专利名称：制动储能器的制作方法
技术领域：
本发明涉及弹力发动机领域，是一种用于动力机械上的节能装置。
现有技术中普遍应用的制动方法是利用摩擦把动能转变成热能散发到空间去，这无疑是一种对能源的浪费，对于频繁制动的机械，如汽车、电梯、吊车等，将有很大的能量损失在制动上。未来出版社出版的《创造发明入门》书中66页介绍了一种利用飞轮的储能装置来吸收制动所损失的能量，中国专利通报中也有类似的发明专利，但利用此种装置来吸收制动能量具有如下缺点1.随时间推移储能逐渐减少;2.在转速变化大的轴中不易吸收低速能量。
本发明的目的在于提供一种所储能量不随时间推移而减少，并能适应各种转速轴的制动储能器。
本发明的目的是这样达到的制动储能器由吸收部位、储存部位、释放部位、固定部位、控制部位组成。当机械需制动减速时，用控制部位的离合器将机械转动轴和吸收部位连接，这时轴上的转动能被吸收，在储存部位的发条中转变成弹性势能储存。当机械起动加速时再用离合器将释放部位和机械转动轴连接，把发条中的弹性势能转变成转动能，使机械运转。
附面说明如下
图1是发条内侧吸收外侧释放逆时针型制动储能器正抛示意图;图2是图1的左面观局抛示意图;图3是图1的右面观局抛示意图;图4是顺时针吸收逆时针释放型制动储能器正抛示意图;图5是图4的左面观局抛示意图;图6是吸收与释放方向任意型制动储能器正抛示意图。
根据机械轴的转动特点，本制动储能器分为吸收与释放方向相同、相反、任意三种类型。以下将结合附图对这三种类型做进一步详述一、吸收与释放方向相同型可分为四个型号。
1.发条内侧吸收外侧释放逆时针型;
2.发条内侧吸收外侧释放顺时针型;
3.发条外侧吸收内侧释放逆时针型;
4.发条外侧吸收内侧释放顺时针型。
以上四种类型中所述的转动方向是控制部位在制动储能器左侧时的方向，逆时针型与顺时针型的区别仅在于侧齿、棘轮、发条的方向不同，实际上将逆时针型的控制部位从左堵板一侧移到右堵板一侧就是顺时针型。内侧吸收外侧释放型与外侧吸收内侧释放型所产生的作用是相同的，由于吸收释放部位调换后，外侧吸收内侧释放型的制动器只能按在右堵板一侧，所以在结构上不如内侧吸收外侧释放型紧凑，控制上也不如内侧吸收外侧释放型简便，现以内侧吸收外侧释放逆时针型为例来进行说明。
从图1-3中可见，本型号制动储能器的吸收部由空心轴1、轴承2、内锥体3、侧齿4、棘轮5组成。其中空心轴1是一根钢管，轴1内侧以轴承2和机械转动轴6连接，在左内侧和内锥体3、侧齿4固定在一起，右外侧有棘轮5。吸收部位的作用是用内锥体3和侧齿4将离合器7传递过来的转动能吸收并传递给储存部位。轴1在棘轮5的作用下，只能逆时针转动吸能，不能顺时针转动放能。
储存部位的发条8由弹簧钢制成。发条8套在空心轴1上，并以内侧和轴1外侧连接，以外侧和释放部位的管9内侧连接。其作用是将吸收部位传递过来的转动能转变成弹性势能储存起来。
释放部位由钢管9、左堵板10、右堵板11引出管12、圆盘13、外锥体14、侧齿15、轴承16组成。其中钢管9和左堵板10焊在一起，和右堵板11用螺栓联接。在左堵板10左侧焊有引出管12，管12左侧固定有圆盘13，在圆盘13右侧有外锥体14、侧齿15。左右堵板中心有孔，孔内有轴承16和空心轴1连接。释放部位的作用是将储存在发条中的弹性势能转变成转动能传递给离合器。
固定部位由钢管17、左堵板18、右堵板19、制动瓦座20、棘爪座21、棘爪22、轴承23组成。其中钢管17和左堵板18焊在一起，和右堵板19用螺栓联接。在左堵板18左侧焊有制动瓦座20，右堵板19左侧有棘爪座21，座21上有棘爪22，两堵板18，19中心有孔，孔内有轴承23，左侧和引出管12连接，右侧和空心轴1连接。固定部位是吸收释放部位和控制部位的控制固定点，并以此部位和机械牢固部位用连接板通过螺栓固定，连接板可根据实际情况在钢管17和堵板18，19上的适当位置焊接。
