ITMI971009A1

ITMI971009A1 - BRAKING DEVICE PARTICULARLY FOR BRAKING THE DESCENT OF A LIFEBOAT

Info

Publication number: ITMI971009A1
Application number: IT97MI001009A
Authority: IT
Inventors: Angelo Gambini
Original assignee: Angelo Gambini
Priority date: 1997-04-30
Filing date: 1997-04-30
Publication date: 1998-10-30
Also published as: ITMI971009A0; EP0875448A2; EP0875448A3; IT1291716B1

Description

Descrizione di un brevetto d'invenzione Description of an invention patent

Forma oggetto della presente invenzione un dispositivo di frenatura, in particolare per frenare la discesa di una scialuppa calata da una nave . The present invention relates to a braking device, in particular for braking the descent of a lifeboat lowered from a ship.

Per limitare la velocità di discesa di una scialuppa carica di passeggeri, è noto frenare il o i verricelli sui quali sono avvolti i cavi o le catene, necessari per calare la scialuppa,stessa, mediante usuali freni del tipo a ceppi: tali tipi di freni presentano però numerosi inconvenienti. In order to limit the descent speed of a lifeboat loaded with passengers, it is known to brake the winch or winches on which the cables or chains, necessary to lower the lifeboat itself, are wound by means of usual brakes of the block type: these types of brakes have however numerous drawbacks.

Come è noto all'esperto del ramo, nelle navi gli impianti per calare in mare le scialuppe di salvataggio devono essere provati frequentemente (ad esempio ogni due settimane) così da essere sicuri della loro efficienza. Ad ogni prova i ceppi degli impianti frenanti vengono sottoposti per un periodo relativamente breve (dell'ordine di alcune decine di secondi) a sollecitazioni molto elevate che sovente ne compromettono un successivo efficiente utilizzo. As is known to the skilled in the art, in ships the installations for lowering the lifeboats into the sea must be tested frequently (for example every two weeks) in order to be sure of their efficiency. At each test, the brake shoes are subjected for a relatively short period (of the order of a few tens of seconds) to very high stresses which often compromise their subsequent efficient use.

Dopo ogni prova, pertanto, l'impianto frenante deve essere accuratamente controllato; generalmente, a seguito di tali controlli è necessario sostituire i ceppi, tale operazione è relativamente lunga, complicata, e costosa, e richiede di immagazzinare sulla nave ceppi di ricambio. Un ulteriore inconveniente dei dispositivi di frenatura noti è legato al fatto che essi devono essere sempre attivati e regolati da un operatore, che, ad esempio, durante al discesa di una scialuppa, deve regolare l'azione frenante del dispositivo in base alla velocità di discesa della scialuppa stessa, cosa questa che in situazione di panico e/o pericolo pud risultare difficoltosa e disagevole . Therefore, after each test, the braking system must be carefully checked; generally, following these checks it is necessary to replace the logs, this operation is relatively long, complicated, and expensive, and requires the storage of spare logs on the ship. A further drawback of known braking devices is linked to the fact that they must always be activated and adjusted by an operator, who, for example, during the descent of a lifeboat, must adjust the braking action of the device according to the descent speed. of the lifeboat itself, which in situations of panic and / or danger can be difficult and uncomfortable.

Nel campo delle frizioni sono noti (si veda ad esempio il brevetto EP0443149 depositato dalla stessa richiedente) innesti centrifughi a dischi in cui sono previsti mezzi atti a trasmettere il moto da un albero motore ad uno condotto attraverso una massa costituita da materiale sciolto, anche fluido o in polvere, che per effetto centrifugo spinge a contatto uno con l'altro un disco di frizione collegato all'albero motore ed uno collegato all'albero condotto. In the field of clutches, centrifugal disc clutches are known (see for example the patent EP0443149 filed by the same applicant) in which means are provided for transmitting motion from a drive shaft to a driven shaft through a mass made up of loose material, even fluid. or in powder, which by centrifugal effect pushes a friction disc connected to the drive shaft and one connected to the driven shaft into contact with each other.

Non si era fino ad oggi pensato di utilizzare i noti mezzi centrifughi di accoppiamento dei dischi di frizione anche nel campo dei dispositivi di frenatura. Up to now it had not been thought of using the known centrifugal means for coupling the friction discs also in the field of braking devices.

