Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОДВЕСКИ КАЧЕЛИ

Изобретение относится к области немеханизированных аттракционов малых форм, а именно к конструкции подвески качелей.

В общем виде все известные качели содержат следующие основные элементы: несущие опоры, перекладину, устанавливаемую на стойках, опоры качания, фиксируемые на перекладине, подвески, связанные с опорами качания, и сидение, закрепляемое на подвесках.

Предметом рассмотрения в заявляемом изобретении являются способы соединения подвесок с осью качания и опорами качания.

Уровень техники

Наиболее практичными и долговечными являются качели, у которых ось качания соединяется с опорами качания, закрепляемыми на перекладине через подшипники качения.

Для обеспечения устойчивости качелей техническими регламентами и, в частности, ГОСТ Р 52167-2003 п.5.4 оговорена обязательная трапецеидальная подвеска качелей, форма и размеры которой определяются в зависимости от высоты качелей.

Особенно это важно для качелей, в качестве подвесок сидений которых применяются гибкие элементы.

Обязательное выполнение требований регламента вынуждает производителей для разной высоты качелей устанавливать разное межцентровое расстояние между опорами качания.

Ввиду того что опоры особенно с применением подшипников качения необходимо тщательно центрировать, для разных качелей это вызывает определенные технические и технологические трудности, что неизбежно влечет за собой удорожание конструкции.

Кроме того, в контексте рассматриваемой проблемы необходимо отметить, что подвески на гибких элементах при сниженной возможности травмирования от соударения с ними обладают рядом существенных недостатков, к которым относятся:

- необходимость строгой и аккуратной посадки по центру, т.к. перекосы в посадке искажают траекторию качания, что вызывает у детей даже испуг, поэтому самостоятельно пользоваться такими качелями может только ребенок, обладающий определенными навыками;

- такие качели очень сложно раскачивать принудительно со стороны, так как даже незначительное несимметричное приложение усилия к одной из подвесок неизбежно вызывает вращательный момент сидения.

Поэтому несмотря на жесткие требования регламента наибольшее распространение на практике все же имеют качели на жестких подвесках.

Известными техническими решениями являются конструкции качелей, изготавливаемые, в частности, ОАО «Армез» (http://www.armez.ru), ООО «Седин-техмашстрой» (http://www.sedin- http://the.ru), ЗАО КСИЛ (http://www.ksil.ru).

Наиболее близким техническим решением являются качели по патенту на полезную модель RU №43778, заявка №2004128616/20 и описанные в заявке прототипы, выпускаемые ООО «Вивана», г. Москва, каталог 2001 г.

Из материалов заявки и перечисленных в ней источников известно, что имеются три принципиальные разновидности подвесок качелей через подшипниковые опоры на перекладине:

А) корпуса подшипников качения закрепляются на перекладине, в подшипники своими концами вставляется жесткая ось, на которой закрепляются подвески;

Б) корпуса подшипников закрепляются на перекладине, каждая из подвесок соединяется со своим корпусом и подшипником с помощью пары ушек, которые стягиваются на внутренней обойме подшипника болтом;

В) на перекладине закрепляются две пары ушек, к корпусам подшипников прикреплены подвески, а подшипники соединяются с ушками с помощью двух осей, вставляемых в ушки и во внутренние обоймы подшипников. Чаще всего в качестве оси используется болт.

Наиболее устойчивыми, надежными и функциональными являются подвески по варианту «А».

Во-первых, независимо от типа подвесок (жесткие или гибкие) они обеспечивают устойчивость подвесок в плоскости качания независимо от степени износа или перекоса любого подшипника и даже при заедании любого из них.

Жесткая центральная ось выравнивает момент сопротивления качению и равномерно распределяет его на обе подвески.

Основным недостатком такой подвески особенно с подвесками на гибких элементах является то, что для разной высоты качелей необходимо обеспечивать разное расстояние между опорами, что не технологично.

Варианты «Б» и «В» по сути идентичны между собой - раздельное присоединение подвесок (каждая на своей опоре качания).

