PL177962B1 - Hamulec tarczowy włączany elektromechanicznie - Google Patents

Abstract

1 - Hamulec tarczowy wlaczany elek- tromechanicznie z gniazdem hamulcowym, a takze z umieszczonym na tym gniezdzie zespolem sterujacym, z dwiema okladzinami ciernymi wspólpracujacymi z powierzchnia boczna tarczy hamulcowej, i zamocowanymi przesuwnie w gniezdzie hamulcowym, przy czym jedna z okladzin ciernych zazebia sie z tarcza hamulcowa za posrednictwem ele- mentu wlaczajacego poruszanego zespolem sterujacym, zas zespól sterujacy ma wspólosiowy z elementem wlaczajacym silnik elektryczny oraz przekladnie reduk- cyjna umieszczona miedzy tym silnikiem i elementem wlaczajacym, znamienny tym, ze wirnik (10) silnika elektrycznego (6) jest uksztaltowany pierscieniowo i obejmuje promieniowo przekladnie redukcyjna (7). F ig 1 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest hamulec tarczowy włączany elektromechanicznie.

Znany jest hamulec tarczowy do samochodów z gniazdem hamulcowym, a także z umieszczonym przy tym gnieździe zespołem sterującym, z dwoma okładzinami ciernymi współpracującymi z przynależną im powierzchnią boczną tarczy hamulcowej i mogącymi przesuwać się w pewnych granicach w gnieździe hamulcowym, przy czym jedna z okładzin ciernych może zazębiać się z tarczą hamulcową za pośrednictwem elementu włączającego poruszanego bezpośrednio zespołem sterującym a zazębienie drugiej okładziny ciernej jest efektem działania siły reakcji pochodzącej od gniazda hamulcowego, a ponadto zespół

177 962 sterujący ma umieszczony współosiowo z elementem włączającym silnik elektryczny oraz przekładnię redukcyjną umieszczoną między tym silnikiem i elementem włączającym.

Tego rodzaju hamulec tarczowy sterowany elektromechanicznie znany jest np. z opisów EP-O-394 238 B1. Zespół sterujący tego znanego hamulca składa się z silnika elektrycznego, który współpracuje z przekładnią planetarną, której koła obiegowe napędzają koło pierścieniowe, którego ruch obrotowy przenoszony jest poprzez element łożyskowy na tuleję włączającą lub też powoduje jej przesunięcie osiowe, które doprowadza okładzinę cierną przyporządkowaną zespołowi sterującemu do sprzęgnięcia z tarczą hamulcową. Silnik elektryczny i przekładnię planetarną umieszczono przy tym obok siebie w urządzeniu sterującym hamulca tarczowego. Wadą tego znanego hamulca tarczowego jest w szczególności stosunkowo znaczna osiowa długość zespołu sterującego.

Celem niniejszego wynalazku jest takie usprawnienie hamulca tarczowego określonego na wstępie rodzaju, żeby znacznie skrócić jego gabaryty, w szczególności osiową długość montażową zespołu sterującego.

Hamulec tarczowy włączany elektromechanicznie z gniazdem hamulcowym, a także z umieszczonym na tym gnieździe zespołem sterującym, z dwiema okładzinami ciernymi współpracującymi z powierzchnią boczną tarczy hamulcowej, i zamocowanymi przesuwnie w gnieździe hamulcowym, przy czym jedna z okładzin ciernych' zazębia się z tarczą hamulcową za pośrednictwem elementu włączającego poruszanego zespołem sterującym, zaś zespół sterujący ma współosiowy z elementem włączającym silnik elektryczny oraz przekładnię redukcyjną umieszczoną między tym silnikiem i elementem włączającym, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wirnik silnika elektrycznego jest ukształtowany pierścieniowo i obejmuje on promieniowo przekładnię redukcyjną.

Korzystnie przekładnia redukcyjna stanowi mechanizm rolkowo-gwintowy, którego nakrętka gwintowana jest połączona z wirnikiem w sposób umożliwiający przenoszenie siły.

Korzystnie mechanizm rolkowo-gwintowy stanowi mechanizm z odwodzeniem.

Korzystnie przenoszenie siły między wirnikiem i nakrętką gwintowaną odbywa się za pośrednictwem przekładni planetarnej. d

Korzystnie koło środkowe przekładni planetarnej jest ukształtowane na wirniku, natomiast koła obiegowe są ułożyskowane na nakrętce gwintowanej i zazębiają się z uzębieniem wewnętrznym ukształtowanym w gnieździe hamulcowym i stanowiącym koło wnękowe przekładni planetarnej.

