Патент на изобретение №2213021

(54) ШЛАГБАУМ (ВАРИАНТЫ)

(57) Реферат:

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к шлагбаумам, предназначенным для использования на железнодорожных переездах. Шлагбаум содержит стрелу, подвижно закрепленную на основании. В корпусе основания размещены двигатель и привод. Привод выполнен в виде центробежного механизма со штоком, установленным с возможностью взаимодействия со стрелой. Также шлагбаум может быть снабжен замком, а шток выполнен с возможностью взаимодействия с замком. Технический результат – повышение надежности работы шлагбаума. 2 с. и 7 з.п.ф-лы, 3 ил.

Предлагаемое техническое решение относится к переездным шлагбауман для перекрытия транспортных и пешеходных потоков.

Известен шлагбаум (а. с. СССР N 1193053), содержащий стрелу, подвижно закрепленную на основании. Стрела снабжена полостью, электромагнитами и грузом в виде шара.

Однако для обеспечения работы такого шлагбаума требуется большое усилие, которое для груза весом всего в 2 кг составляет 26 киловат (В.С.Попов “Электротехника”, ГЭИ Москва, Ленинград, 1962 г.). Это может привести к тому, что шлагбаум не откроется, если на конец стрелы длиной 4 м сядет воробей весом 25 г.

Обеспечение его работы требует большого потребления электроэнергии, что требует специальной электропроводки с металлоемкой и сложной в изготовлении обмоткой.

Кроме того, если основание такого шлагбаума выполнено из ферромагнетика (например, стали или чугуна), то его необходимо экранировать от окружающей среды, так как установленные в основании мощные электромагниты генерируют сильное магнитное поле, не безопасное для здоровья находящихся вблизи людей.

Известен шлагбаум (а.с. СССР N 1482845), содержащий стрелу, подвижно закрепленную на основании. Стрела снабжена выполненной наклонно полостью, электромагнитами и грузом в виде шара.

Выполнение полости наклонной привело к уменьшению усилия, требуемого для перемещения груза, но не устранило полностью недостатки, связанные с использованием мощных электромагнитов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является шлагбаум (а. с. СССР, N 226671), взятый нами за прототип и состоящий из стрелы, подвижно закрепленной на основании, электродвигателя, и связанного с электродвигателем привода стрелы, содержащего редуктор, маточную гайку, винт, каретку, соединенную с винтом, направлявший и кулисный механизм и тягу, соединенную со стрелой.

Используемые в конструкции этого устройства винтовые и червячные передаточные механизмы имеют повышенное трение, что приводит к ускоренному износу пар и увеличение требуемой мощности двигателя, а также к появлению рывков в работе, что в свою очередь снижает надежность работы механизма. Необходимость применения низкооборотного двигателя приводит к увеличению габаритов, массы и энерции механизма.

Работа шлагбаума происходит со значительными силовыми и скоростными ускорениями, соответствующими по времени фазе начала поднятия стрелы и ее торможения, поэтому винтовые и червячные пары больше изнашиваются в местах, соответствующих этим фазам амплитуды стрелы, то есть неравномерно, что также снижает ресурс работы механизма и его надежность. Этому же способствует то, что электродвигатель работает в реверсивном режиме, при повышенной массе и энерции механизма.

Кроме того, стрела жестко связана через редуктор с электродвигателем и, в силу того, что механизм имеет большую массу и инерцию, она обладает большой разрушительной силой, равной кинетической анергии всего механизма. В шлагбауме не предусмотрены средства, препятствующие несанкционированному поднятию стрелы усилием извне. Все вышеперечисленное существенно снижает надежность и безопасность работы шлагбаума.

Техническая задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, состоит в повышении надежности шлагбаума и в повышении безопасности и надежности его работы за счет исключения передачи инерции стреле от механизма, передающего ей движение, а также исключения редуктора и винтовых и червячных передаточных механизмов.

Повышение безопасности и надежности работы шлагбаума обеспечивается также путем предотвращения возможности несанкционированного поднятия стрелы усилием извне.

