JP2003042202A - 電磁的にリリース可能なブレーキ装置 - Google Patents
電磁的にリリース可能なブレーキ装置Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D65/00—Parts or details
- F16D65/14—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position
- F16D65/16—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake
- F16D65/18—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for drawing members together, e.g. for disc brakes
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
- B60T13/02—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with mechanical assistance or drive
- B60T13/04—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with mechanical assistance or drive by spring or weight
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16D63/00—Brakes not otherwise provided for; Brakes combining more than one of the types of groups F16D49/00 - F16D61/00
- F16D63/008—Brakes acting on a linearly moving member
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
- H02P3/02—Details of stopping control
- H02P3/04—Means for stopping or slowing by a separate brake, e.g. friction brake or eddy-current brake
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- F16D2121/22—Electric or magnetic using electromagnets for releasing a normally applied brake
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- F16D2125/00—Components of actuators
- F16D2125/18—Mechanical mechanisms
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】電磁的にリリース可能なブレーキ装置は、線形
あるいは回転する運動をブレーキングするために、小さ
な寸法の電磁石システムで大きなブレーキング力を達成
する。 【解決手段】ブレーキバネ14の力によりブレーキング
表面13に対して押しつけられる少なくとも1つのブレ
ーキシュー10を持つ。電磁石システムはコイル1とア
ンカー4を持ち、その際コイル1に電流が流れると、ア
ンカー4がブレーキバネ14の力に逆らって動かされ、
その結果ブレーキシュー10をブレーキのリリースのた
めにブレーキング表面13から離すことができる。ブレ
ーキバネ14のブレーキング力は、アンカー4から、少
なくとも1つの装着部材5を介して、斜めのくさび面
7,8により、ブレーキシュー10に伝達される。
あるいは回転する運動をブレーキングするために、小さ
な寸法の電磁石システムで大きなブレーキング力を達成
する。 【解決手段】ブレーキバネ14の力によりブレーキング
表面13に対して押しつけられる少なくとも1つのブレ
ーキシュー10を持つ。電磁石システムはコイル1とア
ンカー4を持ち、その際コイル1に電流が流れると、ア
ンカー4がブレーキバネ14の力に逆らって動かされ、
その結果ブレーキシュー10をブレーキのリリースのた
めにブレーキング表面13から離すことができる。ブレ
ーキバネ14のブレーキング力は、アンカー4から、少
なくとも1つの装着部材5を介して、斜めのくさび面
7,8により、ブレーキシュー10に伝達される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁的にリリース
可能なブレーキ装置、特にバネブレーキは、静的、動的
な負荷のブレーキングと保持に役立つ。
可能なブレーキ装置、特にバネブレーキは、静的、動的
な負荷のブレーキングと保持に役立つ。
【0002】回転運動をブレーキングするブレーキ装置
では、たいていの場合バネブレーキは駆動モーターに直
接取り付けられる。このようなバネブレーキは、負荷や
ローターを駆動する電気モーターを電流スイッチオフの
時に素早くブレーキングするために、たとえば駆動技術
で使用される。電磁的にリリース可能なブレーキ装置で
は、通常ブレーキのリリースと呼ばれるバネブレーキの
解除のために、電磁石システムが使用される。電磁石シ
ステムのコイルに電流が流れることにより、アンカーは
