ТОРМОЗНОЕ УСТРОЙСТВО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ МАШИНЫ
BRAKING SYSTEM OF TECHNOLOGICAL MACHINE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к технологическим машинам, в частности к механизированному инструменту.
Уровень техники
Из публикации DE 19510291 А1 (ближайший аналог изобретения) известно тормозное устройство переносной технологической машины, преимущественно ручной машины, содержащее по меньшей мере один механический тормозной узел, имеющий по меньшей мере один тормозной элемент, подвижно установленный с возможностью его перевода в положение торможения и/или в расторможенное положение за счет момента инерции и/или за счет движущего момента привода, и содержащее по меньшей мере один ведомый узел, имеющий по меньшей мере один выполненный в виде зубчатого колеса ведомый элемент и приводимый в движение посредством приводного узла переносной технологической машины с обеспечением передачи создаваемых приводным узлом сил и/или крутящих моментов на рабочий инструмент технологической машины. Для перевода тормозного элемента в положение торможения и/или в расторможенное положение тормозной узел имеет управляющие элементы с наклонными поверхностями, предусмотренные для того, чтобы за счет момента инерции и/или за счет движущего момента привода переводить тормозной элемент, перемещая его параллельно оси вращения ведомого элемента, в положение торможения и/или в расторможенное положение.
Раскрытие изобретения
Исходя из описанного выше ближайшего аналога, в основу изобретения была положена задача создания компактного тормозного устройства переносной технологической машины, которое можно было бы конструктивно простым образом встраивать в уже существующие переносные технологические машины с использованием уже имеющегося конструктивного пространства.
Эта задача решена в соответствии с изобретением за счет того, что тормозной узел имеет по меньшей мере один управляющий элемент, предусмотренный для того, чтобы по меньшей мере в одном рабочем состоянии
перемещать тормозной элемент по меньшей мере по существу перпендикулярно оси вращения ведомого элемента. Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в обеспечении компактности тормозного устройства и возможности его встраивания конструктивно простым образом в уже существующие переносные технологические машины.
Особенно предпочтительно, чтобы тормозной узел был способен затормаживать вращательное движение, обусловленное моментами инерции ведомого вала ведомого узла, в частности шпинделя, и/или установленного на ведомом валу рабочего инструмента, при отключении переносной технологической машины. Под переносной технологической машиной здесь понимается, в частности, технологическая машина, прежде всего ручная машина, которую оператор может транспортировать без использования для этого транспортных машин. Переносная технологическая машина имеет массу, составляющую, в частности, менее 50 кг, предпочтительно - менее 20 кг и особенно предпочтительно - менее 10 кг. Слово "предусмотренный" следует понимать, в частности, как установленный, выполненный и/или оснащенный специально для выполнения определенной функции.
Как указано выше, под механическим тормозным узлом здесь понимается, в частности, тормозной узел, предусмотренный для того, чтобы за счет момента инерции и/или за счет движущего момента привода переводить тормозные элементы тормозного узла в положение торможения и/или в расторможенное положение, в частности без привязки к какой-либо магнитной силе. Под положением торможения здесь понимается, в частности, положение тормозного элемента, в котором к движущемуся конструктивному элементу по меньшей мере в одном рабочем состоянии прикладывается по меньшей мере одно тормозное усилие, обеспечивающее уменьшение скорости этого конструктивного элемента, в частности, по меньшей мере более чем на 50%, предпочтительно - по меньшей мере более чем на 65% и особенно предпочтительно - по меньшей мере более чем на 80%. Под расторможенным положением здесь понимается, в частности, положение тормозного элемента, в котором воздействие тормозного усилия на движущийся конструктивный элемент для уменьшения его скорости по меньшей мере в основном исключается.
Механический тормозной узел предпочтительно предусмотрен для того, чтобы затормаживать вышеупомянутый конструктивный элемент в течение промежутка времени, составляющего, в частности, более 0,1 с, предпочтительно
- более 0,5 с, особенно предпочтительно - менее 3 с, от рабочей скорости до скорости, составляющей, в частности, менее 50% рабочей скорости, предпочтительно - менее 20% рабочей скорости, а особенно предпочтительно - до скорости 0 м/с. При этом тормозной элемент имеет по меньшей мере одну зафиксированную на нем тормозную накладку. Тормозная накладка может быть зафиксирована на тормозном элементе посредством соединения с геометрическим замыканием, с силовым замыканием и/или посредством неразъемного соединения, обеспечиваемого силами межмолекулярного или межатомного сцепления, таких, например, как клеевое соединение, заклепочное соединение, резьбовое соединение или соединение, полученное методами спекания или литья под давлением и т.д. При этом тормозная накладка может быть выполнена из спеченного материала, органического материала, углеродного материала (карбона), керамики или иного подходящего с точки зрения специалиста материала. Предпочтительно, чтобы тормозной элемент был подвижно установлен относительно ведомого вала ведомого узла, в частности шпинделя, в частности, чтобы тормозной элемент был установлен с возможностью вращения вокруг оси вращения ведомого вала на угол, составляющий более 2°, предпочтительно - составляющий более 5° и особенно предпочтительно - составляющий менее 45°. Под подвижностью установки здесь понимается, в частности, установка тормозного элемента таким образом, что тормозной элемент, в частности без учета его возможной упругой деформации, имеет возможность перемещения вдоль по меньшей мере одного пути, составляющего более 1 мм, предпочтительно - более 10 мм и особенно предпочтительно - более 50 мм, и/или имеет возможность перемещения вокруг по меньшей мере одной оси на угол, составляющий более 5°, предпочтительно - более 20° и особенно предпочтительно - менее 45°. Особенно предпочтительно, чтобы тормозной элемент был установлен подвижно по меньшей мере относительно управляющего элемента.
Под ведомым узлом здесь понимается, в частности, узел, приводимый в движение посредством приводного узла и передающий силы и/или крутящие моменты, создаваемые приводным узлом, на рабочий инструмент. Предпочтительно, чтобы ведомый элемент ведомого узла был выполнен в виде зубчатого колеса. Особенно предпочтительно, чтобы ведомый элемент был выполнен в виде ведомого конического зубчатого колеса. Вместе с тем, ведомый элемент может иметь другое целесообразное с точки зрения специалиста исполнение, например, может быть выполнен в виде вала и т.д.
