijania kabla na bęben, są rozłożone równomiernie na powierzchnie

174 990 boczne elementów przegubowych. Jednakże podczas manipulowania kołowrotem, czy to w przypadku manipulacji, związanych z transportem kołowrotu, obciążonego kablami, czy też w przypadku manipulacji na miejscu, uderzenia, na jakie narażone są tarcze, powodują uszkodzenie zawiasów, tak, iż kołowrót składany ponosi ryzyko szybkiego wyjścia z eksploatacji. W szczególności w przypadku upadku jednoczesne pęknięcie kilku zawiasów stwarza niebezpieczeństwo natychmiastowego wyłączenia kołowrotu z eksploatacji.

Celem wynalazku jest opracowanie kołowrotu składanego nie posiadającego tych niedogodności.

Kołowrót składany, zawierający tarcze, połączone z bębnem, mającym elementy przegubowe, z których każdy składa się z dwóch części, mających stykające się końce połączone ze sobą, a końce przeciwległe połączone z tarczami za pomocą środków połączenia przegubowego, umieszczonych tak, aby części elementów przegubowych znajdowały się na jednej linii oraz w przybliżeniu prostopadle do tarcz w położeniu użytkowania kołowrotu a ponadto aby były złożone wzdłuż kierunku, równoległego w przybliżeniu do tarcz w położeniu przechowywania kołowrotu, przy czym części elementów przegubowych zawierają powierzchnie boczne umieszczone w sposób przystający wzdłuż płaszczyzn promieniowych bębna w położeniu użytkowania kołowrotu, według wynalazku charakteryzuje się tym, że części elementów przegubowych mają ścianki krańcowe ustawione prostopadle w przybliżeniu do kierunku podłużnego tych części, natomiast środki połączenia przegubowego zawierają elementy sprężyste.

Korzystnie części mają przylegające do tarcz końce, umieszczone tak, że są oparte na wieńcach w położeniu użytkowania kołowrotu, przy czym tarcze zawierają wieńce, wystające do wnętrza bębna.

Korzystnie co najmniej jedna z powierzchni krańcowych części elementów przegubowych zawiera kołek ustalający, współpracujący z położonym naprzeciwko elementem komplementarnym, w położeniu użytkowania kołowrotu.

Korzystnie części elementów przegubowych są wydrążone, a elementami sprężystymi są łączniki, zawierające wydłużony, sprężysty korpus środkowy, przechodzący przez stykające się ścianki elementów przegubowych i tarcze, oraz główki oporowe, połączone z końcami korpusu środkowego.

Korzystnie w stanie spoczynkowym korpus środkowy ma długość mniejszą od grubości ścianek, przez które przechodzi korpus środkowy.

Korzystnie części elementów przegubowych zawierają wcięcia, zaś elementy sprężyste stanowią obrączki sprężyste, wchodzące we wcięcia.

Dzięki temu, że w myśl wynalazku kołowrót składany podanego powyżej typu, w którym części elementów przegubowych mają powierzchnie krańcowe, prostopadłe w przybliżeniu do kierunku podłużnego tych części, a środki połączenia przegubowego zawierają elementy sprężyste, to w położeniu użytkowania kołowrotu powierzchnie krańcowe elementów przegubowych opierają się o tarcze i są do nich dociskane za pomocą elementów sprężystych, tak, że te ostatnie zapewniają jednocześnie stabilne ustawienie elementów przegubowych, możliwość ich złożenia oraz odporność na uderzenia w tarcze za pomocą sprężystego odkształcania elementów sprężystych.

Według korzystnej postaci wykonania wynalazku elementy sprężyste znajdują się w stanie naprężenia w położeniu użytkowania kołowrotu. W ten sposób zwiększa się stabilność utrzymywania kołowrotu w położeniu użytkowania, zwłaszcza na początku operacji nawijania kabla, dzięki czemu unika się złożenia kołowrotu w niepożądanym momencie.

Według innego korzystnego aspektu w^rnalazku tarcze zawierają wieńce, wystające do wnętrza bębna, a końce części elementów przegubowych, przylegające do tarcz, są tak umieszczone, aby opierać się o te wieńce. W ten sposób zminimalizowana jest siła ścinająca, jakiej podlegają elementy sprężyste.

