CN106369085A - 电磁的锥体制动器和人员输送工具驱动器 - Google Patents

电磁的锥体制动器和人员输送工具驱动器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电磁的锥体制动器及人员输送工具驱动器。锥体制动器有线圈(1)、磁轭(2)及衔铁元件(3)及有彼此对应的第一和第二锥体形制动面(A1、A2)，锥体形制动面(A1、A2)能彼此按压，用以产生锥体制动器的制动力。磁轭(2)具有第一制动面(A1)，衔铁元件(3)具有第二制动面(A2)，实施磁轭(2)和衔铁元件(3)，从而在线圈(1)通电时在磁轭(2)和衔铁元件(3)中构造出磁场(6)，磁场在第一与第二制动面(A1、A2)间具有磁通量(F)，通过该磁通量使磁轭(2)和衔铁元件(3)以制动面(A1、A2)彼此按压，用以产生锥体制动器的制动力。

Description

电磁的锥体制动器和人员输送工具驱动器
技术领域
本发明涉及一种能以电磁方式操纵的锥体制动器，其具有线圈、与线圈联接的磁轭以及至少一个相对于磁轭能移动且能转动的衔铁元件、以及具有彼此对应的第一和第二制动面，这些制动面在线圈通电时彼此按压，用以产生锥体制动器的制动力。本发明还涉及一种具有这样的制动器的人员输送工具驱动器。
背景技术
在多种应用中都需要用于对转动运动进行制动的制动器。在例如自动扶梯、自动步道或者电梯那样的人员输送工具的驱动器中，这样的制动器尤其是被用于可以使人员运输工具安全地停住，例如以便使紧急停止成为可能。
从WO 2005/064182 A1公开了一种具有膜片式离合器的离合器设备，其中，能借助两个斜面盘按压离合器膜片。第一斜面盘与膜片离合器的输入部分抗相对转动地(drehfest)连接并且在轴向作用于膜片式离合器。第二斜面盘在两个斜面盘分开的情况下能相对于第一斜面盘旋转，并且通过具有彼此互补的椎体面的制动元件能相对于膜片式离合器的输出部分进行制动。制动元件借助电磁铁来操纵。
这种离合器设备原则上也能用作制动器。但是，它具有很多构件。
发明内容
因此，本发明的任务是提供一种简单地构造的、能以电磁方式操纵的制动器。
该任务是通过具有独立权利要求的特征的锥体制动器来完成的。由此提出了一种锥体制动器，其具有线圈、与线圈联接的磁轭以及至少一个相对于磁轭能移动且能转动的衔铁元件、以及具有彼此对应的第一和第二的锥体形制动面，这些锥体形制动面能彼此按压，用以产生锥体制动器的制动力。在此，磁轭具有第一制动面，并且衔铁元件具有第二制动面。磁轭和衔铁元件如此实施，即，在线圈通电时在磁轭和衔铁元件中构造出磁场，该磁场在第一和第二制动面之间具有磁通量，通过该磁通量使磁轭和衔铁元件以制动面彼此按压，用以产生锥体制动器的制动力。
详细地，两个制动面之间的间隙形成由线圈产生的磁场中的气隙。由此，在磁轭与衔铁元件之间产生磁吸引力(磁力)，该磁吸引力直接被用作制动力，因为制动面直接布置在衔铁元件和磁轭上。在磁轭和衔铁元件接近时，制动面之间的磁通量由于在此变得更窄的气隙而增大，由此同时提高了磁力。如果锥体制动器在油或者另外的冷却剂或者润滑剂等中运行，那么油、冷却剂、润滑剂等也可以替选地或者附加地位于气隙中。因此，气隙概念应不受限制地理解为最终存在于间隙中的介质(空气、油等)。
使用所提出的机构可以不大费力地产生高的制动力。优选地，磁轭具有开口，当制动面彼此抵靠时，该开口由衔铁元件闭合，从而在线圈通电时，由线圈产生的磁场通过磁轭和衔铁元件闭合。因此，磁场绝大部分地在磁轭和衔铁元件中延伸。
