CN101479583A - 过载保护系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种保护驱动单元的过载保护系统及方法，所述过载保护系统包括安装至固定装置(22)的扭转臂组件(12)以及齿轮减速器(17)。所述减速器(17)包括安装至减速器(17)的轴的支架(30)，所述支架邻近测量装置(34)定位。扭转臂组件(12)包括开关(34)，所述开关安装成感测减速器支架(30)相对于开关(34)的位置，由此可以调节驱动单元的状态。在优选实施例中，开关(34)为接近开关，在通过使用设置在壳体(14)中的简单的固定件和弹簧(18)实现扭转臂的期望的预置扭矩之后，所述接近开关邻近减速器(17)的支架(30)定位。

Description

过载保护系统

技术领域

本发明涉及防止与电动马达相结合使用的系统及部件产生过载状态的保护。更具体地，本发明涉及用于保护系统及部件以防产生过载状态的装置和方法，所述系统及部件包括但不限于电动马达、减速器、输送器和链轮(sprocket)。

背景技术

电动马达在工业中用于多种不同的应用，这些应用包括例如输送工件。通常，电动马达与减速器一同使用以为电动马达的输出动提供可变的扭矩。当使用电动马达时，需要在某些状态(包括例如扭矩过大)之前关掉电动马达。已知的是多种不同的用于感测这些状态并使电动马达变为关闭状态的装置和方法。本领域公知的是这种现有技术的过载保护系统，包括使用机械装置、机电装置以及电装置来监控电动马达的过载状态。

这种现有技术的一个实例包括使用一套摩擦离合板(friction clutchplate)，所述摩擦离合板定位在马达内部并且构造成在感测到特定状态之后使马达停止旋转。另一种现有技术公知的装置包括使用传感器以感测马达中的热量并基于这些感测到的状态对马达进行调节。在上述两种现有技术的装置中，由于这些现有技术的装置包括的过载探测装置或启动(actuation)装置位于与电动马达一同使用的部件内部，所以仅提供给操作者极少的对于探测过载状态的调节能力。因此，对过载状态的调节能力被限定为由此类部件的制造者提供。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种操作者友好型过载保护系统，其允许操作者在从零至预定最大值的较宽范围内容易地调节过载状态。本发明的另一个目的在于，使得过载系统容易地安装入现有的电动马达驱动单元中，而无需购置现有技术中复杂的过载保护系统(例如上面提到的包括位于减速器内部的摩擦片的过载保护系统)的替换物。

本发明的另一个目的在于，提供一种更精确的过载保护系统，以由此减少现有技术的过载保护系统中所存在的变量的量值。

鉴于上述情况，本发明旨在提供一种系统和方法，其用于感测与电动马达相结合使用的部件的过载状态并且基于感测到的状态改变电动马达的操作。本发明包括一种过载系统，该过载系统包括具有壳体的扭转臂组件。所述组件还包括使用固定件和螺旋弹簧，所述螺旋弹簧至少部分地由固定件和壳体保持并沿轴向对准。壳体包括用于安装测量装置的凸缘部。固定件延伸穿过壳体的具有凸缘部的端部并安装至固定于减速器输出轴的支架。测量装置安装至所述壳体的凸缘部并且测量该测量装置与固定至减速器输出轴的支架之间延伸的距离。

本发明包括感测与电动马达相结合使用的部件的过载状态并基于感测到的状态改变电动马达的操作的方法。该方法包括将测量装置定位在扭转臂上，所述扭转臂具有壳体和同轴地安装在固定件上的弹簧。扭转臂用于对马达的输出轴施加预置扭矩。通过使用固定件，对弹簧施加载荷，该扭矩被调节并施加至输出轴。测量装置用于测量扭转臂与固定至电动马达的输出轴的支架之间的距离。此外，测量装置用于感测在该距离中测定的变量，并且基于这些变量改变马达的操作状态。

通过以下的详细说明、权利要求以及附图，本发明的适用性的其他保护范围将会变得清楚。然而，应当理解，在说明本发明的优选实施例的同时，尽管示出了本发明的优选实施例，但这些详细的说明和特定的实例仅以示例说明的方式给出，这是因为在本发明的精神与保护范围内对本发明进行各种变化和修饰对本领域技术人员而言是显而易见的。

