專利名稱：兩種可幫助機械再啟動的制動系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明公開了兩種用于頻繁制動、啟動的運轉機械(如車輛、機床等)的制動系統(tǒng)，它們是同一思路下的兩種不同方式。
通常運轉機械的制動方案，是由操縱機構控制一摩擦塊(閘瓦)正壓于運轉機械的運轉部位上，利用摩擦產(chǎn)生的阻力使機械減速或停止。這樣機械原來的動能就轉化為摩擦熱能白白地喪失掉了，只有輸入新的能量才能使機械重新運轉起來。
此兩種發(fā)明的目的是為利用機械制動前的慣性動能提供兩種簡單易行的制動系統(tǒng)，它們可以在制動時儲存運轉機械的動能，隨后再釋放出來，用于幫助機械再啟動(以下簡稱助動)。這樣不用再輸入新的能量就能使機械重新運轉起來，因此具有節(jié)能效果。
第一種發(fā)明是這樣實現(xiàn)的在運轉機械的運轉部位與一彈簧裝置間聯(lián)接一互相傳動裝置，使運轉部位與彈簧裝置可以互相帶動。當運轉機械需要制動時，讓運轉著的部位(如車輪、機床傳動輪等)通過傳動裝置帶動彈簧變形，這樣運轉的動能就轉化成彈性能儲存起來，機械隨之剎車減速。而在彈簧裝置的變形恢復時，彈簧的恢復力矩又可逆向帶動傳動裝置使機械的運轉部位受動力的作用，因此實現(xiàn)幫助機械啟動，節(jié)約啟動能量的目的。
上述互相傳動裝置如果是一種單流可逆?zhèn)鲃友b置，那么，運轉部位通過傳動裝置使彈簧變形而受阻后，在彈簧裝置再恢復時給運轉部位的助動力一定是使運轉部位朝相反方向運轉。因此這種具有單流傳動裝置的制動系統(tǒng)僅適用于正向運轉中剎車隨后幫助反向啟動，或反向運轉中剎車隨后幫助正向啟動的機械(如往復機械)的應用。
為克服單流互相傳動裝置的局限性，可采用具有分別對應機械正、反兩個運轉方向并傳遞相反扭矩的兩條可逆?zhèn)鲃油緩降幕ハ鄠鲃友b置，并且由操縱機構根據(jù)對機械兩個運轉方向的制動及助動需要控制兩條傳動途徑的通斷。這樣通過選擇不同的傳動途徑，就可使用一個彈簧或彈簧組儲存或積累機械正反兩個方向的剎車能，并可隨意產(chǎn)生正反兩個方向的助動，此時正向剎車能量可再用于正向助動，反向剎車的能量也可用于反向助動。
上述各制動系統(tǒng)中可安裝一種能防止彈簧恢復的單向止動裝置，它可以在必要時工作，使彈簧暫時不能恢復，如果又有新的制動發(fā)生卻可以使新的彈簧變形累加上去，一直到需要幫助機械啟動時，才由操縱機構放開，允許彈簧恢復。這樣就可以實現(xiàn)剎車能量的延時儲存或積累。
為了安全可靠，上述各系統(tǒng)中還可以附設有直接對運轉部位產(chǎn)生剎車作用的摩擦制動器在應急時投入工作。還可附有彈簧變形達到一定限度時工作的報警器，或使變形不再累加的保護性超越離合器，或自動啟動摩擦制動器的傳動件。
由于這一發(fā)明以傳動裝置為途徑，彈簧裝置為儲能體，可以在制動時把運轉機械的動能儲存起來，然后再通過傳動裝置送給機械幫助其啟動，省去了使機械再運轉起來需要做的功，所以可以節(jié)約大量的能源。
第二種發(fā)明實質上是采用了另外一種儲能體，即具有一定重量的物體。它是這樣實現(xiàn)的，在機械的運轉部位與重物之間聯(lián)接一互相傳動裝置，使運轉部位可通過傳動裝置將重物升高，而重物回落時又可通過傳動裝置去帶動運轉部位。這樣在需要制動時，讓運轉部位帶動傳動裝置把重物升高，運轉機械隨之受阻剎車，機械的動能即轉化為重物的位能儲存起來;當重物往回下降時，重力矩又會逆向帶動傳動裝置使機械的運轉部位受動力的作用，因此實現(xiàn)幫助機械啟動的目的。顯然具有一定速度的車輛用這一系統(tǒng)剎車時，帶動車身的某一偏置部位或貨物的抬高，也可起到卸貨的作用。
