BR102023017025A2 - Conjunto e método para o destravamento manual de um freio eletromecânico usando o mesmo - Google Patents
Conjunto e método para o destravamento manual de um freio eletromecânico usando o mesmo Download PDFInfo
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Abstract
Conjunto (1) compreendendo um freio eletromecânico (2) e um dispositivo de destravamento manual removível (4): - o freio compreendendo duas armaduras (23a; 23b) capazes de se mover entre uma posição ativa na qual elas se pressionam contra discos de freio (21a; 21b) e uma posição inativa de rotação livre dos discos, as armaduras sendo colocadas na posição inativa por eletroímãs (22a; 22b) compreendendo uma estrutura de campo (25a; 25b) e retornadas a uma posição ativa por molas (24a; 24b), as armaduras apresentando parafusos (3) se estendendo através das estruturas de campo e tendo uma cabeça (31) no lado oposto à armadura; - o dispositivo de destravamento compreendendo pelo menos dois braços (41) tendo na extremidade (412) uma forquilha (42) engatada sobre um parafuso e um mecanismo de alavanca (40) fazendo a forquilha se articular, fazendo com que a cabeça do parafuso (31) se afaste da estrutura de campo, trazendo a armadura para a posição inativa.
Description
[001] A presente invenção refere-se a freios eletromecânicos duplos para motores elétricos.
[002] Em certas aplicações, como elevação ou acionamento de carros de elevação, os motores são equipados com freios eletromecânicos de perda de corrente, conforme descrito na patente FR3046307, que imobilizam o rotor do motor quando deixam de ser alimentados eletricamente.
[003] Um freio eletromecânico de perda de corrente é geralmente constituído por um eletroímã, de um disco de atrito suportado pelo eixo do motor, de uma armadura móvel ferromagnética e de molas de pressão. Quando o eletroímã deixa de receber energia, a armadura, graças às molas, é pressionada contra o disco que, assim, esfrega entre duas superfícies estáticas, desse modo retardando e imobilizando o motor. O eixo de motor é liberado quando a energia é aplicada ao eletroímã.
[004] Freios eletromecânicos de perda de corrente são muitas vezes dobrados por razões de segurança que podem ou não ser estabelecidas em padrões normativos, tal como em acionamentos de elevação, por exemplo.
[005] Às vezes é necessário, ou mesmo essencial, particularmente por razões de segurança, por exemplo, no caso de motores de elevação, que os freios possam ser desengatados manualmente.
[006] As soluções técnicas para desengatar um freio de perda de corrente manualmente consistem em empurrar ou puxar as armaduras a fim de superar a força de retorno das molas. Os sistemas mecânicos normalmente empregados para fazer isso são instalados permanentemente nos freios.
[007] Há duas categorias de sistemas mecânicos que são usados para desengatar manualmente os freios de perda de corrente duplos.
[008] A primeira categoria agrupa os sistemas nos quais a primeira armadura e a segunda armadura precisam ser movidas na mesma direção a fim de destravar o freio. Estes são principalmente sistemas de destravamento compreendendo dois subsistemas quase idênticos ou mesmo idênticos, cada subsistema atuando em um respectivo freio através de uma alavanca de operação correspondente, requerendo o uso de ambas as mãos simultaneamente a fim de destravar o todo.
[009] A segunda categoria agrupa os sistemas nos quais a primeira armadura e a segunda armadura do freio duplo precisam ser movidas em direções opostas. Estes são principalmente sistemas compreendendo dois subsistemas quase idênticos ou mesmo idênticos, cada subsistema atuando em um respectivo freio, ou sistemas com uma única alavanca, o mecanismo de destravamento sendo tal que a pressão na primeira armadura para desengatar o primeiro freio atua como um ponto de reação para gerar força na segunda armadura e desengatar o segundo freio.
[010] No entanto, há casos, por exemplo, de freios para motores de elevação, em que um ou mais dos seguintes requisitos são impostos ao sistema de desengate manual: - o sistema de desengate manual não deve permanecer permanentemente na máquina, - deve ser capaz de ser acionado com apenas uma mão, - quando deixa de ser acionado, o freio deve retornar automaticamente à sua função de segurança, - a alavanca de acionamento deve estar tão perfeitamente alinhada com a vertical quanto possível e sob nenhuma circunstância se projetar além das bordas laterais da máquina, e - o freio deve ser capaz de ser operacional com armaduras se movendo na mesma direção ou em direções opostas.
