Устройство самодифференцирования угла взаимного положения поворотных колес

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК В 3/ ЗОБР Т И АТЕНТУ жения гю тележек лов, таки .или скла тележек или боль РЛ вка Франц3/ЬО, 1982 АМОДИФФЕР ИМНОГО ПО ОЛЕС ится к машино ости и транспо к устройствам гла взаимного рования язанный на шкиве ми стоит тно троирту на само- полоЫ 00 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР1 ГОСПАТЕНТ СССР)(54) УСТРОЙСТВО СРОВАНИЯ УГЛА ВЗАНИЯ ПОВОРОТНЫХ К, служащих для перевозких как промышленные, мадские ручные тележки, ил для коммунального обслу ничных коек, или мебели лесов (подмостей), снабженных по ми колесами. Цель изобретения - ние надежности путем осущес корректировки угла положения по колес. Колесо 1 имеет горизонталь и в опоре 6 установлено с возмо вращения вокруг вертикальной о ройство 11 для самодифференц содержит основной элемент 12, с с опорой 6 колеса 1, с упором 18, а 9 - второй упор 19, между которы упругий элемент, 11 3, и. ф-лы, 8 р ручных материагазинные и ручных жива ния, трапов и воротны- повышетвления воротных ную ось 3 жн остьюИзобретение относится к устройствамсамодифференцирования угла взаимногоположения 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, видсверху в разрезе (свяэь между двумя колесами ручной тележки); на фиг. 2 - вид сбоку.поворотного колеса., снабженного устройст.вом самодифференцирования угла положения в соответствии с первым вариантомосуществления изобретения; на фиг. 3-, видсбоку поворотного колеса, пригодного длясоединения с колесом, показанным на фиг,2; нефиг, 4- вид сверху в разрезе устройства самодифференцирования угла положения в соответствии с фиг, 2, установленногона поворотном колесе; на фиг, 5- частичныйразрез поворотного колеса, снабженногоустройством самодифференцирования углаположения в соответствии с вторым вариантом осуществления изобретения; на фиг, 6 вид сверху показанного на фиг. 5 колеса сустройством самодифференцирования в положении покоя(равновесия); на фиг. 7 -разрез А-А йа фиг, 6, иллюстрирующий паруэлементов, принадлежащих устройству самодифференцирования в соответствии супомянутым вторым вариантом осуществления изобретения; на фиг, 8 - вид, аналогичный виду, показанному на фиг, 6 (колесонаходится в положении неустойчивого равновесия, а устройство саммодифференцирования - в рабочем положении).Каждое колесо 1 и 2 имеет горизонтальные оси 3 и 4 вращения в соответствующейопоре 5 и 6,Кроме того, каждая из опор 5, 6 колесустановлена с возможностью вращения вокруг вертикальной оси 7 (8).В соответствии с этим вариантом соединение содержит два шкива 9, 10, один иэкоторых (10) закреплен посредством шпонкй непосредственно на опоре 5 колеса 2(см.фиг. 3). а другой - (9) взаимодействует сустройством 11 самодифференцированияугла взаимного положения,.причем шкив 9свободно установлен на элементе 12, являющемся основной частью устройства 11, посредством втулки 13.В показанном на чертеже вариайтешкивы 9, 10 предназначены для "принудительной передачи", потому они снабженыосевыми. пазами 14, взаимодействующими сзубьями 15 ремня 16 (см, фиг, 4), прйчем шкивы и ремень в сборе закрыты кожухом17).Этот вид передачи, не имеющий никакого люфта; обеспечивает практически совер 5 шенную связь колес 1, 2, позволяющуюколесам совершать большое совместное иодновременное поворотное движение.Следовательно, такой вид соединения,по-видимому, является очень подходящим10 для ручных тележек, предназначенных дляуниверсамов,Устройство 11 самодиференцированияугла положения в соответствии с первымвариантом осуществления изобретения со 15 держит основной элемент 12, составляющий одно целое с опорой 6 колеса 1.На основном элементе .12 установленпервый упор 18, а на шкиве 9 - второй упор19.20 К первому 18 и второму 19 упорам прицеплены соответственными концами упругие средства, в данном случаепредставляющие, собой две противодействующие пружины 20, 21 растяжения, дейст-25 вующие в противоположных направленияхотносительно 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 дифференцирующуюсвязь между колесами 1, 2.При движении по криволинейной траек 35 тории угловое положение колес никогда небывает одинаковым для обоих колес, устройство 11 самодифференцирования осу.