FI113107B - Sähkömagneettinen jarru - Google Patents

Description

1 113107 Sähkömagneettinen jarru Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen sähkömagneettinen jarru.

5 Kitkapintojen ja jarrupyörän kulumisen vuoksi ny kyisissä sähkömagneettisissa levyjarruissa sähkömagneetti-kelan ja ankkurilevyn väliin jarrun kiinniasennossa muodostuva ilmarako kasvaa, jolloin magneetin vetovoima heik-kenee, syntyy jarrun avautumisongelmia. Lisäksi jarrun 10 sulkeutuessa aiheutuu suurentuneesta ilmaraosta ankkurile- vylle normaalia suurempi nopeus ja sitä kautta normaalia suurempi voima kitkapinnoille, mistä aiheutuu voimakas jarrumomenttipiikki, joka rasittaa jarrua ja muuta rakennetta. Myös jarrun käyttöominaisuudet huononevat. Lisäksi 15 jarrun turvallisuus kärsii suuremmasta rasitustasosta joh tuen ja rasitukset voivat 1 tulla kontrolloimattomiksi huoltamattomuudesta johtuen.

DE-julkaisussa 1 126 019 on esitetty itsestään säätyvä sähkömoottorin jarru, jossa riittävästi kasva-20 nut ilmaväli kompensoidaan magneetin vetovoiman aiheutta malla liikkeellä, joka ohjataan ankkurin kiertoliikkeeksi , magneetin ollessa virrallinen. DE-julkaisussa 1 625 671 ’ ·* taas on esitetty sähkömoottorin jarrun säätöjärjestelmä, : " jossa säätö tapahtuu magneetti virrattomana. Ko. jarrussa * * 25 on järjestetty kierrepari jarrupyörän välittömään lähei- • · syyteen. Tällöin säätö on erittäin arka tärinälle ja siten I myös ylikompensoitumiselle.

: Tämän keksinnön tarkoituksena on parantaa sähkömag neettisen jarrun ilmaraon säätöä. Keksinnön mukaiselle 30 sähkömagneettiselle jarrulle tunnusomaiset piirteet on , esitetty patenttivaatimuksissa.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskoh- taisemmin esimerkkien avulla viittaamalla oheisiin piirus-• tuksiin, joissa ,35 kuvio 1 esittää keksinnön mukaista levyjarrua, 2 113107 kuvio 2a esittää O-rengasta sekä jarrupesän ja kit-kalevyn liitosta, kuvio 2b esittää suurennosta kohdasta B, kuvio 2c esittää suurennosta kohdasta C, 5 kuvio 3a esittää jarrulevyä, kuvio 3b esittää poikkileikkausta kohdasta A - A, kuvio 4a esittää jarrupesää, ja kuvio 4b esittää poikkileikkausta kohdista D - D ja X - X.

10 Kuvio 1 esittää itsesäätyvällä jarrumagneetin ilma- raolla varustettua sähkömoottorin, jota käytetään esimerkiksi nosturin nostomoottorina, työjarrua, johon kuuluu laakerikilpi 1, johon on kiinnitetty toinen kitkalevyistä 2. Kitkalevyjen 2 ja 3, jotka on varustettu kitkapinnoilla 15 4 ja 5 välissä, sijaitsee jarrupyörä 6. Toinen kitkalevy 3 on yhdistetty sähkömagneettiin, johon kuuluu kitkalevyssä kiinni oleva magneettipesä 7 ja sen sisässä oleva käämi 8. Magneettipesän ura osoittaa poispäin moottorista suuntaan, jossa on ankkurilevy 9.

20 Kuvion 1 tapauksessa jarru on virraton. Jarrujouset 10 painavat kitkalevy-magneettiyhdistelmää jarrupyörää 6 . vasten. Jarrupyörä 6 on akselilla 11 liukukiilojen 12 va- rassa ja pääsee näin ollen liikkumaan aksiaalisesta ja ” painautumaan toista kitkalevyä vasten. Tästä seuraa pyörän ' 25 jarruuntuminen.