Scopo del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo di frenatura che garantisca una perfetta efficienza anche dopo ripetuti periodi di funzionamento, ad esempio ripetute prove di calata in mare di scialuppe di salvataggio, e che non richieda, né una frequente manutenzione, né una frequente sostituzione dei suoi componenti. The purpose of the present invention is to provide a braking device which guarantees perfect efficiency even after repeated periods of operation, for example repeated tests for lowering lifeboats into the sea, and which does not require either frequent maintenance or frequent replacement of its components.

Un ulteriore scopo è quello di realizzare un dispositivo di frenatura il cui effetto possa essere anche regolato in modo automatico, proporzionalmente alla velocità raggiunta dall'organo da frenare, senza l'intervento di un operatore . A further object is to provide a braking device whose effect can also be adjusted automatically, in proportion to the speed reached by the member to be braked, without the intervention of an operator.

Questi ed altri scopi che appariranno evidenti ad un esperto del ramo vengono raggiunti da un dispositivo di frenatura secondo la rivendicazione principale . These and other objects which will appear evident to a person skilled in the art are achieved by a braking device according to the main claim.

Per una miglior comprensione della presente invenzione si allegano, a titolo esemplificativo, ma non limitativo, disegni in cui: For a better understanding of the present invention, drawings are attached, by way of non-limiting example:

la fig. 1 mostra una vista schematica in sezione di un dispositivo di frenatura secondo l'invenzione, e fig. 1 shows a schematic sectional view of a braking device according to the invention, and

la fig. 2 ne mostra una vista schematica in sezione di una variante. fig. 2 shows a schematic sectional view of a variant thereof.

Con riferimento alla fig. 1 un dispositivo di frenatura secondo l'invenzione comprende un mozzo 1, rigidamente vincolato ad una parete 20, e portante uno o più (tre nell'esempio di fig.l) dischi di frenatura 2, ed un elemento 3, rotante rispetto al mozzo, e collegato a quest'ultimo da usuali cuscinetti 4. Per il collegamento dei dischi 2 il mozzo 1 presenta una dentatura 8 che permette ai dischi di scorrere, parzialmente, assialmente. L'elemento rotante 3 comprende un primo corpo 5, presentante una parte 6, nell'esempio rappresentato avente forma di pignone, atta ad essere collegata ad un organo rotante da frenare (non rappresentato), ed una dentatura 7 alla quale sono collegati in modo assialmente scorrevole tre usuali dischi di frenatura 9. Sia i dischi 2 che quelli 9 sono di tipo usuale e comprendono, vantaggiosamente, uno strato esterno sinterizzato. L'elemento rotante 3, comprende inoltre, un secondo corpo 10, avente forma discoidale, rotoidalmente collegato al primo, attraverso dentatura 7, che gli consente anche di scorrere assialmente, in modo da poter portare in contatto tra loro i dischi 9 e 2. With reference to fig. 1 a braking device according to the invention comprises a hub 1, rigidly constrained to a wall 20, and carrying one or more (three in the example of Fig. 1) braking discs 2, and an element 3, rotating with respect to the hub , and connected to the latter by usual bearings 4. For the connection of the discs 2 the hub 1 has a toothing 8 which allows the discs to slide, partially, axially. The rotating element 3 comprises a first body 5, having a part 6, in the example shown having the shape of a pinion, capable of being connected to a rotating member to be braked (not shown), and a toothing 7 to which they are connected in a manner axially sliding three usual braking discs 9. Both discs 2 and 9 are of the usual type and advantageously comprise a sintered outer layer. The rotating element 3 also comprises a second body 10, having a discoidal shape, rotoidally connected to the first, through toothing 7, which also allows it to slide axially, so as to be able to bring the discs 9 and 2 into contact with each other.

L'elemento rotante 3 comprende inoltre, un terzo corpo anulare 11, delimitante con un tratto del corpo 10 una camera 12, riempita parzialmente, di materiale sfuso 23, quale, ad esempio, sferette metalliche. The rotating element 3 also comprises a third annular body 11, delimiting with a portion of the body 10 a chamber 12, partially filled, with loose material 23, such as, for example, metal spheres.

