CN106763323A

CN106763323A - 多回路三角制动器构造型式的以电磁方式松开的弹簧压力制动器

Info

Publication number: CN106763323A
Application number: CN201611048908.5A
Authority: CN
Inventors: G·克林勒; L·布劳恩; C·德罗普曼; J·艾森布格尔; M·菲希特尔
Original assignee: Chr Mayr GmbH and Co KG
Current assignee: Chr Mayr GmbH and Co KG
Priority date: 2015-11-23
Filing date: 2016-11-23
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2036-11-23
Also published as: CN106763323B; DE202015106367U1; ES2613327R1; ES2613327A2; DE102016121313A1; ES2613327B1

Abstract

本发明涉及一种以电磁方式松开的弹簧压力制动器(BR)，用于安装在机器壁板或类似结构上，该弹簧压力制动器具有轴向可运动的制动转子(3)，所述制动转子具有在两侧(即左侧和右侧)连续的摩擦衬片(3.1)，其中，该弹簧压力制动器(BR)具有一个线圈架(1)和多个配置于所述线圈架(1)的衔铁盘(2)，为实现制动作用使所述制动转子(3)在一侧(左侧)压靠所述机器壁板(6)或类似结构并且以另一侧(右侧)压靠所述衔铁盘(2)。本发明提出：所述弹簧压力制动器(BR)具有这样一个线圈架(1)，该线圈架的基本横截面为三角形，并且所述线圈架(1)配置有三个衔铁盘(2)。

Description

多回路三角制动器构造型式的以电磁方式松开的弹簧压力制动器

技术领域

本申请涉及一种以电磁方式松开的弹簧压力制动器。

背景技术

在升降机技术、起重机技术以及在垂直/竖直运动的轴运载工具(Achsen)领域，开发了用于将相应驱动装置制动和保持停止的以电磁方式松开的弹簧压力制动器。

这种类型的制动系统出于安全性原因必须冗余设计，这一点可以通过往驱动装置上安装多个分别具有仅一个制动回路的独立制动器或者通过安装仅一个具有多个内部制动回路的制动器来实现。

对此，惯常情形是：每个所存在制动回路对制动器的总制动转矩给予相同的份额贡献。其中，关于对冗余度的要求足够的是：当某一制动回路出现故障/失效时，仍可以产生用于制动和停止驱动装置所需的100％转矩。

这里所介绍的发明主题对象是一种改进的弹簧压力制动器，其具有多个内部制动回路。

由现有技术已知弹簧压力制动器，正如其在DE 10 2005 022 898 A1中作为所谓分段式制动器公开的那样。在此，描述了用于安装到机器壁板上的一种以电磁方式松开的弹簧压力制动器，该弹簧压力制动器包括两个大致为矩形构造形状的线圈架和两个配置于这两个线圈架的并且大致也是矩形设计的衔铁盘(Ankerscheibe)。在此，制动作用通过如下方式实现：一个抗扭转(drehfest，亦即不能相对转动)地且轴向可运动地与轴相连接的转子通过弹簧的力被夹紧在衔铁盘和机器壁板之间。

为了打开制动器，口语也称作松开(Lüften，通气；形成气隙)，要给线圈架的电磁线圈通电，由此衔铁盘便逆对弹簧力受到线圈架吸引。

这种根据现有技术的弹簧压力制动器的缺点是制动回路数量少。

通过在这种制动器中存在的两个制动回路，制动器可以在正常运行模式下达到制动和停止驱动装置所需转矩的200％制动力矩。因此，在一个制动回路出现故障/失效的情况下，提供100％所需的制动力矩。在此，所有机器部件的设计都必须要考虑出现的最大200％的制动力矩，这样会造成部分较为重型的和较为浪费的设计结构。

因此，在紧急停止的情况下，电梯(升降机)乘客会遭受到非常高的加速度作用力。此外，根据提出的已知现有技术，制动器由于两个存在的线圈架而需要相对较高的操作和安装费用：必须将两个分别配有多个固定元件的线圈架安装在机器壁板上并进行调校。

由DE 10 2006 016 434 A1已知前面所探讨的弹簧压力制动器的一种改进方案。这种制动器也具有两个制动回路，然而，基本具有矩形横截面的线圈架为一件式设计并且配备有同样两个矩形衔铁盘。

通过在该文献中公开的结构形式，操作和安装制动器的费用可以大幅降低，也就是说，仅需对一个线圈架进行安装和调校。然而，这种制动器还只是有两个制动回路，因此在这里在正常运行模式下在两个制动回路处于常规功能时提供为制动和停止驱动装置所需转矩的200％。在此，相应设备的所有部件的设计也必须针对于达到200％制动力矩超高的情况–包含所有已知的缺点。

