ES2259865A1 - Safety brake for elevators has brake units comprised of electromagnets whose approach toward closing disks compresses springs - Google Patents

Safety brake for elevators has brake units comprised of electromagnets whose approach toward closing disks compresses springs

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Abstract

Two brake disks are mounted in parallel to a shaft and mesh with a toothed hub movable on a motor shaft. Each brake unit comprised of an electromagnet has a base with one face mounted on the corresponding brake disk and another face provided with a series of springs resting on a fixed closing disk. The electromagnets slide axially without turning with the motor shaft. The approach of the electromagnets towards the closing disks compresses the springs.

Description

Freno de seguridad para ascensores.Safety brake for elevators.

Objeto de la invenciónObject of the invention

La presente invención, como su propio título indica, se refiere a un freno de seguridad para ascensores entendiendo como tal un dispositivo que, cuando se corta por cualquier causa el suministro eléctrico que alimenta el motor de accionamiento, entra en funcionamiento y detiene el eje de la transmisión del cable que soporta la cabina del ascensor o montacargas, deteniéndolo rápidamente por medios mecánicos.The present invention, as its own title indicates, refers to a safety brake for elevators understanding as such a device that, when cut by any cause the power supply that powers the motor drive, goes into operation and stops the axis of the cable transmission that supports the elevator car or forklift, stopping it quickly by mechanical means.

Este tipo de frenos actúan sobre uno o varios discos de freno, provistos de zapatas de freno anulares y montados entorno al eje a frenar, que pueden en algunos casos desplazarse axialmente pero no radialmente de forma que giran al unísono con dicho eje. La unidad de freno se monta también entorno a este eje pero está fija, no puede girar y normalmente puede efectuar un desplazamiento axial. Esta unidad presenta varios muelles interpuestos que ejercen una presión tendiendo a mantener pegadas ambas unidades o sea en posición de frenado, a cuya acción se oponen la fuerza de una o más bobinas electromagnéticas que actúan en sentido inverso a los muelles y desfrenan el dispositivo cuando tienen tensión eléctrica entre sus polos pero, de producirse un corte en el suministro eléctrico, ya sea accidental o voluntario, dejarían de actuar y en consecuencia los muelles frenarían el eje al
instante.
This type of brakes acts on one or several brake discs, provided with annular brake shoes and mounted around the axis to be braked, which in some cases can move axially but not radially so that they rotate in unison with said axis. The brake unit is also mounted around this axis but is fixed, cannot rotate and can normally perform an axial displacement. This unit has several interposed springs that exert a pressure tending to keep both units stuck, that is, in the braking position, whose action is opposed by the force of one or more electromagnetic coils that act in reverse direction to the springs and release the device when they have electrical voltage between their poles but, if there was a cut in the electricity supply, whether accidental or voluntary, they would cease to act and consequently the springs would slow down the shaft at
instant.

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

Este sistema de frenado de emergencia fue patentado por W.H. Morgan en 1922, describiéndose su invención en el documento US1588129, que se refiere a una máquina eléctrica, en particular a un freno electromagnético que incluye dos discos de freno montados paralelos en el eje a frenar, sobre los que actúan sendas zapatas anulares contrapuestas impulsadas por muelles interpuestos entre ellas, cuya resistencia vence una bobina electromagnética interpuesta entre los dos anillos o discos portadores de dichas zapatas anulares para propiciar el desfrenado cuando reciben alimentación eléctrica y el frenado automático cuando se interrumpe la corriente eléctrica, constituyendo así un sistema de seguridad idóneo para todo tipo de aparatos elevadores.This emergency braking system was patented by W.H. Morgan in 1922, describing his invention in US1588129, which refers to an electric machine, in particular to an electromagnetic brake that includes two discs of brake mounted parallel on the axle to be braked, on which they act two opposing spring-loaded ring shoes interposed between them, whose resistance beats a coil electromagnetic interposed between the two rings or disks bearers of said annular shoes to promote the release when they receive power and automatic braking when the electric current is interrupted, thus constituting a security system suitable for all types of devices elevators

