ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОДНОЙ МЕХАНИЗМ ДЛЯ ПРИВЕДЕНИЯ В ДВИЖЕНИЕ ЭКРАНА, ИСПОЛЬЗУЕМОГО В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ
ELECTRIC ACTUATOR FOR DRIVING SCREEN USED IN HOME ENVIRONMENT

Предлагаемое изобретение относится к приводному механизму, предназначенному для приведения в движение экрана, используемого в домашних условиях, такого, например, как разворачивающаяся заслонка, штора, занавес, гибкая решетка, защитный экран или гаражные ворота. Приводной механизм в соответствии с предлагаемым изобретением снабжен пружинным тормозным механизмом. Тормозной механизм этого типа предпочтительно адаптирован для двигателей трубчатого типа.
Использование тормозного механизма со спиральной пружиной в приводных механизмах, предназначенных для применения в домашних условиях, известно, в частности, из патентного документа FR-В-2 610 668. В соответствии с этим патентным документом спиральная пружина устанавливается в деталь трения. При этом по меньшей мере один виток пружины находится в состоянии механического напряжения в радиальном направлении при помощи отверстия, выполненного в детали трения. Каждый конец упомянутой пружины образует лапку, проходящую в радиальном направлении внутрь этой пружины. Каждая лапка может быть перемещена таким образом, чтобы привести упомянутую пружину во вращательное движение по отношению к ее оси. При этом входная деталь, выходная деталь и пружина располагаются друг относительно друга особым образом для того, чтобы обеспечить описанную ниже кинематику, а именно: воздействие на входную деталь, располагающуюся со стороны первой лапки, приводит пружину во вращательное движение в первом направлении. Это движение освобождает выходную деталь, то есть оно стремится уменьшить диаметр внешней огибающей этой пружины. Таким образом, трение между упомянутым отверстием в детали трения и витками пружины уменьшается, что влечет за собой уменьшение радиального механического напряжения между пружиной и деталью трения. Или наоборот, воздействие на выходную деталь, располагающуюся со стороны, противоположной первой лапке, приводит упомянутую пружину во вращательное движение во втором направлении, то есть в направлении, противоположном первому направлению. Это движение блокирует выходную деталь, то есть оно стремится увеличить диаметр внешней огибающей этой пружины. Таким образом, трение между упомянутым отверстием в детали трения и витками пружины возрастает. Так же обстоит дело и с радиальным механическим напряжением между пружиной и деталью трения. С другой стороны, входная деталь также может воздействовать на вторую лапку пружины для того, чтобы приводить эту пружину во вращательное движение в упомянутом втором направлении, освобождая при этом выходную деталь. В то же время, эта выходная деталь также имеет возможность воздействовать на вторую лапку пружины для того, чтобы приводить эту пружину во вращательное движение в упомянутом первом направлении. В этом случае выходная деталь блокируется или по меньшей мере ее движение затормаживается благодаря трению этой пружины относительно детали трения. Вследствие этого вращение входной детали позволяет обеспечить вращение пружины и выходной детали, тогда как вращение выходной детали приводит к фиксации этой пружины в неподвижном положении, которое блокирует движение, вызываемое выходной деталью.
Таким образом, основное торможение выходной детали обеспечивается при помощи трения пружины относительно детали трения. И второе явление способствует торможению выходной детали: здесь речь идет о трении выходной детали на уровне ее направляющего средства. Это трение непосредственно связано с моментом сил, приложенным к тормозу. В том случае, когда крутящий момент двигателя воздействует на входную деталь, эта входная деталь прикладывает усилие к выходной детали посредством лапки пружины. Поскольку это усилие является асимметричным по отношению к оси выходной детали, оно приводит к возникновению радиального усилия, которое вызывает смещение выходной детали вплоть до положения, в котором она начинает упираться в свое направляющее средство. Этот контакт приводит к торможению выходной детали. В том случае, когда момент сил воздействует на выходную деталь, он вызывает приложение усилия к лапке пружины, стремящегося сделать невозможным вращательное движение этой пружины. В качестве реакции на это асимметричное усилие возникающее при этом радиальное усилие вызывает смещение выходной детали вплоть до положения, в котором она начинает упираться в свое направляющее средство. Таким образом, в классической концепции пружинного тормозного механизма существует вторичный момент сил торможения, который добавляется к основному моменту сил торможения пружины относительно детали торможения. Этот вторичный момент сил торможения прикладывается в процессе поднятия и в процессе опускания экрана.
В патентном документе ЕР-В-0 976 909 пружинный тормозной механизм имеет в своем составе входную деталь, содержащую два зубца, выходную деталь, также содержащую два зубца, пружину и деталь трения. Крутящий момент двигателя, воздействующий на входную деталь, передается на выходную деталь посредством зубца, упирающегося в одну из лапок пружины, которая упирается в зубец выходной детали. Поскольку усилие, воздействующее на выходную деталь, является асимметричным, это приводит к возникновению радиального усилия, приложенного к этой детали, и, следовательно, к созданию вторичного момента сил торможения. В том случае, когда прикладывают момент сил к выходной детали, обнаруживается явление, аналогичное явлению торможения, описанному в патентном документе FR-В-2 610 668. При этом зубец выходной детали упирается в лапку пружины, которая блокирует эту пружину. В результате реакции на это асимметричное усилие возникающее радиальное усилие вызывает смещение выходной детали вплоть до положения, в котором она входит в упор в свое направляющее средство.
Способ функционирования классических конструкций пружинного тормозного механизма типа тех, которые были описаны в предшествующих примерах, имеет недостатки в некоторых конфигурациях. Действительно, в том случае, когда приводной механизм приводит экран в движение в направлении его опускания, то есть в том случае, когда момент сил нагрузки, воздействующий в результате собственного веса экрана на уровне выходной детали, ориентирован в том же направлении, что и крутящий момент двигателя приводного механизма, воздействующий на уровне входной детали, добавление этого вторичного момента сил торможения к основному моменту сил торможения оказывается благоприятным, поскольку оно уменьшает время реакции тормозного механизма, что повышает безопасность данной установки. Зато существование этого вторичного момента сил торможения в процессе поднятия экрана, то есть в том случае, когда момент сил нагрузки, воздействующий в результате собственного веса экрана на уровне выходной детали, является противоположным крутящему моменту двигателя приводного механизма, воздействующему на уровне входной детали, оказывается особенно неблагоприятным, поскольку тормозной механизм непрерывно оказывает тормозящее действие, что заставляет придавать двигателю избыточные размерные параметры. При этом двигатель должен не только поднимать нагрузку, но также компенсировать вторичный момент сил торможения, добавляющийся к моменту сил нагрузки.