Поставленная задача решается тек, что в известном шлагбауме, содержащем стрелу, подвижно закрепленную на корпусе основания, в котором размещены двигатель и привод, связанный с двигателем и стрелой, согласно изобретению привод выполнен в виде центробежного механизма со штоком, установленным с возможностью взаимодействия со стрелой.

Поставленная задача решается также тем, что предложен вариант шлагбаума, содержащий стрелу, подвижно закрепленную на корпусе основания, в котором размещены двигатель и привод, связанный с двигателем и стрелой, который, согласно изобретению, снабжен замком, привод выполнен в виде центробежного механизма со штоком, установленным с возможностью взаимодействия со стрелой и замком.

При этом замок установлен на стреле с возможностью взаимодействия с корпусом.

Замок может быть также установлен на корпусе с возможностью взаимодействия со стрелой.

Подвижное соединение может быть выполнено, например, в виде шарнира.

Шток выполнен, например, в виде амортизатора. Крепление стрелы выполнено, например, в виде амортизатора. В качестве амортизатора берут амортизатор со свободным ходом.

Замок может быть выполнен фрикционным.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где на фиг.1 представлена схема общего вида первого варианта шлагбаума в разрезе; на фиг. 2 представлена схема общего вида в разрезе второго варианта шлагбаума с замком, установленным на стреле; на фиг.3 представлена схема общего вида в разрезе второго варианта шлагбаума с замком, установленным на корпусе.

Шлагбаум (фиг. 1) содержит основание, на корпусе 1 которого с помощью шарнира 2 подвижно установлена стрела 3. В корпусе 1 основания установлены двигатель 4 и привод в виде центробежного механизма 5, на котором установлен шток 6 с возможностью взаимодействия со стрелой 3.

Второй вариант шлагбаума (фиг.2) содержит также замок 7, установленный на стреле 3 с возможностью взаимодействия со штоком 6 и корпусом 1, для чего на корпусе 1 предусмотрен выступ 8.

Шлагбаум (фиг.3) может также содержать замок 7, закрепленный на корпусе 1. Замок 7 имеет вид коромысла с плечами А и В и закреплен на корпусе 1 с возможностью взаимодействия плеча А со стрелой 3, а плеча В со штоком 6. Замок 7 выполнен таким образом, что плечо В, взаимодействующее со штокок 6, тяжелее плеча А, взаимодействующего со стрелой 3. Подвижное крепление стрелы 3 на корпусе 1 основания может быть выполнено в виде амортизатора (не показано).

Шток 1 во всех вариантах также может быть выполнен в виде амортизатора. Предпочтительно в качестве амортизатора берут амортизатор со свободным ходом. Предпочтительно в качестве двигателя берут высокоскоростной электродвигатель.

Предлагаемый шлагбаум (фиг.1) работает следующим образом.

При включении двигателя 4 центробежный механизм 5 толкает вверх шток 6, который в свою очередь толкает вверх стрелу 3. Таким образом шлагбаум плавно без рывков открывается. При выключении двигателя 4 центробежный механизм 5 плавно останавливается и также плавно опускается стрела 3.

При наличии замка 7, установленного на стреле 3 (фиг.2), шток 6, толкаемый вверх центробежным механизмом 5 при включении двигателя 4, сначала толкает замок 7, который выходит из зацепления с выступом 8, предусмотренным на корпусе 1 и освобождает стрелу 3. Стрела 3, толкаемая вверх штоком 6, плавно поднимается вверх. После выключения двигателя 4 шток 6 опускается, при этом плавно опускается стрела 3 с замком 7, который входит в зацепление с выступом 8 и препятствует несанкционированному поднятию стрелы усилием извне.