En el documento EP0735292 se describe a un procedimiento para el accionamiento de un freno de tipo de los que monta un disco de freno, que se puede desplazar axialmente pero no girar respecto al eje a frenar, que queda posicionado entre un disco fijo y otro móvil en dirección axial, pero que no gira con el eje, por medio de la presión que ejercen sobre él unos muelles entre dicho disco y un elemento electromagnético que al accionarse los comprime y desplaza dicho disco a la posición de desfrenado.EP0735292 describes a procedure for actuating a type brake of which mount a brake disc, which can be moved axially but not rotate with respect to the axis to be braked, which is positioned between a fixed disk and another mobile in axial direction, but that does not rotate with the axis, by means of the pressure exerted on it by springs between said disk and an electromagnetic element that when activated compresses them and moves that disk to the position of unbridled

El documento más reciente del que se tiene referencia lo constituye la patente PCT WO9801681 que se refiere a un freno electromagnético de seguridad que tiene dos discos de frenos montados paralelos en el eje de transmisión, que se pueden desplazar axialmente pero no giran con respecto al eje, entre los que se dispone una bobina electromagnética y unos muelles que impulsan un disco de cierre y la propia bobina contra los discos de freno hacia la posición de frenado, para lo cual son desplazables axialmente pero no giran con el eje de transmisión. El desfrenado se produce cuando la bobina magnética tracciona axialmente del disco de cierre tensando los muelles interpuestos.The most recent document you have reference is constituted by PCT patent WO9801681 which refers to an electromagnetic safety brake that has two discs of parallel mounted brakes on the drive shaft, which can be move axially but do not rotate with respect to the axis, between that an electromagnetic coil and springs are arranged that they drive a closing disc and the coil itself against the discs brake to the braking position, for which they are axially movable but do not rotate with the drive shaft. He unraveled occurs when the magnetic coil pulls axially of the closing disc tensioning the springs interposed.

Descripción de la invenciónDescription of the invention

El freno de la presente invención comprende dos discos de fricción paralelos, que engranan en un cubo dentado que se mueve solidariamente al eje motor y no tiene posibilidad de desplazamiento axial. Sobre dichos discos de freno actúan sendas unidades de frenado constituidas por un electroimán, en el que tanto su entrehierro como su bobina magnética son anulares, que monta periféricamente y por la cara opuesta a la enfrentada al disco de freno una serie de muelles que se apoyan en un disco de cierre fijo, que no tiene posibilidad de movimiento, ni de rotación, ni de desplazamiento axial; dichos muelles impulsan la base de dicho electroimán contra el disco de freno correspondiente ejerciendo sobre él la acción de frenado. Una de estas unidades está interpuesta entre ambos discos de fricción, mientras que la segunda se coloca entre el disco situado hacia el extremo del eje y la tapa del conjunto. La incorporación de dos electroimanes independientes permite reducir el entrehierro y también una reducción del ruido debido al freno.The brake of the present invention comprises two parallel friction discs, which engage in a toothed hub that moves jointly to the drive shaft and has no possibility of axial displacement On these brake discs, paths act braking units consisting of an electromagnet, in which both its air gap and its magnetic coil are annular, which ride peripherally and on the opposite side to the one facing the brake disc a series of springs that rest on a disc of fixed closure, which has no possibility of movement, or rotation, or axial displacement; said springs drive the base of said electromagnet against the corresponding brake disc exerting on him the braking action. One of these units is interposed between both friction discs, while the second it is placed between the disk located towards the end of the shaft and the cover  of the set The incorporation of two independent electromagnets allows to reduce the air gap and also a noise reduction due to the brake.