Korzystnie między wirnikiem i nakrętką gwintowaną usytuowane jest łożysko igiełkowe i łożysko kulkowe, przy czym zewnętrzna promieniowa bieżnia łożyska jest ukształtowana w wirniku a wewnętrzna promieniowo bieżnia jest ukształtowana przynajmniej częściowo w nakrętce gwintowanej.

Korzystnie element włączający jest utworzony przez trzpień mechanizmu rolkowogwintowego.

Korzystnie trzpień współpracuje z przenoszącą siłę płytką, połączoną bezpośrednio ze sterowaną okładziną cierną.

Korzystnie między trzpieniem i przenoszącą siłę płytka umieszczony jest drążek naciskowy służący do przenoszenia nacisków.

Korzystnie drążek naciskowy jest umieszczony częściowo w trzpieniu i jest ułożyskowany za pomocą dwóch czasz kulistych, z których pierwsza usytuowana jest w trzpieniu, natomiast druga jest uformowana w osiowym występie przenoszącej siłę płytki.

Korzystnie pierwsza czasza jest umieszczona w przybliżeniu na środku osiowej długości trzpienia lub też w ograniczonej rolkami gwintowanymi strefie trzpienia.

Korzystnie między trzpieniem i przenoszącą siłę płytką usytuowany jest metalowy mieszek falisty, który jest umieszczony współosiowo z drążkiem naciskowym oraz jest połączony trwale, korzystnie jest zespawany, z trzpieniem i płytką.

Korzystnie przyporządkowana trzpieniowi okładzina cierna przyciśnięta jest sprężyną naciągową do przenoszącej siłę płytki.

Korzystnie trzpień na swej stronie zwróconej ku okładzinie ciernej ma promieniowy rowek, który mieści wzniesienie żebrowe ukształtowane na okładzinie ciernej.

177 962

Korzystnie nakrętka gwintowana ma promieniowe poszerzenie, które służy do jej podparcia na łożysku promieniowym.

Korzystnie łożysko promieniowe jest ukształtowane jako krzyżowe łożysko rolkowe.

Korzystnie łożysko promieniowe jest ukształtowane jako łożysko czteropunktowe.

Korzystnie pierścień wewnętrzny łożyska promieniowego jest ukształtowany na strefie obwodowej poszerzenia.

Korzystnie silnik elektryczny stanowi silnik o zewnętrznym wirniku, którego stojan jest umieszczony nieruchomo w obudowie na cylindrycznej części.

Korzystnie wirnik silnika elektrycznego jest połączony za pośrednictwem kołpakowego kołnierza z nakrętką gwintowaną, umożliwiając przenoszenie siły lub jest ułożyskowany na nakrętce gwintowanej.

Korzystnie wirnik na jego drugim końcu jest ułożyskowany w obudowie na łożysku promieniowym.

Korzystnie łożysko promieniowe wsparte jest osiowo na obudowie za pośrednictwem sprężyny, korzystnie sprężyny talerzowej.

Korzystnie silnik elektryczny stanowi wzbudzany magnesem trwałym, komutowany elektronicznie silnik elektryczny czyli silnik momentowy.

Korzystnie silnik elektryczny stanowi przełączany silnik reluktancyjny.

Korzystnie z przekładnią redukcyjną współpracuje bezstykowy detektor położenia kątowego, czyli rezolwer, który umożliwia rozpoznanie pozycji elementu włączającego.

Korzystnie detektor położenia kątowego, czyli rezolwer jest utworzony przez dwa oddzielone od siebie szczeliną powietrzną pierścienie z nawiniętymi uzwojeniami elektrycznymi, przy czym jeden, korzystnie wewnętrzny promieniowo pierścień jest połączony na stałe z wirnikiem, natomiast drugi, korzystnie zewnętrzny promieniowo pierścień jest umieszczony w obudowie i zabezpieczony przed obrotem.

Korzystnie między nakrętką gwintowaną i obudową przewidziano sprężynę cofającą, która po włączeniu hamulca umożliwia obrót nakrętki gwintowanej w kierunku przeciwnym do obrotu przy włączaniu.

Korzystnie między elementem włączającym w postaci trzpienia lub przenoszącą siłę płytką i pierwszą okładziną cierną przewidziano zabezpieczenie skręceniowe.

Korzystnie okładziny cierne mają kołki stykowe, które umożliwiają pomiar oporności elektrycznej między okładzinami i tarczą hamulcową.

Korzystnie między obudową i elementem włączającym w postaci trzpienia umieszczona jest elastyczna uszczelka.

