RO105541B1 - Activator - Google Patents

Abstract

Invenția se referă la un activator utilizat ca dispozitiv de frână, în special la autovehiculele care circulă pe șine. Activatorul, conform invenției, are în componență o manșetă de acționare (8) ce poate fi supusă unui cuplu, de exemplu de la un resort bobină (6), un ax rotitor (14) și o piuliță cu bile (24), pentru transformarea cuplului într-o forță axială pentru realizarea frânării. între manșeta de acționare (8) și axul rotitor (14) este dispus un resort închidere exterior (15), o manșetă de control (16) și un resort închidere interior (17). Un motor electric (20) este conectat la manșeta de control (16) pentru rotirea acesteia în orice direcție. Manșeta de control (16) este conectată la resorturile închidere (15, 17) pentru controlul funcțiilor lor.

Description

Prezenta invenție se referă la un activator utilizat ca dispozitiv de frână, în special, la autovehiculele pe șină.

Activatorul conform invenției include o carcasă, o manșetă de acționare, ce este supusă la o mișcare de rotație și un inel de acționare pentru furnizarea unei mișcări de rotație.

Invenția este exemplificată prin folosirea ei, ca dispozitiv de frână, de preferat, pentru un autovehicul pe șine, dar poate la fel de bine să fie folosită în diferite aplicații și variante la care forța controlată trebuie aplicată, sau trebuie să se atingă o poziție controlată, pentru o încărcare exterioară. Activatorul poate furniza o mișcare de rotație sau un cuplu, dar va furniza, de preferință, o mișcare axială sau o forță prin includerea de mijloace de transformare a mișcării de rotație, într-o mișcare axială, de exemplu, un șurub cu bilă standard.

Convențional, frânarea unui autovehicul pe șine este realizată, prin aceea că aerul comprimat este admis la un cilindru de frână, la care pistonul se deplasează axial și transmite o forță de frânare axială. Ca o alternativă mai des folosită pentru parcare și frânare, în caz de pericol, dar ocazional, și pentru frânarea de serviciu, un resort puternic este, în mod normal, ținut comprimat de aerul comprimat într-un cilindru, iar când presiunea aerului coboară sub o valoare prestabilită, se exercită o forță de frânare.

în practică, există tendința de dotare a autovehiculelor pe șină cu sisteme de frânare cu aer comprimat, ceea ce înseamnă că aerul comprimat existent nu mai poate fi utilizat, pentru sistemele de control sau pentru generarea de energie. De aceea, adeseori, ca o alternativă unică, dar sigură și eficace, se folosește electricitatea atât ca generatoare de energie, cât și ca mediu de control, parțial, în vederea folosirii frecvente a electronicii la sistemele de control și simplificările efectuate la echipamentul pentru transformarea puterii în electricitate, care poate fi folosită pentru diverse aplicații la bordul unui autovehicul pe șine, modern.

Corespunzător, există un interes crescând pentru conceptul denumit Frânarea pe fir, adică un sistem în care energia electrică este transformată într-o forță de frânare mecanică, în raport cu un semnal electric, furnizat de la bord, de către conducător. Condițiile pe care trebuie să le satisfacă un asemenea sistem sunt crescute, de exemplu, în ceea ce privește precizia și'timpii de răspuns pentru anihilarea unor fenomene nedorite la saboți. Deosebit de importante sunt condițiile legate de simplificarea, ușurința și capacitatea sistemelor concepute de a suporta stresurile, a face față solicitărilor care apar, în timpul funcționării, datorită climei specifice zonei în care este utilizat autovehiculul pe șine.

Se cunosc câteva încercări de a realiza proiecte care să îndeplinească diferitele cerințe menționate anterior, fiind obținute așa-numitele activatoare electro-mecanice sau dispozitive de frânare. Exemple de soluție la care se folosește un motor electric pentru a tensiona un resort normal ca, de exemplu, un resort elicoidal, care aplică forța de frână când este necesar, sunt redate în descrierile brevetelor de invenție A-US 874219, A-SUA 2218605, A-SUA 4033435, A-SUA 4202430, A-RFG 3010335, A- GB 1141500 și A-EP 166156.

Există, de asemenea, exemple de soluții la care energia de la motorul electric este înmagazinată într-un resort de tip bobină, redate în descrierile brevetelor de invenție A-US 3131788, A-3217843 și A-3281944. în aceste brevete sunt prezentate soluții la care, pornind de la o sursă, aplicarea frânei este controlată de motor, care este folosit, de asemenea, pentru tensionarea resortului. Prin această tehnică, este virtual imposibil să se obțină timpii de răspuns și control, necesari la sistemele moderne, timpii impuși de norme internaționale.

Pentru a îndeplini toate cerințele impuse acestuia, un activator conform invenției este caracterizat prin mijloace de cuplare între manșeta de acționare și carcasă, pentru a permite rotirea frânei într-o primă direcție, mai departe de un resort de închidere, pentru conectarea între manșeta de acționare și inelul de acționare, ce este coaxial cu acesta, și cu ajutorul unor mijloace pentru controlul resortului de închidere pentru a realiza funcția sa, pentru a conecta manșeta de acționare cu inelul de acționare, numai la rotirea manșetei de acționare în prima direcție dar pentru a permite rotirea inelului de acționare într-o direcție secundă.

