ФРИКЦИОННОЕ ТОРМОЗНОЕ УСТРОЙСТВО
FRICTIONAL BRAKE UNIT

Изобретение относится к фрикционному тормозному устройству, в частности к приводам роликовых штор, маркиз и им подобных.
Известны фрикционные тормозные устройства для приводов роликовых штор (на которые в качестве примера и для простоты, будем ссылаться в дальнейшем), указанные устройства используются для торможения и/или замедления поворота ролика из-за веса роликовой шторы, которая намотана вокруг него. Пример таких устройств описан в полезной модели Италии № 0000227599, где конец вала электромотора размещается внутри цилиндрического посадочного места во втулке, коаксиальной ему и выполненной за одно целое с опорным диском для тормозного элемента, изготовленного из материала, который имеет высокий коэффициент трения.
Втулка имеет два боковых сквозных отверстия, которые диаметрально противоположны друг другу и которые связаны с цилиндрическим посадочным местом, тогда как конец вала имеет диаметральное сквозное отверстие, такое, что когда данный конец вала вставлен внутрь цилиндрического посадочного места втулки, отверстие конца вала и отверстия втулки могут быть выровнены относительно друг друга и в них может быть размещен стержень, который запрессовывается в отверстие конца вала. Стержень выступает из отверстия конца вала и сцепляет изнутри отверстия втулки, позволяя не только передавать поворотное движение между валом и диском при приведении вала в движение, но также смещать диск вдоль оси вала за счет давления стержня в осевом направлении на соответствующим образом профилированные стенки отверстий внутри втулки.
Осевое смещение диска заставляет тормозной элемент вступать в контакт или выходить из контакта со вторым неподвижным диском. Когда вал находится в движении, это заставляет поворачиваться стержень, который, действуя на профилированные стенки отверстий втулки, отодвигает первый диск от второго диска и тем самым вал может поворачиваться свободно. Когда же вал находится в состоянии покоя, пружина заставляет первый диск прижиматься ко второму диску, блокируя их относительное перемещение и, следовательно, блокируя вал и роликовую штору.
Стержень, когда он вставлен в вал через отверстия втулки, обеспечивает постоянное соединение между валом и втулкой, которые могут быть разделены только путем принудительной выемки стержня из отверстия вала и отверстий втулки. Недостаток, вытекающий из этого, состоит в том, что во время сборки требуется специальный инструмент для позиционирования различных компонентов, и только путем сложной операции возможно вставить вал во втулку, выровняв отверстия втулки с отверстием вала, и вставить стержень с усилием, и в то же время удерживать сжатую пружину на расстоянии от первого диска. При техническом обслуживании, чтобы отделить вал от первого диска, требуется вытолкнуть стержень из отверстия вала с помощью очень неудобной, длительной и трудной операции.
Целью настоящего изобретения является создание тормозного устройства, которое не имеет недостатков прототипа.
Эта цель достигается фрикционным тормозным устройством, содержащим приводной вал, фрикционный тормозной элемент и элементы для передачи движения между валом и тормозным элементом, выполненные с возможностью перемещения тормозного элемента в осевом направлении относительно вала между первым состоянием «тормоз сцеплен», в котором тормозной элемент блокирован путем контакта со сцепляющей поверхностью, и вторым состоянием «тормоз расцеплен», в котором тормозной элемент отведен от сцепляющей поверхности и имеет возможность поворачиваться, приводимый в движение валом, отличающимся тем, что передаточные элементы содержат средства непостоянного соединения, которые выполнены с возможностью осуществления сцепления и расцепления вала и тормозного элемента с относительным перемещением этих последних двух частей.
Основной отличительный признак изобретения состоит в наличии средств непостоянного соединения, которые выполнены с возможностью с помощью относительного перемещения вала и тормозного элемента соединить вместе вал и тормозной элемент, что позволяет значительно упростить операции сборки/разборки, в частности потому, что такая операция сцепления требует только ручного труда, без использования специальных инструментов.