[011] A invenção procura melhorar adicionalmente os dispositivos de destravamento manual e propor um dispositivo que seja compatível com os requisitos listados acima neste documento.
[012] A invenção atende este objetivo em virtude de um conjunto que compreende um freio eletromecânico duplo e um dispositivo de destravamento manual removível para destravar o freio: o freio eletromecânico duplo compreendendo duas armaduras capazes de se mover axialmente entre uma posição ativa na qual pressionam contra respectivos discos de freio e uma posição inativa permitindo que os discos de freio girem livremente, as armaduras sendo trazidas para a posição inativa sob a ação dos respectivos eletroímãs, cada um compreendendo uma estrutura de campo e retornando à sua posição ativa por uma ou mais molas de pressão, as armaduras apresentando os respectivos parafusos de tração se estendendo através das respectivas estruturas de campo e tendo uma cabeça que se estende do lado oposto da estrutura de campo para a armadura, o dispositivo de destravamento manual compreendendo pelo menos dois braços, cada um tendo na extremidade uma forquilha capaz de engatar sobre um respectivo parafuso de tração e um mecanismo de alavanca que, quando acionado, permite que a forquilha se articule, fazendo com que a cabeça do parafuso se afaste da estrutura de campo a fim de trazer a armadura para a posição inativa.
[013] O freio eletromecânico duplo é, por exemplo, usado em aplicações como elevação ou condução de carros de elevação.
[014] O dispositivo para o destravamento manual do freio é removível; pode ser destacado do freio eletromecânico duplo e/ou reajustado a este último de maneira rápida e fácil.
[015] O dispositivo de destravamento manual para destravar o freio é seguro; assim que a ação no mecanismo de alavanca cessar, o freio eletromecânico duplo pode retomar sua função, mesmo que o dispositivo de destravamento ainda esteja encaixado no freio eletromecânico duplo.
[016] Cada braço pode ter uma seção cruzada transversal que é achatada em um plano de achatamento e a forquilha pode se estender ao longo de um plano perpendicular ao referido plano de achatamento. A seção cruzada achatada dá flexibilidade ao braço na direção de um movimento mais próximo ou mais distante dos braços destinados a destravar a mesma armadura, permitindo desse modo que o dispositivo seja usado com freios de diferentes tamanhos.
[017] O dispositivo de destravamento manual pode compreender quatro braços, cada um tendo em uma extremidade uma forquilha capaz de engatar sobre um respectivo parafuso de tração, esses braços sendo notavelmente conectados em pares em uma extremidade oposta à que apresenta a forquilha.
[018] O mecanismo de alavanca compreende preferencialmente uma única alavanca a ser acionada manualmente. Essa alavanca pode ser conectada por uma primeira articulação a um primeiro par de braços e pode ser conectada por uma segunda articulação a uma haste de ligação. Esta pode ser conectada por uma terceira articulação a um segundo par de braços, de modo que girar a alavanca em uma dada direção faça com que os pares de braços se afastem e, assim, atuem no freio.
[019] Tal mecanismo torna possível reduzir a força requerida para operar a alavanca, permitindo desse modo que o dispositivo de destravamento manual seja usado com apenas uma mão.
[020] Os braços do primeiro par podem ser conectados um ao outro na primeira articulação. Os braços do segundo par podem ser conectados na terceira articulação.
[021] Cada uma das primeira e terceira articulações pode compreender um pino articulado que passa através dos braços correspondentes e os mantém pressionados contra a alavanca e a haste de ligação, respectivamente, preferencialmente com uma folga mínima sem ligação.
[022] A alavanca pode ser orientada em direção ao freio no início de seu acionamento, notavelmente com uma orientação bastante próxima da vertical, que é realizada preferencialmente por um movimento que a afasta do freio.
[023] A segunda articulação é preferencialmente equidistante da primeira e terceira articulações.