ブレーキバネの力に逆らって動かされ、これにより、後
に開始される運動のための駆動ができるようになる。コ
イルへの電流の流れをスイッチオフすると、アンカーは
磁力がないため、ブレーキバネの力にもはや対抗せず、
その結果ブレーキバネはブレーキシューを、例えばブレ
ーキディスクやリターダーのブレーキング表面に向かっ
て押しつけ、その結果駆動を停止し保持するために必要
なブレーキモーメントが生成される。
では、たいていの場合バネブレーキは駆動モーターに直
接取り付けられる。このようなバネブレーキは、負荷や
ローターを駆動する電気モーターを電流スイッチオフの
時に素早くブレーキングするために、たとえば駆動技術
で使用される。電磁的にリリース可能なブレーキ装置で
は、通常ブレーキのリリースと呼ばれるバネブレーキの
解除のために、電磁石システムが使用される。電磁石シ
ステムのコイルに電流が流れることにより、アンカーは
ブレーキバネの力に逆らって動かされ、これにより、後
に開始される運動のための駆動ができるようになる。コ
イルへの電流の流れをスイッチオフすると、アンカーは
磁力がないため、ブレーキバネの力にもはや対抗せず、
その結果ブレーキバネはブレーキシューを、例えばブレ
ーキディスクやリターダーのブレーキング表面に向かっ
て押しつけ、その結果駆動を停止し保持するために必要
なブレーキモーメントが生成される。
【0003】このような電磁的にリリース可能なブレー
キ装置の大きさは基本的に、必要なブレーキモーメント
あるいはブレーキング力の大きさにより決まる、なぜな
らブレーキ装置の電磁石システムは、リリース過程で、
つまりブレーキング表面からブレーキシューを取り外し
時には、ブレーキバネの力を超えなければならないから
である。
キ装置の大きさは基本的に、必要なブレーキモーメント
あるいはブレーキング力の大きさにより決まる、なぜな
らブレーキ装置の電磁石システムは、リリース過程で、
つまりブレーキング表面からブレーキシューを取り外し
時には、ブレーキバネの力を超えなければならないから
である。
【0004】発明は、小さな寸法で大きなブレーキング
力あるいは大きなブレーキモーメントを生成できる電磁
的にリリース可能なブレーキ装置を作るという課題を基
盤とする。
力あるいは大きなブレーキモーメントを生成できる電磁
的にリリース可能なブレーキ装置を作るという課題を基
盤とする。
【0005】この課題は発明により請求項1の特徴を持
つ装置により解決される。発明の優れた施工形態は従属
請求項で述べられる。発明により、1つあるいは複数の
ブレーキバネにより生成されるブレーキ力は、少なくと
も1つの装着部材により、斜めのくさび面を介して方向
転換され、増幅されて少なくとも1つのブレーキシュー
に伝達される。電磁石システムのアンカーはその際、基
本的にブレーキバネの方向で、少なくとも1つの装着部
材に作用する。これにより、ブレーキング力あるいはブ
レーキモーメントがブレーキバネの弾力より大きくな
り、電磁石システムはブレーキのリリースのためにブレ
ーキバネの非常に小さな弾力を超えるだけで良い。この
ためより大きなブレーキ力を得るためでも、より小さな
寸法のより弱い電磁石システムを使用できる。
つ装置により解決される。発明の優れた施工形態は従属
請求項で述べられる。発明により、1つあるいは複数の
ブレーキバネにより生成されるブレーキ力は、少なくと
も1つの装着部材により、斜めのくさび面を介して方向
転換され、増幅されて少なくとも1つのブレーキシュー
に伝達される。電磁石システムのアンカーはその際、基
本的にブレーキバネの方向で、少なくとも1つの装着部
材に作用する。これにより、ブレーキング力あるいはブ
レーキモーメントがブレーキバネの弾力より大きくな
り、電磁石システムはブレーキのリリースのためにブレ
ーキバネの非常に小さな弾力を超えるだけで良い。この
ためより大きなブレーキ力を得るためでも、より小さな
寸法のより弱い電磁石システムを使用できる。
【0006】力の方向転換あるいは力の増幅を決める斜
めのくさび面の使用とその角度により、ブレーキバネの
最大限可能なバネエネルギーを最適に使用し、ブレーキ
装置の設計上の規定に適合することができる。
めのくさび面の使用とその角度により、ブレーキバネの
最大限可能なバネエネルギーを最適に使用し、ブレーキ
装置の設計上の規定に適合することができる。
【0007】主としてリリース過程の初めは、アンカー
の運動中、電磁石システムは過度の入力により作動さ
れ、アンカーが最終位置に達すると定格入力に切りかえ
られる。これにより、ブレーキを非常に早く解除でき、
ブレーキが解除された状態では、つまりリリースされた
状態では、少ないパワーで保持できる。
の運動中、電磁石システムは過度の入力により作動さ
れ、アンカーが最終位置に達すると定格入力に切りかえ
られる。これにより、ブレーキを非常に早く解除でき、
ブレーキが解除された状態では、つまりリリースされた
状態では、少ないパワーで保持できる。
【0008】以下に述べる実施形態では、対応する部分
は同じ番号を使用し、これらの部分は重複しないで説明
する。
は同じ番号を使用し、これらの部分は重複しないで説明
する。
【0009】図1の第1実施形態では、その電磁石シス
テムがポット磁石システムとして形成され、コイル1と
磁性体2から構成される、電磁的にリリース可能なブレ
ーキ装置が示される。コイル1と磁性体2の正面の前に
アンカー4が配置され、4はアンカーウエイ3の周辺で
軸に沿って可動である。中心軸に対称にアンカー4と装
着部材5が一体に形成され、5は電磁石システムと離れ
