ЛЕНТОЧНЫЙ ТОРМОЗ Российский патент 2008 года по МПК F16D49/08 

Изобретение относится к тормозным устройствам трансмиссий транспортных и тяговых самоходных гусеничных и колесных машин, а также силовых приводов грузоподъемных машин и механизмов.

Известен простой ленточный тормоз с односторонним серводействием (Груздев Н.И., Козлов А.Г., Иванов П.И. Танки. Конструкция и расчет. В 3-х частях. Часть II. Трансмиссия. М.: Военное издательство Военного Министерства Союза ССР, 1951, рис.151, с.360, а также рис. 161-163, с.380-382). Тормоз-аналог состоит из цилиндрического тормозного барабана (шкива), концентрически охваченного тормозной лентой, один конец которой шарнирно закреплен на неподвижном корпусе тормозного устройства, а второй конец с помощью, например, поворотного рычага может перемещаться относительно тормозного барабана в тангенциальном направлении. В исходном (расторможенном) состоянии тормозная лента не контактирует с тормозным барабаном, между ними имеется гарантированный кольцевой зазор. При торможении подвижный конец тормозной ленты посредством рычажного устройства перемещается в направлении к закрепленному концу ленты, зазор между лентой и барабаном выбирается, лента приходит в соприкосновение с барабаном, между лентой и барабаном возникают распределенные касательные силы трения, величина которых прямо пропорциональна усилию затягивания тормозной ленты.

Если направление вращения тормозного барабана противоположно направлению перемещения подвижного (набегающего) конца тормозной ленты, торможение происходит без серводействия, то есть касательные силы трения, прикладываемые к ленте со стороны барабана, направлены против усилия затяжки ленты. При этом обеспечивается высокая плавность торможения, достаточно точное дозирование тормозного момента, исключение самопроизвольного захватывания тормоза. В то же время при торможении без серводействия приходится прикладывать значительное усилие для затягивания тормозной ленты.

Если же направление вращения тормозного барабана совпадает с направлением перемещения подвижного (сбегающего, в данном случае) конца тормозной ленты, торможение происходит с серводействием, то есть, касательные силы трения, прикладываемые к ленте со стороны барабана, направлены в сторону усилия затяжки ленты, то есть способствуют затяжке. При этом обеспечивается малое усилие для затяжки ленты, высокое быстродействие торможения, возможно даже самопроизвольное захватывание тормоза. При торможении с серводействием весьма затруднительно точное дозирование величины тормозного момента.

Известен также ленточный тормоз "с поперечным разрезом ленты" или с закрепленной серединой ленты (Груздев Н.И., Козлов А.Г., Иванов П.И. Танки. Конструкция и расчет. В 3-х частях. Часть II. Трансмиссия. М.: Военное издательство Военного Министерства Союза ССР, 1951, рис.153, с.364, а также рис.169-171, с.387-389).

Особенностью этого тормоза является подвижность обоих концов тормозной ленты, соединенных между собой рычажным устройством, действующим по принципу клещей, то есть при торможении, сводящим концы ленты навстречу друг другу. Кроме того, посредине ленты, на одинаковом расстоянии от ее концов выполнена, например, плавающая опора, соединяющая середину ленты с неподвижным корпусом тормозного устройства таким образом, чтобы, не допуская окружного перемещения середины ленты, обеспечить ее радиальное перемещение для выборки зазора между лентой и барабаном (шкивом) при торможении.

При любом из двух возможных направлений вращения тормозного барабана одна половина тормозной ленты работает с серводействием, а другая половина - без серводействия. Таким образом, по сравнению с первым аналогом ленточный тормоз с поперечным разрезом ленты является паллиативным техническим решением, позволяющим, с одной стороны, уменьшить отрицательные эффекты торможения с полным серводействием или без серводействия, но, с другой стороны, не позволяющим достигать максимальных положительных эффектов этих двух способов торможения. Дополнительным положительным эффектом упомянутого технического решения является существенное уменьшение величины изгибающего момента, нагружающего вал тормозного барабана при включении тормоза.