Jak wspomniano powyżej wirnik silnika elektrycznego hamulca według wynalazku ma kształt pierścieniowy i opasuje promieniowo przekładnię redukcyjną. Tak zbudowany hamulec tarczowy odznacza się wysoką dynamika zadziałania i bardzo zwartą budową, przy której mogą być przenoszone wysokie, dostosowane do masy momenty hamowania.

Dzięki rozwiązaniu według wynalazku uzyskuje się zwiększenie kąta wirnika a także zmniejszenie strat mocy elektrycznej, co jest korzystne zwłaszcza przy określaniu położenia trzpienia gwintowanego, które potrzebne jest do ustalenia pozycji okładzin.

Równomierne przenoszenie siły sterującej wprowadzanej przez silnik elektryczny uzyskuje się dzięki temu, że trzpień współpracuje z płytką przenoszącą siłę, którą przyporządkowano bezpośrednio sterowanej okładzinie ciernej.

Straty sprawności powodowane tarciem występującym w mechanizmie rolkowogwintowym minimalizuje się dzięki temu, że między trzpieniem gwintowanym i płytką przenoszącą siłę umieszczono drążek naciskowy służący do przenoszenia nacisków.

Przy tym bezmomentowe przenoszenie nacisków między trzpieniem gwintowanym i płytką przenoszącą siłę uzyskuje się dzięki temu, że drążek naciskowy umieszczony jest częściowo w trzpieniu gwintowanym i jest ułożyskowany w dwóch czaszach kulistych, z których pierwszą przewidziano w trzpieniu gwintowanym, natomiast drugą ukształtowano w osiowym występie płytki przenoszącej siłę.

Odporne na skręcanie połączenie między trzpieniem gwintowanym i płytką przenoszącą siłę, które umożliwia przenoszenie momentów skręcających wynikających z siły dociskowej,

177 962 uzyskuje się dzięki temu, że między trzpieniem gwintowanym i tą płytką przewidziano metalowy mieszek falisty, umieszczony współosiowo z drążkiem naciskowym i połączony nierozłącznie, najlepiej zespawany, z trzpieniem gwintowanym i płytką przenoszącą siłę.

Optymalne ułożyskowanie wałka wydrążonego silnika elektrycznego wchodzącego w skład zespołu sterującego uzyskuje się dzięki temu, że nakrętka gwintowana ma promieniowe poszerzenie, którym wspiera się ona na łożysku promieniowym mającym postać łożyska rolkowego krzyżowego lub też łożyska czteropunktowego. Dzięki zdolności do przejmowania dużych sił osiowych i promieniowych oraz momentów przechylnych, ułożyskowanie według wynalazku przyczynia się do poprawy stabilności wałka wydrążonego.

Silnik elektryczny może mieć postać silnika o zewnętrznym wirniku, który może być wykonany jako wzbudzany magnesem trwałym, przełączany elektronicznie silnik elektryczny (silnik momentowy) albo jako przełączany silnik reluktancyjny (SR-Motor).

Wymienione rodzaje silników nadają się szczególnie do wytwarzania dużych momentów obrotowych w stanie zatrzymania.

Żeby uzyskać możliwość dobrego ustalania pozycji wirnika, w szczególności przy zastosowaniu wspomnianego silnika momentowego, przewidziano w następnym ukształtowaniu wynalazku bezstykowy nadajnik kąta (resolwer), który współpracuje z przekładnią redukcyjną i umożliwia rozpoznanie pozycji elementu włączającego. Nadajnik ten może być przy tym utworzony przez dwa oddzielone od siebie szczeliną powietrzną pierścienie z nawiniętymi na nich uzwojeniami elektrycznymi, przy czym jeden, korzystnie promieniowo wewnętrzny pierścień jest połączony na stałe z wirnikiem, natomiast drugi, korzystnie promieniowo zewnętrzny pierścień umieszczono w obudowie bez możliwości obrotu. Taki resolwer ma dużą rozdzielczość, co pozwala osiągnąć możliwość dostatecznie dokładnego wyznaczania pozycji okładzin ciernych, od czego zależy celowe i optymalnie dozowane hamowanie.

Sygnał wyjściowy resolwera można jednocześnie wykorzystać do komutacji silnika momentowego.

Między nakrętką gwintowaną i trzpieniem przewidziano sprężynę cofającą, która po włączeniu umożliwia ruch obrotowy nakrętki gwintowanej przeciwnie do kierunku obrotu przy włączaniu sprzęgła. Środek ten pozwala zapobiegać pozostawaniu hamulca w stanie włączonym pod wpływem własnej histerezy przy zaniku prądu występującym po uruchomieniu hamulca, tak, że eliminuje się w dużym stopniu resztkowy moment hamujący.

