CN101668693A - 带有复合式制动器毂的升降机制动器 - Google Patents

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Abstract

一种用于升降机械(10)的升降机制动器(20)包括非金属升降机制动器毂(36)和金属凸缘(34)，它们两者都具有用于引导转子沿可旋转的轴(14)的轴向运动的带有花键部分的开口。这种构造减少了转子和轴之间的金属对金属接触，并降低了噪声。

Description

带有复合式制动器毂的升降机制动器
发明背景
本发明大体涉及升降机系统，并且尤其涉及升降机械制动器。
相关技术描述
升降机械(如无齿轮机构)通常包括由机械马达旋转地驱动的机轴。滑轮支撑在机轴上，并且与该机轴一起旋转。通常通过滑轮来牵引绳子或束带，使得机械马达可以沿一个方向旋转滑轮，以降低客舱，且沿相反的方向旋转滑轮以升高客舱。
某些升降机械通常包括具有制动衔铁的制动器，当客舱处于选定的层站时，该制动衔铁同与机轴一起旋转的转子相接合，以保持该机轴和滑轮。典型的金属转子包括与机轴的带花键部分接合的带花键部分，以及制动器夹在其周围以阻止转子的旋转的凸缘部分。当制动器夹住和释放转子时，转子沿机轴的带花键部分滑动。不合需要地，在转子的滑动过程中，转子的带花键部分和机轴的带花键部分之间的金属对金属的接触经常产生噪声。
需要更安静的升降机械。本发明解决了这种需要，并且在避免了现有技术的不足之处和缺陷的同时提供了增强的能力。
发明概述
用于升降机械的一个实例升降机制动器装置包括可沿可旋转的轴运动的转子。非金属升降机制动器毂引导转子沿轴的轴向运动。
在一个实例中，非金属升降机制动器毂固定到转子的凸缘部分。非金属升降机制动器毂包括通过凸缘部分与带花键的转子开口对准的带花键的毂开口。带花键的开口与轴的相对应的带花键部分接合。
以上实例不意图是限制性的。根据对当前优选实施例的以下详细描述，本发明的各种特征和优点对本领域技术人员将是显而易见的。可以将与详细描述相配的附图简要描述如下。
附图简述
图1示意了实例无机械室升降机系统的选定部分。
图2示意了具有阻止马达驱动的轴进行旋转的制动器的实例升降机械的选定部分。
图3示意了图2所示的制动器的选定部分。
图4显示了具有非金属毂的实例转子的一侧的分离视图。
图5示意了图4所示的转子的另一侧。
图6示意了其中带花键的毂开口比带花键的转子开口大的实例转子。
图7示意了在带花键的转子开口的齿和带花键的毂开口的齿之间具有间隔的实例转子。
图8示意了在带花键的转子开口的齿和带花键的毂开口的齿之间具有更小的齿的实例转子。
详细描述
图1示意了在层站(未示出)之间的井道8内运动的实例升降轿厢6的选定部分。所公开的实例示意了无机械室升降机系统，其中升降机械10安装在井道8内，以移动升降轿厢6。对于现有升降机械而言，这种构造的一个问题是升降机械产生的噪声会通过井道传播，并且会被升降车厢中的乘客听见。然而，如将在以下描述，所公开的实例的升降机械10提供了更安静的运行。将理解的是，所公开的实例还构思了在除无机械室系统之外的其它构造中的用途。
图2示意了实例升降机械10，如无齿轮机构。虽然在所示意的实例中显示了无齿轮机构，但是所公开的实例也可应用于带齿轮机构。在这个实例中，升降机械10包括绕着轴16旋转地驱动机轴14的马达12。滑轮18与机轴14一起旋转。升降机械制动器20包括联接到机轴14的转子22。升降机械制动器20选择性地将制动力施加于机轴14，以防止机轴14的旋转。在带齿轮机构中，机轴驱动输出轴(滑轮通过齿轮而设置在该输出轴上)。对于这种布置，制动器将以已知方式应用于机轴、输出轴或与齿轮中的一个相联的中间轴。在任何一种布置中，控制器23选择性地操作马达12和升降机械制动器20，以便以已知的方式控制升降轿厢6在井道8中的运动。
图3示意了升降机械制动器20的选定部分。在这个实例中，升降机械制动器20包括用于将制动力施加于转子22的衔铁24。偏置构件26沿制动施加方向朝向转子22偏置衔铁24，以将转子22夹在衔铁24和固定的制动面28之间。在所示意的实例中，转子22包括用于抗磨损的制动衬垫30。在一个实例中，制动衬垫30直接模制在转子22上。
在所示意的实例中，转子22包括凸缘部分34和刚性地固定到该凸缘部分34上的非金属毂36。在所示意的实例中，非金属毂36使用延伸穿过非金属毂36的环状凸缘39和凸缘部分34的紧固件38而固定到凸缘部分34上。在图4和5所示的一个实例中，紧固件38绕环状凸缘39均匀地间隔开，以便均匀地固定非金属毂36和凸缘部分34，并且保持转子22的旋转平衡。
在另一个实例中，非金属毂36模制到凸缘部分30上方。在另一个实例中，非金属毂36用粘合剂粘结到凸缘部分34上。就本说明书而言，本领域普通技术人员将认识到用于将非金属毂36固定到凸缘部分34上的其它构造。
如从图2-8中可理解的，凸缘部分34包括带花键的转子开口40，非金属毂36包括与带花键的转子开口40沿轴向对准的带花键的毂开口42。带花键的转子开口40和带花键的毂开口42接收于轴14的带花键部分44上。
