ГРУЗОПОДЪЁМНОЕ УСТРОЙСТВО, В ЧАСТНОСТИ ЛЕБЁДКА
TRUCKING DEVICE, IN PARTICULAR WINCH

Изобретение относится к грузоподъемным устройствам, в частности к лебедкам, содержащим основную раму и не менее двух боковых вертикальных опор, связанных между собой не менее, чем двумя штангами, каждая из которых имеет первый и второй опорные концы, связанные посредством разъемных соединений с указанными боковыми опорами таким образом, что обеспечена возможность устанавливать или удалять упомянутые штанги протяжением их сквозь одну из названных боковых опор в направлении продольных осей этих штанг, для каковой цели в не менее чем одной из двух боковых опор имеются сквозные отверстия, при этом один из опорных концов установленной штанги расположен в соответствующем из сквозных отверстий боковой опоры и застопорен в нем любым из известных стопорных элементов, расположенным на противоположной стороне данной боковой опоры.
Из описания к германской патентной заявке №4310770 известна используемая в театре для манипулирования занавесом и другими грузами лебедка с приводным электромотором и редуктором. Эту лебедку приводит в действие электромотор, связанный с барабаном через редуктор. Этот редуктор вместе с двумя тормозными элементами расположен внутри барабана. Оба конца барабана покоятся на двух отстоящих друг от друга параллельных боковых опорах, установленных на несущей раме, образованной четырьмя параллельными продольными трубами, жестко связанными с четырьмя углами указанных вертикальных опор посредством штанг, проходящих внутри указанных труб. При этом концы труб упираются в боковые опоры будучи притянутыми к ним ранее упомянутыми штангами, резьбовые концы которых проходят боковые опоры насквозь.
Далее, во вступительной части описания к германскому патенту №19602927 описаны грузоподъемные средства, в частности лебедка с электромотором, барабан которой установлен на боковых опорах, несомых рамой. Боковые опоры составлены из двух параллельных пластин, отстоящих друг от друга на определенном расстоянии и связанных между собой продольными штангами. Предусмотрено не менее трех резьбовых соединений крепления указанных продольных штанг к каждой из параллельных боковых опор - пластин.
Патентная заявка Германии 19602927 содержит описание рамы, несущей лебедку. Эта рама отличается упрощенной сборкой и небольшим весом. Она состоит из двух боковых вертикальных пластин, взаимосвязанных верхней и нижней  продольной связью с натяжным элементом, направление силы действия которого совпадает с направлением оси вращения барабана лебедки. Натяжной элемент представляет собой твердый стержень с резьбой на обоих своих концах и с упорными плечиками перед началом резьбы. Одним своим концом натяжной элемент ввинчен в резьбовой канал, выполненный в данной боковой опоре, до упора плечиком в тело опоры. В противоположной боковой опоре выполнено сквозное отверстие, имеющее больший и меньший диаметры с образованием ступеньки для упора в нее плечика второго резьбового конца рассматриваемого натяжного элемента. На выступающий наружу из сквозного отверстия резьбовой участок навинчивают гайку и затягивают ее до упора плечика в ступеньку в сквозном отверстии. При этом обе  продольные связи оказываются вставленными в глухие углубления во внутренних сторонах боковых опор и зафиксированы в таком положении между боковыми опорами резьбовыми креплениями натяжного элемента.
В описанных известных устройствах, связи между боковыми опорами представляют собой трубки круглого поперечного сечения, концы которых проходят сквозь соответствующие отверстия или соответствующим образом обработанные контактные поверхности (или покоятся на них) в боковых опорах, внутренние поверхности которых направлены друг к другу. Крепление трубок к боковым опорам выполнено в виде резьбового соединения, которым боковые опоры притянуты к торцам трубок. Точки крепления связей к боковым опорам воспринимают линейные нагрузки и передают их вдоль указанных связей в виде трубок или вдоль барабана лебедки совместно с так называемыми угловыми моментами. Под угловыми моментами в данном случае понимаются моменты силы, действующие, например, на скручивание рамы в точках крепления связей к боковым опорам. При этом достигается выдерживание заданного расстояния между боковыми опорами и параллельность друг другу их внутренних поверхностей.
Далее, из заявки Германии 10 2005 029 113 известна рама для грузоподъемного устройства, также содержащая две вертикальные боковые опоры под барабан. Эти опоры связаны между собой продольными штангами. Концы штанг входят в глухие отверстия во внутренних поверхностях боковых опор и зажаты в этих глухих отверстиях болтами, направленными поперек направлению продольных штанг.
