CN111606165B9 - 电磁制动器或离合器 - Google Patents

Abstract

一种电磁制动器或离合器，其具有以下特征：沿至少一个位移轴线(14)可位移的电枢(12)；位移元件(28)，所述位移元件(28)至少部分地与所述电枢(12)牢固连接并可与所述电枢(12)沿所述至少一个位移轴线(14)位移；以及霍尔传感器(38)，通过所述霍尔传感器(38)可检测多个位置，包括所述位移元件(28)的至少一个起始位置、结束位置和多个中间位置。

Description

电磁制动器或离合器

技术领域

本发明涉及电磁制动器或离合器。

背景技术

电磁制动器例如以弹簧压力制动器的形式用于电梯中。这样的制动器 的制动作用是这样实现的，即，将旋转构件例如轴紧靠静止构件例如壳体 部分来制动。电磁离合器在连接不同转速的构件时用于转速补偿。

在这里，在两个彼此相对移动的构件之间使用例如以所谓的用于制动 器的摩擦盘和用于离合器的离合器盘的形式的耦合元件。摩擦盘和离合器 盘是承受高磨损的高应力构件。当达到最小厚度形式的磨损极限时，必须 定期更换摩擦盘或离合器盘。

为了确定更换时间点，电磁制动器或离合器因此必须具有磨损监测， 该磨损监测至少表明达到耦合元件的最小厚度。

如DE102006009876B3所示，在现有的电磁制动器中为此使用例如微 动开关。然而，这样的开关具有的缺点是，该开关只能反映两个离散的开 关状态。因此，关于磨损识别，只能在状态“未达到磨损极限”和“已达 到磨损极限”之间进行区分。

由于尤其是电磁制动器，而且还有离合器，通常都用作与安全相关的 组件，因而达到耦合元件的磨损极限通常会导致所讨论的设备的停机时间 相对较长。当可以提前估计达到磨损极限的时间点时，可以大大缩短该停 机时间。

达到耦合元件的磨损极限的时间点主要依赖于电磁制动器或离合器的 使用条件，并因此依赖于大量的彼此相互作用的、部分地难以确定的因素。 因此，只能基于这些因素以高昂的费用并且非常不精确地对何时达到耦合 元件的磨损极限进行早期估计。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种电磁制动器或离合器，其中，可连续 地检测耦合元件的磨损状态，并且该电磁制动器或离合器也易于制造和安 装。

根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的电磁制动器或离合 器来实现。

本发明的有利的设计方案和改进方案在从属权利要求中给出。

根据本发明的电磁制动器或离合器具有可沿至少一个位移轴线位移的 电枢。电枢是电磁制动器或离合器中与摩擦盘或离合器盘配合的构件。在 制动器的情况下，电枢优选地表示构件对的抗旋转的构件。

电枢可沿至少一个位移轴线位移。优选地，制动器或离合器可以通过 使电枢沿至少一个位移轴线位移来致动。

根据本发明的制动器或离合器还具有位移元件，该位移元件与电枢至 少部分地牢固连接，并且可与该电枢沿至少一个位移轴线位移。在这里， 位移元件和电枢可以一体地构成。但是，位移元件也可以由单独的构件形 成，该单独的构件以材料配合、形状配合或力配合的方式与电枢连接。例 如可以设想粘合连接或按压连接。在最简单的情况下，位移元件是销，该 销相对于位移方向固定地紧固在电枢上，例如旋紧在电枢上。因此，牢固 连接可以尤其是以可松开的连接，例如螺旋连接的形式来实现。如果位移 元件构成为多件式，则该位移元件至少以一部分与电枢牢固连接。尤其地， 通过使电枢与位移元件的至少一部分牢固连接，位移元件可与电枢沿至少 一个位移轴线位移。

