CZ28504U1 - Uspořádání konstrukce zamykacího mechanismu - Google Patents

Description

Uspořádání konstrukce zamykacího mechanismu

Oblast techniky

Zařízení popsané níže v této přihlášce spadá do oblasti manipulační techniky, manipulace s ISO kontejnery. Dále je možné jej uplatnit při vývoji ovládání uchopovacích zámků zamykacích mechanismů manipulátorů.

Dosavadní stav techniky

V současné době je známa řada konstrukčních provedení tvaru a uložení uchopovacích zámků (např. dokument DE 20091055407 nebo dokument US 3749438) v rámové konstrukci manipulátoru pro manipulaci s ISO kontejnery (spreader). Základní tvar a rozměry uchopovacího zámku jsou normalizovány, jedná se především o nosnou hlavu zámku, která musí odpovídat rozměrům otvoru v rohovém elementu ISO kontejneru. Ostatní rozměry (délka, průměr) a tvar (celkové konstrukční provedení) zámku bývá přizpůsobeno pevnostním požadavkům a způsobu, jakým má být zámkem otáčeno (ovládání).

K ovládání těchto uchopovacích zámků slouží zamykací mechanismus, jehož úkolem je ovládat rychlost a úhel otočení zámku. Zamykací mechanismus bývá složen z pohonu a dalších dílčích součástí umožňující přenos výkonu z pohonu na zámek. Toto ovládání může být individuální, kdy každý zámek disponuje vlastním pohonem, nebo centrální, v takovém případě ovládá jeden pohon více zámků najednou. V současnosti jsou pohony zamykacích mechanismů ruční, hydraulické nebo elektromechanické.

Hydraulický pohon bývá realizován pístovým hydraulickým motorem, který využívá přeměny tlakové energie kapaliny na kinetickou energii pístu. Přímočarý hydromotor může ovládat zámek pomocí vačky podobně jako u předkládaného řešení č. 1 případně podle spisu dostupnému v patentové literatuře jako US 19800215292, ale také jinými způsoby jako například dle dokumentu JP 19890200896, kde uchopovací zámek zároveň tvoří pístnici hydromotoru a ovládání vysouvání a zasouvání umožňuje dělený prostor hydraulického válce.

Nevýhodou hydraulického způsobu ovládání je jeho konstrukční náročnost (značný počet konstrukčních prvků např. hadice, rozvaděče, nádrž provozní kapaliny) což přináší vyšší nároky na údržbu, vyšší hmotnost, rovněž je zapotřebí větší zástavbový prostor, možný únik provozních kapalin, nespolehlivý provoz za nízkých teplot.

Elektromechanický pohon zamykacího mechanismu je složen z elektromotoru a dále mechanického převodu. Do této skupiny se řadí také předkládané technické řešení. Doposud známá řešení využívají elektromechanických pohonů, jejichž výstupní člen koná rotační pohyb. Individuální elektrický pohon bývá proveden, tak že výstupní hřídel z převodovky je umístěna do osy uchopovacího zámku a jsou vzájemně mechanicky spojeny. Další možností ovládám zámků je využití systému táhel nebo např. ozubeného hřebenu, tyto pohony bývají centrální. Systém táhel přenáší točivý moment vytvořený pohonem na uchopovací zámek (např. dokument US 201113580554).

Všechna výše zmíněná konstrukční uspořádání a ovládání zámků elektromechanickým pohonem mají tyto nevýhody: velký zástavbový prostor, složitější konstrukce, náročnější údržba a nákladná regulace úhlu a rychlosti otočení uchopovacího zámku.

Podstata technického řešení

Uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje technické řešení dle této přihlášky. Konstrukce zamykacího mechanismu využívá pro jeho ovládání elektrického lineárního aktuátoru. Toto řešení zajišťuje snadné ovládání polohy zámku a regulaci pohybu, dále poskytuje zmenšení zástavbového prostoru mechanismu.

Hlavním konstrukčním prvkem uspořádání zamykacího mechanismu je elektrický lineární aktuátor složený z pevného tělesa s elektromotorem a výsuvného pístu. Pevné těleso aktuátoru je

- 1 CZ 28504 Ul kloubově uchyceno k nosnému rámu zařízení. Výsuvný píst je na svém konci přichycen k vačce nebo řetězu konečné délky vedenému přes řetězové kolo. Vačka nebo řetězové kolo jsou pak propojeny s uchopovacím zámkem.

Dále je důležité, že v případě konstrukce s řetězovým kolem, kdy je ke konci pístu aktuátoru připevněn řetěz konečné délky vedený přes řetězové kolo a dále skrz opěrný element a tlačnou pružinu, je druhý konec řetězu ukotven ke koncovému víku. Opěrný element je pevně spojen s nosným rámem.