В патентной заявке США 2009/0308826 описана рама грузоподъемного устройства с двумя боковыми опорами для барабана, снабженная трубчатыми продольными соединительными элементами, связывающими упомянутые боковые опоры. Концы этих соединительных элементов закреплены на боковых опорах стопорными элементами. При этом указанные концы проходят внутрь боковых опор и сквозь стопорные элементы, закрепленные на боковых опорах по их углам и закреплены стопорными болтами, направленными поперек продольной оси соединительных элементов.
Компоненты, названные выше боковыми опорами, благодаря этому могут быть выполнены в виде объемного корпуса, выполняющего различные другие функции. Например, служить для крепления электродвигателя, для установки на нем барабана лебедки, для крепления деталей, фиксирующих в нужном положении электрический кабель лебедки и прочие электродетали, в качестве шасси для установки лебедки на лапах.
Недостатками данного устройства является то, что болты или гайки для крепления продольных соединительных элементов к боковым опорам часто находятся в труднодоступных местах. Поэтому их часто приходится переносить в другие места, даже за пределы боковых опор. Это делает сборку устройства более трудоемкой или заставляет увеличивать размеры боковых опор.
Далее, из патентной заявки Германии 10 2010 026 651 известно соединение боковых опор между собой трубами. Концы труб плотно запрессованы в боковых опорах.
Кроме того, конструкции рам известны из японской патентной заявки 2000 063088, германского патента 842705, патентов США 1436375 и 6,494,437, патентных заявок США 2010/0288906, 2011/0079760, 2008/0061277 и 2014/0341696, патента Франции 2928637, европейского патента 2641861.
Из европейского патента 2501640 известны продольные штанги, связывающие боковые опоры грузоподъемного устройства и имеющие возможность быть демонтированными. Для этого концы продольных связующих штанг застопорены в сквозных отверстиях в одной из двух боковых опор единым общим для всех концов плоским стопорным элементом. Этот стопорный элемент соединен с продольной штангой резьбовым соединением, и при этом прикреплен к боковой опоре. При таком решении
продольные соединительные штанги можно поставить на место, снять или заменить, протянув из через сквозные отверстия в одной боковой опоре. При этом стопорный элемент необходимо снимать с боковой опоры полностью даже в случае манипуляций с одной из штанг. В другом варианте стопорный элемент разделен на две части, каждая из которых стопорит не менее двух штанг.
Изобретение направлено на создание улучшенного грузоподъемного устройства, в частности, лебедки, отличающейся простотой конструкции и процесса ее сборки, разборки, модернизации.
Поставленная задача решается созданием грузоподъемного устройства, в частности, лебедки, содержащего признаки, перечисленные в пункте 1 формулы изобретения. В зависимых пунктах указанной формулы изобретения описаны преимущественные варианты воплощения данного изобретения.
Согласно изобретению у грузоподъемного устройства, в частности лебедки, содержащего раму, несущую не менее двух боковых опор, отстоящих одна от другой на определенном расстоянии, не менее двух продольно расположенных штанг, каждая из которых имеет первый опорный конец и противоположный ему второй опорный конец, при этом указанные штанги связаны с боковыми опорами грузоподъемного устройства с возможностью отделения от них и каждая из штанг имеет возможность быть установленной или демонтированной перемещением вдоль своей продольной оси через сквозные отверстия, выполненные, по крайней мере, во второй боковой опоре, причем один из опорных концов каждой из упомянутых штанг вставлен в одно из сквозных отверстий и посредством стопорного элемента удержан в нем от возможности перемещения вдоль своей продольной оси, для чего стопорный элемент прикреплен ко внешней стороне боковой опоры, а в теле опорного конца с торца выполнен резьбовой канал, при этом стопорный элемент прикреплен к опорному концу первым крепежным элементом, в частности первым болтом, ввинченным в названный резьбовой канал, каждая из штанг снабжена отдельным стопорным элементом и каждый из стопорных элементов снабжен вторым крепежным элементов, в частности болтом, который крепит его ко второй боковой опоре.
