Способ торможения с универсальной самоцентрирующейся системой
BRAKING METHOD WITH UNIVERSAL SELF-CENTERING SYSTEM

Способ торможения с универсальной самоцентрирующейся системой.
Изобретение относится к системам управления тормозами транспортных средств и их элементам.
Изобретение может быть использовано в любой области промышленности, где есть задачи торможения вращающихся объектов.
Известны способы и устройства торможения с использованием фрикционных пар, связанных с колесами транспортного средства. Например, RU 2174079 C2, RU 2127678 C1.
Недостатком этих устройств является то, что эти способы и устройства используют вращающиеся относительно друг друга фрикционные пары, где и происходит выделение энергии торможения.
Целью изобретения является реализация способа торможения без использования фрикционных пар, вращающихся друг относительно друга.
Поставленная цель достигается тем, что в способе торможения с универсальной самоцентрирующейся системой используется универсальная самоцентрирующаяся система, которая содержит внешнее и внутреннее основания, на основаниях закреплены ролики, шестерни или звездочки вращения, которые соединены между собой замкнутым тросом, цепью или ремнем, входной вал соединен с внешним основанием и совпадает по направлению движения с валом на внутреннем основании, коаксиально с шестернями внешнего основания закреплены тормозные шестерни разного диаметра, передающие вращающий момент тормозному валу, вращающий момент с входного вала на тормозной вал передают путем смещения оси вала на внутреннем основании относительно оси входного вала. Так как тормозные шестерни отличаются диаметрами, но одновременно касаются тормозного вала и пытаются его вращать с разной скоростью, то неизбежно происходит торможение тормозного вала и вместе с ним входного вала. Вся энергия торможения выделяется на шестернях и цепи. Устройство для реализации способа не содержит вращающихся фрикционных пар.
Универсальная самоцентрирующаяся система известна из изобретений : ( RU  2014106630 A , RU 2014106628 A, RU 2014106627 A, RU 2014106146 A, RU 2013157051 A, RU 2013154311 A,RU 2013153163A, RU 2013152649 A, RU 2013148896 A, RU 2013145988 A, RU 2013145987 A, RU 2013145253 A, RU 2013144445 A, RU 2013144444 A, RU 2013142690 A, RU 2013142204 A, RU 2013142203 A), DE 102013019629A1, DE 102013019628A1, DE 102013019627A1, DE 102013019593A1, DE 102013019592A1, DE 102013019404A1, DE 102013019402A1, DE 102012018132A1, DE 102012018131A1, DE 102012017180A1, DE 102012016380A1, DE 102012016314A1, DE 102012013308A1, DE 102012012586A1, DE 102012002076A1, DE 102012001232A1, DE 102012000316A1).
Универсальная самоцентрирующаяся система имеет внешнее и внутреннее основания, расположенные в одной плоскости. Внешнее основание охватывает внутреннее основание. На каждом основании закреплены три или более роликов или шестерней вращения. Число роликов на каждом основании одинаково. Каждый ролик может быть заменен на два ролика замены для того, чтобы использовать участок троса, ремня или цепи между роликами для натяжения. Воздействие силы натяжения на участок троса, цепи или ремня между роликами замены не влияет на свойства универсальной самоцентрирующейся системы. Способ натяжения ремня, троса или цепи известен из изобретения: (RU 2013147711 A). В приведенных изобретениях использовались статические свойства универсальной самоцентрирующейся системы. В изобретении использовано одно из динамических свойств универсальной самоцентрирующейся системы: совместное вращение внутреннего и внешнего оснований возможно даже при несовпадении осей вращения оснований. Это означает, что внутреннее и внешнее основания могут вращаться каждое относительно своих не совпадающих осей вращения при воздействии вращающего момента на одно из оснований.