Między elementem włączającym lub też płytką przenoszącą siłę i pierwszą okładziną cierną. znajduje się zabezpieczenie skręceniowe. Jako zabezpieczenie takie może przykładowo służyć ustalenie sprężyny przytrzymującej okładzinę, którą umieszczono przy okładzinach ciernych przewidzianych dla hydraulicznie sterowanych hamulców tarczowych.

Celem niezawodnego rozpoznania styku między okładzinami ciernymi i tarczą hamulcową okładziny te mają kołki stykowe, które umożliwiają pomiar oporności elektrycznej między nimi i tarczą hamulcową. Dzięki temu sygnał występujący na kołkach stykowych można wykorzystać jako sygnał wejściowy układu regulacji lub sterowania; poza tym sygnał ten przekazuje informację o stanie zużycia okładzin ciernych.

Żeby skutecznie chronić mechanizm sterujący, zwłaszcza przed zanieczyszczeniami, przykładowo bryzgami wody, między obudową i elementem włączającym (trzpieniem) umieszczona jest elastyczna uszczelka.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w przekroju osiowym pierwszy przykład wykonania sterowanego elektromechanicznie hamulca tarczowego według wynalazku, fig. 2 - drugi przykład wykonania przedmiotu wynalazku ukazany jak na fig. 1, fig. 3, 4 i 5 - odpowiednio trzeci, czwarty i piąty przykład wykonania elektromechanicznego hamulca tarczowego według wynalazku, odwzorowane jak na fig. 1.

Przedstawiony na rysunku, sterowany elektromechanicznie hamulec tarczowy, ukształtowany w pokazanym przykładzie jako hamulec tarczowy z gniazdem pływającym, w zasadzie składa się z ułożyskowanego przesuwnie w nie pokazanej na rysunku nieruchomej obsadzie gniazda hamulcowego 1 oraz z zespołu sterującego 2, którego obudowę 8 umieszczono na gnieździe 1 za pomocą nie pokazanych na rysunku elementów mocujących. Parę okładzin

177 962 ciernych 4 i 5 umieszczono w gnieździe 1 w taki sposób, że zwrócone są one do lewej i prawej powierzchni bocznej tarczy hamulcowej 3.

W dalszym opisie pokazaną po prawej stronie okładzinę cierną 4 określa się jako pierwszą okładzinę cierną, a okładzinę oznaczona przez 5 określa się jako drugą okładzinę cierną.

Pierwszą okładzinę cierną 4 można doprowadzić do zetknięcia się z tarczą hamulcową 3 za pomocą zespołu sterującego 2 za pośrednictwem elementu włączającego 30, natomiast druga okładzina cierna 5 dociskana jest do naprzeciwległej powierzchni bocznej tarczy hamulcowej 3 pod działaniem siły reakcji pochodzącej od gniazda 1 po włączeniu układu. Wspomniany zespół sterujący 2 składa się z silnika elektrycznego 6, którym jest w pokazanym przykładzie wzbudzany magnesem trwałym, elektronicznie przełączany silnik momentowy, którego stojan 9 umieszczono nieruchomo w obudowie 8 i którego wirnik 10 lub też wał wydrążony jest ukształtowany przez pierścieniowy wspornik 28, na którym wspiera się wiele segmentów magnesu trwałego 29. Między silnikiem momentowym 6 i wspomnianym, umieszczonym korzystnie współosiowo z silnikiem 6 elementem włączającym 30 umieszczono przekładnię redukcyjną 7, którą w pokazanym przykładzie ukształtowano jako mechanizm rolkowo-gwintowy. Mechanizm ten składa się z nakrętki gwintowanej 11 i z trzpienia gwintowanego 14, przy czym w nakrętce 11 umieszczono osiowo-równolegle rolki gwintowane 12, 13, które przy ruchu obrotowym nakrętki 11 obracają się planetarnie bez przesunięcia osiowego i wprawiają trzpień gwintowany 14 w ruch osiowy. Za promieniowe prowadzenie rolek 12, 13 odpowiedzialne są dwa umieszczone na ich końcach krążki prowadzące 40 i nie pokazane na rysunku wieńce zębate.