Предпочтительно, средства непостоянного соединения содержат поперечный стержень (или эквивалентный этому выступ), который выполнен за одно целое с валом (или тормозным элементом) и который взаимодействует со стенками полости (или эквивалентной ей отверстия), сформированной в тормозном элементе (или валу). Посредством обеспечения полости, внутри которой перемещается стержень, каналом, являющимся путем для входа/выхода, или отверстием, которое позволяет отцепить стержень от полости, вал отцепляется от тормозного элемента простыми относительными перемещениями между валом и тормозным элементом, которые выполняются вручную, без использования инструментов.
Во время установки стержень вставляется внутрь полости так, чтобы обеспечить сцепление и передачу движения между валом и тормозным элементом. Если необходимо, с помощью обратной операции возможно извлечь стержень из вышеуказанной полости и на постоянной основе отделить вал от тормозного элемента, без специальных операций и без использования специальных инструментов. Указанный канал входа/выхода может быть отверстием, коаксиальным с валом, с преимуществом того, что сцепление/расцепление вала и тормозного элемента может происходить с помощью простой вставки вала в осевом направлении внутрь полости, дополнительно упрощая операции по сборке и разборке. Канал входа/выхода может быть выполнен просто путем профилирования стенок полости. Если полость сформирована на тормозном элементе, имеется возможность использовать стандартный мотор, без модификации его внутренних компонентов, за исключением обеспечения поперечного стержня, выполненного за одно целое с указанным валом, или эквивалентного элемента.
Если средства соединения встроены в вал или тормозной элемент, т.е. выполнены за одно целое с ними, получают компактную и недорогостоящую систему с малым числом составных частей.
Преимущества устройства согласно изобретению будут показаны более ясно в последующем описании предпочтительного варианта воплощения, которое ссылается на прилагаемые чертежи.
Фиг.1 - вид с пространственным разделением деталей привода роликовых штор, содержащих устройство согласно изобретению.
Фиг.2 - вид компонентов привода на фиг.1 в сборе.
Фиг.3 - вид в разрезе по плоскости Н-Н на фиг.2, когда диск на фиг.7 несвободен для поворота.
Фиг.4 и 5 - виды в разрезе по плоскости L-L на фиг.3 для двух рабочих состояний устройства.
Фиг.6 - второй вид в разрезе по плоскости Н-Н на фиг.2, когда диск на фиг.7 свободен для поворота.
Фиг.7 - аксонометрическое изображение передней стороны диска согласно изобретению.
Фиг.8 - аксонометрическое изображение задней стороны диска на фиг.7.
Фиг.9 - вид спереди фиг.7.
Фиг.10 - вид в разрезе по плоскости В-В на фиг.9.
Фиг.11 - вид в разрезе по плоскости А-А на фиг.9.
Фиг.12 - вид в разрезе по плоскости С-С на фиг.9.
Фиг.13 - вид, аналогичный фиг.9, с дополнительной плоскостью G-G сечения.
Фиг.14 - вид в разрезе по плоскости G-G на фиг.13.
Фиг.15 - вид сбоку диска на фиг.7.
Фиг.16-18 - показывают первый вариант воплощения устройства согласно изобретению в различных позициях сцепления.
Фиг.19 - показывает второй вариант воплощения устройства согласно изобретению.
