Гидростатистический тормоз Советский патент 1975 года по МПК F16D57/06 

I

Изоб{)стсиио кг1С:Тегся waLiuuiOt TpooHUH и можот бытг, .гт1,зова)ю в рпзлишых машинах, в «астиости в автомобилях, локомотивах и др.

Известен т-идростатическнй тормоз, содержащий корпус, находящиеся в нек; в зацепле}1И1 шсютерни, одна из котор ых соеш1нена с тормозны 1 валом, и ротулируюшее устройство, выполнен}юе в виде сцепной 1 фрикцио1 ной муфты, отклкзчаю1дий тормоз

при отсутствии )еобходимости в торкюжении, Однпко такой тормоз нсдостатоИ о надежен, а массо-габаритные ноказатели сравнительно высокие.

Для повышения надежности работы тор- моза рет улирующее устройство выполнено в виде установленной в нижней части корнуса подпружиненной к нему колодки П-образного сечения, плотно обхватывающей нижнюю част1 П1ест..фен по торцовым и цили}щрическим повер ностям и поднимаемой к ним в период торможения подпружиненны( относителью колодки управ/иющим поршнем, установленнык в открыт в CTOpoiiy корпуса цили1 дре, надпоршневяя

)лос-ть KOTOj.iOTo зшюлнена тормоз}1ой жид- KocTi К) но Kiiaihieii Nepc до у эоБняок 1ужлосте) впади) iiir-cTOpieii, а подгторшневоя нолость со;)б1цо.ча с HCTOHHHKONI находяи ей- ся иод давлением управ.Шюшей среды, причем прибл5 жен1 о колодок к mecTepJWNf огра ничено выпо:1)Мпа, корплсе упором,

а вытеснительны поршень установлен на штоке со свободным ходом, oпpeдe.шeмы мaкcи aльнь 1 и ми}п мaльны работми уровнями жидкости.

