CN101870069B - 制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制动装置，所述制动装置用于机动工具的刀具，所述机动工具具有一种机械臂、至少一种安装在所述机械臂的轴承，所述轴承用于旋转支承转轴，所述制动装置具有一种固定在转轴上的法兰，其中轴和/或法兰可以通过驱动马达驱动，其中在机械臂上连接有一个第一摩擦元件，在轴和/或法兰上连接有一个第二摩擦元件，其中第一与第二摩擦元件可以借助施加到至少一个离心配重块上的离心作用力相互摩擦接触或不接触。

Description

制动装置

技术领域

本发明涉及一种制动装置，所述制动装置优选用于机动工具的刀具。

背景技术

机动工具优选由电动机或内燃机驱动，其中刀具是由工具的各现有驱动马达驱动的。例如：工具为切割机，在所述切割机中，切割片作为刀具通过驱动马达驱动而高速转动。工具也可以为锯子或类似的工具，在所述工具中，刀具(如：锯链或类似的刀具)是被驱动的。

在这些工具中，除了功率方面外，主要还要考虑涉及到工具操作人员的高安全保护作用。如果是不小心或不是有意使用工具，一般来说高速旋转或移动的刀具会造成一种不可忽视的人身危险。因此，特别重要的是，要使刀具只在操作人员想利用刀具工作的运行状态下才能被驱动，而在刀具的其它运行状态下则尽可能不驱动刀具，其中从驱动到不驱动的工作状态之间的过渡时间应尽可能地缩短，以尽可能降低或排除人身危险。

因此，一般来说这些刀具借助一种离心式离合器与驱动马达相连，而只有在马达的转速较高时，离合器才啮合并利用驱动马达的传动轴将驱动马达与刀具的输入轴相连，然后驱动刀具。如果驱动马达的转速降低了，那么离心式离合器会断开，驱动马达与刀具也会分开。但是，由于马达的惯性，刀具一般还会具有一定的转速，就此而言就不能避免由此而产生的人身危险。

专利DE839528公开过一种带有制动装置的电动工具，例如：圆锯，其中配置有一个可驱动的第一制动盘与一个固定的制动盘，所述制动盘可以通过离心力作用得到缓解，所述离心作用力作用在一种径向加载弹簧负荷的球轴承上。

专利DE839528公开过一种发动机或机器用自动制动装置，在所述制动装置中，一种在离心力作用下可向外游动的元件可以通过杠杆操作制动装置。

专利DE2342336也公开过一种自动制动装置。

在现有技术中的制动装置表现的不够快，因此还不是足够的可靠。此外，在其安装空间需求方面，这些制动装置部分还不是非常有利，所以不适于在现代化的产品设计中使用。

发明内容

本发明的任务在于设计一种制动装置，所述制动装置至少可以避免现有技术的缺陷。

为了解决该任务，本发明设计出一种制动装置，所述制动装置用于机动工具的刀具，所述机动工具具有一种机械臂、至少一种安装在所述机械臂的轴承，所述轴承用于旋转支承转轴，所述制动装置具有一种固定在转轴上的法兰，其中轴和/或法兰可以通过驱动马达驱动，其中在机械臂上连接有一个第一摩擦元件，在轴和/或法兰上连接有一个第二摩擦元件，其中第一与第二摩擦元件可以借助施加到至少一个离心配重块上的离心作用力相互摩擦接触或不接触。

其中，在一种有利的结构形式中，第一摩擦元件是一个带有圆环摩擦面的摩擦环或一个带有圆柱摩擦面的圆柱摩擦环。其中，圆环形摩擦面在旁边，圆柱形摩擦面具有一个内圆柱面作为摩擦面。在一种圆环形摩擦面结构中，第一与第二摩擦面相对并相邻，因此就此而言，这种装置会径向变小。在一种圆环形摩擦面的结构中，第一与第二摩擦面径向对称安装，因此就此而言，这种制动装置会轴向变小。