Эти варианты обладают существенным недостатком в принципе.

Даже малейшая разность сопротивления качению из-за перекоса или износа подшипника в одной из опор подвески влияет на устойчивость сидения в плоскости качания. Особенно резко это ощущается в подвесках на гибких элементах.

Частично компенсировать этот недостаток можно только с применением жестких подвесок, жестко связанных с жестким каркасным сидением (http://cM.www.ksil.ru, код изделия 4153).

Это приводит к увеличению металлоемкости и соответственно массы подвешиваемых частей, что не безопасно.

Кроме того, технологичность изготовления таких качелей усугубляется дополнительно и тем, что опоры надо не только разносить в зависимости от высоты, но и необходимо особенно тщательно их центрировать.

Техническим решением задачи является создание такой подвески качелей, при которой перечисленные ранее недостатки известных решений были бы устранены.

Указанная цель в общем виде достигается следующим образом:

На перекладине с постоянным межцентровым расстоянием соосно закрепляются опоры качения с подшипниками качения внутри или две пары ушек для опор качения.

С осью качания соединяется промежуточный элемент, на концах которого закрепляются независимо от конструкции подвески (жесткие или гибкие).

При этом в зависимости от высоты качелей меняется только расстояние между концами промежуточного элемента.

А конфигурация промежуточного элемента может позволять без перекоса подвесок раскачивать качели как горизонтальным, так и вертикальным внешним приложением усилия независимо от того, какие применяются подвески - жесткие или гибкие.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами.

Фиг. 1. На виде спереди показана подвеска сидений с закрепленными на перекладине корпусами подшипников качения с применением упрощенного варианта промежуточного элемента и прямым креплением на оси качания.

Фиг. 2. На виде сбоку показаны одиночные подвески сидений с закрепленными на перекладине корпусами подшипников качения с применением упрощенного варианта промежуточного элемента с прямым креплением на оси качания.

Фиг. 3. На виде спереди показана схема подвески сидений с закрепленными на перекладине корпусами подшипников качения с применением упрощенного варианта промежуточного элемента, связанного условно с осью качания с помощью жестко закрепленных на нем двух пар ушек.

Фиг. 4. На виде спереди показана схема подвески сидений с закрепленными на перекладине двумя парами ушек с применением упрощенного варианта промежуточного элемента, связанного условно с осью качания с помощью жестко закрепленных на нем двух корпусов подшипников качения.

Фиг. 5. На виде спереди показан промежуточный элемент специальной формы, непосредственно связанный с осью качания, с одиночными гибкими подвесками.

Фиг. 6. На виде сбоку показан промежуточный элемент специальной формы, непосредственно связанный с осью качания, с одиночными гибкими подвесками и схема приложения горизонтального раскачивающего усилия «Р».

Фиг. 7. На виде спереди показано вариантное исполнение гибкой треугольной подвески сидений повышенной устойчивости с применением промежуточного элемента специальной формы и схема приложения горизонтального раскачивающего усилия «Р».

Фиг. 8. На виде сбоку схематично показано устройство подвески, снабженной свисающим поводком, обеспечивающим раскачивание качелей вертикальным приложением усилия «F».

Фиг. 9. На виде сбоку схематично показано шарнирное соединение промежуточного элемента с осью качания, обеспечивающее поворот сидения на 180°.

Фиг. 10. На виде сбоку показано вариантное исполнение подвесок.

Фиг. 11. На виде сверху показано исполнение быстросъемных подвесок.

Фиг. 12. На виде спереди показано унифицированное крепление опор качания на перекладине.

На перечисленных рисунках использованы следующие обозначения:

1. Перекладина.

2. Промежуточное крепление.

3. Корпус подшипника.

4. Подшипник.

5. Ось качания.

6. Защитный колпачок.

7. Стопорное кольцо.

8. Планка промежуточного элемента.

9. Связь.

10. Подвеска.

11. Сидение.

12. Ушки.

