JP2000316273A - ブレーキおよび持上げ装置 - Google Patents

ブレーキおよび持上げ装置

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JP2000316273A
JP2000316273A JP2000096118A JP2000096118A JP2000316273A JP 2000316273 A JP2000316273 A JP 2000316273A JP 2000096118 A JP2000096118 A JP 2000096118A JP 2000096118 A JP2000096118 A JP 2000096118A JP 2000316273 A JP2000316273 A JP 2000316273A
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brake
brake disc
rotation
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lifting device
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Udo Gersemsky
ウド・ゲルゼムスキー
Heinz Flaig
ハインツ・フライク
Juergen Heun
ユルゲン・ホイン
Franz Schulte
フランツ・シュルテ
Ruediger Ostholt
リュディガー・オストルト
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】発電機的トルクが無いおよび／または負荷に強
く依存する回転数を有する電動機と、戻り止め形動力伝
達装置を有する持上げ装置の駆動装置などのための、安
価でコンパクトな構造で耐摩耗性であり、回転方向に依
存するブレーキ。 【解決手段】ブレーキディスクと、ブレーキディスクの
運動を抑制する反力を発生させ、ブレーキディスクの横
方向双方側に配置される２つの磁極により磁場を形成す
る。発電機的トルクが無いおよび／または回転数が負荷
に強く依存する電動機と、戻り止め形動力伝達装置を有
する持上げ装置の駆動装置のために適用可能である。双
方の磁極が反力により、休止位置から強制案内で定めら
れる経路に沿って、弾性部材の戻し力に抗して、それぞ
れブレーキディスク回転方向に運動可能で、半径方向間
隔は、経路走行の際に、回転方向および回転数に依存す
るブレーキ力の経過により前もって与えられ弾性部材の
戻し力により調整可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の前文に
記載の例えば、持上げ装置の、交直両用電動機および戻
り止め形ウォームギヤを備える駆動装置などのためのブ
レーキと、請求項９の前文に記載のブレーキを具備する
持上げ装置とに関する。
【０００２】
【従来の技術】特に通常の電気計数器において、速度に
依存する制動のために、対応する対向トルクが、導電性
ブレーキディスクと、ブレーキディスクの一部に作用
し、ブレーキディスクに対して横方向に走行する磁場と
により発生させることは公知である。このために、平た
いブレーキディスクは、Ｕ形永久磁石の空隙を通り抜け
て走行する。これにより、ブレーキディスク内に電流が
誘導され、電流は、回転速度にほぼ比例し、ディスクの
磁場内に存在しない部分を経て自閉し、電流は、対向磁
場を発生させ、結果として得られる磁力により、対向ト
ルクを発生させ、これにより、ディスクの制動を作用す
る。対向トルクは、回転軸からの磁場の半径方向間隔平
均値に依存する、何故ならば、ブレーキディスクの、磁
場が透過する部分は、回転数が一定の場合、半径が大き
くなるにつれて、速度が大きくなって磁場を通り抜けて
動くからである。
【０００３】負荷を持ち上げおよび下降するための持上
げ駆動装置、電動機的および発電機的に作動可能な電動
機としてのかご形誘導電動機と、付加的に、特に遅延お
よび負荷保持のための機械的ブレーキとを設けることが
公知である。
【０００４】かご形誘導電動機の特徴は、その回転数
が、回転方向および負荷から比較的独立し、負荷を下降
する場合、すなわち電動機が負荷により駆動される場
合、自動的に、所望の制動トルクを発生させることにあ
る。機械的ブレーキとして、通常、電磁石ブレーキまた
は負荷圧ブレーキが適用される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、例え