另外比较有利的是，第二摩擦元件至少是一个可以相对于转轴移动的元件，所述元件在一个轴向侧具有一个摩擦面。

根据一种有利的结构示例所述，第二摩擦元件是一个制动块，所述制动块在大概中心的位置具有一个开口，轴可以穿过所述开口。

其中，比较有利的是，配置有两个制动块作为第二摩擦元件，所述制动块各自在大约中心的位置具有一个开口，轴可以穿过所述开口，制动块的两个摩擦面相对于轴对称。

另外比较有利的是，两个制动块借助至少一种蓄能装置或借助一种张力弹簧相互夹紧。在另外一种结构示例中比较有利的是，两个制动块借助至少一种蓄能装置或借助一种压缩弹簧相互压紧。

其中特别有利的是，蓄能装置的各末端借助至少一个固定件(stopper)固定在各自的制动块上。

也比较有利的是，制动块是以如下方式构成的，即，摩擦面与离心配重块相对于开口位置对称。此外，摩擦面安装在机械臂上，所述机械臂与另外一个同样也用作机械臂的机械臂相对。

另外，在另外一种结构示例中比较有利的是，第二摩擦元件是一个轮盘，所述轮盘在大概中心的位置具有一个开口，轴可以穿过所述开口。

其中比较有利的是，轮盘可以借助离心配重块以及安装在空隙中的球轴承轴向移动。

附图说明

下面将根据附图与一种结构示例对本发明进行详细说明。

其中：

图1为一种带有旋转法兰的工具机械臂视图，所述旋转法兰具有一种制动装置；

图2为一种带有旋转法兰的工具机械臂视图，所述旋转法兰具有一种制动装置；

图3为一种带有旋转法兰的工具机械臂剖面图，所述旋转法兰具有一种制动装置；

图4为一种制动装置的视图；

图5为一种带有旋转法兰的工具机械臂视图，所述旋转法兰具有一种制动装置；

图6为一种带有旋转法兰的工具机械臂剖面图，所述旋转法兰具有一种制动装置；

图7为一种制动装置的视图。

附图标记说明

1工具

2机械臂

3法兰

4轴

5摩擦环

6制动装置

7轴承

8外壳

9外壳

10开口

11开口

12固定板

13固定板

14固定板

15制动块

16制动块

17摩擦面

18离心配重块

19蓄能装置，弹簧

20蓄能装置，弹簧

21飞轮

22开口

23皮带盘

100制动装置

101机械臂

102法兰

103轴

104轴承

105轴承

106皮带盘

107重块，离心配重块

108空隙

109球轴承

110隔板

111轮盘

112轮盘的折弯区域

113摩擦面

114止动元件

115预张弹簧

具体实施方式

图1示出了一种机动工具1的一种机械臂2，在这里没有示出工具的发动机本身，包括其用于驱动刀具的典型现有三角皮带也未示出。在机械臂2的末端存在一种制动装置6，所述制动装置示出了一种带有摩擦环5的可旋转法兰3。法兰3可以借助一根轴4旋转，所述轴借助至少一种轴承7被支承。在摩擦环5的径向内部设置有至少一个制动元件或多个(例如：两个)制动元件，所述制动元件可以紧紧地将法兰制动在摩擦环上。

机械臂2优选设计成一种成型件，所述成型件可以由塑料或以板件的形式构成。机械臂优选由至少两部分构成，例如：其可以由两个外壳8、9构成，所述外壳沿着机械臂的长度相互连接在一起。

在机械臂2的前部末端设置有两个圆形孔10、11，所述圆形孔用于安装或固定。

图2示出了一种制动装置6的结构，其中摩擦环5示出了一圆柱段，所述圆柱段借助固定板12、13、14固定在机械臂2上。

在摩擦环5的内部径向上配置有两个相对安装的制动块15、16，所述制动块关于轴4对称。其中，两个制动块15、16是以如下方式构成的，即，两个制动块在一侧具有一个摩擦面17，在另一侧具有一个离心配重块18。在图2中仅能看到前制动块的摩擦面，其中后制动块的摩擦面17隐藏在前制动块的离心配重块18后。