Другими аналогами, содержащими сходные признаки и обладающими отмеченными недостатками, являются ленточные тормоза, например, защищенные патентами РФ RU 2269694 С1, опубл. 2006.02.10 (приоритет 2004.11.15) и RU 2270382 С1, опубл. 2006.02.20 (приоритет 2004.11.04).

Наиболее близким аналогом по совокупности конструктивных признаков и достигаемому техническому результату является ленточный плавающий тормоз с двухсторонним серводействием (Груздев Н.И., Козлов А.Г., Иванов П.И. Танки. Конструкция и расчет. В 3-х частях. Часть II. Трансмиссия. М.: Военное издательство Военного Министерства Союза ССР, 1951, рис.152, с.363, а также рис.164-168, с.383-386).

Ленточный плавающий тормоз с двухсторонним серводействием состоит из цилиндрического тормозного барабана (шкива), охваченного тормозной лентой, не имеющей постоянных неподвижных удерживающих связей с неподвижным корпусом тормозного устройства. Подвижные концы тормозной ленты соединены между собой рычажным устройством, действующим по принципу клещей, то есть, при торможении, сводящим концы ленты навстречу друг другу. Кроме того, концы тормозной ленты снабжены опорными башмаками, а неподвижный корпус тормозного устройства снабжен двумя жесткими неподвижными упорами.

При торможении концы тормозной ленты сводятся навстречу друг другу посредством рычажного устройства, возникающие при контакте ленты с барабаном касательные силы трения поворачивают ленту в окружном направлении, совпадающем с направлением вращения тормозного барабана, опорный башмак набегающего конца ленты упирается в неподвижный упор корпуса, а сбегающий конец ленты продолжает затягиваться с полным серводействием. То же самое происходит при смене направления вращения тормозного барабана, только опора ленты на корпус осуществляется другой парой "опорный башмак - неподвижный упор". Таким образом, плавающий ленточный тормоз обеспечивает полное серводействие тормозного устройства при любом из двух возможных направлений вращения тормозного барабана.

Недостатком прототипа является невозможность торможения без серводействия при любом направлении вращения барабана, то есть не обеспечивается плавность торможения, точное дозирование тормозного момента, создаются предпосылки к самопроизвольному полному затормаживанию барабана.

Отмеченный недостаток прототипа устраняется предлагаемым в качестве изобретения ленточным тормозом.

Цель изобретения - обеспечение торможения при любом из двух возможных направлений вращения тормозного барабана с серводействием или без серводействия, произвольным выбором необходимого способа торможения.

Указанная задача решается тем, что ленточный тормоз, содержащий цилиндрический тормозной барабан и концентрически охватывающую его плавающую тормозную ленту, а также механизм затягивания ленты и два упора концов тормозной ленты, в котором согласно изобретению каждый из упоров выполнен с возможностью свободного выбора принудительного перемещения любого из двух упоров в направлении к другому упору посредством механизма затягивания тормозной ленты.

Благодаря наличию двух подвижных упоров, являющихся одновременно, и толкателями концов тормозной ленты, обеспечивается возможность свободного выбора способа торможения - с серводействием или без серводействия при любом из двух возможных направлений вращения тормозного барабана.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема ленточного тормоза с рычажным (механическим) управлением; на фиг.2 -то же, с гидравлическим или пневматическим управлением; на фиг.3 - то же, с электромагнитным управлением.

Ленточный тормоз, предлагаемый в качестве изобретения (фиг.1), состоит из цилиндрического барабана 1, плавающей тормозной ленты 2, концы которой опираются на два упора-толкателя 3 и 3', снабженных отжимными пружинами 4 и 4' и имеющих возможность осевого перемещения в корпусе 5 в тангенциальном направлении относительно барабана 1, рычага 6, скалки 7 и двух двуплечих рычагов 8 и 8'.

Ленточный тормоз с рычажным (механическим) управлением работает следующим образом.

В исходном состоянии, при отсутствии торможения, рычаг 6 находится в нейтральном положении (как показано на фиг.1), отжимные пружины 4 и 4' обеспечивают максимальное разведение упоров-толкателей 3 и 3'. Тормозная лента 2 свободна, между ней и тормозным барабаном 1 обеспечивается гарантированный кольцевой зазор, не препятствующий свободному вращению барабана 1 в любом из двух возможных направлений а или b.