Dacă se folosește ca dispozitiv de frânare, pentru un autovehicul pe șine, un activator conform invenției, el include o manșetă de acționare, ce poate fi supusă la un cuplu de forțe pentru a încărca un resort de tip bobină, un motor sau orice alt mijloc pentru o crea o forță de frânare, și un inel de acționare, conectat la un mecanism șurub cu bilă sau mijloc similar pentru transformarea cuplului într-o forță axială, pentru aplicarea frânei. Invenția constă în mijloace controlabile, pentru transferarea cuplului dintre manșeta de acționare și inelul de acționare. într-un dispozitiv de frânare prima direcție este direcția de aplicare a frânei, în timp ce direcția secundă corespunzătoare este direcția de eliberare a frânei.

De preferat, mijloacele pentru controlul încărcării resortului constau într-o manșetă de control, ce este concentrică cu manșeta de acționare, inelul de acționare fiind conectat cu un capăt al resortului de închidere, prin care rotirea manșetei de control, în direcția secundă va deschide resortul de închidere și permite inelului de acționare să se rotească pe aceeași distanță unghiulară cu manșeta de control, în direcția secundă.

într-o variantă a invenției, manșeta de acționare este supusă la cuplul unui resort, de tip bobină, tensionat de un motor, de preferat un motor electric. în acest caz, mijloacele de cuplare dintre manșeta de acționare și carcasa dispozitivului, pot fi, de preferat, mai departe un resort de închidere normal, prevenind rotația manșetei de acționare în prima direcție și un capăt al resortului de închidere este conectat la manșeta de control, prin care rotirea acesteia, în prima direcție, va deschide resortul de închidere și permite manșetei de acționare să se rotească cu aceeași distanță unghiulară cu manșeta de control, în prima direcție.

Pentru a îndeplini cerința de a controla activatorul sau dispozitivul frână pe fir manșeta de control poate fi conectată la un motor electric de control, pentru rotirea sa în orice direcție, conducând la rotirea inelului de acționare în orice direcție.

în altă reprezentare a invenției, manșeta de acționare este conectată direct la un motor de acționare, de preferat, un motor electric. în acest caz, mijloacele de cuplare între manșeta de acționare și carcasă constau dintr-un resort de închidere, pentru permiterea rotirii manșetei de acționare, prin motor, doar în prima direcție.

Motorul este, de preferat, conectat direct la manșeta de control, pentru permiterea rotirii acesteia, în ambele direcții, prin care la conectarea dintre motor și manșeta de acționare este prevăzut un cuplaj, transmițând doar rotirea la manșeta de acționare, în prima direcție.

într-o altă variantă a invenției, manșeta de acționare, ca în prima variantă, este supusă la cuplul unui resort, de tip bobină, tensionat de un motor, de preferat motor electric. Din nou mijlocul de cuplare este un resort de închidere, în mod normal, exterior, prevenind rotirea manșetei de acționare, în prima direcție. în această variantă, mijlocul pentru controlul resortului de închidere, aranjat între manșeta de acționare și inelul de acționare, este un inel de închidere interior, mijlocul menționat controlând, de asemenea, resortul de închidere exterior. El este un element de control, ce este axial, deplasabil sub influența a doi electromagneți, pentru decuplarea capătului oricărui resort de închidere, de carcasă, sau reactiv inelul de acționare, și corespunzător, pentru a permite rotirea manșetei de acționare, în prima direcție sau inelul de acționare, în direcția secundă respectivă.

Se dau, în continuare, trei exemple de realizare a invenției în legătură cu fig. 1...3, care reprezintă:

- fig. 1, vedere laterală, parțială în secțiune a frânei electro-mecanice, conform invenției, întrun prim exemplu de realizare;

- fig.2, vedere laterală parțială, cu secțiune a frânei electro-mecanice, conform invenției, într-un al doilea exemplu de realizare;

- fig.3, vedere laterală parțială, cu secțiune a frânei electro-mecanice, conform invenției, într-un al treilea exemplu de realizare.

Un dispozitiv electromecanic de frânare, conform invenției, într-un prim exemplu de realizare prezentat în fig. 1 dintr-o caracasă 1 cu un capac resort 2, reprezentat, în stânga pe desen și un capac mecanism 3 reprezentat în dreapta. Capacele 2 și 3 sunt fixate cu șuruburi la carcasa 1. Dispozitivul este, de asemenea, prevăzut cu un element transmițător de forță 4 care, așa cum este prezentat în continuare, este deplasabil axial în raport cu carcasa 1. Carcasa 1 și elementul 4 sunt prevăzute cu niște găuri 5, pentru montarea dispozitivului, de exemplu, într-un compus exterior frână disc convențional al unui autovehicul pe șine. Un asemenea aranjament frână nu este reprezentat în desen, dar este bine cunoscut oricărei persoane familiarizate cu tehnologia. în acest mod, o deplasare a elementului 4 la stânga, așa cum este reprezentat în desen, va determina aplicarea unei forțe de frânare.

Un resort puternic, de tip bobină 6, este dispus în carcasa 1. Capătul exterior al resortului 6 este ancorat la o manșetă rotitoare motoare 7 și capătul ei interior la o manșetă rotitoare de acționare 8 care este fixată pe carcasa 1.

Un motor electric 9 este atașat la carcasa 1. Este montat, prin intermediul unui pinion, ia un inel de angrenare 10, pe manșeta motoare 7. Un cuplaj unisens, de exemplu, un resort de închidere 11, permite manșetei motoare 7 doar să se rotească în direcția pentru strângerea resortului de tip bobină 6.

Coaxial cu manșeta de acționare 8 este un inel rotitor, de acționare, 12 în contact cu un inel distanțiere 13 care este atașat la un arbore rotitor

14.