Dichas unidades de frenado, tanto los electroimanes como sus discos de cierre, se fijan a través de varios ejes colocados radialmente por fuera de los discos de fricción, distribuidos regularmente entorno al eje motor; en estos ejes y correspondencia con cada una de las unidades de frenado se montan sendos bulones separadores que atornillan en el disco de cierre, quedando su cabeza por delante del electroimán de forma tal que su cuerpo, que tiene ligeramente más longitud que grosor dicho electroimán, permite el desplazamiento axial del mismo para efectuar los movimientos de frenado o desfrenado. El hecho de que las dos unidades de frenado formen un cuerpo que se mueve axialmente sobre tres o más ejes tiene la gran ventaja de que se consigue un movimiento axial perfecto debido a la anchura del bloque formado.These braking units, both electromagnets as their closing discs, are fixed through several axes placed radially outside the discs of friction, regularly distributed around the motor shaft; in these axes and correspondence with each of the braking units are they mount two separate bolts that screw in the disk of closing, leaving your head in front of the electromagnet so than his body, which is slightly longer than said thickness electromagnet, allows axial displacement of the same for perform the braking or braking movements. The fact that the two braking units form a body that moves axially on three or more axes has the great advantage that it achieves a perfect axial movement due to the width of the formed block.

El electroimán que conforma cada unidad de frenado presenta una bobina anular entorno al eje y exteriormente una serie de alojamientos radiales, regularmente distribuidos, en los que se interponen los resortes que se apoyan en el disco de cierre forzando el cuerpo del electroimán hacia fuera a la posición de frenado, mientras que el electroimán ejerce una acción en sentido contrario cuando recibe corriente eléctrica es decir se pega al disco de cierre correspondiente comprimiendo los muelles y dejando girar libremente los discos de freno. La suma de las fuerzas de los resortes son los que definen finalmente el par de frenado de los electroimanes, teniendo en cuenta el coeficiente de fricción de las guarniciones de los discos de freno.The electromagnet that makes up each unit of braking features an annular coil around the shaft and externally a series of radio housings, regularly distributed, in those that interpose the springs that rest on the disk of closure forcing the electromagnet body out to the braking position, while the electromagnet exerts an action in the opposite direction when it receives electric current that is paste the corresponding closing disc by compressing the springs and letting the brake discs spin freely. The sum of the spring forces are what finally define the torque of braking of electromagnets, taking into account the coefficient of friction of the brake disc fittings.

El disco de cierre de la unidad de frenado 1 situada hacia el extremo del eje incorpora entorno a éste un rodamiento en el que se monta un medidor de velocidad y un detector de impulsos que capta el embalamiento del sistema. Este montaje permite mantener perfectamente alineados el eje del sistema de medición de velocidad con el eje motor.The closing disc of the braking unit 1 located towards the end of the shaft incorporates around it a bearing on which a speed meter and a detector are mounted of impulses that captures the packing of the system. This mount allows the system axis to be perfectly aligned speed measurement with the motor shaft.

Descripción de las figurasDescription of the figures

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:To complement the description that is being performing and in order to facilitate the understanding of characteristics of the invention, is attached herein descriptive a set of drawings in which, with character Illustrative and not limiting, the following has been represented:

La figura 1 representa una sección longitudinal de un freno de seguridad para ascensores que incorpora todas las características de la presente invención.Figure 1 represents a longitudinal section of a safety brake for elevators that incorporates all characteristics of the present invention.

