ТОРМОЗ Российский патент 2002 года по МПК F16D55/00 

Изобретение относится к механическому тормозному устройству, применяемому для торможения движущихся тел.

Существующие тормоза, независимо от того являются ли они механическими, электромагнитными или магнитоэлектрогидравлическими, требуют наличия довольно сложных силовых приводов, потребляющих энергию. Например, существующий постоянно замкнутый тормоз нуждается в дополнительном силовом приводе, чтобы создать внешнюю силу для его выключения. Другим примером является электромагнитный тормоз, постоянно замкнутое состояние которого, чтобы затормозить тело, поддерживается за счет силы, создаваемой пружиной. Когда тело должно двигаться или вращаться, электромагнит должен быть возбужден, чтобы создать электромагнитную силу, которая преодолевает силу пружины и таким образом растормаживает тело (снимает тормозную силу).

В Бюллетене Патентного ведомства Китая 26-го апреля 1989 г. опубликовано изобретение под названием "Тормозное устройство, использующее силу инерции, преобразуемую в тормозную силу", заявка 87102097. Это тормозное устройство содержит дополнительный силовой привод, сервомеханизм, тормозной механизм и механизм увеличения силы. Основная внешняя тормозная сила создается посредством преобразования силы инерции движущегося тела. Характерными особенностями этого тормозного устройства являются небольшое время торможения, быстрое выключение и надежность работы. Однако для этого тормозного устройства все же требуется дополнительный силовой привод для создания тормозной силы при нормальной кинематике движения тела, который при работе потребляет определенное количество энергии.

Учитывая предыдущие факты, настоящее изобретение является дальнейшим развитием и значительным улучшением известной техники, в том числе и упомянутого изобретения. Настоящим изобретением предлагается устройство, которое имеет компактную конструкцию и при нормальном движении или статическом состоянии тела обеспечивает его торможение или растормаживание без использования дополнительного силового привода.

Другой целью настоящего изобретения является создание устройства, в котором торможение и растормаживание осуществляется за счет относительного перемещения во временном интервале после начала и окончания передачи движения между ведущим и ведомым элементами.

Еще другой целью настоящего изобретения является создание устройства, обеспечивающего торможение или растормаживание за счет использования вогнуто-выпуклой сопряженной поверхности соединительного механизма, расположенного между ведущим и ведомым элементами.

Для краткости и удобства пояснения сущности настоящего изобретения в описании используется терминология, такая как ведущий элемент, ведомый элемент, движение в первом направлении, движение во втором направлении и т.д., которая означает следующее.

Ведущий элемент и ведомый элемент. Ведущий и ведомый элементы не являются основными конструктивными элементами тормоза по настоящему изобретению, а являются элементами, соединяющими тормоз по настоящему изобретению с устройством, использующим этот тормоз. В отношении передачи движения, ведущий элемент расположен на входной стороне, а ведомый элемент - на выходной стороне тормоза.

Движение в первом направлении означает совместное движение ведущего и ведомого элементов, а также совместное движение ведущего элемента и приводного блока. Для краткости, движение в первом направлении называется совместным движением.

Относительное перемещение во втором направлении означает перемещение приводного блока или тормозной детали относительно фрикционной поверхности на неподвижной опоре или относительно ведомого элемента или воздействующего блока для прижатия или отжатия тормозной детали от фрикционной поверхности, т. е. для обеспечения торможения или растормаживания. Поэтому относительное перемещение во втором направлении называется также относительным перемещением для прижатия (сцепления) или отжатия (расцепления).

Настоящим изобретением предлагается тормоз, содержащий неподвижную опору, тормозную колодку, тормозную деталь, соединительный стержень, нажимную пружину, механизм включения для снятия тормозной силы, отличающийся тем, что механизм включения для снятия тормозной силы содержит приводной блок, который взаимодействует с ведущим элементом, и ведомый блок, прикрепленный к тормозной детали, приводной блок и ведомый блок контактируют между собой, при этом контактные кулачковые поверхности приводного блока и ведомого блока являются вогнуто-выпуклыми; соединительный стержень подвижно соединен с тормозной деталью; нажимная пружина расположена на конце соединительного стержня и воздействует на тормозную деталь для плотного прижатия тормозной детали к тормозной колодке.

Упомянутый воздействующий (приводной) блок и ведомый блок представляют собой сопряженную (парную) деталь, которая обеспечивает упомянутое относительное перемещение, когда к ведущему элементу прикладывается или снимается движущая сила. Сопряженная деталь вызывает перемещение тормозной детали относительно ведомого элемента (т.е. относительное перемещение во втором направлении) для ее плотного прижатия или отжатая от упомянутой фрикционной поверхности, чтобы осуществить торможение или растормаживание ведомого элемента.

Упомянутый соединительный механизм может также содержать ограничительное средство для ограничения величины относительного перемещения между воздействующим (приводным) блоком и ведомым блоком при торможении или растормаживании. Ограничительное средство обеспечивает совместное движение (т.е. движение в первом направлении) ведущего и ведомого элементов.

В предложенном тормозе движение в первом направлении может быть вращательным.

Упомянутое ограничительное средство может содержать нажимную пружину, которая поджимает воздействующий (приводной) блок к ведомому блоку и создает достаточную силу сцепления между ними для их совместного движения после относительного перемещения.