13. Плечи.

14. Промежуточный элемент.

15. Сидение.

16. Ветвь.

17. Рычаг 17.

18. Поводок.

19. Ручка.

20. Втулка.

21. Палец.

22. Штифт.

23. Пружина.

24. Гнездо разъема.

25. Ползун.

26. Отверстие.

27. Пружина защелки.

28. Защелка.

29. Ушки.

30. Проставка.

31. Опоры качания.

32. Промежуточный кронштейн.

33. Связь.

а, б, в, г - обозначение вариантов исполнения;

Р - горизонтальное усилие;

F - вертикальное усилие.

На перекладине 1 Фиг. 1, Фиг. 2 напрямую или с помощью промежуточных креплений 2 с постоянным межцентровым расстоянием закрепляются корпуса 3 подшипников качения 4.

Снабженная цапфами ось качания 5 входит во внутренние обоймы подшипников 4.

После установки ось 5 и подшипники 4 фиксируются через защитные колпачки 6 стопорными кольцами 7.

Промежуточный элемент, состоящий из планки 8 и связей 9, с помощью связей 9 крепится непосредственно на оси 5.

На концах планки 8 закрепляются подвески 10, удерживающие сидение 11, причем вариантное исполнение планки 8 может быть разным. Она может быть прямолинейной - «а», или в виде П-образной скобы - вариант «б».

В зависимости от высоты качелей изменяется только расстояние между концами планки 8 промежуточного элемента.

Соединение промежуточного элемента с осью качания может быть условным.

Например, на планке 8 промежуточного элемента Фиг. 3 закрепляются две пары ушек 12, которые соединяются с подшипниками в корпусах 3, закрепленных на перекладине 1 с помощью промежуточных креплений 2.

Возможен вариант условного соединения промежуточного элемента, когда с помощью промежуточного элемента 2 на планке промежуточного элемента 8 закрепляются корпуса подшипников 3.

При этом на поперечной балке 1 Фиг. 4 закрепляются две пары ушек 12, а соединение промежуточного элемента с корпусами подшипников 3 осуществляется с помощью промежуточных креплений 2.

Для осуществления раскачивания ребенка, сидящего на качелях сбоку, горизонтальным приложением усилия к любой из ветвей подвески промежуточный элемент может быть выполнен специальной формы, например, в виде трапеции 13 Фиг. 5, Фиг. 6.

К основанию трапеции 13 крепятся подвески 10, а с осью качания 5, как вариантное исполнение, она может крепиться напрямую.

Сопровождающий ребенка взрослый или другой ребенок, стоя сбоку и прикладывая усилие «Р» Фиг. 6, в горизонтальной плоскости к одному из плеч промежуточного элемента 13 автоматически, благодаря жесткости промежуточного элемента передает это усилие и на другую ветвь подвески.

Это исключает даже возможность возникновения вращающего момента, искажающего плоскость качания, и гарантирует стабильное положение сидения в плоскости качания.

Устойчивость гибких подвесок можно усилить путем подвески сидения на четырех ветвях, сходящихся по бокам в центр качания.

Для этого промежуточный элемент 14 может быть специальной формы Фиг. 7.

Сидение 15 подвешивается на четырех гибких ветвях 16 по бокам, сходящихся в центр качания.

На некотором расстоянии от сидения гибкие ветви 16 соединяются по бокам со специальным промежуточным элементом 14.

При такой схеме подвески повышается устойчивость сидения и одновременно обеспечивается возможность раскачивания качелей горизонтальным приложением усилия «Р» к промежуточному элементу 7.

Раскачивание качелей горизонтальным приложением усилия с физической точки зрения не совсем удобно с одной стороны. А с другой для поддержания амплитуды уже раскачанных качелей большого усилия не требуется.

С целью обеспечения удобства и снижения утомляемости сопровождающего взрослого к промежуточному элементу или непосредственно к оси перпендикулярно оси качания одним концом закрепляется рычаг 17, Фиг. 8.

