УСТРОЙСТВО КРЕПЛЕНИЯ КАБИНЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ МАШИНЫ К ШАССИ САМОЙ МАШИНЫ
DEVICE FOR FIXATION OF INDUSTRIAL MACHINE CABIN TO MACHINE

Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится к области производства промышленных машин средней и/или большой грузоподъемности. В частности, изобретение относится к устройству крепления откидной кабины промышленной машины к шасси самой транспортной машины.
Уровень техники
В области производства промышленных машин средней и/или большой грузоподъемности известно, что некоторые модели таких транспортных машин применяют откидную кабину с наклоном вперед относительно шасси. Целью данного решения является обеспечение легкого доступа к двигателю или другим компонентам, размещенным ниже самой кабины. Известно также применение таких устройств для крепления кабины к шасси. В частности, данные устройства имеют первую фиксирующую рабочую конфигурацию ("anchor" operating configuration), в которой они прочно крепят кабину к шасси, при этом в своей второй свободной конфигурации ("release" configuration) они допускают откидное освобождение самой кабины. Традиционные устройства крепления содержат два основных компонента, а именно соединительный стержень и узел блокирования. Один из этих компонентов связан с кабиной, в то время как другой связан с шасси промышленной машины, несущим саму кабину.
Известное в данной области техники решение обеспечивает узел блокирования, содержащий корпус, образованный парой параллельных металлических боковых стенок, которые образуют гнездо, куда вводится соединительный стержень. Узел блокирования включает в себя также рычаг сцепления, шарнирно установленный между боковыми стенками корпуса. Данный рычаг поворачивается между первым положением, в котором он блокирует соединительный стержень в гнезде корпуса, и вторым положением, в котором соединительный стержень больше не заключен в гнезде 9. Данное положение, по существу, допускает откидное перемещение кабины по отношению к шасси.
Данный узел блокирования содержит также фиксирующий рычаг, воздействующий на рычаг сцепления. В частности, фиксирующий рычаг поворачивается, по меньшей мере, между первым положением, в котором он удерживает рычаг сцепления в описанном выше первом положении, и вторым положением, в котором он не воздействует на рычаг сцепления. В частности, фиксирующий рычаг удерживается в первом положении в результате усилия, оказываемого упругим элементом, воздействующим на сам рычаг. Данный узел блокирования содержит также привод, который обладает функцией поворота фиксирующего рычага во второе рабочее положение, для освобождения последнего от рычага сцепления, допуская быстрый поворот последнего во второе рабочее положение, в результате воздействия упругого элемента.
Рассмотренное выше решение известно в данной области техники, но имеет ряд недостатков, первый из которых касается ограниченной надежности устройства. Несомненно, как можно видеть, рабочее плечо фиксирующего рычага воздействует на рычаг сцепления, оказывая давление на плечо самого рычага сцепления. В частности, фиксирующий рычаг воздействует на плечо рычага сцепления, которое не препятствует, непосредственно, освобождению соединительного стержня.
Было замечено, что, как результат данного рабочего состояния, тяговое усилие действительно воспринимается стержнем, вокруг которого поворачивается рычаг сцепления. Как следствие, чтобы заставить стержень воспринимать данное усилие, необходимо увеличить толщину как стержня рычага сцепления, так и боковых стенок корпуса. Данное решение необходимо для гарантирования того, что узел блокирования имеет достаточную прочность и надежность. Однако данный аспект является особенно важным, поскольку он напрямую повышает стоимость изготовления устройства. Увеличение толщины боковых стенок корпуса подразумевает сильное и негативное влияние на количество используемого материала, и, таким образом, на общий вес устройства крепления.
Кроме того, было замечено, что поверхность рычага сцепления, подверженная воздействию фиксирующего рычага, является той же самой, что входит в контакт с соединительным стержнем, когда механизм возвращается в исходное положение. Соответственно, данная поверхность постоянно является объектом поверхностного износа, который отрицательно влияет на срок службы и надежность рычага сцепления.
