CN1097684C - 电磁解脱摩擦安全制动器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有两个制动盘(2、11)的电磁解脱摩擦安全制动器，这两个盘安装于一个共用的中央驱动轴上可作轴向移动但不能相对于该轴转动。电磁线圈(6)和将制动盘(2、11)推入制动位置的弹簧(7)在线圈支承座(5)内，轴向配置于两个制动盘(2，11)之间，为了解决简化这种制动器，进一步节省费用和空间而不损害制动器的功能安全问题，设想由电磁线圈(6)和线圈支承座(5)组成的电磁铁围绕着中央轴或轴套，在制动器中可轴向移动但不能转动，一个衔铁盘(3)在制动器内也可轴向移动而不能转动地配置于两个制动盘(2、11)及磁性线圈/线圈支承座之间，弹簧(7)在磁性线圈/线圈支承座与一个衔铁(3)之间轴向受力。在另一结构中，驱动轴采用围绕制动总成的圆筒结构。制动盘具有径向的面朝外的花键，与圆筒中的径向的面朝内的花键啮合。在线性型制动器中，制动盘被外部设备的线缆或腹板所代替。

Description

电磁解脱摩擦安全制动器
本发明涉及一种具有两个彼此独立制动部件的电磁解脱摩擦安全制动器。
为了安全的原因，正式条例通常规定在工厂和机械设备中提供两个独立的制动系统，如果一个制动系统有故障，仍然提供必要的安全性。尤其是符合电梯条例TRA200和EN81的升降机和电梯的情况。
在Chr.Mayr.GmbH&Co KG公司的DE-U-29510828文献中，在一个装置中建立了两个制动器。这是一种提供两个分离而且独立制动器的既经济又节省空间的结构。
已知的结构包含两个衔铁盘、两个制动盘、将衔铁盘推向制动摩擦盘的两个弹簧结构和一个在衔铁盘和制动摩擦片之间的中央电磁阀。
这种已知的制动器在功能上是有效的但由很多部件组成。
文献EP-A-0078944公开了一种具有一个制动盘的电磁解脱摩擦安全制动器。在这种结构中，电磁阀在磁性壳体内可轴向移动。
文献US-A-3,446,322涉及具有一个独立驱动辅助离合器的电磁离合器或具有两个同心结构电磁阀和一个制动盘的制动器。
文献US-A-4,878,568包含对有一个离合器片和一个制动盘的电磁离合器-制动器总成的说明。
从文献DE-C-300 941可知，给用电磁力解脱的弹簧制动器提供一个衔铁盘和一个在两侧配置有制动片的制动盘。在这种结构中，衔铁盘和磁性壳体都以这种方式安装，使得它们可轴向移动而且在制动弹簧较强的反方向受各种强度的弹簧力的作用。
由于在这个文献中所叙述的结构仅有一个制动盘，所以它不符合TRA200和EN81条例的安全要求。而且在这个文献中也没有指出在没有相应数量的技术工程资源的条件下如何改进其主体以满足安全要求。
文献EP-A-0 465 831涉及具有机械方面彼此完全独立的两部分工作系统的电梯用的安全盘式制动器。该部件系统具有两个相同形式的制动杆，每个杆有一个独立的作动弹簧，它们被装在一个公用的弹簧反作用中心上，反作用中心又被固定地附装于机器的一个部件上。该制动器的解脱功能是由牢固地附装于制动杆上的杯形电磁铁完成。杯形电磁铁和衔铁盘在制动杆上的固定是可调的以使得衔铁盘总是受到杯形电磁铁的完全平行的拉力。
但是，EP-A-0 465 831要求很多的资源，即它由相当多数量的部件构成而且需要相当大的空间。EP-A-0 465 831的制动器还有一个缺点是不能被人工解脱。
文献DE-C-29 01 784公开了电磁作动盘式制动器的空隙调整装置，在牢固地固定于机器壳体上的轴向配置的销上的调整部件的帮助下，磁铁壳体可在轴向滑动。
在文献DE-U-17 68 425中，结合采用制动器解脱磁铁的制动器，叙述现有技术，它包含一个可轴向滑动的磁铁壳体。
文献DE-U-19 14 395涉及在紧急情况下用解脱杠杆的方法来解脱电磁盘弹簧制动器的结构。
巴乌曼(W Baumanm)在《建筑》杂志1969年21期第137～147页上发表的题为“制动电机上的电磁解脱制动器的结构类型与特征”一文指出，在这种制动器中，通过使用复盖制动器达180°的U形箍可提供人工解脱。实现人工解脱的另一种方法是将安装在通电绕组右边和左边的制动器衬里上的销子压向一起。
