Переносное устройство для регулирования натяжения
PORTABLE DEVICE FOR TENSION CONTROL

Настоящее переносное устройство для регулирования натяжения и/или длины канатов, тросов, веревок, шнуров и иных гибких элементов, используемых в качестве струн, строп, растяжек, обвязок, подвесок и прочих требующих натяжения конструкций (далее - устройство), относится в основном к такелажной технике и может быть использовано в такелажном, бытовом, туристическом, спортивном, медицинском, рыболовном оборудовании, а также в иных областях, где применяются подобные конструкции.
Из существующего уровня техники известны следующие приспособления для регулирования натяжения:
1. Талрепы («Талрепы ГОСТ 9690-71»). Состоят из двух винтов с противоположной резьбой, ввинчиваемых с двух сторон в корпус. Концы винтов снабжены кольцами или крюками, к которым крепятся концы гибкого элемента. Натяжение регулируется вращением корпуса, которое приводит к изменению расстояния между винтами. Недостатком технического решения является то, что вращение корпуса возможно осуществлять только вручную.
2. Лебёдки и вороты («Лебедки ручные однобарабанные ГОСТ 7014-74»). В них гибкий элемент накручивается на вращающийся барабан. Они широко используются, практически, только в подъемных или тяговых механизмах. Как регуляторы натяжения, вороты традиционно используются для регулирования натяжения струн в струнных музыкальных инструментах (“колки” в скрипках, виолончелях и т.п.).
3. Регуляторы натяжения, использующие гравитацию. Один конец гибкого элемента перебрасывается через блок, закрепленный на опоре, и к этому концу прикрепляется массивный (компенсаторный) груз («Инструкция по монтажу контактных сетей промышленного и городского электрифицированного транспорта ВСН 13-77 ММСС СССР», Москва, «Энергия», 1979").
4. Регуляторы натяжения со скользящей петлей. Их конструкция позволяет им свободно скользить по натягиваемому гибкому элементу в одну сторону, но не позволяет перемещаться в обратном направлении. Регулятор надевается на натягиваемый гибкий элемент и один конец гибкого элемента прикрепляется к регулятору, образуя  скользящую петлю, которая перебрасывается через  блок, закрепленный на опоре. При перемещении регулятора по натягиваемому элементу изменяется длина петли и, таким образом, регулируется натяжение. Недостатком данного технического решения является необходимость осуществлять регулировку вручную и прилагать значительные усилия для обеспечения требуемого натяжения, что резко ограничивает область их применения. Такие регуляторы используются в основном для натяжения растяжек туристических палаток (например, натяжители «MSR CamRing Adjustable Cord Tensioners" https://www.msrgear.com/tents/camring-cord-tensioners).
Общие недостатки перечисленных технических решений:
1. Установка регуляторов достаточно сложна и не всегда возможна. В частности, невозможна установка регуляторов на уже натянутые гибкие элементы без предварительного демонтажа последних.
2. Установка регуляторов возможна либо только на концы гибких элементов, либо требует их разрезания.
3. Как правило, требуется предварительная подготовка концов гибких элементов, закрепляемых в регуляторе (создание крепежных петель на концах и т.п.).
Целью настоящего изобретения является устройство, лишенное указанных недостатков, и обладающее следующими свойствами:
1. Устройство может применяться для регулирования натяжения гибких элементов любых размеров и физических свойств (от бечевок до стальных тросов), изготовленных из любых материалов.
2. Установка устройства на натягиваемый гибкий элемент производится простым подвешиванием без дополнительных опор.
3. Устройство может быть установлено в любом удобном месте натягиваемого гибкого элемента и в любой момент может быть перемещено в другое его место.
4. При установке устройства не требуется демонтажа, вмешательства в конструкцию и какой бы то ни было предварительной подготовки натягиваемого гибкого элемента (разрезания, создания крепежных петель на концах и т.п.)
5. Устройство может быть установлено как на свободно провисающем, так и на предварительно натянутом гибком элементе.
6. Регулирование натяжения может осуществляться как вручную, так и с применением электрического или пневматического инструмента (гайковерта и т.п.).
Заявленный результат достигается за счет того, что для контакта с натягиваемым гибким элементом устройство содержит как зафиксированные относительно друг друга, так и имеющие возможность взаимного перемещения упоры, из которых два крайних и, как минимум, один средний, выполненные в виде съемных или несъемных роликов, крюков или иных конструктивных элементов, не разрушающих гибкий элемент.
