CN1398328A - 与主动盘成一体的电磁制动器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用电磁松开的摩擦安全制动器，它固定在一机械元件如一电动机、一齿轮箱和一紧固悬臂(5)上。为了能给出一特别紧凑地构造的、具有高的转矩的制动器，具有位于外面的主动盘以及与主动盘做成一体的结构件，建议至少一个旋转的圆环形摩擦衬垫载体(7)与主动盘的朝向机械元件(5)的端面边缘连接，并且从径向的外面伸入机械元件(5)与电枢盘(6)之间的径向间隙中。圆环形摩擦衬垫载体(7)最好用其结构为圆环段的弹性片(9)可轴向移动地固定在主动盘(1)上。

Description

与主动盘成一体的电磁制动器
在申请人的1996年的7月5日的GbM29611732.3中，示出一种具有两个摩擦盘和一个可沿轴向移动但不能旋转的电磁铁的用电磁松开的摩擦安全制动器。其中，两个制动盘在电磁铁的两侧可轴向移动地布置在一个旋转的中心轮毂上，并在制动时通过线圈载体中的压缩弹簧一方面被夹在电枢盘与一凸缘板之间，另一方面被夹在线圈载体壳与一机器壁之间。此时，旋转的部分位于制动器的里面，而这并不是在任何可以想象的安装情况都有用的。
在申请人的1997年6月27日及1998年1月15日的WO98/01681的附图5中，一同样类型的制动器的称为轮毂的可旋转的部分如此构造，以使它包围制动器的所有其它零件或沿径向向外将其包围，也就是说，包围旋转的制动盘、具有压缩弹簧的线圈载体和受弹簧载荷的电枢盘。在此结构中，还有这样的缺点，即，旋转的轮毂与制动盘之间的连接通过一昂贵的而且另外还占地方的、轮壳和制动盘的内啮合或外啮合实现。
对于这一现有技术，涉及的是一种双回路制动器，它具有各自一个摩擦元件，它们各自在布置在中间的、具有电枢盘的线圈载体的左面和右面。此外，具有电枢盘的线圈载体浮动地支承。
DE-OS19733169也只示出权利要求1的前序部分的特征。部分3为一固定的机器壁(第10栏第24行)，部分67为一弧形弹簧片(第10栏第59行以下)。仅由其在图7中的描述，它们看起来似乎涉及按照本发明的摩擦衬垫载体(7)，但是在仔细看时，表明它是错误的判断。
DE-OS4105358示出一汽车制动器，它具有一制动器壳13的盆形部分、制动盘16和一电磁压紧装置18，也就是说，具有已经众所周知的特征。
DE-PS3539805描述了一种用电磁动作的弹簧加压制动器，它具有一般性特征。在图3和4中示出一板弹簧10，但是未给出与按照本发明的制动器的弹簧相似之物。
从DE-PS295826知道一种已知的用电磁松开并通过弹簧拉力制动的制动器。DE-OS3620797为一种具有径向作用的制动瓦的制动器，与本发明是不可比的。
在DE-OS1400084中示出一电磁式片式离合器。在按照DE-OS4141525的用于汽车的环形制动器中，部分3为一向内抱的制动鞍座。按照US-PS2465394的汽车制动器是为此特殊目的设计的。
在现有技术中，通常都知道，前述类型的以及其它的制动器要如此作为双回路制动器形成，即，电枢盘和其电磁附件沿径向或沿对角分开。
本发明的目的是，给出一种前面讨论过的类型的制动器，它的构造简单并且特别紧凑，具有位于外面的主动盘和与其做成一体的结构件。此时，可以按选择实现一单回路制动器或一双回路制动器，其中，另外还可以不用高的费用来提高转矩。
在“双回路制动器”(对比于“单回路制动器”)中有两个尽可能彼此独立的制动部分，它们彼此分开地工作；即使一部分由于某种原因而失效，另一部分仍然总是能制动，也就是说，大大地提高了制动器的安全性。