Предпочтительно, чтобы ведомый узел был выполнен в виде угловой передачи. Под угловой передачей здесь понимается, в частности, механическая передача, выходной вал которой расположен под углом к входному валу, причем оси вращения входного вала и выходного вала предпочтительно имеют общую точку пересечения. Под расположением (валов) под углом здесь понимается, в частности, расположение одной оси относительно другой оси, в частности расположение двух пересекающихся осей, при котором две оси образуют угол, отличный от 180°. Предпочтительно, чтобы ось вращения входного вала и ось вращения выходного вала в собранном состоянии выполненного в виде угловой передачи ведомого узла образовывали угол 90°. Под входным валом здесь понимается, в частности, вал, вводящий силы и/или крутящие моменты в ведомый узел, выполненный в виде угловой передачи. Под выходным валом здесь понимается, в частности, вал, прежде всего шпиндель ведомого узла, передающий силы и/или крутящие моменты, например, на рабочий инструмент, соединенный с выходным валом с фиксацией от проворачивания относительно него. Под соединением с фиксацией от проворачивания понимается, в частности, соединение, обеспечивающее передачу крутящего момента и/или вращательного движения по меньшей мере по существу без его изменения. Под передачей крутящего момента и/или вращательного движения по меньшей мере по существу без его изменения здесь понимается, в частности, полная, за исключением обусловленных трением и/или допусками потерь, передача сил и/или крутящих моментов с одного конструктивного элемента на другой конструктивный элемент. Под по существу перпендикулярной ориентацией определенного направления относительно направления отсчета здесь понимается, в частности, то, что указанное направление и направление отсчета, в частности при их рассмотрении в одной плоскости, образуют между собой угол 90°, и максимальное отклонение от этого угла составляет, в частности, менее 8°, предпочтительно - менее 5° и особенно предпочтительно - менее 2°. Благодаря предлагаемому в изобретении выполнению тормозного устройства технологической машины тормозное усилие, используемое для затормаживания движущегося конструктивного элемента, в частности выполненного в виде шпинделя выходного вала ведомого узла, создается конструктивно простым образом. Таким образом, изобретение позволяет затормаживать вращательное движение, обусловленное моментом инерции рабочего инструмента, при отключении переносной технологической машины.
Кроме того, по меньшей мере в одном рабочем состоянии управляющий элемент может взаимодействовать посредством геометрического замыкания с удерживающим элементом тормозного элемента. Удерживающий элемент целесообразно предусмотреть для того, чтобы посредством его взаимодействия с управляющим элементом удерживать тормозной элемент в расторможенном положении и/или в положении торможения и/или перемещать тормозной элемент в расторможенное положение и/или в положение торможения, в частности по траектории движения, заданной взаимодействием управляющего элемента и удерживающего элемента. Предпочтительно, чтобы по меньшей мере в одном рабочем состоянии удерживающий элемент и управляющий элемент зацеплялись друг за друга. При этом в особенно предпочтительном исполнении управляющий элемент выполнен с крюкообразным выступом, предусмотренным для того, чтобы посредством геометрического замыкания взаимодействовать с удерживающим элементом, который выполнен соответственно крюкообразному выступу. В альтернативном исполнении тормозного устройства технологической машины управляющий элемент по меньшей мере в одном рабочем состоянии входит в удерживающий элемент, т.е. в соответствующую впадину в нем. Вместе с тем, также возможен вариант осуществления изобретения, в котором удерживающий элемент по меньшей мере в одном рабочем состоянии входит в управляющий элемент, т.е. в соответствующую впадину в нем. Предпочтительно, чтобы удерживающий элемент был выполнен за одно целое с тормозным элементом. Под выполнением элементов за одно целое понимается, в частности, по крайней мере, неразъемное (обеспечиваемое силами межмолекулярного или межатомного сцепления) соединение этих элементов, например сварное, клеевое соединение, приформовывание методом литья под давлением и/или соединение иным целесообразным с точки зрения специалиста методом, и/или, что предпочтительно, выполнение элементов в виде одного изделия, например, путем изготовления из одной отливки и/или путем изготовления методом одно- или многокомпонентного литья под давлением и, что предпочтительно, из одной заготовки. Вместе с тем, удерживающий элемент также может быть соединен с тормозным элементом за счет геометрического и/или силового замыкания. В этом варианте осуществления изобретения достигается надежность удерживания тормозного элемента в расторможенном положении, в котором тормозное усилие не создается.
Предпочтительным является соединение управляющего элемента с ведомым элементом с фиксацией от взаимного проворачивания. При этом предпочтительно, чтобы управляющий элемент был выполнен за одно целое с ведомым элементом. В альтернативном исполнении управляющий элемент соединен с ведомым элементом с фиксацией от проворачивания относительно него посредством резьбового соединения. Вместе с тем, управляющий элемент также может быть соединен с ведомым элементом посредством другого подходящего с точки зрения специалиста соединения с геометрическим замыканием, с силовым замыканием и/или посредством неразъемного соединения, обеспечиваемого силами межмолекулярного или межатомного сцепления, таких, например, как клеевое соединение, заклепочное соединение, резьбовое соединение или соединение, полученное методами спекания или литья под давлением и т.д. В этом варианте осуществления изобретения перемещение тормозного элемента в зависимости от движения ведомого элемента обеспечивается конструктивно простым образом. Соответственно, при прерывании передачи крутящего момента на ведомый элемент для перемещения тормозного элемента можно использовать движение ведомого элемента относительно выходного вала ведомого узла, в частности шпинделя. Преимуществом этого варианта осуществления изобретения является возможность перемещения тормозного элемента без использования дополнительных электрических и/или электронных компонентов.