На фиг.1 показаны компоненты устройства 10 согласно изобретению, которые размещаются внутри трубчатого корпуса (не показан) привода роликовых штор. Эти компоненты включают в себя вал 12 электромотора (не показан), коаксиальный с трубчатым корпусом и поддерживаемый подходящими подшипниками 13, только один из которых показан; упругое средство 14 (здесь, пружина), которые толкают опорную деталь 16, формирующую посадочное место для диска 20 (по выбору) с высоким коэффициентом трения (например, изготовленного из материала тормозной накладки) в направлении сцепляющего диска 18 (его поверхности) (например, изготовленного из материала тормозной накладки), крепящегося на корпусе 24, который в свою очередь размещен внутри трубчатого корпуса. Диск 16 имеет возможность скольжения в осевом направлении относительно вала 12 между двумя позициями: первая позиция «тормоз сцеплен», в которой диск 20 находится в контакте со сцепляющим диском 18, и вторая позиция «тормоз расцеплен», в которой они разведены; зубчатый передаточный шпиндель 26, который жестко соединен с диском 16 и который проходит через диск 20, сцепляющий диск 18 и корпус 24, чтобы соединиться кинематически с редуктором, соединенным с роликовыми ставнями (оба не показаны); элементы 22 передачи движения, размещенные между валом 12 и опорной деталью 16 и содержащие стержень 50, который вставляется разъемным образом в соответствующее отверстие 52 в одном конце 12а вала 12 и который взаимодействует с профилированными стенками полости 42, сформированной в опорной детали 16, как будет описано более подробно ниже. Общая функция элементов 22 состоит в отделении опорной детали 16 и тем самым диска 20 от сцепляющего диска 18 так, чтобы обеспечить, когда вал 12 поворачивается, их поворот как одно целое с диском 16, оставляя однако два диска 20 и 18 в контакте, когда вал 12 неподвижен, чтобы блокировать диск 16. Упругое средство 14 давит одновременно на подшипник 13 и кольцевой выступ 38 опорной детали 16 и выполнены с возможностью толкать последнюю в направлении сцепляющего кольца 18.
Фиг.2, 3 и 6 показывают компоненты, описанные выше, собранные вместе, показывая их взаимное расположение. Необходимо отметить, что сборка предусматривает:
i) вставку упругого средства 14 на конец 12а вала 12 (вдоль оси Х вала 12);
ii) вставку стержня 50 внутрь отверстия 52;
iii) вставку конца 12а и стержня 50 внутрь полости 42 в рабочую позицию для сцепления вала 12 с опорной деталью 16.
Чтобы расцепить вал 12 от опорной детали 16 так, что они примут расцепленное состояние, достаточно извлечь конец 12а из полости 42 с помощью операции, которая является обратной этапу iii).
В частности, как можно заметить на фиг.3 и 6, концы 50а, 50b стержня 50 располагаются в позиции около середины между наклонными поверхностями 44а, 44b и 45а, 45b, сформированными путем профилирования внутренних стенок полости 42, как будет пояснено более подробно ниже. На фиг.3 и 6 видны только две наклонные поверхности 44b и 45b.
Фиг.7-15 показывают подробно внешнюю и внутреннюю конструктивные формы опорной детали 16. Она содержит круглый удерживающий диск 30, внутри которого может быть размещен диск 20, который скошен в направлении его основания, продолжающийся цилиндрическим кольцевым выступом 38, который в свою очередь имеет внутри него осевую полость 42. Полость 42 идет внутрь опорной детали 16, частично закрыта в верхней части элементом 25 для зацепления/поддержки шпинделя 26 и имеет профиль, который симметричен относительно плоскости В-В симметрии опорной детали 16, причем индексы «а» и «b» используются для указания симметричных частей. Для простоты, в отдельных случаях ссылка делается на части, располагающиеся только на одной стенке полости 42. Полость 42 имеет входное отверстие, образованное, если смотреть на виде в плане, прямоугольной щелью 46 (фиг.8), которая имеет две идентичные вытянутые плоские боковые стенки 41b, 48b на длинной стороне и которая дополнительно имеет в ее центре круглое пустое пространство 47 с диаметром больше длины короткой стороны щели 46, с двумя полукруглыми стенками 49а, 49b. Входное отверстие полости 42 по существу соответствует форме сборочной единицы, состоящей из конца 12а вала 12 и стержня 50, а именно общие размеры щели 46 и пустого пространства 47 таковы, чтобы в них можно было вставить конец 12а и стержень 50, как показано на фиг.3.
Полость 42 содержит четыре идентичные наклонные поверхности 44а, 44b и 45а, 45b, которые противоположны и симметричны друг другу относительно плоскости D-D и располагаются соответственно по две с обеих сторон полости 42, обращенные друг к другу.