此外，由EP 2 201 260 B1还已知另一种形式上为所谓的四段式制动器的弹簧压力制动器。在此公开了这样一种制动器，它具有一个优选正方形的线圈架和四个设置在线圈架中的单线圈，其中，每个单线圈配置有一个正方形的衔铁盘。因此，该制动器可以这样设计：在所有四个制动回路功能完好的情况下具有制动和停止驱动装置所需力矩的133％以供使用，该制动器因而在一个制动回路出现故障/失效时还可以提供100％制动力矩。

由此，一方面制动器可以构建为较小型的形式，并且另一方面，设备的其它部件可以设计用于较小的制动负载，从而可以更加轻量化和更加经济地实现。

这种所谓的四段式制动器的缺点是其巨大数量的局部制造复杂的部件，随此带来了操作和安装制动器费用的提高。由于在多回路制动器中每个制动回路的功能也必须各自单独借助微型开关通过读取衔铁盘的行程进行监控，在四段式制动器中要相应地安装和调校微型开关，并将微型开关与客户的控制系统进行连接，这意味着对于制动器的制造商和用户来说是一笔可观的开支。

发明内容

因此，本发明的任务是提出一种多回路的以电磁方式松开的弹簧压力制动器，其相对于根据现有技术的弹簧压力制动器满足了下列附加要求特点：

-制动器的构造简单紧凑，具有少量的功能部件。

-制动器及其部件制造成本低廉。

-坚实的(robust，稳健性的)制动器设计结构。

-足够数量的制动回路用于最大制动力矩很小超高。

-制动器在客户现场操作容易且安装简便。

为此，本发明提供一种以电磁方式松开的弹簧压力制动器，用于安装在机器壁板或类似结构上，该弹簧压力制动器具有轴向可运动的制动转子，所述制动转子具有在两侧(即左侧和右侧)连续的摩擦衬片，其中，该弹簧压力制动器具有一个线圈架和多个配置于所述线圈架的衔铁盘，为实现制动作用使所述制动转子在一侧(左侧)压靠所述机器壁板或类似结构并且以另一侧(右侧)压靠所述衔铁盘，其特征在于，所述弹簧压力制动器具有这样一个线圈架，该线圈架的基本横截面为三角形，并且所述线圈架配置有三个衔铁盘。。

据此建议这样设计弹簧压力制动器，使线圈架大致具有三角形的构造型式。此外建议：各电磁线圈优选地设计为圆形，并且设置在三角形的角部区域内。最后建议：每个电磁线圈配置有一个优选圆形构造形状的衔铁盘。

由此构成了这样一种具有三个制动回路的以电磁方式松开的弹簧压力制动器，该制动器具有仅仅相对很小的制动力矩超高，针对于正常运行模式下制动力矩的设计和在制动回路出现故障/失效的情况下，比例关系为150％：100％。

关于用于制造、操作和安装的技术方面相关的费用，与现有技术相比，由所述制动器另外获得了明显的优点。

由于线圈架是三角形形状，与根据已知现有技术所提出的系统相比，该制动器可以明显地更紧凑、更轻量化、更保护资源地构建。

尤其是，由于可以将线圈架以静态确定方式通过在三个位于线圈架角部区域内的点上固定而安装到机器壁板上，极大程度地简化了制动器的操作和安装。

由于存在三个制动回路，只是必须对三个衔铁盘的运动进行监控和分析处理，对此，只是必须安装和调校三个传感器并将其与用户的控制系统进行连接。

此外存在的可能性是：将线圈架的外轮廓和三个衔铁盘如此地进行适配调整，即，衔铁盘设计为简单的旋转件。相应地，三个电磁线圈可以在几何结构上简单地以圆的、优选正圆形的结构形式配置。

可以概括总结如下：通过在此对根据发明的弹簧压力制动器结构的简短说明，提出了这样一种制动器，该制动器仅有很小的转矩超高，同时在制造、操作和安装方面与现有技术的制动器相比具有明显优点。

附图说明

根据本发明的弹簧压力制动器的其它特点和有利细节可以由下面图示的优选实施方式得出。

图中示出：

图1安装有弹簧压力制动器的驱动电机透视图

图2配有根据发明的弹簧压力制动器的驱动电机分解透视图

图3图1中驱动电机的前视图

图4图3中配有制动器的驱动装置A-A纵剖面视图

图5图3中配有制动器的驱动装置B-B纵剖面视图

图6图5中B-B纵剖面视图的细部

图7图3的C向视图

图8图7中C向视图的细部D

具体实施方式

从图1中可以看到根据发明的弹簧压力制动器BR的基本结构以及将其安装到电机M端壁6上的情况。据此，弹簧压力制动器BR与电机M的旋转轴线R同中心地安装在机器壁板6上，其中，制动器BR的线圈架1通过间隔衬套4和螺栓5与电机M固定连接。