此外，根据本发明的电磁制动器或离合器具有霍尔传感器，通过该霍 尔传感器可检测位移元件的多个位置，包括至少一个起始位置、结束位置 和多个中间位置。

在这里，起始位置、结束位置和中间位置优选地描述了位移元件在制 动器或离合器关闭时所占据的位置。根据本发明的一个改进方案，通过霍 尔传感器还可检测位移元件的打开位置。在这里，优选地，当制动器或离 合器完全打开时位移元件所占据的位置被称为打开位置。在本发明的一个 优选实施方式中，位移元件如此与电枢连接，使得位移元件的位置对应于 电枢的位置，从而可以从位移元件的位置推断出电枢的位置。

特别优选地，电磁制动器或离合器如此被调节，使得起始位置和结束 位置界定电磁制动器或离合器能够进行安全操作的范围。如何可以精确地 确定位移元件的相应当前位置，尤其是依赖于位移元件可以占据多少个中 间位置或者可由霍尔传感器检测到多少个中间位置。

在这里，通常设置有耦合元件，该耦合元件通过电枢与位移元件有效 连接。在制动器的情况下，摩擦盘用作耦合元件，并且在离合器的情况下 离合器盘用作耦合元件。这些耦合元件通常由高应力且易磨损的材料制成。

电枢和位移元件之间的有效连接优选地如此构造，使得电枢在制动器 或离合器关闭时沿至少一个位移轴线位移并因此与耦合元件接触。

在本发明的一个优选实施方式中，电磁制动器或离合器如此构成，使 得耦合元件的磨损状态和电枢的位移路径之间存在用于关闭制动器或离合 器的关系。因此，通过电枢的位置以及因此优选地也通过位移元件的位置 可以尤其是推断出耦合元件的磨损状态。特别优选地，电磁制动器或离合 器如此设置，使得位移元件的起始位置对应于尚未具有任何磨损迹象的新 的耦合元件。位移元件的结束位置如此被测量和调整，使得优选地指示达 到耦合元件的磨损极限。中间位置因此可以代表位于两者中间的磨损状态。

本发明可以如此改进，使得可通过霍尔传感器检测位移元件的打开位 置。虽然位移元件的起始位置、结束位置和中间位置可以作为耦合元件的 磨损状态的量度，但是还可以通过打开位置显示制动器或离合器的开关状 态，也就是说，制动器被制动或者离合器被接合。

优选地，可由霍尔传感器产生依赖于位移元件的位置的输出信号，其 中，输出信号的自身的信号值可与位移元件的每个位置相关联。因此，可 以基于信号值确定位移元件的位置。在本发明的一个优选实施方式中，在 这里，霍尔传感器产生脉宽调制的输出信号，从而位移元件的特定位置可 以与输出信号的每个脉宽相关联。尤其依赖于霍尔传感器如何精确地将位 移元件的位置传递给输出信号，位置也可以概述为位移元件可以在不改变 输出信号的情况下移动的区域。

优选地，位移元件具有轮廓，例如锥形轮廓。特别优选地，轮廓布置 在位移元件的区域中，在该区域中可以针对霍尔传感器检测位移元件的位 置。尤其地，因此，可以通过使位移元件沿横向于霍尔传感器的至少一个 位移轴线平移移动来改变霍尔传感器和位移元件的表面之间的距离，由此 可以引起输出信号的变化。

优选地，在这里，轮廓如此构成，使得位移元件的位置和输出信号至 少部段地具有线性关系。位移元件的位置和输出信号之间的关系可以通过 适配轮廓来调节。在这里，对线性关系没有限制。尤其地，轮廓可以如此 构成，使得位移元件的位置在确定区域中比在其他区域中更精细地被分辨。

在本发明的一个优选实施方式中，霍尔传感器布置在传感器单元中。 传感器单元可以尤其是具有传感器壳体。传感器壳体优选地对应于市场常 见的微动开关的形状、尺寸和连接尺寸。特别优选地，传感器壳体具有传 感器袋，霍尔传感器至少部段地布置在该传感器袋中。由此，霍尔传感器 可以特别容易地布置在电磁制动器或离合器中。尤其地，因此，可以精确 地限定相对于其他构件的位置。