た側にある。装着部材5はリターダーやブレーキディス
ク12をかぎづめのように掴む。装着部材5とリターダ
ー12の間に、それぞれ1つのブレーキシュー10が配
置される。ブレーキシュー10はブレーキライニング9
を持ち、9により10はリターダー12のブレーキング
表面13とかみ合う。装着部材5は内側にそれぞれ1つ
の斜めのくさび面7を持ち、ブレーキシュー10は外側
にこれに対応する斜めのくさび面8を持つ。くさび面7
と8は共に、ブレーキング表面13に対して角度αをな
す。くさび面7と8の間にそれぞれ1つの平らな玉軸受
け16が配置される。ブレーキシュー10は磁性体2と
ケーシング15の中でしっかりと結合し、ブレーキシュ
ー10が図1の平面内でリターダー12に垂直にまたア
ンカー4の運動方向に垂直に自由に可動なように置かれ
る。しかし図1の平面に垂直に走るリターダー12の運
動方向で、ブレーキシュー10はケーシング15にぴっ
たりはまる。ブレーキシュー10のガイドと支持は、例
えばケーシング15中の空所20を通り行われる。磁性
体2の中に、軸方向に作用する圧縮バネとしてブレーキ
バネ14が配置される。ブレーキバネ14は一方では磁
性体2に、他方ではアンカー4に支持される。さらにい
くつかのプルバックバネ11が備えられ、11は引っ張
りバネとして作用し、一方ではブレーキシュー10に他
方ではケーシング15に取りつけられ、その結果ブレー
キシュー10をリターダー12から離す。
テムがポット磁石システムとして形成され、コイル1と
磁性体2から構成される、電磁的にリリース可能なブレ
ーキ装置が示される。コイル1と磁性体2の正面の前に
アンカー4が配置され、4はアンカーウエイ3の周辺で
軸に沿って可動である。中心軸に対称にアンカー4と装
着部材5が一体に形成され、5は電磁石システムと離れ
た側にある。装着部材5はリターダーやブレーキディス
ク12をかぎづめのように掴む。装着部材5とリターダ
ー12の間に、それぞれ1つのブレーキシュー10が配
置される。ブレーキシュー10はブレーキライニング9
を持ち、9により10はリターダー12のブレーキング
表面13とかみ合う。装着部材5は内側にそれぞれ1つ
の斜めのくさび面7を持ち、ブレーキシュー10は外側
にこれに対応する斜めのくさび面8を持つ。くさび面7
と8は共に、ブレーキング表面13に対して角度αをな
す。くさび面7と8の間にそれぞれ1つの平らな玉軸受
け16が配置される。ブレーキシュー10は磁性体2と
ケーシング15の中でしっかりと結合し、ブレーキシュ
ー10が図1の平面内でリターダー12に垂直にまたア
ンカー4の運動方向に垂直に自由に可動なように置かれ
る。しかし図1の平面に垂直に走るリターダー12の運
動方向で、ブレーキシュー10はケーシング15にぴっ
たりはまる。ブレーキシュー10のガイドと支持は、例
えばケーシング15中の空所20を通り行われる。磁性
体2の中に、軸方向に作用する圧縮バネとしてブレーキ
バネ14が配置される。ブレーキバネ14は一方では磁
性体2に、他方ではアンカー4に支持される。さらにい
くつかのプルバックバネ11が備えられ、11は引っ張
りバネとして作用し、一方ではブレーキシュー10に他
方ではケーシング15に取りつけられ、その結果ブレー
キシュー10をリターダー12から離す。
【0010】コイル1に電流が流れないと、ブレーキバ
ネ14はアンカー4の装着部材5を、図1では下に向か
って押しつける。装着部材5はくさび面7と8を介して
ブレーキシュー10をリターダー12に押しつけ、その
結果リターダーが停止する。この状態は図1で示され
る。ブレーキ装置のリリースのために、コイル1に電流
が流される。これによりアンカー4はブレーキバネ14
の力に逆らってアンカーウエイ3の周辺で引っ張られ、
装着部材5はそのくさび面7と共に上に向かって動き、
その結果ブレーキシュー10はそのブレーキライニング
9と共に、リターダー12のブレーキング表面13から
離れる。その際プルバックバネ11は、ブレーキライニ
ング9が確実にブレーキング表面13から離れることを
保証する。その際ブレーキライニング9とブレーキング
表面13の間にエアギャップSが生じる。
ネ14はアンカー4の装着部材5を、図1では下に向か
って押しつける。装着部材5はくさび面7と8を介して
ブレーキシュー10をリターダー12に押しつけ、その
結果リターダーが停止する。この状態は図1で示され
る。ブレーキ装置のリリースのために、コイル1に電流
が流される。これによりアンカー4はブレーキバネ14
の力に逆らってアンカーウエイ3の周辺で引っ張られ、
装着部材5はそのくさび面7と共に上に向かって動き、
その結果ブレーキシュー10はそのブレーキライニング
9と共に、リターダー12のブレーキング表面13から
離れる。その際プルバックバネ11は、ブレーキライニ
ング9が確実にブレーキング表面13から離れることを
保証する。その際ブレーキライニング9とブレーキング
表面13の間にエアギャップSが生じる。
【0011】ブレーキング表面13を、図1の投影方向
に垂直にリニアに動くリターダー12にも、回転するブ
レーキディスクにも配置できるのは明らかである。ブレ
ーキ装置は固定して、リターダーやブレーキディスク1
2は動くように配置できるのも同様に明らかである。こ
の代わりに、ブレーキディスク12を固定し、ブレーキ
装置は、リニアにリターダー12の上を動くブレーキン
グされる負荷に配置することもできる。
に垂直にリニアに動くリターダー12にも、回転するブ
レーキディスクにも配置できるのは明らかである。ブレ
ーキ装置は固定して、リターダーやブレーキディスク1