下面参考附图详细说明本发明。其中均为非常简化的图：
图1为通过按照本发明的电磁制动器的主要部分的垂直剖视图，它与旋转的主动盘1做成一体；
图2为此布置中的制动部分的有所变化的结构的类似剖面的下半部(在图1的中线的下面)；
图3为图1的从左面的俯视图，主动盘被取下，以便更好地示出例如四个片9，该片使主动盘1与摩擦衬垫载体7连接；
图4为与图1类似的剖视图，但是具有按对角线剖分的电磁铁线圈或电枢盘，以形成所谓的双回路制动器；
图5为垂直于制动器的旋转轴线的原理示意剖视图，它用于清楚地说明如图4的实施形式；
图6-7为与图4-5相似的按照本发明的作为双回路制动器的制动器的类似图示，但是具有同心地剖分的电磁铁线圈和电枢盘，但是其它方面有同样的功能原理；
图8a/b为图6的两个细部图(见右上方的圆)，一个为沿轴向从前面的视图(图8a)，一个为沿径向从外面的视图(图8b)；
图9-10为按照本发明的作为双回路制动器的制动器的另一实施形式的与图4/5或6/7相似的视图，它具有电磁铁线圈和电枢盘的同心的剖分，其中，摩擦衬垫载体7沿径向向内嵌入电枢盘和电动机/齿轮箱5之间的间隙中。
首先描述如图1-3的实施形式：
一做成基本盆形并具有中间的轮毂的主动盘1按未详细示出的方式可旋转地支承在同样未详细示出的电动机或齿轮箱或类似物(附图标记5)上。该盆形主动盘可通过经过它导向的钢丝绳动作例如一升降机或通过一传动带或类似物用于其它驱动目的。这种电磁制动器的特别的特征为实现了将环形线圈载体2连同放置在其中的电磁铁线圈12，也就是说，连同在弹簧11或电磁铁线圈12的作用下可沿轴向移动的电枢盘6一起放置在主动盘1的环形内部空间中。此时，环形摩擦衬垫载体7用布置在其两个端面的摩擦衬垫8沿径向从外面嵌入静止的电动机/齿轮箱(附图标记5)和电枢盘6之间的间隙中，该电枢盘同样仍然布置在旋转的主动盘1中。摩擦衬垫载体从主动盘的各端面(在其外部区为盆形)的径向外缘沿径向向内延伸，该主动盘朝向电动机/齿轮箱5。用此方式，可以得到一特别紧凑和节省地方的结构方式，同时，起着实际的制动作用的部分可得到特别好的相对于环境的蔽护。
具有埋在其中的电磁铁线圈12的环形线圈载体2通过多个沿周向分布的圆柱头螺钉3固定在电动机(或齿轮箱或紧固悬臂)5上。电枢盘6抗扭转地与线圈载体2连接，但是能沿轴向移动，也就是说，它由螺钉3的中间套筒4沿轴向被导向。例如四个其形状为圆环段(见图3)的片9通过各自一个居中布置在其中的螺钉13与前面提到的主动盘1的端面连接，这可在图3和图1的下面在主动盘的位于里面的端面边缘上看出。此外，这些片9的每一个均用分别在片的端部的两个螺钉10与摩擦衬垫载体7连接，也就是说，如图3和图1在主动盘的上端面边缘所示那样。在此摩擦衬垫载体7上装有两个摩擦衬垫8。摩擦衬垫载体7还用四个片9在侧面边缘上固定在主动盘的轴向内端面上，也就是说，固定在主动盘的外周附近或在主动盘的周向凸缘的端面边缘上。
如果一个或更多的片9断裂，仍然还可以通过螺钉10保证将转矩从主动盘1传递至摩擦衬垫载体上，该螺钉以其各自的头部与主动盘1的端面中的相应地构造但是略微加大的凹座相配。螺钉13的头部也可相应地与摩擦衬垫载体7中的相配的凹座接合：换句话说，即使所有片9断裂，仍然可以通过螺钉头与上述凹座的接合而能够制动。
如果向电磁铁线圈12施加电压，则图1中的电枢盘6对克服弹簧11的力被向左吸引，而在正常的工作状态通过片9弹性地与主动盘1耦合并设有两个摩擦衬垫8的摩擦衬垫载体7就可自由旋转。如果电磁铁线圈12中的电流被取消，则通过沿周向分布的弹簧11的压力，电枢盘6沿电动机(或齿轮箱或紧固悬臂)5的方向被加压，其结果为，两个摩擦衬垫8与各自相对的端面摩擦接合并由此开始制动。