[024] A alavanca e a haste de ligação podem ter, cada uma, uma seção cruzada transversal achatada, por exemplo, podem ter a mesma seção cruzada que os braços.
[025] Os braços podem ter, na primeira e terceira articulações, uma porção de extremidade dobrada. O eixo de articulação passa através de orifícios feitos nessas porções de extremidade, porções de extremidade que são planas. A presença da curva torna possível ter um eixo de articulação orientado substancialmente horizontalmente e perpendicular às porções de extremidade. A alavanca pode ter uma extremidade dobrada, preferencialmente dobrada a 90°, adjacente à primeira articulação, de modo a limitar o curso de rotação da alavanca em relação aos braços. A extremidade dobrada da alavanca torna possível evitar que o sistema seja usado se a alavanca e a haste de ligação forem colocadas acima dos triângulos formados pelos pares de braços conectados. Se a alavanca e a haste de ligação fossem posicionadas acima dos triângulos formados pelos pares de braços conectados, seria fácil, através da flexão da alavanca, alcançar uma posição na qual as articulações estivessem alinhadas e, assim, perder a função de retorno automático na forma de uma alavanca de trava.
[026] Cada braço pode ter um comprimento entre 30 cm e 70 cm, notavelmente entre 45 cm e 50 cm, por exemplo, igual a aproximadamente 47 cm.
[027] O freio eletromecânico duplo é bidirecional.
[028] O que se entende por um "freio eletromecânico bidirecional" é um freio que atua em ambas as direções de rotação quando associado a uma máquina rotativa.
[029] O freio eletromecânico duplo compreende dois eletroímãs que estão associados a duas armaduras, sendo possível que as armaduras se movam na mesma direção ou em direções opostas.
[030] Cada armadura pode apresentar dois parafusos de tração que se estendem através das respectivas estruturas de campo e têm uma cabeça que se estende no lado oposto da estrutura de campo à armadura, notavelmente quando o dispositivo de destravamento manual compreende quatro braços, cada um com uma forquilha em uma extremidade. Esses parafusos de tração podem ser diametralmente opostos.
[031] Um outro objetivo da invenção é uma máquina elétrica rotativa compreendendo um motor elétrico e um conjunto de acordo com a invenção, como definido acima neste documento.
[032] O motor elétrico pode compreender um rotor que tem um eixo. Pelo menos um disco de freio pode ser suportado pelo eixo do rotor e girar com ele.
[033] O dispositivo de destravamento manual para destravar a máquina elétrica rotativa pode ser reversível, ou seja, pode ser instalado de modo a ser usado a partir da parte traseira da máquina elétrica rotativa, isto é, do mesmo lado do freio eletromecânico, ou a partir da frente da máquina elétrica rotativa, isto é, do mesmo lado que o motor elétrico.
[034] O dispositivo de destravamento manual também pode ser encaixado em uma das duas direções verticais, ou seja, com os braços orientados para cima ou com os braços orientados para baixo.
[035] Um outro objeto da invenção é um método para destravar manualmente um freio eletromecânico usando um conjunto de acordo com a invenção e compreendendo as etapas que consistem em: (a) engatar as forquilhas sobre os respectivos parafusos de tração, (b) acionar manualmente o mecanismo de alavanca, isto, por meio das forquilhas e dos parafusos de tração, fazendo com que cada armadura seja colocada na posição inativa.
[036] A invenção pode ser melhor compreendida a partir da leitura da seguinte descrição detalhada de uma modalidade não limitativa sua e do estudo do desenho anexo, no qual: [Fig 1] a Figura 1 é uma vista esquemática e parcial em perspectiva de um freio eletromecânico duplo de acordo com a invenção, [Fig 2] a Figura 2 é uma seção transversal parcial através do freio eletromecânico da Figura 1, [Fig 3] a Figura 3 é uma vista esquemática e parcial em perspectiva de um conjunto formado pelo freio eletromecânico da Figura 1 e de um dispositivo de destravamento manual de acordo com a invenção, [Fig 4] a Figura 4 é uma representação em perspectiva do dispositivo de destravamento manual da Figura 3, isoladamente, [Fig 5] a Figura 5 é uma seção transversal esquemática e parcial, passando verticalmente através dos parafusos de tração, do freio eletromecânico da Figura 1 quando o mecanismo de alavanca não está sendo acionado, [Fig 6] a Figura 6 é uma seção transversal esquemática e parcial, passando através dos parafusos de tração, do freio eletromecânico da Figura 1 quando o mecanismo de alavanca está sendo acionado, e [Fig 7] a Figura 7 representa esquematicamente e parcialmente o engate de uma forquilha sobre um parafuso de tração.