在上述的最后四个文献中，没有指出其中所叙述的设备如何可能被用于具有二个制动盘的安全制动器中。
本发明的目的是在不降低制动器的安全功能的条件下，进一步简化这种制动器，使其更廉价而且节省空间。
而且应当可以用手解脱该制动器。
此外还应当可以对制动器进行功能和/或状况检查。
上述的第一个目的由本权利要求书的结构来实现。本发明实施例中出现的进一步的可选择特征在从属权利要求中陈述。
述及的第二个目的是由权利要求5和6的特征予以说明。
述及的第三个目的是由权利要求7和8的特征予以说明。
现在接着参照下列附图叙述本发明的一个典型实施例，其中：
图1是根据本发明的一种制动器的纵剖面图，
图2是本典型实施例的前视图，
图3是同一制动器的侧视图，
图4是显示图1结构细节的放大图，
图5是本发明第二实施例的纵剖面图。
参考图1，用缩紧法或者可用其它方法(例如键和键槽)将轴套1固定于中心轴上。轴套有一些纵向配置的花键。与轴一起旋转的两个制动盘2和11设有纵向花键22和23，它们与轴套上的花键配合以便将制动盘2和11安装于轴套上，因而安装于轴上，其安装方式是它们可相对于轴作纵向滑动但不能相对转动。从制动盘2的轴向向内，有一个由磁性材料制成的衔铁盘3，它在制动器中的安装方式略有不同，将在后面予以说明，但它也是可纵向移动(浮动)但不能旋转。进一步轴向向内，附装于衔铁盘3上的是一个由电磁材料组成的线圈支承座5。这个线圈支承座5在面朝制动盘2和衔铁盘3的一侧是敞口的，而面朝制动盘11的一侧有一个端板10。线圈支承座5有一个适当形状的凹槽，采用例如浇注树脂的方法磁性线圈6被不可动地嵌入到凹槽中。接合板4在制动盘2处于制动位置时构成其反作用板，同时机器壁9构成制动盘11的反作用板。安装于线圈支承座周围的螺旋压缩弹簧7的弹簧作用力仅作用于一侧，压缩弹簧在线圈支承座5内从磁性线圈径向向外而且与轴同心。机器壁9和接合板4被衬套式隔离销8保持分隔。带螺纹的螺栓24穿过衬套8。衬套8限制衔铁盘3和线圈支承座5不能转动但允许在纵轴向作浮动移动。在衬套8相应的槽中的密封环12将线圈支承座5保持在中央位置。同时它们降低噪声和提供阻尼。
围绕制动器圆周设置的每一个衬套8(虽然在本图中仅看见一个)装有一个挡圈19，它位于相应形状的槽内或在线圈支承座5与衔铁盘3之间的连接区中的槽内。凹槽20在线圈支承座的右端面上形成以容纳挡圈。如图1或图4所示，衔铁盘3可从右边接近这个挡圈19而且线圈支承座5可从左边接近它。在电磁铁处于激励状态，即制动器处于解脱状态时发生这种情况，这种情况具有使衔铁3和线圈支承座5被定位于制动器中精确限定的轴向位置上的作用，即使这些部件是用其它方法安装成可轴向移动或浮动的情况。
挡圈19容许线圈支承座5和衔铁盘3离两个制动盘2和11有更精确限定的距离。但是当制动器垂直工作期间，线圈支承座和衔铁盘都受到挡圈19的限制，即：线圈支承座和衔铁盘重量的作用力没有作用于制动盘上。
图2和3表示人工解脱制动的结构，例如有必要将由于动力故障而停在楼层之间的电梯移动一下，使得陷于梯中的人员可以安全地出来。这个装置由一个半圆形的解脱托架13和解脱手柄14构成，解脱托架在制动器上的典型跨度约180度，可旋转和可倾斜地安装在线圈支承座5上，解脱手柄14可使解脱托架13枢转。解脱托架最好在两侧有头部26，它与衔铁盘3的外周面上径向配置的销27相结合，迫使衔铁盘3接触线圈支承座5以抵消弹簧7的作用力，当电磁线圈6不通电时，使衔铁盘3解除摩擦作用并中断与接合板4的接触。头部26被加工成形和被定位成与销相适应，使得它处于不工作位置时，即当制动器没有被手动解脱时，头部没有将任何力作用于销上。当解脱手柄被移动时，头部的凸轮表面与销接触并迫使衔铁盘3和电磁铁5、6一起抵消弹簧7的作用力。同时制动盘11与机器壁9之间的摩擦接触被解脱，当解脱手柄被释放时，弹簧7将制动盘2和11重新推入到制动位置。由于线圈支承座5和衔铁盘3是浮动安装的，在压缩弹簧7的作用下，它们之间的距离被增大，直到制动盘2和11抵靠在它们的相应反作用表面4和9上。