KpoNfu того, колодка вьшоллена с ка}шЛОК, ПОДВ:1ДЯ11ПМ ТОрМОЗГуЮ жидкость )3

рабочей полости Kopirjca непосредствешю в ЗОИЛ зацеплепи.я шестерен. Корпус снабжен доно.П;Ите;ш)1ЫМ цилиндро) с уравнове- гливаюппК nopiuiieN, соедияен}Ш М с колодкой, например, сферической опорой, причем в поршне, опоре и колодке вьпто.гнены соеди1шюи1иеся отверстия, связывающие полость задепления шестерен с тгодпоршневой полосп ю допо.л ;ительното ци;п1ндра. При эток исто1пп1ком генерации уттравляюпхей среды и ци.линдром имеется клапан регу.чировки давления, а тормоз снабжен замкнутой системой охлаждения с вентилятором, работающим за счет циркулирующей тормозной жидкости. Про4)или зубьев шестерен могут быть различными. На фиг. 1 изображен предложигный тор моз, поперечный разрез; на фиг. 2 - разр но А-А па фиг. 1; на фиг. 3 - дана систе ма охлаждения тормоза; на фиг, 4 - ионе- речное сечение тормоза другой конструкти ной модификации; )ia фиг. 5 - продольное сечение через тормозную тормоза по фиг. 4; на фиг. 6 - вид сверху тормозной колодки. Тормоз устанавливается в любом положении ведущем валу, а также на конце ведомого вала. Шестерня 1 закрепляется, например, шпонкой на тормозном валу 2 и зацепляется с недомой (лостерпей 3, свободно вращающейся Jia иередатооюм валу 4, лежаиюм параллельно тормозному валу 2, или свободно вращается с пер даточ}(ым HajioNi 4. Замыкающаяся колодка 5 взаики)действусг с щестсрш1Ми 1 и 3 и установлена гор1 ОО}ггалы(о с помощью шарнира и непоД15ижной оси О. Колодка имеет две Ч к;тич)(о вырсзанныо цилиндрические f)acT04KH 7 и 8, диаметр которых сооа-ветствует диаметрам шестерен 1 и 3 При вращении ко.подки 5 по часовой стрел ке вокруг оси () поверх.ности рас очек образуют )Ujie уплотняющие сопряж ;н/ш с щесте{ 1 ями 1 и 3. Боковые стенки 9 колодки Г) i 1-образпого образуют уплотняющие погюрхиогти с торцовыми поверхностями тестере) 1 и 3, Иплилд1-)ичоские уплотняющие поверхности рпсточек 7 и 8 образуют перемычку, срезанпую плоской поЕ.ерхностью 1(1, При пажатии колодки 5 мол;ду ней и двумя зубчатыми колес.ами остается полость 11 Тормоз (см. фиг. 1 и 2) имеет ппзавлс - мъп корпус, состоящий из верх1 ой части 12 н нижней 1 3. В верхней части 12 корпуса установлены валы зубчатых колес и ось 6, несущая колодку 5. В нижней части J. 3 корпуса паходятся пилппдр 14 управлещя с управляющим поршнем 15 и дополнитель1П 1й цилиндр 16 с уравповещцвающим поршнем 17. (Тба порапш воздействуют на колодку 5, нрпжимая ее к шестерням. Эффект торможения достт1гается в том с:7тучае, если шестерни 1 и 3 вращаются п кителе, а замыкающая колодка 5 прижимается к ним. При работе зубья шестерен 1 и 3, вращаюппьхся з обратном паправ- летпп, пepe eшaют масло в полость 11, и прп зацеплении зубьев вытесняется меж;ду наружными поверхностями щестере) и цилинд(-)и чески ми поверхностями расточек 7, а также между торцовыми уплотняющими стежами 9 тормозной колодки н торцовыми поверхностями щестерен, вызывая рассеяние энергии и э4)фект торможения. В предлагаемом тормозе щестерии 1 и 3 не вращаются непрерьшно в масле, котррое периодически вводится для каждого процесса торможе 1ия. Масло, необходимое для торможения, подается в за- крь1тый корпус тормоза и остаетс я там. Па левой стороне корпуса (см. фиг. 1) расположено отверстие 18 для ввода масла, закрьшаемое пробкой. В свободном положении тормоза масло, которое заполняет Ш1- линд| ы 14 и 16 над поршнякш 15 и 17, при нижнем положении поршней за/пшается во входное отверстие 18 до тех пор, пока оно не доститнет уровня П . Па этом уровне мас;ла зубчатые щс ;терпп 1 и 3 }ie вра- И1аются в масло, даже их самые нижние зубья не паход4ггся в масле и, следовательно, они вращаются с He6oj ijjuH -m потерями мощности без выдавлива)1ия масла. Для торможения управляющая среда, например сжатьп воздух, подается через входное от- ве))стие 19 в ци.чиндр 14 под поршень 15. ри этом поршень 15 поднимается, сжимая во-зврат1Г)ю пружину 20, устаповлентгую межд )П1М и тормозной колодкой 5, Од11ако на этой стадии руж1П1а 21 сжгчтия между TOJVмозной колодкой 5 и ворхнс й ча;тью корпуса 1 2, противодействуя сжатию пружипы 2О, удерживает колодку от сближения с uiecTepjLHMn. При подъеме поршня 15 уровень жидкости F3 корпусе тормоза поднимается и доститчтит зубчатых колес. Замыкаюшая колодка 5 неподвижна до тех пор, пока не повернется по часовой стрелке вокруг своей опорной оси 6 под воздействием рабочего поршня, который своей опор}юй поверхностью 22 не упрется в шаровой конец 23 по 1 ипевого штока 24. При верхнем положе1пп1 рабочего поршня J 5 уровень масла достигает уровня П„ (см. фиг. 1). При этом уровне масла происходит торможение. После этото, если давле1П1е под nopjnnt M 15 снимается, оп движется назад поп . давле} ием ружипы 2 О ко дну цилиндра 14, в связи с чем колодка 5 не тошжо отделяется от щестереп 1 и 3, по также уровень масла вновь погптжается до уровня П. . Рабочий порще)ь 15 выполнен отпосительно большим для того, чтобы он мог пошп{мать достаточно бо.