附图说明

通过以下给出的详细说明、所附的权利要求以及附图将会更充分地理解本发明，其中：

图1为与电驱动单元一同使用的本发明的侧视图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明的侧视图，其中支架以假想线示出；

图4为本发明的一部分的侧视图，其中支架以假想线示出；

图5为本发明的一部分的端视图；

图6为取自图1的G部分的分解视图；以及

图7为示出了本发明的方法的流程图。

具体实施方式

过载保护系统在图1中总体上由附图标记10示出。该过载保护系统10与电动马达11和减速器13相结合地使用。通常使用与减速器13组合的电动马达11来提供驱动各种部件的驱动单元。电动马达11围绕轴线15旋转，由此将力传递至减速器13中的齿轮25，以将来自减速器13的输出转动(output rotation)提供给沿着减速器的轴线延伸的输出轴17。在图2所示的优选实施例中，电动马达11的轴线15和减速器的输出轴17的轴线设置为沿着平面E共面。这也示出在图6中，其中减速器的输出轴17沿竖向与马达的轴线对准。应当清楚，在其他实例中，电动马达11的轴线15与减速器13的输出轴17可以不必沿着平面E共面。

该过载保护系统10包括使用在图1、图3和图6中总体上以附图标记12示出的扭转臂组件(torque arm assembly)，以便例如保护电动马达11以免发生过载状态。扭转臂组件12包括壳体14，所述壳体14具有第二端部24和旋转安装至固定装置22的第一端部20。扭转臂组件12包括沿着壳体14的轴线A同轴延伸的扭转固定件16。在优选实施例中，所述扭转固定件16示出为螺栓。在优选实施例中，扭转固定件16在一端包括头部19，在邻近壳体14的第二端部24的另一端包括螺纹部21。扭转固定件16还包括沿着轴线A与扭转固定件16和壳体14同轴延伸的弹簧18。壳体14的第二端部24包括延伸穿过第二端部24的盖部26的孔28。

扭转固定件的头部19通过使用垫圈47保持在弹簧18的一端27上，而具有螺纹部21的扭转固定件16的另一端延伸穿过孔28并适于容置至少一个扭转螺母45。

弹簧18的第二端部29保持在壳体14的内部并且邻近盖部26。扭转固定件16的螺纹部21也延伸穿过减速器支架30的孔28。减速器支架30固定连接至减速器13的输出轴17，以便在减速器13的输出轴17旋转时，减速器支架30随同输出轴17沿着如图3所示的弧形路径B旋转。减速器支架30还包括测量表面36，所述测量表面36定位为与减速器13的轴线17径向相隔预定距离并且沿着与壳体14的轴线A垂直的平面F。

如图5所示，壳体14的盖部26还包括自壳体14的轴线A横向延伸的凸缘32，其适于容置测量装置34。在优选实施例中，凸缘32包括延伸穿过凸缘32的孔37以容置并安装测量装置34。在优选实施例中，测量装置34为感应接近开关，该感应接近开关能测量达2毫米的运动并且适于延伸穿过凸缘32的孔37。应当清楚，尽管在优选实施例中使用了感应接近开关，但也可以使用其他测量装置，这些测量装置包括但不限于电容接近开关或机械开关，例如按钮限位开关。此外，还应当清楚，测量装置34可以按照多种其他方式安装至凸缘32。

在图4中，壳体14还包括总体上由附图标记33表示的载荷监控系统，所述载荷监控系统33具有平行于壳体14的轴线A延伸的槽39以使操作者能够通过槽39观察弹簧18的运动。这种运动可以通过例如在垫圈47或线圈43上设置标记(例如黄线)而得到帮助。此外，壳体14在邻近槽39处设有一组垂直于壳体14的轴线A延伸的指示器41。