Далее, тормозной узел может иметь по меньшей мере один поводковый элемент, на котором тормозной элемент установлен с возможностью поворота. Предпочтительно, чтобы поводковый элемент был соединен с ведомым валом ведомого узла, в частности шпинделя, с фиксацией от проворачивания относительно него. Таким образом, поводковый элемент вместе с ведомым валом предпочтительно установлен подвижно относительно ведомого элемента. Предпочтительным является выполнение тормозного элемента в виде рычажной тормозной колодки, установленной своим концом на поводковом элементе с возможностью поворота. Тормозной элемент может поджиматься посредством упругого элемента тормозного узла относительно поводкового элемента в направлении расторможенного положения и/или в направлении положения торможения. При этом упругий элемент может быть выполнен в виде пружины сжатия, в виде пружины растяжения, витой пружины кручения, листовой пружины, пружинной ленты или может представлять собой иной упругий элемент, подходящий с точки зрения специалиста. Это вариант осуществления изобретения позволяет конструктивно простым образом использовать центробежную силу для перемещения тормозного элемента в положение торможения и/или в расторможенное положение.
В преимущественном варианте осуществления изобретения тормозной узел имеет по меньшей мере один ответный тормозной элемент, который охватывает тормозной элемент по меньшей мере частично в окружном направлении, если смотреть в плоскости, простирающейся перпендикулярно оси вращения ведомого элемента. Особенно предпочтительно, чтобы ответный тормозной элемент посредством взаимодействия с тормозным элементом преобразовывал кинетическую энергию, в частности кинетическую энергию движущегося относительно ответного тормозного элемента шпинделя и/или кинетическую энергию движущегося относительно ответного тормозного элемента тормозного элемента, в тепловую энергию. При этом для создания тормозного усилия, противодействующего вращательному движению шпинделя, тормозной элемент и ответный тормозной элемент вводятся в непосредственный контакт друг с другом. Ответный тормозной элемент может быть выполнен из спеченной бронзы, стали, азотированной стали, алюминия или стали и/или металла, подвергнутой(-го) другому виду обработки поверхности. Таким образом, механический тормозной узел предпочтительно выполнен в виде фрикционного тормоза. В этом варианте осуществления изобретения тормозное усилие создается конструктивно простым образом посредством взаимодействия тормозного элемента и ответного тормозного элемента.
Преимущественным является выполнение ответного тормозного элемента в виде тормозного барабана. Тормозной барабан в его особенно предпочтительном исполнении имеет цилиндрическую форму, в частности со своей обращенной к тормозному элементу стороны. Вместе с тем, тормозной барабан также может иметь иную форму, подходящую с точки зрения специалиста, например коническую, обратноконическую, вогнутую, выпуклую и т.д. Кроме того, тормозной барабан также может быть выполнен перфорированным и/или может иметь на обращенной к тормозному элементу выемки в виде желобков и т.п., предусмотренные, например, для отвода смазки от поверхности контакта между тормозным элементом и тормозным барабаном. Тормозной барабан, в частности его обращенная к тормозному элементу сторона, проходит, если смотреть в плоскости, перпендикулярной оси вращения ведомого элемента, на 360° в окружном направлении. Особенно предпочтительна неподвижная установка тормозного барабана в опорном фланце и/или в корпусе редуктора ведомого узла. Целесообразно, чтобы тормозной барабан был соединен с опорным фланцем и/или корпусом редуктора посредством соединения с силовым, геометрическим замыканием и/или неразъемного соединения, обеспечиваемого силами межмолекулярного или межатомного сцепления. Также возможно выполнение опорного фланца и/или корпуса редуктора за одно целое с тормозным барабаном, например из одной отливки. Опорный фланец и/или корпус редуктора могут изготавливаться из металла, металлического сплава и/или из пластмассы. Опорный фланец и/или корпус редуктора предпочтительно изготавливать в виде металлической литой детали. Преимуществом данного варианта осуществления изобретения является возможность выполнения механического тормозного узла в виде фрикционного тормоза.
Кроме того, тормозной узел может содержать по меньшей мере один кулачковый механизм, имеющий по меньшей мере один кулачковый профиль, взаимодействующий с управляющим элементом для перемещения тормозного элемента. Под кулачковым механизмом здесь понимается, в частности, механизм, который вследствие движения управляющего элемента и вследствие его взаимодействия с кулачковым профилем управляет конструктивным элементом, который вследствие этого совершает перемещение, заданное взаимодействием управляющего элемента и кулачкового профиля. Кулачковый профиль предпочтительно выполнять в виде кулачкового паза. Под кулачковым пазом здесь понимается, в частности, впадина в материале детали, в которую для создания движения входит управляющий элемент, причем управляющий элемент и кулачковый паз являются подвижными, в частности относительно друг друга. Посредством кулачкового механизма конструктивно простым образом обеспечивается заданная траектория движения тормозного элемента при его перемещении движения из расторможенного положения и/или из положения торможения.
Предпочтительно, чтобы кулачковый профиль был расположен на тормозном элементе или в нем. Особенно предпочтительно, чтобы тормозной элемент в альтернативном выполнении тормозного устройства технологической машины был выполнен за одно целое с поводковым элементом. При этом целесообразно, чтобы тормозной элемент был установлен с возможностью поворота относительно поводкового элемента посредством упругоэластичного участка поводкового элемента и/или посредством выполненного за одно целое с тормозным элементом и поводковым элементом пленочного шарнира и т.д. Преимуществом этого варианта является компактность тормозного устройства технологической машины.
В еще одном альтернативном варианте осуществления изобретения тормозной узел выполнен в виде сборочного модуля (сборочной единицы). Под сборочным модулем здесь понимается, в частности, конструктивное исполнение узла, при котором предварительно собирают несколько деталей, и узел как единое целое устанавливают в систему в целом, в частности в переносную технологическую машину. Предпочтительно, чтобы сборочный модуль имел по меньшей мере один крепежный элемент, предусмотренный для разъемного соединения сборочного модуля с системой в целом. Предпочтительно, чтобы для отделения сборочного модуля от системы нужно было отсоединить, в частности, менее 10 крепежных элементов, предпочтительно - менее 8 крепежных элементов, а особенно предпочтительно - менее 5 крепежных элементов. Особенно предпочтительно, чтобы крепежные элементы были выполнены в виде винтов. Вместе с тем, крепежные элементы могут быть выполнены и в виде других подходящих с точки зрения специалиста элементов, таких, например, как быстрозажимные элементы, крепежные элементы с безынструментальным управлением (не требующие применения вспомогательного инструмента для их установки и снятия) и т.д. Предпочтительно, чтобы в отсоединенном от системы в целом состоянии была гарантированно обеспечена по меньшей мере одна функция сборочного модуля. Особенно предпочтительно, чтобы сборочный модуль мог сниматься (демонтироваться) конечным пользователем. Таким образом, сборочный модуль выполнен в виде сменного узла, который можно заменить другим сборочным модулем, например, в случае неисправности сборочного модуля или расширения набора функций и/или изменения функций системы в целом. Конструктивное выполнение тормозного узла в виде сборочного модуля обеспечивает широкий спектр применения тормозного устройства технологической машины. Далее, конструктивно простым образом достигается возможность встраивания тормозного узла в уже существующие переносные технологические машины. Кроме того, это позволяет эффективно поддерживать производственные издержки на низком уровне.