Według jeszcze innego korzystnego aspektu wynalazku kołowrót zawiera co najmniej jeden element wzmacniający i blokujący, biegnący osiowo wewnątrz bębna i zapewniający połączenie sprężyste, dążące do zbliżenia tarcz do siebie w położeniu użytkowania kołowrotu. Dzięki temu siła, dociskająca tarcze do końców elementów przegubowych,

174 990 zapewnia silniejsze blokowanie kołowrotu w położeniu użytkowania i minimalizuje siły ścinające, jakim podlegają elementy sprężyste.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia kołowrót według wynalazku w rzucie pionowym, fig. 2 - to samo w przekroju wzdłuż osi II-II na fig. 1, fig. 3 - element przegubowy i odcinki przyległych tarcz w przekroju wzdłuż osi III-III na fig. 1 w położeniu użytkowania dla pierwszego przykładu wykonania kołowrotu według wynalazku; fig. 4 - to samo podczas składania kołowrotu w przekroju, analogicznym do przekroju według fig. 3, fig. 5 - element sprężysty w powiększonym rzucie pionowym oraz część w ramce V na fig. 3, w odpowiednim przekroju, przed osadzeniem elementu sprężystego, fig. 6 - część elementu przegubowego i odpowiednie elementy według drugiego przykładu wykonania wynalazku, w widoku perspektywicznym, fig. 7 - kołowrót, wyposażony w element wzmacniający i blokujący, w położeniu pośrednim pomiędzy położeniem przechowywania a położeniem użytkowania, w częściowym przekroju osiowym, fig. 8 - część w ramce VIH na fig. 7, w widoku powiększonym, a fig. 9 - inny przykład wykonania elementu wzmacniającego i blokującego w widoku, analogicznym do widoku według fig. 7.

Na rysunku kołowrót według wynalazku zawiera dwie tarcze 1, niosące bęben 2.

Bęben 2 zawiera elementy przegubowe 3, z których każdy składa się z dwóch części 4 w postaci prętów. Dwie części 4 danego elementu przegubowego 3 są połączone ze sobą w sposób przegubowy na podobieństwo cyrkla za pomocą środka połączenia przegubowego, zawierającego elementy sprężyste 5, przymocowane do stykających się końców dwóch połączonych części 4. Przeciwległy koniec części 4 jest połączony z tarczami 1 za pomocą środków połączenia przegubowego, zawierających elementy sprężyste 6.

W pierwszym przykładzie wykonania, elementy sprężyste 5 i 6 mają postać łączników gumowych lub elastomerowych, z których każdy zawiera wydłużony korpus środkowy 7 oraz dwie półkuliste główki oporowe 8, wykonane jako jedna całość z korpusem środkowym 7, przy czym płaskie części główek półkulistych 8 są zwrócone ku walcowemu korpusowi środkowemu 7. Części 4 są wydrążone i zawierają ściankę zewnętrzną 9 w kształcie wycinka walca, ścianki krańcowe 10, prostopadłe do kierunku podłużnego części 4, oraz ścianki boczne 11, umieszczone wzdłuż płaszczyzn, odpowiadających płaszczyznom promieniowym bębna 2, gdy ten ostatni znajduje się w położeniu użytkowania. Ścianki krańcowe 10 części 4 oraz tarcze 1 zawierają otwory przepustowe 12 (fig. 5), przez które przechodzą korpusy walcowe 7 łączników gumowych 5 i 6, które osadza się przez wciśnięcie jednej z główek półkolistych 8 aż do jej wyjścia na końcu otworów przepustowych 12 tak, aby płaskie części główek 8 oparły się na przeciwległych powierzchniach dwóch łączonych ścianek 10.

Jak to uwidoczniono na fig. 5, korpus walcowy 7 łączników gumowych 5 ma w stanie spoczynku długość 1, mniejszą nieco od grubości E dwóch łączonych ścianek 10, aby korpus walcowy 7 był w stanie naprężenia nawet wówczas, gdy obydwie łączone części 4 znajdują się na jednej linii, jak to uwidoczniono na fig. 5 tak, iż ścianki krańcowe części 4 są dociskane na powierzchni styku i zapewniają stabilność elementów przegubowych 3, gdy kołowrót pozostaje w położeniu użytkowania.