优选地，与霍尔传感器相邻的传感器单元还具有位移元件孔，位移元 件至少部段地布置在该位移元件孔中。特别优选地，位移元件的布置有轮 廓的部段布置在位移元件孔中。位移元件孔可以布置在传感器壳体中。因 此，可以精确地限定位移元件相对于霍尔传感器的位置。另外，在通过霍 尔传感器检测到位移元件的位置时，可以实现高重复精度。

在本发明的一个改进方案中，位移元件具有间隔销和/或传感器销，其 中，该间隔销布置在电枢上，并且该传感器销布置在传感器单元中。当电 枢和传感器单元之间的距离表现为相对较大时，该实施方式是特别有利的。 优选地，在该情况下，轮廓优选地布置在传感器销上。

在本发明的另一个改进方案中，间隔销和传感器销彼此脱开。通过将 间隔销和传感器销脱开，可以尤其是补偿间隔销和传感器销之间的径向偏 移。另外，可以由此将间隔销和传感器销彼此分开地制造和安装。

优选地，传感器销抵靠弹簧元件被支承。由此，即使在间隔销和传感 器销脱开时，也可以实现传感器销与间隔销的贴合。因此，传感器销可以 跟随间隔销的每次位移。

在本发明的一个特别优选的实施方式中，电磁制动器或离合器构成为 弹簧压力制动器或离合器。

根据本发明的电梯具有根据本发明的电磁制动器或离合器。尤其地， 通过在载客电梯和/或载货电梯中使用根据本发明的电磁制动器或离合器， 特别是在维护方面，可以实现电梯的特别短的停机时间。

附图说明

参照以下附图说明本发明的实施例。在附图中：

图1示出了根据本发明的电磁制动器或离合器，尤其是弹簧压力制动 器的实施例的俯视图；

图2示出了图1所示的实施例的横截面的详细视图；

图3示出了根据图1所示的实施例的霍尔传感器、传感器销和弹簧元 件的布置的示意图；

图4示出了图1所示的实施例的传感器壳体的三维视图；

图5示出了图1所示的实施例的传感器壳体的俯视图；

图6示出了图1所示的实施例的打开的传感器单元的俯视图；

图7示出了图1所示的实施例的位移元件的位置与输出信号的关系的 示意图；

图8示出了图1所示的实施例的开关状态、输出信号和磨损状态的关 系的示意图。

具体实施方式

图1至图8示出了实施例的各种视图和曲线图。为了清楚起见，并非 在每个图中使用所有附图标记。相同的附图标记用于相同的部件。

图1示出了根据本发明的电磁制动器的实施例的俯视图，该电磁制动 器在当前情况下是弹簧压力制动器10。弹簧压力制动器10具有电枢12， 在此是电枢盘，该电枢12可沿位移轴线14位移。与电枢12相邻地布置有 以摩擦盘形式的耦合元件16。当关闭弹簧压力制动器10时，电枢12沿位 移轴线14在耦合元件16的方向上位移，使得耦合元件16与固定的电枢12 摩擦接触并且被制动。在这里，在电枢12和相邻的构件之间产生间隙s(图 2)。

具有间隔销纵向轴线20的间隔销18与电枢12牢固连接。间隔销18 在此被旋入到电枢12中。在位于电枢12下方的传感器单元22处，间隔销 18碰触传感器销24，该传感器销24具有传感器销纵向轴线26并且与间隔 销18一起形成位移元件28。