Упомянутое ограничительное средство может содержать также дискообразный элемент, соединенный с ведущим элементом и имеющий несколько пальцев, расположенных вокруг его центра, и дискообразный элемент, соединенный с ведомым элементом и имеющий несколько овальных отверстий, число и расположение которых соответствует числу и расположению упомянутых пальцев. Каждый палец может перемещаться в соответствующем овальном отверстии и воздействовать на каждый конец последнего.

В предложенном тормозе ведущий и ведомый элементы могут быть расположены вертикально. В таком тормозе упомянутое ограничительное средство содержит дискообразный элемент, соединенный с ведущим элементом и имеющий несколько пальцев, расположенных по окружности, и дискообразный элемент, соединенный с ведомым элементом и имеющий несколько овальных отверстий, число и расположение которых соответствует числу и расположению упомянутых пальцев. Каждый палец может перемещаться в соответствующем овальном отверстии и воздействовать на каждый конец последнего.

В предложенном тормозе упомянутая сопряженная деталь, обеспечивающая относительное движение между рабочими поверхностями воздействующего (приводного) блока и ведомого блока, представляет собой сопряженную кулачковую деталь, у которой рабочая поверхность одного из этих блоков или обоих блоков, образующих сопряженную деталь, является кулачковой поверхностью. При относительном вращении между рабочими поверхностями ведомый блок перемещается во втором направлении относительно воздействующего блока (т.е. относительно перемещается для прижатия или отжатия тормозной детали), чтобы осуществить торможение или растормаживание тела.

Предложенный тормоз может содержать ведущий блок, совершающий относительное перемещение для прижатия или отжатия тормозной детали (т.е. относительное перемещение во втором направлении) вдоль оси вращающегося ведомого элемента, т. е. относительное перемещение ведомого блока во втором направлении может осуществляться вдоль оси вращающегося ведомого элемента.

Предложенный тормоз может содержать ведомый блок, совершающий относительное перемещение для прижатия или отжатая тормозной детали (т.е. относительное перемещение во втором направлении) в радиальном направлении вращающегося ведомого элемента, т.е. относительное перемещение ведомого блока во втором направлении может осуществляться в радиальном направлении вращающегося ведомого элемента.

В предложенном тормозе упомянутая тормозная деталь и дискообразный элемент, соединенный с ведомым элементом, соединены между собой с помощью компенсационного средства и направляющей шпонки. Тормозной деталью является кольцо (диск) с внутренним зубчатым венцом, а дискообразным элементом - сердечник, на котором устанавливается компенсационное средство и направляющая шпонка. Компенсационное средство расположено между кольцом и сердечником. Направляющая шпонка обеспечивает совместное движение (т.е. движение в первом направлении) кольца и сердечника. Компенсационное средство содержит желоб, проходящий по периферии сердечника, зубчатый блок, расположенный в желобе и находящийся в зацеплении с зубчатым венцом, и пружину, расположенную между зубчатым блоком и дном желоба.

В предложенном тормозе две торцевые поверхности воздействующего (приводного) блока могут быть сопряжены соответственно с двумя ведущими блоками, т.е. две торцевые поверхности могут одновременно воздействовать на два ведомых блока.

В предложенном тормозе упомянутая фрикционная поверхность на неподвижной опоре может быть конической, плоской или цилиндрической.

В предложенном тормозе движение в первом направлении (т.е. совместное) движение может быть прямолинейным. В этом случае тормоз содержит ведомый блок, совершающий относительное перемещение во втором направлении (т.е. относительное перемещение для прижатия или отжатия тормозной детали), перпендикулярным прямолинейному движению ведомого элемента, т.е. относительное перемещение во втором направлении может быть перпендикулярным прямолинейному движению ведомого элемента.

Кратко изложенное существо изобретения, его другие цели и преимущества станут более очевидными из нижеследующего описания примеров осуществления изобретения, которое ведется со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг.1 показан вид в разрезе первого примера осуществления изобретения по А-А на фиг.2, показывающий форму упомянутых пальца, овального отверстия и соединительного стержня;
на фиг.2 - разрез по В-В на фиг.1;
на фиг.3 - осевое сечение механизма преобразования силы;
на фиг.4 - разрез по G-G на фиг.3;
на фиг. 5 - выпукло-вогнутая сопряженная поверхность воздействующего (приводного) и ведомого блоков в развернутом виде;
на фиг. 6 - вид в разрезе второго примера осуществления изобретения по С-С на фиг.7;
на фиг.7 - разрез по D-D на фиг.6;
на фиг.8 - вид в разрезе компенсационного средства по Е-Е на фиг.6;
на фиг.9 - вид в разрезе компенсационного средства по F-F на фиг.6;
на фиг.10 - осевое сечение третьего примера осуществления изобретения;
на фиг.11 - вид сверху тормоза по настоящему изобретению, используемого в редукторе;
на фиг.12 - разрез по М-М на фиг.11;
на фиг.13 - разрез по N-N на фиг.11;
на фиг.14 - осевое сечение пятого примера осуществления изобретения;
на фиг.15 - осевое сечение шестого примера осуществления изобретения;
на фиг.16 - вид в разрезе седьмого примера осуществления изобретения;
на фиг.17 - разрез по К-К на фиг 16;
на фиг.18 - разрез по Н-Н на фиг.16;
на фиг.19 - восьмой пример осуществления изобретения.