制动块15、16可以相对于轴4横向移动，因此，在正常运行的情况下，制动块15、16利用摩擦面17靠在摩擦环5上，以便摩擦与制动。两个相对的制动块15、16借助至少一种蓄能装置19、20也就是借助至少一种弹簧或一种其它的弹性元件相互夹紧，蓄能装置或弹簧的各末端借助至少一个固定件固定在各自对应的制动块上，这样制动块15、16的两个离心配重块18就可以相互施加作用力，并使两个摩擦面17紧靠在摩擦环5上。如果旋转带有制动块的法兰3，所述制动块与法兰以旋转的方式相连，那么由于有离心力抵抗弹力，所以两个离心配重块18会径向向外挤，并使摩擦面17离开摩擦环5，以便缓解制动装置，从而释放法兰3。关于轴4对称安装的弹簧19、20预加有拉力。

如图2所示，制动块15、16是以如下形式构成的，即，两个制动块具有一个中心孔22，轴4穿过所述中心孔。在孔22的区域中，制动块可以径向移动。

摩擦面17离中心区域有一段径向距离，并且具有一段用作摩擦面的弧形末端区域。

图3示出了本发明所述制动装置1的剖面图。其中示出了安装在轴4上的法兰3。其中，轴4可以借助轴承7在机械臂2上旋转。轴承是以一排球轴承的形式构成的，其中也可以是以多排球轴承、圆锥滚子轴承或滚针轴承或滑动轴承的形式构成。在轴承7的与法兰所在的一侧相反的一侧安装有飞轮21。

在轴承7的另外一侧安装有法兰3以及带有制动块15、16的制动装置。在制动装置与轴承7之间安装有一个皮带盘23，借助所述皮带盘可以通过皮带传动装置驱动轴4与法兰3。

图4示出了一种制动装置6的结构，其中摩擦环5示出了一圆柱段，所述圆柱段借助固定板12、13、14固定在机械臂2上。

在摩擦环5的内部径向上配置有两个相对安装的制动块15、16，所述制动块关于轴4对称。两个制动块15、16是以如下方式构成的，即，两个制动块在一侧具有一个摩擦面17，在另一侧具有一个离心配重块18。在图4中仅能看到前制动块15的摩擦面17，其中后制动块16的摩擦面17隐藏在前制动块15的离心配重块18后。

制动块15、16可以相对于轴4横向移动，因此，在正常运行的情况下，制动块15、16利用摩擦面17靠在摩擦环5上，以便摩擦与制动。两个相对的制动块15、16借助至少一个蓄能装置19、20也就是借助至少一种弹簧或一种其它的弹性元件相互夹紧，这样制动块15、16的两个离心配重块18就可以相互施加作用力，并使两个摩擦面17紧靠在摩擦环5上。如果旋转带有制动块的法兰3，那么由于有离心力F_离心抵抗弹力F_弹簧，所以两个离心配重块18会径向向外挤，并使摩擦面17离开摩擦环5，以便缓解制动装置，从而释放法兰3。关于轴4对称安装的弹簧19、20预加有拉力。

如图4所示，制动块15、16是以如下形式构成的，即，两个制动块具有一个中心孔22，轴4穿过所述中心孔。在孔22的区域中制动块可以径向移动。

摩擦面17与中心区域有一段径向距离，并且具有一段用作摩擦面的弧形末端区域。

特别有利的是配置有皮带传动装置，在这里没有示出的三角皮带可以借助所述皮带传动装置驱动皮带盘23，从而驱动轴与法兰。

制动块具有曲轴臂的形状，所述制动块可以通过一个或两个弹簧相互夹紧，从而将摩擦面紧靠在摩擦环上，并以摩擦的形式固定。在转速较高时，摩擦面会从摩擦环上松开，并可自由转动。

在现代化的发动机中，由于摩擦功率较低，所以发动机本身的剩余转矩会空转。根据图1至4所述的制动装置可以有效地避免这一点。制动装置可以以摩擦的方式制动住刀具以及与之相连的法兰，只有在超过预先设定的限制转速(大约1500至2000转/分钟)后，才会缓解制动。

