Тормоз В.И.Игнаткина Советский патент 1982 года по МПК F16D61/00 

1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано как тормоз - рекуператор для накопления и использования энергии торможения .

Известен тормоз для торможения вращающегося вала, содержащий установленные в корпусе систему управления с управляющим рычагом, аккумулятор энергии в виде спиральной пружины, обгонную муфту, кинематически связанную с аккумулятором энергии 1.

Недостатком этого тормоза является то, что он ограничивает кинематически возможность накопления энергии и работоспособен только в условиях равенства времени работы в одном и другом направлении.

Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей тормоза путем регулировки тормозного момента.

Поставленная цель достигается тем, что тормоз, содержащий уста-.

новленные в корпусе систему управления с органом управления, прикрепленный аккумулятор и обгонную муфту, кинематически связанную с пружинным аккумулятором, снабжен дополнительным аккумулятором энергии, пружиной кручения, пружиной возврата, а также муфтой сцепления, при этом муфта, сцепления кинематически связана с обгонной муфтой и дополнительным аккумулятором энергии, система управления выполнена в виде поворотной втулки с фланцем и с наклонным и прямоугольным пазами, кинематически связанной с одной из обойм обгонной муфты, орган управления выполнен в виде тяги с отогнутым концом, который помещен в наклонном пазу, неподвижная обойма муфты сцепления закреплена в корпусе, подвижная обойма муфты сцепления установлена соосно с неподвижной обоймой и выполнена за одно целое с другой обоймой обгонной муфты, кинематиче39ски связанной с поворотной втулкой, пружина кручения установлена на боковой поверхности подвижной и непод8И}(ной обойм муфты сцепления и соосно с. ним, один ее конец закреплен в корпусе, а другой установлен Е прямоугольному пазу поворотной втулки с возможностью контакта с его сгенкйми, при этом другая обойма обгонной муфты закреплена на внут ремней боковой поверхности подвижно обоймы MyqVrbj сцепления, кроме того, г/ружина возврата установлена концентрично пружине кручения м размещена между фланцем поворотной втулки и корпусом. Дополнительный аккумулятор энергии выгюянен в виде маховика, На фиг. 1 представлен рекуперати ный тормоз, продольный разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. К Тормоз Бращаю1цегося вала 1, пред ставляющий собой, например, ось колесной пары железнодорожного вагона или полуось автомобиля, корпус 2, управляющий орган, содержащий палец 3: нажимной диск , поворотную втул ку 5 с ;-1а -шоньь и пазом 6, фланцем 7 MjMeiOLUHM прямоугольный паэ 8 для разиащеьия отогнутого конца 9 орган упраелечия в виде 10, который имеет возможность перемещаться вдол продольной оси по стрелке Б , с жест кой фиксацией в любом заданном положении, но без возможности поворот вокруг своей оси, пружину возврата 11 J аккумулятор энергии в виде спиральной пружины 12., укрепленной одним концом на детали 1, а другим - на поворотной части 1.3 управляемой муфть сцепления, маховик . сидящий на детали 1 с возможностью свободного вращения, цилиндрическую пружину кручения 15, один конец которой укреплен на цилиндрической части корпуса 2, являющейся неповоротной частью 16 управляемой 1-5уфтъ1 сцепления, а второй конец охватывает несколькими витками поворотную часть 13 муфты сцепления, причем внутренний диаметр пружины 15 в свободном состоянии несколько меньше наружного (охватываемого) диаметра детали 13 и 16, а ее последн 1Й виток, охватывающий деталь13j отогнут в виде упора 17, элемен IS,. представляющий собой диск с кулачками 19s установленный на тормоз ной детали 1. Упор 17 выпущен внутр прямоугольного паза 20, выполненного в поворотной втулке 5, ширина которого несколько больше длины наклонного паза 6 а поперечном направлении, длина - несколько больше паза в продольном направлении. Нажимной диск k взаимодействует с поворотной втулкой 5 посредством тел качения 21. Поворотная часть управляемой муфты сцепления 13, установленная на детали 1, посредством тел качения 22, связана с наружной обоймой 23 обгонной муфты, образуемой телами качения 2, расположенными между обоймой 23 и обоймой 2 5. Тормоз работает следующим образом . В расторможенном состоянии пружина 15 своим упором 17 упирается в стенку d паза 20 поворотной втулки 5, в результате чего между поворотной частью 13 управляемой муфты сцепления и охватывающей ее пружиной 15 создается зазор, т.