[037] As Figuras 1 e 2 representam um freio eletromecânico duplo 2 compreendendo dois discos de freio, dianteiro 21b e traseiro 21a, girando com o eixo do motor, e duas armaduras, dianteiro 23b e traseiro 23a.
[038] O freio 2 também compreende um eletroímã dianteiro 22b compreendendo uma estrutura de campo dianteira 25b e um eletroímã traseiro 22a compreendendo uma estrutura de campo traseira 25a, bem como molas de pressão dianteiras 24b e traseiras 24a.
[039] O freio 2 é fixado a uma parte estacionária 6, a saber, o mancal de um motor elétrico, tendo uma superfície de atrito, usando rebites 28.
[040] Os discos de freio 21a e 21b são acoplados ao mancal 6, diretamente ou através de um componente intermediário do tipo cubo. As armaduras 23a e 23b são capazes de se mover axialmente em relação aos outros elementos do freio 2.
[041] Quando os eletroímãs 22a e 22b não estão recebendo energia, há uma folga de ar dianteira 27b e uma folga de ar traseira 27a presentes entre as estruturas de campo 25b e 25a, respectivamente, e as armaduras 23b e 23a, respectivamente, e as armaduras 23a e 23b são pressionadas pelas molas 24a e 24b, respectivamente, contra os discos 21a e 21b. Os discos 21a e 21b, portanto, começam a esfregar entre as armaduras 23a e 23b e superfícies de atrito estáticas, respectivamente, definidas pela estrutura de campo 25b e o mancal 61 do motor 6 no exemplo ilustrado e isso retarda e/ou bloqueia a rotação do eixo do motor em ambas as direções.
[042] Quando recebem energia, os eletroímãs 22a e 22b atraem as armaduras 23a e 23b contra a ação das molas de pressão, respectivamente, e isso libera os discos 21a e 21b e, assim, o eixo do motor 6.
[043] O freio 2 pode compreender espaçadores dianteiros 26b e traseiros 26a para regular notavelmente as respectivas folgas de ar 27b e 27a e estas podem atuar como conexões deslizantes para o deslizamento axial das armaduras 23b e 23a, respectivamente.
[044] Como visível nas Figuras 1 a 3, as armaduras 22a e 22b apresentam, cada uma, dois parafusos de tração diametralmente opostos 3 que se estendem através das respectivas estruturas de campo 25a e 25b e tendo uma cabeça 31 que se estende no lado oposto da estrutura de campo para a armadura.
[045] A Figura 3 representa um conjunto formado pelo freio eletromecânico 2 e por um dispositivo de destravamento manual 4 para destravar o freio 2, dispositivo que pode ser acionado com apenas uma mão 5.
[046] Como visível na Figura 4, o dispositivo de destravamento manual 4 compreende quatro braços 41, cada um tendo em uma extremidade 412 uma forquilha 42 e um mecanismo de alavanca 40 compreendendo uma alavanca 43 e uma haste de ligação 44.
[047] Os braços 41 têm, cada um, uma seção cruzada transversal que é achatada em um plano de achatamento e as forquilhas 42 se estendem, cada uma, respectivamente em um plano perpendicular a este plano de achatamento, em direção ao interior do dispositivo 4. As forquilhas 42 são, por exemplo, constituídas por componentes fixados aos braços 41 e soldados a estes.
[048] A alavanca 43 e a haste de ligação 44 têm, cada uma, uma seção cruzada transversal que é achatada em planos substancialmente paralelos de achatamento.
[049] Os braços 41 são conectados em pares na sua extremidade oposta 411 à extremidade 412 que apresenta a forquilha 42.