Realización preferente de la invenciónPreferred Embodiment of the Invention

Como se puede observar en la figura el freno de seguridad para ascensores se monta entorno al eje (9) de un motor (1) y está constituido por un cubo dentado (8) que se mueve solidario a dicho eje motor (9), en que engranan dos discos de fricción (6) que presentan por ambas caras sendas superficies activas. Enfrentado a cada uno de estos discos (6) y por la cara exterior se disponen sendas unidades de frenado formadas por un electroimán (2), una serie de muelles (7) y un disco de cierre (3). Cada uno de los electroimanes (2) que conforma la unidad de frenado presenta una bobina anular entorno al eje (9) y exteriormente una serie de alojamientos radiales, regularmente distribuidos, en los que se interponen los resortes (7) que impulsan el electroimán hacia la posición de frenado separándolo del disco de cierre (3) correspondiente, mientras que el electroimán (2) ejerce una acción en sentido contrario cuando recibe corriente eléctrica se desplaza pegándose al disco de cierre comprimiendo los muelles (7) interpuestos entre ambos.As you can see in the figure the brake of elevator safety is mounted around the axis (9) of an engine (1) and consists of a serrated hub (8) that moves in solidarity with said drive shaft (9), in which two discs of friction (6) that both surfaces have on both sides active. Faced with each of these discs (6) and on the face outside there are two braking units formed by a electromagnet (2), a series of springs (7) and a closing disc (3). Each of the electromagnets (2) that make up the unit of braking has an annular coil around the shaft (9) and externally a series of radial housings, regularly distributed, in which the springs (7) are interposed propel the electromagnet into the braking position by separating it of the corresponding closing disc (3), while the electromagnet (2) exerts an action in the opposite direction when receives electric current moves sticking to the closing disk compressing the springs (7) interposed between them.

Ambas unidades de frenado están unidas entre sí a través de varios ejes (10), situados radialmente, por fuera de los discos de fricción (6) y regularmente distribuidos entorno al eje (9), interponiéndose bulones separadores (11) entre ellas de forma tal que los discos de frenos giran libremente. Estos bulones (11) presentan una terminación roscada que acopla en el disco de cierre (3), una cabeza que queda a la altura del disco de freno (6) y un cuerpo que presenta una longitud ligeramente mayor que el grosor del electroimán, de forma que éste se puede desplazar axial en sus movimientos de frenado o desfrenado, tanto cuando se actúa sólo sobre una unidad o sobre ambas al unísono.Both braking units are linked together through several axes (10), located radially, outside of friction discs (6) and regularly distributed around the shaft (9), separating bolts (11) interposing between them of such that the brake discs rotate freely. These bolts (11) have a threaded termination that engages in the disc of closure (3), a head that is at the height of the brake disc (6) and a body that is slightly longer than the thickness of the electromagnet, so that it can move axially in its braking or braking movements, both when acting only on one unit or on both in unison.

El disco de cierre (3) de la unidad de frenado situada hacia el extremo del eje (9) incorpora entorno a éste un rodamiento (14) con el fin de mantener el alineamiento del eje motor con el eje del sistema de medición de velocidad (4) de detección de impulsos (5) que capta el embalamiento del sistema. En el extremo del eje (9) se coloca un adaptador (15) que dispone de unas aletas que juntamente con el detector de impulsos (5) envía señales (impulsos) que captan el posible embalamiento del sistema. En el centro de la cara exterior dicho adaptador (15) presenta un taladro cónico en el que se monta el medidor de velocidad (4) y protegiendo el conjunto una tapa metálica (13) y una cubierta (12).The closing disc (3) of the braking unit located towards the end of the shaft (9) incorporates around it a bearing (14) in order to maintain shaft alignment motor with the axis of the speed measurement system (4) of impulse detection (5) that captures the packing of the system. In the end of the shaft (9) is placed an adapter (15) that has fins that together with the pulse detector (5) send signals (impulses) that capture the possible packing of the system. In the center of the outer face said adapter (15) has a conical hole in which the speed meter (4) is mounted and protecting the assembly a metal cover (13) and a cover (12).

Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así como un ejemplo de realización preferente, se hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las características esenciales de la invención que se reivindican a continuación.Once nature is sufficiently described of the invention, as well as a preferred embodiment, for the appropriate purposes that the materials, form, size and arrangement of the elements described may be modified, as long as this does not involve an alteration of the essential features of the invention claimed in continuation.