При торможении барабана 1, вращающегося, например, в направлении а, если необходимо серводействие, рычаг 6 поворачивается в направлении, указанном на фиг.1 стрелкой А. Скалка 7 перемещается вправо, поворачивая двуплечий рычаг 8 против часовой стрелки. Вследствие этого упор-толкатель 3 затягивает правый, сбегающий конец тормозной ленты 2, одновременно сжимая отжимную пружину 4. Упор-толкатель 3', отжимная пружина 4' и двуплечий рычаг 8' остаются в исходном положении благодаря наличию открытого паза на левом конце скалки 7. Левый, набегающий конец тормозной ленты 2 опирается на неподвижный упор-толкатель 3', находящийся в крайнем левом положении.

При необходимости торможения барабана 1, вращающегося в направлении а, без серводействия, следует поворачивать рычаг 6 в направлении, указанном на фиг.1 стрелкой В. Скалка 7 перемещается влево, поворачивая двуплечий рычаг 8' по часовой стрелке. Вследствие этого упор-толкатель 3' затягивает левый, набегающий конец тормозной ленты 2, одновременно сжимая отжимную пружину 4'. Упор-толкатель 3, отжимная пружина 4 и двуплечий рычаг 8 остаются в исходном положении благодаря наличию открытого паза на правом конце скалки 7. Правый, сбегающий конец тормозной ленты 2 опирается на неподвижный упор-толкатель 3, находящийся в крайнем правом положении.

Если тормозной барабан 1 вращается в направлении b (а), то для торможения с серводействием следует поворачивать рычаг 6 по стрелке В (А), а без серводействия - по стрелке А (В).

Ленточный тормоз с гидравлическим или пневматическим управлением (фиг.2) содержит упоры-толкатели 3 и 3', которые связаны, соответственно, с поршнями 9 и 9', расположенными в цилиндрах 10 и 10'.

Ленточный тормоз с гидравлическим или пневматическим управлением работает следующим образом.

В исходном состоянии, при отсутствии торможения, рабочие полости цилиндров 10 и 10' соединены со сливом (с атмосферой). Отжимные пружины 4 и 4' обеспечивают максимальное разведение упоров-толкателей 3 и 3'. Тормозная лента 2 свободна, между ней и тормозным барабаном 1 обеспечивается гарантированный кольцевой зазор, не препятствующий свободному вращению барабана 1 в любом из двух возможных направлений а или b.

При торможении барабана 1, вращающегося, например, в направлении а, если необходимо серводействие, рабочая жидкость под давлением или сжатый воздух подводится по трубопроводу А в рабочую полость цилиндра 10. Если требуется осуществить торможение без серводействия, рабочая жидкость под давлением или сжатый воздух подводится по трубопроводу В в рабочую полость цилиндра 10'.

При торможении барабана 1, вращающегося в направлении b, если необходимо серводействие, рабочая жидкость под давлением или сжатый воздух подводится по трубопроводу В в рабочую полость цилиндра 10'. Если требуется осуществить торможение без серводействия, рабочая жидкость под давлением или сжатый воздух подводится по трубопроводу А в рабочую полость цилиндра 10.

Ленточный тормоз с электромагнитным управлением (фиг.3) содержит упоры-толкатели 3 и 3', которые связаны, соответственно, с якорями 11 и 11', расположенными в обмотках 12 и 12'.

Ленточный тормоз с электромагнитным управлением работает следующим образом.

В исходном состоянии, при отсутствии торможения, обмотки 12 и 12' обесточены. Отжимные пружины 4 и 4' обеспечивают максимальное разведение упоров-толкателей 3 и 3'. Тормозная лента 2 свободна, между ней и тормозным барабаном 1 обеспечивается гарантированный кольцевой зазор, не препятствующий свободному вращению барабана 1 в любом из двух возможных направлений а или b.