ば、発電機的トルクが無いおよび／または負荷に強く依
存する回転数を有する電動機と、戻り止め形動力伝達装
置とを有する持上げ装置の駆動装置などのための、安価
でコンパクトな構造で耐摩耗性であり、回転方向に依存
するブレーキを提供することにある。このような電動機
は、例えば安価な交直両用電動機である。さらに、本発
明の課題は、構造的に簡単なブレーキを有する、安価で
小型の持上げ装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題は、請求項１の
特徴部分に記載の特徴により解決される。従属項には好
ましい実施の形態が記載されている。
【０００７】上記課題は本発明により、渦電流ブレーキ
として形成されているブレーキに関して、双方の磁極
が、反力により、休止位置から、強制案内により定めら
れている経路に沿って、弾性部材の戻し力に抗して、そ
れぞれブレーキディスクの回転方向に運動可能であり、
半径方向間隔は、経路走行の際に、回転方向および回転
数に依存するブレーキ力の所望の経過により、前もって
与えられ、弾性部材の戻し力により調整可能であること
により解決される。提案される渦電流ブレーキは、発電
機的トルクが無く、回転数が負荷に強く依存し、直流電
動機または交流電動機による回転駆動装置、すなわち交
直両用電動機に適する。これらの安価な交直両用電動機
は、しかし、特に、持上げ装置に適用される場合、これ
らの電動機は、発電機的トルクが無いことに起因して、
通常の簡単な方法で制動することができない欠点があ
る。さらに、交直両用電動機は、負荷および回転数に強
く依存する。無負荷作動では、これらの電動機は、「過
回転」する傾向を有する。すなわち、回転数が強く増加
し、従って、これらの電動機は、常に負荷により作動さ
れるなければならない。さらに、制動作用が、持上げ装
置において適用する場合、回転数に依存する、何故なら
ば負荷を下降する場合のみ、制動トルクが必要であるか
らである。従って本解決法では、磁極はまず初めに休止
位置にある。ブレーキディスクが回転すると初めて、前
もって与えられた経路に沿って磁極が動き、この運動
は、強制案内により行われる。この経路での運動は、そ
の都度、弾性部材の戻し力に抗して行われ、この場合、
回転軸からの半径方向間隔は、経路に沿ってその都度変
化する。例えば、半径方向間隔は、回転数に比例して連
続的に増加することが可能であり、これにより、双方の
回転方向での増加の値は、異なる。持ち上げの際、ブレ
ーキディスクの制動トルクは、このようにして、その都
度、大幅により小さく調整設定できる。
【０００８】１つの簡単な実施例では、弾性部材がばね
であり、ばねは、そのばね力により、前もって与えられ
た半径方向間隔を自動的に調整する。すなわち、層モー
ドのばね特性曲線を有するコイルばねを選択するだけで
よい。
【０００９】１つの簡単な実施例では、双方の磁極が、
Ｕ形の永久磁石の自由端に形成されている。
【００１０】１つの簡単な実施例では、双方の磁極が、
ブレーキディスクをＵ形に取り囲む回動部材の自由端に
配置され、回動部材の回動軸は、回転軸に対して平行に
走行する。
【００１１】好ましくは、回動部材の回動角が、ストッ
パにより制限され、従って、例えば回動の際、所定の回
転数以上からは、その都度の可及的最大の制動トルク
が、有効であり、磁極は、回転軸に対して比較的大きい
半径方向間隔を有する個所に位置する。
【００１２】渦電流ブレーキの制動特性は、ブレーキデ
ィスクに対して横方向に配向され、２つの前記磁極によ
り形成されるさらなる磁場が、設けられていることによ
り、回転方向に強く依存するように形成できる。この付
加的な磁場は、その都度のただ１つの回転方向におい
て、持上げ装置の場合には下降に対応する回転方向にお
いて、スイッチオンされる。１つの簡単な実施例では、
回動部材が２アーム形に形成され、双方の磁場の磁極が
それぞれ、双方のアームの自由端に配置されている。１
つのさらに簡単化された実施例では、さらなる磁場が、
１つの回転方向においてのみ、ブレーキディスクに作用
し、他方の回転方向においては、ブレーキディスクの外
部に位置する。
【００１３】上記課題は本発明により、持上げ装置に関
して、電動機が、発電機的トルクが無いおよび／または
回転数が負荷に強く依存する直流電動機または交流電動
機であり、ブレーキが、例えばウォームギヤなどの戻り
止め形動力伝達装置と、渦電流ブレーキとにより形成さ
れている。渦電流ブレーキは、大きい回転運動数の領域
内ではもはや戻り止め形として機能しない動力伝達装置