上述的挡圈19在关于所述的制动器的人工解脱方面也带来优点，在手工解脱时，作用于手柄上的拉力产生的力矩具有将浮动件(衔铁盘，线圈支承座)倾斜地压向制动盘的倾向。可是挡圈防止了这种情况。
用没有叙述过的方法，可保证制动器的两个部件可以被彼此独立地进行测试，保证从外部适当地方可触及制动器组件。例如楔形元件可被放入一个制动器中，因而使它临时失效，使得可对另一制动器进行独立检查其功能是否正常。电磁铁/线圈支承座和/或它们之间的一个衔铁盘和弹簧结构可以轴向移动但不能旋转的处置，使得可以节省一个衔铁和弹簧总成。制动器因而被简化，可以被廉价地制造而且更加紧凑，但获得相同的性能。
现在叙述制动器的操作。在电磁线圈6没有能量(没有电流)的情况下，安装于浮动电磁铁/线圈支承座5圆周上的弹簧7迫使线圈支承座5与衔铁3分开。制动盘2因而被压顶住接合板4而且制动盘11顶住机器壁9。制动盘2和11与它们的反作用表面4和9之间的摩擦力引起制动效应。这样，四个制动面的制动力矩被传递到机器壁9。
如果电磁线圈6被通电，这就拉着衔铁盘3抵消弹簧7的压力因而使制动盘2和11被松开，容许轴套1与轴和制动盘2、11一起旋转。线圈支承座5和衔铁盘3处于挡环19的两侧。这就保证在制动器解脱情况下，总是处于制动器中精确规定的轴向位置。
如果电流被中断，不论这是事故性的例如动力有故障的情况下或者是电磁线圈6自动地中断电能，弹簧7迫使衔铁3和线圈支承座5分开，因而引起制动盘2和11产生摩擦制动接触。在其中一个制动电流失效的情况下，例如由于其中一个制动盘被卡死，另一个仍然可进行完全安全的工作。
通过采用这种结构方式的衬套8可使制动器得到进一步改进，那就是如果制动盘11、2中的一个万一损坏或被卸掉，可轴向移动的线圈支承座5或衔铁3会依靠着衬套的台肩16或安全环17。在图1中，万一制动盘11有故障，台肩因而限制线圈支承座向左移动。在图1中，万一制动盘2有故障，安全环17限制衔铁盘3向右移动。采用这种方法，至少有一个制动盘11或2的制动性能得到保证。
此外，轴套8可由两部分组成，通过调整可以补偿制动盘11、2，以使这两部分相互锁定。
另一个可以做到的改进是通过适当的装置将压缩弹簧7布置成可以使弹簧作用力被连续设定和调整。
参照第一实施例，前面已对本发明作了阐明，在该实施例中，制动盘2、11，电磁铁/线圈支承座5和衔铁盘3围绕着一根驱动轴。在第二实施例中，这些部件是在一个旋转圆筒内。图5示出了这种结构。其参考标记对应于第一实施例中相似部件所使用的标记。制动盘具有朝向外的齿22、23与圆筒内表面上朝向内的花键21啮合。这使得制动盘2，11能够自由地在轴向移动，而且还与旋转圆筒一起转动。代替用定距销将端板4保持在与机器壁有一定的距离，在第二实施例中，有一根贯通穿过制动器的中央固定轴。端板4被固定于该轴上。另一个板9与端板4形成彼此相面对的两个摩擦面。如同在第一实施例一样，两个制动盘2、11被配置于这些摩擦表面的内向位置。与第一实施例中相似的电磁铁总成3、5、6、7位于两个制动盘2和11之间而且有两个面朝外的摩擦表面。这些面朝外的摩擦面之一是衔铁盘3的外表面，而另一个面是电磁铁/线圈支承座5、6的底板。电磁铁总成3、5、6、7能够在轴向浮动，但是在两个制动盘的运动方向的运动受到限制，即受到例如中央固定轴中的花键或槽的限制而不能作相对旋转运动。电磁铁总成也包含例如螺旋压缩弹簧7的弹性元件，弹簧将衔铁3推离电磁铁5、6，因而迫使朝外的摩擦面远离并与两个制动盘进入摩擦接触。如同第一实施例那样，第二实施例的结构可以包含一个挡圈(未示出)或其它适当的棘爪以限制支承座5向衔铁3的方向移动以及限制衔铁3向支承座5的方向移动。这个棘爪的功能是要将衔铁和线圈支承座固定于制动器处于解脱状况的位置上。它还起到一个挡块的作用，以防止垂直方向工作时较低的制动力，而且它在一个制动器发生故障的情况下改善保持制动的安全性。这些优点在上面有关第一实施例中已经作了说明。
附图中提到的元件清单