В данном изобретении предлагается электрический приводной механизм, снабженный пружинным тормозным механизмом, улучшающим функционирование предшествующих тормозных механизмов, сохраняя при этом все их преимущества. Для того чтобы оптимизировать размерные параметры двигателя, в предлагаемом изобретении ставится задача устранить упомянутый вторичный момент сил торможения в процессе поднятия нагрузки. Для этого предлагаемое изобретение относится к электрическому приводному механизму, предназначенному для приведения в движение экрана, используемого в домашних условиях, который перемещается между своим открытым положением и закрытым положением, причем этот приводной механизм снабжен пружинным тормозным механизмом, который имеет в своем составе:
- спиральную пружину, каждый конец которой образует лапку, проходящую в радиальном направлении или в осевом направлении по отношению к центральной оси этой пружины;
- деталь трения, содержащую по существу цилиндрическую поверхность трения, на которую опирается в радиальном направлении по меньшей мере один виток упомянутой спиральной пружины;
- входную деталь, приводимую в движение при помощи электрического двигателя приводного механизма и способную входить в контакт с по меньшей мере одной лапкой пружины таким образом, чтобы приводить эту пружину во вращательное движение относительно центральной оси торможения и в направлении, позволяющем уменьшить усилие контакта между упомянутой спиральной пружиной и поверхностью трения;
- выходную деталь, связанную с экраном и способную входить в контакт с по меньшей мере одной лапкой упомянутой пружины таким образом, чтобы приводить эту пружину во вращательное движение относительно центральной оси торможения и в направлении, позволяющем увеличить усилие контакта между этой спиральной пружиной и поверхностью трения.
В этом приводном механизме, в процессе опускания экрана, входная деталь приводит пружину во вращательное движение с уменьшением контактного усилия таким образом, чтобы выходная деталь освобождалась по вращательному движению, без непосредственного контакта между входной деталью и выходной деталью. В соответствии с предлагаемым изобретением упомянутая входная деталь содержит по меньшей мере две контактные поверхности, способные передавать крутящий момент двигателя при поднятии экрана в результате непосредственного контакта с по меньшей мере двумя соответствующими контактными поверхностями выходной детали.
Этот экран создает момент сил нагрузки на уровне выходной детали, причем этот момент сил позволяет создать вторичный момент сил торможения. Следовательно, этот приводной механизм специфическим образом приспособлен для экранов с вертикальным перемещением, собственный вес которых позволяет создавать описанный выше момент сил нагрузки. Это может быть наматывание занавеса вокруг трубы или поворачивание ворот гаража между горизонтальным положением и вертикальным положением.
Входная деталь и выходная деталь находятся в непосредственном контакте только в процессе поднятия экрана. Таким образом, в процессе опускания экрана две эти детали не находятся в непосредственном контакте для передачи крутящего момента двигателя. Действительно, при осуществлении этого маневра входная деталь освобождает тормоз, воздействуя только на одну лапку пружины. При этом крутящий момент двигателя воздействует на эту лапку. И отсутствует передача усилия между входной деталью и выходной деталью. Что касается выходной детали, то она удерживается другой лапкой пружины. Вследствие этого она прикладывает усилие, создаваемое моментом сил нагрузки, только к этой лапке таким образом, чтобы приводить пружину во вращательное движение относительно центральной оси тормозного механизма и в направлении, позволяющем увеличить усилие контакта между спиральной пружиной и поверхностью трения.
В предлагаемом описании выражение "непосредственный контакт между двумя деталями" означает, что одна деталь воздействует на другую деталь либо в результате прямого взаимодействия дополняющих друг друга поверхностей, либо в результате взаимодействия дополняющих друг друга поверхностей через другую жесткую деталь, располагающуюся между этими поверхностями, либо в результате сочетания взаимодействий двух предыдущих типов. Непосредственный контакт может быть обеспечен при помощи одной или нескольких контактных поверхностей, располагающихся на выходной детали, причем одна такая контактная поверхность представляет собой поверхность, на которую может опираться дополняющая ее контактная поверхность входной детали или дополняющая ее контактная поверхность промежуточной детали, подвергающейся воздействию входной детали. Для реализации предлагаемого изобретения необходимо, чтобы момент сил передавался при помощи по меньшей мере двух контактных поверхностей выходной детали.
Уравновешивание крутящего момента двигателя, позволяющее уменьшить вторичный момент сил торможения при поднятии, может быть хитроумным образом реализовано путем передачи крутящего момента двигателя через несколько комплектов контактных поверхностей, располагающихся по отношению к оси вращения пружины таким образом, чтобы крутящий момент двигателя передавался по существу уравновешенным образом, делая выходную деталь лишь незначительно напряженной в радиальном направлении. Действительно, эти комплекты контактных поверхностей могут быть расположены вокруг оси выходной детали таким образом, чтобы уменьшить или даже полностью устранить возникновение радиального усилия. Так, например, момент сил может быть передан при помощи двух контактных поверхностей выходной детали, по существу идентичных и диаметрально противоположных по отношению к оси этой выходной детали. Это техническое решение является достаточно простым в реализации.
Предпочтительным образом функционирование тормозного механизма является идентичным при любом направлении крутящего момента двигателя, используемого для поднятия экрана. Эта характеристика позволяет получить многофункциональный приводной механизм, который может быть установлен независимо от конфигурации экрана. Так, например, для трубчатого приводного механизма, вставляемого в трубу наматывания, функционирование этого приводного механизма является идентичным как в одном, так и в другом, противоположном ему, направлении наматывания экрана. Это симметричное функционирование тормозного механизма позволяет рационализировать серию и облегчить установку приводного механизма, поскольку нет необходимости специфическим образом делать различия в том, как должен устанавливаться двигатель по отношению к экрану.
В соответствии с другим специфическим, но не обязательным аспектом предлагаемого изобретения:
- в отсутствие крутящего момента двигателя выходная деталь оказывает воздействие на одну лапку пружины таким образом, чтобы привести эту пружину во вращательное движение относительно центральной оси тормозного механизма и в направлении, позволяющем увеличить контактное усилие, возникающее между пружиной и поверхностью трения;
- на уровне по меньшей мере одной контактной поверхности непосредственный контакт между входной деталью и выходной деталью реализуется посредством жесткой детали, такой, как лапки пружины;
- расположение контактных поверхностей позволяет обеспечить уравновешивание передачи крутящего момента двигателя на поднятие таким образом, чтобы аннулировать или существенно уменьшить радиальный компонент, по отношению к оси вращения пружины, усилий, передаваемых на выходную деталь;
- две контактные поверхности выходной детали являются диаметрально противоположными по отношению к оси этой выходной детали.