На Фиг.1, Фиг.2 и Фиг.3 в самом общем виде показаны возможные схемы работы устройства с тремя, четырьмя и пятью упорами. С помощью этих упоров устройство может быть без дополнительных опор подвешено в произвольном месте гибкого элемента 1, как свободно провисающего, так и предварительно натянутого, без демонтажа, вмешательства в конструкцию и предварительной подготовки гибкого элемента 1 (разрезания, создания крепежных петель на концах и т.п.), захватывая его участок между крайними упорами 3 и 4 и средними упорами 5 (Фиг.1, а; Фиг.2, а; Фиг.3, а). Возможные перемещения упоров обозначены стрелками.
Регулирование натяжения осуществляется путем вытягивания расположенной на участке между крайними упорами 3 и 4 части гибкого элемента в сторону от его пролегания и формирования боковой петли 6, посредством взаимного перемещения упоров или, по крайней мере, одного из них (Фиг.1, б; Фиг.2, б; Фиг.3, б). Последовательность и величина этих перемещений выбирается с учетом физических свойств гибкого элемента.
Для перемещения упоров могут применяться, как содержащиеся в составе устройства, так и съемные приспособления типа струбцин, домкратов и иных инструментов, тягового и/или давящего действия (для простоты, на схемах не показаны).
При необходимости, усилия, прилагаемые к упорам, могут осуществляться  через посредство упругих элементов, например, пружин, которые будут обеспечивать автоматическую компенсацию изменения установленного регулировкой натяжения при изменении длины гибкого элемента в результате тепловых и иных воздействий (для простоты, на схемах не показаны).
По крайней мере один средний упор 5 может быть выполнен с возможностью вращения вокруг оси, совпадающей с направлением вытягивания петли 6, что позволяет выполнять скрутку петли, также приводящую к вытягиванию части гибкого элемента 1 в сторону от его пролегания (Фиг.1, в; Фиг.2, в; Фиг.3, в). Для этой цели такой упор может содержать поворотную рукоятку 20 и храповик или иное приспособление, препятствующее обратному раскручиванию петли (для простоты, на схемах не показаны).
По окончании регулирования, положение гибкого элемента может быть зафиксировано фиксатором 7 (Фиг.1, г), содержащим соединенные перемычкой зажимы, которыми фиксатор захватывает гибкий элемент 1 с двух сторон от вытянутой боковой петли 6, препятствуя ее распрямлению, после чего устройство может быть снято с гибкого элемента 1 и на нем остается подвешенным только фиксатор 7 (Фиг.1, д).
В зависимости от физических свойств натягиваемого гибкого элемента и иных обстоятельств, некоторые операции из данной схемы могут быть исключены.
При недостаточной гибкости натягиваемых гибких элементов может оказаться нецелесообразным или невозможным скручивание петли 6 и из конструкции устройства можно исключить механизм вращения среднего упора 5.
При достаточно высокой гибкости натягиваемых элементов может отпасть необходимость в перемещении крайних упоров 3 и 4 и они могут быть выполнены фиксированными относительно друг друга, а регулирование натяжения может осуществляться перемещением только среднего упора 5.
Примером конструкции устройства с тремя упорами может служить схема, изображенная на Фиг.4. Устройство содержит систему рычагов, шарнирно соединенных в плоский подвижный четырехугольник. Крайние упоры 3 и 4 разнесены по концам горизонтальной диагонали и установлены на осях шарнирных соединений рычагов 25. Средний упор 5 установлен на оси шарнирного соединения на одном конце вертикальной диагонали, а на шарнирном соединении на другом ее конце имеется резьбовое соединение 38, в которое ввинчивается стержень 10, давящий на средний упор 5, что приводит к одновременному изменению длин диагоналей и формированию петли 6.
На Фиг.5 изображена аналогичная схема, но средний упор 5 и резьбовое соединение 38 расположены на коротких промежуточных звеньях.
На Фиг.6 изображена схема устройства, у которого средний упор 5 расположен на конце стержня 10, установленного между рычагами с крайними упорами 3 и 4 на концах, и проходящего через их шарнирное соединение, с возможностью поступательного перемещения между крайними упорами 3 и 4 для вытягивания петли 6 и вращения вокруг своей продольной оси для скручивания петли 6.
На Фиг.7 изображена аналогичная схема, но стержень 10 проходит через короткое промежуточное звено 2.
