CN101828045A - 四分式制动器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电磁松开的弹簧压力制动器，其中制动器包含一个矩形或者正方形的线圈架(1)和四个均匀分布的电磁线圈，并且配设了四个矩形或者正方形的电枢片，这些电枢片被压在一个共同的制动器转子(4)上，所述制动器转子包括两个安装在每个侧面上的摩擦片，并且制动器转子(4)在一个轴向带齿的轮毂(6)上可轴向移动。

Description

四分式制动器
背景技术
由Fa.Mayr的公开文献DE 10 2005 022 898A1已知：一个多件式电磁松开的、闭合电流工作的弹簧压力制动器固定在机器壁或者类似物上，其中，制动器在端侧沿圆周分布地作用在具有两侧贯穿的摩擦片的轴向移动的制动器转子上，其中，摩擦片的其中一个表面在机器壁或者法兰板上制动，并且摩擦片的另一个表面在电枢板上制动。多件式电磁弹簧压力制动器涉及矩形构造的包括在线圈架中的椭圆形线圈的制动器，或者涉及多个这样的圆形构造的制动器，其中所有这些制动器必须分别具有一个独自的供电器。
在上述公开文献的图5中示出这样的制动器的另一构造，在此，电磁线圈不是椭圆形的，而是每个矩形制动器单元被分成两个圆形线圈，圆形线圈比椭圆形线圈的制造成本能够更低。另外要指出的是，线圈架和电枢片设计成矩形的，并且每个制动器在线圈架中空间优化地设置各两个圆形或者圆形的电磁线圈。
在Fa.Mayr的公开文献DE 10 2006 016 434 A1(也参见WO2007/115730)中同样阐述了一个电磁松开的弹簧压力制动器。其中制动器不由两个矩形或者多个圆形的线圈架组成(如在DE 10 2005022 898A1中)，而是只由一个整体式的矩形或者正方形的线圈架以及两个集成在其中的椭圆形且相互对置的线圈组成。给整体式的线圈架和两个嵌入其中的椭圆形线圈配设两个单独的矩形电枢片，它们在电磁线圈未通电时压在一个中心的共同的制动器转子上，该制动器转子在每个端侧上设有一个摩擦片。制动器转子位于一个轴向带齿的轮毂上并且轴向可移动。
发明内容
基于按照公开文献DE 10 2005 022 898A1和DE 10 2006 016 434A1的现有技术要提供制动器的进一步优化，该制动器作用在一个转动的中心元件的端面上或者作用在制动器转子的端面上。因为该电磁弹簧压力制动器涉及在升降机技术和舞台技术中使用的制动器，该制动系统此外无论如何必须是冗余的，亦即它必须这样构造和设计，使得它在单个的制动部件可能发生失效时还能产生所要求的最小制动力矩。
为了实现冗余，原则上存在以下可能性，即：简单地将两个相同的制动器前后地或者并排地设置并且因此设计一个绝对冗余的制动系统。一种可能性在于：将两个相同的制动器设置在圆周上，这两个制动器同时轴向地作用在制动器转子上。这在DE 10 2005 022 898A1示出。在DE 10 2006 016 434 A1中示出一个完整的制动器，它包括集成在一个整体式制动器中的两个冗余的制动电路。
在两个制动系统中存在的缺点是，当紧急制动时，例如当断电时，两个制动器分别以全部的制动力矩冲击式地制动，并且因此对相关的机械部件产生强烈冲击和振动。亦即以200％的制动力矩(每个制动器100％的制动力矩)制动。因为必须涉及一个冗余的制动系统，配置必须以200％实现，因此在一个制动器故障或者制动器部件失效的情况下，在设备中仍然存在100％的制动力矩。
除了制动器的优化外，本发明的目的还在于，提供一种制动系统，该制动系统在紧急情况下不以200％的制动力矩制动，而是以一个较低的值，例如133.33％制动，但是尽管如此，在制动电路失效时还是包含100％的制动力矩。制动器的“优化”意味着，在这方面特别是在直径上的尽可能小的结构空间(＝位置需求)、较少的装配、简单的电缆导引和简单的操作，这最终使制动器成本更低。
通过按照本发明的较柔和的和较小的冲击式制动，在紧急情况中相配的机器的以下构件或者机械部件的尺寸也可以设计得更小和更有利。