Описание предпочтительных примеров осуществления изобретения
На фиг.1-5 показан первый пример осуществления изобретения, которым является постоянно замкнутый тормоз, содержащий неподвижную опору 1, тормозную деталь 2, нажимную пружину 3, механизм выключения для снятия тормозной силы 4, ведомый элемент 9 и ведущий элемент 11. Конструкция тормоза и взаимосвязь его элементов являются следующими.

Тормозная колодка 6 выполнена за одно целое с неподвижной опорой 1. Фрикционная поверхность 8 тормозной детали 2 может быть плоской или конической. Фрикционная поверхность 8 прижимается (сцепляется) или отжимается (расцепляется) от фрикционной поверхности тормозной колодки 6, чтобы обеспечить соответственно торможение или растормаживание. На фиг.2 тормоз показан в состоянии торможения, при котором фрикционная поверхность тормозной колодки 6 и фрикционная поверхность тормозной детали 2 плотно прижаты друг к другу.

Тормозная деталь 2 имеет несколько овальных отверстий 7, расположенных по окружности, и осевую втулку 10, соединенную с ведомым элементом 9. Каждое отверстие имеет определенную длину, измеренную по длине окружности. Когда тормозная деталь 2 плотно прижимается к тормозной колодке 6, торможение ведомого элемента 9 осуществляется с помощью осевой втулки 10, поскольку она соединена с ним и выполнена за одно целое с тормозной деталью 2, которая перемещается в осевом направлении относительно ведомого элемента 9.

На одном конце соединительного стержня 12, который подвижно соединен с тормозной деталью 2, расположена нажимная пружина 3, воздействующая на последнюю. Когда тормоз находится в состоянии торможения, тормозная деталь 2 под действием нажимной пружины 3 плотно прижимается к тормозной колодке 6 (действие тормозной детали 16 и пружины 20 поясняется ниже).

Механизм выключения для снятия тормозной силы 4 содержит воздействующий (приводной) блок 13, соединенный с ведущим элементом 11, и ведомый блок 14, прикрепленный к тормозной детали 2 (см. фиг.3-5). Контактной поверхностью воздействующего 13 и ведомого 14 блоков является вогнуто-выпуклая сопряженная поверхность 15 (соответствует кулачковой поверхности ведомого элемента кулачкового механизма). Когда к ведущему элементу прикладывается активная сила, он приводит во вращение воздействующий блок 13, кулачковая поверхность которого при этом перемещается к кулачковой поверхности ведомого блока 14 и создает осевое давление на ведомый блок 14 так, что последний перемещается в осевом направлении (как показано стрелкой на фиг.5) и перемещает, преодолевая усилие нажимной пружины 3, тормозную деталь 2 наружу, вследствие чего фрикционная поверхность последней отжимается (отводится) от тормозной колодки 6 и тормоз выключается.

Один конец каждого пальца 5, проходящего через соответствующее овальное отверстие 7 в тормозной детали 2, соединен с ведущим элементом 11, а другой конец взаимодействует с блоком 13 механизма выключения 4 (см. фиг.1). При перемещении пальцев 5 в отверстиях 7 воздействующий блок 13 приводится во вращение и через ведомый блок 14 перемещает тормозную деталь 2 наружу.

Выключение постоянно замкнутого тормоза по настоящему изобретению для обеспечения движения ведомого элемента 9 происходит следующим образом: когда к ведущему элементу 11 прикладывается активная сила с помощью привода, такого, как двигатель, он начинает вращаться так, что пальцы 5 перемещаются в соответствующих отверстиях 7 и приводят во вращение воздействующий блок 13 упомянутого механизма выключения, при этом воздействующий блок 13 создает осевое давление на ведомый блок 14, чтобы переместить тормозную деталь 2 наружу и постепенно снять тормозную силу. При не полностью снятой тормозной силе ведомый элемент 9 остается неподвижным. Когда каждый палец 5 смещается к одному концу соответствующего отверстия 7 тормозная сила полностью снимается, при этом палец 5 передает вращающий момент на тормозную деталь 2 так, что она приводится во вращение и через осевую втулку 10 вращает ведомый элемент 9. Следует отметить, что во временном интервале между началом вращения ведущего элемента 11 и временным статическом положении ведомого элемента 9, в течение которого палец 5 перемещается в овальном отверстии 7, воздействующий блок 13 вращается, чтобы через ведомый блок 14 переместить тормозную деталь 2 наружу и тем самым снять тормозную силу. Когда тормозная сила полностью снимается и ведомый элемент 9 начинает вращаться, воздействующий блок 13 механизма выключения 4 вращается с помощью пальца 5, который при этом упирается в конец соответствующего овального отверстия 7, при этом выпуклый участок рабочей поверхности блока 13 находится в контакте с выпуклым участком рабочей поверхности ведомого блока 14 так, что тормоз надежно удерживается в выключенном положении (состоянии).