這一發(fā)明使用的互相傳動裝置同第一種發(fā)明的互相傳動裝置一樣，可以是單流可逆?zhèn)鲃友b置，也可以采用具有分別對應機械正反兩個運轉方向并傳遞相反扭矩的兩條可逆?zhèn)鲃油緩降幕ハ鄠鲃友b置，并且由操縱機構根據(jù)對機械兩個運轉方向的制動及助動需要控制兩條傳動途徑的通斷。這一發(fā)明中的重物可以是一般物體，也可是機械自身(如自卸車)。這一發(fā)明中同樣可以安裝一種能防止重物下落的單向止動裝置在必要時起作用，使剎車能量可以延時儲存或積累。還可附設有重物升高到一定限度時的報警器或使重物不能斷續(xù)升高的保護性超越離合器，或自動啟動摩擦制動器的傳動件。
第二種制動系統(tǒng)與第一種制動系統(tǒng)一樣具有節(jié)能效果，因不用彈簧系統(tǒng)可使整個系統(tǒng)體積減小。如用于自卸車，可省去其原有的氣壓或液壓系統(tǒng)，使車輛的慣性用于卸貨的目的。
下面結合附圖具體說明上述兩種發(fā)明可使用的部分非限定性結構形式及其受控狀態(tài)。


圖1是第一種發(fā)明所使用的彈簧裝置的一種非限定性結構示例圖。其中，(1)為彈簧裝置與傳動裝置的聯(lián)接軸，機械的運轉部位通過傳動裝置帶動(1)轉動，經(jīng)過(2)、(3)、(5)、(4)使彈簧(6)變形;而(6)恢復時彈力矩定會帶動(1)反轉，通過傳動裝置又可使機械的運轉部位受動。棘爪(7)和棘輪(8)組成能在必要時防止彈簧(6)恢復的單向止動裝置，由操縱機構驅動棘爪，使止動裝置只在機械需要時才放開彈簧使其恢復，而一般情況維持彈簧變形或使其變形積累加大。
圖2是彈簧裝置中使用盤狀扭屈彈簧時的結構圖。
圖3是圖1和圖2中止動裝置的A-A面的剖視圖。
圖4是第二種發(fā)明中使車身或其它重物升高的一種非限定性結構示例，圖5是其B-B面的剖視圖。其中，(10)是與傳動裝置輸出端連接的傳動輪，(10)和(11)構成的輪桿傳動可使傳動的結果是使重物(12)(或機械自身)升高，棘爪(9)受控工作，必要時使(12)能維持在某一高度或累積升高。一旦將(9)放開，(12)在重力作用下回落，通過(11)帶動(10)轉動，再通過傳動裝置使運轉部位受動，實現(xiàn)助動目的。
兩種發(fā)明的傳動裝置本質相同，只要是兩端能互相傳動的即可。單流可逆?zhèn)鲃友b置比較簡單，容易實現(xiàn)，不作詳述。下面以第一種發(fā)明為例具體說明兩種發(fā)明的幾種由傳遞相反扭矩的兩條可逆?zhèn)鲃油緩浇M成的傳動裝置的非限定性結構圖例例一如圖6、圖7所示，(13)表示機械的運轉部位，也可是由運轉部位帶動的聯(lián)動輪;(14)是通過單向超越離合器(18)與彈簧裝置中的(1)連接的傳動輪，圖7是(14)的右視圖，(13)與(14)之間可通過(15)傳動(實線位置)，也可通過(16)、(17)傳動(虛線位置)，這是兩條傳遞相反扭矩的傳遞途徑，它們的通斷是由操縱機構控制(15)、(16)、(17)發(fā)生位置轉換而實現(xiàn)的。假設(13)在機械的正向運轉時是順時針轉動，而單向超越離合器(18)只允許(14)在順時針轉動時才輸出動力使彈簧變形，那么在正向運轉的機械需要剎車時，只要由操縱機構驅動(15)、(16)、(17)進入實線位置，(13)通過(15)使(14)順時針轉動，結果是使彈簧變形而(13)受阻，達到正向剎車的目的;在(13)逆時針轉動即機械反向運轉中剎車時，只要驅動(15)、(16)、(17)進入虛線位置，這時(13)通過(16)、(17)傳動，同樣可使(14)順時針轉動，迫使彈簧變形，結果(13)受阻，達到反向剎車的目的。
