ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО КАРДАННОГО ВАЛА
SAFETY DEVICE OF CARDAN SHAFT

Изобретение относится к технике безопасности, а именно защите людей от наматывания на карданные валы при отсутствии на них защитных приспособлений (кожухов, ограждений, блокировок и др.)
Известно предохранительное устройство для карданного вала по а.с. №1073528, F16Р 1/02 имеет кольцевую вилку. Устройство снабжено одной дополнительной осью и установленными на вилке стержнями. Свободные концы стержней выведены через выполненные в корпусе устройства и в защитном кожухе отверстия, и связаны разъемным соединением с кожухом, а пружины расположены на стержнях и жестко связаны одним концом с вилкой, а другим - с кожухом устройства.
Устройство имеет недостатки в связи со снижением надежности работы по причинам: износа шлицевой втулки и кольцевой вилки из-за трения между ними; возможности повреждения и поломки упорных осей, выступающих за пределы корпуса устройства при снятом кожухе в случае использования трактора с сельхозмашинами, не требующими привода от вала отбора мощности.
Устройство сложно по конструкции в связи с использованием в нем двух стержней с пружинами растяжения, требующими для их крепления дополнительных деталей.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является предохранительное устройство карданного вала (патент №2139466, F16Р 1/02), содержащее защитный кожух, установленный коаксиально валу и выполненный составным из двух жестко закрепленных фланцев и трех трубчатых элементов, два из которых установлены с возможностью поворота относительно фланцев, а третий трубчатый элемент выполнен подвижным в осевом направлении относительного первого трубчатого элемента; отключающий механизм выполнен в виде двух валов-вилок с наружными шлицевыми поверхностями, соединенных подвижной в осевом направлении шлицевой втулкой с размещенным на ней фиксирующим средством. Фиксирующее средство выполнено в виде жестко соединенного с третьим трубчатым элементом стакана с пружинистыми защелками, расположенными с возможностью быстрого разъема и жесткого соединения со вторым трубчатым элементом, имеющим соответствующие пазы, а второй и третий трубчатые элементы выполнены в виде цилиндров без выступов.
Недостатками этого устройства являются:
1 - забивание пазов, выполненных открытыми с наружной стороны второго трубчатого элемента защитного кожуха в процессе эксплуатации;
2 - трудоемкость обслуживания в связи с необходимостью одновременного нажатия всех защелок и использования для этого специального устройства;
3 - возможность травмирования работающих из-за возможности появления незащищенной зоны карданного вала при отсутствии первого трубчатого элемента, чем обеспечивается эксплуатация трактора и приводной машины в условиях забивания карданного вала;
4 - возможность попадания в конструкцию грязи, что может привести к преждевременному износу и выходу из строя устройства;
5 - трудности при сборке и разборке конструкций из-за отсутствия направляющих для перемещения пружинистых защелок в пазах для зацепления.
Задачей изобретения является повышение технологичности эксплуатации устройства и, как следствие, снижение травматизма.
Поставленная задача достигается тем, что предохранительное устройство карданного вала, содержащее защитный кожух, установленный коаксиально валу и выполненный составным из двух жестко закрепленных фланцев и трех трубчатых элементов, два из которых установлены с возможностью поворота относительно фланцев, а третий трубчатый элемент выполнен подвижным в осевом направлении относительно первого трубчатого элемента. Концы четырех пружин, со сдвигом одна относительно другой в 90°, с одной стороны установлены в проточках упорного кольца, установленного на резьбе внутри кожуха ведущего карданного вала, а с другой - жестко закреплены в проточках втулки упорного подшипника, а с ее противоположной стороны выполнены выступы, с наружными поверхностями которых взаимодействует упорное внешнее кольцо, при этом на конце трубы ведущего вала установлена втулка-кольцо, с двух сторон закрепленная стопорными кольцами, связанными с этой трубой, при этом втулка-кольцо жестко соединена с внешней трубой, имеющей внутреннюю резьбу, взаимодействующей с корпусом промежуточного защитного кожуха с наружной и внутренней резьбой, с которой взаимодействует через резьбовое соединение упорное кольцо.
Новые существенные признаки:
1. Четыре пружины установлены со сдвигом одна относительно другой в 90°.