Według przedstawionego korzystnego przykładu wykonania tarcze 1 zawierają ponadto wieńce 13, wystające do wewnątrz bębna 2, a części 4 zawierają kołki ustalające 14, które wchodzą w otwór 15 drugiej ścianki w położeniu użytkowania kołowrotu.

Wystające wieńce 13 są tak umieszczone, aby końce części 4, przyległych do tarcz 1, mogły opierać się na wieńcach 13 w położeniu użytkowania kołowrotu. W tym położeniu ścianki boczne 11 części 4 opierają się o siebie, iż zespół części 4 stanowi sklepienie, tworzące bęben 2, które jest oparte na wystających wieńcach 13, co zapobiega poślizgowi bębna 2 względem tarcz 1 w kierunku, równoległym do tych tarcz. Ze swej strony kołki ustalające 14, które współpracują z tarczami 1, eliminują poślizg bębna 2 względem tarcz 1 w kierunku, stycznym do bębna 2, dzięki czemu elementy sprężyste 6 nie podlegają siłom ścinającym w kierunku zarówno promieniowym, jak i stycznym do bębna 2. Gdy na bęben 2 nawijanyjest kabel, wówczas kołowrót tworzy dzięki temu sztywny zespół, przystosowany do wytrzymywania ciężaru kabla, a jeśli tarcze 1 kołowrotu odbierają uderzenie, to odkształcenie

174 990 kołowrotu jest amortyzowane przez elementy sprężyste bez ich uszkadzania i naprężenie elementów sprężystych, powstałe w wyniku tego odkształcenia, dąży do doprowadzenia tarcz 1 z powrotem do stanu oparcia o powierzchnie krańcowe bębna 2.

Gdy zamierza się złożyć kołowrót próżny do położenia przechowywania, wówczas giętkość elementów sprężystych pozwala na lekkie zagłębienie jednego z elementów przegubowych 3, co powoduje wysunięcie na zewnątrz bezpośrednio przyległych elementów przegubowych i pozwala uchwycić jeden z nich i wyciągnąć go na zewnątrz, jak to uwidoczniono na fig. 4. Podczas tego ruchu krawędź zewnętrzna 16 końców części 4, przylegająca do tarcz 1, opiera się o tarczę 1, natomiast krawędź wewnętrzna 17 opiera się na wieńcu 13, natomiast krawędzie wewnętrzne 18 stykających się końców obu części 4 opierają się o siebie, umożliwiając wychylanie części 4 aż do momentu, gdy osiągną one położenie przechowywania, w którym biegną one w kierunku, równoległym do tarcz.

W tym położeniu przechowywania, które nie jest uwidocznione na rysunku, część środkowa elementów sprężystych jest ustawiona równolegle do ścianki krańcowej odpowiedniej części 4 i działa na nią siłą, która dąży do dociśnięcia części 4 do tarczy 1. W ten sposób kołowrót jest utrzymywany w położeniu przechowywania w sposób metastabilny. W celu doprowadzenia go z powrotem do położenia użytkowania, wystarcza rozsunąć tarcze 1 aż do samorzutnego odchylenia się części 4 ku położeniu użytkowania.

Figura 6 przedstawia inny przykład wykonania, w którym elementy sprężyste 5 i 6 są utworzone przez obrączki gumowe. W tym przykładzie wykonania ścianki krańcowe 10 części 4 zawierają wcięcia 19. W przedstawionym przykładzie wykonania obrączki gumowe 5, które łączą dwa stykające się końce części 4, wchodzą we wcięcia 19, utrzymujące obrączki 5 w kształcie pierścieniowym, natomiast obrączki 6, zapewniające połączenie pomiędzyjednym końcem części 4 a tarczą 1, są złożone we dwoje, przy czym dwa przyległe cięgna są sprowadzone we wcięcia 19 części 4, podczas gdy końce w kształcie pętli 20, powstałych w ten sposób, wchodzą w otwory 21 tarcz 1 i są przytrzymywane na zewnątrz tarcz 1 np. za pomocą pręta, wstawionego w pętle 20 lub przez zastosowanie na tarczach 1 wystających na zewnątrz występów, na które nasadza się pętle 20.