Достигаемый при этом эффект заключается в том, что созданное грузоподъемное устройство можно легко адаптировать к рабочему месту, а также - легко изменять количество штанг между боковыми опорами, оставляя во время этой процедуры барабан лебедки неподвижным между боковыми опорами. Это преимущество имеет место и в случае существенных переделок грузоподъемного устройства. Описанные штанги и боковые опоры легки в изготовлении. Кроме того, данное грузоподъемное устройство несложно закрепить на любой конструкции без необходимости демонтировать отдельные его элементы. Узел, образованный боковыми опорами и закрепленным на них барабаном, при любых обстоятельствах остается сохраненным даже в случае наличия всего одной штанги. Благодаря данному изобретению каждая отдельная штанга может быть удалена через упомянутые сквозные отверстия без необходимости демонтажа остальных штанг или ослабления других стопорных элементов. Другими словами, избавление от единого стопорного элемента, общего для всех штанг на одной из боковых опор, дает все вышеописанные преимущества.
В предпочтительном варианте каждый стопорный элемент закрывает только одно сквозное отверстие. Для этого указанный стопорный элемент имеет первый участок, закрывающий сквозное отверстие и второй участок для крепления к боковой опоре.
Для упрощения конструкции стопорного элемента предусмотрено, что каждый стопорный элемент лежит в плоскости поперечной направлению продольной оси штанги на протяжении менее четверти длины внешней стороны второй боковой опоры, в частности - только в соответствующем углу второй боковой опоры.
В другом предпочтительном варианте стопорный элемент представляет собой плоскую пластинку, в частности плоскую стальную пластинку. При этом ранее указанный первый участок стопорного элемента выполнен округлым, а при переходе его во второй участок принимает конусную форму.
В местах соединения штанг с боковыми опорами каждое из сквозных отверстий в последних имеет диаметр чуть больше диаметра взаимодействующей с ним штанги.
Жесткость описанной конструкции в продольном направлении в процессе работы грузоподъемного устройства обеспечена тем, что опорные концы каждой штанги закреплены в соответствующем сквозном отверстии. В качестве одного из вариантов крепления предусмотрено, что опорные концы штанг заблокированы от продольного смещения в боковых опорах стопорными элементами с обеих сторон.
Опорные концы штанг могут быть закреплены и болтами, ввинченными в резьбовой канал опорного конца штанги и прикрепляющими опорный конец штанги к стопорному элементу.
Возможно также, чтобы одна из боковых опор имела на своей внутренней поверхности глухие отверстия и закрепленные в них опорные концы штанг, а другая из боковых опор имела средства для прохождения сквозь нее указанных штанг с целью их установки и закрепления или демонтажа.
Возможен и такой вариант, когда соответствующий опорный конец штанги закреплен в глухом отверстии с помощью болта, направленного по продольной оси этой штанги, а противоположный опорный конец при этом находился внутри противоположной боковой опоры.
Сборка, разборка и модернизация грузоподъемного устройства облегчены тем, что на внешней стороне соответствующей боковой опоры барабана лебедки ввинчены крепежные резьбовые элементы, в частности болты.
Еще в одном предпочтительном варианте боковые опоры имеют прямоугольную форму, а по их реальным или виртуальным углам выполнены глухие или сквозные отверстия.
Предпочтительнее, чтобы штанги были выполнены в виде круглых стержней и соответствующие сквозные или глухие отверстия, с которыми они взаимодействуют, также были круглыми.
Также предусмотрено, чтобы барабан лебедки был установлен с возможностью вращения в двух боковых опорах, при этом ось вращения указанного барабана параллельна продольным осям штанг.
Пример воплощения изобретения подробно описан ниже со ссылками на чертежи, на которых:
Фиг. 1 - вид в аксонометрии лебедки по данному изобретению, Фиг. 2 - вид сбоку фигуры 1 с частичным боковым сечением, Фиг. 3 - часть фигуры 2 в месте крепления штанги к первой боковой опоре рамы лебедки, и Фиг. 4 - вид в аксонометрии фигуры 3.
На Фиг. 1 показана в аксонометрии лебедка 1 по изобретению с барабаном 2, обоими концами закрепленным на раме 3.
Рама 3 содержит первую боковую опору 4а и вторую боковую опору 4b, между внутренними поверхностями 4с и 4d которых соответственно установлен барабан 2 с возможностью вращения вокруг оси вращения D, который связан с приводным электромотором 2а через редуктор 2b. Боковые опоры 4а и 4b имеют прямоугольную пластинчатую или кубоидную форму.