[050] A alavanca 43 está conectada a um primeiro par de braços 41a por uma primeira articulação 45 na extremidade 411 dos braços 41. Ela é conectada à haste de ligação 44 por uma segunda articulação 46.
[051] A haste de ligação 44 está conectada ao segundo par de braços 41b por uma terceira articulação 47 na extremidade 411 dos braços.
[052] A segunda articulação 46 é equidistante da primeira articulação 45 e da terceira articulação 47, a distância entre as articulações 45 e 46 sendo, por exemplo, entre 5 cm e 15 cm, notavelmente entre 9 cm e 10 cm.
[053] A primeira articulação 45 e a terceira articulação 47 compreendem, cada uma, um pino articulado de articulação 451 e 471, respectivamente, que passa através dos braços correspondentes 41 e mantém cada um pressionado contra a alavanca 43 e a haste de ligação 44, respectivamente.
[054] Os braços 41 têm uma curva 413 a aproximadamente 165° nas extremidades 411 e os pinos articulados de articulação 451 e 471 passam através dos orifícios feitos nas porções de extremidade 411, que são planas. A presença da curva 413 torna possível ter pinos articulados de articulação 451 e 471 que são orientados substancialmente horizontalmente e perpendiculares às porções de extremidade 411, à haste de ligação 44 e à alavanca 43.
[055] A alavanca 43 tem uma extremidade 431 dobrada a aproximadamente 90°, adjacente à primeira articulação 45, tornando, desse modo, possível limitar o curso de rotação da alavanca 43 em relação aos braços 41. A extremidade dobrada 431 da alavanca torna possível evitar que o sistema seja usado se a alavanca 43 e a haste de ligação 44 forem colocadas acima dos triângulos formados pelos pares de braços conectados. Se a alavanca e a haste de ligação fossem posicionadas acima dos triângulos formados pelos pares de braços conectados, seria fácil, através da flexão da alavanca, alcançar o alinhamento das articulações e, assim, perder a função de retorno automático na forma de uma alavanca de trava.
[056] O dispositivo de destravamento 4 é reversível, ou seja, que ele pode ser encaixado de tal forma a ser usado a partir da traseira da máquina formada do conjunto 1 e do motor 6, do mesmo lado do freio 2, como ilustrado na Figura 3, ou a partir da frente, do mesmo lado do motor 6.
[057] A distância d entre a respectiva cabeça de parafuso 31 e a respectiva estrutura de campo 25a e 25b é ajustada de fábrica. Essa distância d permite que as forquilhas 42 sejam introduzidas sob as cabeças de parafuso, como ilustrado nas Figuras 5 a 7. A distância dé estritamente positiva e corresponde à soma da espessura e de uma forquilha e uma folga j, sendo a folga j, por exemplo, entre 0,26 mm e 0,74 mm.
[058] A alavanca 43 é orientada em direção ao freio 2 no início de sua atuação, com uma orientação bastante próxima da vertical, o acionamento da alavanca 43 a fim de destravar o freio sendo então realizada por um movimento que a afasta do freio 2.
[059] A ação na alavanca 43 separa os dois pares de braços 41a e 41b. Pode ser visto na Figura 6 que as forquilhas 42 se tornam inclinadas quando a alavanca 43 é acionada, um dente de cada forquilha 42, portanto, pressionando contra a respectiva estrutura de campo e o outro dente pressionando contra a cabeça 31 do parafuso 3 a fim de mover o mesmo. Ao se articular, a forquilha 42 move assim a cabeça de parafuso 31 para longe da respectiva estrutura de campo, movendo a armadura associada, liberando, desse modo, o disco de freio correspondente. O freio eletromecânico 2 é, portanto, destravado.
[060] É claro, a invenção não está restrita aos exemplos que acabaram de ser descritos. Por exemplo, o freio eletromecânico 2 pode ser um com movimento de armadura oposto, os parafusos de tração 3 suportados pela armadura 22a, portanto, sendo orientados na direção oposta aos parafusos de tração 3 suportados pela armadura 22b.