-шшой объем масла, достаточный для подъема его уровня во всем корпусе от отметки П,-,. Однако, до отметки это не оз}шчает, что реактивное усилие масла, попавшего между зубьями шостерон 1 и 3 и воздействующего на тормозную колодку 5, будет передаваться последлей через рабочий поршень 15. Для KOMiieiicaции большей части реактивного уси/п1я уравновешивающий поршень 17 пoд) вверх тем же давл(;ннем, что и в полости 11. Для этого канал 25 проходит от п верхности 10 в вертикальном нап швлиаин через тормозную колодку 5 и соединяется с отверстием 26, проходящим в осевом направлении через уравновешивающий пс)ршеиь 17 и его сферическую onojjy 27, кот рая как и в случае с pa6o4HNf поршнем .15 передает усилие па колодку через игаровой шарнир. Чо)ез канал 25 и отворстие 2() масло под высоким давлешшм, создаьаг;мым в полости 11 п ооходит под у))ав}1овешиваюший пор)11онь 17 и этим )аз1ружг1ет рабочий nopuieiib 1-5. Уилотжпме i-, lujipoвом шарнире 27 между колодкоГ 5 и опорой nOpliJJiM .17 OCyШL CTBjJ UJT :Я уП. Т11ИTOJUJibiM кольцим 28. Уп.мпач.-.Нш; iiopKine 15 и 17 в uiijiiiJb-Ujax 1 -1 и I (i осуии.ств- лястся ма)(/1(.Тамк 1. и ,iU. Г.)|змо.-1)1Л1 эффект ;iuu biHiiON .),. тормоаа в aii.iiiiTu.iib ной Мс|):; Я1)ОД|;. зазором N(.-/ivUy стоп1;гг.1и ко. 5 и пчиорхлосгялП чк,-- СГГ;рГ.-|1 1 )1 .i, KlTOlJblii Д ,) ИЫГЬ MllJiHК1).1(ьиыг.. /1.чя ..тн ;11и 111я LTiiajHiMeCKOTo KOHTiKia Mi. ;jyo4.;i-i j,i. колосаМи и ко.) и дляBo:.)N vi H;ir--TH рс.--Тулировапия д() )i;inM Mii. В(.,ичипы окру)1О1)То зазора иьпглпсН упор п виде уг талопоч:;)го винта i . Зксирчихинталь- но уСТа)1015ЛИО, что при ( lUOCTO рон с 3B).-ii)BOHTHi iNf зпцгТЬюнисМ воочиика- ет значито/и,1п,п ( nryNi, ,111 г,)жот быт зиапггРЧ1)НО yNioHiiiiinii, огли .зуПья скруг- noHf.i у вершины и у о(.:пования. При круГовом запоплопии отпог-итол.ное движонио между точками контакта дгих к1лос гю время запоплония очои1 мало или жо совсем отсутствует, в связи с чпм иЧпдаиие между зубьями твгрД1-1х частип )е с .здпет iiapocTa материала на одно. или дру15М зубчатом колосе, который можот iipoiicxrvдить )тр1 3BO,4i,BeHTHON зубчат1М згмклтле- НИИ, вызьгопя заклинивание кчпос-. На фиг. 3 показана предпочтительная система ох;гаждеиия тормоза }ia примере автомоби;п,ного или jiOKONioTimnoro двигателя. При этом двитатель 32 приводит в действие род -ктор 33, от которото круТЯ1ЦИЙ момент передается чороз сцепление и карданный вал 35 на входлой вал 36 1иестории 37 обратного хода. Слиговой поток злтем проходит через послед1гий элемо))т к ведомому ва;гу этой детали и затем к ведомым колесам. Тормоз 38, содержащий масля)ил11 охладитель 39, стаиовлоп на щэодолжаюшейся части входного ва.ча 36 ш(-стер1;и 37 об)атного . Отвод тепла необходим в лкхЗом тине тормоза, так как бо;11.,шая часть энергии торможения 11 1еобразуе1х:я в тепло, В .1агаемим то 1мозе О1ри но( ко-чичс - С-ТБО тепловой энергии геН1|;11|) в полости заД(.,П1ле)1ИЯ иес:терел и CH;i4iijia notглощается тормозной жидкостью. Это а-енло ()(ктивно i) -.ii Hiii-pci MI жидкос;ти при ус;ловии пидачи сч) из Kopiiyi.;a то1)моза к к ;1Слян.)му (.) гелю, откуда oiia возвращается в iuiiy ;iaxB;iTa зучи.ями шесте)1.;)1 в корпуст тормоза. 11и(1кулянпя T)pN;o3Hoif жидкое 111 в то|.1м;).)11.й ciCTe- МС обе(Л1еЧ11вас.Тс-я аа СЧ(.Т iUpiii:i;Ui давления М( .)CTbK) 1 1. и СЬ.н);;;и1ЫМ ВИуТренни-. HjjOCTiiiiiicTBuM ярмола. Для этиго в замьпхакящГ К )Л .. ; имектся ir.)iii..pe4- UL.C )ГВ(.|к:1 ия -Ul--, CjcvUuii iiHiiie ,i /дви/)- у;1Л:гГ1|Я1; ии П1 ТруО1 ;1М11 TIIUil Тр()КИ 13 с hpiiycut,, ilvi K.TJ|illX 4l|.nvi 1)T1H|I- стие -10 ог15ОД1;1ч:я 1,-1Г|н-т:1Я Г,|рмозная aivXTi. Ла14Л1Ние, в .хла ди. гел1,, а a;ja .ipyrnx н-.и дк кть п-1;Ьи--|Ч-я i i-i|.- (..ДГТИСШ в раи, 11., КОЛПДКИ. С исключ.iiMf.;. св .1Г) чнГ.1 потока мас.ла п Kjp.iycc .-иЧркгинн ) арсД i-Hpaiu;u1СЯ ненооораз-Ва inu. (Хх.1а,чДа1-:М И. аггнтом в охладителе- ...ч11 1, напри-ч.|), вода, B ivrraii из с исПК ы хла кдс-ия двига:-1;1Я 32 и охлаждае ая и ра.циатор-.-. Oi-u-jp чае ги .--.идкости из , и IJ и рг-.11и..апия (Н пиркулянин в с:ист( г,хла.жд1Ч1ия опжает давлоше жи.нкости и тор ,чгч1 o f-HT, что одлако Н 10ЯВЛЯеГСЯ ТО.ПЖ при ОЧ(Л1., ( враиония и на работе тормоза не CK/I - зывает(-я. /1ругая модификадия выио.-тноцня тг рмоза нред(:та.в;п,па на флр. -4. При этом корпус тормоза в j4o6oM сллчпе может бьгп, не} как н(, так и за о;хно пе.юр С корпусом сонря 1 енного с тормо: ом firpe- гата. Г качпстве управ.ляюше с:реды ислгитг,- зуется neoKH..ioe рабочее тело, например масло, нат-нетаемос 4npp;j к/иал -1.1 в ииЛИНД11 1-1 под ото рабочий HOfmifMn, 15, взаимодействуюлий чороз inajioBoU конец 23 с колодкой 5. Н то же время асло, под/ш.чо- мое под давлеп1 е%, также н|1оходит чертез отверстие -1-1 в порчше и лор 1|невой опоре в продольный канал -15 в колодке 5 и далее на цили1 Д 11 ческио растотки 7. /1ля немедленного раг-пределгч1ия масла, В чходящр1 о из продо.-п,по1о канала -15 по всей 1пирине зуба, выпол1 е)1ы nonepeLHhie канавки -16. Alacjio под давл( к впадинам