е. детали 13 и 15 не взаимодействуют и деталь 13 свободно вращается вместе с упругим элементом 12 и деталью 1. При необходимости торможения отогнутый конец 9 перемещается по направлению стрелки Б в пазу 6, перемещаясь вдоль оси вращения втулки и нажимая на стенку S паза 6, поворачивает втулку 5 по часовой стрелке. При этом паз 20 перемещается, отпуская упор 17, и уменьшая зазор между деталями 13 и 15. В конечном счете стенка паза 20 отходит от отогнутого конца 17. В результате этого зазор между деталями 13 и 15 полностью исчезает и пружина 15 плотно охватывает поворотную часть 13 управляемой муфты сцепления, а поскольi y другой конец пружины 15 укреплен на неподвижной части 16, то деталь 13 останавливается. Однако, поскольку спиральная пружина 12 одним своим концом жестко связана с деталью 13, а другим - с тормозной деталью 1, то она начнет скручиватьсяi создавая усилие, противодействующее вращению детали 1, т.е. тормозя ее. Как только величина поворота детали 1 относительно неподвижной в этот момент детали 13 достигает определенной величины, кулачки 19, установленные на детали 18. начинают отжимать через кольцо палец 3 нажимной диск , который че5рез тЪла качения 21, образующие упо ный подшипник, начнут отводить в осевом направлении поворотную втулку 5, сжимая пружину 11, При этом, поскольку орган управления 10 зафиксирован в данном положении, а ег короткий конец 9 находится в наклон ном пазу 6, осевое перемещение втул ки 5 вызывает ее поворот за смет взаимодействия короткого конца 9 с органом управления 10 со стенкой 8 наклонного паза 6, в направлении обратном движению часовой стрелки, т.е. в направлении, противоположном направлению, в которое было обеспечено осевым перемещением органа управления 10 при начале торможения. При этом в определенном заданной органом управления 10 положении стенка ci паза 20 . соприкасается с отогнутым упором детали 17 и поворачивает деталь 15 в направлении образования зазора между деталями 13 и 15. В результате этого происхо дит выключение муфты сцепления и де таль 13 начинает вращаться под дейс вием энергии, накопленной сжатым упругим элементом 12, в ту же сторо ну, в которую вращается деталь 1. Обгонная муфта, образованная деталя 23 - 25, передает усилие упругого элемента 12 на маховик Ik, который получает импульс энергии от упругог элемента 12 и начинает вращаться быстрее, т.е. получает приращение угловой скорости. Таким образом, энергия, накопленная упругим элемен том 12, передается маховику , который запасает ее в виде энергии вращения. После первого тормозного импульса скорость вращения детали 1 снижается на какую-то величину, а маховик получает такое приращение скорости, которое необходимо, чтобы в соответствии с физическими закона ми природы общее количество движени осталось неизменным. Поскольку при разгоне маховика конец упругого элемента 12, связанный с деталью 13, поворачивается относительно детали 1 на угол пример но равный, но обратный по знаку тому, на который он повернулся при заводе, то рассогласование по углу между деталями 13 и 18 исчезает и кулачок 19 детали 18 позволяет пальцу 3 переместиться в напра лении, обратном направлению стрелки 16 б ПОД воздействием пружины 11, При этом втулка 5, перемещаясь под воздействием пружины 11 в осевом направлении - навстречу стрелке 6 , благодаря взаимодействию стенки 5 паза 6 с упором 17, поворачивается вокруг продольной оси на угол, при котором стенки 6 паза 20 перестают воздействовать на упор 17, в результате чего между стенкой паза 20 и упором 17 возникает зазор, примерно равный по величине тому, который установлен при начале торможения органом управления 10, а между деталями 13 и 15 зазор исчезает и де- таль 13 остановится под воздействием охватывающей ее своими витками детали 15. Спиральная пружина вновь начинает закручиваться тормозной деталью 1, необходимая для этого работа и будет работой торможения. Такие циклы повторяются до тех пор, .пока деталь 1 будет вращаться. Маховик 14 при этом раскручивается до скорости, при которой потери на трение его в опорах и от соприкосновения с окружающими ее воздухом уравновесит величину поступающей от тормозимой детали энергии. Запасенная маховиком энергия может быть использована после того, как исчезает необходимость в торможении или параллельно с торможением для какого-либо потребления энергии. Использование тормоза позволяет значительную часть энергии, выделяемую при торможении, преобразовать в энергию вращающегося маховика , которая может быть использована для совершения полезной работы или рассеяна . Формула изобретения 1. Тормоз, содержащий установленные в корпусе систему управления с органом управления,пружинный аккумулятор и обгонную муфту, кинематически связанную с пружинным аккумулятором, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем регулировки тормозного момента, он снабжен дополнительным аккумулятором энергии, пруиной кручения, пружиной возврата, а также муфтой сцепления, при этом уфта сцепления кинематически свяана с обгонной муфтой и дополнитель