Другой экстремально отрицательный аспект относится к положению привода, который активирует фиксирующий рычаг, прекращая, таким образом, поворот рычага сцепления и, соответственно, освобождение соединительного стержня. Данный привод воздействует на второе плечо фиксирующего рычага, которое является противоположным первому плечу того же самого рычага, воздействуя на рычаг сцепления. Данный принцип взаимодействия между двумя рычагами, когда привод обязательно размещен в наклонном направлении по отношению к продольному направлению защитного корпуса, существенно влияет на продольное растяжение узла блокирования и, таким образом, на его общий объем. В области техники остро ощущается потребность в компактных устройствах крепления, и это еще не решено с точки зрения конструкции, стоимости и простоты применения. По изложенным выше соображениям потребность в новом, имеющем ограниченное число компонентов, устройстве крепления очевидна, но с улучшенными компактностью и механическим сопротивлением по сравнению с известными решениями.
Раскрытие изобретения
На основании данных соображений основной задачей настоящего изобретения является обеспечение устройства крепления, которое позволяет преодолеть отмеченные выше недостатки. В объеме данной задачи первой целью настоящего изобретения является обеспечение устройства крепления с улучшенными характеристиками механического сопротивления по сравнению с известными устройствами, применяемыми для данной цели. Другой целью настоящего изобретения является обеспечение устройства особенно компактной конфигурации, а именно с ограниченным объемом и ограниченным весом. В частности, целью настоящего изобретения является обеспечение устройства крепления, которое является надежным и простым в изготовлении при конкурентоспособных ценах.
Данная задача и данные цели достигнуты посредством устройства крепления в соответствии с заявленным в п. 1 формулы изобретения.
В частности, устройство сцепления по изобретению имеет улучшенные показатели сопротивления и надежности. Принцип взаимодействия между рычагами узла блокирования обеспечивает более прочное соединение при работе. Другими словами, расчетное поведение механизма под нагрузками, также и импульсного типа, воздействующими на соединительный стержень, когда рычаг сцепления находится в положении соединения, является более эффективным. Следует отметить, что положение оси вращения фиксирующего рычага обеспечивает улучшенное распределение воздействующих на механизм напряжений. Фактически, данные напряжения распределяются на оба стержня вращения рычагов узла блокирования вместо концентрации на одном стержне, как это происходит в известных решениях. Это позволяет предпочтительно ограничить толщину боковых стенок узла блокирования и, таким образом, общий вес узла блокирования. Кроме того, следует отметить, что новый принцип взаимодействия между двумя рычагами узла блокирования позволяет, в общем, сохранить общую массу самого узла при существенных преимуществах, с точки зрения производственных затрат и универсальности применения.
Краткое описание чертежей
Дополнительные характеристики и преимущества станут более понятными из последующего подробного описания устройства крепления по данному изобретению, которое представлено просто в иллюстративной и не ограничивающей форме на прилагаемых чертежах, на которых:
фиг. 1 представляет вид в перспективе устройства крепления по данному изобретению;
фиг. 2 представляет латеральный вид устройства фиг. 1;
фиг. 3 представляет вид устройства фиг. 1 в сцепленном положении соединительного стержня, так что рычаг сцепления находится в сцепленном положении, а фиксирующий рычаг находится в своем первом рабочем положении;
фиг. 4 представляет вид устройства фиг. 1, освобождающего соединительный стержень, на котором фиксирующий рычаг движется из первого во второе рабочее положение, в соответствии с действием привода;
фиг. 5 представляет вид устройства фиг. 1 в расцепленной конфигурации соединительного стержня, в которой рычаг сцепления находится в расцепленном положении, а фиксирующий рычаг находится в своем первом рабочем положении;
фиг. 6 представляет вид устройства фиг. 1 во время возвращения самого устройства в исходное положение.
Осуществление изобретения
По ссылке на отмеченные выше чертежи устройство 1 крепления, согласно изобретению, содержит два основных компонента, а именно соединительный стержень 5 и узел 10 блокирования соединительного стержня. Один из этих компонентов (например, соединительный стержень 5) предусмотрен для соединения с откидной кабиной промышленной машины, в то время как другой компонент (узел 10 блокирования, согласно данному примеру) предусмотрен для соединения с шасси, поддерживающим саму кабину.