2は動くように配置できるのも同様に明らかである。こ
の代わりに、ブレーキディスク12を固定し、ブレーキ
装置は、リニアにリターダー12の上を動くブレーキン
グされる負荷に配置することもできる。
【0012】図2はブレーキ装置の2番目の施工例を示
す。最初の施工例ではブレーキ装置はリターダー12の
先端を掴むが、2番目の施工例では、ブレーキ装置はリ
ターダーあるいはブレーキディスク12の中間部に取り
つけられる。ここでもブレーキングされている状態の装
置が示される。
す。最初の施工例ではブレーキ装置はリターダー12の
先端を掴むが、2番目の施工例では、ブレーキ装置はリ
ターダーあるいはブレーキディスク12の中間部に取り
つけられる。ここでもブレーキングされている状態の装
置が示される。
【0013】第2実施形態ではアンカー4と装着部材1
8が一体となって形成され、18は2つの斜めのくさび
面7を持つ円錐形として形成される。リターダー12と
離れた側にあるくさび面7はケーシング15の斜めのく
さび面と共に作用し、リターダー12の側のくさび面7
はブレーキシュー10の斜めのくさび面8と共に作用す
る。ブレーキシュー10は、ケーシング15の中でリタ
ーダー12に垂直に自由に動くことができる。矢印方向
23、つまり平面内で上下に走るリターダー12の運動
方向で、ブレーキシュー10はケーシング15の空白2
0にぴったりはまり、ブレーキ力を受け入れることがで
きる。ブレーキシュー10の反応力はケーシング15と
しっかりと結合したブレーキシュー17により受け入れ
られる。全てのブレーキ装置はブレーキング方向(矢印
23)では固定されているが、これに垂直方向では動く
ように配置される。コイル1に電流が流されないと、ブ
レーキバネ14はアンカー4を平面内で上に向かって押
しつけ、これにより左右がくさびの装着部材18は、ケ
ーシング15とブレーキシュー10の間のそのくさび面
7に対して押しつけられる。ブレーキシュー10はリタ
ーダー12に押しつけられ、その結果リターダーはブレ
ーキシュー10と17の間でブレーキライニング9を介
してブレーキングされる。ブレーキのリリースのため
に、コイル1に電流が流され、その結果コイルはアンカ
ー4をブレーキバネ14の力に逆らって引っ張り、装着
部材18は平らな玉軸受け16の上で滑るように引き戻
される。プルバックバネ11はブレーキシュー10をブ
レーキング表面13から離し、その結果リターダー12
は自由になる。装着部材18は左右がくさびに作られて
いるので、この2番目の施工形態では図1の最初の施工
形態の場合の2倍のブレーキ力が生じる。
8が一体となって形成され、18は2つの斜めのくさび
面7を持つ円錐形として形成される。リターダー12と
離れた側にあるくさび面7はケーシング15の斜めのく
さび面と共に作用し、リターダー12の側のくさび面7
はブレーキシュー10の斜めのくさび面8と共に作用す
る。ブレーキシュー10は、ケーシング15の中でリタ
ーダー12に垂直に自由に動くことができる。矢印方向
23、つまり平面内で上下に走るリターダー12の運動
方向で、ブレーキシュー10はケーシング15の空白2
0にぴったりはまり、ブレーキ力を受け入れることがで
きる。ブレーキシュー10の反応力はケーシング15と
しっかりと結合したブレーキシュー17により受け入れ
られる。全てのブレーキ装置はブレーキング方向(矢印
23)では固定されているが、これに垂直方向では動く
ように配置される。コイル1に電流が流されないと、ブ
レーキバネ14はアンカー4を平面内で上に向かって押
しつけ、これにより左右がくさびの装着部材18は、ケ
ーシング15とブレーキシュー10の間のそのくさび面
7に対して押しつけられる。ブレーキシュー10はリタ
ーダー12に押しつけられ、その結果リターダーはブレ
ーキシュー10と17の間でブレーキライニング9を介
してブレーキングされる。ブレーキのリリースのため
に、コイル1に電流が流され、その結果コイルはアンカ
ー4をブレーキバネ14の力に逆らって引っ張り、装着
部材18は平らな玉軸受け16の上で滑るように引き戻
される。プルバックバネ11はブレーキシュー10をブ
レーキング表面13から離し、その結果リターダー12
は自由になる。装着部材18は左右がくさびに作られて
いるので、この2番目の施工形態では図1の最初の施工
形態の場合の2倍のブレーキ力が生じる。
【0014】図3は、図1の第1実施形態と基本的構造
が同じである、第3実施形態を示す。最初の施工例とは
異なり、ケーシング15の中の空白中20に導かれるブ
レーキシュー10は、葉状バネとして作られたプルバッ
クバネ21によりバイアスをかけられる。プルバックバ
ネ21はネジ22により、一方ではケーシング15に、
他方ではブレーキシュー10に固定される。葉状バネ2
1はブレーキシュー10の運動方向24では柔軟だが、
リターダー12の運動方向23では動かない。
が同じである、第3実施形態を示す。最初の施工例とは
異なり、ケーシング15の中の空白中20に導かれるブ
レーキシュー10は、葉状バネとして作られたプルバッ
クバネ21によりバイアスをかけられる。プルバックバ
ネ21はネジ22により、一方ではケーシング15に、
他方ではブレーキシュー10に固定される。葉状バネ2
1はブレーキシュー10の運動方向24では柔軟だが、
リターダー12の運動方向23では動かない。
【0015】図1から3の施工形態中の発明によるブレ
ーキ装置の動作原理と利点を、以下に図4のダイアグラ
ムをもとに説明する。
ーキ装置の動作原理と利点を、以下に図4のダイアグラ
ムをもとに説明する。
【0016】従来のシングルディスクブレーキは短いア