O forță de rotire de transmisie, între manșeta de acționare 8 și inelul de acționare 12 și astfel, arborele 14, prin inelul dinstanțier 13, este realizată cu ajutorul unei aranjări constând din trei elemente concentrice, anume un resort de închidere exterior 15, o manșetă de control 16 și un resort de închidere interior 17.

Capătul exterior sau capătul din dreapta, reprezentat în fig. 1, al manșetei de control 16 este prevăzut cu un inel de angrenare 18 cuplat cu angrenaje corespunzătoare, pe un arbore motor rotitor 19 al unui motor electric de control 20, care, de preferință, poate fi de tip DC sau în trepte. El este prevăzut cu un disc 21 care cooperează cu un jug fix 22. Discul 21 prezintă mijloace circumferențiale de control, de exemplu, găuri pentru numărarea de către jugul 22, prin aceasta având loc controlul rotirii motorului de control 20, așa cum va fi prezentat în continuare.

O manșetă de transmitere a forței 23 este atașată la elementul transmițător de forță 4. O piuliță cu bilă 24, care împreună cu arborele rotitor 14 formează un șurub cu bilă este atașată nerotitor, la manșeta transmițătoare de forță 23. Arborele 14 este fixat la manșeta transmițătoare de forță 23 cu ajutorul unui rulment radial cu bile 25 și într-o cupă sensibilă la forță 26 cu ajutorul unui rulment cu bile 27. Acest rulment poate de asemenea să transmită forțe axiale de la arborele 14 la cupa 26.

Un disc elastic 28 din cauciuc sau un material similar este fixat între cupa sensibilă la forță 20 și capacul mecanism 3. Un traductor de presiune 29 este montat în capacul 3 în contact cu discul elastic 28. Prin proiectare, zona transformatorului 29 primește o forță mai mică decât zona cupei sensibile la forță 26, doar o fracțiune din forța totală de la arborele 14 este transmisă transformatorului 29 ce poate fi de orice concepție convențională și transmite un semnal electric depinzând de presiune sau forța exercitată.

Interacțiunea între diferite părți, mai ales cele două resorturi de închidere 15 și 17 și manșeta de control 19 se vor descrie în cele ce urmează.

Resortul de închidere exterior 15 care poate fi numit, de asemenea, un resort de aplicare, pentru motive ce se vor vedea în continuare, servește mai întâi pentru a preveni rotirea manșetei rotitoare de acționare 8, în raport cu carcasa 1 într-o direcție. Partea cea mai mare a resortului 15 este în contact cu suprafața sa exterioară, cu suprafețe interioare cilindrice coaxiale ale manșetei și carcasei 1. Puține spire ale resortului de închidere 15 prezintă diametrul mai mic și sunt cu suprafața lor internă, în angajare cu suprafața exterioară a manșetei cilindrice de control 16.

Resortul de închidere interior 17 care poate, de asemenea, să se numească un resort de eliberare, servește mai întâi, pentru a transmite mișcarea de rotație, într-o direcție, între manșeta de acționare 8 și inelul de acționare 12, dar de asemenea, stabilește un mijloc pentru transmiterea mișcării de rotație, în altă direcție între manșeta de control 16 și inelul de acționare 12, cum va apare în descriere, în continuare. Suprafața interioară a resortului de închidere 17 este în contact cu suprafețele exterioare, cilindrice, coaxiale, ale manșetei de acționare 8 și ale inelului de acționare 12. Capătul din dreapta al resortului 17 este închis de inelul de acționare 12, în timp ce capătul stâng este prevăzut cu un capăt proeminent, în sus 30 angajând o proeminență axială 31, la capătul stâng al manșetei de control

16.

Funcționarea aranjamentului descris până acum este redată în continuare. Presupunând că resortul de tip bobină 6 este tensionat sau înfășurat de motorul electric 9 și rotirea înapoi a acestuia din urmă este prevenită de cuplajul unisens 11, manșeta de acționare 8 este supusă la un cuplu variabil, într-o direcție de rotație. Totuși manșeta 8 este menținută împotriva rotirii, în această direcție, prin acțiunea resortului 15.

Rotind manșeta de control 16 cu ajutorul motorului de control 20 este totuși posibil să se deschidă resortul de închidere exterior sau resortul de aplicare 15 adică să se rotească în direcția opusă direcției de închidere cu ajutorul spirelor resortului care sunt în contact cu manșeta de control 16. Prin aceasta manșeta de acționare 8 va fi liberă să se rotească sub acțiunea resortului bobină 6, până ce resortul de aplicare 15 închide din nou manșeta 8 la carcasa 1. Mișcarea de rotire a manșetei de acționare 8 corespunde, cu alte cuvinte, celei a manșetei de control 16. în timpul acestei mișcări de rotire, resortul de închidere intern 17, datorită direcției sale de închidere, transmite mișcarea de rotire și cuplul resortului de acționare 12.

Cuplul transmis resortului de acționare 12 este transformat, prin arborele șurub cu bilă 14, într-o forță axială în piulița cu bilă 24, în manșeta transmițătoare de forță 23 și elementul transmițător de forță 4. Cursa de aplicare sau mișcarea este reprezentată în stânga, pe desen.

Trebuie menționat că manșeta de acționare 8 are posibilitatea să se rotească, pentru transmiterea cuplului său, la inelul de acționare 12 prin resortul de închidere interior 17, când și cu extinderea cu care manșeta de control 16 se rotește, prin motorul de control 20 în direcția de neînchidere, pentru resortul de aplicare 15. Trebuie reținut, de asemenea, că manșeta de control 16, ea însăși nu este supusă la cuplul manșetei de acționare 8 și că doar cuplul mic necesar să depășească pretensiunea resortului de închidere 15 este cerut pentru manșeta de control 16.