Полукруглые стенки 49b, 49а продолжаются внутри полости 42, сохраняя их радиус изгиба, и оканчиваются соответствующими полукруглыми стенками 43b, 43а с меньшей площадью поверхности.
Наклонные поверхности 44b и 45b (и соответственно наклонные поверхности 44а и 45а на другой стороне полости 45) соединены со стенками 41b и 48b плоскими стенками 51b и 53b, которые немного наклонены относительно плоскости В-В. Следовательно, стенки 51b, 53b и 43b с симметричными стенками 51а, 53а и 43а образуют конечную часть 55 полости 42, которая расширена относительно входной точки.
Как можно увидеть на фиг.3, 6 и 10, когда стержень 50 вставлен внутрь полости 42, его концы 50а, 50b располагаются перед наклонными поверхностями 44а, 44b и 45а, 45b. Чтобы способствовать пониманию чертежей на фиг.3, 6 и 10, продольная ось стержня 50 обозначена S и показана одна на фиг.10, чтобы пояснить здесь позиционирование стержня 50 внутри полости 42. Необходимо понимать, что так как полость 42 полностью закрывает стержень 50, последний может быть вставлен внутрь отверстия 52 без его фиксации, упрощая сборку тормозного устройства 10.
Устройство 10 работает следующим образом (см., в частности, фиг.3, 4, 5 и 6). Когда вал 12 неподвижен (фиг.3 и 4), упругие средства 14 прижимают опорную деталь 16 к сцепляющему кольцу 18, предотвращая относительный поворот последних двух частей за счет трения между дисками 18 и 20. Поворот шпинделя 26, соединенного с опорной деталью 16, блокируется и роликовые шторы неподвижны.
Когда вал 12 поворачивается (фиг.5 и 6), стержень 50 также поворачивается. Своими концами 50а, 50b он давит на наклонные поверхности 44а, 45b или 44b, 44а, в зависимости от направления поворота, и скользит по ним, толкая опорную деталь 16 в осевом направлении к упругим средствам 14, преодолевая их сопротивление. В результате диск 20 отходит от сцепляющего диска 18 на некоторое расстояние, обозначенное Δ на фиг.6. Этот отвод и сила давления концов 50а,50b на стенки 51b и 53а (или 51а и 53b, в зависимости от направления поворота) позволяют опорной детали 16 поворачиваться как одно целое с валом 12 и тем самым позволяют поворачивать шпиндель 26 и далее роликовые шторы.
Очевидно, что расцепление тормоза в устройстве 10 осуществляется в обоих направлениях поворота вала 12 за счет симметричности полости 42 и наклонных поверхностей 44а, 44b, 45а, 45b.
Вариант 100 устройства показан схематически на фиг.16-18. Для этого варианта и последующего варианта используются префиксы «1» и «2» соответственно для частей, которые функционально эквивалентны уже описанному варианту 10 устройства, которому должны считаться идентичными все части (не показаны) этих вариантов. Приводной вал 112 сцепляется с опорной деталью 116, которая коаксиальна и выполнена за одно целое с фрикционным диском (опционален и не показан). Опорная деталь 116 имеет на ее краю с одного конца выступающий радиально элемент 150 (например, палец или стержень, вставленный в соответствующее посадочное место, или головка винта, и т.д.), который может быть зацеплен между стенками канавки 142, сформированной на поверхности вала 112 и имеющей форму буквы «Y». Материал с высоким коэффициентом трения (не показан) фиксируется на другом конце опорной детали 116. Канавка 142 идет до конца 112а вала 112, направленного к опорной детали 116, чтобы позволить во время сборки (см. фиг.17) вставку элемента 150 простым перемещением вдоль оси 1Х вала 112. Когда вал 112 вставлен внутрь опорной детали 116 достаточным образом и элемент 150 располагается в вершине двух сходящихся наклонных секций канавки 142 (см. фиг.18), вал 112 и втулка 138 кинематически соединяются вместе.