Можно предусмотреть, чтобы выходная деталь была способна входить в контакт с деталью, имеющей кинематику, отличную от кинематики этой выходной детали, в частности с деталью, жестко связанной с деталью трения или с входной деталью, в том случае, когда радиальное усилие воздействует на выходную деталь, причем этот радиальный эффект возникает только в процессе опускания экрана.
Выходная деталь предпочтительным образом имеет возможность входить в контакт с органом центрирования этой выходной детали по отношению к входной детали под действием радиального компонента результирующей момента сил нагрузки, воздействующего со стороны экрана в процессе опускания этого экрана.
Кроме того, можно предусмотреть, чтобы выходная деталь направлялась по вращательному движению по отношению к входной детали. Действительно, входная деталь и выходная деталь должны быть центрированы друг относительно друга. Входная деталь и выходная деталь могут быть центрированы друг относительно друга при помощи вала, проходящего сквозь эти детали. Этот вал устанавливается зажатым образом во входной детали или в выходной детали и устанавливается скользящим образом в другой из этих деталей, соответственно, в выходной детали или во входной детали. Это центрирование является достаточно простым в реализации и компактным. В этом случае подсистема, образованная входной деталью и выходной деталью, предпочтительным образом центрирована по отношению к детали трения. Это центрирование может быть реализовано либо при помощи выходной детали, либо при помощи входной детали. Предпочтительным образом эта подсистема центрируется при помощи входной детали, поскольку это позволяет существенно уменьшить вибрации тормозного механизма.
Фиг.1 представляет собой схематический вид строения трубчатого приводного механизма в соответствии с предлагаемым изобретением, заключающего в себе пружинный тормозной механизм в соответствии с предлагаемым изобретением;
Фиг.2 представляет собой перспективный вид в разборе пружинного тормозного механизма, принадлежащего приводному механизму, показанному на фиг.1;
Фиг.3 представляет собой схематическую иллюстрацию в поперечном разрезе функционирования пружинного тормозного механизма, показанного на фиг.2, в процессе поднятия нагрузки;
Фиг.4 представляет собой схематическую иллюстрацию в поперечном разрезе функционирования пружинного тормозного механизма, показанного на фиг.2, в процессе опускания нагрузки;
Фиг.5 представляет собой схематическую иллюстрацию в поперечном разрезе функционирования пружинного тормозного механизма из существующего уровня техники в процессе поднятия нагрузки;
- Фиг.6 представляет собой перспективный вид в разборе второго способа реализации пружинного тормозного механизма, который может принадлежать приводному механизму, показанному на фиг.1;
- Фиг.7 представляет собой перспективный вид в разборе под другим углом некоторых конструктивных элементов пружинного тормозного механизма, показанного на фиг.6;
- Фиг.8 представляет собой схематическую иллюстрацию, на виде с торца в направлении стрелки F, показанной на фиг.6, с частичным поперечным разрезом, функционирования пружинного тормозного механизма, показанного на фиг.6, в процессе поднятия нагрузки, порождающего момент сил, ориентированный в антитригонометрическом направлении, на выходной детали этого тормозного механизма;
- Фиг.9 представляет собой схематическую иллюстрацию, аналогичную иллюстрации, показанной на фиг.6, на виде с торца и с частичным поперечным разрезом, функционирования пружинного тормозного механизма, показанного на фиг.6, в процессе опускания нагрузки, порождающего момент сил, ориентированный в антитригонометрическом направлении, на выходной детали этого тормозного механизма;
- Фиг.10 представляет собой схематическую иллюстрацию, аналогичную иллюстрации, показанной на фиг.8, на виде с торца и с частичным поперечным разрезом, функционирования пружинного тормозного механизма, показанного на фиг.6, в процессе поднятия нагрузки, порождающего момент сил, ориентированный в тригонометрическом направлении, на выходной детали этого тормозного механизма;
- Фиг.11 представляет собой схематическую иллюстрацию, аналогичную иллюстрации, показанной на фиг.8, на виде с торца и с частичным поперечным разрезом, функционирования пружинного тормозного механизма, показанного на фиг.6, в процессе опускания нагрузки, порождающего момент сил, ориентированный в тригонометрическом направлении, на выходной детали этого тормозного механизма.
На фиг.1 схематически представлен трубчатый поворотный приводной механизм 100, предназначенный для приведения во вращательное движение трубы 1 наматывания, на которую может быть намотано, в большей или меньшей степени, полотно 2 перекрытия отверстия О. Труба 1 приводится во вращательное движение приводным механизмом 100 относительно оси вращения Х-Х, которая располагается горизонтально в верхней части упомянутого отверстия. Это отверстие О представляет собой, например, отверстие, выполненное в стене здания. Приводной механизм 100, труба 1 и полотно 2 перекрытия образуют при этом оснащенную двигателем разворачивающуюся заслонку.
Приводной механизм 100 содержит неподвижную цилиндрическую трубу 101, в которую устанавливается мотор-редуктор 102, содержащий электрический двигатель 103, первую ступень 104 понижающего редуктора, пружинный тормозной механизм 105, вторую ступень 106 понижающего редуктора и выходной вал 107, который выступает на конце 101А трубы 101 и приводит в движение колесо-венец 3, жестко связанное по вращательному движению с трубой 1.
Труба 1 намотки вращается относительно оси Х-Х и неподвижной трубы 101 при помощи двух поворотных связей. Венец-подшипник 4, установленный на наружной периферийной части трубы 101 в непосредственной близости от ее конца 101В, противоположного ее концу 101А, обеспечивает первую из двух упомянутых поворотных связей. Вторая поворотная связь устанавливается на другом конце трубы 1 и не представлена на приведенных в приложении фигурах.
Приводной механизм 100 также содержит деталь 109 крепления, выступающую на конце 101В и позволяющую обеспечить крепление приводного механизма 100 на опорном основании 5. Эта деталь 109 крепления дополнительно предназначена для того, чтобы перекрывать трубу 101, а также удерживать модуль 108 управления электрическим питанием двигателя 103. Этот модуль управления запитывается электроэнергией при помощи питающего кабеля 6 от сети электрического питания.
