ТОРМОЗНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1997 года по МПК F16D49/04 A62B35/00 

Изобретение относится к тормозам и замедлительным устройствам одноразового использования, основанным на вытяжных силовых элементах, и предназначено для использования в аварийно-спасательных режимах, когда к устройству предъявляются повышенные требования по надежности срабатывания при минимальных габаритах и массовых характеристиках.

Известны тормозные устройства, использующие в качестве вытяжных силовых элементов ленты, что позволяет использовать либо плоскости ленты для размещения на них разрушаемых энергогасящих элементов, либо поперечные связи в ленте в качестве энергогасящих элементов [1, 2]
В этих устройствах энергия движущегося объекта гасится при разрушении силовых связей, наложенных на ленту, сложенную в поперечном направлении.

К недостаткам таких устройств следует отнести неудобства, вызываемые появлением отдельно перемещающегося пакета силовой ленты, линейная скорость которого равна полусумме скоростей тел, на которых закреплены концы ленты, а центр массы пакета расположен эксцентрично линии действия сил.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство, в котором энергия движущегося объекта гасится при разрушении структурных поперечных связей в ленте при продольном ее перемещении относительно стержня, размещенного посередине ленты [3]
К недостатку этого устройства следует отнести нестабильное взаимодействие стержня и ленты по мере перемещения ленты и износа стержня, приводящих к значительному разбросу величины силы торможения, что нежелательно.

Указанные недостатки особенно сильно проявляются в устройствах со значительной длиной хода торможения, когда укладка ленты в пакет, обеспечивающий необходимые условия ее сохранения и использования, должна обеспечивать предельно монолитную конструкцию пакета с лентой при эксплуатации, и наоборот при торможении.

Техническим результатом является исключение возможности нерегламентированного движения ленты и исключение искажения элементов конструкции, влияющих на стабильность силы торможения при сокращении размеров и массы устройства.

Технический результат достигается тем, что силовой ленточный элемент укладывается на шпулю в рулон с радиальным зазором между витками ленты, который занимается энергопоглощающим материалом, скрепленным с соседними витками ленты по ее плоскостям, а шпуля размещается на оси кронштейна, смонтированного на объекте торможения или на объекте, относительно которого производится торможение.

Использование двух плоскостей ленты для закрепления на них энергопоглощающего материала позволяет улучшить удельные характеристики энергопоглощения, например, на единицу длины ленты, что равносильно снижению веса конструкции, а исключение пустот между слоями ленты способствует уменьшению размеров устройства и повышению стабильности силы торможения в различных условиях эксплуатации.

При нагружении тормозного устройства силовая лента разматывается из рулона, для чего рулон вращается на оси кронштейна, обеспечивая сохранение рабочего положения зоны разрушения энергопоглощающего материала по отношению к линии действия сил.

При разматывании ленты происходит ее деформация и деформация скрепленного с ней энергопоглощающего материала /элемента/ c доведением его до разрушения, на что в основном и уходит энергия движения тормозящего объекта.

Присоединенный к силовой ленте знергопоглощающий элемент при разматывании ленты с рулона обеспечивает увеличение радиуса гиба ленты под нагрузкой в зоне разрушения энергопоглощающего элемента, что позволяет как увеличить несущую способность ленты в устройстве, так и увеличить зону деформации энергопоглощающего элемента, что повышает стабильность силы торможения.

При разматывании силовой ленты из рулона возникает момент пары сил относительно оси шпули, заставляющей шпулю провернуться в направлении, восстанавливающем исходное рабочее положение. Для обеспечения поворота шпуля монтируется на оси, закрепляемой на кронштейне, принадлежащем тормозимому или замедляемому объекту или объекту относительно которого подвижный объект тормозится.

Понижение разброса силы трения шпули об ось, например, за счет установки шарикоподшипников между ними повышает стабильность силы торможения, что также позволяет получать устройство меньшей массы.

На фиг. 1 показан общий вид тормозного устройства в рабочем положении, на фиг. 2 то же, разрез А-А на фиг. 1.

Силовая лента 1 уложена в рулон, смонтированный на шпуле 2, с зазорами между витками ленты, в которых смонтирован энергопоглощающий элемент 3.

Свободный конец 4 ленты 1 крепится на тормозимом или замедляемом объекте, или на объекте, относительно которого производится торможение.

Шпуля 2 монтируется на оси 5, принадлежащей кронштейну 6, размещаемому на объекте, противоположном тому, на котором смонтирован свободный конец 4.

Тормозное устройство работает следующим образом.

Под действием усилия в ленте 1 происходит разматывание рулона, смонтированного на шпуле 2. При этом свободный конец 4 стремится уйти от начального положения в сторону укладки ленты 1 в рулон, в связи с чем возникает момент пары сил "сила на конце 4 и реакция на оси 5". После превышения этим моментом момента трения в паре "ось 5 и шпуля 2" произойдет поворот рулона, и процесс повторится. При этом энергопоглощающий элемент 3 в зоне разматывания ленты 1 из рулона доводится до состояния разрушения, что и обеспечивает поглощение энергии движения подлежащего торможению объекта.

Использование: тормоза и замедлительные устройства одноразового использования. Сущность изобретения: тормозное устройство содержит силовую ленту, смонтированный на ней энергопоглощающий элемент и размещенные на концах ленты элементы закрепления. Один элемент закрепления выполнен в виде оси и смонтированной на ней шпули. Силовая лента намотана на шпулю с зазором между витками. Энергопоглощающий элемент соединен с соседними витками ленты по ее поверхности. Ось предназначена для закрепления или на объекте торможения, или на объекте, относительно которого происходит торможение. 2 ил.

Тормозное устройство, содержащее силовую ленту, смонтированный на ней энергопоглощающий элемент и размещенные по концам ленты элементы закрепления, отличающееся тем, что один из элементов закрепления выполнен в виде оси и смонтированной на ней шпули, силовая лента намотана на последней с зазором между витками, энергопоглощающий элемент соединен с соседними витками ленты по ее поверхности, а ось предназначена для закрепления или на объекте торможения, или на объекте, относительно которого происходит торможение.