Wirnik 10 silnika momentowego 6 jest połączony sztywno, na przykład za pomocą wpustu pasowanego 39, z nakrętką gwintowaną 11, natomiast trzpień gwintowany 14 stanowi wspomniany już element włączający 30, który poprzez przenoszącą siłę pośredniczącą płytkę 24 naciska pierwszą okładzinę cierną 4. Między płytką 24 i pierwszą okładziną cierną 4 przewidziano zabezpieczenie skręceniowe 25, które utworze jest przez wprasowany w okładzinę cierną 4 kołek, który wchodzi w wycięcie wykonane w płytce 24. Do prowadzenia zarówno przekładni redukcyjnej 7 jak też wałka wydrążonego lub wirnika 10 służy wspierające się w gnieździe hamulcowym 1 łożysko promieniowe, w pokazanym przykładzie krzyżowe łożysko rolkowe 16, które składa się ze współpracującego z gniazdem 1, pierścienia zewnętrznego 18, dzielonego jak na fig. 1, z umieszczonego na kołnierzowym promieniowym poszerzeniu 15 nakrętki 11 pierścienia wewnętrznego 17 i z kilku wałeczków 19 umieszczonych między dwoma pierścieniami łożyskowymi 17, 18. Pierścienie 17, 18 tworzą cztery prostopadłe do siebie bieżnie, które nachylone są pod kątem 45° do płaszczyzny łożyska, lub też dwie przemieszczone o 90° pary bieżni, po których toczą się wałeczki 19 (w układzie X) na przemian w jednej z dwóch par bieżni. Zastosowane łożysko krzyżowe 16 może przejąć każdą, dowolną kombinację obciążeń osiowych, promieniowych i momentów przechylnych, więc można zrezygnować z drugiego łożyska. Zamiast krzyżowego łożyska wałeczkowego można też wykorzystać łożysko czterepunktowe.

Aby ustawić dokładnie pozycję mechanizmu rolkowo-gwintowego 7 i umożliwić wykorzystanie sygnałów sterujących do elektronicznej komutacji silnika momentowego 5, przewidziano w obudowie 8 zespołu sterującego 2 bezstykowy czujnik pomiarowy lub też nadajnik kąta, tak zwany resolwer 20. W przedstawionym przykładzie resolwer 20 składa się z dwóch współosiowych, oddzielonych od siebie szczeliną powietrzną pierścieni 21, 22 z uzwojeniami elektrycznymi. Przy tym wewnętrzny promieniowo pierścień 21 jest połączony z nakrętką gwintowaną 11, natomiast drugi, promieniowo zewnętrzny pierścień 22 umieszczono sztywno bez możliwości obrotu w obudowie 8.

Celem niezawodnego rozpoznania zetknięcia się okładzin ciernych 4, 5 z tarczą hamulcową 3 wyposażono okładziny cierne 4, 5 w kołki stykowe 26. Wnętrze obudowy 8 chronione jest przed zanieczyszczeniami, przykładowo bryzgami wody, z jednej strony przez pokrywę 31 umieszczoną na obudowie 8 w strefie resolwera 20 i z drugiej strony przez elastyczną membranową uszczelkę 27. Uszczelkę tę zamocowano korzystnie między elementem włączającym 30 lub trzpieniem gwintowanym 14 i pierścieniem przytrzymującym 32 przylegającym osiowo do łożyskowego pierścienia zewnętrznego 18.

177 962

Obudowę 8 zaopatrzono w żebra chłodzące o dużej powierzchni, żeby odprowadzać skutecznie do otoczenia ciepło powstające podczas pracy silnika momentowego 6.

W pokazanym na fig. 2 drugim przykładzie wykonania przedmiotu wynalazku jako napęd zespołu sterującego 2 wykorzystuje się przełączany silnik reluktancyjny (SR-Motor). Strefa obwodowa poszerzenia 15 nakrętki gwintowanej 11 stanowi łożyskowy pierścień wewnętrzny lub też promieniowo wewnętrzną parę bieżni wspomnianego krzyżowego łożyska wałeczkowego 16. Dzięki zespoleniu pierścienia wewnętrznego z nakrętką 11 w jedną część zwiększa się dokładność biegu jak też zmniejsza się nakłady montażowe, a także umożliwia się realizację konstrukcji modułowej. Przekładnię redukcyjną 7 w przykładzie na fig. 2 ukształtowano jako mechanizm rolkowo-gwintowy z osiowym odwodzeniem rolek 34 umieszczonych w koszyczku 35, który utrzymuje je równolegle do trzpienia gwintowanego 14 oraz w jednakowym odstępie na obwodzie trzpienia. Rolki gwintowane 34 trafiają podczas swego obiegu w ukształtowany w nakrętce gwintowanej 11, nie pokazany na rysunku rowek osiowy, tak że odchodzą one zarówno od nakrętki 11 jak też wychodzą z gwintu trzpienia. Osiowym odwodzeniem rolek 34 do ich punktu wyjściowego sterują nie pokazane na rysunku krzywki, które wkręcane są w gwint nakrętki. Wirnik 10 silnika reluktancyjnego (SR) jest utworzony przez wiele umieszczonych obok siebie na nakrętce 11 blach pierścieniowych 36, które połączone są sztywno, korzystnie kształtowo, z nakrętką gwintowaną 11. Wykorzystany w drugim przykładzie wykonania silnik reluktancyjny (SR-Motor) wytrzymuje wyższe temperatury, tak że można zrezygnować ze wspomnianych wcześniej żeber chłodzących na obudowie 8 zespołu sterującego 2.