を支援する。静止状態では、静的に戻り止め形である動
力伝達装置は、制動機能または負荷保持機能のみを行
う。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は、ブレーキディスクとし
て、例えばアルミニウムなどの導電性材料から成る平た
い円形ディスクを有する渦電流ブレーキを示す。ブレー
キディスク１は、交直両用電動機として形成されている
電動機１ａ(図５参照)により駆動される。この渦電流ブ
レーキは、ブレーキディスク１の、回転軸４１に平行に
延びる回動軸３を中心として回動可能である回動部材２
から成る。回動部材２は、ブレーキディスクをＵ形に取
り囲み、Ｕ形における双方の脚部に、２つの互いに間隔
を置いて配置されている磁極５が、間に空隙を置いて配
置され、この配置は、北極５ａと南極５ｂとが、互いに
面して対向して位置するように実現されている。双方の
磁極５は、ブレーキディスク１に対して横方向に配向さ
れている磁場を発生させ、この磁場は、ブレーキディス
ク１を、磁極５の領域内で局所的に透過する。
【００１５】ブレーキディスク１が回転する際、この領
域内で、ブレーキディスク１の中に、磁場内に電流が誘
導され、この誘導電流は、半径方向に向き、磁場内に位
置するディスク部分区間を経て自閉する。この電流は、
対向磁場を発生させ、対向磁場は、その発生原因に抗す
る、すなわち、ブレーキディスク１の回転運動を抑制す
る。対向磁場の強さは、回転数と、ブレーキディスクの
回転軸からの半径方向間隔とに依存する。対向磁場の方
向は、回転方向により決められる。対向磁場、回動軸３
を中心として磁極５と一緒に回動部材２を回動する。
【００１６】回動部材２は、強制ガイドを形成する。す
なわち、回動部材２は、磁極５がブレーキディスクを越
えて動くことができる経路として、回動軸３を中心とす
る円弧を先導的に描く。その際、双方の磁極５の、回転
軸４からの半径方向間隔は、連続的に変化する。
【００１７】さらに、図１には、コイルばね６が、弾性
部材として示され、コイルばね６は、誘導対向磁場によ
り磁極５がその休止位置から動こうとする運動に、戻し
力により抗する。休止位置は、図示されていない。休止
位置は、回動レバー２すなわち回動部材２が、ブレーキ
ディスク１が静止している際にとる位置である。
【００１８】勿論、コイルばね６は、回動部材２のそれ
ぞれの側にそれぞれ２つ配置されているコイルばねとし
て形成されていることも可能であり、この場合、実効特
性曲線は、これら双方のコイルばねの個々の単一特性曲
線の重畳により得られる。
【００１９】さらに図１は、ストッパ７を示し、ストッ
パ７は、回転軸４からの磁極２の半径方向間隔が、可及
的最大値をとるように、１つの回動側で回動部材２の回
動角を制限する。
【００２０】回動部材２は、図１において、２つのアー
ムを有するものとして形成され、長いアーム８と短いア
ーム９とを有し、短いアーム９は、長いアーム８に対し
て垂直に走行する。回動軸３からの、アーム８における
アーム９の固定点の半径方向間隔は、回動軸３からの、
磁極５の半径方向間隔に比して大幅に短い。短いアーム
９の自由端に、1つのさらなる対の磁極１０(北極１０
ａ、南極１０ｂ)が、アーム８における磁極５に類似に
配置されている。
【００２１】双方の磁極の磁場全体は、図１において、
ブレーキディスク１に完全に作用し、図３の磁極１０
は、ブレーキディスク１の外部に位置し、従って、ブレ
ーキディスク作用を行わない。２アーム形回動部材２に
より、このようにして、簡単に、１つの回転方向におい
て、強化されたブレーキ作用が得られる。
【００２２】図２および３は、回転方向が互いに反対で
ありこれら２つの回転数が互いに異なる場合の、２つの
さらなる回動位置における回動部材２を示し、図２の回
転数は、図３の回転数より小さく、ブレーキ作用も対応
して小さい。
【００２３】図４は、図１の渦電流ブレーキの上面図を
示す。電動機１ａのうちの、電動機軸４１のみが、図４
には示されている。
【００２４】図５は、直方体形ハウジング５１を有する
持上げ装置の、上から見た場合の概略図を示す。ハウジ
ング５１内に、電動機１ａ、渦電流ブレーキ５３、戻り
止め形ウォームギヤ５４および、牽引手段駆動装置とし
てのロープ駆動装置が、１つの共通の平面内に配置され
ている。牽引手段駆動装置５５として、代替的に、チェ
ーン駆動装置などを設けることも可能である。
【００２５】図５に示されているように、電動機軸４１
は、ウォームギヤ５４の回転軸５９に平行に走行する。
電動機軸４１は、ベルト駆動装置６０を介して回転軸５
