CN103429926A - 用于风力发电站的制动器 - Google Patents

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Abstract

一种用于风力发电站的制动器，所述制动器包括制动钳(10)，所述制动钳以浮动方式支撑并且包围着制动转子的边缘并且具有固定蹄片和可移动蹄片，所述制动器进一步包括用于所述可移动蹄片的主轴驱动器(16)、驱动源，以及将所述驱动源连接到所述主轴驱动器(16)上的传动装置，特征在于所述驱动源是对蜗杆(30)进行驱动的马达(32)，并且所述主轴驱动器(16)具有一个螺母(28)，所述螺母在外部被配置成蜗轮，从而与所述蜗杆(30)一起形成蜗杆驱动器。

Description

用于风力发电站的制动器
技术领域
本发明涉及一种用于风力发电站的制动器，所述制动器包括制动钳，所述制动钳以浮动方式支撑并且包围着制动转子(brake rotor)的边缘并且具有固定蹄片(shoe)和可移动蹄片，所述制动器进一步包括用于可移动蹄片的主轴驱动器、驱动源，以及将驱动源连接到主轴驱动器上的传动装置。
背景技术
在风力发电站中，这样的制动器可以用于(例如)当发电站上的负载突然被消除时，对转子进行制动并且使其停止。然而视情况而定，这样的制动器也可以用作所谓的方位制动器，它使风力发电站的吊舱(gondola)保持与风向对准。
已知的是，在用于风力发电站的制动器中，驱动源由经由杠杆作用于主轴驱动器的活塞/气缸单元形成。
发明内容
本发明的目标是，提供一种具有更紧凑构造的且用于风力发电站的制动器。
在以上所述类型的制动器中，该目标是通过以下特征来实现的：驱动源是对蜗杆进行驱动的马达，并且主轴驱动器具有一个螺母，所述螺母在外部被配置成蜗轮，从而与蜗杆一起形成蜗杆驱动器。
因此，根据本发明，所述马达可以为(例如)电动马达等，它以高速运行并且具有输出轴，所述输出轴经由所述蜗杆而直接作用于所述主轴驱动器。蜗杆驱动器提供减速，从而允许其将高转矩施加在主轴驱动器的螺母上并且因此将大的轴向力施加在主轴上并且最终施加在制动蹄片上。尤其有利的是马达的外壳和主轴驱动器的外壳可以形成刚性单元，该刚性单元可以直接附接到制动钳上。
从属权利要求书中指明了本发明的有用细节和其他发展。
权利要求2至7的特征也可以用于蜗杆驱动器被替换为另一种用于主轴驱动器的驱动机构的制动器中。此外，本发明可以类似地应用于弹簧能量存储型的制动器，其中主轴驱动器和蜗杆驱动器视情况用于拉紧能量存储弹簧。
在一个优选实施例中，制动钳具有凸缘，由主轴驱动器的外壳和马达的外壳形成的单元以凸缘形式连接到(flanged)该凸缘上。上述凸缘连接件允许以不同的角定向将驱动单元安装在制动钳上，使得基本上在主轴轴线的横向上定向的马达从主轴驱动器的外壳突出的这一方向可以根据可用空间来选择。
优选地，主轴驱动器的主轴在弹性连接到主轴驱动器的外壳上的轴承支架中被引导，使得该主轴在轴向上可滑动但不可旋转。当所述制动器被启动并且所述制动蹄片接合制动转子时，主轴与轴承支架之间的摩擦阻力增加，但是轴承支架的弹性支撑件使轴承支架能够跟随主轴的轴向运动，从而使得所述制动蹄片可以被紧紧地挤压在制动转子上。这样提供了以下可能性：用小尺寸马达产生大的制动转矩，并且同时对传动装置进行设计，使得所述制动器可以被快速地启动和释放。
附图说明
现在将结合附图来描述实施例实例，其中：
图1示出了根据本发明的制动器的截面图；以及
图2为所述制动器的透视图。
具体实施方式
图1中所示的制动器具有制动钳10、所述制动钳借助于凸缘连接件12而连接到主轴驱动器16的驱动器外壳14。主轴驱动器16具有主轴18，正如驱动器外壳14一样，图1中示出了主轴的截面。
在图1中不可见的主轴18末端连接到制动蹄片20(图2)，所述制动蹄片被固持在制动钳10中，使得所述制动蹄片在主轴18的轴向上可移动并且与固持在制动钳上的另一个制动蹄片22相对。如图2所示，制动钳10包围着在图2中用假想线示出的鼓形制动转子24的边缘。制动蹄片20、22被设置在制动转子24的相对侧。制动钳10被支撑，从而相对于制动转子24而浮动，使得当借助于主轴驱动器16而将轴向力施加在可移动的制动蹄片20上时，这两个制动蹄片20和22会从相对侧均匀地挤压在制动转子24上。
如图1中可见，主轴18被固持成经由辊体26与螺母28的内螺纹相接合。主轴18、辊体26以及螺母28形成了所谓的行星型辊主轴驱动器，其中辊体26像行星齿轮中的行星一样沿着主轴18和螺母28滚动。辊体26中的每一者在其外围上都具有一系列周向延伸的环形肋片，这些肋片以某一节距进行布置，该节距对应于螺母28的内螺纹的节距和主轴18的外螺纹的节距，使得所述辊体可以与所述内螺纹和所述外螺纹接合，并且因此在螺母28相对于主轴旋转时所述辊体能够将轴向力从螺母28传输到主轴18。这些行星型辊体26使得摩擦阻力显著减小。
如图1进一步示出，螺母28在其外围上具有齿轮，该齿轮与可旋转地支撑在驱动器外壳14中的蜗杆30相啮合。因此，螺母28和蜗杆30一起形成蜗杆驱动器，其中螺母28充当蜗轮。
蜗杆30用马达32(例如电动马达)来驱动，所述马达以凸缘方式连接到驱动器外壳14，使得其输出轴34与蜗杆30共轴。联轴器36对蜗杆30进行锁定，以使其与输出轴34共同旋转。
根据图1，制动钳与驱动器外壳14之间的凸缘连接件由以相等角间隔进行布置的螺栓38形成，在所示实施例中角间隔为36°。因此，可以以不同的角定向将马达32与驱动器外壳34形成的单元以凸缘方式连接到制动钳10，这取决于可用空间。
为了使主轴驱动器16能够将轴向力施加在可移动制动蹄片20(图2)上，主轴18需被支撑在驱动器外壳14上，使得其在轴向上不可旋转但是可滑动。在图2中所示的实例中，主轴18与驱动器外壳14之间的不可旋转连接件是由轴承支架40形成的，所述轴承支架被楔定在主轴18中从驱动器外壳14中突出的一端上。轴承支架40借助于螺栓42而固定在轴承块44上，所述轴承块由橡胶弹性材料制成并且它本身借助于螺栓46而固定在驱动器外壳14的底部凸缘48上。
当要对制动转子24进行制动时，蜗杆30受到马达32驱动，并且螺母28相对于主轴18旋转。蜗杆驱动器致使发生相当大的减速，从而使得甚至小尺寸的马达32都能够将高转矩施加在螺母28上。
由于轴承支架40阻止主轴18发生旋转，因此螺母28的旋转会转化成主轴18的轴向运动，使得可移动的制动蹄片20被挤压在制动转子24上。一旦这两个制动蹄片20、22从相对侧接合制动转子24，阻止主轴18发生轴向运动的力便会突增。用于防止主轴18旋转所需的转矩也相应地增加。
如果主轴18直接在驱动器外壳14中被引导，此转矩的增加的结果是，主轴18与驱动器外壳14之间的摩擦阻力将增大，使得马达32的高驱动转矩对于将制动蹄片20、22更紧地挤压在制动转子24上而言是必要的。
然而，在此处所示的构造中，轴承块44的回弹性使得轴承支架40在某种程度上会跟随主轴的运动，使得尽管主轴与轴承支架之间的摩擦增加，制动蹄片也可以紧紧地挤压在制动转子24上。轴承块44可以由纤维强化材料制成并且由此可以被配置使得它在轴向上是有弹力的但在旋转方向上是刚硬的，这样在周向上作用的力可以几乎不扭曲地经由螺栓42、46从轴承支架40传输到底部凸缘48上，并且因此，主轴的旋转被有效地阻碍。
在此处所示的实例中，制动转子24是圆柱形鼓，它的旋转轴垂直于主轴18的轴线延伸并且它的边缘被制动钳10包围。相应地，制动蹄片20和22经配置以分别与制动转子24的内表面和外表面的曲率相匹配。
在另一个实施例中，制动转子也可以是平坦的制动盘。