如图2所示，间隔销18和传感器销24通过使它们仅在端面彼此对接 而彼此脱开。由于位移元件28未构成为一件式，因而间隔销18和传感器 销24可彼此分开制造和安装。

另外，在弹簧压力制动器10的操作中，间隔销纵向轴线20和传感器 销纵向轴线26之间的径向偏移v可以尤其是通过使间隔销18和传感器销 24脱开来容许。

传感器单元22具有传感器壳体30，该传感器壳体30具有位移元件孔 32，传感器销24抵靠弹簧元件34被支承在该位移元件孔32中。此外，传 感器壳体30具有传感器袋36，霍尔传感器38布置在该传感器袋36中。通 过这种布置，可以实现传感器单元22的高重复精度。通过位移元件孔32 和传感器袋36的相邻布置，传感器销24和霍尔传感器38可以相对于彼此 理想地定位。此外，可因此通过霍尔传感器38良好地检测位移元件28的 多个位置。尤其是包括起始位置、结束位置、多个中间位置和打开位置。

在图4和图5中分别示出了传感器壳体30。传感器单元22的图示可以 在图6中找到。

当弹簧压力制动器10打开时，也就是说在非制动状态下，电枢12沿 位移轴线14在传感器单元22的方向上位移并且释放耦合元件16或摩擦盘。 在这里，与电枢12牢固连接的间隔销18将传感器销24沿传感器销纵向轴 线26压靠弹簧元件34。位移元件28处于打开位置。

当弹簧压力制动器10关闭时，电枢12在耦合元件16的方向上位移并 与耦合元件16摩擦接触。受弹簧元件34的偏置限制，间隔销18和传感器 销24之间的连接保持。因此，电枢12的位置被传递到整个位移元件28。 依赖于耦合元件16具有的厚度d，在弹簧压力制动器10关闭时产生电枢 12的位置以及因此位移元件28的位置。

在这里，布置有位移元件28的位置被称为起始位置，在该位置处耦合 元件16没有磨损迹象。如果达到磨损极限，则位移元件28处于结束位置。 中间位置相应地布置在两者之间并反映出不同进展的磨损状态。

位移元件28具有轮廓40，该轮廓40在实施例中布置在传感器销24 上。轮廓40构成为例如锥形。当位移元件28沿位移轴线14位移时，传感 器销24沿传感器销纵向轴线26并因此横向于霍尔传感器38位移。因此， 通过轮廓40改变霍尔传感器38和传感器销24的表面之间的距离。轮廓40 在图3的示意图中特别清楚地示出。由此，由霍尔传感器38输出的输出信 号依赖于位移元件28的位置而变化。

在图7中示出了输出信号对位移元件28的位置的依赖性。打开位置示 出在部分a中。在这里，传感器销24优选地最大程度地被压入到位移元件 孔32中。以脉宽调制值PWM的形式输出的输出信号的信号值优选为20％。 在图7的部分b中，弹簧压力制动器10关闭，其中，耦合元件16尚未具 有磨损迹象。因此，位移元件28处于起始位置。霍尔传感器38输出优选 为50％的对应的脉宽调制值PWM。图7的部分c示出了已达到耦合元件 16的磨损极限的状态。位移元件28处于结束位置。相应的脉宽调制值PWM 优选为80％。

如图7所示，位移元件28的起始位置优选地被限定为位置x＝0mm(图 7，部分b)。如果弹簧压力制动器10打开，则位移元件28在弹簧元件34 的方向上移动到打开位置。这里，优选x＜0mm(图7，部分a)。在中间位 置和结束位置，位移元件28优选地布置在位置x＞0mm(图7，部分c)。

图8示意性示出了在耦合元件16的使用寿命期间的输出信号的发展以 及与弹簧压力制动器10的开关状态和耦合元件16的磨损状态的关系。

从具有最小磨损Vmin的耦合元件16开始，磨损通过所做的摩擦功W 继续进展，直到最终达到最大磨损Vmax的状态并因此达到磨损极限。在 这里，在弹簧压力制动器关闭B_closed时，磨损状态始终反映在输出信号的脉 宽调制值PWM中。磨损状态从优选50％(位移元件28的起始位置)通过 优选65％(位移元件28的中间位置)变动到优选80％(位移元件28的结 束位置)。为了清楚起见，在这里，仅示出了位移元件的中间位置之一。另 外，通过输出信号非常粗略地示出了磨损状态的分辨率。通过相应地提高 分辨率，可以使输出信号非常接近耦合元件16的实际磨损状况，直到近似 连续的磨损状况确定。