2. Пружины с одной стороны установлены в проточках упорного кольца, а с другой - жестко закреплены в проточках втулки упорного подшипника.
3. Упорное кольцо установлено на резьбе внутри кожуха ведущего карданного вала.
4. На противоположной стороне втулки упорного подшипника выполнены выступы.
5. Упорное внешнее кольцо взаимодействует с наружными поверхностями выступа втулки упорного подшипника.
6. На конце трубы ведущего вала установлена втулка-кольцо, с двух сторон закрепленная стопорными кольцами.
7. Втулка-кольцо жестко соединена с внешней трубой, имеющей внутреннюю резьбу.
8. Внешняя труба с внутренней резьбой взаимодействует с корпусом промежуточного защитного кожуха, имеющего внутреннюю и наружную резьбу.
9. Промежуточный защитный кожух взаимодействует с упорным кольцом через резьбовое соединение.
Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными необходимы и достаточны для достижения технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.
Доказательством технического результата является то, что предлагаемое устройство дает возможность повысить эксплуатационные свойства и исключить травмы за счет того, что в нем:
а) четыре пружины установлены со сдвигом одна относительно другой в 90°, для создания равномерного усилия при демонтаже валов относительно друг друга;
б) пружины с одной стороны установлены в проточках упорного кольца, а с другой - жестко закреплены в проточках втулки упорного подшипника; для фиксации пружин в устройстве и при разборке устройства пружины остаются зафиксированными с втулкой упорного подшипника;
в) упорное кольцо установлено па резьбе внутри кожуха ведущего карданного вала; для его фиксации относительно кожуха ведущего карданного вала и возможности регулирования натяжения пружин за счет резьбового соединения;
г) на противоположной стороне втулки упорного подшипника выполнены выступы для посадки па него упорного внешнего кольца;
д) упорное внешнее кольцо взаимодействует с наружными поверхностями выступа втулки упорного подшипника для регулирования глубины посадки ведомого вала в шлицевую соединительную втулку;
е) на конце трубы ведущего вала установлена втулка-кольцо, с двух сторон закрепленная стопорными кольцами, связанными с этой трубой для жесткой связи втулки-кольца с трубой ведущего вала;
ж) втулка-кольцо жестко соединена с трубой ведущего вала, имеющей внутреннюю резьбу. Внутренняя резьба позволяет соединить трубу ведущего вала с корпусом промежуточного защитного кожуха, а жесткое крепление с трубой ведущего вала втулки-кольца позволяет создать единое целое с трубой ведущего вала ведущей части устройства;
з) внешняя труба с внутренней резьбой взаимодействует с корпусом промежуточного защитного кожуха, имеющего внутреннюю и наружную резьбу. Внутренняя резьба позволяет установить упорное кольцо;
и) промежуточный защитный кожух взаимодействует с упорным кольцом через резьбовое соединение. Возможность взаимодействия упорного внешнего кольца с упорным кольцом позволяет регулировать посадку ведомого вала в соединительную шлицевую втулку.
Фиг.1 - схематично изображено предохранительное устройство карданного вала.