На другом свободном конце рычага 17 подвешивается на гибкой связи свисающий поводок 18 с ручкой 19.

Приложением небольшого вертикального усилия «F» к поводку можно поддерживать качели на заданной амплитуде, совершая удобное физиологическое движение рукой сверху вниз.

Начальное раскачивание качелей до заданной амплитуды можно осуществить горизонтальным приложением усилия «Р» к промежуточному элементу 13.

С целью обеспечения гарантий безопасности качели общественного пользования выполняют жестко заделанными в грунт или закрепленными на прочном неподвижном основании.

Качели, оборудованные сидениями с ориентированной посадкой и колыбелями, в этом случае обладают определенным недостатком.

Ребенок в неблагоприятных условиях может испытывать дискомфорт, например, вынужден сидеть лицом против ветра или солнца.

Чтобы исключить этот недостаток, в ось качания по центру между опорами качания монтируется вертикальный подпружиненный шарнир.

Вертикальный шарнир Фиг. 9 состоит из втулки 20 с прорезанным сквозным угловым пазом сверху. Втулка 20 вварена посередине в ось качания 5, во втулку 20 вертикально входит с возможностью поворота в любую сторону палец 21, фиксируемый в угловом пазу запрессованным штифтом 22.

Снизу на пальце глухо закреплена планка 8 промежуточного элемента.

Пружина 23 обеспечивает надежную ориентацию пальца 21 с планкой 8 в угловом пазу втулки 20.

Для смены положения сидения на противоположное достаточно нажать снизу на планку 8, сжать пружину, вывести штифт 22 из углового паза назад во втулке 20, развернуть планку 8 на 180°, отпустить до вхождения штифта 22 в углубление паза втулки 20.

Пользователями качелей в общественных местах являются дети не только разных возрастов, но и разных возможностей, особенно дети-инвалиды.

Несущие конструкции качелей, как показывает практика, довольно дорогое изделие и занимает определенную площадь.

Для того чтобы повысить универсальность использования качелей за счет использования одних и тех же опор качания, но с различными сидениями вплоть до колыбели, предлагается подвески сделать быстросъемными.

Известные решения быстрого прямого закрепления гибких подвесок на карабинах или петлях обладают теми же недостатками, которые описаны ранее.

Необходимо, с одной стороны, сделать подвески быстросъемными, а с другой, обладающими свойствами промежуточного элемента специальной формы.

Для этого Фиг. 10 и Фиг. 11 на концах планки 8 промежуточного элемента монтируются гнезда разъема 24.

В гнездо входит укороченный конец П-образного ползуна 25, имеющий отверстие 26. При совпадении отверстия в ползуне 25 с подпружиненной пружиной 27 защелкой 28 защелка 28 фиксирует в гнезде ползун 25.

На удлиненном конце ползуна 25 с наружной стороны гнезда 24 имеются ушки 29 дополнительно обеспечивающие жесткость соединения ползуна с гнездом.

В нижней части удлиненный конец ползуна 25 жестко связан с проставкой 30, к которой крепится подвеска 10.

Таким образом, в замкнутом состоянии обеспечивается бесшарнирное соединение планки 8 и проставки 30.

Это позволяет раскачивать качели как горизонтальным приложением усилия к проставке, так и вертикальным при наличии рычага с поводком.

Технологичность производства качелей можно улучшить, а производство непосредственных узлов качания с подвесками и сидениями можно унифицировать и сделать независимым.

Для этого Фиг. 12 опоры качания 31 (непосредственно корпуса подшипников 3 или ушки для их крепления 12) закрепляют на промежуточном кронштейне 32, который в свою очередь закрепляется на перекладине или непосредственно (вариант «в»), или с помощью специальных связей 33 (вариант «г») при окончательной сборке качелей или при установке их в месте постоянной эксплуатации.

Таким образом, предложенные технические решения позволяют:

- повысить технологичность изготовления качелей;

- улучшить комфортность их использования на практике;

- гарантировать безопасность при эксплуатации.