1  轴套
2  制动盘
3  衔铁盘
4  接合板/反作用表面
5  线圈支承座
6  电磁线圈
7  压缩弹簧
8  轴套式分隔杆
9  机器壁/反作用表面
10 5的端板
11  制动盘
12  密封环
13  解脱托架
14  解脱手柄
15  枢转点
16  轴套台肩
17  安全环
18
19  8上的挡圈
20  线圈支承座5中的挡圈19的槽
21  轴套1的纵向花键
22  制动盘2中的纵向花键
23  制动盘11中的纵向花键
24  轴套分隔杆8中的带螺纹的螺栓
25  轴套分隔杆8中的密封环的槽
26  解脱托架13的头部
27  衔铁盘3上的销子

Claims (13)

1.用于升降机和电梯的安全制动器，提供在壳体与相对于壳体旋转的两个制动盘(2，11)之间的制动作用，该制动器包含：
壳体，它有两个彼此相面对的摩擦面(4，9)，由一个或多个分隔杆保持分开，每个杆带着衬套(8)；
两个制动盘，从壳体的摩擦面(4，9)向内配置；
电磁铁总成(5，6，3)，在两个制动盘(2，11)之间，而且含有两个面朝外的摩擦面，用来迫使朝外的摩擦面远离并使两个摩擦盘(2，11)进入摩擦接触的弹性装置(7)，以及电磁铁(5，6)，该电磁铁将摩擦面拉向一起并与两个制动盘(2，11)脱离接触；制动盘(2，11)在轴向可移动；电磁铁总成(5，6，3)被浮动地配置于两个制动盘之间，容许在所述的轴向自由移动，电磁铁总成被一个或多个分隔杆限制不能作旋转运动。
2.如权利要求1所述的制动器，其特征在于：电磁铁包含一个线圈支承座(5)，它面朝制动盘(2)的一侧是敞开的，而面朝另一个制动盘(11)的一侧上被提供有一个起摩擦面作用的端板(10)。
3.如权利要求1所述的制动器，其特征在于：所述弹性装置(7)设置在电磁铁(5，6)与衔铁盘(3)之间的某一圆周上，它们是位于线圈支承座(5)中相应孔内的螺旋压缩弹簧。
4.如权利要求1所述的制动器，其特征在于：提供有一个用来手动解脱制动器的装置(27，13，26，14，15)，它迫使衔铁盘顶住电磁铁抵消弹簧的作用力。
5.如权利要求4所述的制动器，其特征在于：用来手动解脱制动器的装置包括：一个在枢轴上安装的解脱托架(13)，它是半圆形的而且跨设在制动器上，一个在解脱托架(13)的轴向延伸的解脱杠杆(14)，一个在解脱托架(13)上的头部(26)，它与衔铁盘(3)上的销(27)相配合并迫使衔铁盘(3)在线圈支承座(5)的方向抵消弹簧(7)的作用力，因而解脱制动器。
6.如权利要求1所述的制动器，其特征在于：本制动器的外表面是敞开的，因而容许做功能和/或状况检查。
7.如权利要求6所述的制动器，其特征在于：由壳体第一摩擦面，电磁铁总成和两个制动盘的第一个构成的第一制动系和由壳体第二摩擦面，电磁铁总成和两个制动盘的第二个构成的第二制动系都是敞开的，为了检查。
8.如权利要求1所述的制动器，其特征在于：线圈支承座(5)是由装在衬套(8)上的密封环(12)定中心。
9.如权利要求1所述的制动器，其特征在于：在每个衬套(8)上，在线圈支承座(5)与衔铁盘(3)之间提供一个挡圈(19)，当制动器处于解脱状况时，线圈支承座(5)和衔铁盘(3)靠在挡圈上。
10.如权利要求1所述的制动器，其特征在于：衬套(8)以如此方式进行设置，如果制动盘(11，2)之一损坏或被卸掉，轴向的线圈支承座(5)或衔铁盘(3)将会顶靠在衬套(16)的台肩或安全环(17)上，用这种方法使一个制动盘(11，2)的制动性能得到保证。
11.如权利要求1所述的制动器，其特征在于：衬套(8)由两部分组成，通过调整可以补偿制动盘(11，2)，以使这两部分相互锁定。
12.如权利要求1所述的制动器，其特征在于：压缩弹簧(7)可被固定或连续地调整弹簧力。
13.如权利要求1所述的制动器，其特征在于：包括一个设置在制动器周围的轴套(1)，轴套有面朝内的花键与制动盘上(2，11)面朝外的花键相配合。
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