W razie uszkodzenia elektronicznego układu sterującego po zahamowaniu może działać na koło resztkowy moment hamujący powodowany własną histerezą zespołu sterującego. Aby wyeliminować taki przypadek, między nakrętką gwintowaną. 11 i pokrywą 38 zamykającą korpus silnika 37 przewidziano korzystnie spiralną sprężynę cofającą 23, która przestawia nakrętkę 11 przeciwnie do kierunku obrotu przy włączaniu hamulca, tak że okładziny cierne 4, 5 mogą odejść od tarczy hamulcowej 3. Celem równomiernego dociskania okładzin ciernych 4, 5 trzeba zaprojektować masywne gniazdo hamulcowe 1. Gniazdo to dobrze jest ukształtować jako gniazdo ramowe, żeby zmniejszyć momenty gnące przenoszone z okładzin ciernych 4, 5 na obudowę 8 zespołu sterującego 2. Dzięki temu na obudowę wprowadza się tylko siły rozciągające, tak że ułożyskowanie zespołu 2 nie jest obciążone wewnętrznymi naprężeniami zginającymi w gnieździe łożyskowym.

W pokazanym na fig. 3 trzecim przykładzie wykonania przedmiotu wynalazku naciski między trzpieniem gwintowanym 14 oraz przenoszącą siłę płytką 24 przekazywane są za pośrednictwem umieszczonego częściowo wewnątrz trzpienia 14 drążka naciskowego 41, który ułożyskowano w dwóch czaszach kulistych 42, 43. Pierwszą czaszę kulistą 42 umieszczono przy tym w przybliżeniu w środku osiowej długości trzpienia gwintowanego 14, a więc w strefie położonej między rolkami gwintowanymi 12, 13, natomiast drugą, zbliżoną do okładziny 4 czaszę kulistą 43 ukształtowano w osiowym występie 44 płytki 24. Poza tym między płytką 24 lub też jej występem 44 i trzpieniem gwintowanym 14 przewidziano metalowy mieszek falisty 45, lub też połączono go z tymi dwiema częściami przez zespawanie, przy czym stanowi on przeciwskręceniowe połączenie dla przenoszenia momentów skrętnych wynikających z docisku wprowadzanego przez trzpień 14. Dzięki temu minimalizuje się straty sprawności spowodowane zastosowaniem mechanizmu rolkowo-gwintowego, w którym występuje duże tarcie powodowane momentami działającymi na ten mechanizm.

W przedstawionym na fig. 4 czwartym przykładzie wykonania wynalazku zredukowano potrzebny moment silnika poprzez celową integrację przekładni planetarnej. Przekładnia ta, którą umieszczono między wirnikiem 10 i nakrętką gwintowaną 11 składa się z koła środkowego 46, które utworzono jako ukształtowaną na wirniku 10, zewnętrznie uzębioną strefę 55, z kilku kół obiegowych, z których dwa przedstawiono na rysunku i oznaczono przez 47 i 48, oraz z koła wnękowego 49, które jest utworzone przez uzębienie wewnętrzne 50 ukształtowane w gnieździe hamulcowym 1. Wirnik ułożyskowano w nakrętce gwintowanej 11 za pomocą kombinowanego układu zaznaczonego schematycznie łożyska igiełkowego 51 oraz łożyska kulkowego 52, którego zewnętrzną promieniowo bieżnię 53 ukształtowano w wirniku 10, a wewnętrzną promieniowo bieżnię 54 uformowano częściowo na końcu nakrętki 11

177 962 i częściowo na skręconej z nakrętką 11 tulei 60. Środki te umożliwiły wybranie większego skoku gwintu trzpienia o wyższym współczynniku sprawności.