Объектом изобретения является также переносная технологическая машина, прежде всего ручная машина, с предлагаемым в изобретении тормозным устройством. При этом переносная технологическая машина может быть выполнена в виде угловой шлифовальной машины, в виде дрели, в виде ручной циркулярной пилы, в виде отбойного молотка и/или в виде перфоратора и т.д. Техническим результатом является возможность эффективного достижения высокого уровня безопасности эксплуатации переносной технологической машины оператором.
При этом предлагаемое в изобретении тормозное устройство технологической машины и/или предлагаемая в изобретении переносная технологическая машина не ограничиваются рассмотренными в описании применением изобретения и вариантом его осуществления. В частности, предлагаемое в изобретении тормозное устройство технологической машины и/или предлагаемая в изобретении переносная технологическая машина для реализации описанного принципа работы может/могут иметь число отдельных элементов, деталей и узлов, отличное от указанных в описании.
Краткое описание чертежей
Другие преимущества изобретения выявляются в нижеследующем описании его осуществления, поясняемом чертежами. На чертежах в качестве примеров представлены варианты осуществления изобретения. На чертежах, в описании и в формуле изобретения многочисленные признаки содержатся в определенной комбинации. Исходя из целесообразности, специалист сможет также рассматривать эти признаки в отдельности и объединять их в другие рациональные комбинации. На чертежах показано:
на фиг.1 - схематическое изображение предлагаемой в изобретении технологической машины, содержащей предлагаемое в изобретении тормозное устройство,
на фиг.2 - схематический вид в разрезе корпуса редуктора, снятого с корпуса двигателя предлагаемой в изобретении переносной технологической машины, а также предлагаемого в изобретении тормозного устройства,
на фиг.3 - еще один схематический вид в разрезе корпуса редуктора и предлагаемого в изобретении тормозного устройства технологической машины в незаторможенном состоянии,
на фиг.4 - другой схематический вид в разрезе корпуса редуктора и предлагаемого в изобретении тормозного устройства технологической машины в заторможенном состоянии,
на фиг.5 - схематическое изображение отдельно взятого тормозного узла предлагаемого в изобретении тормозного устройства технологической машины,
на фиг.6 - схематическое изображение отдельно взятой несущей пластины тормозного узла предлагаемого в изобретении тормозного устройства технологической машины,
на фиг.7 - схематическое изображение отдельно взятого поводкового элемента с установленными на нем тормозными элементами тормозного узла предлагаемого в изобретении тормозного устройства технологической машины,
на фиг.8 - схематический вид в разрезе предлагаемого в изобретении тормозного устройства технологической машины в альтернативном исполнении,
на фиг.9 - схематическое изображение отдельно взятого ведомого элемента в составе ведомого узла альтернативного предлагаемого в изобретении тормозного устройства технологической машины,
на фиг.10 - схематическое изображение предлагаемого в изобретении тормозного устройства технологической машины в другом альтернативном исполнении,
на фиг.11 - схематическое изображение отдельно взятого ведомого элемента альтернативного предлагаемого в изобретении тормозного устройства технологической машины.
Осуществление изобретения
На фиг.1 показана переносная технологическая машина 12а, выполненная в виде угловой шлифовальной машины 52а и содержащая тормозное устройство 10а. Угловая шлифовальная машина 52а содержит узел 54а защитного кожуха, корпус 56а и основную рукоятку 58а. Основная рукоятка 58а проходит от корпуса 56а с противоположной рабочему инструменту 60а стороны б2а корпуса 56а в обращенном от корпуса 56а направлении, по меньшей мере по существу параллельном направлению 64а главной протяженности угловой шлифовальной машины 52а. При этом рабочий инструмент 60а выполнен в виде шлифовального круга. Вместе с тем, рабочий инструмент 60а также может быть выполнен в виде отрезного или полировального круга. Корпус 56а машины включает в себя корпус 66а двигателя для размещения приводного узла 68а (двигателя) угловой шлифовальной машины 52а и корпус 70а редуктора для размещения ведомого узла 22а тормозного устройства 10а технологической машины. Приводной узел 68а предусмотрен для приведения во вращение рабочего инструмента 60а посредством ведомого узла 22а (действующего в качестве передаточного механизма). Ведомый узел 22а соединен известным специалисту образом с приводным узлом 68а посредством приводимого во вращение приводного элемента 88а приводного узла. Приводной элемент 88а выполнен в виде шестерни, соединенной с валом 90а якоря приводного узла 68а с фиксацией от проворачивания относительно этого вала (фиг.2), На корпусе 70а редуктора расположена дополнительная рукоятка 72а. Дополнительная рукоятка 72а проходит поперек направления 64а главной протяженности угловой шлифовальной машины 52а.