Cursa de eliberare sau deplasare a elementului transmițător de forță 4 și manșeta 23 reprezentată în dreapta, pe desen, ulterior unei curse e aplicare cum s-a descris anterior, poate fi divizată în două trepte: o primă treaptă în care elementul 4 și manșeta 23 sunt supuse la o forță de reținere la dreapta de discul de frână, sau alt element frână și întregul compus exterior de frână sau montaj, în care dispozitivul frână este montat, terminând cu situația în care suporturile frână sunt gata să părăsească discul de frână aducând forța de întoarcere la zero și o treaptă secundă în timpul căreia suporturile frână sunt îndepărtate de discul de frână la distanța dorită, care este denumită în literatura de specialitate joc.

Pentru realizarea unei deplasări în direcția de eliberare, în timpul primei trepte, menționate anterior, manșeta de control 16 este rotită în direcția opusă celei din timpul cursei de aplicare, cum a fost prezentat anterior. Această rotire este prevenită de rotiri ale resortului de închidere, exterior 15, în contact cu manșeta de control 16, deoarece ultima acum este rotită pe direcția care determină slăbirea ghearei resortului de închidere 15.

Prin angajarea dintre proeminența axială 31 a manșetei de control 16 și capătul proeminent în sus 30 a resortului de închidere interior sau resortului de eliberare 17, ultimul nu va permite resortului de acționare 12 să se rotească sub acțiunea forței ce a fost transformată dintr-una axială la piulița 24 într-una de rotație la arborele

14, doar cât manșeta de control 16 este rotită. în timpul acestei rotiri, manșeta de acționare 8 fiind supusă tot timpul unui cuplu de resortul de tip bobină 6, este împiedicată să se rotească de resortul de închidere exterior 15 în angajare cu carcasa 1.

Trebuie menționat iarăși că mișcarea de rotire a inelului de acționare 12 corespunde celei a manșetei de control 16 și că practic nu este necesar nici un cuplu pentru rotirea ultimului de la motorul de control 9, anume cuplul necesar pentru a depăși pretensionarea resortului de închidere interior 17.

în timpul treptei secundare a cursei de eliberare, nu se transmite nici un cuplu la inelul de acționare 12 prin arborele 14. Pentru a stabili jocul dorit între discul de frână și suportul frână, în montajul frânei este, de aceea, necesar să se aplice altă forță de rotație pe inelul de acționare 12 pentru a retrage suporții de frână din discul de frână. Această forță de rotație, ce este relativ minoră, derivă din motorul de control 20. La rotirea, mai departe a acestuia, în direcția eliberare, deplasarea sa rotațională este transmisă la inelul de acționare 12 prin inelul de eliberare

17. Manșeta de acționare 8 este ținută încă împotriva rotației, prin resortul închidere exterior

15.

Există un sistem electric și unul electronic asociate cu aranjamentul mecanic descris până acum. Acest sistem care nu este reprezentat în desen, prezintă funcția generală de a alimenta motorul electric 9 și motorul de control 20 cu energie electrică și să controleze funcționarea lor în modul prezentat în continuare.

Cum se înțelege din descrierea prezentată, singura funcție a motorului electric 9 este să alimenteze acumulatorul sub forma unui resort de tip bobină 6 cu energie sau, cu alte cuvinte, să mențină resortul 6 sub tensiune. Motorul lucrează intermitent.

Sistemul este astfel proeictat, încât motorul 9 este pornit atunci, când sistemul a fost fără curent, dintr-un motiv și atunci, când motorul de control 20 a pornit.

Pe de altă parte, motorul 9 este închis atunci, când curentul motorului atinge o valoare predeterminată, care indică faptul că resortul de tip bobină 6 este tensionat.

în general vorbind, motorul control 21, și manșeta de control 19 asociată cu acesta acționează ca un servo pentru arborele 14. Funcționarea are loc în modul următor, în funcție de condiții.

Cum a fost descris anterior, o cursă de aplicare este realizată prin rotirea manșetei de control 16, prin motorul control 20 într-o anume direcție, direcția de aplicare.

Când transformatorul de presiune 29 indică că o forță de frânare, dorită sau, cu alte cuvinte, o contra-forță în arborele 14 transmisă la transformatorul 29 prin inelul distanțier 13, rulmentul cu bile 27, cupa sensibilă la forță 26 și discul elastic 28 s-au atins, motorul de control 20 este închis. Aceasta înseamnă că nu se mai transmite mișcarea de rotație la inelul de acționare 12 de la manșeta de acționare 8 prin resortul de închidere intern 17.

După, să spunem, două ture, motorul de control 20 în direcția de aplicare a discului 21 și a jugului 22, motorul electric 9 este pornit, după ce, anterior, fusese oprit.

Cursa de eliberare, pe de altă parte, este realizată de rotirea motorului de control 20 în direcția opusă și anume direcția de eliberare.

Această rotire a motorului de control 20 apare până ce transformatorul 29 indică o contraforță foarte scăzută în arborele 14, să zicem 2kN. Din această indicație, motorul de control 20 are posibilitatea să se rotească câteva extra ture, cum se determină cu discul 21 și jugul 22, pentru a stabili jocul cerut între suporții de frână și discul de frână în montajul de frână.