Для восстановления постоянно замкнутого состояния тормоза, чтобы затормозить тело, выключается источник питания привода, такого как двигатель, чтобы снять активную силу, приложенную к ведущему элементу 11, который при этом замедляется под действием реактивного вращающего момента. В результате этого каждый палец 5 перемещается в соответствующем отверстии 7 в противоположном направлении, вызывая вращение воздействующего блока 13 в противоположном направлении, при этом выпуклый участок рабочей поверхности воздействующего блока 13 располагается в вогнутом участке рабочей поверхности ведомого блока 14 так, что с последнего снимается осевое давление, создаваемое блоком 13. Под действием нажимной пружины 3 тормозная деталь 2 прижимается к тормозной колодке 6 так, что в результате фрикционного сопротивления (сопротивления трения) вращение тормозной детали прекращается. Соответственно прекращается вращение ведомого элемента 9, соединенного с осевой втулкой 10 тормозной детали 2, т.е. осуществляется торможение ведомого элемента 9.

Необходимо отметить, что вышеприведенное описание относится только к случаю, когда торцевая рабочая поверхность воздействующего блока 13 взаимодействует с кулачковой рабочей поверхностью одного ведомого блока 14. Однако фактически воздействующий блок 13 взаимодействует с двумя ведомыми блоками 14 и 18, как это показано на фиг.1-5 (на фиг.5 показана нижняя часть воздействующего блока), и тормоз имеет не только одну тормозную деталь 2, но и вторую тормозную деталь 16. В данном примере осуществления изобретения тормоз может не иметь тормозной детали 16. Как следует из вышеприведенного описания, в общем случае тормоз может иметь одну тормозную деталь 2, а вместо второй тормозной детали 16 можно использовать простой диск, с которым может быть соединен упомянутый другой конец соединительного стержня 12. В приводимом ниже втором примере осуществления изобретения подробно описывается конструкция тормоза, имеющего вторую тормозную деталь 16 (второй ведомый блок 18 и контактная поверхность 19 этого примера показана на фиг.4).

Следует также отметить, что взаимосвязь ведомого и ведущего элементов в этом примере осуществления изобретения аналогична взаимосвязи, обеспечиваемой с помощью упругой муфты.

Второй пример осуществления изобретения показан на фиг.6-9, на которых те же или аналогичные детали обозначены теми же позициями, что и в вышеприведенном примере осуществления изобретения. С другой боковой стороны тормозной колодки 6 расположена тормозная деталь 16, аналогичная тормозной детали 2, фрикционная поверхность которой сцепляется (взаимодействует) с другой боковой поверхностью тормозной колодки 6. С другой боковой стороны воздействующего блока 13 расположен ведомый блок 18, аналогичный ведомому блоку 14 (см. фиг. 4-5). Вогнуто-выпуклая контактная поверхность 19 воздействующего (приводного) 13 и ведомого 18 блоков расположена симметрично контактной поверхности 15. Между осевой втулкой тормозной детали 16 и осевой втулкой тормозной детали 2 расположена шпонка 17, которая обеспечивает совместное движение обеих деталей и их одновременную остановку. Две тормозные детали перемещаются относительно друг друга в осевом направлении вдоль направляющей шпонки 17. Два конца соединительного стержня 12 соединены соответственно с тормозной деталью 2 и тормозной деталью 16. На конце соединительного стержня, соединенным с тормозной деталью 2, расположена нажимная пружина 3, воздействующая на последнюю. На другом конце соединительного стержня 12 может быть расположена нажимная пружина 20 (см. фиг.2), воздействующая на тормозную деталь 16. Кроме того, упомянутый другой конец соединительного стержня 12 может быть прикреплен к тормозной детали 16. В этом случае пружина 3 воздействует на тормозную деталь 16 через соединительный стержень 12 (см. фиг. 7). На фрикционных поверхностях тормозных деталей 2 и 16 установлены фрикционные накладки. Для равномерного прижатия тормозных деталей к тормозной колодке 6 тормоз должен иметь по меньшей мере два симметрично расположенных пальца 5 и два соответствующих им отверстия 7. В данном примере осуществления изобретения тормоз имеет шесть отверстий 7, выполненных в тормозной детали 2 (см. фиг.6), и шесть пальцев 5, проходящих через эти отверстия. Кроме того, тормоз должен иметь по меньшей мере два симметрично расположенных соединительных стержня 12 для соединения между собой тормозных деталей. В данном примере тормоз имеет два соединительных стержня 12 и две нажимные пружины 3. Могут быть использованы и две нажимные пружины 20.

В соответствии со вторым примером осуществления изобретения растормаживание осуществляется следующим образом. Воздействующий блок 13 вращается с помощью пальцев 5, когда к ведущему элементу прикладывается вращающий момент. При вращении воздействующий блок создает осевые давления на ведомые блоки 14 и 18, расположенные с двух его боковых сторон, вследствие чего последние одновременно перемещают тормозные детали 2 и 16 наружу, которые при этом отходят от тормозной колодки 6, так, что постоянно замкнутый тормоз выключается, обеспечивая вращение ведомого элемента. При снятии вращающего момента с ведущего элемента воздействующий блок 13 под действием пальцев 5 вращается в противоположном направлении, вследствие чего выпуклые участки рабочих поверхностей воздействующего блока 13 располагаются в вогнутых участках рабочих поверхностей ведомых блоков 14 и 18 так, что с последних снимаются осевые давления, создаваемые блоком 13, при этом на тормозную деталь 2 воздействует нажимная пружина 3, а на тормозную деталь 16 нажимная пружина 20 (или пружина 3 через соединительный стержень 12) так, что обе тормозные детали одновременно перемещаются внутрь и плотно прижимаются к тормозной колодке 6, обеспечивая торможение ведомого элемента.