Фиг. 1 представляет вид в перспективе возможного варианта осуществления узла 10 блокирования, который содержит пару металлических несущих боковых стенок 8, образующих базовую плоскость 3. В частности, боковые стенки 8 развиваются от данной базовой плоскости 3 в плоскости, перпендикулярной самой базовой плоскости 3. Боковые стенки 8 образуют позиционирующее гнездо 9 для введения центрирующего стержня 5. Данное гнездо 9 развивается от одной стороны упомянутых боковых стенок 8 к противоположной, на базовой плоскости 3, и по тому же самому направлению, что и базовая плоскость 3. На фиг. 2 может быть видно, что позиционирующее гнездо 9 (в дальнейшем также называемая гнездом 9) содержит полукруглый участок 9′, который образует предельное стопорное положение для соединительного стержня 5. Для целей данного изобретения данное предельное стопорное положение образовано положением, занимаемым осью 100 соединительного стержня 5 по отношению к базовой плоскости 3. На фиг. 2 данное положение указано на расстоянии H от базовой плоскости 3.
Обращаясь снова к виду фиг. 2, можно отметить, что, по меньшей мере, конечная часть гнезда 9, а именно один примыкающий полукруглый участок 9′, развивается симметрично по отношению к сопряженной плоскости 3′, перпендикулярной базовой плоскости 3.
Обращаясь снова к фиг. 1, каждая стенка из боковых стенок 8 узла 10 блокирования содержит соединительный участок 8′, который развивается наружу по отношению к объему пространства, содержащегося между самими боковыми стенками. Такие соединительные участки 8′ имеют целью обеспечение соединения узла блокирования с откидной кабиной или с шасси промышленной машины, независимо от ее установки. Таким образом, они содержат отверстия 8′′ для размещения соединительных элементов (не показанные на чертежах). Можно отметить, что в показанном на чертеже решении соединительные участки 8′, по существу, лежат на базовой плоскости 3, но они могут, альтернативно, развиваться латерально от соответствующей боковой стенки, на некотором расстоянии от той же самой базовой плоскости 3.
Фиг. 3 представляет механизм узла 10 блокирования фиг. 1. Данный механизм содержит рычаг 15 сцепления, поворачивающийся между боковыми стенками 8, так что он может поворачиваться вокруг первого стержня 91, который образует первую ось 101 вращения. В частности, данный первый стержень 91 расположен на первой стороне (или полупространстве) по отношению к сопряженной плоскости 3′ и в положении около базовой плоскости 3. В частности, первая ось 101 вращения рычага 15 сцепления расположена в положении около базовой плоскости 3 и на расстоянии, оцениваемом по отношению к самой базовой плоскости 3, меньшем расстояния оси 100 соединительного стержня 3, в предельном стопорном положении. Данное расположение позволяет ограничить поперечные размеры узла 10 блокирования, а именно его протяжение по направлению, перпендикулярному к сопряженной плоскости 3′.
Рычаг 15 сцепления поворачивается в противоположном первому упругому элементу 21 направлении, между положением сцепления, в котором он блокирует соединительный стержень 5 в предельном стопорном положении, и положением расцепления, в котором рычаг 15 сцепления прекращает оказание блокирующего воздействия на соединительный стержень 5. В частности, рычаг 15 сцепления содержит блокирующее плечо 16, которое, при совмещении упомянутого положения сцепления, непосредственно препятствует перемещению освобождения соединительного стержня из предельного стопорного положения, ограниченного гнездом 9.
Узел 10 блокирования содержит также фиксирующий рычаг 25, поворачиваемый между упомянутыми боковыми стенками 8 вторым стержнем 92, который образует вторую ось 102 вращения. В частности, данная вторая ось 102 вращения расположена на второй стороне по отношению к отмеченной выше сопряженной плоскости 3′. Фиксирующий рычаг 25 поворачивается в противоположном второму упругому элементу 22 направлении, между первым рабочим положением, в котором он воздействует на упомянутый рычаг 15 сцепления, и вторым рабочим положением, в котором он не воздействует на рычаг 15 сцепления, позволяя ему поворачиваться из положения сцепления в положение расцепления.
Узел 10 блокирования, по изобретению, также содержит привод 30, предпочтительно пневматический, который, как только он приведен в действие, воздействует на фиксирующий рычаг 25 и поворачивает данный рычаг из первого рабочего положения во второе рабочее положение. По данному изобретению фиксирующий рычаг 25 содержит первое рабочее плечо 25′, которое оказывает сдерживающее усилие на блокирующее плечо 16 рычага 15 сцепления, когда фиксирующий рычаг 25 занимает первое рабочее положение.