线圈架1配置有三个衔铁盘2，这三个衔铁盘相对于线圈架1可以轴向运动、但是抗扭转地支承。在衔铁盘2和相配摩擦面6之间有一个制动转子3，该制动转子在面朝线圈架1和机器壁板6的平面上配备有环形的摩擦衬片3.1。在线圈架的背离电机M的一侧有三个与弹簧压力制动器BR的衔铁盘2作用连接的手动松开柄杆7。

根据本发明的弹簧压力制动器BR的其它细节可参见图2中的分解图。在此示出弹簧压力制动器BR处于这样一种状态，其中，弹簧压力制动器从电机M上拆卸下来并且制动转子3从电机轴8拔出。

在此，所示出的弹簧压力制动器BR包括一个线圈架1和三个衔铁盘2，它们有利地设计为基本上圆形的盘。各衔铁盘在压入线圈架1的孔中的导向销栓9上抗扭转地并且在线圈架1上轴向可运动地导引。在弹簧压力制动器BR的前侧再次示出了三个手动松开柄杆7，它们通过配有螺母7.2的拉杆7.1与衔铁盘2配合作用。

制动转子3在两侧配备有摩擦衬片3.1并且通过转子齿3.2与电机轴8的轴齿8.1处于啮合状态，由此，制动转子3抗扭转地且轴向可移动地支承在电机轴8上。

图3示出了电机M的前视图，由该图可以很清楚地看到，弹簧压力制动器BR同心地安装在机器壁板6上，以及三个手动松开柄杆7设置在线圈架1上。

图4示出了图3中弹簧压力制动器BR的第一个A-A纵剖面视图。从图中可以看出，弹簧压力制动器BR的线圈架1通过间隔衬套4和螺栓5安装在机器壁板6上。此外还可以看到位于线圈架1的轴向孔中的压力弹簧10以及置入线圈架1的轴向凹槽中的电磁线圈1.1。三个衔铁盘2通过导向销栓9抗扭转地且轴向可运动地与线圈架1相连。制动转子3位于衔铁盘2和机器壁板6之间，该制动转子在两侧配备有摩擦衬片3.1并且在轴齿8.1上抗扭转地、可以轴向运动地支承。

在电机M的制动状态，压力弹簧10的力作用到衔铁盘2上，并因而将制动转子3夹紧于衔铁盘2和机器壁板6之间。此时没有电流流过线圈架1中的电磁线圈1.1。为了打开弹簧压力制动器BR，往埋置于线圈架1中的电磁线圈1.1上施加电压，由此便建立起一个逆对压力弹簧10的力而吸引衔铁盘2的磁场。因此，电机轴8连同制动转子3可以自由旋转。

图5示出了图3中根据发明的弹簧压力制动器BR的另一个B-B纵剖面视图。从图中可以看到该制动器的另外两个技术特点：

-首先要提到的是手动松开装置，其任务是：通过手动动作克服压力弹簧10的力使衔铁盘2运动，从而使制动转子3和与其连接的电机轴8可以自由转动。这个功能主要在停电时使用。在此，该手动松开装置包括一个作为螺栓构成的拉杆7.1，该拉杆穿过手动松开柄杆7、线圈架1、相应的衔铁盘2和支承环7.5，并通过螺母7.2固定在手动松开柄杆7的背面。

在手动松开柄杆7和线圈架1之间在沉凹7.6中置入形式上为球的滚动体7.4，它们在弹簧压力制动器BR正常运行模式中通过止动弹簧7.3保持作用嵌合。当将手动松开柄杆7围绕拉杆7.1纵轴线转动时，滚动体7.4便从手动松开柄杆7的沉凹7.6中滑出。由此，手动松开柄杆7和螺母7.2与拉杆7.1克服止动弹簧7.3的力执行一种轴向运动，并最终通过支承环7.5使得衔铁盘2克服压力弹簧10的力进行运动，直到制动转子3被卸载并能够与电机轴8一起自由转动。

-此外，所述的弹簧压力制动器BR配备有用于消声的装置，其空间位置在图5的细部B中进行了说明。

在图6中对这个细部B进行了放大表示。据此，用于消声的装置11包括一个轴向旋入到线圈架1中的螺纹销11.1和一个配置于该螺纹销的锁紧螺母11.2，在此，螺纹销11.1以其配置于衔铁盘2的端部通过压力垫片11.3加载作用于弹性体环11.4和与之同中心的阻尼板11.5。