При наличии замка 1, установленного на корпусе 1 основания (фиг.3), шток 6, толкаемый вверх центробежным механизмом 5 при включении двигателя 4, толкает плечо А замка 7. Плечо А замка 7 поднимается, при этом плечо В, конец которого упирался в стрелу 3 и препятствовал несанкционированному ее поднятию усилием извне, опускается и стрела 3 получает возможность плавно подниматься под действием штока 6. После выключения двигателя 4 шток 6 опускается, при этом плавно опускается стрела 3 и затем плечо А замка 7, плечо В которого входит в соприкосновение и фрикционное зацепление со стрелой 3. При приложении к стреле 3 усилия извне с целью поднять ее, стрела 3 начинает давить на плечо В замка 7, пытаясь переместить плечо вниз и влево по стреле 3. При этом трение между концом плеча В и стрелой 3 будет тем сильнее, чем сильнее прилагаемое к стреле 3 усилие, и таким образок создается фрикционный замок.

Таким образом, применение в качестве привода стрелы центробежного механизма позволяет по сравнению с прототипом повысить надежность шлагбаума, так как
– исключаются винтовые и червячные передаточные механизмы, имеющие повышенное трение и соответственно ускоренный износ пар;
– исключается реверсивный режим работы электродвигателя, который снижает ресурс работы устройства.

Повышение надежности работы шлагбаума обеспечивается за счет повышения плавности работы шлагбаума, так как исключается чередование по времени трения качения и трения покоя, которое в прототипе обусловлено использованием винтовых и червячных передаточных механизмов.

Повышение безопасности работы шлагбаума обусловлено исключением жесткой связи стрелы с электродвигателем через редуктор и уменьшением инерционности движения стрелы. В предлагаемом устройстве отсутствует жесткая связь между изменением амплитуды перемещения стрелы и угловой скоростью двигателя, что приводит к плавности изменения нагрузки на двигатель без перегрузок. При этом кинетическая энергия механизма практически не передается на стрелу, что уменьшает ее разрушительную силу при встрече с препятствием. Исключен реверсивный режим работы двигателя, что исключает возникновение перегрузок в его работе.

Наличие замка препятствует несанкционированному поднятию стрелы усилием извне.

Кроме того, повышается кпд работы привода и экономия электроэнергии, что в свою очередь позволяет снизить мощность двигателя. Исключается использование редуктора, который содержит прецизионные детали, увеличивающие трудоемкость изготовления привода и снижающие технологичность изготовления шлагбаума.

Предлагаемая конструкция шлагбаума позволяет легко скомпоновать в корпусе основания вал двигателя, шток и связанные с ним элементы в один ряд. Исключение редуктора, необходимого для его работы картера с маслом, винтовых и червячных передач значительно упрощает конструкцию шлагбаума и повышает надежность его работы.

Формула изобретения

1. Шлагбаум, содержащий стрелу, подвижно закрепленную на основании, в корпусе которого размещены двигатель и привод, связанный с двигателем и стрелой, отличающийся тем, что привод выполнен в виде центробежного механизма со штоком, установленным с возможностью взаимодействия со стрелой.

2. Шлагбаум, содержащий стрелу, подвижно закрепленную на основании, в корпусе которого размещены двигатель и привод, связанный с двигателем и стрелой, отличающийся тем, что он снабжен замком, привод выполнен в виде центробежного механизма со штоком, установленным с возможностью взаимодействия со стрелой и замком.

3. Шлагбаум по п. 2, отличающийся тем, что замок установлен на корпусе с возможностью взаимодействия со стрелой.

4. Шлагбаум по п. 2, отличающийся тем, что замок установлен на стреле с возможностью взаимодействия с корпусом.

5. Шлагбаум по п. 1, отличающийся тем, что подвижное соединение выполнено, например, в виде шарнира.

6. Шлагбаум по пп. 1 и/или 2, отличающийся тем, что шток выполнен, например, в виде амортизатора.

7. Шлагбаум по пп. 1 и/или 2, отличающийся тем, что крепление стрелы выполнено, например, в виде амортизатора.

8. Шлагбаум по пп. 1 и/или 2, отличающийся тем, что в качестве амортизатора берут амортизатор со свободным ходом.

9. Шлагбаум по пп. 3 и/или 4, отличающийся тем, что замок выполнен фрикционным.

РИСУНКИ