Il dispositivo comprende inoltre, vincolati ad una parete 21, mezzi di reazione 13, atti ad esercitare sul corpo discoidale 10 una forza tale da spingere tale corpo contro i dischi 9 e questi ultimi contro quelli 2, così da mantenere frenato il pignone 6. I mezzi di reazione 13 comprendono un pistone 14, mobile in un cilindro 16, nel quale sono alloggiati delle convenzionali molle 15, atte ad esercitare una spinta assiale sul corpo discoidale 10, tale da mantenere frenato il pignone 6. Il cilindro 16 è collegato attraverso un condotto 17 ad un convenzionale impianto idraulico o pneumatico (non rappresentato), atto ad immettere nel cilindro un fluido in pressione capace di esercitare sul pistone una forza atta a contrastare quella delle molle 15. The device also comprises, constrained to a wall 21, reaction means 13, capable of exerting on the disc-shaped body 10 such a force as to push this body against the discs 9 and the latter against those 2, so as to keep the pinion 6 braked. reaction means 13 comprise a piston 14, movable in a cylinder 16, in which conventional springs 15 are housed, suitable for exerting an axial thrust on the disc-shaped body 10, such as to keep the pinion 6 braked. The cylinder 16 is connected through a conduit 17 to a conventional hydraulic or pneumatic system (not shown), capable of introducing a pressurized fluid into the cylinder capable of exerting a force on the piston capable of opposing that of the springs 15.

Il dispositivo è, vantaggiosamente, completamente immerso in un liquido di raffreddamento, ad esempio olio; pér permettere all'olio di entrare in contatto e raffreddare i dischi frenanti 2 e 9 sia il corpo 5 che quello discoidale 10 prevedono aperture 18,19 per la circolazione dell'olio all'interno dell'elemento rotante 3. The device is advantageously completely immersed in a cooling liquid, for example oil; in order to allow the oil to come into contact and cool the braking discs 2 and 9, both the body 5 and the disc-shaped body 10 have openings 18,19 for the circulation of the oil inside the rotating element 3.

Vantaggiosamente, il dispositivo potrebbe prevedere anche un serbatoio per l'olio ed un convenzionale impianto per forzare la circolazione dell 'olio. Advantageously, the device could also provide a tank for the oil and a conventional system for forcing the circulation of the oil.

Vantaggiosamente, il dispositivo è alloggiato nella parte inferiore di un corpo scatolare chiuso (parzialmente rappresentato), comprendente le pareti laterali 20,21 e quella di fondo 22, nel quale superiormente, è alloggiato un tratto dell'albero rotante dell'organo da frenare, collegato al pignone 6 mediante una catena o una serie di ingranaggi (parzialmente rappresentati nella parte inferiore di fig. 2). Advantageously, the device is housed in the lower part of a closed box-like body (partially shown), comprising the side walls 20, 21 and the bottom one 22, in which a portion of the rotating shaft of the member to be braked is housed at the top, connected to pinion 6 by means of a chain or a series of gears (partially shown in the lower part of fig. 2).

In condizioni di riposo il dispositivo mantiene bloccato l'organo da frenare; nel caso di una scialuppa di una nave, la parte rotante del verricello. In tale situazione le molle 15 (fig. 1) spingono il pistone 14 contro il corpo discoidale 10 che mantiene bloccati i dischi 9 contro quelli 2. La spinta assiale è assorbita dai cuscinetti 4. In tal modo si realizza un effetto di frenatura statica che attraverso il pignone 6 mantiene bloccato il carico collegato al verricello. Quando invece, si vuole "sbloccare" il carico, si invia pressione nel condotto 17 del cilindro 16 così da ridurre o eliminare la spinta assiale delle molle 15 sul pistone 14 e di conseguenza sul corpo discoidale 10. In tal modo si riduce o si annulla l'azione frenante dei dischi 2,9 ed il pignone e l'organo ad esso collegato risultano liberi di ruotare trascinati dal carico in discesa. Proporzionalmente al numero di giri dell'elemento rotante, la massa sfusa 23, per effetto centrifugo, esercita sul corpo discoidale 10 una spinta assiale, diretta verso i dischi 2,9, che, avvicinando i dischi stessi, comporta una frenatura "dinamica" del pignone 6 e conseguentemente dell'organo rotante. In rest conditions, the device keeps the part to be braked locked; in the case of a ship's lifeboat, the rotating part of the winch. In this situation the springs 15 (fig. 1) push the piston 14 against the disc-shaped body 10 which keeps the discs 9 locked against those 2. The axial thrust is absorbed by the bearings 4. In this way a static braking effect is achieved which through the pinion 6 it keeps the load connected to the winch locked. On the other hand, when it is desired to "unblock" the load, pressure is sent into the duct 17 of the cylinder 16 so as to reduce or eliminate the axial thrust of the springs 15 on the piston 14 and consequently on the disc-shaped body 10. In this way it is reduced or canceled the braking action of the discs 2,9 and the pinion and the member connected thereto are free to rotate, dragged down by the load. Proportionally to the number of revolutions of the rotating element, the loose mass 23, by centrifugal effect, exerts an axial thrust on the disc-shaped body 10, directed towards the discs 2,9, which, by approaching the discs themselves, involves a "dynamic" braking of the pinion 6 and consequently of the rotating member.