Тормозное устройство 10а установлено на корпусе 70а редуктора угловой шлифовальной машины 52а (фиг.2). Часть тормозного устройства 10а проходит внутрь корпуса 70а редуктора. Таким образом, часть тормозного устройства 10а окружена корпусом 70а редуктора. Тормозное устройство 10а содержит механический тормозной узел 11а, имеющий три подвижно установленных тормозных элемента 16а, 18а, 20а (фиг.3), и ведомый узел 22а, имеющий ведомый элемент 24а. Ведомый элемент 24а выполнен в виде ведомого конического зубчатого колеса. Выполненный в виде ведомого конического зубчатого колеса ведомый элемент 24а установлен на выходном валу ведомого узла 22а, выполненном в виде шпинделя 80а и установленном с возможностью вращения, по посадке с зазором. Кроме того, ведомый узел 22а включает в себя опорный фланец 82а и расположенный в опорном фланце 82а опорный элемент 84а (подшипник) для установки шпинделя 80а. Опорный фланец 82а посредством крепежных элементов (на чертежах не показаны) ведомого узла 22а соединен разъемным образом с корпусом 70а редуктора. Далее, для обработки заготовки рабочий инструмент 60а соединяется посредством крепежного элемента (на чертежах не показан) со шпинделем 80а с фиксацией от проворачивания относительно него. Таким образом, во время работы угловой шлифовальной машины 52а ее рабочий инструмент 60а приводится во вращение.
Тормозное устройство 10а технологической машины также содержит предохранительный узел 86а, предусмотренный для того, чтобы при нахождении тормозного устройства 10а в состоянии торможения предотвращать самопроизвольное отделение рабочего инструмента 60а и/или крепежного элемента для крепления рабочего инструмента 60а от шпинделя 80а. При этом предохранительный узел 86а выполнен в виде посадочного фланца, соединенного за счет геометрического замыкания со шпинделем 80а с фиксацией от проворачивания относительно него. Вместе с тем, предохранительный узел 86а может быть соединен со шпинделем 80а с фиксацией от проворачивания относительно него посредством других подходящих с точки зрения специалиста видов соединения.
Тормозные элементы 16а, 18а, 20а тормозного узла 14а выполнены в виде рычажных тормозных колодок (фиг.3). При этом тормозные элементы 16а, 18а, 20а расположены в опорном фланце 82а ведомого узла 22а. Тормозные элементы 16а, 18а, 20а расположены равномерно распределенными вокруг шпинделя 80а в окружном направлении 44а. Окружное направление 44а проходит в плоскости, перпендикулярной оси 32а вращения ведомого элемента 24а, выполненного в виде ведомого конического зубчатого колеса. Каждые два из трех тормозных элементов 16а, 18а, 20а, расположенные в окружном направлении 44а друг за другом, расположены на одинаковом расстоянии друг от друга в окружном направлении 44а. Кроме того, тормозные элементы 16а, 18а, 20а имеют тормозные накладки 74а, 76а, 78а. Тормозные накладки 74а, 76а, 78а расположены, если смотреть в направлении, проходящем по меньшей мере по существу перпендикулярно оси 32а вращения, с обращенной от шпинделя 80а стороны соответствующих тормозных элементов 16а, 18а, 20а. При этом тормозные накладки 74а, 76а, 78а соединены с соответствующими тормозными элементами 16а, 18а, 20а посредством соединения с геометрическим замыканием, с силовым замыканием и/или посредством неразъемного соединения, обеспечиваемого силами межмолекулярного или межатомного сцепления. Кроме того, для надежной передачи срезающих и/или сдвигающих усилий каждая из тормозных накладок 74а, 76а, 78а прилегает в окружном направлении 44а и в противоположном ему направлении к соответствующим упорам (на чертежах не показаны) соответствующего тормозного элемента 16а, 18а, 20а.
Тормозной узел
На также имеет три управляющих элемента 26а, 28а, 30а (фиг.3), предусмотренных для того, чтобы по меньшей мере в одном рабочем состоянии перемещать тормозные элементы 16а, 18а, 20а по меньшей мере по существу перпендикулярно оси 32а вращения ведомого элемента 24а, выполненного в виде ведомого конического зубчатого колеса. При этом каждый из управляющих элементов 26а, 28а, 30а взаимодействует с одним из тормозных элементов 16а, 18а, 20а. Управляющие элементы 26а, 28а, 30а соединены с ведомым элементом 24а, выполненным в виде ведомого конического зубчатого колеса, с фиксацией от проворачивания относительно него. В ведомом элементе 24а имеется три выемки 92а, 94а, выполненных в виде резьбовых отверстий (на фиг.5 показаны только две выемки) и предусмотренных для размещения выполненных в виде винтов крепежных элементов 98а, 100а тормозного узла 14а (на фиг.5 показаны только два крепежных элемента) для крепления несущей пластины 104а тормозного узла 14а. В несущей пластине 104а при этом имеются три выемки 96а, 140а, 142а, в которых при собранном тормозном устройстве расположены крепежные элементы 98а, 100а. Управляющие элементы 26а, 28а, 30а выполнены за одно целое с несущей пластиной 104а (фиг.6). Кроме того, управляющие элементы 26а, 28а, 30а расположены на несущей пластине 104а равномерно распределенными в окружном направлении 44а. В собранном состоянии тормозного устройства несущая пластина 104а расположена со стороны ведомого элемента 24а, выполненного в виде ведомого конического зубчатого колеса, противоположной зубчатому венцу 106а ведомого конического зубчатого колеса.
Для перемещения тормозных элементов 16а, 18а, 20а посредством управляющих элементов 26а, 28а, 30а тормозные элементы 16а, 18а, 20а имеют соответствующие удерживающие элементы 34а, 36а, 38а. Удерживающие элементы 34а, 36а, 40а расположены, если смотреть в направлении, проходящем перпендикулярно оси 32а вращения ведомого элемента 24а, на стороне тормозных элементов 16а, 18а, 20а, обращенной к шпинделю 80а, а также к соответствующим управляющим элементам 26а, 28а, 30а. Для взаимодействия с удерживающими элементами 34а, 36а, 38а посредством геометрического замыкания управляющие элементы 26а, 28а, 30а имеют крюкообразную форму. При этом удерживающие элементы 34а, 36а, 38а имеют крюкообразную форму, соответствующую крюкообразной форме управляющих элементов 26а, 28а, 30а.
Таким образом, по меньшей мере в одном рабочем состоянии управляющие элементы 26а, 28а, 30а и удерживающие элементы 34а, 36а, 38а зацепляются друг за друга.