Sunt posibile numeroase modificări ale variantei prezentate în figura 1 și descrisă până acum cu referire la aceasta.

în general, vorbind, motorul electric 9 poate avea o poziție diferită, dacă de exemplu este necesar un dispozitiv mai scurt, și poate fi chiar înlocuit cu alte mijloace, pentru alimentarea cu energie la resortul de tip bobină 6, de exemplu un motor cu aer un cilindru ce lucrează cu fluid, având întotdeauna funcția să păstreze resortul de bobină 6 în tensiune suficientă, necesară. De asemenea, resortul bobină 6 poate fi înlocuit cu un alt tip de resort sau orice alt mijloc pentru înmagazinare.

Diferitele componente mecanice ale aranjamentului, de exemplu, fixarea părților rotitoare, și tipul de șurub cu bilă, folosit, pot varia mult cum este bine cunoscut de către oricine familiarizat cu domeniul în temă.

Mai precis, totuși, capătul stâng al resortului de închidere 17 interior poate să aibă, ca alternativă, la aranjamentul prezentat și descris, aceeași concepție cu capătul drept al resortului de închidere exterioară 15.

Mai mult, ca alternativă la aranjamentul pentru asigurarea unui semnal depinzând de forța axială la elementul de transmitere a forței 4 sau arborele 14, adică cupla sensibilă la forță 26, discul elastic 28, și transformatorul de presiune 29, se pot folosi alte mijloace, de exemplu dispozitive de deformare aranjate corespunzător. Acest semnal poate deriva de asemenea din alte părți ale montajului de frână.

Un al doilea exemplu de realizare a invenției este arătat în figura 2. Această variantă prezintă similitudini cu prima, prezentată în figura 1 și descrisă anterior, diferența principală constând în sistemul de control pentru dispozitivul de frână care va fi corespunzător descris, în întregime, în continuare.

Proiectarea și funcționarea părților următoare sunt virtual aceleași cu prima variantă și se fac referiri corespunzătoare la descrierea prezentată anterior, o carcasă 32, un capac resort 33, un element de transmitere a forței 34, niște găuri 35, un resort de tip bobină sau resort ceas 36, o manșetă motor 37 cu un inel de angrenaj 38, o manșetă de acționare 39, un motor electric 40, un resort de închidere 41, un resort de acționare 42, un resort fus 43, un fus 44, o manșetă transmițătoare de forță 45, o piuliță cu bilă 46, un rulment cu bilă radial 47, o cupă sensibilă la forță 48, un rulment cu bilă 49, un inel elastic 50 și un transformator de presiune 51.

în acest caz, arborele 44 este prelungit și este prevăzut cu un disc 52 care cooperează cu un jug fix 53, în același mod și pentru același scop ca discul 21 și jugul 22 din varianta din figura 1.

Ca și în varianta din figura 1 există un resort de închidere exterioară 54 și un resort de închidere interioară 55 având în general aceleași funcții cu resorturile de închidere corespunzătoare 15 și 17 din prima variantă. Totuși controlul acestor resorturi închidere este diferit așa după cum va fi prezentat în continuare.

Resortul de închidere exterioară 54 este în poziția sa tensionată, aranjat cu suprafața sa exterioară în contact cu suprafețele interioare cilindrice coaxiale ale manșetei acționare 39 și carcasei 37. Resortul de închidere interior 55 este în poziția sa tensionată cu suprafața interioară în contact cu suprafețele externe cilindrice coaxiale ale manșetei acționare 39 și resortului de acționare 42.

Un spălător cuplaj prim 56 este în angajare ne-rotitoare dar deplasabilă axial cu capătul drept al resortului de închidere exterior 54. Spălătorul 56 poate angaja un umăr fix 57 al carcasei 32 pentru a forma un cuplaj dințat 56, 57 cu acesta.

Astfel, un spălător cuplaj secund 58 este în angajare nerotitoare dar deplasabil axial cu capătul drept al resortului de închidere interior 55. Spălătorul 58 poate angaja un umăr 59 al resortului de acționare 42 pentru a forma un cuplaj dințat cu acesta.

Cele două cuplaje apărătoare 56 și 58 sunt presate mobil separat pentru angajare cu umerii lor respectivi 57 și 59 printr-un resort de compresie elicoidal 60 aranjat între două coliere de siguranță, primul 61 și al doilea 62.

Un element de control 63 este deplasabil axial și prevăzut cu o parte radială 64 aranjată în câmpurile opuse a doi electromagneți 65 fixați în carcasa 32. La cele două coliere de siguranță 61 și 62 elementul de control 63 este prevăzut cu o adâncitură cilindrică cu o lățime ceva mai largă decât distanța dintre cele două coliere 61, 62. Capătul respectiv al acestei adâncituri este aranjat astfel încât să coopereze cu colierul respectiv, cum va fi descris în continuare. în poziția neutră prezentată în care nici unul din electromagneți 65 nu este alimentat cu energie electrică, totuși ambele cuplaje 56, 57 și 58, 59 sunt menținute angajate de resortul 60, prin colierele 61, 62.

Cum s-a arătat deja, funcția generală a variantei conform figurii 2 este aceeași cu cea conform figurii 1.

