CN1299022C - 带有可变弹性系数的阻尼元件的电磁制动器 - Google Patents

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Abstract

一种电磁压缩弹簧制动器，包括一个背板(1)，该背板(1)包括一个螺线管(3)和多个在背板(1)内等间距地分布的螺旋弹簧(5)；一个位于被制动的一个轴的一个轮毂上的摩擦板(4)。制动器具有一组阻尼元件(7，8)，沿着周边等间距地分布，并且在背板(1)和电枢板(2)的彼此相对的表面之间具有一个特定的弹性系数，用于当冲击背板(1)的表面时减少电枢板的拉入噪声。另外的一组阻尼元件(9至12)沿着周边等间距地分布，具有显著低的弹性系数，用于与所相对的背板(1)的表面继续接触，以便在制动时减少电枢板(2)的推出噪声。作为一种代替的方案，阻尼元件的表面可分割成一较大的表面部分，用于与拉入电枢板接触，以减少拉入噪声，以及一较小的轴向凸起的表面部分，用于与所相对的已推出电枢板的表面继续接触，以减少推出噪声。

Description

带有可变弹性系数的阻尼元件的电磁制动器
技术领域
本发明涉及一种器件，用于消声机械制动器，也就是涉及零电流起动的电磁压缩弹簧制动器，使用于转动物体的安全制动和精确定位，或者涉及离合制动器组件或其它普通的安全和/或恒速制动器和类似器件。
背景技术
机械制动器，例如，摩擦制动器倾向于振动，导致一个噪声麻烦。该噪声来自机械元件的冲击和振动等原因。除此之外，这种冲击和振动还可能引起机械元件的损坏。最终，这种噪声对于附近的任何人都是一个麻烦。
使用在剧院和升降机系统上的制动器需要工作时非常安静，尽管它们非常频繁地起动。这样除了在本说明书的内容内没有详述的特殊的电磁电路之外，还需要机械性质的以及影响磁通量的特殊的消声器件。
在电磁制动器和离合器中，有两种类型的不希望的噪声，其区别为：第一种称为“拉入噪声”，它是当电枢板被拉入与背板接触时产生的，导致钢与钢的冲击。电枢板的拉动例如是被螺线管(制动器电枢线圈)的通电而起动。第二种称为“推出噪声”，它是当电枢板例如借助弹簧力被推动顶住摩擦板产生的。因此它是当螺线管断开电路时立即产生的。
消除这种噪声的已知的器件包括O形密封圈或者使用盘形弹簧外层，然而，它们经常倾向于变化以及随着时间的推移而丧失它们的效果。消声的组件也是已知的，然而，照例地它们不允许简单的重新调节或者无法将消声适应于任何真实的环境，因此这里需要一种系统，允许简单的重新调节，使用于消声的器件。
由一篇下列标题的文献“Kühles Stoppen mit Federkraftbremsen”in the June 1991 issue of the German design magazine“DerKonstrukteur”可以知道一种直流供给器件，通过一个整流器，用于一个电磁释放制动器，还可以由文献德国实用新型说明书(Germanutility model specificafion)DE-GM 18 89 257知道提供的这种制动器，带有缓冲器型本体的一个环形结构。
由日本专利摘要(Patent Abstract of Japan)，M-1343，Dec.1992，Vol 16/No.569知道，为了消除机械的冲击噪声，在螺线管的壳体的环形沟槽内使用O形密封圈，与制动器的纵向中心线同心地设置，并且稍微凸出于壳体的表面，以便与一个相对的电枢板接触，以及它在拉出电枢板时被压缩。这种两个同心的O型密封圈的组件在产生较高的力时是不够充分的，以及通常对消除推出噪声是没有任何效果的。
由本申请人的文献WO 98/21496公开了另一种器件，用于机械制动器的消声，它在机械的元件的凹槽内使用柔性环，尤其是O形密封圈，与另一个机械的元件相对，用于阻尼冲击和振动。在此结构中，O形密封圈与制动器的纵向的中心线偏心地放置，以及O形密封圈的内部被一个柔韧性的板充填以引导O形密封圈。然而，这种已知的解决方案，在所有的情况下，除了拉入噪声外，对清除推出噪声也是失败的。
发明内容