Według jeszcze innego przykładu wynalazku kołowrót zawiera elementy wzmacniające i blokujące, biegnące osiowo wewnątrz bębna i zapewniające połączenie sprężyste, dążące do zbliżenia tarcz ku sobie.

Według pierwszego przykładu wykonania tego wynalazku, przedstawionego na fig. 2, 7 i 8, elementy wzmacniające i blokujące są utworzone przez linki stalowe 22, umieszczone osiowo wewnątrz bębna 2 i wyposażone w elementy oporowe 23, które są oparte o wkładki pierścieniowe 24 z gumy lub elastomeru, umieszczone we wnękach 25, usytuowanych w tarczach 1. Wkładki pierścieniowe 24 mają korzystnie średnicę, większą niż elementy oporowe 23.

Długość linek 22 jest taka, aby w położeniu użytkowania kołowrotu wkładki sprężyste 24 były ściskane przez elementy oporowe 23 i zapewniały w ten sposób naprężenie linki 22, która dąży do zbliżenia tarcz 1 ku sobie, a zatem do utrzymywania ich w stanie silnego dociśnięcia do odpowiednich końców części 4. Gdy obrzeże tarcz 1 odbiera uderzenie, np. gdy kołowrót spada z pojazdu transportowego lub z rampy, wówczas uderzenie to dąży do odsunięcia jednej z tarcz 1 od odpowiedniego końca bębna 2, co powoduje wzrost naprężenia linki 22. To zwiększone naprężenie jest pochłaniane przez wkładki sprężyste 24, które dążą do doprowadzenia tarczy 1 z powrotem do położenia oparcia o koniec bębna i pochłaniają część energii uderzenia tak, iż energia ta nie jest przenoszona w całości na elementy sprężyste 6.

Jak to uwidoczniono na fig. 8, wnęka 25 ma korzystnie średnicę wewnętrzną, równą w przybliżeniu średnicy zewnętrznej wkładki sprężystej 24, a dno wnęki 25 zawiera otwór 26, mający wymiar, bliski lub większy od wymiaru główki 23, tak, iż wkładka 24 może pełzać krótkotrwale przez otwór 26, co minimalizuje naprężenie rozciągające, jakiemu podlega linka 22.

174 990

Figura 9 przedstawia inny przykład wykonania tego wynalazku, w którym elementy wzmacniające i blokujące zapewniają jednocześnie funkcję środków połączenia przegubowego pomiędzy częściami 4 a tarczami 1. W tym przykładzie wykonania element wzmacniający i blokujący jest utworzony przez linkę, wykazującą sprężystość podłużną, np. linkę tekstylną 27, która przechodzi przez tarcze 1 i jest odgięta na wałku pierścieniowym 28 oraz przechodzi ponownie przez tarcze 1 i przez ściankę krańcową części 4, przy czym końce linki 27 są unieruchomione za pomocą główek 29. Główki 29 wykonuje się np. przez zawiązanie węzłów na końcach linki 27 lub przez zaciśnięcie główek 29 na końcach tej linki.

W tym przykładzie wykonania uderzenie w tarcze, które dąży do ich zbliżenia, powoduje ugięcie elementów przegubowych 3 do wewnątrz aż do oparcia się stykających się końców części 4 na lince 27, która ogranicza w ten sposób odkształcenie elementów przegubowych, z jednoczesnym zapewnieniem ich sprężystego powrotu do normalnego położenia użytkowania.

Ze zrozumiałych względów wynalazek nie ogranicza się do opisanych przykładów wykonania i można wnieść dc niego inne rozwiązania wariantowe bez wykraczania poza ramy wynalazku, określone w zastrzeżeniach.

W szczególności, chociaż wynalazek został opisany w przewidywaniu, że elementy sprężyste 6, tworzące środki połączenia przegubowego, są korzystne w stanie naprężenia wówczas, gdy kołowrót pozostaje w położeniu użytkowania, to jednak można przewidzieć - gdy kołowrót jest wyposażony w elementy wzmacniające i blokujące nadanie elementom sprężystym, tworzącym środki połączenia przegubowego, wymiarów, znoszących naprężenia w położeniu użytkowania kołowrotu, aby obciążyć elementy sprężyste, tworzące środki połączenia przegubowego, jedynie wówczas, gdy kołowrót pozostaje w położeniu przechowywania.