在弹簧压力制动器打开B_open时，位移元件28处于打开位置。因此， 在该情况下，不依赖于耦合元件16的磨损状态，输出信号采用优选为20％ 的恒定的脉宽调制值PWM。因此，根据图5中的图示可以清楚看出，在本 实施例中，当仅使用一个传感器单元22时，可以既检测耦合元件16的磨 损状态，又检测弹簧压力制动器10的开关状态。

附图标记说明：

B_closed 弹簧压力制动器关闭

B_open 弹簧压力制动器打开

d 厚度

PWM 脉宽调制值

s 间隙

v 偏移

V_max 最大磨损

V_min 最小磨损

W 摩擦功

10 弹簧压力制动器

12 电枢

14 位移轴线

16 耦合元件，摩擦盘

18 间隔销

20 间隔销纵向轴线

22 传感器单元

24 传感器销

26 传感器销纵向轴线

28 位移元件

30 传感器壳体

32 位移元件孔

34 弹簧元件

36 传感器袋

38 霍尔传感器

40 轮廓

Claims (10)

1.一种电磁制动器或离合器，其具有以下特征：

沿至少一个位移轴线（14）可位移的电枢（12）；

位移元件（28），所述位移元件（28）至少部分地与所述电枢（12）牢固连接并可与所述电枢（12）沿所述至少一个位移轴线（14）位移；以及

霍尔传感器（38），通过所述霍尔传感器（38）可检测所述位移元件（28）的多个位置，包括起始位置、结束位置和多个中间位置中的至少一个，

其特征在于，所述位移元件（28）具有间隔销（18）和/或传感器销（24），其中，所述间隔销（18）布置在所述电枢（12）上，并且所述传感器销（24）布置在传感器单元（22）中，并且其中，所述位移元件（28）具有轮廓（40），所述轮廓（40）布置在所述传感器销（24）上用于改变所述霍尔传感器（38）和所述传感器销（24）的表面之间的距离。

2.根据权利要求1所述的电磁制动器或离合器，其特征在于，设置有耦合元件（16），所述耦合元件（16）与所述位移元件（28）有效连接。

3.根据权利要求1所述的电磁制动器或离合器，其特征在于，可通过所述霍尔传感器（38）检测所述位移元件（28）的打开位置。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的电磁制动器或离合器，其特征在于，可由所述霍尔传感器（38）产生依赖于所述位移元件（28）的位置的输出信号，其中，所述输出信号的信号值可与所述位移元件（28）的每个位置相关联。

5.根据权利要求4所述的电磁制动器或离合器，其特征在于，所述轮廓（40）如此构成，使得所述位移元件（28）的位置和所述输出信号至少部段地具有线性关系。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的电磁制动器或离合器，其特征在于，所述霍尔传感器（38）布置在所述传感器单元（22）中，并且与所述霍尔传感器（38）相邻的所述传感器单元（22）具有位移元件孔（32），所述位移元件（28）至少部段地布置在所述位移元件孔（32）中。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的电磁制动器或离合器，其特征在于，所述间隔销（18）和所述传感器销（24）彼此脱开。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的电磁制动器或离合器，其特征在于，所述传感器销（24）抵靠弹簧元件（34）被支承。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的电磁制动器或离合器，其特征在于，所述电磁制动器或离合器构成为弹簧压力制动器（10）或离合器。

10.一种电梯，其具有根据权利要求1至9中任一项所述的电磁制动器或离合器。

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