这两个同中心的阻尼元件，即弹性体环11.4和阻尼板11.5，可以通过螺纹销11.1在轴向方向上这样进行调整，以使得阻尼元件持久地或者仅在弹簧压力制动器BR打开时与衔铁盘2发生接触。借助螺纹销11.1通过调整阻尼元件的轴向位置以及通过调整阻尼元件的厚度和/或硬度，弹簧压力制动器BR可以针对于响声在打开和/或闭锁时最佳地得到阻尼(消声)。

最后，由图7在C向视图所示的构造设计中可以看到布置于线圈架1的一个空隙部中的传感器12的空间位置，传感器的任务在于：探测衔铁盘2相对于线圈架1的轴向位置，并从而探测弹簧压力制动器BR的打开或闭锁状态，并将其报告给未详细示出的监控装置。

如图所示，传感器12可以设计为带有控制推杆12.1的机械式开关，它通过一个与衔铁盘2连接的带有锁紧螺母12.3的调节螺栓12.2来检测衔铁盘2的轴向运动。

同样，传感器也可设计为非接触式接近开关，其调校可以通过经由所示调节螺栓12.2的位移调整或者通过传感器12相对于衔铁盘2位置的轴向移动来实现。

附图标记列表：

1 线圈架

1.1 电磁线圈

2 衔铁盘

3 制动转子

3.1 摩擦衬片

3.2 转子齿

4 间隔衬套

5 螺栓

6 机器壁板

7 手动松开柄杆

7.1 拉杆

7.2 螺母

7.3 止动弹簧

7.4 滚动体

7.5 支承环

7.6 沉凹

8 电机轴

8.1 轴齿

9 导向销栓

10 压力弹簧

11 消声装置

11.1 螺纹销

11.2 锁紧螺母

11.3 压力垫片

11.4 弹性体环

11.5 阻尼板

12 传感器

12.1 控制推杆

12.2 调节螺栓

12.3 锁紧螺母

BR 弹簧压力制动器

M 电机

R 旋转轴线

Claims

1.以电磁方式松开的弹簧压力制动器(BR)，用于安装在机器壁板或类似结构上，该弹簧压力制动器具有轴向可运动的制动转子(3)，所述制动转子具有在两侧(即左侧和右侧)连续的摩擦衬片(3.1)，其中，该弹簧压力制动器(BR)具有一个线圈架(1)和多个配置于所述线圈架(1)的衔铁盘(2)，为实现制动作用使所述制动转子(3)在一侧(左侧)压靠所述机器壁板(6)或类似结构并且以另一侧(右侧)压靠所述衔铁盘(2)，

其特征在于，所述弹簧压力制动器(BR)具有这样一个线圈架(1)，该线圈架的基本横截面为三角形，并且所述线圈架(1)配置有三个衔铁盘(2)。

2.根据权利要求1的弹簧压力制动器(BR)，其特征在于，在所述线圈架(1)中设置有三个环形电磁线圈(1.1)。

3.根据权利要求1的弹簧压力制动器(BR)，其特征在于，在所述线圈架(1)中设置有三组环形电磁线圈(1.1)，各组分别包括至少两个单线圈。

4.根据上述权利要求之至少一项的弹簧压力制动器(BR)，其特征在于，各衔铁盘(2)具有圆的基本几何形状。

5.根据上述权利要求之至少一项的弹簧压力制动器(BR)，其特征在于，所述衔铁盘(2)各自能够通过手动操作的手动松开柄杆(7)克服压力弹簧(10)的力运动，以打开该弹簧压力制动器(BR)。

6.根据上述权利要求之至少一项的弹簧压力制动器(BR)，其特征在于，每个衔铁盘(2)的行程运动通过传感器(12)进行检测。

7.根据上述权利要求之至少一项的弹簧压力制动器(BR)，其特征在于，衔铁盘(2)的行程运动通过机械式开关进行检测。

8.根据上述权利要求之至少一项的弹簧压力制动器(BR)，其特征在于，衔铁盘(2)的行程运动通过非接触式开关进行检测。

9.根据上述权利要求之至少一项的弹簧压力制动器(BR)，其特征在于，衔铁盘(2)在线圈架(1)和/或制动转子(3)上的碰撞响声被消减。

10.根据上述权利要求之至少一项的弹簧压力制动器(BR)，其特征在于，为了消减衔铁盘(2)的碰撞响声而使用弹性体环(11.4)和/或阻尼板(11.5)。

11.根据上述权利要求之至少一项的弹簧压力制动器(BR)，其特征在于，弹性体环(11.4)和/或阻尼板(11.5)的轴向预应力是可调节的。

12.根据上述权利要求之至少一项的弹簧压力制动器(BR)，其特征在于，该弹簧压力制动器(BR)的制动转矩能够通过改变压力弹簧(10)的轴向预应力和/或通过改变压力弹簧(10)的数量进行调节。