在图2中详细示出与图1的结构形式不同的变型方案。此处，涉及的是一具有两个彼此平行布置的圆环形摩擦衬垫载体7的实施形式，该载体各自有两个摩擦衬垫，也就是说在每一侧有一个摩擦衬垫。该摩擦衬垫载体7通过多个沿周向分布的销钉15(与图1的紧固螺钉13相似)与主动盘1的径向最外面部分的一个端面连接，此摩擦衬垫载体7与该主动盘一起旋转。中间盘14以类似的方式通过多个沿周向分布的销钉16抗扭转地但是可轴向移动地与电枢盘6连接，该电枢盘本身虽然能沿轴向移动，但是沿周向不能移动。通过图2的变型实施形式的构造，可以加大可供使用的摩擦面积，由此可明显提高制动器所能达到的摩擦力矩。
前面作为所谓的双回路制动器说明的制动器的构造可以以特别简单的方式例如如此做到，即，电枢盘和/或与之相配的电磁铁沿径向或优选沿对角线方向分开，其中，所述双回路制动器具有两个可彼此独立地动作或试验的制动部分：按照本发明的制动器的一个这种实施形式在图4和5中示出：不论是电磁铁线圈12还是环形电枢盘6都沿对角线分成两个同样的但是彼此独立的部分，这可以从图5中特别清楚地看出。双回路制动器的另一个这种实施形式在图6-8中详细示出，其中，电枢盘6和电磁铁线圈12同心地分成两个彼此独立的部分。图6的细部(见右上方的圆)，即主动盘1的端面与摩擦衬垫载体7之间的连接方式在图8中用一个沿轴向从前面的视图(上面的图)和一个沿径向从外面的视图(下面的图)示出。
对于本发明的图4和5与图6-8的实施形式，基本上是同样构造的，即，具有一摩擦衬垫载体7，它与主动盘的端面边缘连接，从外面沿径向嵌入电枢盘6和机械元件5之间的间隙中。图4-8的其它结构形式的与第一实施形式对应的结构件有同样的附图标记，此处不再重新说明。但是，在图4/5和图6-8的双回路制动器的情况下，各电枢盘和电磁铁线圈构造成加倍的及彼此独立的结构，也就是说一方面是按对角线分开，一方面是同心的。此外，用于每个电枢盘部分的弹簧加压作用(即压缩弹簧11)也必须加倍；这在图中仅仅是简示—自然，有多个这样的压缩弹簧均匀分布地布置在制动器的圆周上。
图8a和8b示出图6的细部X(右上方用点划线表示的圆)，也就是说，示出图6的旋转的主动盘1与摩擦衬垫载体7的与另一实施形式不同的连接方式：设置例如8个沿主动盘1的周向分布的沿轴向伸出的爪17，在图8a和8b中示出其中的一个爪17，也就是说，如同在图6中通过两个箭头示出的那样，各自按观察方向示出。其中，沿轴向伸出的爪17在主动盘1中与相应的成形或铣出的周向凹座接合，做成主动盘1与摩擦衬垫载体之间的驱动连接。为了改善此驱动连接的缓冲性能，在主动盘1中在铣出的周向凹座中压入一相配的U字形塑料件18。
图9和10的实施形式与其它实施形式的区别只在于，旋转的(必要时为待制动的)主动盘1和摩擦衬垫转子7之间的驱动连接在主动盘1的位于里面的轮毂的区域中从径向的外面向径向的里面迁移，在该处，在两个部分之间为此设置周向啮向，以使摩擦衬垫转子7(＝制动盘)设置成可沿轴向相对于主动盘1移动，但是不能旋转。
                              附图标记表1.主动盘(旋转的、盆形的)         2.线圈载体            3.紧固螺钉，制动器4.中间套筒                       5.电动机或齿轮箱或    6.电枢盘，必要时为部分6A
                             紧固悬臂              和部分6B7.摩擦衬垫载体                   8.摩擦衬垫            9.片10.片在摩擦衬垫载体上的紧固螺钉  11.螺旋弹簧           12.电磁铁线圈，必要时为部