В примере конкретного исполнения устройства, объясняющего способ, используется универсальная самоцентрирующаяся система, содержащая внутреннее основание 1 и внешнее основание 2. На внутреннем основании 1 закреплены с возможностью вращения шестерни 3, 4, 5. На внешнем основании 2 закреплены шесть шестерней вращения 6, 7, 8, 9, 10, 11, оси которых закреплены в подшипниках 18. На одной оси с шестернями 6, 7, 8, 9, 10, 11 закреплены тормозные шестерни 12, передающие вращающий момент на шестерню тормозного вала 13. Между парами шестерней 6-7, 8-9, 10-11 включены шестерни натяжения 20, которые подпружинены пружиной 19. Шестерни 20 не влияют на свойства универсальной самоцентрирующейся системы, так как воздействуют на участки цепи 15 между роликами одного, в данном случае внешнего, основания. Входной вал 17 соединен с внешним основанием и имеет общую с ним ось. Внутреннее основание 1 имеет вал 16, ось которого, при отсутствии поперечной нагрузки на этот вал, совпадает с осью вращения внешнего основания и вала 17.
При совпадении осей внутреннего и внешнего оснований, как показано на фиг. 9, и наличии вращающего момента на одном из оснований оба основания вращаются с одинаковой угловой скоростью. Все шестерни и цепь остаются неподвижными. Тормозной вал 13 вращается вместе с основаниями.
При смещении оси 16 внутреннего основания относительно осей внешнего вала и выходного вала происходит вынужденное перемещение цепи 15 вдоль своего периметра и соответственно вращение шестерней 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 20. При этом вращающий момент будет передаваться тормозными шестернями 12 на тормозной вал 13. Вращающий момент может быть приложен к входному валу 17, соединенному с внешним основанием, или к валу 16 внутреннего основания. Величина смещения цепи 15 и угол поворота шестерней за один оборот основания 2 будет пропорциональна величине смещения оси 16 относительно оси вала 17 внешнего основания. Время торможения будет зависеть от величины смещения оси 16 и разницы диаметров шестерней 12. Чем больше разница в диаметрах тормозных шестерней 12, тем быстрее будет стопориться тормозной вал и вместе с ним входной вал 17.
Ориентировочное значение смещения цепи 15 за один оборот можно оценить, используя схему на фигуре 7. Шестерня 6 и шестерня 3 при повороте основания 2 на 120 градусов займут положение шестерней 10 и 5. При этом отрезок 21 цепи 15 длиной 231,92 займет положение отрезка 14 цепи и увеличит свою длину до 434,53. За полный оборот цепь переместится на величину (434,53 - 231,92)⋅3=607,83. При диаметре 100 шестерней 6, 7, 8, 9, 10, 11 они повернутся за один оборот внешнего основания на величину 607,83/ 3,14⋅100 = 1,936 оборотов. При передаточном отношении между шестернями 12 и шестерней выходного вала 13, равном 0,5, за один оборот входного вала 17 выходной вал повернется тоже на один оборот при смещении оси 16 на 100, при этом диаметр внешнего основания имеет ориентировочное значение 1000. Устройство для реализации способа может содержать универсальную самоцентрирующуюся систему с замкнутым ремнем, тросом или цепью. При этом на основаниях могут быть закреплены ролики, шестерни или звездочки вращения.
В предлагаемом способе реализации сцепления нет трущихся вращающихся относительно друг друга частей. Зубчатое зацепление всех частей является постоянным и не переключаемым. Передача вращательного момента с входного вала на тормозной вал осуществляется плавно с начальной скоростью равной нулю.
На фигуре 1 представлено устройство для реализации способа торможения.
На фигуре 2 представлено устройство для реализации способа торможения, вид с обратной стороны.
На фигуре 3 представлен разрез устройства со смещением оси внутреннего основания относительно оси внешнего основания.
На фигуре 4 представлено расположение пружины для натяжных шестерней.
На фигуре 5 представлен вид спереди устройства при совпадении осей внешнего и внутреннего оснований.
На фигуре 6 представлен вид сзади устройства при совпадении осей внешнего и внутреннего оснований.
На фигуре 7 представлена схема для ориентировочной оценки величины смещения цепи при несовпадающих осях внутреннего и внешнего оснований.
На фигуре 8 представлено устройство для реализации способа торможения, вид сбоку.
На фигуре 9 представлено расположение шестерней и цепи при совпадении осей оснований.