Presupunem că resortul bobină 36 este tensionat și că se dorește o aplicare a frânei. Pentru a realiza aceasta, efectul de închidere al resortului de închidere exterior sau resortului de aplicare 54 asupra manșetei de acționare 39 trebuie să fie depășit, prin alimentarea cu energie electrică a electromagnetului stâng 65, elementul de control 63 este deplasat la stânga așa cum este arătat în fig.2 pentru a permite ca, cuplajele 56, 57 să se dezangajeze și resortul de închidere 54 să devină netensionat astfel încât acesta părăsește angajarea cu carcasa 32. Cuplul este transmis din manșeta acționare 39 prin resortul de închidere interior 55 la inelul de acționare 42 și la alte părți, așa cum a fost descris în detaliu anterior în legătură cu figura 1.

Aplicarea este continuă cât timp electromagnetul stâng 65 este activat prin alimentarea cu energie electrică care este controlat în mod corespunzător, ca rotire, de motorul 20 a manșetei de control 16 din varianta din figura 1. Când acest electromagnet este dezactivat, cuplajul 56, 57 este cuplat și resortul de închidere 54 din nou extins în angajare cu suprafața cilindrică interioară a carcasei 32, previne orice rotație mai departe a manșetei de acționare 39.

O cursă de eliberare este realizată prin aceea că celălalt electromagnet 65 adică cel drept este activat astfel încât elementul de control 63 este deplasat la dreapta așa cum este prezentat în figura 2 și cuplajul 59 este dezangajat. Astfel resortul de închidere interior 55 devine netensionat și părăsește angajarea sa de închidere cu resortul de acționare 42 care va fi liber să se rotească în direcția de eliberare, în același mod cum a fost descris anterior, cu referire la figura 1.

Un al treilea exemplu de realizare al invenției este arătat în figura 3. Această frână electromagnetică prezintă similitudini cu prima și a doua variantă dar diferă de acestea în principal prin aceea că nu este prevăzută cu nici un resort de tip bobină pentru înmagazinarea energiei.

Acest dispozitiv prezintă o carcasă 66, cu un capac stâng 67 și un capac mecanism 68 prezentat în dreapta în figura 3. Capacele 67 și 68 sunt fixate cu șuruburi la carcasa 66. Dispozitivul este de asemenea prevăzut cu un element de transmitere a forței 69 care este deplasabil axial în raport cu carcasa 66. Un suport de frână 70 este atașat la elementul de transmitere a forței 69. Dispozitivul frână trebuie aranjat în vecinătatea unui disc de frână al unui autovehicul pe șină astfel cum este bine cunoscut de către cei familiarizați cu domeniul. Corespunzător, o deplasare a elementului 69 prezentat în partea stângă în desen, va determina o aplicare a frânei.

O manșetă de acționare 71 este fixată rotitor în carcasă. Un motor electric 72 este atașat la capacul stâng 67. Este astfel conectat încât acționează manșeta de acționare 71 printr-o parte mărită 73 a unui ax motor 74, un pinion în contact cu manșeta de acționare 77, și un cuplaj unisens sub forma unui resort de închidere 76 între partea mărită 73 și pinionul 75. în acest fel manșeta de acționare 71 poate fi rotită de motorul 73 doar în direcție de rotație pentru aplicarea frânei cum va apare în continuare; rotirea motorului 72 în direcția opusă nu este transmisă la manșeta de acționare 71 datorită cuplajului unisens 76.

Coaxial cu manșeta de acționare 71 este un inel de acționare rotitor 77 în contact cu un inel distanțier 78 ce este atașat la un fus rotitor 79.

O transmisie de forță rotitoare între manșeta de acționare 71 și inelul de acționare 77, și astfel fusul 79 prin inelul distanțier 78 este realizată cu ajutorul unei soluționări, constând din trei elemente concentrice, anume un resort închidere exterior 80 o manșetă de control 81 și un resort închidere intern 82.

Capătul exterior sau capătul din dreapta reprezentat în figura 3 a manșetei de control 81 este prevăzut cu un inel de angrenare 83 în angajare cu o roată dințată 84 ce este aranjată pe axul motorului 74 integral cu partea sa mărită 73. Axul 74 extinzându-se în afară, la stânga, față de motorul 77, este prevăzut cu un disc 85 care cooperează cu un jug 86 pentru realizarea unui transformator de poziție. Acest transformator de poziție este folosit pentru a controla motorul 72 pentru ajustarea jocului, cum va rezulta în continuare. Cu ajutorul roții dințate 84 manșeta de control 81 poate fi antrenată de motorul electric 72 în ambele direcții de rotație.

O manșetă transmițătoare de forță 87 este atașată la elementul de transmitere a forței 69. O piuliță cu bilă 88 care împreună cu arborele șurub bilă 79 formează un șurub cu bilă, este atașat nerotitor la manșeta transmitătoare de forță 87. Fusul 79 este fixat la manșeta transmițătoare de forță 87 cu ajutorul unui rulment cu bilă radial 89 și într-o cupă sensibilă la forță 90 cu ajutorul unui lagăr cu bilă 91 care este de asemenea transmițător axial de forțe de la fusul 79 la cupa 90.

Un disc elastic 92 de cauciuc sau material asemănător, este fixat între cupa sensibilă la forță și capacul mecanism 68. Un transformator de presiune 93 este aranjat în capacul 68 în contact cu discul elastic 92. Prin proiectare cu o zonă de primire a forței mai mică a transformatorului 93 decât zona cupei sensibile la forță 90, doar o fracțiune din forța totală de la fusul 79 se transmite la transformatorul 93 ce poate fi de orice concepție convențională și transmite un semnal electric ce depinde de presiunea sau forța exercitată.

Interacțiunea între părțile diferite, mai ales a celor două resorturi 80 și 82 și manșeta de control 81 vor fi descrise în continuare.