ンカーウエイhを持ち、このため磁力FMが大きい。こ
のブレーキではこのアンカーの磁力はブレーキシューの
運動と同じ方向なので、アンカーウエイhとブレーキの
エアギャップSにはh=2sの関係がある。
ンカーウエイhを持ち、このため磁力FMが大きい。こ
のブレーキではこのアンカーの磁力はブレーキシューの
運動と同じ方向なので、アンカーウエイhとブレーキの
エアギャップSにはh=2sの関係がある。
【0017】このような従来のブレーキが電磁石システ
ムの過度の入力により作動されると、磁力とそれに伴い
ブレーキング力が約2倍上昇する。さらなる上昇は意味
がない、なぜならブレーキバネの弾力が大きくなると、
電磁石システムの通常の入力、つまりコイルの定格電流
での磁力は、アンカーをブレーキバネの大きな力に対し
てリリースした最終箇所では保持できなくなるからであ
る。このため3倍以上の定格電流の入力はもはや利点で
はなくなる。ブレーキング力F5は、F5=2・FF・
μ=2・W・μ/Smaxと表現される。
ムの過度の入力により作動されると、磁力とそれに伴い
ブレーキング力が約2倍上昇する。さらなる上昇は意味
がない、なぜならブレーキバネの弾力が大きくなると、
電磁石システムの通常の入力、つまりコイルの定格電流
での磁力は、アンカーをブレーキバネの大きな力に対し
てリリースした最終箇所では保持できなくなるからであ
る。このため3倍以上の定格電流の入力はもはや利点で
はなくなる。ブレーキング力F5は、F5=2・FF・
μ=2・W・μ/Smaxと表現される。
【0018】この際FFはブレーキバネの弾力、μは摩
擦係数、Wはバネエネルギー、Sm axは、ブレーキラ
イニングとリターダーの間の設計上決まる最大許容エア
ギャップである。この従来のブレーキでのブレーキバネ
の使用可能なバネエネルギーはW=S・FF=h・FF
である。
擦係数、Wはバネエネルギー、Sm axは、ブレーキラ
イニングとリターダーの間の設計上決まる最大許容エア
ギャップである。この従来のブレーキでのブレーキバネ
の使用可能なバネエネルギーはW=S・FF=h・FF
である。
【0019】この使用可能なバネエネルギーは短いアン
カーウエイhの理由から小さい。ブレーキバネのバネエ
ネルギーはこのため最適に使用されない。
カーウエイhの理由から小さい。ブレーキバネのバネエ
ネルギーはこのため最適に使用されない。
【0020】この従来のブレーキ装置とは異なり、発明
では最大許容バネエネルギーW0=h0=FFが最適に
使用される。これは斜めのくさび面7と8の角度αによ
る力の方向転換や力の増幅を用いた適合により行われ、
これは図4のダイアグラムからわかる。図4では、一方
では磁力FM、他方ではバネエネルギーWがアンカーウ
エイhの関数として表現される。
では最大許容バネエネルギーW0=h0=FFが最適に
使用される。これは斜めのくさび面7と8の角度αによ
る力の方向転換や力の増幅を用いた適合により行われ、
これは図4のダイアグラムからわかる。図4では、一方
では磁力FM、他方ではバネエネルギーWがアンカーウ
エイhの関数として表現される。
【0021】アンカーウエイがh0の場合、最適に使用
されるバネエネルギーW0とそれに伴う最大ブレーキン
グ力は、オペレーティングポイントAPで示される。最
大許容エアギャップSmaxは、斜めのくさび面7と8
の角度αを使って、式tgα=2h0/Smaxで表現
される。
されるバネエネルギーW0とそれに伴う最大ブレーキン
グ力は、オペレーティングポイントAPで示される。最
大許容エアギャップSmaxは、斜めのくさび面7と8
の角度αを使って、式tgα=2h0/Smaxで表現
される。
【0022】より長いアンカーウエイでは、h=tgα
・S/2から、磁力FMとそれに伴いブレーキバネ14
の力は、従来のブレーキと比べて小さい。これにより例
えば10倍の過剰入力でも、アンカーの最終位置のブレ
ーキバネの力は定格電流で確実に保持される。力の増幅
の結果、発明によるブレーキ装置では、同じ容積と同じ
エアギャップSの場合、従来のブレーキと比べてほぼ1
0倍のブレーキング力が、式FB=FF・μ・tgα=
2W0・μ/Smaxにより達成され、ブレーキバネF
Fの初めの力とアンカーウエイh0はバネエネルギーW
0でのオペレーティングポイントAPに等しいことが前
提とされ、これは図4で示される。
・S/2から、磁力FMとそれに伴いブレーキバネ14
の力は、従来のブレーキと比べて小さい。これにより例
えば10倍の過剰入力でも、アンカーの最終位置のブレ
ーキバネの力は定格電流で確実に保持される。力の増幅
の結果、発明によるブレーキ装置では、同じ容積と同じ
エアギャップSの場合、従来のブレーキと比べてほぼ1
0倍のブレーキング力が、式FB=FF・μ・tgα=
2W0・μ/Smaxにより達成され、ブレーキバネF
Fの初めの力とアンカーウエイh0はバネエネルギーW
0でのオペレーティングポイントAPに等しいことが前
提とされ、これは図4で示される。
【0023】図4のダイアグラムでは、関数W=FM・
hから求められる最大バネエネルギーW0でのオペレー
ティングポイントAPが記載される。
hから求められる最大バネエネルギーW0でのオペレー
ティングポイントAPが記載される。
【0024】アンカーウエイh0をダイアグラムから読
み取ることができ、新しいエアギャップに磨耗を加味し
た設計で規定される最大エアギャップSmaxでは、ブ
レーキ力増幅あるいは斜めのくさび面7と8の角度α
は、tg α=2・h0/Sm axから算定される。
み取ることができ、新しいエアギャップに磨耗を加味し