Также тормозной узел 14а имеет поводковый элемент 40а, на котором тормозные элементы 16а, 18а, 20а установлены с возможностью поворота (фиг.7). При собранном тормозном устройстве поводковый элемент 40а соединен со шпинделем 80а с фиксацией от проворачивания относительно него. Для установки тормозных элементов 16a, 18а, 20а поводковый элемент 40а имеет три опорных выступа 108а, 110а, 112а, выдающихся в направлении, проходящем перпендикулярно оси вращения 32 ведомого элемента 24а. Опорные выступы 108а, 110а, 112а расположены на поводковом элементе 40а равномерно распределенными в окружном направлении 44а. Кроме того, в каждом из опорных выступов 108а, 110а, 112а выполнена выемка под соответствующий опорный элемент 114а, 116a, 118а тормозного узла 14а. Опорные элементы 114а, 116a, 118а выполнены в виде пальцев. Для установки тормозных элементов 16a, 18а, 20а с возможностью их поворота выполненные в виде пальцев опорные элементы 114а, 116a, 118а входят в выемки, имеющиеся в тормозных элементах 16a, 18а, 20а. Выполненные в тормозных элементах 16a, 18а, 20а выемки расположены в опорных ушках 120а, 122а, 124а тормозных элементов 16a, 18а, 20а. Каждое опорное ушко 120а, 122а, 124а имеет два участка, в каждом из которых расположена выемка для установки соответствующего тормозного элемента 16a, 18а, 20а. При этом в собранном состоянии тормозного устройства опорные выступы 108а, 110а, 112а расположены, если смотреть вдоль оси 32а вращения ведомого элемента 24а, между двумя участками опорных ушек 120а, 122а, 124а. Таким образом, выполненные в виде пальцев опорные элементы 114а, 116a, 118а проходят вдоль оси 32а вращения ведомого элемента 24а через выемки, расположенные в участках опорных ушек 120а, 122а, 124а тормозных элементов 16a, 18а, 20а, и через выемки в опорных выступах 108а, 110а, 112а поводкового элемента. Опорные ушки 120а, 122а, 124а расположены на конце соответствующих тормозных элементов 16a, 18а, 20а. Таким образом, по меньшей мере в одном рабочем состоянии тормозные элементы 16a, 18а, 20а могут совершать движение поворота вокруг продольной оси соответствующих опорных элементов 114а, 116a, 118а, проходящей по меньшей мере по существу параллельно оси 32а вращения ведомого элемента 24а.
Кроме того, тормозной узел На имеет ответный тормозной элемент 42а (фиг.3), который охватывает тормозные элементы 16a, 18а, 20а в окружном направлении 44а, если смотреть в плоскости, простирающейся перпендикулярно оси 32а вращения ведомого элемента 24а. При этом ответный тормозной элемент 42а выполнен в виде тормозного барабана. Ответный тормозной элемент 42а зафиксирован в опорном фланце 82а ведомого узла 22а посредством соединения с геометрическим замыканием. Для этого ответный тормозной элемент 42а имеет несколько замковых элементов 126а, 128а. Замковые элементы 126а, 128а выполнены в виде выступов, расположенных, если смотреть в направлении, проходящем перпендикулярно оси 32а вращения ведомого элемента 24а, на обращенной от тормозных элементов 16a, 18а, 20а стороне ответного тормозного элемента 42а. В собранном состоянии тормозного устройства замковые элементы 126а, 128а для фиксации ответного тормозного элемента 42а входят в соединительные выемки 130а, 132а в опорном фланце 82а. Вместе с тем, ответный тормозной элемент 42а также может быть соединен с опорным фланцем 82а посредством другого подходящего с точки зрения специалиста вида соединения, например соединения с силовым и/или геометрическим замыканием. При этом возможно соединение ответного тормозного элемента 42а с опорным фланцем 82а, обеспечиваемое, например, прессовой посадкой (посадкой с натягом) и/или выполненное в процессе литья под давлением.
При включении угловой шлифовальной машины 52а ведомый элемент 24а, выполненный в виде ведомого конического зубчатого колеса, приводится во вращение посредством выполненного в виде шестерни приводного элемента 88а приводного узла 68а. При этом ведомый элемент 24а сначала поворачивается относительно поводкового элемента 40а, соединенного со шпинделем 80а с фиксацией от проворачивания относительно него, до тех пор, пока управляющие элементы 26а, 28а, 30а не войдут в зацепление с удерживающими элементами 34а, 36а, 38а, тем самым переместив тормозные элементы 16a, 18а, 20а в направлении, проходящем перпендикулярно направлению 32а вращения ведомого элемента 24а, по направлению к шпинделю 80а с переводом тормозных элементов 16a, 18а, 20а в расторможенное положение (фиг.3). За счет этого тормозные элементы 16a, 18а, 20а отодвигаются от ответного тормозного элемента 42а. Кроме того, управляющие элементы 26а, 28а, 30а, вследствие их движения относительно поводкового элемента 40а в окружном направлении 44а, входят в контакт с боковыми поверхностями опорных выступов 108а, 110а, 112а поводкового элемента, обращенными в окружном направлении 44а к соответствующим управляющим элементам 26а, 28а, 30a. Как только управляющие элементы 26а, 28а, 30a упрутся в боковые поверхности опорных выступов 108а, 110а, 112а, обращенные в окружном направлении 44а к соответствующим управляющим элементам 26а, 28а, 30a, и тормозные элементы 16а, 18а, 20а отодвинутся от ответного тормозного элемента 42а, тормозные элементы 16а, 18а, 20а окажутся в расторможенном положении. В расторможенном положении тормозных элементов 16а, 18а, 20а непосредственный контакт между тормозными элементами 16а, 18а, 20а и ответным тормозным элементом 42а исключается (фиг.3). Вследствие упора управляющих элементов 26а, 28а, 30a в опорные выступы 108а, 110а, 112а и вследствие зацепления управляющих элементов 16а, 18а, 20а с удерживающими элементами 34а, 36a, 38а за счет вхождения управляющих элементов во впадины в удерживающих элементах, вращательное движение ведомого элемента 24а передается на поводковый элемент 40а, а соответственно, и на шпиндель 80а. При этом ведомый элемент 24а, поводковый элемент 40а, установленные на поводковом элементе 40а тормозные элементы 16а, 18а, 20а и шпиндель 80а совместно вращаются вокруг оси 32а вращения ведомого элемента 24а. Таким образом, тормозные элементы 16а, 18а, 20а вращаются относительно ответного тормозного элемента 42а. Рабочий инструмент 60а, соединенный со шпинделем 80а с фиксацией от проворачивания относительно него, вследствие взаимодействия ведомого элемента 24а, поводкового элемента 40а и шпинделя 80а приводится во вращение. Таким образом, рабочим инструментом 60а угловой шлифовальной машины можно обрабатывать заготовку.
