恒力轨道夹钳 |
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| 申请号 | CN200980111930.1 | 申请日 | 2009-01-22 | 公开(公告)号 | CN101980911A | 公开(公告)日 | 2011-02-23 |
| 申请人 | 希尔玛工业有限公司; | 发明人 | 伊格尔·贝林特; | ||||
| 摘要 | 一种轨道 夹钳 包括 机架 和一对杠杆。每个杠杆具有在其第一端处的 制动 垫以及在其第二端处的 凸轮 从动件 ，并凭借设置在所述第一和第二端之间的枢轴安装至机架。凸轮设置在杠杆之间且 弹簧 沿第一方向偏置凸轮。夹钳释放 致动器 可用来沿第二方向移动凸轮。第二方向与第一方向相反。一对可变地倾斜的凸轮表面设置在凸轮的相反两侧上。每个可变地倾斜的凸轮表面与相应的一个杠杆的凸轮从动件相 接触 ，并且每个可变地倾斜的凸轮表面具有斜面，当凸轮移动时，斜面变化以抵消弹簧的弹簧 力 的变化，藉此维持恒定的夹紧力。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种破裂机构，包括： |
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| 说明书全文 | 恒力轨道夹钳技术领域背景技术[0002] 轨道夹钳已众所周知。1976年8月3日授权给诺曼·阿伦·约翰逊的3,972,392号美国专利，公开了一种适合于紧抓起重机轨道的两侧的自动防故障轨道夹具。一对夹紧杠杆在其第一端配备了制动蹄，以允许与轨道的相反两侧相夹紧配合。夹紧杠杆的第二端可枢转地连接至致动连杆以形成肘节机构。压缩弹簧作用在肘节机构以使夹紧杠杆枢转，从而推动夹紧杠杆的第一端与轨道配合。然而，夹紧杠杆和肘节机构的机构比改变得比弹簧力快。相应地，对于窄轨道或磨损的制动蹄，甚至对于很小的肘节角，夹紧力很高。 [0003] 采用楔子来枢转一对夹紧杠杆以实现制动也为人所知。1994年10月11日授权给德莫特·E.·卡马克的5,353,895号美国专利公开了一种用于起重机操控室的弹簧致动、液压释放的应急制动系统。制动系统包括一对制动臂，这对制动臂在其第一端处带有相对的制动蹄，在其第二端处带有凸轮从动件。在凸轮从动件靠在凸轮上以及制动蹄离开制动表面时，通常应用至缸的液压将活塞杆维持在伸长位置。当液压释放，活塞杆凭借弹簧力缩回。这引起凸轮从动件沿着凸轮表面向上移动以及夹紧杠杆枢转从而与制动表面配合。然而，一旦制动作用发生并且弹簧力减小，凸轮从动件继续沿着凸轮表面移动。相应地，由于弹簧的伸长引起的弹簧力的下降，制动力下降。 发明内容[0004] 本发明的目的在于提供一种新型且改进的弹簧致动的制动机构，当致动弹簧伸长和收缩时，此制动机构至少部分地补偿弹簧力的变化。 [0005] 提供一种以轨道夹钳的形式弹簧致动、液压释放的制动器，此制动器包括机架和一对杠杆。每个杠杆具有在其第一端处的制动垫以及在其第二端处的凸轮从动件，并且凭借设置在所述第一和第二端之间的枢轴安装至机架。凸轮设置在杠杆之间，并且弹簧沿第一方向偏置凸轮。夹钳释放致动器可操作地沿第二方向移动凸轮。第二方向与第一方向相反。一对可变地倾斜的凸轮表面设置在凸轮的相反两侧上。每个可变地倾斜的凸轮表面与相应一个杠杆的凸轮从动件相接触，并且每个可变地倾斜的凸轮表面具有斜面，当凸轮移动时，斜面变化以抵消弹簧的弹簧力的变化，藉此维持恒定的夹紧力。附图说明 [0006] 在图中： [0007] 图1是恒力轨道夹钳的部分剖视的透视图； [0008] 图2是显示了图1中的恒力轨道夹钳在释放位置的侧视图； [0009] 图3是显示了图1中的恒力轨道夹钳在配合位置的侧视图； [0010] 图4是图1中的恒力轨道夹钳的可变地倾斜的凸轮楔的侧视图； [0011] 图5是显示了图1中的恒力轨道夹钳的可变地倾斜的凸轮楔在第一位置处的受力图； [0012] 图6是显示了图1中的恒力轨道夹钳的可变地倾斜的凸轮楔在第二位置处的受力图； [0013] 图7是显示了定义图6中受力图的各自的几何结构和距离的图；以及[0014] 图8是显示了图1中的恒力夹钳的恒定夹紧力的图示。 具体实施方式[0015] 参阅附图并先参见图1，图1显示了以恒力轨道夹钳10的形式弹簧致动、液压释放的制动机构。