因此，形成本发明基础的目的是改进上述已知的消声器件，从而使除了消除拉入噪声之外，推出噪声也能够借助特别简单的器件来减少；最好此消声器件在重新调节方面也不会产生问题，以便用于“调谐”至改变的状态。
按照本发明的第一方面，提供了一种电磁压缩弹簧制动器，包括一个背板，该背板具有一个螺线管和多个在背板内等间距地分布的螺旋弹簧；一个位于要被制动的一个轴的一个轮毂上的摩擦板，一个轴向插入的、轴向可偏移但不可转动的电枢板，所述电枢板可被螺旋弹簧或螺线管轴向地偏移进入与摩擦板或背板的表面相接触，以及具有第一组阻尼元件，它们沿圆周方向等间距地分布并且在背板和电枢板的相对的表面之间具有一个特定的弹性系数，用于当冲击背板的表面时减少电枢板的拉入噪声，其中，还具有第二组阻尼元件，该第二组阻尼元件沿圆周方向等间距地分布，具有显著低的弹性系数并因此具有更高的膨胀能力，用于在电枢板推出时还继续地与所面对的电枢板或背板的表面接触，以便制动时减少电枢板的推出噪声。
按照本发明的第二方面，提供了一种电磁压缩弹簧制动器，包括一个背板，该背板具有一个螺线管和等间距地分布在背板内的螺旋弹簧；一个位于要被制动的一个轴的一个轮毂上的摩擦板，一个轴向插入的、轴向可偏移但不可转动的电枢板，所述电枢板可被螺旋弹簧或螺线管轴向偏移进入与摩擦板或背板的表面的接触，以及至少一个中心柔性阻尼元件，其表面安装在电枢板和背板的表面之间的分离平面上，其特征在于，所述阻尼元件的表面被分割成为一个较大的表面部分和一个较小的轴向凸起的表面部分；大的表面部分用于与拉入电枢板接触，以减少拉入噪声，而较小的轴向凸起的表面部分用于与已推出电枢板的相对的表面继续接触，以减少推出噪声。
优选地，第二组阻尼元件用钢制成螺旋形弹簧或盘形弹簧的形状。
优选地，阻尼元件被构造为液压或气动类型的元件。
两种类型的阻尼元件可以轴向地调节，例如，这时借助平头螺丝或类似件，以允许调节位于电枢板和背板之间分离面上的阻尼元件的表面的位置。
总之，机械的元件提供用于消除拉入噪声和推出噪声，这些元件相互配合，选择不同的弹性系数，以便最佳地消除拉入噪声和推出噪声两者，每种可以调谐为另一种。这种调节能够由外面进行，当安装和试验时可允许调节制动器。
本发明的其它方面可以由从属权利要求理解。
附图说明
本发明现在借助三个不同的实施例予以详细说明，如附图所示，其中：
图1是按照本发明的制动器的一个剖面图，包括新型的消声系统位于背板内；上半部的标号为A和下半部的标号为B；
图2是一个制动器的类似的剖面图，包括按照本发明的消声系统，位于电枢板内；同样，上半部的标号为A和下半部的标号为B；
图3是一个制动器的另一个剖面图，包括按照本发明的消声原理的其它方面，在上半部标记A内，示出带有电枢板的制动器，该电枢板是电磁拉入的，以及在下半部标记B内示出带有电枢板的制动器，它被压缩弹簧压迫出，这就是处于推出状态或制动状态；在上半部A中，螺线管供电以及因此带电，以及在下半部B中，螺线管断电。
图4是由图3所示的下半部切取部分的放大的细节图。
具体实施方式
现在参见图1，这里示出一个中心轮毂(未标注图号)，轴向地带有锯齿，以便与摩擦板4的相应的锯齿部分匹配，该摩擦板4配备摩擦衬套6在两个侧面上。在本申请的具体的情况下，轮毂定位在需要制动的一个机器或装置的一个轴上(图中未示出)。
如果由摩擦板4轴向地向内观察，一个电枢板2是定位为轴向可偏移的，但不能够在制动器壳体内转动。电枢板2定位为与制动器的纵向中心线同心并夹持部件的轮毂，以引导位于轮毂上的摩擦板4。在电枢板2的另一侧面，与摩擦板4轴向相对地设置背板1，在背板1中一个同心的螺线管3与一系列的螺旋弹簧5沿周边等间距地分布。