控制部位由离合器7，导键24，侧齿盘25，26，弹簧27，钉销28，侧推轴套29，侧推盘30、滑环31、杠杆32、制动瓦33、制动瓦衬34、螺栓螺母35、弹簧36、圆盘凸轮37、凸轮轴38、板把39、回位弹簧40组成。其中离合器7左侧是内锥体、右侧是外锥体，用导键24和机械转动轴6连接，在离合器7左边有侧齿盘25，右边有侧齿盘26，两边均以四根带弹簧27的钉销28穿过离合器7固定在侧齿盘25，26上，两侧齿盘在弹簧27作用下与离合器贴在一起。侧推轴套29内侧通过导键24固定在轴6上，左外侧有滑环31，环31和杠杆32的拨叉连接，杠杆支点固定在左堵板18上，轴套29中侧松动的穿过侧齿盘25和离合器7左侧的内锥体，右侧和侧推盘30固定在一起。制动瓦33用带弹簧36的螺栓螺母35固定在制动瓦座20上，制动瓦33内有制动瓦衬34，制动瓦33在弹簧36的作用下将引出管12左外侧抱紧;在两制动瓦之间有圆盘凸轮37，固定在凸轮37上的凸轮轴38穿过制动瓦座20和板把39连接，板把39上有回位弹簧40。控制部位的作用是在机械需制动减速时，将杠杆32向左板，侧推轴套29，侧推盘30在杠杆作用下向右移动，通过右侧的钉销28、弹簧27使离合器7右侧的外锥体与空心轴1左侧的内锥体3接合，随着侧推盘30的右推力增加，弹簧27受到压缩变短，钉销28将侧齿盘26向右推出，与内锥体3上的侧齿4接合。由于两锥体接合时发条8处于放松状态，所以在侧齿26，4接合时，两侧齿之间基本上处于同步状态。随着发条的绕紧，扭力逐渐增大，侧齿将发挥作用，将发条8绕的更紧。制动后将杠杆扳回原位。当机械需起动加速时，将杠杆向右扳，使离合器7向左移动与外锥体14、侧齿15接合，与此同时扳把39在杠杆32作用下向右移动，通过凸轮轴38使圆盘凸轮37转动，将抱紧在空心轴1左外侧的制动瓦33松开，这时发条8中储存的弹性势能转变成逆时针转动能，通过钢管9、堵板10、引出管12、圆盘13、内锥体14、侧齿15、离合器7、导键24使机械转动轴6逆时针转动。
二、吸收与释放方向相反型可分为逆时针吸收顺时针释放型和顺时针吸收逆时针释放型。两种型号之间的区别仅在于发条、侧齿、棘轮的方向不同，现以顺时针吸收逆时针释放型为例来进行说明。
从图3-4中可见，本型制动储能器的吸收部位与释放部位是通用的，由空心轴1、轴承2、棘轮3组成。其中空心轴1是一根钢管，轴1套在机械转动轴4上，并以轴承2和轴4连接，轴1左内侧有花键，左外侧固定有棘轮3。本部位的作用是通过离合器15吸收与释放轴4的转动能。
储存部位是弹簧钢制成的发条5，发条5内侧与穿在发条中的空心轴1连接，外侧与套在发条外的钢管6连接。
固定部位由钢管6，左堵板7、右堵板8、制动瓦棘爪座9、棘爪10、轴承11组成。其中钢管6与左堵板7焊在一起，与右堵板8用螺栓联接，左右堵板中心有孔，孔内有轴承11和空心轴1连接。在左堵板7左侧有制动瓦棘爪座9，座上装有棘爪10。本部位是吸收、储存、释放、控制部位的控制固定点，并以此部位和机械牢固部位通过连接板用螺栓固定，连接板可根据实际情况在钢管6和左右堵板上的适当位置焊接。