В процессе функционирования трубчатого приводного механизма 100 мотор-редуктор 102 приводит во вращательное движение вал 107, который, в свою очередь, приводит во вращательное движение трубу 1 посредством колеса-венца 3. Так, например, в том случае, когда приводной механизм 100 установлен в корпусе разворачивающейся заслонки, поворотное движение вала 103 влечет за собой открытие или, наоборот, перекрытие отверстия О. Заслонка 2 при этом перемещается в вертикальном направлении в отверстии О между верхним открытым положением и нижним закрытым положением.
130
На фиг.2-4 специфическим образом проиллюстрирована конструкция пружинного тормозного механизма 105 в соответствии с первым способом реализации предлагаемого изобретения. Как это показано на фиг.1, ротор двигателя 103 приводит во вращательное движение планетарный механизм первой ступени 104 понижающего редуктора. Барабан 110 этого планетарного механизма, который удерживает три сателлита, также образует входную деталь тормозного механизма 105. Этот тормозной механизм 105 содержит спиральную пружину 130, витки которой центрированы на оси Х, совпадающей с осью Х-Х в том случае, когда этот тормозной механизм 105 находится на месте, как это представлено на фиг.1. Эта пружина устанавливается в сжатом состоянии внутрь отверстия 141 детали 140 трения. Говоря другими словами, наружная огибающая 131 пружины 130, которая определяется наружными образующими ее витков, упирается в радиальную поверхность отверстия 141, вследствие чего появляется тенденция к объединению в единое целое, в результате трения, пружины 130 и детали 140.
130
Каждый конец пружины 130 образует лапку 132а, 132b, проходящую в радиальном направлении в сторону оси Х и в направлении внутрь пружины, начиная от ее витков.
130
Входная деталь 110 содержит два выступа или "зубца" 111а и 111b, вставляющихся внутрь спиральной пружины 130. Каждый выступ 111а или 111b содержит поверхность 113а или 113b, способную находиться в контакте соответственно с поверхностью 133а первой лапки 132а, образующей первый конец пружины, или с поверхностью 133b второй лапки 132b, образующей второй конец пружины. Поверхность 133а располагается таким образом, чтобы воздействие на нее вызывало вращение пружины относительно оси Х в направлении, противоположном направлению вращения пружины в том случае, когда воздействие осуществляется на поверхность 133b.
130
105
105
105
Воздействие со стороны одного из зубцов 111а или 111b на поверхность 133а или 133b вызывает тенденцию к освобождению тормозного механизма, то есть к смещению одной из лапок 132а или 132b таким образом, чтобы радиальное механическое напряжение между наружной огибающей 131 спиральной пружины 130 и поверхностью трения отверстия 141 уменьшалось. Действительно, это воздействие одного из зубцов 111а или 111b стремится стягивать в радиальном направлении пружину 130 вокруг оси Х-Х таким образом, чтобы ее наружная огибающая отдалялась от поверхности отверстия 141. Деталь 110 позволяет, таким образом, воздействовать на пружину 130 для того, чтобы уменьшить контактное усилие между пружиной и поверхностью трения отверстия 141. При этом пружина имеет возможность поворачиваться относительно оси Х, которая совпадает с центральной осью Х тормозного механизма 105, которая сама, в свою очередь, совпадает с осью Х-Х в собранной конфигурации приводного механизма 100, представленного на фиг.1. Здесь направление или размер называется "осевым" в том случае, когда это направление проходит или этот размер измеряется в направлении, параллельном оси Х. Здесь направление называется радиальным в том случае, когда это направление является перпендикулярным и секущим по отношению к оси Х.
Против входной детали 110 располагается выходная деталь 120 тормоза 105. Эта выходная деталь содержит два ушка 121а, 121с, также вставляющихся внутрь спиральной пружины 130. Ушко 121а снабжено двумя вырезами или полыми ложементами 122а, 122b, располагающимися по одну и по другую стороны от этого ушка. Каждый вырез 122а или 122b предназначен для вхождения в него одной из лапок 132а, 132b пружины и частично ограничен при помощи поверхности 124а, 124b, способной находиться в контакте с поверхностью 134а, 134b лапки 132а, 132b. Эти поверхности 134а и 134b являются соответственно противоположными поверхностям 133а и 133b.
130
105
130
Воздействие на одну из поверхностей 134а, 134b приводит к тенденции отведения друг от друга лапок 132а, 132b, результатом чего является расширение в радиальном направлении витков пружины 130 по отношению к оси Х и увеличение контактного усилия между пружиной 130 и поверхностью трения отверстия 141. Это сводится к приведению тормозного механизма в действие, то есть к блокировке или к интенсивному торможению вращательного движения пружины 130 по отношению к детали 140. Таким образом, радиальное механическое напряжение между наружной огибающей 131 спиральной пружины и поверхностью 141 трения возрастает, что приводит к блокировке в неподвижном состоянии или к интенсивному торможению движения детали 120 относительно осей Х и Х.
111
121
130
Для того чтобы данный тормозной механизм функционировал, необходимо иметь угловой зазор между зубцами 111а и 111b входной детали 110 и лапками 132а и 132b пружины. Кроме того, необходимо также иметь угловой зазор между ушком 121а и лапками 132а и 132b пружины. Для этого предусматривается определенная ширина ушка 121а. Кроме того, осевая длина L или L частей 111а, 111b и 121а немного превышает осевую длину L пружины.
Выходная деталь 120 содержит также совокупность зубцов 129, образующих поверхность взаимодействия с второй ступенью 106 понижающего редуктора.
При этом необходимое центрирование выходной детали 120 по отношению к входной детали 110 реализуется при помощи вала 118, выступающего в осевом направлении по отношению к этой входной детали со стороны расположения выходной детали 120. Этот вал 118 представляет собой направляющее средство для выходной детали благодаря отверстию 128, выполненному в центре этой выходной детали.
Как это более конкретным образом следует из видов, показанных на фиг.3 и 4, нагрузка L, образованная заслонкой 2, может рассматриваться как элемент, жестко связанный с выходной деталью 120 через элементы 1, 3, 106 и 107, что представлено вертикальной пунктирной линией, показанной на фиг.3 и 4.
L
105
Собственный вес нагрузки L создает на выходной детали момент сил C, стремящийся повернуть эту выходную деталь относительно оси Х в антитригонометрическом направлении, показанном на фигурах 3 и 4.
120
105
Здесь позицией Х обозначена центральная ось выходной детали 120, которая совпадает с осью Х в собранной конфигурации тормоза.