Кроме того, по данному изобретению, ось 102 вращения фиксирующего рычага 25 расположена в промежуточном положении между положением, в котором упомянутое первое рабочее положение 25′ находится в контакте с блокирующим плечом 16 и базовой плоскостью 3, от которой развиваются фланцы 8 узла 10 блокирования.
Путь рычага 15 сцепления и фиксирующего рычага 25, объединенный с положением, заданным для оси 102 вращения фиксирующего рычага 25, совместно, позволяет получить сильное блокирующее воздействие. Два рычага 15, 25 и их соответствующие боковые стенки 8, поддерживающие сами рычаги, образуют замкнутую кольцевую структуру, схематично показанную пунктирной линией на фиг. 3. Такое решение усиливает блокирование, соответственно повышая надежность устройства 1 крепления.
Кроме того, можно отметить, что взаимодействие рычага 15, 25, в сочетании с заданным положением оси 102 вращения фиксирующего рычага 25, предпочтительно позволяет оптимизировать распределение нагрузок. Фактически, возможная нагрузка F, воздействующая на соединительный стержень 5, когда заблокирован сам стержень (состояние, показанное на фиг. 3), предпочтительно воспринимается обоими стержнями 91, 92, вокруг которых поворачиваются два рычага 15, 25 механизма узла 10 блокирования. По существу, нагрузка F на соединительный стержень 5 вызывает тяговую реакцию на обоих стержнях. Это означает, что тяговые нагрузки воспринимаются очень большой поверхностью боковых стенок 8. Данное состояние, в свою очередь, означает, что становится возможным снижение толщины самих боковых стенок и, таким образом, общего веса узла 10 блокирования.
По предпочтительному варианту осуществления изобретения ось вращения фиксирующего рычага 25 расположена, по отношению к базовой плоскости 3, в промежуточном положении, между положением оси 100 соединительного стержня 5 в предельном стопорном положении и положением первой оси 101 вращения рычага 15 сцепления. Видно, что данное положение оси 102 вращения фиксирующего рычага 25 допускает оптимизацию распределения тяговых нагрузок между поворотными стержнями рычагов 15 и 25. Фактически, в данном положении, тяговая нагрузка F на соединительном стержне 5 разделена на две тяговые нагрузки F1 и F2 (см. фиг. 4), по существу, эквивалентно на разные стержни рычагов 15, 25.
По фиг. 5 рычаг 15 сцепления содержит крюкообразный профиль, образованный блокирующим плечом 16, указанным выше, и распорным плечом 16′. Тело рычага 15 сцепления предпочтительно содержит соединительный участок 17, выполненный по форме с круговым сектором, который развивается между блокирующим плечом 16 и распорным плечом 16′. Данный соединительный участок 17 имеет диаметр, соответствующий диаметру соединительного стержня 5. Как показано на фиг. 3, когда рычаг 15 сцепления занимает положение блокирования, соединительный участок 17 охватывает соединительный стержень 5, по меньшей мере, на половине его периферии, удерживая его, благодаря соответствующему радиусу, прочно в предельном стопорном положении, ограниченном гнездом.
Распорное плечо 16′ рычага 15 сцепления содержит контактный участок 16′′, выполненный так, что он, во время поворачивания рычага сцепления из положения сцепления в положение расцепления, выдвигает соединительный стержень 5 из предельного стопорного положения. Данный контактный участок 16′′ также обладает функцией, допускающей возвращение узла 10 блокирования в исходное положение (reset), указывая, тем самым, на поворот рычага 15 сцепления в противоположном направлении, из положения расцепления в положение сцепления.
С этого момента, стартуя из состояния на фиг. 5 (рычаг 15 сцепления в положении расцепления), соединительный стержень 5, во время своего перемещения в предельное стопорное положение, ограниченное позиционирующим гнездом 9, оказывает давление на контактный участок 16′′ блокирующего плеча 16, вызывая поворот рычага 15 сцепления по часовой стрелке (показано стрелкой V). В частности, положение контактной точки между соединительным стержнем 5 и рабочим участком 16′′ меняется, поскольку она непрерывно двигается к соединительному участку 17, что видно на фиг. 6. При достижении соединительным стержнем 5 предельного стопорного положения поворот рычага 15 сцепления прекращается.