A seconda del carico da frenare e della sua corsa è possibile scegliere la massa del materiale 23 in modo tale da ottenere una desiderata velocità di discesa del carico stesso. Depending on the load to be braked and its stroke, it is possible to choose the mass of the material 23 in such a way as to obtain a desired descent speed of the load itself.

Volendo arrestare il carico in discesa è necessario aumentare la spinta assiale sul corpo 10e quindi sui dischi 2 e 9, riducendo o annullando la pressione del fluido nel cilindro 16. In tal modo sul corpo 10, oltre all'azione esercitata dal materiale 23 si aggiungerà la spinta delle molle 15. Regolando la pressione del fluido nel cilindro 16 si riesce a regolare la decelerazione del carico e si riesce ad ottenere l'arresto. In order to stop the downward load, it is necessary to increase the axial thrust on the body 10 and therefore on the discs 2 and 9, reducing or canceling the pressure of the fluid in the cylinder 16. In this way on the body 10, in addition to the action exerted by the material 23, there will be added the thrust of the springs 15. By regulating the pressure of the fluid in the cylinder 16 it is possible to regulate the deceleration of the load and to obtain the stop.

E' da sottolineare che grazie all'effetto di raffreddamento esercitato dal liquido in contatto con i dischi 2,9, questi ultimi non subiscono significativi danneggiamenti durante la discesa del carico. L'impianto frenante non necessita pertanto di controlli e manutenzione ad ogni suo utilizzo e le sue parti, ed in particolare i dischi, non devono essere sostituiti se non dopo un lungo periodo di funzionamento. It should be emphasized that thanks to the cooling effect exerted by the liquid in contact with the discs 2,9, the latter do not suffer significant damage during the descent of the load. The braking system therefore does not require checks and maintenance at each use and its parts, and in particular the discs, must not be replaced until after a long period of operation.

In fig. 2 è rappresentata una variante rispetto alla forma di realizzazione fin qui descritta (le parti in comune con il dispositivo di fig. 1 sono state indicate con la numerazione precedentemente utilizzata e non vengono ulteriormente descritte). In fig. 2 shows a variant with respect to the embodiment described up to now (the parts in common with the device of fig. 1 have been indicated with the numbering previously used and are not further described).

Rispetto alla forma di realizzazione precedentemente illustrata, nella variante di fig. Compared to the previously illustrated embodiment, in the variant of fig.