A konečně je-li tlačná pružina nahrazena tažnou pružinou, pak je tato tažná pružina spojena se záchytným elementem propojeným s nosným rámem.

Objasnění výkresů

Na obrázku 1 se nachází celkový pohled na zařízení s vačkou. Obrázek 2 představuje pohled na zařízení, kdy je vačka nahrazena řetězovým kolem a tlačnou pružinou, obrázek 3 pak představuje situaci, kdy je tlačná pružina nahrazena pružinou tažnou. Všechny tři obrázky znázorňují zařízení v „odemčeném“ stavu.

Příklady uskutečnění

Příklad 1

Zařízení je složeno z elektrického lineárního aktuátoru 2, který má dvě základní části a to pevné těleso 2.1 a výsuvný píst 2,2, jejichž vzájemná kombinace vyvozuje síly ovládající zamykací mechanismus. Pevné těleso 2.1 aktuátoru 2 je kloubově uchyceno k nosnému rámu I a vykonává kyvný pohyb v horizontální rovině. Výsuvný píst 2.2 je jedním koncem přichycen k vačce 3. Vačka 3 převádí sílu vyvozenou pístem 2.2 aktuátoru 2 na moment, který otáčí uchopovacím zámkem 4, také lze říci, že převádí přímočarý pohyb pístu 2.2 na rotační pohyb vačky 3 a tudíž i uchopovacího zámku 4. Tímto způsobem dochází k odemykání nebo zamykání mechanismu. Toto zařízení je zobrazeno na obrázku 1.

Příklad 2

Příklad 2 se od příkladu 1 liší tím, že vačku 3 v tomto případě nahrazuje řetězové kolo 5 mechanicky spojené s uchopovacím zámkem 4, jak je vidět na obrázku 2. Ke konci pístu 2.2 aktuátoru 2 je připevněn řetěz 6 konečné délky, vedený přes řetězové kolo 5. Řetěz 6 dále prochází opěrným elementem 7 a tlačnou pružinou 8, která slouží k napínání a kumulaci síly potřebné k vratnému pohybu řetězu 6 a tedy i zámku 4. Druhý konec řetězu 6 je ukotven ke koncovému víku 9, které umožňuje stlačování tlačné pružiny 8 během odemykání.

Ve stavu „odemčeno” je píst 2.2 aktuátoru 2 zasunut v pevném tělese 2.1 a tlačná pružina 8 je stlačena mezi opěrným elementem 7 a koncovým víkem 9. Při uzamykání mechanismu je píst 2.2 aktuátoru 2 vysouván vůči tělesu 2.1 a nastává uvolnění řetězu 6 na straně aktuátoru 2 - řetěz 6 se na této straně zkracuje, energie kumulovaná v tlačné pružině 8 postupně napíná řetěz na straně pružiny 8 - řetěz 6 se na této straně prodlužuje, dochází k roztahování pružiny 8 vůči pevně uchycenému opěrnému elementu 7 a koncovému víku 9, což má za následek otáčení řetězového kola 5 a tedy i uchopovacího zámku 4. Nastává stav mechanismu “uzamčeno”. V tomto okamžiku je píst 2,2 aktuátoru 2 vysunut a tlačná pružina 8 je jen mírně stlačena, z důvodu napínání řetězu.

Příklad 3

Tento příklad je znázorněn na obrázku 3. Vačka 3 je nahrazena řetězovým kolem 5 mechanicky spojeným s uchopovacím zámkem 4. Ke konci pístu 2.2 aktuátoru 2 je připevněn řetěz 6 konečné délky, který je dále veden přes řetězové kolo 5 a druhým koncem je řetěz 6 uchycen k tažné pružině 10, která jej napíná a kumuluje sílu potřebnou k vratnému pohybu řetězu 6 a tedy i zámku 4. Tažná pružina 10 je dále spojena se záchytným elementem 11, který je pevně spojen s rámem.

-2CZ 28504 Ul

Ve stavu mechanismu “odemčeno” je píst 2.2 aktuátoru 2 zasunut v pevném tělese 2.1 a tažná pružina 10 je natažena. Při uzamykání mechanismu, se píst 2.2 aktuátoru 2 vysouvá vůči tělesu

2.1 a uvolňuje se řetěz 6 na straně aktuátoru 2 - řetěz 6 se na této straně zkracuje, což dovoluje energii kumulované v tažné pružině 10 postupně napínat řetěz 6 na straně pružiny 10 - řetěz 6 se na této straně prodlužuje, což je způsobeno stlačováním tažné pružiny 10. V důsledku čehož se otáčí řetězové kolo 5 a tedy i uchopovací zámek 4. Nastává tak stav mechanismu “uzamčeno”. V tomto okamžiku je píst 2.2 aktuátoru 2 vysunut a tažná pružina 10 je jen mímě roztažena - z důvodu napínání řetězu 6.