一种这样的优化和较柔和的制动通过以下措施得以实现，即：设置一个矩形或者优选是正方形构造的制动器，其包括分别均匀分布在圆周上的四个圆形线圈，它们对称地分布在整体式线圈架中，并且它们相应地配设四个分开的、矩形或者优选是正方形的电枢片，并且相应地以弹簧加载，以便轴向地压到制动器转子上，该制动器转子随后产生一个相应的制动力矩。
全部四个线圈和它们的电枢片能够被相互分开地操作，并且也能够相互分开地对它的正常的功能进行检查。
对于转矩配置适于以下方案：当从所要求的100％的制动力矩出发，四个制动电路中的每个电路这样地设计，即：它们总共具有133.33％的制动力矩，亦即总共四个制动电路中的三个制动电路一起已经得出所需要的100％的总制动力矩。如果现在一个制动电路由于机械的或者电气的故障而失效，则由剩下的三个有效的制动部件仍然能达到所要求的100％的制动力矩。
另一方面，如在整个制动器全部有效时发生紧急制动，并且全部四个制动电路同时施加制动(einfallen)，则生成133.33％的制动力矩。
与开始提及的具有200％的紧急制动功率的冗余的制动系统不同，在此得到显著的改进。在已知的设有双制动器的制动系统中做下列计算：在失效之后必须还存在制动力矩的100％，两个制动器必须分别配置100％的制动力矩，并且因此对于两个制动器得出200％。
如产生一个紧急情况，例如断电，在现有技术中，则两个制动器强制地同时操作，并且被十分强烈地制动，亦即以要求的制动力矩的200％。这导致了非常强烈的冲击性负载，并且在被制动的整个设备中产生不希望的振动，并且与此相关的构件必须设计成足够大的过大尺寸。相反地，在按照本发明的制动系统中，在紧急情况中(当全部四个制动部件合乎规定地运行时)只有133.33％有效，亦即比在开头所述的传统的具有两个各配置100％制动功率的分制动器的冗余制动系统少66.66％的制动力矩地起作用。
附图说明
在附图中示出本发明的一个实施例。附图中：
图1示出制动器的沿着在下一个附图中的剖切线A-A的剖视图，其中在剖视图中，在上半部中示出线圈，在下半部中示出压力弹簧和从线圈架到电枢片的转矩传递；
图2示出图1的左侧的侧视图，包括虚线绘出的四个电磁线圈；同时画出图1的剖切线A-A；
图3示出实施例的零件分解图，包括三个组件：法兰板、制动器转子和整体式线圈架，所述线圈架具有支承或支撑在该线圈架上的四个独立的并且相互分开的电枢片；
图4示出制动器的背侧的斜视图，包括用于紧急操作制动器的两个可插入的手动松开装置，亦即用于在线圈未通电时克服压力弹簧的作用而松开制动器；
图5示出制动器的背侧的俯视图，包括四个微型开关，用于检测四个电枢片的操作(松开监控部件)。
具体实施方式
图1示出制动器的剖面。此处涉及一个闭合电流操作的弹簧压力制动器，其工作原理如下：如果在整体式线圈架1上通过它的四个设置在线圈件上的、优选为相对于制动器中间的纵轴点对称分布的圆形线圈3(3.1、3.2、3.3、3.4)产生一个直流电压，线圈架1生成四个磁场，并且四个分开的电枢片2(2.1、2.2、2.3、2.4)越过一个空气隙克服压力弹簧9的弹簧压力吸在线圈架1上。因此包括在两侧设置的摩擦片5的制动器转子4能够自由地转动。
在一个图中未示出的适用于制动的中心轴上固定带齿的轮毂6。转矩通过配合键连接(Passfederverbindung)从轴传递到带齿的轮毂6上。转矩从带齿的轮毂6通过在制动器转子4上的齿被进一步传递。
如取消电磁线圈3(3.1、3.2、3.3、3.4)的电流，则磁场也一起消失，并且四个分开的电枢片2(2.1、2.2、2.3、2.4)通过压力弹簧9压在具有两个摩擦片5的制动器转子4上。一个法兰板16用作对应摩擦面，该法兰板通过固定螺钉17固定在未示出的机器壁上。借助于传递销钉10实现将转矩传递到电枢片上，该传递销钉被压入到线圈架1中并且伸入电枢片2的孔11中。
通过固定螺钉7，经由间隔套筒8将制动器固定在法兰板16上。然后通过该间隔套筒8在线圈架1和电枢片2(2.1、2.2、2.3、2.4)之间形成空气隙，该空气隙在吸引电枢片时回到零，并且释放制动器转子4以便转动。如图3所示看出，固定螺钉7这样地设置在线圈架上，使得它正好定位在四个分开的电枢片之间的分隔缝的区域。