2 sono stati modificati solo i mezzi di reazione atti a mantenere frenato il pignone 6 e quelli atti a contrastare l’azione di tali mezzi di reazione. I mezzi di reazione, indicati complessivamente con 24, comprendono un pistone o perno 30, coassiale al mozzo 1, ed atto a scorrere assialmente all'interno del mozzo stesso che funge quindi da cilindro. Sul perno spinge una prima molla 25, atta a mantenere la testa 26 del perno a contatto con una bronzina 27, rigidamente vincolata al corpo discoidale 10? ed ad esercitare una forza tale da mantenere in contatto tra loro i dischi di frenatura 2,9. Il mozzo 1 è collegato, (come nel caso del cilindro 16 di fig. 1) ad un convenzionale impianto idraulico o pneumatico (non rappresentato) attraverso un condotto 17. In tal modo nel mozzo 1 è possibile immettere un fluido in pressione capace di esercitare sul perno 30 una forza atta a contrastare quella delle molle 25. I mezzi di contrasto, indicati complessivamente con 28, comprendono un alberino 29, coassiale al perno 30, che pud ruotare coassialmente all'asse del perno 30 e del mozzo 1. 2 only the reaction means adapted to keep the pinion 6 braked and those adapted to counteract the action of these reaction means have been modified. The reaction means, indicated as a whole with 24, comprise a piston or pin 30, coaxial with the hub 1, and able to slide axially inside the hub itself which therefore acts as a cylinder. On the pin pushes a first spring 25, adapted to keep the head 26 of the pin in contact with a bushing 27, rigidly constrained to the disc-shaped body 10? and to exert such a force as to keep the braking discs 2,9 in contact with each other. The hub 1 is connected (as in the case of the cylinder 16 of fig. 1) to a conventional hydraulic or pneumatic system (not shown) through a duct 17. In this way, in the hub 1 it is possible to introduce a pressurized fluid capable of exerting on the pin 30 a force capable of opposing that of the springs 25. The contrast means, indicated as a whole with 28, comprise a shaft 29, coaxial to the pin 30, which can rotate coaxially to the axis of the pin 30 and of the hub 1.

Un'estremità dell'alberino 29 è collegata al perno 30 attraverso una sfera metallica 31, un elemento di collegamento 32, ed una molla 33. La sfera 31 è parzialmente alloggiata in due sedi semisferiche ricavate nell'estremità dell'alberino 29 e dell’elemento di collegamento 32. L’altra estremità dell'alberino è rigidamente collegata ad una leva 34 che può essere spostata angolarmente solo di un breve tratto essendo la sua rotazione bloccata da viti di fine corsa 35. Se si vuole contrastare l'azione della molla 25 è sufficiente ruotare di un breve tratto la leva 34, in tal modo, infatti, si sposta anche la sfera 31 che spinge l'elemento 32 verso la molla 25 e conseguentemente, vincendo l'azione della molla 25, sposta il perno 26, di modo che la sua testa si stacca dalla bronzina 27. Conseguentemente sul corpo discoidale 10 non agisce più una forza atta a mantenere in contatto uno contro l'altro i dischi di frenatura 2 , 9. One end of the shaft 29 is connected to the pin 30 through a metal ball 31, a connecting element 32, and a spring 33. The ball 31 is partially housed in two hemispherical seats obtained in the end of the shaft 29 and of the connecting element 32. The other end of the shaft is rigidly connected to a lever 34 which can be moved angularly only for a short distance since its rotation is blocked by end-stroke screws 35. If you want to counteract the action of the spring 25 it is sufficient to rotate the lever 34 for a short distance, in this way, in fact, the ball 31 also moves, which pushes the element 32 towards the spring 25 and consequently, overcoming the action of the spring 25, moves the pin 26, so that its head detaches from the bushing 27. Consequently, on the disc-shaped body 10 no longer acts a force capable of keeping the braking discs 2, 9 in contact with each other.

E' da sottolineare che posizionando opportunamente il dispositivo, la leva 34 può essere azionata anche dall'interno della scialuppa da calare, a tal fine è sufficiente vincolare una corda alla leva stessa e mettere in tensione la corda o rilasciarla durante la discesa della scialuppa. It should be emphasized that by suitably positioning the device, the lever 34 can also be operated from inside the lifeboat to be lowered, for this purpose it is sufficient to tie a rope to the lever itself and tension the rope or release it during the descent of the lifeboat.

Il funzionamento del dispositivo è sostanzialmente uguale a quello descritto precedentemente . The operation of the device is substantially the same as that described above.

E' da sottolineare che nella presente descrizione il dispositivo è stato descritto con riferimento ad una sua applicazione in campo navale, esso potrebbe però trovare applicazioni anche in altri campi, ad esempio nel campo degli ascensori o montacarichi. It should be emphasized that in the present description the device has been described with reference to its application in the naval field, but it could also find applications in other fields, for example in the field of lifts or hoists.