如前面所述的普通的零电流起动的电磁制动器在背板1内另外还具有两个不同的消声系统，它们彼此之间主要的差别是它们的显著不同的弹性系数，在图1内以图号7，8，9识别的消声系统，包括两个销钉部件7，位于平行于纵向的中心线的一个钻孔内以及借助一个平头螺丝9来调节。销钉7用黄铜或不磁化钢制成，而销钉7a用钢或类似材料制成，并且，分离两个销钉部件的塑料中间层8用塑料制成。通过平头螺丝的影响或调整，用抗磁化材料制成并面对电枢板2的销钉部件7定位在相应的轴向地平行钻出的孔内，这样使它的面对电枢板2的表面稍微地凸出于面对电枢板2的背板1的表面。这样导致在激励螺线管3时电枢板2被缓冲，以有利地作用于(即消除)所谓的拉入噪声。这种消声系统包括元件7，8和9，与本说明书前言部分讨论的本申请人的文献WO 98/21496中所列的相似。这种消声系统以图号7，8和9识别，具有较高的弹性系数，即陡峭的特性，至少与以图号9-12识别的消声系统比较是这样，后者需要显著低的弹性系数即舒缓的特性，因为它需要在电磁铁拉入噪声/推出噪声时跟随电枢板2的移动，以便在制动时也缓冲电枢板2。由于阻尼器8，销钉7能够跟随电枢板下降至一个额定的空气间隙。除了消声作用外，阻尼器8还可用于防止元件11/12的过早下沉，详见后述。
两个不同的消声系统设置为在背板内沿周边多重分布，例如，围绕周边对称地交替交叉分布。
第二消声系统以图号9-12识别，该系统首先包括一个轴向较长的抗磁化销钉10，是用黄铜或不磁化的钢制造的。借助一个包括安装在内部的塑料板11的O形密封圈12，抗磁化的销钉10被一个平头螺丝9或强或弱地压紧，即以可调节的压力压紧。由图可以看出，抗磁化的销钉10在螺线管3断开电路时能够跟随电枢板2移动，这就是当螺旋弹簧5开始作用以推动电枢板顶住带有摩擦衬套6的摩擦板4时，这样即使在电枢板2推出之后，即制动时，它作用在电枢板2上，以阻尼产生噪声的电枢板2的任何振动。如图1所示在推出时，一旦电枢板2已规则地沿摩擦板4的方向上移动仅零点几毫米，抗磁化的销钉10能够直接地跟随此推出移动，因为它的固有的高弹性和偏移能力，因此能够仍旧影响电枢板2进行制动器的有效的制动作用，这就是，这时电枢板2处于左边位置与摩擦板4接触，如图1所示。
元件11，12主要使用于消除拉入噪声，但也使用于消除推出噪声，因为电枢板的拉入被阻尼器的接触延迟。
元件8主要使用于消除拉入噪声，以避免元件11，12的提前的疲劳，这种疲劳是被偏硬的调节引起的(通过充满可用于安装的空间的较陡的特性)。
现在参见图2，这里示出一个实施例，它与参见图1所示的实施例的差别在于，一方面是以图号8，9识别而另一方面是以图号9，11，12识别的二个不同的消声系统不是安装在背板1内，而是在电枢板2内，由此它们与相对的表面，即背板1的相对的表面协同工作，其方式与上述的相同。这就意味着，由适当的塑料制造的阻尼元件8需要具有比图2所示的阻尼元件11，12高得多的弹性系数，在制动器激励之后阻尼元件11、12继续保持与背板表面的接触，用于消除推出噪声的目的。
现在参见图3，这里示出如何在电枢板2消声时达到相同的目的，这种消声是不同的弹性系数的最终轴向调节的一个函数。然而，在此种情况下，它是借助一个单独的(中心圆圈内的)中心柔性元件13达到的，其细节放大示于图4内。中心的柔性元件13也可以位于电枢板2的相对的表面上，与图2所示的相似，一方面它具有一个平坦的表面部分13a，稍微凸起于背板1的表面，然而在其中部设置一个小球型的表面部分(凸起)13b。图4示出中心的柔性元件的作用，并且电枢板2是断电的，即示出推出噪声是如何消除的。在另一方面，当电枢板被通电的螺旋管3拉入时，图4内的电枢板2被推动更向右，从而压平中部的小球型表面部分13b，进入与中心的柔性元件13的完全压平表面13a和凸起表面13b的接触，以便随后在消除拉入噪声的情况下作用在此位置，即上述的情况下使用一个较高的弹性系数。
如以上所述，如图3和图4所示的中心的柔性元件13能够像图2所示的实施例的阻尼元件那样容纳在电枢板2内，用于随后与背板1的面对的表面协同工作。同样可以理解，中心的柔性元件13也能够成为借助一个螺丝轴向可调节的，虽然这样一种可能性在图中没有详细说明。
图1或图2的上半部A示出的系统主要用于消除推出噪声，而下半部B示出的系统主要在于消除拉入噪声。
拉入噪声消除：见图1下半部B-电枢板2被推动顶住抗磁化销钉7，该销钉7包括一个刚性的塑料部件8作为一个中间层。电枢板2不会进入与背板1的完全的接触。刚性元件7，8的调节可以由外面借助平头螺丝9进行。