控制部位由内锥体12、侧齿13、键14、离合器15、侧齿盘16、钉销17、弹簧18、滑环19、杠杆20、21、制动瓦22、制动瓦衬23、螺栓螺母24、弹簧25、圆盘凸轮26、凸轮轴27、扳把28、回位弹簧29、圆柱凸轮30、扳把31、回位弹簧32组成。其中内锥体12右侧有侧齿13，通过键14固定在机械转动轴4上。离合器15左侧是外锥体，右外侧有花键和空心轴1左内侧的花键连接。侧齿盘16用穿过外锥体带弹簧18的钉销17和离合器左内侧连接。滑环19套在离合器15中外侧和杠杆20、21的拨叉连接，杠杆20、21的支点固定在左堵板7上，上杠杆21是单拨叉，下杠杆20是双拨叉。制动瓦22用带弹簧25的螺栓螺母24固定在制动瓦棘爪座9上，制动瓦22内有制动瓦衬23，在弹簧25的作用下，制动瓦22将空心轴1左外侧抱住。上下制动瓦之间有圆盘凸轮26，凸轮26和穿过制动瓦棘爪座9的凸轮轴27连接，凸轮轴27的另一侧和扳把28连接，扳把上有回位弹簧29。圆柱凸轮30和穿过制动瓦棘爪座9的棘爪10连接，凸轮30的侧面和扳把31连接，扳把31上有回位弹簧32。控制部位的作用是当机械需制动减速时，用下杠杆20控制滑环19向左移动，使离合器15上的外锥体和侧齿16与固定在机械转动轴4上的内锥体12、侧齿13依次接合。与此同时扳把28受杠杆20右推使凸轮轴27带动圆盘凸轮26转动，将制动瓦22撑开。轴4的顺时针转动通过离合器15、空心轴1将发条5绕紧。空心轴1在棘轮3的作用下，只能顺时针转动吸能，不能逆时针转动放能。制动后将杠杆20扳回原位。在机械加速起动时，将上杠杆21向右扳，使离合器接合，与此同时扳把31受杠杆21右推使圆柱凸轮30转动，将棘爪10与棘轮3分离，由于杠杆20是双拨叉，所以与杠杆21同步运动，并带动扳把28将制动器松开。这时发条5中的弹性势能转变成动能，通过离合器使轴4逆时针转动。
三、吸收与释放方向任意型是上述两种类型的综合，优点是能够吸收释放正反两种转动方向的能量，缺点是在结构和控制方法上较前两种类型复杂。
从图6中可见，当吸收机械转动轴1的顺时针转动能时，将左下方的杠杆2向右扳，使离合器接合，与此同时扳把3在杠杆2作用下右移，将制动瓦4松开，轴1的顺时针转动能通过离合器花键5、空心轴6将发条7绕紧。
当吸收轴1的逆时针转动能时，将右下方的杠杆8向左扳，使离合器9向右移动，和套在外方轴套10上的内方外锥体11接合，外方轴套10以键12固定在轴1上，随着右推力量增大，弹簧13受到压缩，内方外锥体11向右滑动，使离合器9上的侧齿15与固定在外方轴套10上的侧齿14接合。与此同时扳把16在杠杆8的作用下左移，将制动瓦17松开，轴1上的逆时针转动能通过离合器、花键18、引出管19、堵板20、钢管21将发条7从外侧绕紧。
当顺时针释放转动能时，将右上方的杠杆22向左扳，使离合器接合，与此同时扳把23、杠杆8和扳把16在杠杆22的作用下，同时运动，将制动瓦17、棘轮24松开，把发条7中的弹性势能转变成动能，通过钢管21、堵板20、引出管19、花键18、离合器使轴1顺时针转动。
当逆时针释放转动能时，将左上方的杠杆25向右扳，使离合器接合，与此同时扳把26、杠杆2和扳把3在杠杆25作用下同时运动，将制动瓦4、棘轮27松开，把发条7中的弹性势能转变成动能，通过空心轴6、离合器使轴1逆时针转动。
本制动储能器中的离合器、制动器除上述说明中所采用的形式外，还可采用公知技术中的其它形式。在控制方法上也可根据实际情况采用气动、液压、电磁等方法来进行控制。
实施例1吸收与释放相同型适用于单向运动的机械，现以汽车为例来进行实施。将制动储能器按图1所示装在汽车中适当的转动轴(6)上，并用连接板通过螺栓和车上牢固部位连接。在驾驶室通过气动、液压或连杆来使离合器接合分离，可与汽车原有的制动器配合使用，在制动减速时，轻踩制动踏板，使用制动储能器吸收能量制动。紧急刹车时重踩制动踏板，两制动器同时使用，在汽车起动加速时，将所储能量释放出来。在山区行走的汽车可在下坡时储能，上坡时放能来提高汽车的爬坡性能。
实施例2吸收与释放方向相反型适用于做上下较长距离往复运动的机械如电梯、吊车、卷扬机等起重设备，能将升到高处的重物下落时的重力势能储存起来。现以电梯为例来进行实施。将本型制动储能器按图4中所示装在电梯中适当的转动轴4上，并以连接板通过螺栓和电梯牢固部位固定。当电梯下落时，用电磁控制离合器接合吸收能量，在电梯上升时将所吸收的能量释放出来使电梯上升。