                                                   分12A和部分12B13.片在主动盘上的紧固螺钉        14.中间盘             15.从动销/摩擦盘16.从动销/中间盘                 17.1的沿轴向伸出      18.7中用于17的U字形凹座
                             的爪19.剖分平面，对角                20.剖分平面，径向/同心

Claims (8)

1.一种用电磁松开的摩擦安全制动器，它固定在一机械元件如一电动机、一齿轮箱或一紧固悬臂(5)上，具有：
至少一个抗扭转地布置的线圈载体(2)和一个或多个布置在该线圈载体中的电磁铁线圈(12)，
一个抗扭转地布置并可相对于线圈载体和机械元件沿轴移动的、受弹簧压力的、一件式的或多件式的电枢盘(6)，
至少一个沿轴向在电枢盘(6)和机械元件(5)之间的旋转的圆环形摩擦衬垫载体(7)，以及
一个沿周向包围所有这些制动部分的、可旋转的轮毂结构，其构造为一盆状的主动盘(1)，
其特征为，所述的至少一个旋转的圆环形摩擦衬垫载体(7)与主动盘(1)的朝向机械元件(5)的端面边缘连接，并且从径向的外面伸入机械元件(5)与电枢盘(6)之间的径向间隙中。
2.如权利要求1的制动器，其特征为，所述圆环形摩擦衬垫载体(7)借助于其构造为圆环段的弹性片(9)沿轴向可移动地固定在主动盘(1)上。
3.如权利要求2的制动器，其特征为，所述的构造为圆环段的片(9)在其中间与主动盘(1)连接，而在其端部则与摩擦衬垫载体(7)连接，或者反过来。
4.如前述权利要求的任一项的制动器，其特征为，至少另一个摩擦衬垫载体布置成平行于第一摩擦衬垫载体并与其共轴线，并且抗扭转地与主动盘(1)连接；以及在每两个摩擦衬垫载体(7)之间或其摩擦衬垫(8)之间布置一中间盘(14)，它与电枢盘(6)抗扭转地但是可轴向移动地连接(从动销16)。
5.如权利要求1至3的任一项的制动器，其特征为，将各个片(9)固定在摩擦衬垫载体(7)上的螺钉(10)以其头部沿轴向伸入主动盘(1)的对着的端面中的一个相配的凹座中。
6.如前述权利要求的任一项的制动器，其特征为，将各个片(9)固定在主动盘(1)上的螺钉(13)以其头部沿轴向伸入轴向相邻的摩擦衬垫载体(7)的外周上的一个相配的凹座中。
7.如前述权利要求的任一项的制动器，其特征为，所述电枢盘(6)和/或所述电磁铁线圈(12)沿径向或沿对角线方向分开(图4和5)。
8.一种用电磁松开的摩擦安全制动器，它固定在一机械元件如一电动机、一齿轮箱或一紧固悬臂(5)上，具有：
至少一个抗扭转地布置的线圈载体(2)和一个或多个布置在该线圈载体中的电磁铁线圈(12)，
一个抗扭转地布置并可相对于线圈载体和机械元件沿轴向移动的、受弹簧压力的、一件式的或多件式的电枢盘(6)，
至少一个沿轴向在电枢盘(6)和机械元件(5)之间的旋转的圆环形摩擦衬垫载体，以及
一个沿周向包围所有这些制动部分的、可旋转的轮毂结构，其构造为一盆状的主动盘(1)，
其特征为，所述的至少一个旋转的圆环形摩擦衬垫载体(7)沿径向向内与主动盘(1)的轮毂可沿轴向移动地或抗扭转地连接，并且从径向的里面伸入机械元件(5)与电枢盘(6)之间的径向间隙中。
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