推出噪声消除：电枢板2的推出类似地移动一个抗磁化销钉10，该移动是借助在一个弹性的塑料板11外引导的O形密封圈12的力进行的，在此种情况下，使用一个系统，该系统可类似地由外面借助平头螺丝9进行调节。
调谐：上述两个系统，即消除推出噪声和拉入噪声用的两个系统必须相互精细地调谐至在两种转换状态时具有最佳的消声效果。
图号清单
1-背板/螺线管载体板
2-电枢板
3-螺线管
4-摩擦板
5-螺旋弹簧
6-摩擦衬套
7-黄铜或非磁化钢制的抗磁化销钉
7a-钢销钉等
8-塑料中间层/阻尼器
9-平头螺丝
10-抗磁化销钉
11-塑料板
12-O形密封圈
13-适当的塑料的中心的柔性的阻尼元件
13a-平坦的表面部分
13b-小球型表面部分

Claims (11)

1.一种电磁压缩弹簧制动器，包括一个背板(1)，该背板(1)具有一个螺线管(3)和多个在背板(1)内等间距地分布的螺旋弹簧(5)；一个位于要被制动的一个轴的一个轮毂上的摩擦板(4)，一个轴向插入的、轴向可偏移但不可转动的电枢板(2)，所述电枢板(2)可被螺旋弹簧(5)或螺线管(3)轴向地偏移进入与摩擦板(4)或背板(1)的表面相接触，以及具有第一组阻尼元件(7，8)，它们沿圆周方向等间距地分布并且在背板(1)和电枢板(2)的相对的表面之间具有一个特定的弹性系数，用于当冲击背板(1)的表面时减少电枢板的拉入噪声，
其特征在于，还具有第二组阻尼元件(9至12)，该第二组阻尼元件(9至12)沿着圆周方向等间距地分布，并且具有显著低的弹性系数并因此具有更高的膨胀能力，用于在电枢板(2)推出时还继续地与所面对的电枢板(2)或背板(1)的表面接触，以便制动时减少电枢板(2)的推出噪声。
2.按照权利要求1的电磁压缩弹簧制动器，其特征在于，所述第一和第二组阻尼元件安装在背板(1)内，并作用在所面对的电枢板(2)的表面上。
3.按照权利要求1的电磁压缩弹簧制动器，其特征在于，所述第一和第二组阻尼元件安装在电枢板(2)内，并作用在所面对的背板(1)的表面上。
4.按照权利要求1的电磁压缩弹簧制动器，其特征在于，所述第一组阻尼元件(7，8)安装在电枢板(2)内以及第二组阻尼元件(9-12)安装在背板(1)内，或者与此相反也可以，以及在每种情况下所述阻尼元件作用在与之相对的表面上。
5.按照权利要求1，2，3或4的电磁压缩弹簧制动器，其特征在于，位于电枢板(2)和背板(1)之间的分离平面上的阻尼元件(7，8，10，11，12)的表面的位置可借助平头螺丝(9)重新调节。
6.按照权利要求1的电磁压缩弹簧制动器，其特征在于，第二组阻尼元件(9至12)由橡胶或塑料类材料制成。
7.按照权利要求1的电磁压缩弹簧制动器，其特征在于，第二组阻尼元件用钢制成螺旋形弹簧或盘形弹簧的形状。
8.按照权利要求1的电磁压缩弹簧制动器，其特征在于，阻尼元件被构造为液压或气动类型的元件。
9.按照权利要求1的电磁压缩弹簧制动器，其特征在于，阻尼元件(7，8，9或9-12)具有由抗磁化材料制造的销钉(7，10)，以防止杂散磁通量的干涉。
10.一种电磁压缩弹簧制动器，包括一个背板(1)，该背板(1)具有一个螺线管(3)和等间距地分布在背板(1)内的螺旋弹簧(5)；一个位于要被制动的一个轴的一个轮毂上的摩擦板(4)，一个轴向插入的、轴向可偏移但不可转动的电枢板(2)，所述电枢板(2)可被螺旋弹簧(5)或螺线管(3)轴向偏移进入与摩擦板(4)或背板(1)的表面的接触，以及至少一个中心柔性阻尼元件(13)，其表面安装在电枢板(2)和背板(1)的表面之间的分离平面上，
其特征在于，所述阻尼元件(13)的表面被分割成为一个较大的表面部分(13a)和一个较小的轴向凸起的表面部分(13b)；大的表面部分(13a)用于与拉入电枢板(2)接触，以减少拉入噪声，而较小的轴向凸起的表面部分(13b)用于与已推出电枢板的相对的表面继续接触，以减少推出噪声。
11.按照权利要求10的电磁压缩弹簧制动器，其特征在于，在电枢板和背板之间的分离平面上的阻尼元件(13)的表面的位置可以借助平头螺丝(9)重新调节。
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