在另一个优选实施方式中，锥体制动器具有弹簧元件，该弹簧元件将抵抗制动力的弹力施加给衔铁元件。由此确保的是，当线圈不通电时，锥体制动器是打开的，也就是因此产生制动力。也就是换句话说，弹簧元件如此实施，即，当线圈不通电时，锥体制动器自动打开。弹簧元件可以例如作用于磁轭与衔铁元件之间或者布置在它们之间，例如在衔铁元件和/或磁轭中的为此设置的切口中。当衔铁元件以抗相对转动且能移动的方式布置在(待制动的)轴上时，弹簧元件也可以作用于轴与衔铁元件之间或者布置在它们之间。也就是说，磁轭可以是相对壳体固定的，并且衔铁元件以抗相对转动且能在轴向移动的方式与能相对于磁轭转动的轴联接，从而通过衔铁元件、制动面以及磁轭能对轴进行制动。在此，轴尤其是相对于磁轭与之联接的壳体以能转动的方式受支承。
在又一个优选实施方式中，锥体制动器具有两个分别相对于磁轭能移动且能转动的衔铁元件。其中每个衔铁元件都具有第二锥体形制动面。这些第二锥体形制动面中的每个都能按压磁轭的第一锥体形制动面，用以产生锥体制动器的制动力。在此，磁轭和衔铁元件如此实施，即，在线圈通电时在磁轭和衔铁元件中构造出磁场，该磁场分别在各自的第一与第二制动面之间具有如下的磁通量。通过该磁通量使磁轭和衔铁元件以各自的制动面彼此按压，用以产生锥体制动器的制动力。因此，可以略微多的构件彼此按压数量两倍的制动面。在此，衔铁元件优选地布置在磁轭的两个相对置的侧上。衔铁元件、磁轭和衔铁元件按该顺序沿轴向方向相继地布置。在此，两个衔铁元件也尤其是能相对彼此移动地实施。
由第一制动面形成的锥体的顶端以及由第二制动面形成的锥体的顶端彼此背离或者彼此相向。换句话说，衔铁元件上的第一锥体形制动面要么彼此相向要么彼此背离，这能与要么以X型布置要么以O型布置实施的安设的圆锥滚动轴承的内圈或外圈相应。优选地，设置有布置在衔铁元件之间的弹簧元件，该弹簧元件将抵抗制动力的弹力施加给衔铁元件。该弹簧元件根据上面已经提到的弹簧元件，还具有的任务是，当线圈不通电时打开锥体制动器。也就是说，该弹簧元件也如此实施，即，当线圈不通电时该弹簧元件自动打开锥体制动器。由第一制动面形成的锥体的顶端以及由第二制动面形成的锥体的顶端原则上也可以沿同一方向指向。
锥体制动器可以由于其复杂度低而得到广泛应用，例如在齿轮箱中，如在车辆变速器或者固定齿轮箱中。它用于对转动运动进行制动。为此，例如一个或多个衔铁元件与待制动的构件、如轴以抗相对转动且能移动的方式连接。
磁轭可以针对衔铁元件或者针对各衔铁元件都具有插接阶梯部，从而(各自的)衔铁元件在操纵锥体制动器时，即，当磁轭和衔铁元件为了产生制动力而朝向彼此运动时，尤其是以肩部插入其中。由此，可以提高由磁轭和(多个)衔铁元件产生的制动力。如果设置两个衔铁元件，那么其中一个衔铁元件可以替选地或者附加地具有插接阶梯部，从而另一个衔铁元件在操纵锥体制动器时尤其是以肩部插入其中。由此，也可以提高由磁轭和衔铁元件产生的制动力。
锥体制动器在人员输送工具驱动器，也就是人员输送工具的驱动器，例如尤其是自动扶梯、自动步道或者电梯的驱动器中得到特别优选的应用。因此，还提出了一种具有根据本发明的锥体制动器的人员输送工具驱动器。锥体制动器例如可以作用于人员输送工具驱动器的驱动轴，例如其方式是：锥体制动器的一个或多个衔铁元件抗相对转动地与人员输送工具驱动器的驱动轴连接。锥体制动器例如可以是人员输送工具齿轮箱的整合的部分或者以凸缘连接到在人员输送工具齿轮箱上。
附图说明
以下结合应用例的附图对本发明进行详细说明，从中能得知本发明的另外的优选特征。在此分别以示意图示出：
图1示出锥体制动器的第一实施方式的横截面；
图2示出锥体制动器的第二实施方式的横截面；
图3示出具有锥体制动器的人员输送工具驱动器。
相同或者至少功能相同的元件/构件在附图中用相同参照标记标出。
具体实施方式