Claims (12)
1. Conjunto (1) caracterizado pelo fato de que compreende um freio eletromecânico duplo (2) e um dispositivo de destravamento manual removível (4) para destravar o freio (2): - o freio eletromecânico duplo (2) compreendendo duas armaduras (23a; 23b) capazes de se mover axialmente entre uma posição ativa na qual eles se pressionam contra os respectivos discos de freio (21a; 21b) e uma posição inativa permitindo que os discos de freio (21a; 21b) girem livremente, as armaduras (23a; 23b) sendo colocadas na posição inativa sob a ação dos respectivos eletroímãs (22a; 22b), cada um compreendendo uma estrutura de campo (25a; 25b) e retornados à sua posição ativa por uma ou mais molas de pressão (24a; 24b), as armaduras (23a; 23b) apresentando os respectivos parafusos de tração (3) se estendendo através das respectivas estruturas de campo (25a; 25b) e tendo uma cabeça (31) se estendendo do lado oposto da estrutura de campo (25a; 25b) para a armadura (23a; 23b), - o dispositivo de destravamento manual (4) compreendendo pelo menos dois braços (41), cada um tendo na extremidade (412) uma forquilha (42) capaz de engatar sobre um respectivo parafuso de tração (3) e um mecanismo de alavanca (40) que, quando acionado, permite que a forquilha (42) se articule, fazendo com que a cabeça do parafuso (31) se afaste da estrutura de campo (25a; 25b) a fim de trazer a armadura (23a; 23b) para a posição inativa.
2. Conjunto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada braço (41) tem uma seção cruzada transversal que é achatada em um plano de achatamento e a forquilha (42) se estendendo ao longo de um plano perpendicular ao referido plano de achatamento.
3. Conjunto, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de destravamento manual (4) compreende quatro braços (41), cada um tendo em uma extremidade (412) uma forquilha (42) capaz de engatar sobre um respectivo parafuso de tração (3), esses braços (41) sendo conectados em pares em uma extremidade oposta (411) àquela que apresenta a forquilha (42).
4. Conjunto, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de alavanca (40) compreende uma única alavanca (43) a ser acionada manualmente, essa alavanca (43) sendo conectada por uma primeira articulação (45) a um primeiro par de braços (41a) e através de uma segunda articulação (46) a uma haste de ligação (44) que é conectada ela própria por uma terceira articulação (47) a um segundo par de braços (41b) de modo que girar a alavanca (43) em uma dada direção faça com que os pares de braços (41a; 41b) se afastem.
5. Conjunto, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que os braços (41) do primeiro par (41a) são conectados um ao outro na primeira articulação (45) e os do segundo par (41b) na terceira articulação (47).
6. Conjunto, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que cada uma das primeira e terceira articulações (45; 47) compreende um pino articulado que passa através dos braços correspondentes (41) e os mantém pressionados contra a alavanca (43) e a haste de ligação (44), respectivamente, preferencialmente com uma folga mínima sem ligação.
7. Conjunto, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizado pelo fato de que a alavanca (43) é orientada em direção ao freio (2) no início de seu acionamento, que é realizada por um movimento que a afasta do freio (2).
8. Conjunto, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 7, caracterizado pelo fato de que a segunda articulação (46) é equidistante da primeira e terceira articulações (45; 47).
9. Conjunto, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 8, caracterizado pelo fato de que a alavanca (43) e a haste de ligação (44) têm, cada uma, uma seção cruzada transversal achatada.
10. Conjunto, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 9, caracterizado pelo fato de que os braços (41) têm, na primeira e terceira articulações (45; 47), uma porção de extremidade dobrada (411).
11. Conjunto, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 10, caracterizado pelo fato de que a alavanca (43) tem uma extremidade dobrada (431), preferencialmente dobrada a 90°, adjacente à primeira articulação (45) de modo a limitar o curso de rotação da alavanca (43) em relação aos braços (41).
12. Método para o destravamento manual de um freio eletromecânico (2) usando um conjunto (1) conforme qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas consistindo em: (a) engatar as forquilhas (42) sobre os respectivos parafusos de tração (3), (b) acionar manualmente o mecanismo de alavanca (40), isto, por meio das forquilhas (42) e dos parafusos de tração (3), fazendo com que cada armadura (23a; 23b) seja colocada na posição inativa.
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