Resortul de închidere exterioară 80 servește pentru a preveni manșeta de acționare 71 de rotirea în raport cu carcasa 66 într-o direcție. Capătul său stâng este închis la manșeta de acționare 71. Resortul 80 este aranjat cu suprafața sa externă în contact cu suprafețele interioare cilindrice coaxiale ale manșetei 71 și carcasă.

Resortul de închidere interior 82 servește la transmiterea mișcării de rotație într-o direcție între manșeta de acționare 71 și inelul de acționare 77 dar stabilește de asemenea un mijloc pentru transmiterea mișcării de rotație în altă direcție între manșeta de control 81 și inelul de acționare 77 cum va apare din descriere în continuare. Partea cea mai mare din resortul 82 este montată cu suprafețele sale interioare în contact cu suprafețele cilindrice coaxiale ale manșetei ale manșetei de acționare 71 și inelul de acționare 77. Capătul drept al resortului 82 este închis la inelul de acționare 77 în timp ce câteva spire ale resortului 82 la stânga, prezintă diametrul mai mare.

Funcționarea soluției concepute, descrise este redată în continuare. Să presupunem că părți diferite sunt în pozițiile respective, prezentate în figura 3 și motorul electric 72 este oprit. Pentru a realiza aplicarea frânei motorul 72 este pornit în direcția sa de rotație pentru acționare prin resortul de închidere 76 și pinionul 75 a manșetei de acționare 71 în direcția permisă de resortul de închidere exterior 80. în timpul acestei mișcări de rotire resortul de închidere interior 82 datorită direcției sale de închidere, transmite mișcarea de rotație la inelul de acționare 77.

Motorul electric 72 nu numai că rotește manșeta de acționare 71 dar și, prin roata angrenaj 84, manșeta de control 81 cu cel puțin aceeași viteză de rotație cu manșeta acționare 71 astfel încât spirele resortului de închidere interior sunt transformate în mișcare de rotație.

Rotația și cuplul transmise de la motorul electric 72 la inelul de acționare 77 sunt transferate prin fusul șurub cu bilă 79 și la o forță axială în piulița cu bilă 88, manșeta transmițătoare de forță 87 și elementul de transmitere a forței 89. Cursa de aplicare sau mișcarea este prezentată în partea stângă în desenul 3.

Când motorul 72 este oprit, întregul aranjament este închis în poziția atinsă și nu se va atinge o eliberare de cursă cum s-a descris mai jos până ce motorul 17 nu este rotit în direcția opusă. Această închidere este realizată de cele două resoarte de închidere 80 și 92.

Cursa de eliberare sau mișcarea elementului de transmitere a forței 69 și manșetei la dreapta în figura 3, (ulterior unei curse aplicate cum a fost descris anterior) poate fi divizată în două trepte, o primă treaptă în timpul căreia elementul 69 și manșeta 87 sunt supuse la o forță de întoarcere la dreapta de la discul de frână, sau celălalt element de frână, sfârșind cu situația în care suportul frână 70 este aproape să părăsească discul de frână, aducând forța de întoarcere la zero, și o treaptă secundă în timpul căreia suportul frână este îndepărtat de discul de frână la distanța dorită, care este denumită în domeniu joc.

Pentru realizarea unei mișcări în direcția de eliberare în timpul primei trepte menționate anterior manșeta de control 81 este rotită în direcție opusă celor din timpul cursei de aplicare cum a fost descris anterior. Această rotație este realizată de motorul electric 72 prin roata de angrenare 84. Totuși datorită resortului de închidere 76 rotația nu este transmisă la manșeta de acționare 71.

Prin angajarea cu manșeta de control 91 a turelor resortului de închidere interior 82 prezentat în partea stângă în figura 3 rotație inversă menționată anterior a manșetei de control 81 deschide resortul de închidere 82 permițând inelului de acționare 77 să se rotească sub acțiunea forței fiind transferată de la una axială în piuliță la una de rotație în fusul 79 dar numai atât cât manșeta de control 81 se rotește.

în timpul treptei secundare a cursei de eliberare nu se transmite nici un cuplu la inelul de acționare 77 de la suportul frână 70 prin fusul 79. Pentru a stabili jocul dorit între discul de frână și suportul de frână, este necesar să se aplice altă forță de rotație pe inelul de acționare 77 pentru retractarea suportului de frână 70 din discul de frână. Această forță de rotație ce este relativ mică, derivă de la motorul electric 72 prin roata de angrenare 84 și manșeta de control 81. La rotirea continuă a manșetei 81 în direcția inversă sau direcția de eliberare a acestei mișcări de rotație este transmisă la inelul de acționare 77 prin resortul de închidere interior 82. Manșeta de acționare 71 nu ia parte la mișcarea de rotație.

Există un sistem electric și unul electronic asociate cu aranjamentul mecanic descris până acum. Acest sistem ce nu este reprezentat în desen prezintă funcția de a alimenta motorul electric 72 cu energie electrică pentru rotirea în direcția corespunzătoare.

Cum s-a descris anterior, o sursă de aplicare este realizată prin rotirea motorului electric 72 și corespunzător manșeta de control 81 într-o anume direcție, și anume direcția de aplicare.

Când transformatorul de presiune 93 indică o forță de frânare dorită, sau cu alte cuvinte o contra-forță în fusul 79 transmisă la transformatorul 93 prin inelul fus 78, rulmentul cu bile 91, cupa sensibilă la forță 90, și discul elastic 92 se ating, motorul electric 72 este închis.