带花键的转子开口40和带花键的毂开口42各自具有与带花键部分44的对应的齿43b互锁的相应的齿43a和43a′，从而使得三个零件一起旋转。花键之间的互锁起到在转子22和机轴14之间传递扭矩的作用。在所示意的实例中，齿43a、43a′和43b显示为具有特定的几何截面形状。带花键的开口40和42的齿43a和43a′在数量和几何形状上与带花键部分44的齿43b相匹配。在所公开的实例中，齿43a、43a′和43b设计为具有适应互锁零件之间的热膨胀差异的公差，例如来自金属和非金属材料之间的热膨胀差异。就本描述而言，普通技术人员将认识到备选形状，以符合其特定需要。
带花键的开口40和42和齿43a和43a′以已知的方式形成，以实现开口40和42之间的合乎需要的公差内的尺寸等同性。在一个实例中，带花键的转子开口40及其齿43a通过冲压、机加工、铸造或其它已知的方法形成。带花键的毂开口42及其齿43a′在非金属毂36的模制过程中形成。在另一个实例中，开口40和42和齿43a在单个加工操作中形成，以获得开口40和42之间改进的尺寸等同性和对准。在另一个实例中，开口40和42以已知的方式形成，以获得所需的尺寸差异，使得非金属毂开口42的尺寸比转子开口40的尺寸大合乎需要的量，并且齿43a与齿43a′(图6)沿轴向不对准。这就提供了非金属毂开口42的齿43a′和机轴14的带花键部分44之间的某些间隙。
或者，如图7所示意，转子22′包括齿43a和43a′之间的间隔45。在这个实例中，齿43a和43a′没有延伸到完整地穿过转子22′的厚度。
在另一个实例中，如图8所示意，转子22″在齿43a和43a′之间、间隔45内包括相对更小的齿43a″。更小的齿43a″用于在形成齿43a和43a′的加工操作的过程中增强非金属毂36的齿43a′，但不用于引导转子22″的运动。因此，各种转子构造可用于适应例如摩擦、热膨胀或与特定设计相关的其它变量。
在所示意的实例中，凸缘部分34是由非磁性材料制成的圆盘。在某些实例中，非磁性材料是不锈钢、铝或增强型塑料复合物。在一个实例中，凸缘部分34的厚度为约4mm。在另一个实例中，选择凸缘部分34的厚度，以承受来自制动过程中引起的扭矩的全部制动载荷。
在所公开的实例中，在制动器20的操作过程中，当衔铁24施加和释放制动力时，转子22(或者此实例中的转子22′或22″)沿机轴14的带花键部分44轴向地运动。例如，控制器33启动电磁体32，以提起衔铁24，并移除制动力。在这种情况下，转子22自衔铁24和固定的制动面28间隔开。当停用电磁体32时，衔铁24朝固定的制动面28沿轴向移动转子22。如可从该运动理解的，带花键的转子开口40和带花键的毂开口42沿机轴14的带花键部分44滑动。
在所示意的实例中，非金属毂36具有足够的轴向长度，以通过保持转子22的稳定性和定向来引导转子22的运动。在所示意的实例中，非金属毂36的轴向长度L1大于凸缘部分34的轴向长度L2，以提供所需的稳定性，并保持转子22和机轴14之间的相对定向。选择凸缘部分34的厚度L2，以便承受施加于转子22的全部制动扭矩。在这个实例中，选择非金属毂36的厚度L1，从而使得转子22总体厚度提供足够的导引。在所公开的实例中，虽然转子22的总长度，L1加L2，与先前已知的全金属式转子的总长度相似，但是可以改变该长度以满足特定机械设计的需要。
在所公开的实例中，非金属毂36使凸缘部分34保持合乎需要的定向，在这个实例中，该定向大致垂直于轴线16。用语“垂直”不意味着限于严格的几何意义。例如，在所公开的实例中，在转子22、非金属毂36和轴14之间存在允许凸缘部分34不精确地垂直的某些间隙。换句话讲，非金属毂36阻止转子22的平面外的旋转(即横过转子22的平面的方向)。
在所公开的实例中，凸缘部分34用于在转子22和机轴14之间传递扭矩载荷，而非金属毂36用于保持所需的定向并引导转子22的轴向运动。凸缘部分34具有适当的强度，以用于制动过程中的扭矩传递，并承受扭矩载荷下的重大变形。在所公开的实例中，非金属毂36的非金属材料的强度适于轴向地引导转子22，并且不意味着传递扭矩载荷的一大部分。通过承受扭矩载荷，凸缘部分34降低或消除了非金属毂36上的扭矩载荷。
在所公开的实例中，非金属毂36由塑料材料制成。在另一个实例中，非金属毂36由更强的材料制成，例如复合材料。在又一个实例中，复合材料是增强型塑料。使用增强型塑料为非金属毂36提供足够的强度，以传递扭矩载荷的至少一部分。还构思了其它非金属复合材料，不限于聚合物。
结合凸缘部分34使用非金属毂36-而非先前已知的全金属式转子-提供了若干优点。全金属式转子的一个缺点是，与轴的金属对金属的接触产生噪声。然而，与先前已知的全金属式转子相比，非金属毂36减少了转子22和轴14之间的金属对金属的接触量。这就降低或消除了转子沿轴14滑动而产生的金属对金属的噪声。在一个特定实例中，非金属毂36由噪声抑制材料(例如塑料材料)制成，以进一步降低噪声的出现。
在某些实例中，转子22和非金属毂36还提供了更容易制造且比先前已知的全金属式转子更廉价的其它优点。全金属式转子通常被机加工成最终形状，这很消耗时间，并且浪费加工过程中所移除的材料。在一个实例中，转子22的凸缘部分34由金属板制成，并需要较少的机加工或无需机加工来实现最终形状。可以用已知的方式将非金属毂36模制成最终形状或接近最终形状。这就提供了排除了与生产全金属式转子相关的机加工和材料浪费的优点。
前述描述本质上是示例性而非限制性的。未必偏离本发明的实质的、对所公开的实施例的变型和修改对本领域技术人员将变得显而易见的。赋予本发明的法律保护的范围仅可通过研究所附的权利要求书来确定。