Claims (3)

1. Freno de seguridad para ascensores, que comprende dos discos de freno (6) montados paralelos en el eje (9) a frenar, engranando en un cubo dentado (8) que se mueve solidariamente a dicho eje motor, caracterizado porque enfrente a cada uno de los discos de freno se dispone una unidad de frenado independiente formada por un electroimán (2) en el que tanto su entrehierro como su bobina magnética son anulares, montándose la base de cada electroimán (2) enfrentada al disco de freno correspondiente, presentando por la cara opuesta una serie de muelles (7) que se apoyan en un disco de cierre fijo (3) empujando la base del propio electroimán (2) contra el disco de freno (6) enfrentado a él hacia la posición de frenado, para lo cual dichos discos de cierre (3) son fijos y los electroimanes (2) son desplazables axialmente, y ninguno de ellos gira con el eje motor (9), produciéndose el desfrenado cuando el electroimán (2) tracciona axialmente de sí mismo aproximándose al disco de cierre (3) correspondiente al comprimir los muelles interpuestos (7).1. Safety brake for elevators, comprising two brake discs (6) mounted parallel to the axle (9) to be braked, engaging in a toothed hub (8) that moves in solidarity with said motor shaft, characterized in that it faces each one of the brake discs is provided with an independent braking unit formed by an electromagnet (2) in which both its air gap and its magnetic coil are annular, the base of each electromagnet (2) facing the corresponding brake disc being mounted, presenting on the opposite side a series of springs (7) that rest on a fixed closing disc (3) pushing the base of the electromagnet itself (2) against the brake disc (6) facing it towards the braking position, to which said closing discs (3) are fixed and the electromagnets (2) are axially displaceable, and none of them rotates with the motor shaft (9), producing the release when the electromagnet (2) axially pulls itself close to the ci disk erre (3) corresponding when compressing the interposed springs (7). 2. Freno de seguridad para ascensores, según la reivindicación anterior, caracterizado porque dichas unidades, tanto los electroimanes (2) como los discos de cierre correspondientes (3), se fijan a través de varios ejes (10) colocados radialmente por fuera de los discos de fricción, distribuidos regularmente entorno al eje motor, en los que se montan, en correspondencia con los dos discos de freno (6) bulones separadores (11) que atornillan en el disco de cierre (3) correspondiente quedando su cabeza a la altura del disco de freno y presentan un cuerpo que tiene ligeramente más longitud que grosor el electroimán (2) permitiendo su desplazamiento axial para efectuar los movimientos de frenado o desfrenado.2. Safety brake for elevators, according to the preceding claim, characterized in that said units, both the electromagnets (2) and the corresponding closing discs (3), are fixed through several axes (10) positioned radially outside the friction discs, distributed regularly around the motor shaft, on which they are mounted, in correspondence with the two brake discs (6) spacer bolts (11) that screw in the corresponding closing disc (3) leaving its head at height of the brake disc and have a body that is slightly longer than the electromagnet (2), allowing its axial displacement to carry out the braking or braking movements. 3. Freno de seguridad para ascensores, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el extremo del eje (9) presenta un rodamiento (14) montado en el disco de cierre (3) de la unidad de frenado situada hacia el extremo, y en el canto se fija un adaptador (15) que dispone de unas aletas que juntamente con el detector de impulsos (5) envía señales que captan el posible embalamiento del sistema, el cual presenta en el centro de la cara exterior un taladro cónico en el que se monta el medidor de velocidad (4), todo ello protegido por una tapa metálica
(13).
3. Safety brake for elevators, according to the preceding claims, characterized in that at the end of the shaft (9) there is a bearing (14) mounted on the closing disc (3) of the braking unit located towards the end, and in the edge is fitted with an adapter (15) that has fins that together with the pulse detector (5) sends signals that capture the possible packing of the system, which has a tapered bore in the center of the outer face in which the speed meter (4) is mounted, all protected by a metal cover
(13).
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