В представленных на чертежах вариантах осуществления первый упругий элемент 21, воздействующий на рычаг 15 сцепления, содержит цилиндрическую винтовую пружину, соосную с первым стержнем 91, вокруг которого поворачивается рычаг 15 сцепления. Данная цилиндрическая винтовая пружина содержит первый конец 21′, соединенный с первым стержнем 71, разнесенным с боковыми стенками 8, и второй конец 21′′, воздействующий на рычаг 15 сцепления в противоположном направлении.
По предпочтительному варианту осуществления изобретения, показанному на фиг. 3, блокирующее плечо 16 имеет протяженность, так что, когда рычаг 15 сцепления занимает положение сцепления, первый контактный участок 18 того же самого первого плеча 16 размещен между боковыми стенками 8 того же самого полупространства (образованного сопряженной плоскостью 3′), в котором размещен фиксирующий рычаг 25. Фиксирующий рычаг 25 оказывает свое сдерживающее воздействие на рычаг 15 сцепления при совмещении с данным первым контактным участком 18 блокирующего плеча 16.
Можно отметить, что первый контактный участок 18 блокирующего рычага 16 является, по существу, крюкообразным и выступает наружу, а именно в направлении, противоположном направлению базовой плоскости 3. Первое рабочее плечо 25′ фиксирующего рычага 25 образует второй крюкообразный контактный участок 18′, обращенный к базовой плоскости 3. В конфигурации блокирования, показанной на фиг. 3, второй контактный участок 18′ воздействует на первый контактный участок 18. То, что два контактных участка 18, 18′ выполнены крюкообразными, предпочтительно облегчает фиксацию, улучшая блокирование соединительного стержня 5.
Вообще по ссылке на решение фиг. 3 может быть видно, что второй упругий элемент 22, воздействующий на фиксирующий рычаг 25, содержит, также в данном случае, цилиндрическую винтовую пружину, соосную со вторым поворотным стержнем 92, вокруг которого поворачивается фиксирующий рычаг 25. Например, как показано на фиг. 5, первый конец 22′ пружины соединен со вторым стержнем 72, разнесенным с боковыми стенками 8, в то время как второй конец воздействует непосредственно на фиксирующий рычаг 25.
По ссылке на фиг. 4 фиксирующий рычаг 25 содержит второе рабочее плечо 25′′, противоположное первому рабочему плечу 25′ относительно оси 102 самого фиксирующего рычага 25. Для поворота фиксирующего рычага 25 из первого рабочего положения во второе рабочее положение на данное второе рабочее плечо 25′′ оказывает воздействие пневматический привод 30. Как показано на фиг. 4, пневматический привод 30 размещен между боковыми стенками 8 в положении, прилегающем к базовой плоскости 3, от которой развиваются сами боковые стенки. В частности, привод 30 размещен так, что он оказывает давление по направлению 105 воздействия, по существу, параллельному самой базовой плоскости 3 и ортогональному оси вращения 101, 102 двух рычагов 15, 25 узла 10 блокирования.
Данное конкретное устройство привода 30 позволяет, прежде всего, ограничить продольные размеры узла 10 блокирования, а именно соответственно в направлении, параллельном направлению 105 воздействия. По этому поводу на фиг. 2 непрерывная линия показывает узел 10 блокирования по изобретению, а пунктирная линия - профиль известного в данной области техники узла блокирования и соответствующего рассмотренному выше и известному решению. Как четко показывает чертеж, объем узла 10 блокирования по изобретению снижен, прежде всего, в направлении 105 воздействия. Его уменьшенная протяженность по данному направлению достигнута благодаря положению, занимаемому приводом 30. Уменьшенный объем приводит также к сниженному весу и, соответственно, к уменьшенной общей стоимости реализации.