ществляет немедленный поворот колеса 1 видеальное и именно то угловое положение,40 зависящее от перемещений тележки, производимых оператором,Очевидно, что в четырехколесной ручной тележке два соединения упомянутоговыше типа образуют систему колес,.которая45 позволяет оператору немедленно и безотчетно толкать или тащить тележку в любомнаправлении и, кроме того, позволяет полностью избежать проблем, возникающих врезультате внезапного и произвольного из 50 менения ориентации одного или несколькихколес.В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения одноиз колес четырехколесной ручной тележки65 вышеупомянутого типа снабжают системойподвески, действующей в вертикальном направлении, причем из соображений экономии упомянутую систему. подвески обычноустанавливают на колесе, не имеющем.устройства самодифференцирования, 1828439установлен на опоре 6 с возможностью сво- в ровного вращения вокруг оси Чш 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, б; 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 горизонтальное 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,"В случае, когда оба соединенных колеса снабжены устройством самодифференцирования, шкив 9 взаимодействует через ремень с аналогичным шкивом, также свободно установленным на оси другоо 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 упо ры взаимодействуют с двумя поворотнымиэлементами (секторами) 25, 26, которые идентичны друг другу и наложены один на. другойКаждый из секторов 25; 26 (см. фиг. 6-8) Каждый элемент 25. 26 содержит (см.фиг, 6, 7, 8) соответственно первый выступ27 (28) и второй выступ 29 (30), причем обавыступа выполнены с возможностью взаи 5 модействия с первым 18 и вторым 19 упорами таким образом, как подробно описанониже.Вблизи одного конца второго выступа29 (30) обоих элементов 25, 26 установлен10 палец 31 (32) соответственно.Упомянутые пальцы, когда они установлены, взаимодействуют с упругим средством, в данном случае, с винтовой пружиной33, концы которой прицеплены к пальцам15 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 осущест 20 вления изобретения действует следующимобразом.На фиг. 6 колесо 1 тележки показано втак называемом положении покоя (равновесия), при котором оба соединенных колеса25 параллельны друг другу и ориентированы.вдоль продольной оси тележки, которая если бы ее толкали в направлении, параллельном направлению этой оси. двигалась быпрямолинейно.30 . Это.относится к случаю,когда каждое издвух колес снабжено устройством самодифференцирования, и к случаю, когда такимустройством снабжено только одно колесо,причем другое колесо соединено с первым35 посредством соединения, состоящего, на, пример. иа ремня и шкивов.Как показано на фиг. 6, при таком положении покоя одно ребро первых выступов27, 28 обоих элементов 25, 26 находится в40 контакте с первым упором 18, а одно ребровторых вцступов 29, 30 элементов 25, 26 .находится в контакте с упомянутым вторымупором 19.. Это положение покоя (равновесия), при45 котором вертикальные оси обоих упоров 18,19 и ось 7 находятся в одной и той же вертикальной плоскости, проходящей черезцентр колеса 1, обеспечивают посредствомдействующего в. направлении стрелок Х-Х50 тягового усилия, создаваемого посредствомпружины 33 на пальцах 31, 32, присоединенных к элементам 25, 26,На Фиг, 8 показано теоретическое неустойчивое рабочее положение, подходя 55 щее для .разъяснения перемещениядружины 33.В этом положении колесо 1 только чтобыло подвергнуто внезапному отклонениюнаправлении по часовой стрелке, причемкив 9 (см. фиг; 5) и упор 19, составляющий10 25 35 40 45 50 55 с ним одно целое, остаются на мгновение вположении покоя.Вслед за этим отклонением упор 18, составляющий одно целое с опорой колеса,тоже подвергается соответствующему отклонению в направлении по часовой стрелке, что вызывает поворот элемента 26вокруг оси 7 посредством упомянутого пер.вого выступа 28.Элемент 26 снабжен пальцем 32, к которому прицеплен один конец пружины 33 и,следовательно, пружина 33 подвергаетсярезкому растяжению в направлении по ча,совой стрелке,Однако, как было указано ранее, этосостояние совершенно неустойчиво, поскольку упругость пружины 33 вызывает. вэтот же момент поворот в направлении почасовой стрелке пальца 31, к которому прицеплен другой конец пружины ЗЗ,Упомянутый палец 31 составляет одноцелое с элементом 25, который давит теперьв направлении по часовой стрелке на упор19, составляющий одной целое со шкивом 9(см, фиг.5); .