» • Jarrutettaessa kitkapinnat 4, 5 (hihnat) kuluvat ja ’· rako magneetin ja ankkurin välillä kasvaa. Jos kulumista : ei kompensoida, kasvaa yllämainittu rako jonkin ajan pääs tä niin suureksi, ettei magneetin vetovoima riitä avaamaan 30 jarrua.

Keksinnön mukaisessa jarrussa ankkurin ulkopinnalla on kierre 13, joka vastaa jarrupesässä 14 olevaan vasta-kierteeseen 15. Ankkuri 9 siis pääsee pyörimään jarrupesän 14 kierteessä 15. Ankkuria 9 pyörittämään on järjestetty *. 35 kiertojousi 16, jolle ankkurin 9 otsapintaan on järjestet- 3 113107 ty oma jousipesä 17, joka estää jousta sotkeutumasta ja purkaantumasta vahingossa sekä osumasta muihin osiin. Otsapinnalla tarkoitetaan tässä sitä pintaa, joka osoittaa poispäin moottorista.

5 Ilmaväli magneetin 7, 8 ja ankkurin 9 välillä kas vaa jarrutusten seurauksena. Katkaistaessa virta magneetin kelasta, jarrujouset painavat magneetti-kitkalevy-yhdis-telmää jarrupyörää vasten. Kun magneetti on liikkunut jonkin matkaa, vallitsee jollain hetkellä tilanne, jossa ank-10 kurikierteen molemmilla puolilla on välys eli ankkuri on "ilmassa". Tällä hetkellä kiertojousen 16 voima jaksaa pyörittää ankkuria, ja pyörintä lakkaa, kun ankkuri vastaa magneetin otsapinnan urassa 18 olevaan kumiseen O-renkaa-seen 19.

15 Elastinen 0-rengas magneetin otsapinnan urassa on valittu ankkurin kiertymän (aksiaalisen säätöliikkeen) rajoittajaksi seuraavista syistä: O-renkaan ulkonemaa ei tarvitse säätää. Lisäksi 0-rengas on parempi kuin esim. jousikuormitteiset pinnit, 20 koska se paremmin estää hihnojen kulumisen ylikompensoitu- misen eli magneetin ja ankkurin välisen ilmaraon säätymi-·, sen liian pieneksi. Ylikompensoituminen on jousipinnekon- , ’ struktiossa havaittu epäkohta, joka johtuu siitä, että * · ankkurin iskeytyessä magneetin puoleiseen jarrupesän kier- • · 25 rekylkeen syntyy aina myös voiman tangenttikomponentti, joka pyrkii kiertämään ankkuria kierteen nousun suuntaan.

’ Jousipinnekonstruktiossa ei kitkavoima kärkien ja ankkurin : välillä riitä voittamanaan tätä iskuvoiman tangenttikom- ponenttia, ja näin ollen voi tapahtua hihnojen kulumisen 30 ylikompensointi ja ilmaväli voi säätyä nollaksi, jolloin jarru ei aukea lainkaan. Tämän ilmiön hallinta voi olla » mahdotonta ja edellyttää joka tapauksessa tarkkaan tole- ' * : roituja voimia kaikilta jarrukonstruktion jousilta.

: O-rengasratkaisu estää ylikompensoitumisen kolmella 35 tavalla: » 4 113107 - kitkavoima O-renkaan ja ja ankkurin välillä on suuri, koska kitkakerroin kumin ja teräksen välillä on suuri - suuresta kitkakertoimesta johtuen ylikompensoitu- 5 minen aiheuttaa O-renkaaseen leikkausvoiman; kumin leik- kausvoimaa vastaan kohtisuora voima palauttaa eli kiertää ankkuria taaksepäin estäen näin ylikompensoitumista - kumin jousivakio on jyrkkä, jopa progressiivinen, ja näin ollen ylikompensointi suurentaa voimakkaasti kit- 10 kavoimaa O-renkaan ja ankkurin välillä - pehmentää iskuja ja pienentää siten iskuvoimien tangenttikomponenttia, joka voi aiheuttaa ylikompensoin-tia.