Claims (15)

1.一种用于将制动力传递到升降机械的轴的升降机制动器转子，包括：
可沿着可旋转的轴运动的转子凸缘；以及
引导所述转子凸缘沿所述可旋转的轴的轴向运动的非金属升降机制动器毂部。
2.根据权利要求1所述的升降机制动器转子，其特征在于，所述非金属升降机制动器毂部包括毂开口，所述毂开口具有用于接合所述轴的相对应的带花键部分的带花键部分。
3.根据权利要求2所述的升降机制动器转子，其特征在于，所述毂开口的带花键部分包括在轴向方向上延伸的毂齿，且所述相对应的带花键部分包括在轴向方向上延伸并与所述毂齿互相啮合的轴齿。
4.根据权利要求3所述的升降机制动器转子，其特征在于，所述转子开口包括用于接合所述轴的所述相对应的带花键部分的第二带花键部分，所述第二带花键部分具有在轴向方向上延伸的转子齿。
5.根据权利要求4所述的升降机制动器转子，其特征在于，所述毂开口在尺寸上约等于所述转子开口，从而使得所述转子齿与所述毂齿沿轴向对准。
6.根据权利要求4所述的升降机制动器转子，其特征在于，所述毂开口在尺寸上大于所述转子开口，从而使得所述转子齿与所述毂齿沿轴向不对准。
7.根据权利要求1所述的升降机制动器转子，其特征在于，所述转子包括固定到所述非金属升降机制动器毂部上的盘形凸缘。
8.根据权利要求7所述的升降机制动器转子，其特征在于，所述非金属升降机制动器毂部包括自带花键部分延伸的环状毂凸缘，并且包括将所述非金属升降机制动器毂部固定至所述盘形凸缘的多个紧固件。
9.根据权利要求7所述的升降机制动器转子，其特征在于，所述多个紧固件绕所述环状凸缘均匀地间隔开。
10.根据权利要求7所述的升降机制动器转子，其特征在于，所述非金属升降机制动器毂部包括第一轴向长度，所述盘形凸缘包括小于所述第一轴向长度的第二轴向长度。
11.根据权利要求7所述的升降机制动器转子，其特征在于，所述盘形凸缘包含选自不锈钢、铝或增强型塑料中的至少一种的材料。
12.根据权利要求1所述的升降机制动器转子，其特征在于，所述非金属升降机制动器毂部包含塑料材料。
13.根据权利要求1所述的升降机制动器转子，其特征在于，所述非金属升降机制动器毂部包含增强型塑料材料。
14.一种包括根据权利要求1至13中任一权项所述的升降机制动器转子的制动器，其中，所述制动器包括选择性地对所述制动器转子施加制动力的可沿轴向运动的衔铁。
15.根据权利要求14所述的制动器，其特征在于，所述制动器包括用于使轴旋转的马达，以及由所述轴旋转的滑轮。
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