При торможении барабана 1, вращающегося, например, в направлении а, если необходимо серводействие, на обмотку 12 подается электрическое напряжение. Якорь 11 выталкивается из обмотки 12 и упор-толкатель 3 затягивает правый, сбегающий конец тормозной ленты 2. Если требуется осуществить торможение без серводействия, электрическое напряжение подается на обмотку 12'. Якорь 11' выталкивается из обмотки 12' и упор-толкатель 3' затягивает левый, набегающий конец тормозной ленты 2.

При торможении барабана 1, вращающегося в направлении b, если необходимо серводействие, на обмотку 12' подается электрическое напряжение. Якорь 11' выталкивается из обмотки 12' и упор-толкатель 3' затягивает левый, сбегающий конец тормозной ленты 2. Если требуется осуществить торможение без серводействия, электрическое напряжение подается на обмотку 12. Якорь 11 выталкивается из обмотки 12, и упор-толкатель 3 затягивает правый, набегающий конец тормозной ленты 2.

Предложенный ленточный тормоз со свободным выбором режима работы с серводействием или без серводействия может быть использован в качестве остановочного тормоза в трансмиссиях самоходных гусеничных и колесных машин. При экстренном торможении машины на дороге или грунте с высокими сцепными свойствами можно применять торможение с серводействием при движении машины как передним, так и задним ходом. При рабочем подтормаживании или торможении машины на скользкой дороге, на скользком либо слабосвязном, непрочном грунте, для недопущения блокировки движителя и неуправляемого движения машины юзом, целесообразно использовать торможение без серводействия с точным дозированием тормозной силы.

Во всех известных зубчато-фрикционных механизмах поворота и двухпоточных механизмах передач и поворота гусеничных машин остановочные тормоза используются также и для регулирования кривизны траектории машины при малых радиусах поворота. Для повышения точности управления машиной в этом случае следует использовать режим подтормаживания отстающего борта машины остановочным тормозом этого борта, без серводействия, при повороте машины, движущейся передним или задним ходом.

В различных грузоподъемных машинах, грузовые лебедки которых снабжены тормозами, предлагаемый ленточный тормоз может быть использован с серводействием для аварийного останова груза или без серводействия для точной регулировки скорости опускаемого груза.

Изобретение относится к области тормозных устройств трансмиссий транспортных и тяговых самоходных гусеничных и колесных машин, а также силовых приводов грузоподъемных машин и механизмов. Ленточный тормоз содержит цилиндрический тормозной барабан и концентрически охватывающую его плавающую тормозную ленту, а также механизм затягивания ленты и два упора концов тормозной ленты. Для обеспечения выбора торможения с серводействием или без серводействия при любом из двух возможных направлений вращения тормозного барабана, каждый из упоров выполнен с возможностью принудительного перемещения к другому посредством механизма затягивания тормозной ленты. Достигается обеспечение торможения при любом из двух возможных направлений вращения тормозного барабана с серводействием или без серводействия, произвольным выбором необходимого способа торможения. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Ленточный тормоз, содержащий цилиндрический тормозной барабан и концентрически охватывающую его плавающую тормозную ленту, а также механизм затягивания ленты и два упора концов тормозной ленты, отличающийся тем, что для обеспечения выбора торможения с серводействием или без серводействия при любом из двух возможных направлений вращения тормозного барабана, каждый из упоров выполнен с возможностью принудительного перемещения к другому посредством механизма затягивания тормозной ленты.2. Ленточный тормоз по п.1, отличающийся тем, что механизм затягивания тормозной ленты содержит два подпружиненных упора-толкателя, установленных в неподвижном корпусе тормоза с возможностью возвратно-поступательного перемещения и связанных посредством двух двуплечих рычагов и скалки с поворотным рычагом управления тормозом.3. Ленточный тормоз по п.2, отличающийся тем, что каждый из упоров-толкателей связан с поршнями двух одинаковых оппозитных гидравлических или пневматических силовых цилиндров.4. Ленточный тормоз по п.2, отличающийся тем, что каждый из упоров-толкателей связан с якорями двух одинаковых оппозитных выталкивающих электромагнитов-соленоидов.