L
М
105
М
105
120
М
М
L
В процессе поднятия нагрузки L, и как это схематически представлено на фиг.3, вращение в упомянутом антитригонометрическом направлении, показанном на фиг.3, выходной детали 120, которое обычно вызывается моментом сил Cнагрузки, блокируется входной деталью 110. Эта входная деталь 110 приводится во вращательное движение в тригонометрическом направлении, показанном на фиг.3, при помощи крутящего момента С, создаваемого двигателем и уравновешиваемого коэффициентом полезного действия первой ступени 104 понижающего редуктора. Два выступа 111а и 111b входной детали 110 поворачиваются относительно совпадающих между собой осей Х и Х-Х вплоть до положения, в котором один из выступов 111а или 111b будет находиться в контакте с поверхностью 123а или 123b ушка 121а выходной детали. В этот момент другой из этих выступов, 111b или 111а, также входит в контакт с одной из поверхностей 123с или 123d второго ушка 121с выходной детали. Вследствие этого крутящий момент С двигателя передается на выходную деталь посредством двух комплектов контактных поверхностей, сформированных между поверхностями 113а и 113b и поверхностями 123а и 123d, диаметрально противоположных по отношению к оси Х и к оси Х выходной детали, следствием чего является уменьшение или даже полное устранение радиального компонента результирующей крутящего момента С двигателя, воздействующего на выходную деталь 120. Крутящий момент С двигателя ориентирован в направлении, противоположном направлению действия момента сил C нагрузки. При этом поверхности 123а и 123d образуют контактные поверхности выходной детали 120.
L
1a
1b
1a
1b
М
L
1a
1b
120
М
Уравновешивание усилий, воздействию которых подвергается выходная деталь 120, проиллюстрировано на фиг.3. Здесь момент сил C нагрузки уравновешивается усилиями F и F, возникающими вследствие, соответственно, упора между поверхностью 113d зубца 111а и поверхностью 123а ушка 121а и упора между поверхностью 113d зубца 111b и поверхностью 123d ушка 121с. Два эти усилия F и F преобразуются в значения усилий крутящего момента С двигателя, необходимых для преодоления момента сил C нагрузки. Поскольку оба эти усилия F и F имеют по существу одинаковую интенсивность и являются по существу симметричными по отношению к центральной оси Х выходной детали, радиальный компонент крутящего момента С двигателя, воздействующий на выходную деталь 120, имеет пренебрежимо малую величину или даже равен нулю. Здесь следует отметить, что вал 118 входной детали, позволяющий обеспечить центрирование выходной детали, не находится в контакте с отверстием 128 выходной детали в этой конфигурации вследствие того, что радиальный компонент упомянутой выше результирующей имеет пренебрежимо малую величину.
М
L
М
Для поднятия нагрузки крутящий момент С двигателя должен превышать сумму момента сил C нагрузки и момента сил сопротивления тормозной пружины, возникающего вследствие остаточного трения между наружной огибающей 131 этой пружины и поверхностью трения отверстия 141. В момент начала движения действующий крутящий момент С двигателя должен быть несколько более существенным, поскольку для освобождения тормоза 105 необходимо преодолеть усилие статического трения. Таким образом, выступ 111а воздействует на одну из лапок пружины, в частности на лапку 132а, размещенную в вырезе 122а, после чего ушко 121а приводится во вращательное движение.
L
L
М
L
В процессе опускания нагрузки L, и как это схематически представлено на фиг.4, вращение выходной детали в антитригонометрическом направлении на этой фигуре не останавливается при помощи входной детали, но останавливается при помощи пружины 130. Таким образом, момент сил C нагрузки прижимает ушко 121а к одной из лапок 132а или 132b, и в данном случае к лапке 132а. Следствием этого является расширение в радиальном направлении витков пружины 130 и активизация тормозного механизма 105, как об этом уже было сказано в предшествующем изложении. Момент сил C нагрузки, воздействующий со стороны ушка 121а на поверхность 134а лапки 132а, уравновешивается коэффициентом полезного действия второй ступени 106 понижающего редуктора. При этом лапка 132а вставляется в гнездо 122а. Крутящий момент С двигателя действует в том же направлении, что и момент сил C нагрузки.
L
2a
2b
2a
2a
L
105
2b
L
2b
Уравновешивание усилий на выходной детали проиллюстрировано на фиг.4. Момент сил C нагрузки уравновешивается двумя усилиями F и F. Первое усилие F соответствует реакции поверхности 134а лапки 132а пружины 130 на упорную поверхность 124а выреза 122а. Поскольку это первое усилие F не позволяет интегральным образом компенсировать момент сил C нагрузки, выходная деталь 120 стремится продолжать перемещение в направлении, перпендикулярном к оси Х, по отношению к предшествующей опорной конфигурации, вплоть до положения, в котором эта выходная деталь входит в контакт со своим направляющим средством, образованным валом 118, который жестко связан с входной деталью 110. Таким образом, направляющее отверстие 128 выходной детали входит в контакт с валом 118, создающий при этом второе радиальное усилие F, позволяющее уравновесить момент сил C нагрузки. Это второе усилие F создает трение в процессе движения нагрузки при ее опускании. Это трение тормозит движение нагрузки и добавляется к моменту сил торможения пружины. Таким образом, это трение способствует реактивности или быстродействию тормозного механизма. Время его реакции является более быстрым, чем время реакции тормозного механизма, для которого это трение не будет иметь места.
2b
Здесь следует отметить, что для этого способа реализации входная деталь 110 сама является центрированной по отношению к детали 140 трения благодаря цилиндрическому покрову, огибающая поверхность которого, не показанная на приведенных в приложении фигурах, взаимодействует с отверстием 141 детали трения. Вследствие этого упомянутое выше усилие F порождает не представленное здесь эквивалентное усилие, возникающее между входной деталью 110 и деталью 140 трения. Это эквивалентное усилие принимает участие в создании вторичного момента сил торможения и способствует реактивности тормозного механизма.
М
L
Для того чтобы обеспечить возможность опускания нагрузки, необходимо освободить тормозной механизм. Для этого крутящий момент С двигателя приводит во вращательное движение выступы 111а и 111b входной детали 110 вплоть до положения, в котором выступ 111b входит в упорный контакт с поверхностью 133b лапки 132b пружины 130. В результате этого воздействия пружина 130 распускается, и выходная деталь 120 получает возможность поворачиваться благодаря моменту сил C нагрузки. Детали 110 и 120 при этом не находятся в непосредственном контакте.
М
Если направление наматывания нагрузки является противоположным, функционирование данного устройства осуществляется идентичным образом. Таким образом, функционирование тормозного механизма является симметричным, что позволяет облегчить установку этого тормозного механизма, поскольку его характеристики являются одними и теми же при любом направлении монтажа приводного механизма, то есть при любом направлении действия крутящего момента С двигателя, который используется для поднятия экрана 2.