Wreszcie na fig. 5 przedstawiono piątą odmianę przedmiotu wynalazku, w której silnik elektryczny 6 wykonano jako silnik o zewnętrznym wirniku. Stojan 90 silnika 6 w pokazanym przykładzie wciśnięto na ustaloną, w obudowie 8 część cylindryczną 56, poprzez którą odprowadza się na zewnątrz ciepło powstające podczas pracy hamulca. Wirnik 100 opasujący stojan 90 połączono za pomocą kołpakowego kołnierza 57 z nakrętką gwintow'aną 11 i ułożyskowano także po tej stronie. Żeby można było zrealizować także małą szczelinę powietrzną między wirnikiem 100 i stojanem 90, ułożyskowano wirnik 100 na rysunku po prawej stronie w obudowie 8 za pomocą łożyska promieniowego 58, które wspiera się osiowo na obudowie 8 za pośrednictwem sprężyny talerzowej 59.

177 962

177 962

18

177 962

177 962

177 962

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 4,00 zł.

Claims (30)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Hamulec tarczowy włączany elektromechanicznie z gniazdem hamulcowym, a także z umieszczonym na tym gnieździe zespołem sterującym, z dwiema okładzinami ciernymi współpracującymi z powierzchnią boczną tarczy hamulcowej, i zamocowanymi przesuwnie w gnieździe hamulcowym, przy czym jedna z okładzin ciernych zazębia się z tarczą, hamulcową za pośrednictwem elementu włączającego poruszanego zespołem sterującym, zaś zespół sterujący ma współosiowy z elementem włączającym silnik elektryczny oraz przekładnię redukcyjną umieszczoną między tym silnikiem i elementem włączającym, znamienny tym, że wirnik (10) silnika elektrycznego (6) jest ukształtowany pierścieniowo i obejmuje promieniowo przekładnię redukcyjną (7).
2. 2. Hamulec według zastrz. 1, znamienny tym, że przekładnia redukcyjna (7) stanowi mechanizm rolkowo-gwintowy, którego nakrętka gwintowana (11) jest połączona z wirnikiem (10) w sposób umożliwiający przenoszenie siły.
3. 3. Hamulec według zastrz. 2, znamienny tym, że mechanizm rolkowo-gwintowy stanowi mechanizm z odwodzeniem.
4. 4. Hamulec według zastrz. 2, znamienny tym, że przenoszenie siły między wirnikiem (10) i nakrętką gwintowaną (11) odbywa się za pośrednictwem przekładni planetarnej.
5. 5. Hamulec według zastrz. 4, znamienny tym, że koło środkowe (46) przekładni planetarnej jest ukształtowane na wirniku (10), natomiast koła obiegowe (47, 48) są ułożyskowane na nakrętce gwintowanej (11) i zazębiają się z uzębieniem wewnętrznym (50) ukształtowanym w gnieździe hamulcowym (1) i stanowiącym koło wnękowe (49) przekładni planetarnej.
6. 6. Hamulec według zastrz. 4 albo 5, znamienny tym, że między wirnikiem (10) i nakrętką gwintowaną (11) usytuowane jest łożysko igiełkowe (51) i łożysko kulkowe (52), przy czym zewnętrzna promieniowa bieżnia (53) łożyska (52) jest ukształtowana w wirniku (10) a wewnętrzna promieniowo bieżnia (54) jest ukształtowana przynajmniej częściowo w nakrętce gwintowanej (11).
7. 7. Hamulec według zastrz. 2, znamienny tym, że element włączający jest utworzony przez trzpień (14) mechanizmu rolkowo-gwintowego.
8. 8. Hamulec według zastrz. 7, znamienny tym, że trzpień (14) współpracuje z przenoszącą siłę płytką (24), połączoną bezpośrednio ze sterowaną okładziną cierną (4).
9. 9. Hamulec według zastrz. 8, znamienny tym, że między trzpieniem (14) i przenoszącą siłę płytką (24) umieszczony jest drążek naciskowy (41) do przenoszenia nacisków.
10. 10. Hamulec według zastrz. 9, znamienny tym, że drążek naciskowy (41) jest umieszczony częściowo w trzpieniu (14) i jest ułożyskowany za pomocą dwóch czasz kulistych (42, 43), z których pierwsza usytuowana jest w trzpieniu (14), natomiast druga jest uformowana w osiowym występie (44) przenoszącej siłę płytki (24).
11. 11. Hamulec według zastrz. 10, znamienny tym, że pierwsza czasza (42) jest umieszczona w przybliżeniu na środku osiowej długości trzpienia (14) lub też w ograniczonej rolkami gwintowanymi (112.13) strefie trzpienia (14).
12. 12. Hamulec według zastrz. 9 albo 10, znamienny tym, że między trzpieniem (14) i przenoszącą siłę płytką (24) usytuowany jest metalowy mieszek falisty (45), który jest umieszczony współosiowo z drążkiem naciskowym (41) oraz jest połączony trwale, korzystnie jest zespawany, z trzpieniem (14) i płytką (24).
13. 13. Hamulec według zastrz. 8, znamienny tym, że przyporządkowana trzpieniowi (14) okładzina cierna (4) przyciśnięta jest sprężyną naciągową do przenoszącej siłę płytki (24).
14. 14. Hamulec według zastrz. 7, znamienny tym, że trzpień (14) na swej stronie zwróconej ku okładzinie ciernej (4) ma promieniowy rowek, który mieści wzniesienie żebrowe ukształtowane na okładzinie ciernej.