在操作中，通过拧紧扭转螺母45，通过扭转臂组件12对减速器13的输出轴17施加预置扭矩。这是可以实现的，因为通过使用扭矩螺母45，扭转固定件16的头部19保持在弹簧18的一端，而扭转固定件16的螺纹部21保持在减速器支架30上。在拧紧扭转固定件的螺母45的过程中，保持在壳体14中的弹簧18被压缩，从而对给减速器13的输出轴17提供预置扭矩。在使用包括在壳体14上延伸的槽39的载荷监控系统33连同指示器41的情况下，操作者能够观察确定弹簧18的移动量，由此得出施加至输出轴17的相应的预置扭矩。在设定减速器13的输出轴17上的预置扭矩后，邻近测量表面36定位测量装置34。如果测量装置34感测到测量表面36已经移动，则信号被发送至电动马达。更具体地，在优选实施例中，感应接近开关连接至电源，从而对位于该接近开关一端的磁体充电。在测量表面34与该接近开关的磁性端之间的磁力对应于本实例中的距离，为零。这样，一旦设定测量装置34，大于预置扭矩的任意量的扭矩都将会使表面36远离装置34运动。

图7示出了包含保护电动马达以防产生过载状态的方法的流程图。步骤51表示将扭转臂组件12的一端固定至安装在减速器13的输出轴17上的支架30，将扭转臂组件12的另一端旋转地固定至固定装置22。步骤53表示调节扭转固定件16以压缩弹簧18从而使得预置扭矩施加至输出轴17。步骤55表示邻近测量表面36定位测量装置34。步骤57表示感测来自所述装置34的信号，所述信号与支架30的移动相对应。步骤59表示基于来自所述测量装置34的信号调节电动马达11的状态。在优选实施例中，电动马达11的状态被调节为关闭状态；然而，应当清楚，可以选择其他状态，例如降低输出。

上述说明公开并描述了本发明的示例性实施例。本领域技术人员从这些说明以及附图和权利要求中，将会容易地认识到：在不脱离由所附权利要求书所限定的本发明的真实精神和合理范围的情况下，可以对此进行多种变化、改变和修饰。

Claims (14)

1.一种与电动马达相结合使用的过载保护系统，包括：

扭转臂组件，所述扭转臂组件包括壳体，并具有扭转固定件和与所述扭转固定件轴向对准且保持在所述扭转固定件上的弹簧，

所述壳体具有：第一端部，其适用于旋转安装至固定装置；以及第二端部，其具有带孔的盖部，所述孔用于容置穿过所述孔的所述扭转固定件；

所述扭转固定件延伸穿过所述盖部并且安装至马达支架；

凸缘，其自所述盖部横向延伸且适用于保持测量装置；以及

测量表面，其位于所述马达支架上，所述测量表面定位为与所述减速器的旋转轴线径向相隔预定距离并且垂直于所述测量装置。

2.如权利要求1所述的过载保护系统，其中所述测量装置定位成测量在所述测量装置与所述测量表面之间延伸的距离。

3.如权利要求1所述的过载保护系统，其中所述测量装置为感应接近开关。

4.如权利要求1所述的过载保护系统，其中所述壳体包括载荷监控系统。

5.如权利要求4所述的过载保护系统，其中所述载荷监控系统包括位于所述壳体上且沿着所述壳体纵向间隔开的多个指示器。

6.如权利要求1所述的过载保护系统，其中所述扭转固定件适用于容置螺母。

7.如权利要求6所述的过载保护系统，其中所述扭转螺母沿着所述扭转固定件的纵向轴线能够调节。

8.如权利要求1所述的过载保护系统，其中所述马达支架固定安装至减速器输出轴。

9.如权利要求8所述的过载保护系统，其中所述减速器输出轴与所述电动马达的输出轴沿竖向对准。

10.如权利要求9所述的过载保护系统，其中所述电动马达适用于与输送系统相结合使用。

11.如权利要求2所述的过载保护系统，其中所述间距取决于由压缩所述弹簧产生的预置扭矩。

12.一种保护电动马达以防产生过载状态的方法，包括以下步骤：

在第一端将具有螺旋弹簧和扭转固定件的扭转臂组件固定至具有安装至减速器的支架的减速器，在第二端将所述扭转臂组件旋转地固定至固定装置；

调节所述扭转固定件以将所述螺旋弹簧压缩至预定的预加负荷，从而使预置扭矩施加至所述减速器的输出轴；

邻近安装至所述减速器的所述支架定位测量装置；

感测来自所述测量装置的信号，所述信号与所述支架的运动相对应；以及

当感测到来自安装至所述减速器的所述测量装置的信号时，调节所述电动马达的状态。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述减速器包括与所述电动马达的输出轴线沿竖向隔开的输出轴。

14.如权利要求12所述的方法，其中将所述电动马达被调节为处于关闭状态。

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