图5示出了根据本发明所述制动装置100的另外一种结构型式，所述制动装置带有一个机械臂101与一个可旋转的法兰102。

制动装置安装在法兰102的内部径向上，以及法兰102与机械臂101之间的轴向上，所述制动装置可以用于制动或缓解法兰。

图6为图5所示制动装置的剖面图。法兰102固定在轴103上，所述轴优选设计成空心的，所述法兰可以借助轴承104、105在机械臂101上旋转。法兰102在径向外侧具有一个皮带盘106，所述皮带盘与法兰102是以整体的形式构成的。在皮带盘106的内侧径向上以及轴103的外侧径向上设置有一种用于制动的机械装置。此外还设置有可以径向移动的重块107，所述重块具有一个空隙108，在所述空隙中可以安装球轴承109或圆柱形元件，所述球轴承或圆柱形元件轴向外侧支承在隔板110上。隔板110是轮盘111的一部分，所述盘围绕轴103安装，并在径向外侧折弯，参见112，并在那里紧靠摩擦面113也就是说可以紧靠在摩擦面上。

图7示出了三个离心配重块107，所述离心配重块以扇形的形式安装在轴103的周围。其中，重块具有一个安装孔以及空隙108，在所述空隙中可以安装球轴承109。各止动元件114可以对球轴承109施加作用力，所述止动元件可以使球轴承109相对于重块固定，这样就可以在重块的离心力作用下使球轴承109向径向外侧游动，没有离心力的影响则会停留在那里。

另外，配置有预张弹簧115，所述预张弹簧可以将轮盘111加载到摩擦环或者是摩擦面113上，这样就可以在离心力较低或没有离心力时相应地出现摩擦阻力。

如果现在增加转速，那么会在重块107上产生离心力，球轴承109会随着离心配重块107一起径向向外移动，其中球轴承可以在相应的空隙108中轴向移动。

在转速较低或者是静止状态下，位于径向外侧的轮盘部分会紧靠在摩擦面上，并制动法兰。在转速较高时，摩擦面会松开，法兰可自由转动。

Claims (12)

1.一种制动装置，所述制动装置用于机动工具的刀具，所述机动工具具有一种机械臂、至少一种安装在所述机械臂的轴承，所述轴承用于旋转支承转轴，所述制动装置具有一种固定在转轴上的法兰，其中转轴和/或法兰能够通过驱动马达驱动，其特征在于，在机械臂上连接有一个第一摩擦元件，在转轴和/或法兰上连接有一个第二摩擦元件，其中第一与第二摩擦元件能够借助施加到至少一个离心配重块上的离心作用力在转轴的转速较低或者静止状态下相互摩擦接触，且在转轴的转速较高的状态下不摩擦接触。

2.根据权利要求1所述的制动装置，其特征在于，第一摩擦元件是一个带有圆环摩擦面的摩擦环或一个带有圆柱摩擦面的圆柱摩擦环。

3.根据权利要求1或2所述的制动装置，其特征在于，第二摩擦元件至少是一个能够相对于转轴移动的元件，所述元件在一侧具有一个摩擦面。

4.根据权利要求3所述的制动装置，其特征在于，第二摩擦元件是一个制动块，所述制动块在大概中心的位置具有一个开口，转轴能够穿过所述开口。

5.根据权利要求3所述的制动装置，其特征在于，第二摩擦元件具有两个制动块，所述制动块各自在大约中心的位置具有一个开口，转轴能够穿过所述开口，制动块的两个摩擦面相对于转轴对称。

6.根据权利要求5所述的制动装置，其特征在于，两个制动块借助至少一种蓄能装置相互夹紧。

7.根据权利要求6所述的制动装置，其特征在于，蓄能装置的各末端借助至少一个固定件固定在各自的制动块上。

8.根据权利要求5所述的制动装置，其特征在于，两个制动块借助一种张力弹簧相互夹紧。

9.根据权利要求8所述的制动装置，其特征在于，张力弹簧的各末端借助至少一个固定件固定在各自的制动块上。

10.根据权利要求4所述的制动装置，其特征在于，制动块是以如下方式构成的，即，摩擦面与离心配重块相对于开口位置对称。

11.根据权利要求3所述的制动装置，其特征在于，第二摩擦元件是一个轮盘，所述轮盘在大概中心的位置具有一个开口，转轴能够穿过所述开口。

12.根据权利要求11所述的制动装置，其特征在于，轮盘能够借助离心配重块以及安装在空隙中的球轴承轴向移动。