Далее, рама 3 может содержать несколько продольно расположенных штанг, например - четыре. На Фиг. 1 показаны три: первая штанга 5а, вторая штанга 5b и третья штанга 5с. Боковые опоры 4а, 4b отстоят друг от друга на определенном расстоянии и связаны между собой штангами 5а, 5b, 5с, скрепляющими три угла указанных боковых опор (четвертая штанга не показана). Предпочтительнее, чтобы точки крепления указанных штанг с боковыми опорами 4а, 4b располагались на каждой из этих боковых опор в пределах правильного четырехугольника, в частности - прямоугольника. Для боковой опоры 4b это будет виртуальный прямоугольник, тогда как на боковой опоре 4а, имеющей прямоугольную форму, указанные точки крепления продольных штанг расположены в двух реальных углах (нижних) и двух виртуальных (верхних), поскольку боковая опора 4а несколько продлена вверх для возможности крепления на ней электромотора 2а. На наружной стороне 4е боковой опоры 4а закреплен редуктор 2b, связывающий электромотор 2а с барабаном 2 с возможностью приведения во вращение последнего.
Штанги 5а, 5b, 5с выполнены в виде круглых стержней из прочного материала. Их количество в зависимости от назначения лебедки 1 может быть две, три или четыре, и они могут быть прикреплены к боковым опорам 4а, 4b либо в выбранных точках, либо
по углам виртуальных четырехугольников. Описанные штанги 5а, 5b, 5с предназначены для обеспечения жесткости между боковыми опорами 4а, 4b с целью предотвращения проворота указанных опор относительно друг друга вокруг оси вращения D и для сохранения взаимной параллельности их поверхностей, а также - для сохранения заданного расстояния между ними в допустимых пределах. В приведенном примере лебедка 1 имеет только три штанги: 5а, 5b и 5с. Четвертая штанга отсутствует во избежание помех размотке/намотке троса (не показан) лебедки 1.
В зависимости от условий эксплуатации или установки лебедки 1 последняя может быть снабжена и четвертой штангой для увеличения жесткости конструкции.
Каждая из штанг 5а, 5b, 5с имеет первый опорный конец 5d и противоположный ему второй опорный конец 5е. Первые опорные концы 5d прикреплены к первой боковой опоре 4а, а вторые опорные концы 5е - ко второй боковой опоре 4b. Крепление вторых опорных концов 5е ко второй боковой опоре 4b более подробно пояснено со ссылками на Фиг. 3 и Фиг. 4 чертежей.
На Фиг. 1 лебедка 1 показана в так называемом рабочем состоянии, т.е. после окончательного закрепления штанг 5а, 5b, 5с в боковых опорах (4а, 4b). При этом их продольные оси L параллельны оси вращения D барабана 2.
Лебедка 1 на Фиг. 1 установлена на раме 3 по изобретению. Подобная лебедка может быть одним из компонентов грузоподъемного устройства и связана с ним, например, через несущие элементы 18. Иначе говоря, в данном случае речь идет о так называемой установленной на лапах лебедкой, которая своей нижней частью закреплена на неподвижном основании. На Фиг. 1 такое основание составлено из несущих элементов 18, к которым жестко прикреплены боковые опоры 4а, 4b. Такая лебедка может быть частью крановой тележки, элементы шасси которой жестко связаны с боковыми опорами 4а, 4b. Это может быть крановая тележка с парами направленных вниз щек, монорельсовая тележка или тележка на двух направляющих.
Боковые опоры 4а, 4b, помимо того что они несут барабан 2, выполняют и другие функции, например, несут на себе электромотор 2а, редуктор 2b и кожух, закрывающий электрическую часть, средства для запасовки троса лебедки, а также обеспечивают возможность установки лебедки на лапах или других несущих конструкциях.
На Фиг. 2 показан вид сбоку лебедки фигуры 1 с частичным сечением, из которого видно, что обе боковые опоры 4а, 4b - литые. Также показано соединение опорных концов 5d, 5 с шталг с боковыми опорами 4а, 4b, которое далее будет пояснено более подробно со ссылками на Фиг. 2, 3 и 4 чертежей.