Во втором примере осуществления изобретения, каждая тормозная деталь 2, 16 может состоять из кольца 21, имеющего внутренние зубья, и сердечники 22. Между кольцом и сердечником расположены компенсационное средство 23 и направляющая шпонка 24, обеспечивающая одновременное вращение и остановку кольца и диска. Направляющая шпонка 24 обеспечивает также симметричное расположение кольца относительно сердечника. В данном примере осуществления изобретения компенсационные средства для тормозных деталей 2 и 16 расположены симметрично. Тормозная колодка 6 образована двумя подвижными пластинами, установленными на осях 30. Для увеличения силы трения при торможении между пластинами тормозной колодки 6 расположен промежуточный диск 29, установленный на соединительных стержнях 12. Каждое компенсационное средство содержит зубчатый венец 26, закрепленный на внутренней периферии кольца 21, и зубчатый блок 25, расположенный в кольцевом желобе 27 сердечника 22 (см. фиг. 8-9) и находящийся в зацеплении с зубчатым венцом 26. Каждый зуб блока 25 имеет наклонную наружную поверхность и вертикальную боковую поверхность, перпендикулярную оси ведущего вала. Под направляющей шпонкой 24 расположена пружина 28. Направляющая шпонка может регулироваться вручную с помощью винта, чтобы осуществить относительное осевое перемещение между кольцом 21 и сердечником 22 для компенсации износа фрикционной накладки кольца. На дне кольцевого желоба 27 расположена пружина 27а (см. фиг.8), воздействующая на зубчатый блок 25. Зубчатые блоки 25 расположены парами. В данном примере тормоз имеет восемь зубчатых блоков, образующих четыре равномерно расположенные пары. Часть этих блоков (четыре зачерненных блока на фиг.6) находятся в частичном зацеплении (см. фиг.9) с зубчатым венцом кольца. Другая часть блоков (четыре заштрихованных блока на фиг.6) находятся в полном зацеплении с зубчатым венцом кольца. Полное зацепление является рабочим состоянием, т. е. когда сердечник тормозной детали под действием упомянутого механизма выключения перемещается наружу, он перемещает наружу кольцо, вследствие чего тормозная сила снимается (тормоз выключается). При снятии осевого давления, создаваемого механизмом выключения, нажимная пружина воздействует на сердечник, который при этом перемещает кольцо, чтобы плотно прижать его к тормозной колодке и таким образом осуществить торможение (включить тормоз). Зубчатый блок, имеющий частичное зацепление с зубчатым венцом, находится в состоянии компенсации износа. Когда фрикционная накладка кольца изнашивается до определенной степени, под действием ведомого блока сердечник 22 перемещается относительно кольца 21 наружу, при этом зубчатый блок 25 смещается в желобе вниз, преодолевая усилие пружины 27а, и его зубья входят в следующие впадины зубьев зубчатого венца, т.е. в полное зацепление с ними, что соответствует упомянутому рабочему состоянию, а зубчатый блок или блоки, первоначально находящиеся в полном зацеплении с зубчатым венцом, смещаются в частичное зацепление с последним, т.е. в состояние компенсации износа.

Особо следует отметить, что компенсационное средство 23, описанное во втором примере, может быть использовано в других тормозах, имеющих аналогичные тормозные детали, например в тормозах, описываемых ниже на примерах 3, 4, 5 и 6.

Третий пример осуществления изобретения (пример 3) показан на фиг.10, на которой те же детали или детали, аналогичные вышеописанным примерам, обозначены одинаковыми позициями.

На фиг 10 показано осевое сечение тормоза. Этот тормоз является модификацией тормоза по вышеописанному примеру. Тормоз содержит неподвижную опору, состоящую из двух боковых пластин 32, соединенных между собой посредством трех осей 31. Тормозная колодка 6 состоит из двух отдельных дисков 33, закрепленных на одной из соединительных осей 31. Против двух дисков 33 тормозной колодки 6 расположены тормозные детали 2 и 16. Между тормозными деталями 2, 16 и каждым диском 33 расположена тормозная колодка 34, которая установлена на соединительной оси 31 и может перемещаться вдоль нее. С одной боковой стороны каждой тормозной колодки 34 расположена, соосно с ней, дополнительная тормозная деталь 35, выполненная в виде диска. Тормозная деталь 2, 16, тормозная колодка 34 и дополнительная тормозная деталь 35 прилегают друг к другу. Такая многодисковая тормозная конструкция воздействует на ведущий элемент 11. В данном примере ведущим элементом является ведущая шестерня 36, расположенная между двумя отдельными дисками 33 на валу 37. Вал 37 выполняет роль ведомого элемента 9, а также соединительного стержня 12 для тормозных деталей. Палец 5 проходит через ведущую шестерню 36, тормозные детали 2, 16 и дополнительную тормозную деталь 35 и оба его конца расположены в отверстиях 7, выполненных соответственно в тормозной детали 2 и тормозной детали 16. Отверстия 7 могут быть выполнены в ведущей шестерне 36. На обоих концах вала 37 расположены нажимные пружины 3а и 20а. Воздействующий блок 13 механизма выключения состоит из двух отдельных элементов, соединенных с боковыми поверхностями ведущей шестерни 36. Когда ведомые блоки 14 и 18 создают осевое давление соответственно на тормозные детали 2 и 16, последние, преодолевая усилие нажимных пружин 3а и 20а, перемещаются наружу, вследствие чего снимается давление с тормозной колодки 34 и дополнительной тормозной детали 35 и тормоз выключается. Когда осевое давление, создаваемое блоками 14 и 18, снимается, нажимные пружины воздействуют на тормозные детали 2 и 16 так, что последние перемещаются и плотно прижимают дополнительную тормозную деталь 35 и тормозную колодку 34 к тормозной колодке 6, осуществляя торможение.