た設計で規定される最大エアギャップSmaxでは、ブ
レーキ力増幅あるいは斜めのくさび面7と8の角度α
は、tg α=2・h0/Sm axから算定される。
【0025】過剰な入力により図4中のFMのカーブに
呼応して、アンカー4の最終位置がh=0で達成された
後、定格電流での入力に切りかえられ、その際磁力の保
持力FHが調整される。この保持力FHは図4の例では
ブレーキバネ14の弾力FFのほぼ2倍の大きさで、こ
の結果アンカー4とそれに伴いブレーキはリリースされ
た個所で、コイル1への電流の流れがスイッチオフされ
るまで確実に保持される。
呼応して、アンカー4の最終位置がh=0で達成された
後、定格電流での入力に切りかえられ、その際磁力の保
持力FHが調整される。この保持力FHは図4の例では
ブレーキバネ14の弾力FFのほぼ2倍の大きさで、こ
の結果アンカー4とそれに伴いブレーキはリリースされ
た個所で、コイル1への電流の流れがスイッチオフされ
るまで確実に保持される。
【0026】これによりオペレーティングポイントAF
中で、規定の最大エアギャップSm axでは、ブレーキ
バネ14の可能な限り大きなバネエネルギーがブレーキ
ング力に転換される。
中で、規定の最大エアギャップSm axでは、ブレーキ
バネ14の可能な限り大きなバネエネルギーがブレーキ
ング力に転換される。
【0027】図5は、同様にブレーキングされた状態の
ブレーキ装置の第4実施形態を示す。
ブレーキ装置の第4実施形態を示す。
【0028】図1から3の実施形態では電磁石システム
は、アンカー4がコイル1の軸正面と磁性体2の前に配
置されるポット磁石システムとして作られるが、図5の
施工例では電磁石システムは電気ホイスト磁石として作
られる。この電気ホイスト磁石システムでは、アンカー
4はコイル1中で同軸に動き、その際アンカー4と磁性
体2の端30の形状は、周知の方法で磁力FMの特性カ
ーブ推移からアンカーウエイ3に応じて決められる。図
5で示される円錐形の端30により、磁力FMがアンカ
ーウエイhの他の領域にわたりコンスタントに推移す
る、例えば図9で示されるような特性カーブとなる。ケ
ーシング15を貫くアンカー4の軸方向に延びるロッド
には、装着部材5が固定される。装着部材5はアンカー
4のロッドに調整ねじ34により取り付けられ、その結
果アンカー4の軸方向の位置をそれぞれの取りつけ状況
に応じて最適に適合でき、その結果例えば製造トレラン
スと磨耗を調整できる。ブレーキバネ14はケーシング
15の中の装着部材5の電磁石システムから離れた側で
支持される。コイル1に電流が流れないと、ブレーキバ
ネ14は装着部材5を図5では右に向かって押しつけ、
その結果装着部材5はその斜めくさび面7を介してブレ
ーキシュー10に作用し、シューをリターダー12に押
しつける。ブレーキシュー10の反応力はブレーキシュ
ー17により受けとめられる。コイル1に電流が流れる
と、アンカー4は左に向かって引っ張られ、アンカーロ
ッドを介して装着部材5をブレーキバネ14の力に逆ら
って左に向かって押しつけ、その結果装着部材5のくさ
び面7はブレーキシュー10から離れ、その結果ブレー
キがリリースされる。プルバックバネ11として葉状バ
ネが備えられ、このバネはケーシング15とブレーキシ
ュー17の間で作用し、ブレーキシュー10と17をリ
リースした状態に保つ。平らな玉軸受け16は、装着部
材5の斜めのくさび面7の、ブレーキシュー10が対応
する斜めのくさび面8上あるいは運動方向に平行に走る
滑り面35上で回転運動するのを容易にし、その結果ブ
レーキシュー10はアンカー4と装着部材5の運動に直
角に動かされる。
は、アンカー4がコイル1の軸正面と磁性体2の前に配
置されるポット磁石システムとして作られるが、図5の
施工例では電磁石システムは電気ホイスト磁石として作
られる。この電気ホイスト磁石システムでは、アンカー
4はコイル1中で同軸に動き、その際アンカー4と磁性
体2の端30の形状は、周知の方法で磁力FMの特性カ
ーブ推移からアンカーウエイ3に応じて決められる。図
5で示される円錐形の端30により、磁力FMがアンカ
ーウエイhの他の領域にわたりコンスタントに推移す
る、例えば図9で示されるような特性カーブとなる。ケ
ーシング15を貫くアンカー4の軸方向に延びるロッド
には、装着部材5が固定される。装着部材5はアンカー
4のロッドに調整ねじ34により取り付けられ、その結
果アンカー4の軸方向の位置をそれぞれの取りつけ状況
に応じて最適に適合でき、その結果例えば製造トレラン
スと磨耗を調整できる。ブレーキバネ14はケーシング
15の中の装着部材5の電磁石システムから離れた側で
支持される。コイル1に電流が流れないと、ブレーキバ
ネ14は装着部材5を図5では右に向かって押しつけ、
その結果装着部材5はその斜めくさび面7を介してブレ
ーキシュー10に作用し、シューをリターダー12に押
しつける。ブレーキシュー10の反応力はブレーキシュ
ー17により受けとめられる。コイル1に電流が流れる
と、アンカー4は左に向かって引っ張られ、アンカーロ
ッドを介して装着部材5をブレーキバネ14の力に逆ら
って左に向かって押しつけ、その結果装着部材5のくさ
び面7はブレーキシュー10から離れ、その結果ブレー
キがリリースされる。プルバックバネ11として葉状バ
ネが備えられ、このバネはケーシング15とブレーキシ
ュー17の間で作用し、ブレーキシュー10と17をリ
リースした状態に保つ。平らな玉軸受け16は、装着部
材5の斜めのくさび面7の、ブレーキシュー10が対応
する斜めのくさび面8上あるいは運動方向に平行に走る