    1ΊΊ 962
15. 15. Hamulec według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że nakrętka gwintowana (11) ma promieniowe poszerzenie (15), do jej podparcia na łożysku promieniowym (16).
16. 16. Hamulec według zastrz. 15, znamienny tym, że łożysko promieniowe (16) jest ukształtowane jako krzyżowe łożysko rolkowe.
17. 17. Hamulec według zastrz. 15, znamienny tym, że łożysko promieniowe (16) jest ukształtowane jako łożysko czteropunktowe.
18. 18. Hamulec według zastrz. 16 albo 17, znamienny tym, że pierścień wewnętrzny (17) łożyska promieniowego (16) jest ukształtowany na strefie obwodowej poszerzenia (15).
19. 19. Hamulec według zastrz. 1, znamienny tym, że silnik elektryczny (6) stanowi silnik o zewnętrznym wirniku, którego stojan (90) jest umieszczony nieruchomo w obudowie (8) na cylindrycznej części (56).
20. 20. Hamulec według zastrz. 19, znamienny tym, że wirnik (100) silnika elektrycznego (6) jest połączony za pośrednictwem kołpakowego kołnierza (57) z nakrętką gwintowaną (11), umożliwiając przenoszenie siły lub jest ułożyskowany na nakrętce gwintowanej (11).
21. 21. Hamulec według zastrz. 19 albo 20, znamienny tym, że wirnik (100) na jego drugim końcu jest ułożyskowany w obudowie (8) na łożysku promieniowym (58).
22. 22. Hamulec według zastrz. 21, znamienny tym, że łożysko promieniowe (58) wsparte jest osiowo na obudowie (8) za pośrednictwem sprężyny, korzystnie sprężyny talerzowej (59).
23. 23. Hamulec według zastrz. 1, znamienny tym, że silnik elektryczny (6) stanowi wzbudzany magnesem trwałym, komutowany elektronicznie silnik elektryczny czyli silnik momentowy.
24. 24. Hamulec według zastrz. 1, znamienny tym, że silnik elektryczny (6) stanowi przełączany silnik reluktancyjny.
25. 25. Hamulec według zastrz. 1, znamienny tym, że z przekładnią redukcyjną (7) współpracuje bezstykowy detektor położenia kątowego, czyli rezolwer (20), który umożliwia rozpoznanie pozycji elementu włączającego (14).
26. 26. Hamulec według zastrz. 25, znamienny tym, że detektor położenia kątowego, czyli rezolwer (20) jest utworzony przez dwa oddzielone od siebie szczeliną powietrzną pierścienie (21, 22) z nawiniętymi uzwojeniami elektrycznymi, przy czym jeden, korzystnie wewnętrzny promieniowo pierścień (21) jest połączony na stałe z wirnikiem (10), natomiast drugi, korzystnie zewnętrzny promieniowo pierścień (22) jest umieszczony w obudowie (8) i zabezpieczony przed obrotem.
27. 27. Hamulec według zastrz. 2, znamienny tym, że między nakrętką gwintowaną (11) i obudową (8) usytuowana jest sprężyna cofająca (23), która po włączeniu hamulca umożliwia obrót nakrętki gwintowanej (11) w kierunku przeciwnym do obrotu przy włączaniu.
28. 28. Hamulec według zastrz. 8, znamienny tym, że między elementem włączającym w postaci trzpienia (14) lub przenoszącą siłę płytką (24) i pierwszą okładziną cierną (4) przewidziano zabezpieczenie skręceniowe (25).
29. 29. Hamulec według zastrz. 28, znamienny tym, że okładziny cierne (4, 5) mają kołki stykowe (26), które umożliwiają pomiar oporności elektrycznej między okładzinami (5) i tarczą hamulcową (3).
30. 30. Hamulec według zastrz. 28, znamienny tym, że między obudową (8) i elementem włączającym w postaci trzpienia (14) umieszczona jest elastyczna uszczelka (27).