图1示出能以电磁方式操纵的锥体制动器的第一优选实施方式的横截面的上半部。锥体制动器具有线圈1、与线圈1联接的磁轭2以及恰好一个相对于磁轭2能移动且能转动的衔铁元件3。磁轭2相对壳体固定地实施。与此相对，衔铁元件3以抗相对转动且能沿轴的轴向方向移动的方式布置在能相对于磁轭2转动的轴4上。如图所示，衔铁元件3可以利用紧固元件5、例如配合弹簧与轴联接。然而对此还可以使用其它的合适的用于轴4与衔铁元件3联接的轴毂连接件，例如花键齿轮、多边形型材等。尤其是，磁轭2和衔铁元件3可以一件式或多件式地实施。
磁轭2具有第一锥体形制动面A1，而衔铁元件3具有与第一制动面A1对应的第二锥体形制动面A2。适宜地，如图1所示，第一制动面A1是指内面，而第二制动面A2是指外面。然而替选地，第一制动面A1也可以实施为外面，而第二制动面A2实施为内面。制动面A1、A2可以由分别装设在衔铁元件3和磁轭2上的制动衬片形成。通过衔铁元件3和磁轭2的朝向彼此的运动，能使制动面A1、A2彼此按压。由此，在制动面A1、A2之间实现摩擦接触，从而在衔铁元件3与磁轭2之间产生制动力。这引起对与衔铁元件3抗相对转动地连接的轴4进行的制动。
制动力是通过使线圈1通电，即使电流传导通过线圈1来产生的。由此，在磁轭中产生磁场。在图1中，针对由线圈1产生的磁场代表性地标出磁场的单根场线6。由此可以看出，磁轭2和衔铁元件3如此实施，即，在磁轭2和衔铁元件3中构造出磁场，其在第一与第二制动面A1、A2之间具有磁通量F。在此，磁通量F存在于在制动面A1、A2之间形成的气隙中。
通过磁通量F产生的是，磁轭2和衔铁元件3以制动面A1、A2彼此按压，用以产生锥体制动器的制动力。详细地，通过磁通量F产生沿图1所示的箭头的方向起作用的磁力。也就是说，制动面A1、A2之间的空隙形成磁场6中的气隙。在衔铁元件3和磁轭2接近时，气隙的间隙宽度缩小，由此磁通量F上升并且磁力或者说制动力提高。
磁轭2鉴于磁场6不是完全闭合。它具有间隙7。当制动面A1、A2彼此地靠时，该间隙7通过衔铁元件3闭合，从而在线圈1通电时，在此产生的磁场6通过磁轭2和衔铁元件3闭合。
磁轭2在所示的实施方式中具有至少一个或者恰好一个可选的插接阶梯部8。当衔铁元件3在此例如以肩部向磁轭运动时，衔铁元件3插入到该插接阶梯部8中。因此，磁通量6从磁轭2到衔铁元件3的过渡在此处得到改善。在磁轭2和衔铁元件3的在插接阶梯部8的范围内沿轴向方向彼此相对置的端侧在那里引起在这些元件2与3之间的附加的磁吸引，这意味着制动力的提高。
所示的锥体制动器还可选地具有至少一个或者正好一个弹簧元件9。该弹簧元件9将抵抗制动力或者抵抗由箭头所示的磁力的弹力施加给衔铁元件3。例示地，弹簧元件9在此在轴向布置在轴4或者布置在轴4上的挡圈10与衔铁元件3之间。这意味着，弹簧元件在轴向抵靠在这些元件上。替选地，弹簧元件9也可以布置在衔铁元件3与轴4的轴肩部之间或者布置在衔铁元件3与磁轭2之间。优选地，弹簧元件9在径向布置在磁轭2的内部，如图所示。因此，锥体制动器并没有由于弹簧元件9而引起结构空间需求增大。优选地，设置有用于衔铁元件3的止挡部，该止挡部防止衔铁元件3例如由于弹簧元件9的弹力或者其它影响而过度地远离磁轭2，尤其是当线圈1不通电时。优选地，止挡部要么设置在轴4上，要么在磁轭2上，要么在容纳锥体制动器的壳体上。弹簧元件9尤其是指压力弹簧，如螺旋压力弹簧、碟形弹簧或者波浪状弹簧。
图2示出能以电磁方式操纵的锥体制动器的第二优选实施方式的横截面的上半部。锥体制动器在主要方面与图1的锥体制动器相同，因此对此参照相关说明。因此，以下仅对两个实施方式中的不同进行说明。