Cursa de eliberare pe de altă parte este realizată prin rotirea motorului electric 72 în direcția opusă, direcția de oprire.

Rotirea motorului electric 72 continuă până ce transformatorul 93 indică o contra-forță foarte scăzută în fusul 79. Din această indicație motorul electric 72 are permisiunea să se rotească câteva extra ture cum s-a determinat prin transformatorul de poziție 85, 86 pentru a stabili jocul dorit între suportul de frână, și discul de frână.

Alte căi de control ale formării jocului dorit decât prin mijloacele transformatorului de poziție sunt posibile. De exemplu motorul electric 72 poate fi controlat în timp.

O modificare posibilă a activatorului din figura 3 este să se înlocuiască controlul resortului de închidere interior 82 cu ajutorul motorului electric 72 prin elementele 73, 84 și 81 cu tipul de control prezentat în figura 2 adică cu un electromagnet.

în acest fel viteza de control poate fi crescută. De asemenea ca rezultat al unei asemenea modificări transmiterea de forțe de frânare de la activator automat încetează la variația alimentării cu tensiune - un efect ce poate fi dorit în anume cazuri. Situația revers -anume aceea că activatorul este automat activat la variația alimentării cu tensiune se poate obține alternativ.

Claims (9)

1. Revendicări

   1. Activator care include o carcasă, o manșetă de acționare, supusă la o mișcare de rotație și un inel de acționare, pentru alimentarea unei mișcări de rotație, caracterizat prin aceea că cuplajul (32, 33, 66, 68) care permite rotirea ultimului, într-o primă direcție, mai departe de un resort închidere (17, 55, 82) pentru conectarea între manșeta de acționare și inelul de acționare (13, 42, 27), ce este coaxial cu acesta și prin mijloace (16, 58, 60, 62, 63, 81), pentru controlarea resortului închidere, pentru a-și realiza funcția de a conecta manșeta de acționare, cu inelul de acționare, doar la rotirea manșetei de acționare, în prima direcție, dar să permită rotirea inelului de acționare, într-o direcție secundă, opusă.
2. 2. Activator, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că mijloacele pentru controlul resortului de închidere (17, 82) este o manșetă de control (16, 81), ce este concentrică cu manșeta de acționare (8, 71) și inelul de acționare (12, 27) și este conectat cu un capăt al resortului de închidere (17, 82) prin care rotirea manșetei de control în direcția secundă va deschide resortul de închidere și permite inelului de acționare să se rotească cu același unghi cu manșeta de control în direcția secundă.
3. 3. Activator, conform revendicării 2, la care manșeta de acționare este supusă la cuplul unui resort bobină tensionat de un motor, de preferat un motor electric, caracterizat prin aceea că, mijloacele de cuplare sunt un resort de închidere (15) normal prevenind rotirea manșetei de acționare (17) și prin aceea că un capăt al resortului de închidere este conectat la manșeta de control (16) prin care rotirea acesteia în prima direcție va deschide resortul de închidere și permite manșetei acționare (8) să se rotească cu același unghi cu manșeta de control în prima direcție.
4. 4. Activator, conform revendicării 3, caracterizat prin aceea că manșeta de control (16) este conectată la un motor central (20) pentru rotirea sa în orice direcție.
5. 5. Activator, conform revendicării 4, caracterizat prin aceea că include mijloace (14, 24) concectate la inelul de acționare (12), pentru transformarea mișcării de rotire a acestuia într-o mișcare axială atunci, când s-a obținut o forță axială predeterminată, este pregătit un transformator de presiune (29), pentru a transmite semnalul pentru închiderea motorului de control (20), la rotirea sa în prima direcție.
6. 6. Activator, conform revendicării 5, caracterizat prin aceea că motorul control (20) la rotirea sa în direcția secundă este aranjat să se rotească cu un unghi pentru stabilirea unui joc anumit, după ce transformatorul de presiune (29) a transmis un semnal indicând că forța axială este virtual nulă.
7. 7. Activator, conform revendicărilor 1 sau 2, la care manșeta de acționare este conectată la un motor rotitor, de preferat un motor electric, caracterizat prin aceea că mijlocul de cuplare este un resort de închidere (80), pentru a permite rotirea manșetei de acționare (71) de către motorul (72), doar în prima direcție.
8. 8. Activator, conform revendicării 7, caracterizat prin aceea că motorul (72) este conectat la manșeta de control (81), pentru a permite rotirea acesteia în ambele direcții, în timp ce conectarea dintre motor și manșeta de acționare (71) este cuplată cu un cuplaj unisens (76), doar transmițând rotația la manșeta de acționare, în prima direcție.
9. 9. Activator, conform revendicării 1 la care manșeta de acționare este supusă la cuplul unui resort bobină tensionat de un motor de preferat un motor electric, caracterizat prin aceea că mijlocul de cuplare este un resort de închidere exterior (54), nepermițând rotirea manșetei de acționare (39) în prima direcție și prin aceea că mijloacele pentru controlul resortului de închidere aranjat între manșeta de acționare și inelul de acționare (42), un resort de închidere interior (55) mijloacele menționate controlând, de asemenea, resortul de închidere exterior, este un element de control (62), ce este deplasabil axial, 5 sub influența a doi electromagneți (65) pentru închiderea capătului oricărui resort de închidere (54, 55) de la carcasă (32) sau respectiv, inelul de acționare (42) și corespunzător pentru a permite rotirea manșetei de acționare (39), în prima direcție sau respectiv inelul de acționare, în direcția secundă.