Если позволяют физические свойства гибкого элемента, может использоваться схема, изображенная на Фиг.8, где средний упор выполнен в виде стержня 8 с крюком 9 на одном конце для захвата гибкого элемента 1 и вытягивания петли 6 (Фиг.8, б), с последующим продеванием стержня 8 в петлю 6 (Фиг.8, в) и использованием его в качестве поворотной рукоятки для скручивания петли 6 (Фиг.8, г).
На противоположном от крюка конце стержень 8 может иметь ручку, например, в виде кольца, овала или иное приспособление для удобства вытягивания петли, а посередине иметь выгиб, проточку или иное приспособление для предотвращения соскальзывания гибкого элемента. Поверхность 17, контактирующая со стержнем 8, имеет рельеф или покрытие, препятствующее его скольжению и обратному раскручиванию петли 6.
Практическая реализация устройства с тремя упорами представлена его полнофункциональным рабочим вариантом, изображенным на Фиг.9.
Устройство содержит рычаги 25, шарнирно соединенные через промежуточное звено 2, верхние закругленные концы которых играют роль крайних упоров 3 и 4.
Для возможности установки устройства на натягиваемый гибкий элемент 1, средний упор 5 сделан съемным, с резьбой 14 на конце. Он вставляется в отверстие 12 вилкообразного захвата 11, расположенного на конце стержня 10, и ввинчивается в отверстие 13 с ответной резьбой.
Стержень 10 имеет резьбу по всей длине и проходит через отверстие в основании 2 и снизу на него последовательно надеваются: поворотная рукоятка 20, шайба 21, пружина 22 и шайба 23. Далее, навинчивается гайка 24, вращением которой осуществляется перемещение стержня 10 и, соответственно, перемещение среднего упора 5.
Рельеф 17 на основании 2 и рельеф 18 на поворотной рукоятке 20 составляют механизм, предотвращающий обратное раскручивание петли. Форму рельефа выбирают исходя из физических свойств натягиваемого гибкого элемента и прочих условий.
Стержень 10 имеет плоские боковые грани 15. Профиль отверстия 19 рукоятки 20 соответствует профилю поперечного сечения стержня 10, что дает возможность вращать ею стержень 10 вокруг его оси (а с ним и средний упор 5), при ее свободном перемещении вдоль этой оси. Нижний конец стержня 10 выполнен в виде шестигранной призмы 16 под торцевой ключ, что позволяет вращать его с помощью электрического или пневматического инструмента (гайковерта и т.п.) или обычным ручным гаечным ключом.
Промежуточное звено 2 имеет отверстие круглого сечения и не препятствует стержню 10 вращаться вокруг своей оси и перемещаться по вертикали.
В состав устройства входит струбцина 26, используемая для давления на рычаги 25 с упорами 3 и 4 с целью их сближения. Она фиксируется на устройстве при помощи шипов 27, вставляемых в соответствующие углубления 28 в рычагах. Болт 29 ввинчивается в основание струбцины 30 и давит на ползунок 31. Это давление через пружину 32 передается на ползунок 33, который непосредственно контактирует с рычагом.
По окончании регулирования, положение гибкого элемента может быть зафиксировано фиксатором 7, состоящего из перемычки и зажимов.
На Фиг.10 показана последовательность действий при работе с устройством.
Для закрепления устройства на гибком элементе 1, его подводят к гибкому элементу 1 так, чтобы тот оказался внутри вилкообразного захвата 11. После этого устанавливают средний упор 5 и устройство оказывается подвешенным на гибком элементе 1 (Фиг.10 а, б).
Регулирование натяжения осуществляют одновременным или поочередным выполнением следующих операций, приводящим к вытягиванию части гибкого элемента 1 в сторону от его пролегания и формированию боковой петли 6, требуемого для натяжения размера:
- вращением гайки 24 перемещают средний упор 5 в вертикальном направлении для вытягивания петли 6 (Фиг.10, в);
- вращением регулировочного болта 29 струбцины 26 сближают крайние упоры 3 и 4 (Фиг.10, г);
- вращением рукояткой 20 стержня 10 скручивают петлю 6 (Фиг.10, д).
После установки фиксатора 7 (Фиг. 10, е) ослабляется гайка 24 стержня 10 и болт 29 струбцины 26, вывинчивается из вилкообразного захвата 11 средний упор 5, устройство снимается с гибкого элемента (Фиг.10, ж) и на нем остается подвешенным только фиксатор 7.