９に接続され、ベルト駆動装置６０のベルト６０ａは、
歯車として形成され駆動側で電動機軸４１上に載置して
いる駆動輪６１と、ウォームギヤ５４の回転軸５９上に
固定されている被駆動歯車６２とを介して、案内されて
いる。ウォームギヤ５４により直接に駆動される牽引手
段駆動装置５５は、空間的に、担持フレーム５６内の電
動機１ａと、ウォームギヤ５４との間に配置されてい
る。図５に示されているように、牽引手段駆動装置５５
の回転軸は、ウォームギヤ５４の回転軸に対して垂直に
走行する。牽引手段６３は、図示されていないハウジン
グ開口を経て外部へ案内されている。
【００２６】さらに図５に示されているように、冷却空
気(図５の矢印参照)のための入口開口６４および出口開
口６５が設けられている。ハウジング内部において、冷
却空気が貫流するハウジング領域は、中間壁６６によ
り、ウォームギヤ５４および牽引手段駆動装置５５を収
容する隣接領域から分離されている。中間壁６６内に
は、ベルト６０ａが通り抜けるための小さい開口のみが
配置されている。電動機軸４１の、駆動側に対する端部
上に載置しているファン６８は、入口開口６４により冷
却空気を吸い込み、この冷却空気を、電動機軸の延在方
向に押して、冷却されている領域を貫流させる。従っ
て、冷却空気は、電動機の動作中、電動機１ａおよびブ
レーキディスク１を冷却する。ブレーキディスク１は、
出口開口１５の前に配置され、従って冷却空気は、強制
的に、出口開口６５を取り囲んで流れる。
【００２７】図５には渦電流ブレーキが、概略的に示さ
れ、ブレーキディスク１、回動軸３、北極５ａ、南極５
ｂおよび回動部材２が示されている。
【００２８】ウォームギヤ５４は、静的に戻り止め形に
実施されている。ブレーキ作用は、回転数が小さい場合
に最大であり、ウォームの回転数が増加するにつれて減
少する。静的戻り止め形ウォームギヤ５４と、渦電流ブ
レーキと組み合せると、回転数および回転方向に依存す
る所望のブレーキトルクが、僅かな技術的コストで、回
転数０を含む、比較的大きい調節領域内で定めることが
可能である。
【００２９】非常に経済的な交直両用電動機は、電動機
１ａとして特に好適である。交直両用電動機は、少なく
とも１つの固定子卷線および少なくとも１つの回転子卷
線を有し、発電機的トルクを発生せず、直列に接続され
た卷線は、直流および交流により作動される。交直両用
電動機の回転数特性は、負荷に強く依存し、この特性
は、渦電流ブレーキにより、容認可能な程度に低減され
る。このために、持上げ装置は、渦電流ブレーキおよび
ウォームギヤ５４により、基本負荷トルクで作動され、
これにより、負荷の欠如下では過回転する傾向を有する
交直両用電動機は、安定して走行する。
【００３０】すなわち、持上げ装置では、渦電流ブレー
キは、戻り止め形ギヤ、好ましくはウォームギヤ５４と
共働して、ブレーキ機能の役割を果たし、渦電流ブレー
キは、大きい回転数の領域内でより弱く作用するからも
はやブレーキ的に作用しないまでのウォームギヤ５４を
支援し、静止状態では、静的戻り止め形ウォームギヤ５
４は、ブレーキ機能のみを果たす。
【００３１】持上げ装置に関連して図１は、負荷の下降
を示し、図２は、全負荷および公称負荷での持ち上げを
示し、図３は、負荷なしでの持ち上げを示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】２つの異なる回転方向および異なる回転数を有
する持上げ装置のための渦電流ブレーキである。
【図２】２つの異なる回転方向および異なる回転数を有
する持上げ装置のための渦電流ブレーキである。
【図３】２つの異なる回転方向および異なる回転数を有
する持上げ装置のための渦電流ブレーキである。
【図４】図１の渦電流ブレーキの上面図である。
【図５】図１の渦電流ブレーキを有する持上げ装置の上
面図である。
【符号の説明】
１ ブレーキディスク １ａ 電動機 ２ 回動部材 ３ 回動軸 ４ 回転軸 ５ 磁極 ５ａ 北極 ５ｂ 南極 ６ コイルばね ７ ストッパ ８ 長いアーム ９ 短いアーム １０ 磁極 ４１ 電動機軸 ５１ ハウジング ５３ 渦電流ブレーキ ５４ ウォームギヤ ５５ 牽引手段駆動装置 ５９ 回転軸 ６０ ベルト駆動装置 ６０ａ ベルト ６１ 駆動輪 ６２ 歯車 ６３ 牽引手段 ６４ 入口開口 ６６ 中間壁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハインツ・フライク ドイツ連邦共和国、デー 44801 ボーフ ム、アウフ・デム・カルヴェス 168 (72)発明者 ユルゲン・ホイン ドイツ連邦共和国、デー 44379 ドルト ムント、シュルテ‐ホイトハウス‐シュト ラーセ 13 (72)発明者 フランツ・シュルテ ドイツ連邦共和国、デー 58313 ヘルデ ッケ、イン・デア・シュラーゲ 30ベー (72)発明者 リュディガー・オストルト ドイツ連邦共和国、デー 58300 ヴェッ ター、シュヴェルマー・シュトラーセ 74