При выключении угловой шлифовальной машины 52а приводной элемент 88а, выполненный в виде шестерни, тормозится. Закрепленный на шпинделе 80а рабочий инструмент 60а по инерции стремится продолжать вращение. Шпиндель 80а, таким образом, также стремится продолжать вращаться вокруг оси 32а вращения. Приводной элемент 88а тормозит ведомый элемент 24а, выполненный в виде ведомого конического зубчатого колеса. В результате этого ведомый элемент 24а поворачивается относительно поводкового элемента 40а вокруг оси 32а вращения до тех пор, пока управляющие элементы 26а, 28а, 30a вследствие этого относительного движения не упрутся в боковые поверхности опорных выступов 108а, 110а, 112а, обращенные к соответствующим управляющим элементам 26а, 28а, 30a в направлении, противоположном окружному направлению 44а (фиг.4). Во время относительного движения ведомого элемента 24а и поводкового элемента 40а управляющие элементы 26а, 28а, 30a выходят из зацепления с удерживающими элементами 36a, 38а, 40а. Под действием центробежной силы тормозные элементы 16a, 18а, 20а, благодаря тому, что они установлены с возможностью поворота, перемещаются в направлении, проходящем перпендикулярно оси 32а вращения, придвигаясь к ответному тормозному элементу 42а. Кроме того, управляющие элементы 26а, 28а, 30a могут содействовать движению тормозных элементов 16a, 18а, 20а в направлении ответного тормозного элемента 42а посредством своих наклонных, выполненных в виде рамп поверхностей, взаимодействующих с удерживающими элементами 34а, 36a, 38а. Вследствие перемещения тормозных элементов 16a, 18а, 20а в направлении ответного тормозного элемента 42а тормозные накладки 74а, 76а, 78а входят в контакт с обращенной к тормозным элементам 16a, 18а, 20а стороной ответного тормозного элемента 42а, прижимаясь к ней. За счет этого посредством трения между тормозными накладками 74а, 76а, 78а и ответным тормозным элементом 42а создается тормозное усилие для затормаживания шпинделя 80а, а значит, и рабочего инструмента 60а. Таким образом, тормозные элементы 16a, 18а, 20а находятся в положении торможения (фиг.4). Тормозные элементы 16a, 18а, 20а, вследствие их установки с возможностью поворота и под действием силы трения, создающей тормозное усилие, заклиниваются между поводковым элементом 40а и ответным тормозным элементом 42а. При этом сила трения стремится повернуть тормозные элементы 16a, 18а, 20а относительно поводкового элемента 40а еще дальше в направлении ответного тормозного элемента 42а. Однако этому дальнейшему повороту в значительной мере препятствует непосредственный контакт между тормозными накладками 74а, 76а, 78а и ответным тормозным элементом 42а. Таким образом, шпиндель 80а и рабочий инструмент 60а затормаживаются до полной остановки. При повторном включении угловой шлифовальной машины 52а взаимодействие управляющих элементов 26а, 28а, 30a и удерживающих элементов 34а, 36a, 38а обеспечивает надежный перевод тормозных элементов 16a, 18а, 20а из положения торможения в расторможенное положение.
Тормозной узел 14а вместе с ведомым узлом 22а выполнен в виде сборочного модуля 102а (фиг.5). Таким образом, сборочный модуль 102а образует тормозное устройство 10а технологической машины. Сборочный модуль 102а включает в себя четыре крепежных элемента, выполненных в виде винтов (на чертеже не показаны). Винты предусмотрены для разъемного соединения сборочного модуля 102а с корпусом 70а редуктора. При необходимости оператор может снять сборочный модуль 102а с корпуса 70а редуктора. Таким образом, угловая шлифовальная машина 52а и ее тормозное устройство 10а образуют обрабатывающую систему. В состав обрабатывающей системы может входить другой сборочный модуль. Этот другой сборочный модуль может включать в себя, например, ведомый узел, выполненный в виде угловой передачи. Этот другой сборочный модуль может быть установлен на корпусе 70а редуктора, например, оператором, в качестве альтернативы сборочному модулю 102а. Таким образом, у оператора имеется возможность оснащения угловой шлифовальной машины 52а сборочным модулем 102а с тормозным узлом 14а и ведомым узлом 22а или другим сборочным модулем с ведомым узлом. Для случая применения, в котором угловая шлифовальная машина 52а должна эксплуатироваться без задействования тормозного устройства 10а, оператор может заменить сборочный модуль 102а другим сборочным модулем, входящем в состав обрабатывающей системы. Для этого оператору нужно лишь снять сборочный модуль 102а с корпуса 70а редуктора и установить на корпусе 70а редуктора другой сборочный модуль.
На фиг.8-11 представлены альтернативные варианты осуществления изобретения. Элементы конструкции, признаки и функции, остающиеся в основном неизменными, обозначены в принципе теми же номерами позиций. Для проведения различий между вариантами осуществления изобретения номера позиций на чертежах снабжены, соответственно представленным на этих чертежах вариантам осуществления изобретения, буквами "a"-"c". Нижеследующее описание ограничивается в основном отличиями от первого варианта осуществления изобретения, показанного на фиг.1-7, причем в отношении остающихся неизменными элементов конструкции, признаков и функций можно обращаться к описанию первого варианта осуществления изобретения, показанного на фиг.1-7.