本发明可装在一切频繁制动的机械上，能够节约能源、减少污染、保护环境。并可使机械在动态下起动，延长原动机的使用寿命，对电动机来说，能够减小起动电流、减轻电网高峰负载;对内燃机来说，可基本上代替起动发动机的工作。
权利要求
1.一种利用发条拧紧时能够吸收转动能的特性来使动力机械制动的节能装置，根据机械轴的转动特点，本制动储能器分为吸收与释放方向相同、相反、任意三种类型，其中吸收与释放方向任意型由吸收释放部位、储存部位、固定部位、控制部位组成、其特征在于所说的吸收释放部位由空心轴(6)和在轴(6)上固定的棘轮(27)及两侧带堵板(28，20)的管(21)组成，空心轴(6)穿在储存部位的发条(7)中并与发条7内侧连接，发条7装在带堵板(28，20)的管(21)内，管(21)内侧与发条外侧连接，两堵板(28，20)中心有孔，通过孔内的轴承和空心轴(6)连接，在其中一侧堵板上固定有引出管(19)，管(19)上有棘轮(24)；固定部位由套在吸收释放部位外带堵板(29，30)的管(31)和两堵板(29，30)上的制动瓦棘爪座组成，两堵板(29，30)中心有孔，孔内有轴承，一侧和空心轴(6)连接，一侧和引出管(19)连接；控制部位的离合器装在固定部位一侧的机械转动轴(1)和空心轴(6)之间，制动器、可控棘爪装在固定部位的堵板和空心轴(6)之间，在固定部位的另一侧，离合器装在机械转动轴(1)和引出管(19)之间，制动器和可控棘爪装在固定部位的堵板和引出管(19)之间。
2.根据权利要求1中所说的吸收与释放方向相同型由吸收部位、储存部位、释放部位、固定部位、控制部位组成，其特征在于所说的吸收部位由空心轴(1)和在轴(1)上固定的棘轮(5)组成，空心轴(1)穿在储存部位的发条(8)中并与发条(8)内侧连接;发条(8)装在释放部位两侧带堵板(10，11)的管(9)内，并以外侧和管(9)内侧连接，两堵板(10，11)中心有孔并以孔内轴承和空心轴(1)连接，在其中一侧堵板上固定有引出管(12);固定部位由套在释放部位外带堵板(18，19)的管(17)和堵板上的制动瓦座、棘爪座组成，两侧堵板中心有孔，孔内有轴承，一侧与引出管(12)连接，一侧与空心轴(1)连接;控制部位的离合器装在有引出管(12)一侧机械转动轴(6)与空心轴(1)、引出管(12)之间，制动器、棘爪装在固定部位的堵板与引出管(12)、空心轴(1)之间。
3.根据权利要求1中所说的吸收与释放方向相反型由吸收释放部位、储存部位、固定部位、控制部位组成，其特征在于所说的吸收释放部位由空心轴(1)和轴(1)上固定的棘轮(3)组成，空心轴(1)穿在储存部位的发条(5)中并与发条(5)内侧连接;发条(5)装在固定部位两侧带堵板(7，8)的管(6)内，两堵板(7，8)中心有孔，并以孔内的轴承和空心轴(1)连接，在其中一侧堵板上有制动瓦棘爪座(9);控制部位的离合器装在机械转动轴(4)与空心轴(1)之间，制动器、可控棘爪装在固定部位的堵板与空心轴(1)之间。
全文摘要
一种利用发条拧紧时能够吸收转动能的特性来使动力机械制动的节能装置，并能将所吸收的能量随时通过控制部位释放回去。本装置由穿在发条内侧与发条连接的空心轴和套在发条外侧的一个或两个套在一起两侧带堵板的管为主体，通过离合器、制动器、棘轮、凸轮、杠杆等部件控制吸收、储存、释放机械转动轴制动时的能量。适于装在经常制动的机械设备上，能够节约能源、减少污染、保护环境。
文档编号F03G1/02GK1053475SQ9010004
公开日1991年7月31日 申请日期1990年1月10日 优先权日1990年1月10日
发明者郭晋唐 申请人:郭晋唐