Kytkettäessä virta magneetin kelaan 8 syntyy mag-15 neetin ja ankkurin välillä magneettinen vetovoima, joka ensin poistaa ankkurin kierteen 13 ja jarrupesän kierteen 15 välisen aksiaalisen välyksen.

Jarrupyörään syntyvä pyörintävälys on siis O-renkaan 19 ulkonema vähennettynä yllämainitun kierreparin 20 aksiaalisella välyksellä.

Koska jarrun vetovoima on sitä suurempi mitä pienemmällä ilmavälillä toimitaan, on edullista järjestää ilmaväli mahdollisimman pieneksi. Tällöin magneetin koko ’ ja samoin kustannukset voidaan minimoida. Mahdollisimman 25 pienen ilmavälin käyttö edellyttää kuitenkin, että jarru- pyörän 6 käyntivälys hallitaan eli että se ei pääse liian ‘ ; pieneksi. Tämän edellytyksenä on, etteivät muut välykset : ’· pienennä pyörän käyntivälystä.

Kuvion 1 ratkaisussa magneetin 7, 8 ja toisen kit-| ; 30 kalevyn 3 välinen liitos 20 on järjestetty välyksettömästi "kalibroimalla" kitkalevyn 3 paksuus (kuv. 2 ja 3). "Kalibrointi" tehdään taivuttamalla kuvioiden 2c, 3a ja 3b mukaisesti pienet kielekkeet 21 levyn tasosta ulospäin. "Kalibrointi" on tarpeen, koska esim. standardin DIN 1543 . 35 sallima normaalisti käytettävän teräslevyn paksuusvaihtelu on liian suuri tähän tarkoitukseen. Kitkalevy 3 on lukit- 113107 5 tu magneettiin siten, että kitkalevyä on mahdollista kiertää magneettiin nähden oikean asennon löytämiseksi.

Jarrupesässä 14 oleva ankkurikierteen vastakierre 15 ei ole yhtenäinen, vaan se on jaettu neljään osaan ku-5 vion 5a mukaisesti. Osien keskikohdat ovat moottorin asen nosta riippumatta aina 45. kulmassa vaaka- ja pystyakseliin nähden. Tämä järjestely sallii kierteisiin kertyneen lian ja pölyn pudota alaspäin kierteestä pois. Näin ollen jarrupesässä olevat kierteet puhdistuvat itsestään. Itse-10 puhdistuvuutta edistää vielä ankkurin aksiaalinen liike aina, kun virta kytketään ja katkaistaan.

Kiertojousen 15 ulomman pään lukitus on mahdollinen esim. 15° välein, koska jarrupesään on järjestetty reikiä 22 tai koloja, joihin voidaan kiertää jousien pään lukit-15 seva ruuvi 23.

Jarrupesään 14 on järjestetty kolo 24 jarrumagnee-tin syöttöjohdon 25 kohdalle. Johdon tiivistävä kaapeli-tiiviste 26 sopii koloon 24 ja estää näin magneettia pyörimästä, mikä on välttämätöntä, jotta säätö toimisi oi-20 kein, ja jotta syöttöjohto 25 (-kaapeli) esim. ei hankau tuisi rikki.

(< Jarrupesään 14 on järjestetty korvakkeet 26, jotka paikoittavat jarrupesän akselin 11 suunnassa, antavat jar-| run osille momenttilukituksen ruuvien 27 avulla ja suojaa- 25 vat kitkalevyn korvakkeita kolhuilta.

* Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön eri ’ sovellutusmuodot eivät rajoitu yksinomaan edelläesitettyi- : hin esimerkkeihin, vaan ne voivat vaihdella jäljempänä esitettävien patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä O-ren-30 kaan tilalla voidaan käyttää muitakin elastisia komponent teja. Tällaisia ovat esimerkiksi magneetin otsapintaan tehtyihin uriin upotetut elastiset tapit tai pallot, 0-: rengasuraan järjestetyt elastiset nauhat, jotka eivät muo- * dosta kokonaista O-rengasta, suorat elastiset nauhat suo- 35 rissa ja lyhyissä urissa jne. Lisäksi 0-rengas tai vastaa- vat elimet voivat yhtä hyvin olla itse ankkurilevyssä.

>

Claims (9)

1. Sähkömagneettinen jarru, johon kuuluu jarrupyörä (6), ainakin yksi sitä jarrutettaessa koskettava kitkapin-5 ta (4, 5), joka on kiinnitetty yhden tai useamman jarru- jousen (10) liikuttamaan kitkalevyyn (2,3) tai muihin jar-rutusvoimaa välittäviin elimiin, ainakin yksi sähkömagneetti (7,8) ja ankkuri (9), jolloin magneetti ja ankkuri irrottavat kitkapinnan jarrupyörästä syötettäessä virtaa 10 magneettiin sekä ankkuriin sekä yhteen tai useampaan vas tinkappaleeseen järjestetyt kierteet ja ainakin yksi ankkuria kierteissä aksiaalisuunnassa kohti magneettia liikuttava elin kitkapinnan kulumisen kompensoimiseksi portaattomasti, tunnettu siitä että ankkurissa (9) on 15 kierre (13) sen ulkopinnalla, ja ankkurikierteen vasta- kierre (15) on järjestetty vastinkappaleen, kuten jarru-pesän (14), sisäpinnalle, ja että ankkurin (9) ja magneetin (7, 8) välissä on elastista ainetta oleva rajoitin (19) ankkurin kiertoliikkeen rajoittamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jarru, tun nettu siitä, että ankkuria aksiaalisuunnassa kohti magneettia kohti liikuttava elin on kierretty kiertojousi I I (16), jolle on järjestetty jousipesä (17) ankkurin otsa- '* pintaan. - *

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen jarru, jos- * sa magneetti (7, 8) on yhdistetty toiseen kitkalevyyn (3), tunnettu siitä, että magneetin ja kitkalevyn väli- : nen liitos on aksiaalisesti välyksetön, että mainittu vä- lyksetön liitos saadaan aikaan kitkalevyn sisäreunassa 30 olevilla yhdellä tai useammalla kielekkeellä (21), jotka on taivutettu levyn tasosta ulospäin, että magneetin pyö-riminen on estetty magneetin syöttöjohdon (25) kaapelitii- * visteen (26) avulla, joka tiiviste on sovitettavissa jar- • rupesässä olevaan koloon (24) tai vastaavaan, ja että kit- 35 kalevy (3) on lukittu magneettiin siten, että kitkalevyä on mahdollista kiertää magneettiin nähden. • 7 113107

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen jarru, tunnettu siitä, että vastakierre (15) muodostuu ainakin kahdesta, esimerkiksi neljästä, osasta, jotka on järjestetty symmetrisesti vastinkappaleen sisä- 5 pinnalle.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen jarru, tunnettu siitä, että kiertojousen (16) kumpikin pää on lukittavissa, ja että ainakin toisen pään lukituspaikka on säädettävä.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen jarru, tunnettu siitä, että elastinen rajoitin on järjestetty magneetin tasopinnassa olevaan uraan (18).

6 113107

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen jarru, tunnettu siitä, että jarrupesään on järjes- 15 tetty moottorin sisäänpäin osoittavat korvakkeet (26), jotka paikoittavat jarrupesän akselin aksiaalisuunnassa, ja joilla on järjestettävissä ainakin joillekin jarrun osille momenttilukitus.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen 20 jarru, tunnettu siitä, että magneettipesä on avoin moottorista ulospäin.

, , 9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen * · t · ' jarru, tunnettu siitä, että kulumisen kompensointi ] tapahtuu sinä aikana, jolloin magneetti on virraton. * I 1 * » > · » » » » 113107 8