В свою очередь шкив 9 поворачиваетсяв направлении по часовой стрелке и черезпосредство соединительного ремня действует на шкив другого колеса, который передает этому другому колесу поворотноедвижение.В случае, когда оба соединительных колеса снабжены устройством самодифференцирования угла взаимного положения аэто соответствует наиболее предпочтительному варианту осуществления изобретения, всякое изменение направлениякаждого из двух колес автоматически передается другому колесу, причем в это жевремя усилие, создаваемое пружиной водном устройстве самодифференцирования, ответно взаимодействует с усилием,создаваемым пружиной, находящейся вдругом устройстве самодифференцирования,Этот взаимный обмен усилиями приво. дит к тому, что оба колеса непрерывно устанавливаются таким образом, что ихсоответственные оси 220 вращения ориентируются в направлении мгновенного центра поворота,.определяемого изменениемнаправления движения ручной тележки,причем важно отметить, что такое положение.представляет собой идеальное. теоретическое положение, которое занимали быколеса в случае, когда они были бы идеальновыполнены и независимо (т. е. без соединения) установлены на тележке, а полы былибы ровными и гладкими без каких-либо неровностей. Эффект самодифференцирования соединенных колес ясно 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 тембольшей упругой силой, чем больше отклонение первого колеса от ега идеальной траектории движения. Очевидно, что взаимное дифференцирование углового положения колес позволяет оператору прикладывать наименьшее необходимое усилие для отклонения ручнойтележки от прямолинейной траектории,Следует отметить, что простое соединение двух колес посредством ремня и шкивов недостаточно 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 грунтом и, следовательно, усилие оператора) значительно уменьшается, но чувствительность по эффекту дифференцирования на колесах тележки ниже; чем в случае, когда оба колеса дары снабжены устройствамв соответствии с изобретением. Формула изобретения 1. Устройство самодифференцирования 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 оси первого колеса, о тл 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 осивторого 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, о т л и ч а ю щ в ес 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 ича ющеес я тем, что зубчатое колесо установлено на опоре первого колеса с возможностью свободного поворота вокруг вертикальной оси.б, Устройство по и. 5 и одним из пп. 1, 3 и 4,отличающееся тем,чтомеханиэм снабжен третьим упором, расположенным на опоре второго колеса.7. Устройство по и, 6, о тл и ч а ю щ е ес я тем, что механизм выполнен в виде первого и второго поворотных элементов,установленных один на другом с возможностью свободного вращения вокруг вертикальной оси и пружины, расположенной5 между ними, причем поворотные элементыустановлены с возможностью взаимодействия с третьим упором и с четвертым упором,выполненными за одно целое с зубчатымколесом, установленным на оси второго ко 10 леса,8. Устройство пои, 7, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что первый и второй поворотныеэлементы выполнены одинаковыми и снабжены канавкой для размещения пружины.15 9.Устройство поп.8,отлича ющеес я тем, что каждый из поворотных элементов снабжен пальцем для крепления одногоконца пружины,10, Устройство по и. 9, о т л и ч а ю щ е 20 е с я тем, чтопервый и второй поворотныеэлементы снабжены каждый одним выступом для взаимодействия с третьим упороми вторым выступом для взаимодействия счетвертым упором.25 11. Устройство по пп. 1-10, о т л и ч а ющ е е с я тем, что в положении статическогоравновесия при поднятых от грунта колесахоси первого и второго, третьего и четвертогоупоров размещены в одной плоскости с30 вертикальной осью второго колеса,12. Устройство по пп. 1-11, от л и ч а ющ е е с я тем, что по крайней мере одно изколес ручной тележки снабжено подвеской,.РСоставитель В,ИоноваРедактор Т,Иванова Техред М.М оргентал Корректор М.Ткачвкаэ 2364 льский комбинат "ГЬтантант, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 роизводствен ЭВНИИПИ Государственного комитета по изкомитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС35, Москва, Ж, Рэуыская наб., 475П но-изд