ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА, СРАБАТЫВАЮЩАЯ ПРИ ОТСУТСТВИИ ТОКА Российский патент 2021 года по МПК B60T13/04 F16D59/02 F16D65/04 

Целью настоящего изобретения является создание тормозной системы, которая обеспечивает зажим тормоза до его максимального значения и его удерживание, пока к нему не подается электропитание, по случайным или умышленным причинам.

Известен европейский патент № 1957228 от 03.11.2006, относящийся к электрической тормозной системе. В этом устройстве используется система переменного механического усиления, расположенная между приводным валом и системой зажима колодок. Если рассматривать технические характеристики автомобильного тормоза, для которого усилие на колодках изменяется от 0 до 15 кН, с упругой деформацией 1 мм, то энергия, требуемая для осуществления этой операции, составляет 7,5 Джоулей.

Максимальный ход подвижного элемента этого тормоза согласно конструкции составляет 2,5 рад (менее ½ оборота). Если благодаря системе переменного механического усиления обеспечить двигателю во время этой операции постоянный крутящий момент, то при энергии 7,5 Джоулей это значение составит 3 Н⋅м.

Именно эти относительно низкие значения крутящего момента и хода позволяют рассмотреть это решение, заключающееся в накапливании при каждом приведении в действие энергии, которая в случае прекращения питания будет обеспечивать зажим тормоза при отсутствии тока и его удерживание.

Характеристики этих движений априори обеспечивают возможность накопления этой энергии в механическом виде в пружинах, расположенных в самой конструкции тормоза, при этом не исключено и электрическое решение, осуществляемое посредством конденсаторов.

Данный тормоз при отсутствии тока будет работать как аварийный тормоз, его также можно использовать в качестве стояночного тормоза, обеспечивающего остановку транспортного средства в течение всего времени отсутствия питания. Он может заменить «ручной тормоз».

В последующем описании, приведенном в качестве примера, на фиг. 1 показан приводной вал 10 (объединенный с винтом с тем же номером 10, как и на фиг. 6 в патенте, указанном выше, при этом данная фигура, фиг. 3 для ссылки, включены в патент настоящего изобретения для информации). Ступица 12 установлена с возможностью свободного вращения на данном валу 10. Данная ступица содержит рычаг 14, который в этом случае прижат к электромагниту 20, причем последний при включенном питании удерживает его в этом положении. Спиральная пружина 18 прикладывает к рычагу 14 усилие, направленное на его поворот в направлении А с крутящим моментом, для применения в автомобилях, составляющим по меньшей мере 3 Н⋅м в конце хода. Направление движения А соответствует направлению зажима тормоза, который он приводит в действие, и это направление может быть изменено на противоположное, если это оправдано конкретными характеристиками винтов и пазов указанного тормоза. Упор 22 будет ограничивать ход рычага 14, особенно если это ограничение не может быть обеспечено ходом подвижного элемента тормоза. Палец 16, соединенный с ротором двигателя, будет обеспечивать соединение между этим устройством, которое является объектом настоящего изобретения, и указанным тормозом.

При каждой подаче напряжения на тормоз двигатель, обеспечивая отпускание тормоза, будет прижимать посредством пальца 16 рычаг 14 к электромагниту 20 движением в направлении, обратном направлению A (необходимый крутящий момент будет обратным по сравнению с торможением, но того же порядка). Электромагнит при включенном питании будет поддерживать рычаг 14 в положении, при котором пружина 18 напряжена максимально, обеспечивая накопление энергии. Затем палец 16 может свободно перемещаться в пространстве между двумя конечными точками его перемещения, которые представляют собой электромагнит 20 и упор 22 (или ограничитель хода подвижного элемента тормоза). Таким образом, в присутствии напряжения тормозное устройство, срабатывающее при отсутствии тока, не будет никоим образом влиять на рабочие характеристики тормоза, который может свободно перемещаться по всему пространству, которое может использоваться для различных операций торможения.

В случае отсутствия тока, по случайным или умышленным причинам, электромагнит 20 отпустит рычаг 14, который под действием пружины 18 будет прижат к упору 22 (или к ограничителю хода подвижного элемента тормоза), в ходе своего перемещения он будет приводить в движение палец 16 (независимо от его положения между 20 и 22) и, таким образом, посредством ротора двигателя будет обеспечивать зажим тормоза до его максимального значения и его удерживание. На фигуре 2 показано расположение различных компонентов в этой новой конфигурации.

Настоящее изобретение представляет собой электрический тормоз, который при отсутствии тока будет работать как аварийный тормоз, его также можно использовать в качестве стояночного тормоза, обеспечивающего остановку транспортного средства в течение всего времени отсутствия питания. Электрический тормоз содержит колодки и тормозной двигатель, по меньшей мере одну пружину, при этом накопленная энергия является механической энергией, приводной вал, закрепленный на оси тормозного двигателя, палец, соединенный с приводным валом, и рычаг, выполненный с возможностью свободного вращения вокруг приводного вала. Технический результат - создание тормозной системы, которая обеспечивает зажим тормоза до его максимального значения и его удерживание, пока к нему не подается электропитание, по случайным или умышленным причинам. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Электрический тормоз, содержащий колодки и тормозной двигатель, где при каждой подаче напряжения на тормоз указанный тормозной двигатель приводит в действие устройство (10, 12, 14, 16, 18) накопления энергии, при этом в случае любого обесточивания тормоза накопленная энергия используется для выполнения торможения при отсутствии питания, при этом данное торможение поддерживается до следующей подачи напряжения на тормоз, при этом устройство накопления энергии содержит по меньшей мере одну пружину (18), при этом накопленная энергия является механической энергией, отличающийся тем, что устройство накопления энергии содержит приводной вал (10), закрепленный на оси тормозного двигателя, палец (16), соединенный с приводным валом (10), и рычаг (14), выполненный с возможностью свободного вращения вокруг приводного вала (10), причем накопление энергии достигается, когда палец (16), приводимый в движение двигателем, толкает рычаг (14).

2. Электрический тормоз по п. 1, отличающийся тем, что рычаг (14) удерживается электромагнитом (20) для сдерживания пружины (18) с момента подачи напряжения на электрический тормоз и до отключения подачи на него напряжения.

3. Электрический тормоз по п. 1 или 2, отличающийся тем, что отключение подачи напряжения на электромагнит (20) высвобождает рычаг (14) таким образом, чтобы пружина (18) перемещала рычаг (14) в первом направлении до упора (22) с осуществлением торможения при отсутствии питания, при этом данное торможение поддерживается до повторной подачи напряжения на тормоз.

4. Электрический тормоз по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он содержит систему переменного механического усиления, расположенную между валом двигателя и системой зажима колодок.

5. Электрический тормоз по п. 3 или 4, в той его части, которая является зависимой от п. 3, отличающийся тем, что упор (22) ограничивает ход рычага во время торможения при отсутствии питания таким образом, чтобы подвижные детали были защищены, при этом ход рычага (14) составляет меньше полуоборота.

6. Электрический тормоз по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что устройство накопления энергии представляет собой конденсатор.

7. Электрический тормоз по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что характеризуется одним или более из следующих свойств:

- сила, прикладываемая колодками к тормозному диску, составляет приблизительно 15 кН,

- упругая деформация опор колодок составляет приблизительно 1 мм,

- крутящий момент, прилагаемый пружиной (18) к рычагу (14), превышает 3 Н⋅м в контакте с упором (22) при угловой амплитуде движения рычага (14), составляющей приблизительно 2,5 рад.