轨道夹钳10是新型的楔形夹钳，尽管作用的弹簧力存在差异，轨道夹钳10在轨道与相对的夹紧杠杆之间维持了恒定的制动或夹紧力。轨道夹钳10具有机架12，在此实例中，机架12包括四个间隔分开的导柱14、16、18和20。导柱14、16、18和20将一对安装板20和24连接至弹簧机构28。第一对导柱14和16将安装板中的第一个22连接至弹簧机构28的顶板26。第二对导柱18和20将安装板中的第二个24连接至弹簧机构28的顶板26。如导柱之一14所示，每个导柱具有带螺纹的第一端13，带螺纹的第一端13与相应的安装板之一22螺纹啮合。每个导柱还具有在其第二端处的螺纹孔15。这使得用螺栓30的螺纹啮合成为可能，带有一对垫圈31和33的螺栓30将导柱14固定至弹簧机构28的顶板26。 [0016] 弹簧机构28的底板27大体上为长方形并且具有靠近其各角处的孔(未示出)。导柱14、16、18和20各自通过相应的一个孔滑动地延伸，以使弹簧机构28的底板27可沿着导柱14、16、18和20滑动。弹簧机构28还包括螺旋形压缩弹簧40、42、44和46。压缩弹簧40、42、44和46在弹簧机构28的顶板26和底板27之间沿纵向延伸。在此实例中，有四个压缩弹簧。然而，本领域技术人员可以理解的是，任何合适的数量或类型的弹簧均可采用。 [0017] 横杆70在安装板22和24之间延伸。横杆70的底面71由安装板22和24的顶部上的凹槽收纳。在图1中，仅显示了在安装板之一22内的凹槽23。螺栓74和76将横杆70紧固至安装板22和24。夹钳致动器60设置在横杆70和弹簧机构80之间。夹钳致动器60包括以楔子50为形式的可变地倾斜的凸轮、其上安装了楔子50的缸62、以及安装在横杆70上的活塞杆64。开口65和66以及连接至开口65和66的液体管(未示出)允许加压的液体流入及流出缸62。楔子50可工作地连接至弹簧机构28的底板27。如图4中最佳显示的，可变地倾斜的楔面51和53设置在楔子50的相反两侧上。较佳地，可变地倾斜的楔面51和53至少局部地各自由具有一定形状的插入件92和96形成。插入件92和 96各自通过螺栓94和98紧固至楔子50。相应地，插入件92和96是可换的以便在它们损坏或磨损时可容易维修。 [0018] 如图2中最佳显示的，轨道夹钳10进一步包括一对相对的夹紧杠杆80和82。每个杠杆80和82在其第一端上各自具有制动或摩擦垫81和83。每个杠杆80和82还在其分开的第二端上具有以辊子84和86形式的凸轮从动件。杠杆80和82各自凭借枢轴销87和89可枢转地连接至安装板22和24，安装板22和24两者皆在图1中示出。枢轴销87和89设置在垫81以及83与辊子84以及86之间。枢轴销87和89用作杠杆80和82的枢轴或支轴。枢转销87和89凭借保持板保持在安装板22和24内。在图2中，仅显示了用于安装板之一22的保持板90。保持板90凭借螺钉91、93和95固定至安装板22。连杆85和87各自将杠杆80和82连接至楔子50。 [0019] 图2显示了在释放位置的轨道夹钳10。在释放位置，来自夹钳致动器60的缸62的液压推动弹簧机构28的底板27远离轨道100，起重机(未示出)或其它材料处理设备在轨道100上移动。弹簧机构28内的弹簧40、42、44和46被压缩并且楔子50在距离轨道100的最远位置。连杆85和87保持辊子84和86与楔面51和53相关联，同时还确保轨道 100与制动垫81和83之间的合适的间隙。相应地，楔子50在辊子84和86之间保持延伸，并且楔面51和53与辊子84和86之间楔入接触。在释放位置，辊子84和86与楔面51和 53的部分相接触，楔面51和53的这部分通常具有比楔子50的剩余部分陡的斜面。 [0020] 为了与轨道100配合，释放来自夹具致动器60的缸62的液压。这引起弹簧机构28内的弹簧40、42、44和46伸长并将弹簧机构28的底板27推向轨道100。弹簧机构28的底板27可工作地连接至楔子50并与导柱14、16、18和20可滑动的配合。相应地，导柱 14、16、18和20引导底板27和楔子50朝向轨道100的移动。随着楔子50向轨道100移动，辊子84和86沿着楔子50的楔面51和83滚动并被楔入而彼此分开。