М
L
М
На фиг.5 представлен пружинный тормозной механизм классического типа, известный из существующего уровня техники, и, говоря более конкретно, проиллюстрировано его поведение при поднятии нагрузки. Части тормозного механизма, представленные на фиг.5, которые являются аналогичными частям тормозного механизма 105, обозначены теми же цифровыми позициями, но уменьшенными на 100. Для тормозного механизма этого типа выходная деталь не проектируется для уравновешивания момента сил нагрузки при ее поднятии. Выходная деталь 20 содержит только одно ушко 21а. В процессе поднятия нагрузки функционирование этого тормозного механизма представляет подобие с функционированием тормозного механизма 105 в конфигурации, представленной на фиг.3. Крутящий момент С двигателя приводит во вращательное движение выступ 11а вплоть до положения, в котором этот выступ входит в контакт с поверхностью 33а лапки 32а пружины 30. Противоположная поверхность 34а этой лапки, со своей стороны, входит в упор в поверхность 23а ушка 21а выходной детали 20 благодаря моменту сил C нагрузки. Вследствие этого крутящий момент С двигателя передается на выходную деталь 20 посредством лапки 32а пружины 30.
В способе реализации в соответствии с предлагаемым изобретением, описанном в предшествующем изложении со ссылками на фиг.1-4, крутящий момент двигателя непосредственно передается на выходную деталь 120 посредством контакта между поверхностью 113а входной детали 110 и поверхностью 123а выходной детали 120, причем здесь лапка пружины оказывается убранной в ложемент 122а, специально предусмотренный для этого. Это позволяет обеспечить наилучшие условия для передачи момента сил и меньшее механическое напряжение деталей.
L
1a
1b
1b
М
L
1b
В тормозном механизме, представленном на фиг.5, восприятие момента сил C нагрузки лапкой 32а пружины не является достаточным для того, чтобы уравновесить этот момент сил и создать, таким образом, радиальное усилие на выходной детали 20. Это радиальное усилие вызывает перемещение выходной детали вплоть до положения, в котором она входит в контакт с ее направляющим средством, которое реализовано при помощи отверстия 41 в детали 40 трения. Выходная деталь 20 содержит цилиндрический покров, огибающая поверхность 25 которого позволяет обеспечить направляющее воздействие в отверстии 41. Таким образом, момент сил нагрузки уравновешивается, с одной стороны, при помощи усилия F′, соответствующего упору ушка 21а в лапку 32а пружины 30, а с другой стороны, при помощи усилия F′, являющегося следствием упора выходной детали 20 в отверстие 41 детали 40 трения. Принимая во внимание, что в процессе поднятия нагрузки выходная деталь 20 имеет относительную скорость движения по отношению к детали 40 трения, это усилие F′, создает трение в процессе движения, соответствующего поднятию нагрузки. Для того чтобы приподнять нагрузку L, крутящий момент С должен, таким образом, превышать сумму момента сил Cнагрузки, упомянутого выше трения и, в процессе страгивании с места, момента сил, необходимого для освобождения тормозного механизма. Следовательно, это трение неблагоприятным образом влияет на определение размерных параметров двигателя, поскольку он должен быть более мощным для того, чтобы иметь возможность компенсировать дополнительное трение, являющееся следствием усилия F′.
При опускании нагрузки функционирование тормозного механизма является аналогичным его функционированию, проиллюстрированному на фиг.3 для тормозного механизма в соответствии с предлагаемым изобретением. Зато уравновешивание усилий больше похоже на уравновешивание усилий, представленное на фиг.5. Движение нагрузки тормозится при помощи момента сил торможения пружины 30 и трения с направляющим средством, образованным отверстием 41 выходной детали.
На фиг.4 и 5 показаны два различных направляющих средства для выходной детали 20 или 120. В первом случае выходная деталь 120 направляется по отношению к входной детали 110. В то же время, эта входная деталь 110 центрирована по отношению к детали 140 трения. Во втором случае выходная деталь 20 направляется по отношению к детали 40 трения, которая является неподвижной. Испытания показали, что тормозной механизм 105 лучше ведет себя в первом случае. Действительно, центрирование выходной детали по отношению к входной детали позволяет уменьшить вибрации этого тормозного механизма.
На фиг.6-11 проиллюстрирован второй способ реализации тормозного механизма. Принцип его функционирования близок к первому способу реализации. Детали этого тормозного механизма обозначены цифровыми позициями, аналогичными цифровым позициям из первого способа реализации, но увеличенными на 100.
230
230
105
Выход планетарного механизма первой ступени 104 понижающего редуктора приводит во вращательное движение деталь 210, образующую вход тормозного механизма 105. Входная деталь 210 снабжена многоугольным валом 219, предназначенным для приема и передачи момента сил, поступающего из ступени 104 понижающего редуктора. Тормозной механизм 105 содержит спиральную пружину 230, витки которой центрированы на оси Х, совпадающей с осью Х-Х в том случае, когда этот тормозной механизм 105 находится на месте, как это представлено на фиг.1. При этом оси Х и Х-Х совпадают с центральной осью Х этого тормозного механизма 105 в собранной конфигурации приводного механизма 100, включающего в себя тормозной механизм 105 из этого второго способа реализации.
Пружина 230 устанавливается сжатой внутрь отверстия 241 детали 240 трения. Говоря другими словами, наружная огибающая 231 пружины 230, которая определяется образующими витков этой пружины, упирается в радиальную поверхность отверстия 241, что вызывает тенденцию к объединению в единое целое, в результате трения, пружины 230 и детали 240.
230
Каждый конец пружины 230 образует лапку 232а, 232b, проходящую в радиальном направлении в сторону оси Х и внутрь пружины, начиная с ее витков.
230
Входная деталь 210 содержит выступ или "зубец" 211а, вставляющийся внутрь спиральной пружины 230 между лапками 232а и 232b. Этот зубец 211а имеет две поверхности 213а, 213b, способные находиться в контакте, соответственно, с поверхностью 233а первой лапки 232а, образующей первый конец пружины, и с поверхностью 233b второй лапки 232b, образующей второй конец пружины. Поверхность 233а располагается таким образом, чтобы воздействие на нее приводило пружину во вращательное движение относительно оси Х в направлении, противоположном направлению вращения пружины в том случае, когда воздействие осуществляется на поверхность 233b.