在图2中示出四个电磁线圈3.1、3.2、3.3、3.4，这些电磁线圈全部四个能够单独地通过电流控制。电磁线圈3.1-3.4分布地设置在整体式、优选是正方形构造的线圈架中，并且相对于制动器的中心纵轴点对称并且在各自的相应于四个分开的电枢片2.1-2.4的象限的中心。
在图3中清楚可见，每个单独的电磁线圈3分别配设一个分开的独立的电枢片2.1、2.2、2.3、2.4。因此在一个另外的整体式的、优选为基本上正方形的制动器中得到四个分开的独立的制动电路。
在图4和图5中示出，在线圈架1的四个被削平的角部中的每个角部上设有一个微型开关15，并且所述微型开关在所述四个电枢片2.1、2.2、2.3、2.4中的每个电枢片上测量制动器是否被制动或者松开，每个微型开关配设于所述四个电枢片的其中一个并且检测在各自的电枢片是否被磁性地吸引或者由于所配设的压力弹簧的作用而释放。这四个微型开关15在电学上能够各自分开地连接，但是也能串联连接。当微型开关串联时，仅仅总体上指示出故障情况，而当它分开地控制时，也能够相应地确定故障的制动电路。
在图4和图5中示出紧急手动松开装置。在此涉及一个截面为L型构造的紧急手动松开夹板13(左侧)和一个紧急手动松开夹板14(右侧)，为了松开制动器，它们沿箭头18的方向被压缩，以便在断电时使制动器松开，亦即释放。经由拧入四个电枢片2.1、2.2、2.3、2.4中的用于紧急手动松开装置的螺钉12通过操作两个紧急手动松开夹板13和14，四个电枢片2.1、2.2、2.3、2.4克服弹簧9的作用朝线圈1的方向被拉紧，并且因此制动器被机械地释放(松开)。
附图标记清单
1    线圈架
2    电枢片
2.11.电枢片
2.22.电枢片
2.33.电枢片
2.44.电枢片
3    电磁线圈
3.11.电磁线圈
3.22.电磁线圈
3.33.电磁线圈
3.44.电磁线圈
4    制动器转子
5    摩擦片
6    带齿的轮毂
7    固定螺钉
8    间隔套筒
9    弹簧
10   传递销钉
11   在电枢片2中的孔
12   用于紧急手动松开装置的螺钉
13   左侧的紧急手动松开夹板
14   右侧的紧急手动松开夹板
15   微型开关松开监控装置
16   法兰板
17   用于法兰板16的固定螺钉
18   松开方向
19   制动器的盖板

Claims (6)

1.电磁松开的弹簧压力制动器安装在机器壁或类似物上，用于通过一个配设的制动器转子制动一个中心轴，所述制动器转子具有在两侧在端面上设置的摩擦片，所述弹簧压力制动器包括：
一个被中心轴穿过的线圈架和至少一个在线圈架中的电磁线圈；
至少一个配设于线圈架或者电磁线圈的电枢片，所述电枢片在线圈未通电时被压在制动器转子上，该制动器转子在一个轴向带齿的轮毂(6)上可轴向移动；
其中所述线圈架构造成整体式的且矩形的、优选为正方形的，
其特征在于，
在构造成整体式的线圈架上相对于中心纵轴基本上对称地设置四个圆形的电磁线圈(3.1-3.4)，
所述电磁线圈相应地配设四个矩形的、优选为正方形的电枢片(2.1-2.4)，所述电枢片设计成能彼此单独地移动并且绕中心纵轴基本上对称地设置在所述整体式的线圈架上，用于制动器转子的制动，
并且由四个分开的电枢片构造的制动电路一起得出一个所要求的100％制动力矩的133.33％的冗余的制动力矩。
2.如权利要求1所述的制动器，其特征在于，构造成矩形、优选为正方形的制动器通过矩形的电枢片(2.1、2.2、2.3、2.4)构造成正方形的。
3.如权利要求1所述的制动器，其特征在于，为四个制动电路中的每个制动电路配设一个松开监控装置(15)。
4.如权利要求3所述的制动器，其特征在于，四个松开监控装置(15)在电学上串联连接。
5.如权利要求1所述的制动器，其特征在于，在线圈架(1)中压入传递销钉(10)，该传递销钉伸入到电枢片(2)的孔(11)中并且用作为电枢片的导向装置和用于转矩传递。
6.如权利要求1所述的制动器，其特征在于，为了操作紧急手动松开装置，两个紧急手动松开夹板(13、14)插在用于紧急手动松开装置(12)的螺钉的下方，并且在两个紧急手动松开夹板(13、14)沿松开方向(18)挤压时，制动器被松开(释放)。
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