На фиг.8 показано альтернативное тормозное устройство 10b технологической машины, устанавливаемое на корпусе редуктора угловой шлифовальной машины, на чертежах не показанной, но выполненной аналогично угловой шлифовальной машине 52а, описанной выше со ссылкой на фиг.1-7. Тормозное устройство 10b содержит тормозной узел 14b и ведомый узел 22b. Тормозной узел 14b и ведомый узел 22b имеют конструкцию, по меньшей мере в основном аналогичную конструкции тормозного узла 14а и ведомого узла 22а, описанных выше со ссылкой на фиг.1-7. Таким образом, тормозной узел 14b имеет три подвижно установленных тормозных элемента 16b, 18b (на фиг.8 показаны только два тормозных элемента), а ведомый узел 22b имеет ведомый элемент 24b. Кроме того, тормозной узел 14b имеет три - управляющих элемента 26b, 28b, 30b (фиг.9), предусмотренных для того, чтобы по меньшей мере в одном рабочем состоянии перемещать тормозные элементы 16b, 18b по меньшей мере по существу перпендикулярно оси 32b вращения ведомого элемента 24b. Управляющие элементы 26b, 28b, 30b выполнены за одно целое с ведомым элементом 24b, выполненным в виде ведомого конического зубчатого колеса. Кроме того, тормозной узел 14b имеет ответный тормозной элемент 42b, выполненный в виде тормозного барабана. Ответный тормозной элемент 42b зафиксирован в опорном фланце 82b ведомого узла 22b посредством прессовой посадки. В отношении принципа действия тормозного узла 14b и ведомого узла 22b можно обратиться к описанию, относящемуся к фиг.1-7.
На фиг.10 показано еще одно альтернативное тормозное устройство 10с технологической машины, устанавливаемое на корпусе редуктора угловой шлифовальной машины, на чертежах не показанной, но выполненной аналогично угловой шлифовальной машине 52а, описанной выше со ссылкой на фиг.1-7. Тормозное устройство 10с содержит тормозной узел 14с и ведомый узел 22с. Ведомый узел 22с имеет конструкцию, по меньшей мере в основном аналогичную конструкции ведомого узла 22а, описанной выше со ссылкой на фиг.1-7. Таким образом, ведомый узел 22с включает в себя ведомый элемент 24с, выполненный в виде ведомого конического зубчатого колеса. Ведомый элемент 24с, выполненный в виде ведомого конического зубчатого колеса, установлен по посадке с зазором на выходном валу ведомого узла 22с, установленном с возможностью вращения и выполненном в виде шпинделя 80с.
Тормозной узел 14с имеет три подвижно установленных тормозных элемента 16с, 18с, 20с. Кроме того, тормозной узел 14 с имеет ответный тормозной элемент 42с, выполненный в виде тормозного барабана. Ответный тормозной элемент 42с зафиксирован в опорном фланце 82с ведомого узла 22с посредством прессовой посадки. Кроме того, тормозной узел 14 с имеет три управляющих элемента 26с, 28с, 30с, предусмотренных для того, чтобы по меньшей мере в одном рабочем состоянии перемещать тормозные элементы 16с, 18с, 20с по меньшей мере по существу перпендикулярно оси 32с вращения ведомого элемента 24с. Для этого тормозной узел 14с содержит кулачковый механизм, имеющий три кулачковых профиля 46с, 48с, 50с, взаимодействующих с управляющими элементами 26с, 28с, 30с для перемещения тормозных элементов 16с, 18с, 20с. Кулачковые профили 46с, 48с, 50с расположены на тормозных элементах 16с, 18с, 20с. Кулачковые профили 46с, 48с, 50с выполнены в виде направляющих дорожек. При этом направляющие дорожки образованы кулачковыми пазами, выполненными в тормозных элементах 16с, 18с, 20с. Вместе с тем, кулачковые профили 46с, 48с, 50с также могут иметь иное подходящее с точки зрения специалиста исполнение, например, могут быть выполнены в виде выступов, имеющих форму ребер, и т.д. Кулачковые профили 46с, 48с, 50с образуют, таким образом, удерживающие элементы 34с, 36с, 38с тормозных элементов 16с, 18с, 20с. Управляющие элементы 26с, 28с, 30с входят в кулачковые профили 46с, 48с, 50с. Кроме того, управляющие элементы 26с, 28с, 30с выполнены за одно целое с ведомым элементом 24с. При этом управляющие элементы 26с, 28с, 30с выполнены стержневидными, в форме пальцев, расположены на противоположной зубчатому венцу 106с стороне ведомого элемента 24с и выступают из ведомого элемента 24с в направлении, проходящем по меньшей мере по существу параллельно оси 32с вращения ведомого элемента 24с (фиг.11).
Тормозные элементы 16с, 18с, 20с выполнены за одно целое с поводковым элементом 40с тормозного узла 14с.Поводковый элемент 40с соединен со шпинделем 80с ведомого узла 22c с фиксацией от проворачивания относительно него. Каждый из тормозных элементов 16с, 18с, 20с посредством эластичного участка 134с, 136с, 138с поводкового элемента 40с установлен с возможностью поворота относительно части поводкового элемента 40с, находящейся в непосредственном контакте со шпинделем 80с. Вместе с тем, тормозные элементы 16с, 18с, 20с также могут быть соединены друг с другом посредством пленочного шарнира и/или другого подходящего с точки зрения специалиста сочленения. Кроме того, посредством эластичных участков 134с, 136с, 138с тормозные элементы 16с, 18с, 20с соединены с той частью поводкового элемента 40с, что находится в непосредственном контакте со шпинделем 80с, с помощью неразъемного соединения, т.е. соединения, обеспечиваемого силами межмолекулярного или межатомного сцепления.
Благодаря тому, что управляющие элементы 26с, 28с, 30с входят в кулачковые профили 46с, 48с, 50с, а тормозные элементы 16с, 18с, 20с установлены посредством эластичных участков 134с, 136с, 138с с возможностью поворота, вследствие относительного движения ведомого элемента 24с и поводкового элемента 40с тормозные элементы 16с, 18с, 20с перемещаются, по существу аналогично тормозным элементам 16a, 18а, 20а, описанным выше со ссылкой на фиг.1-7, в направлении ответного тормозного элемента 42с тормозного узла 14с с их переводом в положение торможения и/или в направлении шпинделя 80с с их переводом в расторможенное положение.