Когда тормоз в третьем примере выполнения выключается, если силы, создаваемые нажимными пружинами 3а и 20а, являются значительными, то величина перемещения тормозных деталей 2 и 16 наружу может быть ограничена, например, с помощью стопорных колец 39, чтобы обеспечить "совпадение" выпукло-вогнутой рабочей поверхности воздействующего блока 13 с вогнуто-выпуклой поверхностью ведомого блока 14. В этом случае не требуются пальцы 5 и отверстия 7 и передача силы осуществляется непосредственно с помощью воздействующего 13 и ведомого 14 блоков. Тормоз, как и в примере 1, может иметь только одну тормозную деталь 2.

Четвертый пример осуществления изобретения показан на фиг.11-13, на которых те же детали или детали, аналогичные вышеприведенному примеру, обозначены теми же позициями.

Этот пример является реальным примером применения примера 3 в редукторах, соответствующий соединительный механизм показан на фиг.11-13. В этом примере две боковые плиты 32 закреплены на двух внутренних поверхностях корпуса редуктора. Ведущая шестерня 36, т.е. ведущий элемент, находится в зацеплении с шестерней редуктора переднего хода 38. Ведомым элементом является выходной вал 37 редуктора. Что же касается соединительной оси 31, отдельных дисков 33 и тормозной колодки 34, показанных на этих фигурах, то они являются такими же, как и в примере 3, и поэтому не описываются.

Пятый пример осуществления изобретения показан на фиг.14, на которой те же детали или детали, аналогичные вышеописанным примерам, обозначены теми же позициями.

В пятом примере осуществления изобретения фрикционная поверхность тормозной детали 2 и фрикционная поверхность неподвижной опоры 1 являются коническими.

Неподвижная опора 1 закреплена непосредственно на корпусе (наружном кожухе) ведомого элемента 40. Тормозная деталь 2, имеющая коническую фрикционную поверхность, содержит коническую втулку (кольцо) 21 и сердечник 22, соединенные между собой с помощью такого же компенсационного средства, что и в примере 2 (на фиг. 14 не показано). Один конец соединительного стержня 12 прикреплен к внутреннему неподвижному диску 41. Между механизмом выключения 4 и внутренним неподвижным диском расположен подшипник 42, чтобы уменьшить силу трения механизма выключения. Другими элементами тормоза являются ведущий элемент 11, ведомый элемент 9, палец 5 и пружина 3, которые не нуждаются в подробном описании.

Шестой пример осуществления изобретения показан на фиг.15, на которой те же детали или детали, аналогичные вышеописанным примерам, обозначены теми же позициями.

Тормоз в этом примере выполнения использует силу тяжести ведущего 11 и ведомого 9 элементов (показано вертикальное расположение с ведущим элементом наверху) как силу, ограничивающую перемещение механизма выключения, и как тормозную силу. Тормоз в этом примере не нуждается в соединительных стержнях. В качестве неподвижной опоры 1 используется элемент, жестко соединяющий между собой верхний корпус 43, в котором расположен ведущий элемент, и нижний корпус 44, в котором расположен ведомый элемент. Между механизмом выключения 4 и опорным диском 45 расположен подшипник 42, а между ведущим и ведомым элементами - подшипник 46 для уменьшения силы трения. Тормозная деталь 2 также содержит кольцо 21 и сердечник 22, которые могут быть соединены между собой с помощью вышеупомянутого компенсационного средства или с помощью направляющей шпонки 47, нагруженной пружиной 48. Через шпоночную канавку кольца 21 проходит винт 49. Когда фрикционная накладка тормозной детали изнашивается, шпонка 47 перемещается с помощью винта. Таким образом можно регулировать зазор, вызванный износом фрикционной накладки.

Седьмой пример осуществления изобретения показан на фиг.16-18, на которых те же детали или детали, аналогичные вышеописанным примерам, обозначены теми же позициями.