Устройство 100 работает следующим образом. Когда вал 112 неподвижен, он располагается в позиции, показанной на фиг.18, и опорная деталь 116 удерживается прижатой к сцепляющей поверхности фрикционного диска с помощью упругих средств (не показаны), которые стремятся отодвинуть ее в осевом направлении от вала 112. Когда же вал 112 поворачивается, элемент 150 принуждается профилем канавки 142 перемещаться вдоль наклонной секции буквы «Y», выполняя перемещение вдоль оси 1Х по направлению к валу 112, обратном упругим средствам. Когда элемент 150 достигает конца наклонной секции буквы «Y», опорная деталь 116 больше не перемещается, но только удерживается поворачивающимся валом 112. Осевое перемещение опорной детали 116 и тем самым фрикционного диска является достаточным, чтобы отсоединить последний от неподвижной сцепляющей поверхности, на которой он удерживался неподвижным до этого с помощью трения, позволяя ему поворачиваться.
Другой вариант 200, показанный на фиг.19, содержит кольцевой выступ 238 для сцепления между валом 212 и опорной деталью 216, выполненную за одно целое и коаксиальную с кольцевым выступом 238, для материала с высоким коэффициентом трения (по выбору). Кольцевой выступ 238 имеет входную часть 245, имеющую боковое сквозное отверстие 242, которое выполнено с возможностью размещения элемента 250, выступающего радиально от вала 212 (например, палец или стержень, вставленный в подходящее посадочное место, или головка винта, и т.д.). Конец элемента 250 может быть вставлен внутрь отверстия 242 через канал вставки, состоящий из двух канавок на корпусе кольцевого выступа 238; первая приемная канавка 298, параллельная оси 2Х вала 212, и вторая приемная канавка 299, перпендикулярная и связанная с первой канавкой, и которая соединяет отверстие 242 с входной частью 245 кольцевого выступа 238. Отверстие 242 имеет стенки такой формы, что когда конец элемента 250 вставлен в него, обе части функционируют, как уже было описано, чтобы передать движение между валом 212 и опорной деталью 216 или чтобы осуществить осевое смещение опорной детали 216 в направлении вала 212 от упругих средств (не показаны), которые стремятся отодвинуть опорную деталь 216 от вала 212 и прижать к сцепляющей поверхности. При такой конструкции очевидно, что сборочная единица, состоящая из элемента 250 и отверстия 242, образует средства, используемые для передачи движения от вала 212 к опорной детали 216, и две канавки 298, 299 являются средствами, через которые вал 212 и опорная деталь 216 имеют возможность сцепляться друг с другом непостоянным образом с помощью относительного перемещения вала 212 и опорной детали 216. Элемент 250 перемещается между стенками отверстия 242, не имея возможности выйти из него, во время работы привода, тогда как во время установки или технического обслуживания он может быть выведен из отверстия 242 посредством простой операции, заставляя его скользить вдоль канала вставки/извлечения, состоящего из двух канавок 298, 299 путем ручного перемещения вала 212. Путем обратного перемещения можно переместить элемент 250 снова внутрь отверстия 242 и сцепить элемент 250 с кольцевым выступом 238. Более того, ясно, что канал вставки/извлечения не оказывает влияния во время работы привода.
С помощью дополнительного варианта возможно использовать устройство, подобное описанному в известном уровне техники, но обеспечивая вал стержнем, который толкается пружиной и имеет возможность полностью разместиться внутри него. Достаточно толкнуть стержень внутрь вала, временно устраняя его вылет, и извлечь/вставить в осевом направлении вал в/из отверстий в втулке. В любом случае другие системы для быстрого сцепления/освобождения вала и втулки возможны.
Ясно, что изобретение может также использоваться в системах, отличных от фрикционной системы, например электромагнитный тормоз.
Тем самым понятно, что устройства согласно изобретению решают проблемы прототипа. Все, что фактически требуется, это относительное перемещение, чтобы иметь возможность соединить кинематически вместе вал и фрикционный диск, и обратное перемещение, чтобы разделить их на постоянной основе, без помощи инструментов или сложных операций.