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被回転駆動導電性ブレーキディスクと、
    前記ブレーキディスクに対して横方向に配向され、少な
    くとも一時的にその都度にブレーキディスクの一部に作
    用する磁場とを具備し、前記磁場は、前記ブレーキディ
    スクの運動を抑制し、前記ブレーキディスクの回転数
    と、前記ブレーキディスクの回転軸からの半径方向間隔
    とに依存する反力を発生させ、前記磁場の方向は、前記
    ブレーキディスクの回転方向に依存し、前記磁場は、前
    記ブレーキディスクの双方の側に位置する、北極および
    南極である２つの磁極により形成されている、例えば、
    持上げ装置の、交直両用電動機および戻り止め形ウォー
    ムギヤを備える駆動装置などのためのブレーキにおい
    て、 前記双方の磁極(５、１０)が、反力により、休止位置か
    ら、強制案内により定められている経路に沿って、弾性
    部材(６)の戻し力に抗して、それぞれ前記ブレーキディ
    スク(１)の回転方向に運動可能であり、前記半径方向間
    隔は、経路走行の際に、回転方向および回転数に依存す
    るブレーキ力の所望の経過により、前もって与えられ、
    前記弾性部材(６)の戻し力により調整可能であることを
    特徴とするブレーキ。
  2. 【請求項２】 前記弾性部材がばねであり、前記ばね
    は、そのばね力により、前記前もって与えられた半径方
    向間隔を自動的に調整することを特徴とする請求項１に
    記載のブレーキ。
  3. 【請求項３】 前記双方の磁極(５)が、Ｕ形の永久磁石
    の自由端に形成されていることを特徴とする請求項１ま
    たは２に記載のブレーキ。
  4. 【請求項４】 前記双方の磁極(５)が、前記ブレーキデ
    ィスク(１)をＵ形に取り囲む回動部材(２)の自由端に配
    置され、前記回動部材(２)の回動軸(３)は、回転軸に対
    して平行に走行することを特徴とする請求項１から請求
    項３のうちのいずれか1つの請求項に記載のブレーキ。
  5. 【請求項５】 回動部材(２)の回動角が、ストッパ(７)
    により制限されていることを特徴とする請求項４に記載
    のブレーキ。
  6. 【請求項６】 前記ブレーキディスク(１)に対して横方
    向に配向され、２つの前記磁極(１０)により形成される
    さらなる磁場が設けられていることを特徴とする請求項
    １から請求項５のうちのいずれか１つの請求項に記載の
    ブレーキ。
  7. 【請求項７】 回動部材が２アーム形に形成され、前記
    双方の磁場の前記磁極(５、１０)がそれぞれ、双方のア
    ーム(８、９)の自由端に配置されていることを特徴とす
    る請求項１から請求項６のうちのいずれか１つの請求項
    に記載のブレーキ。
  8. 【請求項８】 前記さらなる磁場(１０)が、１つの回転
    方向においてのみ、前記ブレーキディスク(１)に作用
    し、他方の回転方向においては、前記ブレーキディスク
    (１)の外部に位置することを特徴とする請求項６または
    ７に記載のブレーキ。
  9. 【請求項９】 電動機、動力伝達装置およびブレーキを
    有する持上げ駆動装置を具備する、例えば小型持上げ装
    置などの持上げ装置において、 前記電動機(１ａ)が、発電機的トルクが無いおよび／ま
    たは回転数が負荷に強く依存する直流電動機または交流
    電動機であり、前記ブレーキが、例えばウォームギヤな
    どの戻り止め形動力伝達装置(５４)と、例えば請求項１
    から請求項８のうちのいずれか１つの請求項に記載の渦
    電流ブレーキ(５３)とにより形成されていることを特徴
    とする持上げ装置。
  10. 【請求項１０】 前記電動機(１ａ)が交直両用電動機で
    あることを特徴とする請求項９に記載の持上げ装置。
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