Конструкция тормоза в этом примере отличается от конструкции тормоза в предыдущем примере тем, что механизм выключения преобразует вращающую силу в радиально направленную силу, которая преодолевает тормозную силу, создаваемую пружиной, и таким образом растормаживает тело (выключает тормоз). Неподвижная опора 1 может быть закреплена на корпусе, в котором расположен ведомый элемент, или в других местах. Внутренняя стенка неподвижной опоры 1 выполняет роль тормозной колодки и на фигурах обозначена позицией 6а. Цилиндрической поверхностью тормозной колодки 6а является тормозная фрикционная поверхность, называемая в данном случае тормозной цилиндрической поверхностью 50. Тормозной деталью является подковообразный блок 2а, шарнирно соединенный с ведомым элементом 9 посредством опорного пальца 51. Роль воздействующего блока 13 а механизма выключения 4а выполняет передний конец пальца 5а. Рабочей поверхностью ведомого блока 14а является его сопряженная поверхность 53. Ведомый блок закрепляется на подковообразном блоке 2а или может быть выполнен за одно целое с ним, как это имеет место в данном примере. Для уменьшения трения скольжения пальца 5а на его переднем конце расположено тело качения 52. Для предотвращения создания радиальной составляющей вращающей силы между ведущим 11 и ведомым 9 элементами желательно располагать механизм выключения 4а симметрично относительно центра вращения этих элементов. В данном примере механизм выключения состоит из двух симметрично расположенных частей. Когда к ведущему элементу 11 прикладывается вращающая сила, палец 5а начинает перемещаться так, что его тело качения 52 надавливает на сопряженную поверхность (см. фиг.16), создавая направленную вниз радиальную силу, которая преодолевает силу пружины 3а, вследствие чего подковообразный тормозной блок 2а перемещается внутрь в радиальном направлении и растормаживает цилиндрическую поверхность 50, обеспечивая свободное вращение ведущего 11 и ведомого 9 элементов. Когда с ведущего элемента 11 снимается вращающая сила, палец 5а перемещается относительно сопряженной поверхности 53 в противоположном направлении так, что под действием пружины 3а восстанавливается торможение цилиндрической поверхности.

Восьмой пример осуществления изобретения показан на фиг.19. В соответствии с этим примером ведущий элемент обеспечивает прямолинейное перемещение ведомого элемента ( т.е. осевое перемещение влево и вправо на фиг. 19).

Как показано на фиг.19, тормозная деталь 2 и ведомый блок 14 выполнены за одно целое. Две тормозные детали 2 расположены в соответствующих отверстиях, выполненных в двух боковых стенках ведомого элемента 9. Воздействующий блок 13 расположен в зазоре между тормозной деталью 2 и ведомым блоком 14, при этом наклонная поверхность последнего точно соответствует наклонной поверхности воздействующего блока 13. Оба конца пружины 3 соединены с внутренним концом ведомого блока 14. На наружной поверхности тормозной детали 2 закреплена фрикционная накладка, сцепляющаяся с фрикционной поверхностью неподвижной опоры 1. Когда к ведущему элементу прикладывается осевая сила, вызывая его прямолинейное перемещение, наклонная (коническая) поверхность воздействующего блока 13 воздействует на коническую (наклонную) поверхность ведомого блока 14, который перемещается внутрь и сжимает пружину 3, вследствие чего тормозная деталь 2 отводится от фрикционной поверхности неподвижной опоры 1 и растормаживает ведомый элемент 9, который при этом прямолинейно перемещается с помощью ведущего элемента 11. Когда на ведущий элемент 11 не действует осевая сила, воздействующий блок 13 и ведомый блок 14, выполненный за одно целое с тормозной деталью 2, под действием сжатой пружины 3 перемещаются наружу так, что тормозная деталь 2 прижимается к фрикционной поверхности неподвижной опоры, вызывая торможение ведомого элемента 9.

Во всех конструкциях тормоза, выполненного в соответствии с описанными выше примерами осуществления изобретения, используется механизм выключения. Этот механизм использует силу, прикладываемую к ведущему элементу, чтобы снять тормозную силу (выключить тормоз) и обеспечить нормальное движение ведущего и ведомого элементов.

По сравнению с известным уровнем техники тормоз по настоящему изобретению имеет существенные отличия и не требует дополнительного силового привода. Тормоз прост по конструкции, надежен при торможении и при работе не потребляет электрическую энергию. Тормоз может быть использован в разных областях техники. Его работа надежна и безопасна, особенно когда он используется в горном оборудовании, к которому предъявляются жесткие требования взрывобезопасности, поскольку он не имеет дополнительного привода ( например, электромагнита и т. п.).

Тормоз по настоящему изобретению найдет широкое применение в горном, металлургическом, грузоподъемном, строительном и машиностроительном оборудовании.

Изобретение относится к механическому тормозному устройству, применяемому для торможения вращающихся валов. Тормоз содержит соединительный механизм, через который ведущий элемент приводит ведомый элемент в их совместное вращение. Тормоз имеет также неподвижную опору с фрикционной поверхностью и тормозную деталь, соединенную с ведомым элементом. Соединительный механизм содержит воздействующий и ведомый блоки, которые могут сопрягаться друг с другом при относительном перемещении. Блоки совершают относительное перемещение, когда к ведущему элементу прикладывается или снимается движущая сила, вследствие чего ведомый блок перемещается относительно ведомого элемента в направлении прижатия или отжатия тормозной детали от упомянутой фрикционной поверхности, чтобы затормозить или растормозить ведомый элемент. Соединительный механизм содержит также ограничительное средство для ограничения величины относительного перемещения воздействующего и ведомого блоков и для обеспечения их совместного движения после торможения или растормаживания ведомого элемента. Техническим результатом является создание компактной конструкции тормоза, который при нормальном движении или в статическом состоянии тела обеспечивает его торможение или растормаживание без использования дополнительного силового привода. 15 з.п.ф-лы,19 ил.