Предохранительное устройство карданного вала содержит: ведущий карданный вал 1, приводимый во вращение от вала отбора мощности машины (трактора, комбайна); ведомый карданный вал 2, осуществляющий передачу вращения на приводные механизмы после включения оператором ведущей части карданного вала 1 и соединения се с ведомым карданным валом 2 посредством соединительной шлицевой втулки 3, с смонтированным на ней радиально-упорным подшипником 4, вмонтированным во втулке упорного подшипника 5 и стопорящегося стопорным кольцом 6; защитный кожух, установленный коаксиально валу и выполненный составным из двух жестко закрепленных фланцев (на фигуре не показано) и трех трубчатых элементов, два из которых установлены с возможностью поворота относительно фланцев, а третий трубчатый элемент выполнен подвижным в осевом направлении относительно первого трубчатого элемента; концы четырех упорных пружин 7 со сдвигом одна относительно другой в 90°, с одной стороны установлены в проточках 8, упорного кольца 9, глубиной 10 мм и диаметром, на 10% превышающим диаметр упорной пружины 7. Упорное кольцо 9 установлено на резьбе внутри защитного кожуха 10 ведущего карданного вала 1. Пружины с другой стороны жестко закреплены в проточках 11 втулки упорного подшипника 5. С противоположной стороны втулки 5 упорного подшипника выполнены выступы 12, с наружными поверхностями 13 которых взаимодействует упорное внешнее кольцо 14. Втулка упорного подшипника 5 благодаря шлицам по наружному диаметру вмонтирована в трубу ведущего вала 15 с внутренними шлицами, которая наварачивается на внешнюю резьбовую часть поверхности защитного кожуха 10 ведущего карданного вала 1. При этом на конце трубы ведущего вала 15 установлена втулка-кольцо 16, с двух сторон закрепленная стопорными кольцами 17 и 18, связанными с этой трубой, при этом втулка-кольцо 16 жестко соединена с внешней трубой 19 ведомой части конструкции, имеющей внутреннюю резьбу, взаимодействующей с корпусом промежуточного защитного кожуха 20 с наружной и внутренней резьбой, с которой взаимодействует через резьбовое соединение упорное кольцо 21. Корпус промежуточного защитного кожуха 20 крепится через диаметрально противоположные пазы (на фигуре не показано) с помощью подпружиненных болтов (на фигуре не показано) и может перемещаться до 8 см. Втулка ограничительная 22 ограничивает перемещение втулки 3.
Работает устройство следующим образом. Перед необходимостью передачи вращения на приводные механизмы и перед включением оператором ведущей части карданного вала 1 вращением втулки-кольца 16 в одну из сторон осуществляется перемещение по резьбе корпуса промежуточного защитного кожуха 20 благодаря продольным пазам (на фигуре не показано) и подпружиненным болтам (на фигуре не показано) вместе с установленным в нем упорным кольцом 21. Последнее через внешнее упорное кольцо 14 перемещает вмонтированную посредством шлицевого соединения во внутреннюю часть трубы ведущего вала 15 втулку упорного подшипника 5 и через радиально-упорный подшипник 4 соединительную шлицевую втулку 3 в сторону шлицевой ведущей части карданного вала 1, соединяя его тем самым с ведомым карданным валом 2. Посаженные жестко в проточки 11 втулки упорного подшипника 5 упорные пружины 7 в этот момент перемещаются в сторону внутреннего упорного кольца 9, вкрученного в защитный кожух 10 ведущего карданного вала 1, размещаясь свободными концами в проточке 8, сжимаясь. При этом при включении оператором привода на ведущий карданный вал 1 вращение будет передаваться на приводные механизмы. Вращающиеся части конструкции карданного вала находятся внутри устройства и не грозят травмами в результате отсутствия возможности захвата одежды, волос, конечностей, обуви и др.
При необходимости осмотра внутренних узлов устройства или их техобслуживания, а также в других необходимых случаях втулку-кольцо 16 вращают в сторону, противоположную тому, который способствовал соединению ведущей 1 и ведомой 2 частей карданного вала. Упорные пружины 7, разжимаясь, через втулку упорного подшипника 5 и упорный подшипник 4 благодаря стопорному кольцу 6 перемещают соединительную шлицевую втулку 3 в сторону ведомого карданного вала 2 до тех пор, пока втулка упорного подшипника 5 не сойдет со шлицевой части ведущего карданного вала 1. В момент разъединения карданных валов 1 и 2 посредством соединительной шлицевой втулки 3 передача вращения от ведущего I к ведомому 2 карданному валу прекращается; благодаря дальнейшему вращению втулки-кольца 16, а значит и внешней трубы 19 ведомой части конструкции с внутренней резьбой, в сторону ведомого карданного вала 2, конструкцию разъединяют и осуществляют осмотр ее элементов или выполняют техобслуживание в момент, когда вращение от включенного оператором в кабине карданного вала (его ведущей части) не передастся на элементы устройства, предотвращая тем самым травмы.
В рабочем состоянии, когда вращение передается па приводные механизмы, вращающиеся элементы конструкции защищены неподвижными частями: защитным кожухом 10 ведущего карданного вала 1, трубой ведущего вала 15, внешней трубой 19 ведомой части конструкции и корпусом промежуточного защитного кожуха 20, исключая травмоопасные ситуации, а значит и возможность травмирования людей.