滑り面35上で回転運動するのを容易にし、その結果ブ
レーキシュー10はアンカー4と装着部材5の運動に直
角に動かされる。
【0029】図5の実施形態では、ブレーキ装置は、リ
ターダー12の上を直線的に移動することが可能なスラ
イド36にしっかりと固定される。ブレーキ装置の操作
により、リターダー12の上のスライド36はブレーキ
ングされ保持される。
ターダー12の上を直線的に移動することが可能なスラ
イド36にしっかりと固定される。ブレーキ装置の操作
により、リターダー12の上のスライド36はブレーキ
ングされ保持される。
【0030】図6は、図5で示される第4実施形態中の
ブレーキ装置の配置を示し、ブレーキ装置の上端25は
スライド36の上端を超えない。
ブレーキ装置の配置を示し、ブレーキ装置の上端25は
スライド36の上端を超えない。
【0031】図7は図5のブレーキ装置の異なる配置を
示し、ブレーキ装置は、その下端26がスライド36の
下端から突出しないようにスライド36に配置される。
示し、ブレーキ装置は、その下端26がスライド36の
下端から突出しないようにスライド36に配置される。
【0032】図6と7から、ブレーキ装置がこの実施形
態で線形の駆動システムの設計に特に適していることが
わかる。
態で線形の駆動システムの設計に特に適していることが
わかる。
【0033】図8はブレーキ装置の第5実施形態を示
し、図5の実施形態の場合と同様の方法で電磁石システ
ムは電気ホイスト磁石システムとして形成される。
し、図5の実施形態の場合と同様の方法で電磁石システ
ムは電気ホイスト磁石システムとして形成される。
【0034】図5の実施形態とは異なり、アンカー4は
コイル1から突出した終端で装着部材5として形成さ
れ、5は上下がくさびの形であり、その両端に斜めのく
さび面7を持つ。装着部材5の斜めのくさび面7はブレ
ーキシュー10と17の間の斜めのくさび面の上を滑
る。ブレーキシュー10と17はプルバックバネ28に
よるブレーキのリリースのとき、この施工例では圧縮バ
ネとして働き、一方ではケーシング15に他方ではブレ
ーキシュー10あるいは17で支持されるリターダー1
2から離れる。この施工例では平らな玉軸受けを斜めの
くさび面7と8の滑り能力のある被覆に代える。
コイル1から突出した終端で装着部材5として形成さ
れ、5は上下がくさびの形であり、その両端に斜めのく
さび面7を持つ。装着部材5の斜めのくさび面7はブレ
ーキシュー10と17の間の斜めのくさび面の上を滑
る。ブレーキシュー10と17はプルバックバネ28に
よるブレーキのリリースのとき、この施工例では圧縮バ
ネとして働き、一方ではケーシング15に他方ではブレ
ーキシュー10あるいは17で支持されるリターダー1
2から離れる。この施工例では平らな玉軸受けを斜めの
くさび面7と8の滑り能力のある被覆に代える。
【0035】ネジ圧縮バネ14は電磁石システム中で同
軸に配置され、アンカー4をその装着部材5により、図
8ではブレーキシュー10と17の間で左に向かって押
しつける。コイル1に電流を流すと、アンカー4はアン
カーウエイ3を介して右に向かってブレーキバネ14の
力に逆らって引っ張られ、その際アンカー4と磁性体2
の端30の形成により、水平の特性カーブ推移となり、
これは図9で示される。調整のために、ブレーキバネ1
4が支持されカウンターナット29により軸方向に調整
可能な、磁性体2の端面がある。
軸に配置され、アンカー4をその装着部材5により、図
8ではブレーキシュー10と17の間で左に向かって押
しつける。コイル1に電流を流すと、アンカー4はアン
カーウエイ3を介して右に向かってブレーキバネ14の
力に逆らって引っ張られ、その際アンカー4と磁性体2
の端30の形成により、水平の特性カーブ推移となり、
これは図9で示される。調整のために、ブレーキバネ1
4が支持されカウンターナット29により軸方向に調整
可能な、磁性体2の端面がある。
【0036】図5と8の実施形態のブレーキ装置の運動
は、図9のダイアグラムで示され、ダイアグラムの中で
磁力FMはアンカーウエイhの関数として示される。
は、図9のダイアグラムで示され、ダイアグラムの中で
磁力FMはアンカーウエイhの関数として示される。
【0037】ブレーキをリリースすると、初めに短時間
コイル1に大量のパワーが流れ、その結果過剰な入力が
生じ、これは図9でFMの特性カーブで示される。この
過剰入力では、磁力FMはアンカーウエイの全ての範囲
にわたりブレーキバネ14の弾力FFより大きい。h=
0に近傍のアンカー4の最終位置で、コイル1への電流
の流れは過剰入力からパワーの少ない定格入力に切り替
わり、その結果定格電流が少ないにもかかわらずブレー
キバネ14の弾力FFより大きな保持力FHに調整され
る。これによりブレーキは確実にブレーキシューのリリ
ースされた状態を保つ。
コイル1に大量のパワーが流れ、その結果過剰な入力が
生じ、これは図9でFMの特性カーブで示される。この
過剰入力では、磁力FMはアンカーウエイの全ての範囲
にわたりブレーキバネ14の弾力FFより大きい。h=
0に近傍のアンカー4の最終位置で、コイル1への電流
の流れは過剰入力からパワーの少ない定格入力に切り替
わり、その結果定格電流が少ないにもかかわらずブレー
キバネ14の弾力FFより大きな保持力FHに調整され
る。これによりブレーキは確実にブレーキシューのリリ
ースされた状態を保つ。
【図1】半分が断面で描かれたブレーキ装置の第1実施
形態である。
形態である。
【図2】ブレーキ装置の第2実施形態の断面である。
【図3】ブレーキ装置の第3実施形態の断面である。