Příklad 4

Zamykací mechanismus je sestaven jako v 2. příkladu podle obrázku 2. Mění se pouze výchozí stav pístu 2.2 aktuátoru 2 a tlačné pružiny 8.

Ve stavu mechanismu “odemčeno” je píst aktuátoru 2.2 vysunut z pevného tělesa 2.1 a tlačná pružina 8 je mezi opěrným elementem 7 a koncovým víkem 9 pouze mímě stlačena, z důvodu napínání řetězu 6. Při uzamykání se píst 2.2 aktuátoru 2 zasouvá do pevného tělesa 2.1 aktuátoru

2. Dochází tak k napnutí řetězu 6 na straně aktuátoru 2 - řetěz 6 se na této straně prodlužuje, což způsobuje otáčení řetězového kola 5, a tedy i uchopovacího zámku 4. Na straně tlačné pružiny 8 dochází k jejímu stlačení mezi opěrným elementem 7 a koncovým víkem 9 - řetěz 6 se na této straně zkracuje a kumuluje energii, potřebnou k vratnému pohybu - zpětné odemčení. Nastává stav mechanismu “uzamčeno”. V tomto okamžiku je píst 2.2 aktuátoru 2 zasunut a tlačná pružina 8 je plně stlačena (o délku potřebnou k otočení zámkem o požadovaný úhel).

Příklad 5

Mechanismus je sestaven jako v 3. příkladu podle obrázku 3. Mění se pouze výchozí stav pístu

2.2 aktuátoru 2 a tažné pružiny 10.

Ve stavu mechanismu “odemčeno” je píst 2.2 aktuátoru 2 vysunut z pevného tělesa 2.1 a tažná pružina 10 je stlačena. V okamžiku uzamykání je píst 2.2 aktuátoru 2 zasouván do pevného tělesa 2.1 aktuátoru 2 a nastává napínání řetězu 6 na straně aktuátoru 2, řetěz 6 se na této straně prodlužuje, což způsobuje otáčení řetězového kola 5 a tedy i uchopovacího zámku 4. Na straně tažné pružiny 10 dochází k jejímu roztažení, řetěz 6 se na této straně zkracuje, a kumulaci energie, potřebné k vratnému pohybu (zpětné odemčení). Nastává stav mechanismu “uzamčeno”. V tomto okamžiku je píst 2.2 aktuátoru 2 zasunut a tažná pružina 10 ie plně natažena (o délku potřebnou k otočení zámkem 4 o požadovaný úhel).

Příklad 6

Zámkový mechanismus je sestaven a uspořádán stejně jako v předchozích příkladech s výjimkou příkladu 1. Rozdíl je však v umístění elektrického lineárního aktuátoru 2 a tlačné 8 či tažné 10 pružiny. Osa aktuátoru i svírá s osou pružiny 8 nebo 10 úhel 90°. Toto řešení umožňuje další úsporu prostoru.

Průmyslová využitelnost

Technické zařízení, dle této přihlášky, je využitelné v dopravě a manipulaci zejména s ISO kontejnery užívanými v námořní a dálkové pozemní dopravě. Zamykací systém je možné využít i u nákladních automobilů se skříňovou nástavbou.

Claims (3)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Uspořádání konstrukce zamykacího mechanismu sestávající z nosného zámku a pohonu, vyznačující se tím, že elektrický lineární aktuátor (2) má dvě části - pevné těleso (2.1)

   -3CZ 28504 U1 a výsuvný píst (2.2), přičemž pevné těleso (2.1) aktuátoru (2) je kloubově uchyceno k nosnému rámu (1) a dále výsuvný píst (2.2) je na jednom konci přichycen k vačce (3) nebo k řetězovému kolu (5), které jsou propojeny s uchopovacím zámkem (4).
2. 2. Uspořádání konstrukce zamykacího mechanismu podle předchozího nároku, vyzná5 čující se tím, že ke konci pístu (2.2) aktuátoru (2) je připevněn řetěz (6) konečné délky vedený přes řetězové kolo (5) a přes opěrný element (7) a tlačnou pružinu (8) a ukotvený ke koncovému víku (9).
3. 3. Uspořádání konstrukce zamykacího mechanismu podle nároku 1, vyznačující se tím, že ke konci pístu (2.2) aktuátoru (2) je připevněn řetěz (6) konečné délky vedený přes ío řetězové kolo (5) a spojený s tažnou pružinou (10) ukotvenou v záchytném elementu (11), který je propojen s nosným rámem (1).