而如果在機械前進中需要釋放剎車積累的彈性能，只要放開彈簧裝置中的單向止動裝置使彈簧恢復，彈簧裝置必然反過來通過超越離合器(18)帶動(14)逆時針轉動，根據(jù)需要，由操縱機構驅動(15)、(16)、(17)進入實線位置，(14)通過(15)帶動(13)逆轉即可幫助機械后退或反向啟動;而驅動(15)、(16)、(17)進入虛線位置即可幫助機械前進或正向啟動。
可見通過控制兩條傳遞相反扭矩的傳動途徑的通斷，即可隨意選擇正、反向剎車，又可隨意選擇幫助機械正向或反向啟動。
例二是另一種兩流傳動裝置機構。
如圖8、圖9所示，外切輪(19)和(20)在實線位置時，(13)與(14)之間僅是通過(19)傳動;(19)和(20)進入虛線位置時，(13)與(14)之間是通過(20)、(19)傳動，由此構成兩條傳遞相反扭矩的傳遞途徑。圖9是(19)、(20)、(14)的右側視圖。
同樣假設(13)順時針轉動是機械正轉狀態(tài)，(18)只允許(14)順時針轉動時才使彈簧裝置變形，與例1中的道理一樣，控制機構使(19)、(20)進入實線位置，機械的運轉部位(13)經(jīng)(19)、(14)、(18)與彈簧裝置傳動的結果，可以實現(xiàn)機械的正向(前進)剎車及反向(后退)助動;而驅使(19)、(20)進入虛線位置時，(13)經(jīng)(20)、(19)、(14)、(18)與彈簧裝置傳動的結果將可實現(xiàn)反向剎車及正向助動。
例三是由受控的離合器控制選擇傳動路徑的例子如圖10所示，圖11是其右側視示意圖，(13)與(14)可通過(21)傳動，也可通過(22)、(23)傳動，只要由操縱機構控制離合器(24)、(25)的接合與分離，即可實現(xiàn)這種選擇。同樣假設(13)順轉是機械的正轉狀態(tài)，(18)只允許(14)順時針轉動時帶動彈簧裝置變形。同上述兩個例子中的分析一樣，(25)結合并使(24)分離時，運轉部位(18)經(jīng)(22)、(26)、(23)、(14)、(18)與彈簧裝置傳動的結果，可實現(xiàn)正向剎車和反向助動;而(24)結合(25)分離時可實現(xiàn)反向剎車和正向助動。
上述傳動裝置的傳動輪可以是齒輪或摩擦輪，傳動方式還可采用其它方式，如鏈傳動或皮帶傳動等，傳動過程中還可以設置一變速環(huán)節(jié)以調整兩端力矩以及彈簧裝置的變形范圍?？傊灰ㄟ^兩端可互相傳動的裝置把機械的運轉部位與彈簧裝置連接，就可實現(xiàn)本發(fā)明。
作為第二種發(fā)明的互相傳動裝置，上述幾種傳動結構完全適用，只要使其動力輸出端與圖4中的(10)連接，也就是以重物的升高，代替彈簧的變形，以重物的下降代替了彈簧的恢復，道理一樣。
關于兩種制動系統(tǒng)受到的控制動作，例如使一些傳動輪之間切合或分離，撥動離合器的嚙合原件，撥動止動器的棘爪等動作，都可由人通過連桿或液壓管路組成的操縱機構直接產(chǎn)生。一般情況最好使這些動作與機械的其它控制動作聯(lián)動。
比如以例三中的傳動裝置以例，對于應用于機動車輛的制動系統(tǒng)而言，其操縱機構可以如圖12所示，(31)是油門連動桿，(34)是剎車連動桿，(28)是換向器連動桿。假設(28)在實線位置是換向器的前進狀態(tài)，(31)、(34)分別在油門、剎車板踩下時向右運動，而松開時向左復位;(26)、(30)可以在(28)上向右滑動，如C-C剖視圖所示，并在不受推動時向左復位，假設車輛正在前進，這時如踩下剎車板，使(34)向右運動，通過(36)、(30)即可推動(26)的拔爪(27)使(25)結合，而(24)常態(tài)分離，可見正好實現(xiàn)正向剎車;同理在車輛后退狀態(tài)即(28)在虛線位置時踩下剎車板，使(34)向右運動，通過(35)、(29)即可推動(24)的撥爪(26)使(24)結合，而(25)常態(tài)分離正好實現(xiàn)反向剎車。