根据图2，锥体制动器具有恰好两个衔铁元件3、3‘。这两个衔铁元件3、3‘以能在轴向移动且抗相对转动的方式与轴4连接。衔铁元件3、3‘还能相对彼此在轴向移动。在此，磁轭2针对每个衔铁元件3、3’都具有第一锥体形制动面A1。这些制动面A1沿轴向方向布置在磁轭2的相对置的侧上。由制动面A1形成的锥体的顶端相互对准。这由图2中的虚线表示，这些虚线在磁轭2的间隙7的下方相交。每个衔铁元件3、3‘都具有第二制动面A2，这些第二制动面A2分别对应于磁轭2的第一制动面A1。而且由制动面A2形成的锥体的顶端因此也相互对准。
磁轭2和衔铁元件3、3‘如此实施，即，在线圈1通电时在第一与第二制动面A1、A2之间分别构造出磁通量F，通过该磁通量分别使第一制动面A1和对应的第二制动面A2彼此按压，用以产生锥体制动器的制动力。详细地，通过各自的磁通量F产生在图2中由箭头所示的磁力。由磁轭2形成的空隙7通过两个衔铁元件3、3‘共同闭合。因此，当制动面A1、A2彼此抵靠时，在线圈1通电时产生的磁场6通过磁轭2和衔铁元件3、3‘闭合。
在根据图2的实施方式中，也可选地设置有至少一个或者恰好一个弹簧元件9，该弹簧元件将抵抗制动力或者抵抗磁力的弹力施加给衔铁元件3、3‘。通过该弹簧元件确保的是，锥体制动器在未操纵状态下打开。按照适宜方式，弹簧元件9在轴向布置在衔铁元件3、3‘之间。因此，弹簧元件的端侧分别贴靠在其中一个衔铁元件3、3‘上。然而还可行的是，衔铁元件3、3‘各使用一个弹簧元件，该弹簧元件类似于图1的弹簧元件9布置在各自的衔铁元件3、3‘与轴4之间。然而，弹簧元件9也可以布置在磁轭2与其中一个衔铁元件3、3‘之间。同样可选地，如图2所示，其中一个衔铁元件3、3‘具有至少一个或者恰好一个插接阶梯部8(在图2中这是衔铁元件3‘)，从而其中另一个衔铁元件3、3‘(在图2中这是衔铁元件3)在操纵锥体制动器时在此例如以衔铁元件3上的肩部插入其中。插接阶梯部8在此具有与图1的插接阶梯部相同的功能和作用。如图1和图2所示，弹簧元件9可以在径向布置在插接阶梯部8的内部。因此，所需要的结构空间少。
图2还示出用于使线圈1通电的可能的布置。在此，线圈1一方面与电源11的正极电连接，并且另一方面通过电开关12与电源11的负极电连接。因此，通过闭合开关12，使得电流以公知的方式从能量源11流经线圈1，由此线圈1产生电场6，用以操纵锥体制动器。
图3示出人员输送工具驱动器13中的锥体制动器的可能的优选应用。以此受驱动的人员输送工具14例如是指自动扶梯，也称为滚动扶梯。然而，锥体制动器也同样能够使用在电梯或者自动步道中以及许多其它应用中。人员输送工具驱动器具有电动马达15，该电动马达15通过齿轮箱16驱动人员输送工具14。根据本发明实施的锥体制动器17布置在电动马达上，例如以凸缘连接到电动马达上，也就是说，该锥体制动器17优选地如图1或图2所示的锥体制动器那样实施。在此，在图1或图2中示出的、一个或多个衔铁元件3、3’与之联接的轴4形成电动马达15的输出轴。因此，借助锥体制动器17可以对人员输送工具14进行制动，例如以便执行紧急停止。替选地，锥体制动器也可以布置在人员输送工具驱动器13的另一部位，以便可以对人员输送工具14进行制动。
附图标记列表
1 线圈
2 磁轭
3 衔铁元件
4 轴
5 紧固元件，配合弹簧
6 场线，磁场
7 空隙
8 插接阶梯部
9 弹簧元件
10 挡圈
11 能量源
12 开关
13 人员输送工具驱动器
14 人员输送工具，自动扶梯
15 电动马达
16 人员输送工具齿轮箱
17 锥体制动器
A1、A2 制动面
F 磁通量

Claims (10)

1.一种锥体制动器，所述椎体制动器具有线圈(1)、与所述线圈(1)联接的磁轭(2)以及至少一个相对于所述磁轭(2)能移动且能转动的衔铁元件(3、3‘)以及具有彼此对应的第一和第二锥体形制动面(A1、A2)，所述第一和第二锥体形制动面(A1、A2)能彼此按压，用以产生所述锥体制动器的制动力，