Si vuole infine ribadire che le forme di realizzazione fin qui descritte sono state fornite a titolo puramente esemplificativo e che sono possibili numerose varianti tutte rientranti nel medesimo concetto inventivo, cosi, ad esempio, i mezzi di reazione e di contrasto potrebbero essere di tipo diverso da quelli descritti, oppure i dischi frenanti potrebbero essere disposti in modo diverso da quanto illustrato nelle figure 1 e 2, ovvero, ad esempio, in modo che il corpo 10 venga a contatto con un disco collegato al mozzo 10, piuttosto che con uno collegato all'elemento rotante. Finally, we want to reiterate that the embodiments described up to now have been provided purely by way of example and that numerous variants are possible, all falling within the same inventive concept, so, for example, the reaction and contrast means could be of a type other than those described, or the braking discs could be arranged in a different way from what is illustrated in Figures 1 and 2, that is, for example, so that the body 10 comes into contact with a disc connected to the hub 10, rather than with one connected to the rotating element.

Claims

CLAIMS 1. Braking device, in particular for braking the descent of a lifeboat when lowered from a ship, of the type comprising: at least one pair of braking discs (2,9), of which a first disc (2) is connected to a fixed body (1) and the other (9) is connected to a rotating member to be braked, for example a winch, and braking means (13,24; 23) able to push the discs against each other , so as to brake said member, characterized in that the braking means comprise: static braking means (13; 24) adapted to exert a constant thrust on the discs, such as to keep them in contact with each other and keep the rotating member braked, means (17; 28) able to counteract, at least partially, the action of the static braking means and to allow the disengagement of the discs when it is desired to allow the rotation of the member to be braked, and dynamic braking means, connected to the rotating member, and comprising a loose mass (23) capable of exerting, by centr ifugo, a thrust on the disks, proportional to the rotation speed of said member, and such as to bring the disks into contact with each other and brake the member itself, and that cooling means (18; 19) are provided for at least the braking disks (2; 9).

2. Braking device according to claim 1 characterized in that it comprises a fixed central body (1), carrying a first braking disc (2), at least partially sliding along the body, parallel to a longitudinal axis (L) of said body , an element (3), rotating with respect to the longitudinal axis (L) of the fixed body, having; a first part (6), adapted to be connected to the rotating member to be braked, a second disc-shaped part (10), rotoidally connected to the first, and axially sliding against the static braking means (13; 24), a second disc of braking (9), connected rotoidally to the first part and partially coaxially sliding to the first disc (2), said second disc (9) being able to cooperate with said first disc (2), and a third part (11), rotoidally connected to the first, designed to delimit with at least a portion of said second part (10) a chamber (12) filled at least partially with the dissolved material (23), the static braking means (13,24) exerting on said second part (10) a force able to keep the first and second discs (9,2) in contact with each other and to brake the first part (6) of the rotating element (3), the means (17; 28) to counteract the action exerted by said static braking means (13; 24) allowing at least partial detachment of the two discs braking (2,9) and consequently the rotation of the first part (3).

3. Device according to claim 1 characterized in that the cooling means comprise a cooling circuit (18; 19) for the circulation of a cooling liquid at least at the braking discs (2,9).

4. Braking device according to claim 1 characterized in that the static (13; 24) and contrast (17; 28) braking means exert on the braking discs (2,9) a direct action coaxially to the rotation axis of the rotating brake disc (9).

5. Device according to claim 1 characterized in that the static braking means are of the spring type (25, Ί5).

6. Device according to claim 1 characterized by the fact that the contrast means (28) are of the mechanical type and provide a lever (29,34), which can be operated manually, capable of generating a force directed in the opposite direction with respect to that exerted by the means static braking (24).

7. Device according to claim 6 characterized in that the linkage (29,34) is connected to the static braking means (24) through a ball (31) and a spring (33).

8. Device according to claim 6 characterized in that the linkage (29,34) is connected to a rope so as to be operable from inside the lifeboat.

9. Device according to claim 2 characterized in that the static braking means (24) comprise a pin coaxial to the fixed body (1) and partially housed in said body.

10. Device according to claim 3 characterized in that it is completely immersed in the cooling liquid.

11. Device according to claim 3 characterized in that the coolant is oil.

12. Device according to claim 1 characterized in that the static (13) and contrast (17) braking means comprise a piston (14) movable in a cylinder (16),