На Фиг. 3 названное частичное сечение на Фиг. 2 показано в увеличенном виде в области второй боковой опоры 4b. Как ранее было указано, боковая опора 4b имеет четыре или три точки крепления в ней штанг 5а, 5b, 5с, но на Фиг. 3 видны только штанги 5а и 5с, опорные концы которых 5е расположены в сквозных отверстиях 8 боковой опоры 4b. В конкретном случае, показанном на Фиг. 3, сквозное отверстие 8 имеют оба торцевых выступа второй боковой опоры 4b - внутренний и внешний, отстоящие друг от друга на некотором расстоянии. При этом возможен также вариант, когда сквозное отверстие 8 выполнено только во внутреннем торцевом выступе второй боковой опоры 4b. В это пространство между указанными торцевыми выступами входит вертикальная полка L-образного несущего элемента 18, также имеющая сквозное отверстие, соосное отверстиям 8, через которое также проходит опорный конец 5е штанги 5а. Аналогичным образом первая боковая опора 4а тоже содержит сквозные отверстия 8 во внешнем и внутреннем торцевых выступах, или только во внутреннем из них, и опорный конец 5d штанги 5а покоится в них, также проходя при этом через аналогичное отверстие в вертикальной полке другого L-образного несущего элемента 18. Благодаря такой конструкции несущие элементы 18 могут быть легко и быстро прикреплены к боковым опорам 4а, 4b или демонтированы. Естественно, что оси d отверстий 8 совпадают с продольными осями L штанг 5а, 5с.
Опорные концы 5е и 5d закреплены в боковых опорах 4а, 4b посредством известных резьбовых средств. Например, в торцах каждой из штанг 5а, 5b, 5с по оси L выполнено по резьбовому каналу 10а, в который ввинчен, например, болт 11. Предусмотрен также расположенный под головкой болта 11 стопорный элемент 10 для предотвращения произвольного ослабления описанного резьбового крепления, содержащий сквозное отверстие 9 под болт 11.
Соответствующий стопорный элемент 10 примыкает только к одному из двух сквозных отверстий 8 и закреплен на внешней стороне 4f второй боковой опоры 4b болтом 12, ввинченным в резьбовое отверстие 13. Таким образом, каждая из штанг 5а, 5b, 5с прикреплена ко второй боковой опоре 4b для предотвращения смещения в направлении продольной оси L их опорных косоответству-ющемуглунцов 5d, 5е.
Стопорный элемент 10 представляет собой плоскую стальную пластину.
Стопорный элемент 10 имеет первый участок 14а с отверстием 9, совпадающим с отверстием 8, расположенный в месте нахождения этого отверстия 8, и противоположный второй участок 14b со сквозным отверстием 9, совпадающим с резьбовым отверстием 13 для крепления к указанного стопорного элемента 10 ко второй боковой опоре 4b болтом 12. Стопорный элемент 10 имеет каплеобразную форму, при которой участок 14а - конический, а участок 14b - круглый, переходящий в конический (см. Фиг. 4), при этом каждый стопорный элемент (10) лежит в плоскости поперечной направлению продольной оси (L) на протяжении менее четверти длины внешней стороны (4f) второй боковой опоры (4b), в частности - только в соответствующем углу второй боковой опоры (4b). Круглая часть 14а стопорного элемента 10 ненамного превосходит размеры отверстия 8, да и весь стопорный элемент 10 занимает небольшое место на поверхности внешней стороны 4f второй боковой опоры 4b. Описанный стопорный элемент 10 использован для упора в него каждой из штанг 5а, 5b, 5с.
При снятом стопорном элементе 10 возможно легко снять через отверстия 8 и заменить через эти же отверстия 8 любую из штанг 5а, 5b, 5с независимо от остальных, которые остаются закрепленными в боковой опоре 4b. Также можно изменить число штанг 5а, 5b, 5с без необходимости демонтажа барабана 2.
Специалисту понятно, что первые опорные концы 5d штанг 5а, 5b, 5с могут быть закреплены посредством аналогичных стопорных элементов 10 на первой боковой опоре 4а с тем же самым эффектом.
Перечень позиций на чертежах
1 лебедка
2 барабан
2а  электромотор
2b редуктор
3 рама
4а первая боковая опора
4b вторая боковая опора
4с внутренняя сторона первой боковой опоры 4а
4d внутренняя сторона второй боковой опоры 4b
4е внешняя сторона первой боковой опоры 4а
4f внешняя сторона второй боковой опоры 4b
5а первая штанга
5b вторая штанга
5с третья штанга
5d первый опорный конец
5е второй опорный конец
8 сквозное отверстие
9 сквозное отверстие
10 стопорный элемент 10а резьбовой канал
11 болт
12 болт
13 резьбовое отверстие
14а первый участок стопорного элемента 10
14b второй участок стопорного элемента 10
18 несущий элемент
d ось сквозных отверстий 8
D ось вращения
L продольная ось штанги