230
105
Воздействие со стороны зубца 211а на поверхность 233а или 233b стремится освободить тормозной механизм, то есть привести во вращательное движение лапку 232а или 232b относительно осей Х и Х в таком направлении, чтобы радиальное механическое напряжение между наружной огибающей 231 пружины 230 и поверхностью трения отверстия 241 уменьшалось. Действительно, воздействие зубца 211а на одну из поверхностей 233а или 233b стремится сжать пружину 230 в радиальном направлении относительно оси Х-Х таким образом, чтобы ее наружная огибающая удалялась от поверхности отверстия 241. Таким образом, деталь 210 позволяет воздействовать на пружину 230 для того, чтобы уменьшить контактное усилие между пружиной и поверхностью трения отверстия 241.
Против входной детали 210 располагается выходная деталь 220 тормозного механизма 105. Эта выходная деталь содержит два ушка 221а, 221b, также вставляющихся внутрь спиральной пружины 230. Каждое ушко снабжено, соответственно, вырезом или полым ложементом 222а, 222b, предназначенным для приема одной из лапок 232а, 232b пружины 230. Каждый вырез 222а, 222b частично ограничен поверхностью 224а, 224b, способной находиться в контакте с поверхностью 234а, 234b лапки 232а, 232b. Поверхности 234а, 234b являются соответственно противоположными поверхностям 233а и 233b.
230
Воздействие на одну из поверхностей 234а, 234b стремится сблизить лапки 232а, 232b, следствием чего является расширение в радиальном направлении витков пружины 230 по отношению к оси Х и увеличение контактного усилия между наружной огибающей 231 пружины 230 и поверхностью трения отверстия 241. Это обстоятельство выражается в приведении в действие тормозного механизма, то есть в блокировке или в интенсивном торможении вращательного движения пружины 230 по отношению к детали 240. Таким образом, радиальное напряжение между наружной огибающей 231 спиральной пружины и поверхностью торможения 241 увеличивается.
В то же время, каждое ушко 221а, 221b выходной детали 220 содержит выступающую часть 226а, 226b, проходящую в осевом направлении в сторону входной детали и способную размещаться, соответственно, в вырезе 216с, 216d, выполненном в форме банана во входной детали 210, в том случае, когда тормозной механизм 105 собран. Эти выступающие части 226а и 226b обладают такими размерными параметрами и располагаются таким образом, чтобы одна из их поверхностей 227а, 227b находилась в контакте с внутренней поверхностью 217с, 217d, ограничивающей соответствующее отверстие 216с, 216d, в том случае, когда поверхность 213b, 213а зубца 211а входной детали 210 находится в контакте с поверхностью 223b, 223а ушка 221b, 221а выходной детали 220.
На фиг.8 и 10 проиллюстрированы две возможные конфигурации тормозного механизма 105. Определение размерных параметров отверстий 216с, 216d является таким, чтобы, за пределами двух предшествующих конфигураций, выступающие части 226а, 226b не упирались ни в какую внутреннюю поверхность отверстия.
211
221
230
Для того чтобы данный тормозной механизм функционировал, необходимо иметь угловой зазор между зубцом 211а входной детали 210 и лапками 232а и 232b пружины. Кроме того, необходим также угловой зазор между ушками 221а и 221b и лапками 232а и 232b пружины. Для этого предусматривается определенная ширина зубца 211а. Кроме того, осевая длина L и L частей 211а, 221а и 221b немного превышает осевую длину L пружины.
Необходимое центрирование выходной детали 220 по отношению к входной детали 210 реализуется при помощи вала 270. Этот вал вставляется в центрированное отверстие 218 входной детали 210. Часть вала 270 выступает со стороны выходной детали 220.
На фиг.8-11 проиллюстрировано функционирование тормозного механизма 105. Фиг.8 и 9 соответствуют наматыванию экрана на вал 1 в антитригонометрическом направлении или в направлении по часовой стрелке на этих фигурах. На фиг.8 проиллюстрировано поднятие нагрузки, тогда как на фиг.9 проиллюстрировано опускание этой нагрузки. Фиг.10 и 11 соответствуют наматыванию экрана на вал 1 в тригонометрическом направлении или в направлении против часовой стрелки на этих фигурах. Фиг.10 представляет поднятие нагрузки, тогда как фиг.11 представляет опускание этой нагрузки.
В первый момент времени функционирование тормозного механизма объясняется по отношению к первой конфигурации наматывания экрана, то есть наматывания этого экрана по часовой стрелке на фиг.8 и 9.
L
L
С определенным недостатком вес нагрузки L воздействует на деталь 220 в виде момента сил C, который прижимает одно из ушек 221а или 221b, и в данном случае ушко 221b, к одной из лапок 232а или 232b, и в данном случае к лапке 232b, как это представлено на фиг.9. Следствием этого является расширение в радиальном направлении витков пружины 230 и приведение в действие тормозного механизма 105, как об этом уже было сказано в предшествующем изложении. Момент сил C, воздействующий со стороны ушка 221b на поверхность 234b лапки 232b, уравновешивается коэффициентом полезного действия второй ступени 106 понижающего редуктора. Этот момент сил представлен вектором, связанным с ушком 221b. Лапка 232b при этом вставляется в ложемент 224b.
М
М
L
М
В процессе поднятия нагрузки L, и как это представлено на фиг.8, входная деталь 210 приводится во вращательное движение при помощи крутящего момента сил С, создаваемого двигателем и уравновешиваемого при помощи коэффициента полезного действия первой ступени 104 понижающего редуктора. Выступ 211а входной детали при этом поворачивается вплоть до положения, в котором он будет находиться в контакте с ушком 221b выходной детали на поверхности взаимодействия между поверхностями 213b и 223b. Для поднятия нагрузки крутящий момент С должен, таким образом, превышать сумму момента сил C нагрузки и момента сопротивления пружины тормозного механизма, возникающего вследствие остаточного трения между наружной огибающей пружины и поверхностью трения отверстия 241. Здесь крутящий момент С представлен вектором, показанным пунктирной линией, связанной с входной деталью.