Podobnie, chociaż pierwszy przykład wykonania elementu wzmacniającego blokującego został podany przykładowo jako pojedyncza linka, umieszczona wzdłuż osi kołowrotu, to jednak można przewidzieć szereg linek wzmacniających i blokujących, rozłożonych w sposób równomierny dokoła osi kołowrotu.

Chociaż w przykładzie wykonania według fig. 7, element połączenia sprężystego został przedstawiony przykładowo jako wkładka gumowa 24, to jednak można przewidzieć wkładkę sprężystą z dowolnego innego materiału, np. z dzianego i sprasowanego drutu stalowego. Można także przewidzieć mocowanie końców linki 22 do tarczek sprężystych, np. do środka sprężynowych tarczek stalowych, mających obrzeże zewnętrzne wpuszczone w tarcze 1.

W przykładzie wykonania według fig. 9 należy oczywiście przewidzieć tyle linek 27, ile jest elementów przegubowych 3, tworzących bęben 2.

W przypadku wykonania elementów sprężystych w postaci łączników można osadzać główki oporowe na korpusie środkowym np. przez zaciśnięcie główek oporowych 8.

Chociaż w pierwszym przykładzie wykonania elementy sprężyste zostały opisane z walcowym korpusem środkowym 7, to jednak te elementy sprężyste można również wykonać w postaci języczków, mających zukosowany jeden koniec, zawierający odsadzenie, zwrócone ku części środkowej, w celu wciśnięcia w szczeliny, przewidziane w ściankach krańcowych części 4.

Claims (6)

1. Kołowrót składany, zawierający tarcze, połączone z bębnem, mającym elementy przegubowe, z których każdy składa się z dwóch części, mających stykające się końce połączone ze sobą, a końce przeciwległe połączone z tarczami za pomocą środków połączenia przegubowego, umieszczonych tak, aby części elementów przegubowych znajdowały się na jednej linii oraz w przybliżeniu prostopadle do tarcz w położeniu użytkowania kołowrotu a ponadto aby były złożone wzdłuż kierunku, równoległego w przybliżeniu do tarcz w położeniu przechowywania kołowrotu, przy czym części elementów przegubowych zawierają powierzchnie boczne umieszczone w sposób przystający wzdłuż płaszczyzn promieniowych bębna w położeniu użytkowania kołowrotu, znamienny tym, że części (4) elementów przegubowych (3) mają ścianki krańcowe (10) ustawione prostopadle w przybliżeniu do kierunku podłużnego tych części, natomiast środki połączenia przegubowego zawierają elementy sprężyste (5, 6).

2. Kołowrót według zastrz. 1, znamienny tym, że części (4) mają przylegające do tarcz (1) końce, umieszczone tak, że są oparte na wieńcach (13) w położeniu użytkowania kołowrotu, przy czym tarcze (1) zawierają wieńce (13), wystające do wnętrza bębna (2).

3. Kołowrót według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej jedna z powierzchni krańcowych części elementów przegubowych (3) zawiera kołek ustalający (14), współpracujący z położonym naprzeciwko elementem komplementarnym (15), w położeniu użytkowania kołowrotu.

4. Kołowrót według zastrz. 3, znamienny tym, że części elementów przegubowych (3) są wydrążone, a elementami sprężystymi są łączniki, zawierające wydłużony, sprężysty korpus środkowy (7), przechodzący przez stykające się ścianki elementów przegubowych (3) i tarcze (1), oraz główki oporowe (8), połączone z końcami korpusu środkowego (7).

5. Kołowrót według zastrz. 4, znamienny tym, że w stanie spoczynkowym korpus środkowy (7) ma długość (1), mniejszą od grubości (E) ścianek (10) przez które przechodzi korpus środkowy (7).

6. Kołowrót według zastrz. 1, znamienny tym, że części elementów przegubowych (3) zawierają wcięcia (19), zaś elementy sprężyste (5,6) stanowią obrączki sprężyste, wchodzące we wcięcia (19).