1. Тормоз, содержащий неподвижную опору (1), тормозную колодку (6), тормозную деталь (2), соединительный стержень (12), нажимную пружину (3), механизм (4) включения для снятия тормозной силы, отличающийся тем, что механизм (4) включения для снятия тормозной силы содержит приводной блок (13), который взаимодействует с ведущим элементом (11) и ведомый блок (14), прикрепленный к тормозной детали (2), приводной блок (13) и ведомый блок (14) контактируют между собой, при этом контактные кулачковые поверхности приводного блока (13) и ведомого блока (14) являются вогнуто-выпуклыми, соединительный стержень (12) подвижно соединен с тормозной деталью (2), нажимная пружина (3) расположена на конце соединительного стержня (12) и воздействует на тормозную деталь (2) для плотного прижатия тормозной детали (2) к тормозной колодке (6). 2. Тормоз по п. 1, отличающийся тем, что ведомый блок (14) выполнен с возможностью перемещения в аксиальном направлении относительно ведомого элемента (9), для плотного прижатия или отжатия тормозной детали (2) от тормозной колодки (6), а контактная поверхность (15) между приводным блоком (13) и ведомым блоком (14) представляет собой вогнуто-выпуклую сопрягаемую поверхность. 3. Тормоз по п.1, отличающийся тем, что ведомый блок (14 а) выполнен с возможностью перемещения в аксиальном направлении относительно ведомого элемента (9), для плотного прижатия или отжатия тормозной детали (2) от тормозной колодки (6), при этом тормозная деталь (2) представляет собой подковообразный блок (2 а), шарнирно соединенный с ведомым элементом (9) посредством опорного пальца (51), при этом ведомый блок (14 а) жестко установлен на подковообразном блоке (2 а). 4. Тормоз по п.1, отличающийся тем, что ведомый блок (14) выполнен с возможностью перемещения в вертикальном направлении относительно ведомого элемента (9), для плотного прижатия или отжатия тормозной детали (2) от тормозной колодки (6). 5. Тормоз по п. 1, отличающийся тем, что ведомый блок (14) выполнен с возможностью перемещения в аксиальном направлении относительно ведомого элемента (9), для плотного прижатия или отжатия тормозной детали (2) от тормозной колодки (6), при этом имеется ведомый блок (18), а обе торцевые поверхности приводного блока (13) взаимодействуют по сопряженным вогнуто-выпуклым контактным поверхностям (15, 19) с ведомыми блоками (14, 18). 6. Тормоз по п.2, отличающийся тем, что он содержит ось (30), а тормозная деталь (2) содержит две дисковые части и промежуточный диск (29), установленный между фрикционными поверхностями, при этом тормозная колодка (6) и ось (30) установлены с возможностью скользящего взаимодействия, а ось (30) жестко соединена с неподвижной опорой (1). 7. Тормоз по п.2, отличающийся тем, что он содержит подшипник, при этом одна торцевая поверхность приводного блока (13), которая является рабочей поверхностью, пригнана к сопряженной поверхности ведомого блока (14), а другая торцевая поверхность приводного блока (13) пригнана к поверхности подшипника. 8. Тормоз по п.3, отличающийся тем, что с ведомым блоком (14 а) в качестве приводного блока (13 а) взаимодействует палец (5 а), на переднем конце которого расположено тело качения (52). 9. Тормоз по п.2, отличающийся тем, что приводной блок (13) соединен с ведущим элементом (11) посредством ведущей шестерни (36). 10. Тормоз по п.2, отличающийся тем, что тормозная деталь (2) и осевая втулка (10) ведомого элемента (9) объединены в одно целое. 11. Тормоз по п.5, отличающийся тем, что он имеет вторую тормозную деталь (16), аналогичную тормозной детали (2), расположенную с другой боковой стороны тормозной колодки (6). 12. Тормоз по п.11, в котором направляющая шпонка (17) установлена между осевой втулкой тормозной детали (16) и осевой втулкой (10). 13. Тормоз по п.8, отличающийся тем, что один конец пальца (5) соединен с ведущим элементом (11), а другой его конец пригнан к приводному блоку (13). 14. Тормоз по п.11, отличающийся тем, что соединительный стержень (12) может быть подсоединен к простому диску, который может быть использован в качестве тормозной детали (16). 15. Тормоз по п.2, отличающийся тем, что в нем имеется внутренний неподвижный диск (41). 16. Тормоз по п. 15, отличающийся тем, что один конец соединительного стержня (12) прикреплен к внутреннему неподвижному диску. 17. Тормоз по п.6, отличающийся тем, что одна из двух дисковых частей, составляющих тормозную деталь (2), неподвижно присоединена к ведомому элементу (9). 18. Тормоз по любому из пп.2, 5-7, 9-15, отличающийся тем, что тормозная деталь (2) и дисковая часть ведомого элемента (9) объединены в одно целое посредством компенсационного средства (23) и направляющей шпонки (24), к низу которой присоединена пружина (28), при этом тормозная деталь представляет собой диск (21), имеющий внутреннее подшипниковое кольцо, дисковая часть представляет собой сердечник (22), обеспечивающий взаимодействие компенсационной системы и направляющей шпонки, компенсационная система содержит желоб (27), расположенный на кромке сердечника (22), зубчатый блок (25), имеет зуб, расположенный в желобе, и взаимодействует с упомянутым диском, а пружина (27 а) расположена снизу зубчатого диска и желоба.

Приоритет по пунктам:
02.07.1994 по пп.1,11-14, 17;
28.06.1995 по пп.2-10, 15, 16, 18.