在前進中需要加速或車輛助動時，隨著踩下油門使(31)向右運動，止動器的棘爪(7)受動使彈簧裝置恢復或重物回落，同時通過(32)和實線位置的(29)即可推動(24)的拔爪(26)使(24)結合，(25)常態(tài)分離，實現(xiàn)正向助動;在后退中需要加速或反向助動時，隨著踩下油門(31)向右運動，止動器的棘爪(7)照樣受動使彈簧裝置恢復或重物下降，同時通過(33)和虛線位置的(30)推動(25)的拔爪(27)使(25)接合，而(24)常態(tài)分離，實現(xiàn)反向助動。通過這個例子可以看出，傳動途徑的接通或隔離狀態(tài)，僅取決于啟動、制動開關以及運轉方向的狀態(tài)，完全可以由這些開關聯(lián)動產(chǎn)生制動系統(tǒng)的受控動作。
關于兩種發(fā)明的整個系統(tǒng)的工作和關閉狀態(tài)的控制，可直接通過接通和隔斷它們的整個傳動裝置的所有傳動來實現(xiàn)。
權利要求
1.一種可幫助機械再啟動的制動系統(tǒng)，它是在機械的運轉部位與一彈簧裝置間聯(lián)接一互相傳動裝置，使運轉部位與彈簧裝置可以互相帶動。
2.根據(jù)權利要求1所述制動系統(tǒng)，其特征是互相傳動裝置具有分別對應機械正反兩個運轉方向并傳遞相反扭矩的兩條可逆?zhèn)鬟f途徑，并由操縱機構控制兩條傳遞途徑的通斷。
3.根據(jù)權利要求1或2所述制動系統(tǒng)，其特征是附設一種能防止彈簧變形恢復的止動裝置，這一止動裝置在必要時起作用。
4.根據(jù)權利要求1或2所述制動系統(tǒng)，其特征是附設有彈簧變形達到一定限度時工作的報警器或使變形不再增加的保護性超越離合器或自動啟動摩擦制動器的傳動件。
5.根據(jù)權利要求2所述制動系統(tǒng)，其特征是傳動途徑中串接受控的離合器，由操縱機構控制它實現(xiàn)接通或隔斷傳動途徑。
6.一種可幫助運轉機械再啟動的制動系統(tǒng)，它是在機械的運轉部位與重物之間聯(lián)接一互相傳動裝置，使運轉部位可通過傳動裝置將重物升高，而重物回落時又可通過傳動裝置帶動運轉部位。
7.根據(jù)權利要求6中所述制動系統(tǒng)，其特征是互相傳動裝置具有分別對應機械正反兩個運轉方向并傳遞相反扭矩的兩條可逆?zhèn)鲃油緩?，并由操縱機構控制兩條傳動途徑的通斷。
8.根據(jù)權利要求6或7所述制動系統(tǒng)，其特征是附設有能防止重物下落的單向止動裝置在必要時起作用。
9.根據(jù)權利要求6或7所述制動系統(tǒng)，其特征是附設有重物升高到一定限度時工作的報警器或使重物不再升高的保護性超越離合器或自動啟動摩擦制動器的傳動件。
10.根據(jù)權利要求7所述制動系統(tǒng)，其特征是傳動途徑中串接受控的離合器，由操縱機構控制它實現(xiàn)接通或隔斷傳動途徑。
全文摘要
本專利發(fā)明的是兩種可幫助運轉機械再啟動的制動系統(tǒng)。它們分別是把機械制動前的慣性動能通過傳動裝置轉化為彈性能或重力勢能儲存起來，隨后再釋放出去幫助機械啟動，使機械不用輸入新的能量即可重新運轉起來。因此具有重要的節(jié)能效果。這兩種節(jié)能型制動系統(tǒng)可被一切需要頻繁制動、啟動的運轉機械采用。尤其可為汽車等機動車輛節(jié)約大量的燃料，可使自行車等人力車的啟動不再費力?？傊蔀橐磺羞\轉機械節(jié)能。
文檔編號F03G1/00GK1045158SQ9010170
公開日1990年9月5日 申請日期1990年3月26日 優(yōu)先權日1990年3月26日
發(fā)明者陳建國 申請人:陳建國