这引起杠杆80和 82绕着枢轴销87和89枢转并对着轨道100推动垫81和83，藉此将轨道夹钳10移动至图 3中所示的配合位置。从接合位置释放轨道夹钳10，提供液压给夹钳致动器60的缸62，引起活塞杆64伸长以及楔子50远离轨道100移动返回至图2中所示的位置。 [0021] 楔子50以及杠杆80和82提供用于夹紧的机构比，当机构比与作用在弹簧腔室28的底板27上的弹簧40、42、44和46的弹簧力相乘时，机构比提供对着轨道100的相反两侧推动垫81和83的夹紧力。随着弹簧40、42、44和46向下松开，弹簧40、42、44和46的弹簧力变化。相应地，如果机构比不变化，产生的夹紧力会变化。在于此公开的轨道夹钳10中，当辊子84和86沿着楔子50的可变地倾斜的楔面51和53滚动时，机构比改变。通过适当改变楔面51和53的斜面，机构比变化以抵消因弹簧伸长和压缩而引起的弹簧力的变化。楔面51和53的斜面的适当变化由如附加于此的附录A所显示的计算决定。 [0022] 现参阅图5和6，这些图显示了带有楔子50的轨道夹钳10在不同位置的受力图。图5显示在位置(i-1)的楔子，图6显示在位置(i)的楔子。在图5和6中，杠杆模型被简化并被认为是带有第一端C、枢轴B以及第二端A的杠杆。力作用于杠杆的第二端A并且第一端C用于与轨道100接触。杠杆臂的比例为3∶1，即AB＝3xBC。不考虑杠杆以及相关部件的挠曲。对于整个轨道夹钳10，力作用于楔子50的顶部。枢轴B之间的距离保持相同。 [0023] 在图5和6中： [0024] AB＝L1 杠杆长臂 [0025] BC＝L2 杠杆短臂 [0026] r 辊子半径 [0027] P 机构纵轴与杠杆枢转点之间的距离 [0028] α 机构纵轴与在接触点处的楔线的法线之间的角[0029] ψ 纵轴与杠杆之间的角 [0030] Fsp 弹簧力 [0031] Fcl 杠杆夹紧力 [0032] Fri＝Fyi＝Fsp/2 作用在一个杠杆上的弹簧力 [0033] Fi＝Fyi/cos(αi) 在与楔子接触点处作用在杠杆上的力 [0034] X 在横向上定义楔子外形的参数 [0035] Y 在纵向上定义楔子外形的参数 [0036] 现参阅图7，这个图显示了各自的几何形状和距离，这些几何形状和距离定义了图6中的受力图。定义楔子几何形状的参数为角α以及X和Y坐标。标准的楔子外形，即角α恒定的直楔外形，在轨道和相对的夹紧杠杆之间提供夹紧力，夹紧力取决于作用的弹簧力而变化。关于这个方面，请见附加的附录A的第4部分。在公开于此的轨道夹钳10中，为了尽管轨道宽度和公差以及轨道和制动垫磨损而仍然保持夹紧力恒定，角α与弹簧力相关地变化，各自为角ψ。定义所需的夹紧力的公式在附录A中。公式确定了在所需的夹紧力和不同的角ψ的情况下的角α以及X和Y参数。采用迭代法定义所需的参数。五次迭代后，在用于所需恒定夹紧力的不同的角ψ以及各自不同的弹簧力的情况下，确定了角α以及X和Y参数的最终结果。附录A的第7部分显示了在恒定夹紧力下定义楔子外形的所有参数的最终结果。 [0037] 相应地，图5、6和7连同附录A显示了如何维持夹紧力大体上恒定或在如图8中示意的预先确定的范围内。 [0038] 实际上讲，并且参阅图2，轨道100被制动垫81和83接触的部分的宽度W越窄，用于制动垫81和83夹紧轨道的相反两侧所需的弹簧40、42、44和46的伸长就越大。因此，宽度W越窄，用于夹紧的弹簧力越小。当弹簧40、42、44和46伸长，改变楔面51和53的楔角补偿了减小的弹簧力并相应地提供横过各种轨道宽度的大体上恒定的制动力。更进一步地，当制动垫81和83磨损，还需要更大的弹簧40、42、44和46的伸长，用于垫81和83在轨道100的相反两侧上施加夹紧力。楔子50的楔面51和53的变化的斜面相应地调节机构比，这样，当制动垫81和83磨损时，夹紧力大体上维持恒定。这为采用轨道夹钳10的运输工具的操作人员提供了可预测性，从而提高了安全性。 [0039] 本领域技术人员可以理解的是，通过变化的凸轮表面的恒定作用力的应用不应局限于如图中所示的制动机构。任何弹簧致动机构，尤其是对因磨损而产生的弹簧损耗特别敏感的机构，例如，弹簧致动盘制动或夹紧，均可采用。 |
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