7

зубьев в точке, где еще лет противодействующего давления. Затем оно подается в область зацепления зубчатых колес и вытесняется. Например, продольный канал 45 проходит в боковой степке 9 колодк} 5 (см. фиг, 5), а поперечные канавки 46 вы ведены к этому каналу. Поперечное отверстие 47 образует проход между отверстием 44 в колодке 5 и расположенным сбоку продольным каналом 45 и далее непосрественно во впадины зубьев шестерен. Перемещаемое ими масло накапливается в полости 11 и там создается относительно высокое давление. Это давление распростра1шется через отверстие 48 в обратном направлении через каналы 45, 47 и 44 под поршень 15, обеспечивая дoпoJП тGльное давление прижатия колодк к лесте)- ням, в связи с чем поршень 15 вьнюлнен значительно менынего, чем з первой модификации тормоза размера. При этом, как и в первой модификации тормоза, предпочтительна конструкция с уравновешивающим поршнем. Уплотнение шарового ша|з- нира 49 между тормозной колодкой 5 и штоком 50 уравновешивающего поршня 51 обеспечиваетс;я (ружиной ,

опирающейся на основа}1ие цилиндра 3 6. Подача масла, ))ообходимого для начала процесса торможения, осупюствляется но продольному кана.пу 45 от ностороннето 1 СтоП1Ика, например от масяяного насоса, сопряженного с тормозом гидроди гамиче- ского трансформатора (на чертежах не по- казан). Давление , применяемой для привода тормоза, в одних случаях сжатого воздуха, в другт1Х - жидкости ретулирует- ся в с:оответствии с требуемой торможения дросселем. Этим устраняются колебания давления тормоза на тормозной педали, хотя lie устраняется влияние ко лебания давления в системе трубопроводов ДЛЯ сжатой сред.