М
М
L
1a
1b
105
220
М
При страгивании с места воздействующий крутящий момент С должен быть более значительным, поскольку для освобождения тормозного механизма 105 необходимо преодолеть усилие статического трения. Для освобождения этого тормозного механизма 105 выступ 211а воздействует на лапку 232b, располагающуюся в вырезе 222b после того, как ушко 221b приводится во вращательное движение. Передача крутящего момента С двигателя от входной детали 210 к выходной детали 220 осуществляется при помощи двойного контакта. С одной стороны, поверхность 213b выступа 211а упирается в поверхность 223b ушка 221b. И, в диаметрально противоположном положении, внутренняя поверхность 217с отверстия 216с упирается в поверхность 227а выступающей части 226а. Таким образом, момент сил C нагрузки уравновешивается при помощи усилий F и F, возникающих вследствие упора между частями 211а и 221b, с одной стороны, и частями 216с и 226а, с другой стороны. Поскольку два эти усилия имеют по существу одну и ту же интенсивность и являются по существу симметричными по отношению к центральной оси Х тормозного механизма 105 и к оси Х выходной детали, радиальный компонент результирующей крутящего момента С на выходной детали имеет пренебрежимо малую величину или даже практически равен нулю. Поверхности 223b и 227а образуют контактные поверхности выходной детали.
L
В процессе опускания нагрузки L, и как это схематически проиллюстрировано на фиг.9, вращение выходной детали 220 не останавливается при помощи входной детали 210, но останавливается при помощи пружины 230. Таким образом, момент сил C нагрузки прижимает ушко 221b к одной из лапок 232а или 232b, в данном случае к лапке 232b. Следствием этого является расширение в радиальном направлении витков пружины 230 и приведение в действие тормозного механизма 105, как об этом уже было сказано в предшествующем изложении.
L
М
L
L
2a
2b
2a
2a
L
2b
L
220
2b
Момент сил C, воздействующий со стороны ушка 221b на поверхность 234b лапки 232b, уравновешивается коэффициентом полезного действия второй ступени 106 понижающего редуктора. Лапка 232b вставляется в ложемент 222b. Крутящий момент С двигателя имеет то же направление, что и момент сил C нагрузки. При этом равновесие усилий является отличным от равновесия, обеспечиваемого в процессе поднятия нагрузки. Момент сил C нагрузки уравновешивается при помощи усилий F и F. Первое усилие F соответствует реакции пружины, блокирующей нагрузку на уровне поверхности взаимодействия между поверхностью 234b лапки 232b пружины 230 и опорной поверхностью 224b выреза 222b ушка 221b выходной детали. Поскольку первое усилие F не позволяет компенсировать момент сил C нагрузки, выходная деталь 220 стремится поворачиваться по отношению к предшествующей опорной конфигурации вплоть до положения, в котором эта выходная деталь будет находиться в контакте с ее направляющим средством, образованным валом 270, жестко связанным с входной деталью 210. Таким образом, направляющее отверстие 228 выходной детали 220 по отношению к валу 270 входит в контакт с этим валом 270, создавая при этом второе усилие F, позволяющее уравновесить момент сил C нагрузки. Это усилие является радиальным по отношению к оси Х. Это усилие F создает трение в процессе движения нагрузки L в направлении ее опускания. Это трение тормозит движение нагрузки и добавляется к моменту сил торможения пружины. Оно способствует, таким образом, реактивности тормозного механизма. При этом время реакции этого тормозного механизма оказывается более быстрым, чем время реакции тормозного механизма, для которого такое трение не будет иметь места.
2b
Здесь следует отметить, что для этого способа реализации входная деталь 210 сама является центрированной по отношению к детали 240 трения благодаря цилиндрической оболочке, огибающая поверхность которой, не представленная здесь, взаимодействует с отверстием 241 детали трения. Вследствие этого упомянутое выше усилие F вызывает возникновение эквивалентного усилия, не представленного здесь, между входной деталью 210 и деталью 240 трения. Это эквивалентное усилие принимает участие в создании вторичного момента сил торможения, содействующего реактивности этого тормозного механизма.
М
L
Для того чтобы обеспечить возможность опускания нагрузки, необходимо освободить тормозной механизм. Для этого крутящий момент С двигателя приводит во вращательное движение выступ 211а входной детали вплоть до положения, в котором этот выступ начнет упираться в поверхность 233а лапки 232а пружины 230. В результате этого воздействия пружина 230 распускается, и выходная деталь 220 получает возможность поворачиваться благодаря моменту сил C нагрузки, причем детали 210 и 220 не находятся при этом в непосредственном контакте.
Функционирование тормозного механизма в соответствии со второй конфигурацией наматывания проиллюстрировано на фигурах 10 и 11.
L
1a
1b
1a
2a
М
L
При поднятии нагрузки, и как это представлено на фиг.10, момент сил C нагрузки уравновешивается при помощи усилий F и F, возникающих вследствие, с одной стороны, контакта между поверхностью 213а зубца 211а и поверхностью 223а ушка 221а, а с другой стороны, в результате контакта между внутренней поверхностью 217d отверстия 216d и поверхностью 227b выступающей части 226b. Поскольку эти усилия F и F являются уравновешенными, радиальный компонент результирующей крутящего момента С на выходной детали 220 является пренебрежимо малым. Таким образом, двигатель должен выдавать крутящий момент, превышающий момент сил C нагрузки, к которому добавляется только момент сил сопротивления тормозного механизма, который является следствием трения между пружиной 230 и деталью 240 трения. При этом вторичный момент сил торможения, возникающий вследствие трения между выходной деталью 220 и ее направляющим валом 270, является относительно малым или полностью отсутствует. Поверхности 223а и 227b образуют контактные поверхности выходной детали.
L
2a
2b
2a
2b
В процессе опускания нагрузки момент сил C этой нагрузки уравновешивается при помощи усилий F и F. При этом первое усилие F соответствует реакции пружины 230, блокирующей нагрузку L на уровне поверхности взаимодействия между поверхностью 234а лапки 232а пружины 230 и опорной поверхностью 224а выреза 222а ушка 221а. Второе усилие F соответствует усилию, локализованному на уровне направляющего вала 270 выходной детали 220, тогда как детали 210 и 220 не находятся в непосредственном контакте. Это трение создает радиальное усилие, тормозящее движение нагрузки. Таким образом, тормозной механизм реагирует достаточно быстро, поскольку вторичный момент сил торможения больше не становится пренебрежимо малым.
Два эти способа реализации описывают пружину тормозного механизма, концы которой отогнуты в направлении внутрь этой пружины. Разумеется, эти концы могут быть ориентированы и в направлении наружу. Другой вариант реализации состоит в сгибании концов упомянутой пружины в направлении, параллельном центральной оси этой пружины. При этом упомянутые лапки проходят в осевом направлении от одной до другой стороны пружины, удаляясь от центра этой пружины.
Кроме того, пружинный тормозной механизм не должен быть размещен специфическим образом между двумя ступенями понижающего редуктора. Он может быть расположен на выходе двигателя или на выходе понижающего редуктора.