其特征在于，
所述磁轭(2)具有第一制动面(A1)，并且所述衔铁元件(3、3‘)具有第二制动面(A2)，其中，
所述磁轭(2)和所述衔铁元件(3、3‘)如此实施，即，在所述线圈(1)通电时在所述磁轭(2)和所述衔铁元件(3、3‘)中构造出磁场(6)，所述磁场在所述第一和第二制动面(A1、A2)之间具有磁通量(F)，通过所述磁通量(F)使所述磁轭(2)和所述衔铁元件(3、3‘)以制动面(A1、A2)彼此按压，用以产生所述锥体制动器的制动力。
2.根据权利要求1所述的锥体制动器，所述椎体制动器具有弹簧元件(6)，所述弹簧元件(6)将抵抗制动力的弹力施加给所述衔铁元件(3、3‘)。
3.根据权利要求1或2所述的锥体制动器，其中，所述磁轭(2)具有间隙(7)，当所述磁轭(2)和所述衔铁元件(3、3‘)的制动面(A1、A2)彼此抵靠时，所述间隙由所述衔铁元件(3、3‘)闭合，从而在所述线圈(1)通电时，在此产生的电场(6)由所述磁轭(2)和所述衔铁元件(3、3‘)闭合。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的锥体制动器，其中，所述磁轭(2)是相对壳体固定的，并且所述衔铁元件(3、3‘)以抗相对转动且能在轴向移动的方式与能相对于所述磁轭(2)转动的轴(4)联接，从而通过所述衔铁元件(3、3‘)、所述制动面(A1、A2)以及所述磁轭(2)能对所述轴(4)进行制动。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的锥体制动器，其中，所述磁轭(2)具有插接阶梯部(8)，从而所述衔铁元件(3、3‘)在操纵所述锥体制动器时尤其是以肩部插入所述插接阶梯部。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的锥体制动器，所述锥体制动器具有两个分别相对于所述磁轭(2)能移动且能转动的衔铁元件(3、3‘)，所述衔铁元件都具有第二锥体形制动面(A2)，所述第二锥体形制动面(A2)分别能按压所述磁轭(2)的与相应的第二制动面(A2)对应的第一锥体形制动面(A1)，用以产生所述锥体制动器的制动力，其中，
所述磁轭(2)和所述衔铁元件(3、3‘)如此实施，即，在所述线圈(1)通电时在所述第一和第二制动面(A1、A2)之间构造出磁通量(F)，通过所述磁通量使所述磁轭(2)和所述衔铁元件(3、3‘)以制动面(A1、A2)彼此按压，用以产生所述锥体制动器的制动力。
7.根据权利要求6所述的锥体制动器，其中，由所述第一制动面(A1)形成的锥体的顶端以及由所述第二制动面(A2)形成的锥体的顶端彼此背离或者彼此相向。
8.根据权利要求6或7所述的锥体制动器，所述锥体制动器具有布置在所述衔铁元件(3、3‘)之间的弹簧元件(6)，所述弹簧元件(6)将抵抗制动力的弹力施加给所述衔铁元件(3、3‘)。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的锥体制动器，其中，其中一个衔铁元件(3‘)具有插接阶梯部(8)，从而另一个衔铁元件(3)在操纵所述锥体制动器时尤其是以肩部插入所述插接阶梯部。
10.一种人员输送工具驱动器(13)，尤其是自动扶梯驱动设备、自动步道驱动设备或者电梯驱动设备，其特征在于，具有根据前述权利要求中任一项所述的锥体制动器。
CN201610575947.4A 2015-07-21 2016-07-20 电磁的锥体制动器和人员输送工具驱动器 Withdrawn CN106369085A (zh)

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