Опасность пот реждения в результате изменения давления значиТелыго бо.шгпе увеличивается, когда гтрименяется несжимаемая среда, нащшмер масло, чем когда применяется сжатый воздух который уменьшает вьтсоту напора, Соответствешю, в первую очередь предусмотрена установка в неболыпих машинах тормоза, конструкция которого показана на фиг, 4, предназначенного главным образом д;ш легковых автомобилей. Для больших нагрузок, HBHpHf.fep, в локомотивах и тяжелых грузов1гкпх более целесообразен тормоз, рассмотре1нн,1й на фиг, 1, Колебания давле1Н1я в шестеренчатом тормозе компенсируются описанной шарнирной опорой колодки. Другие преимущества предложенного гидростатического тормоза в сразшнии с известными тормозами определяются ностоянст- вом и стабильностью тормозного мо- мента в широком ш апазоне скорости вращения шестере) и ничтож11ым внутренним сопротивлением тормоза при отсутствии подает жидкости в зону зацепления шестерен. При этом резкое падение момента /

нри приближении скорости вращения шестерен к нулю и, следов:4тельно, нри останов-, ке транспортного средотва, естественно, не опасно и перекрывается рувнлм тормозом. Регулирование максимального тормозного

момента в описываемом тормозе достигается известным клапаном избыточного давдения. Максимальное значение силы торможения уста авливается в зависимости от типа и размера тормоза, транспортного средства,

а в зависимости от рабочих характеристик охладителя масла.

Предмет изобретения

1. Гидростатический тормоз, содфжащий

корпус, находящиеся в нем в зацеплении шестерни, одна из которых соединена с тор- мознык1 валом, и ретулируюшее устройство, о т J и ч а ю щ и и с я тем, что, с

целью повыиения надежности работы, регулируюшее устройство выполнено в виде цилиндра, вытеснителЕ ного пор1лня и щарнирно установленной в нижней части корпуса и под1тружиненной к нему колодки П-образного

сечения, охватывающей нижа-юю часть шестерен по торцовым и шглиндрическим поверхностям и ноджимаемой к ним в период торможения нодпружиненнык вытеснитель}1ым поршнем, установленным в открытом в сто-

рону корпуса цилиндра, надпоршневая полость которого заполнена тормозной жидкостью пе - чем до уровня окружности впашп шестерен, а подиоршневая полость сообщена, с источником находящейся под давлением

управляющей срецы, причем приближе}1ие колодок к шестерням огра)ичено выполненным в корпусе упором, а вытеснительный норшешз уста)1овлен на штоке со свободным ходом,

2, Тормоз по п, 1, о т л и ч а ю щ и Йс я тем, что колодка вьшолнена с каналом, подводящим тормозную жидкость из рабочей полости корггуса непосредственно в зону зацепле} ия зубьев шестерен,

3, Тормоз но н.п, 1 и 2, о т л и ч а и и с я тем, что, с целью разгрузки поршня от усилия колодки при торможении, корпус снабжен донолните/шным цилиндром с уравновешивающим поршнем, установлен| |

9

ным против зоны зацепления тестере) и соединенным с колодкой, например, сферическо : опорой, причем в норшне, опоре и колодке выполнены соедипяюшиеся отверстия, связывающие полость зацепления шестерен с под- 5 поршневой полостью допо шительного цилиндра. 4, Тормоз по п. п. 1-3, о т л и ч а юцелью обеспоче}1ия

щ и и с я тем, что, с

Ю

ре.гулировапия силы тJ)мoжeния, повыше)1ия н/1д;;л-;ности работы и экономипюсти, между iicTOuHiKOM генерации у))ав;шю1цсй среды и пилиид}1ом имеется клапан регу;шровки /швления, а тормоз снабжен замкнутой спстемо) охлажде)1ия с вонтилято1)ом, работающим за счет цирку.шруюшей тормозной жидК: СТ11.

i

:5

Q

СГ)