Для полноты, последующее описание, со ссылкой на фиг. 3-6, рассматривает функциональный принцип устройства крепления по изобретению, начиная от конфигурации блокирования, показанной на фиг. 3. В данном состоянии соединительный стержень 5 занимает предельное стопорное положение в гнезде 9, образованном боковыми стенками 8. Соединительный стержень удерживается в таком положении блокирующим плечом 16 рычага 15 сцепления. Второй крюкообразный контактный участок 18′ первого рабочего плеча 25′ фиксирующего рычага 25 воздействует на первый крюкообразный контактный участок 18 блокирующего плеча 16. Формер (former) удерживается в первом рабочем положении усилием, оказываемым вторым упругим элементом 22.
По фиг. 4, когда привод 30 активирован, он воздействует на второе рабочее плечо 25′′ фиксирующего рычага 25, осуществляющего его поворот (согласно виду фиг. 4 по часовой стрелке), в противоположном воздействующему усилию второго упругого элемента направлении, из первого рабочего положения во второе рабочее положение. Когда два крюкообразных контактных участка 18, 18′ прекращают взаимодействие между собой, в результате возвратного усилия, оказанного первым упругим элементом 21, рычаг 15 сцепления поворачивается (согласно виду фиг. 4 в направлении против часовой стрелки) из положения сцепления в положение расцепления соединительного стержня 5, показанное на фиг. 5. Под воздействием, оказанным распорным плечом 16′ во время данного поворота, соединительный стержень 5 выходит из предельного стопорного положения 9. Можно видеть, что поворот фиксирующего рычага 25 из первого во второе рабочее положение происходит по направлению, противоположному направлению поворота рычага 15 сцепления, из конфигурации сцепления в конфигурацию блокирования.
Можно видеть, что воздействие привода 30 на фиксирующий рычаг 25 продолжается, пока два крюкообразных участка 18, 18′ соответствующих рычагов 15, 25 взаимодействуют между собой. Это означает, что когда рычаг 15 сцепления достигает положения расцепления, показанного на фиг. 5, фиксирующий рычаг 25, соответственно, под воздействием второго элемента 22 расцепления, вновь занимает положение, соответствующее положению фиксации, но без какого-либо взаимодействия с рычагом 15 сцепления.
Как уже сказано выше, возвращение узла 10 блокирования в исходное положение является, по существу, автоматическим, когда соединительный стержень 5 снова входит в позиционирующее гнездо 9. Во время такого ввода соединительный стержень 5 входит в контакт с профилированной поверхностью 16′′ распорного плеча 16, вызывая поворот соединительного стержня 15 в положение сцепления. Как можно четко видеть на фиг. 6, в некоторой точке данного поворота, поверхность первого контактного участка 18 входит в контакт с крюкообразной поверхностью второго контактного участка 18′, вызывая поворот фиксирующего рычага 25 во второе рабочее положение. Как только данные поверхности прекращают взаимодействие, в соответствии со своей формой, поворот фиксирующего рычага 25 прекращается, и фиксирующий рычаг 25 сам активируется, всегда в результате воздействия второго упругого элемента 22, соответственно, в противоположном направлении, а именно опять занятием фиксирующего положения и блокированием положения рычага 15 сцепления. Таким образом, возвращение узла 10 блокирования в исходное положение завершается, а именно восстанавливается состояние, показанное на фиг. 3.
Данное изобретение относится также к промышленной машине, содержащей устройство крепления по изобретению. В первом возможном варианте осуществления соединительный стержень 5 устройства прочно связан с шасси промышленной машины, в то время как узел блокирования 10′ соединен с откидной кабиной самой машины. В альтернативном варианте осуществления соединительный стержень 5 связан с откидной машиной, а узел блокирования выполнен интегральным с шасси промышленной машины.
Устройство 1 крепления по данному изобретению полностью решает поставленные выше задачи и цели. В частности, узел блокирования устройства крепления содержит ограниченное число легко собираемых элементов. Устройство по изобретению имеет улучшенные характеристики механического сопротивления и компактности по сравнению с известными в данной области техники решениями. Общий объем и затраты по изготовлению заметно снижены по сравнению с известными решениями.
Устройство крепления по изобретению может быть подвергнуто многочисленным изменениям и модифицированию без отклонения от объема изобретения. Кроме того, все детали могут быть заменены другими, эквивалентными технически. На практике используемый материал, а также размеры и формы могут быть любыми, в соответствии с потребностями и состоянием техники.