Claims (7)

1.一种用于风力发电站的制动器，所述制动器包括制动钳(10)，所述制动钳以浮动方式支撑并且包围着制动转子(24)的边缘并且具有固定蹄片(22)和可移动蹄片(20)，所述制动器进一步包括用于所述可移动蹄片(20)的主轴驱动器(16)、驱动源，以及将所述驱动源连接到所述主轴驱动器(16)上的传动装置，特征在于所述驱动源是对蜗杆(30)进行驱动的马达(32)，并且所述主轴驱动器(16)具有一个螺母(28)，所述螺母在外部被配置成蜗轮，从而与所述蜗杆(30)一起形成蜗杆驱动器。
2.根据权利要求1所述的制动器，其中所述主轴驱动器(16)具有驱动器外壳(14)，所述驱动器外壳与所述马达(32)的外壳形成刚性单元。
3.根据权利要求2所述的制动器，其中由所述驱动器外壳(14)和所述马达(32)形成的所述单元通过凸缘连接件(12)而凸缘连接到所述制动钳(10)，所述凸缘连接件具有以相等角间隔进行布置的螺栓(38)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的制动器，其中所述主轴(18)在轴承支架(40)中被引导，使得其在轴向上可滑动但不可旋转，所述轴承支架在轴向上弹性地被支撑在所述主轴驱动器(16)的外壳(14)上。
5.根据权利要求4所述的制动器，其中所述轴承支架(40)经由以橡胶弹性材料制成的轴承块(44)而连接到所述外壳(14)。
6.根据权利要求5所述的制动器，其中所述轴承块(44)具有用于增加其扭转刚度的纤维强化材料。
7.根据权利要求5或6所述的制动器，其中所述轴承支架(40)被布置在所述主轴(18)中从所述外壳(14)突出的一端上，并且所述轴承块(44)被插在所述轴承支架(40)与所述外壳(14)的底部(48)之间。
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