【図4】図1から3の実施形態でのブレーキ装置の最適
な説明のためのダイアグラムである。
な説明のためのダイアグラムである。
【図5】ブレーキ装置の第4実施形態の断面である。
【図6】図5を正面から見た第1の図である。
【図7】図5を正面から見た第2の図である。
【図8】ブレーキ装置の第5実施形態の断面である。
【図9】第4及び第5の実施形態のブレーキ装置の最適
な説明のためのダイアグラムである。
な説明のためのダイアグラムである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ヨアヒム フブリッヒ
ドイツ連邦共和国 ドナウエシンゲン D
−78166 ヒンデミトストラッセ 9
Fターム(参考) 3J058 AA06 AA13 AA17 AA29 AA38
BA67 CA06 CA08 CC07 CC45
CC72 CC77 FA42
Claims (14)
- 【請求項1】 少なくとも1つのブレーキバネ(14)
は少なくとも1つの装着部材(5,18)の斜めのくさ
び面(7,8)を介して、少なくとも1つのブレーキシ
ュー(10,17)に作用し、その際斜めのくさび面
(7,8)は0°から90°の角度(α)を持ち、これ
によりブレーキバネ(14)の力が方向転換され、これ
に対応して角度(α)が増幅されてブレーキシュー(1
0,17)のブレーキング力に転換され、アンカー
(4)は基本的にブレーキバネ(14)の方向で少なく
とも1つの装着部材(5,18)に作用することを特徴
とする、線形あるいは回転する運動をブレーキングする
ために少なくとも1つのブレーキバネの力によりブレー
キング表面に押しつけられる少なくとも1つのブレーキ
シューと、コイルとアンカーを持つ電磁石システムを持
ち、その際コイルに電流を流すことにより、アンカーは
ブレーキバネの力に逆らって動かされ、少なくとも1つ
のブレーキシューがブレーキング表面から離れる(リリ
ースされる)、電磁的にリリース可能なブレーキ装置。 - 【請求項2】 装着部材(5,18)がアンカー(4)
と固定的に結合することを特徴とする請求項1のブレー
キ装置。 - 【請求項3】 少なくとも1つのブレーキシュー(1
0,17)がアンカー(4)と装着部材(5,18)の
運動方向に垂直に、またブレーキングされる運動の運動
方向(23)に垂直に可動に配置されることを特徴とす
る請求項1のブレーキ装置。 - 【請求項4】 少なくとも1つのブレーキシュー(1
0,17)がブレーキ装置のケーシング(15)中で可
動に配置され、ブレーキングされる運動の運動方向(2
3)に作用するブレーキ力に対してケーシングにぴった
りはまって支持されることを特徴とする請求項3のブレ
ーキ装置。 - 【請求項5】 少なくとも1つのプルバックバネ(1
1,21,28)が、リリースされた状態の少なくとも
1つのブレーキシュー(10,17)をブレーキング表
面(13)から離すことを特徴とする請求項3のブレー
キ装置。 - 【請求項6】 少なくとも1つの装着部材(5,18)
と少なくとも1つのブレーキシュー(10,17)の共
同作用する斜めのくさび面(7,8)が同じ角度(α)
を持つことを特徴とする請求項1のブレーキ装置。 - 【請求項7】 共同作用する斜めのくさび面(7,8)
の間に平らな玉軸受け(16)が配置されることを特徴
とする請求項6のブレーキ装置。 - 【請求項8】 ブレーキングされるリターダーやブレー
キディスク(12)の両側に配置され、ブレーキシュー
(10)をリターダーやブレーキディスク(12)の向
かい合うブレーキング表面(13)に対して押しつけ
る、2つの装着部材(5)が備えられることを特徴とす
る請求項1のブレーキ装置。 - 【請求項9】 装着部材(5,18)がブレーキシュー
(10)に向かって押しつけられ、リターダーやブレー
キディスク(12)の向かい側にある2番目のブレーキ
シュー(17)がブレーキング力のためのスラスト軸受
けとして働くことを特徴とする請求項1のブレーキ装
置。 - 【請求項10】 装着部材(5,18)が両側がくさび
の形で2つの斜めのくさび面(7)を持ち、くさび面は
2つのブレーキシュー(10,17)に作用することを
特徴とする請求項9のブレーキ装置。 - 【請求項11】 電磁石システムがポット磁石システム
であり、アンカー(4)はコイル(1)と磁性体(2)
の軸方向の正面で動くことを特徴とする請求項1から1
0のうちの1つのブレーキ装置。 - 【請求項12】 電磁石システムが電気ホイスト磁石シ
ステムであり、アンカー(4)はコイル(1)中で同軸
に動くことを特徴とする請求項1から10のうちの1つ
のブレーキ装置。 - 【請求項13】 ブレーキのリリースのために、コイル
(1)が初めに、スイッチオンで短時間、過剰入力のた
めに、アンカー(4)が最終位置に来るまで定格電流の
何倍もの電流を流され、続いてコイル(1)に定格電流
が流され、定格電流はアンカー(4)の最終位置で、ブ
レーキバネ(14)の弾力(FF)より大きな磁力(F
M)を及ぼすことを特徴とする請求項1から12のうち
の1つのブレーキ装置。 - 【請求項14】 斜めのくさび面(7,8)の角度
(α)が式tgα=2・h0/Smaxにより決めら
れ、その際ブレーキング表面(13)とブレーキシュー
(10,17)の間の最大のエアギャップがSmaxで
あり、最適のアンカーウエイh0の場合、ブレーキバネ
(14)の最大エネルギー(W0)が生じることを特徴
とする請求項1のブレーキ装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10127664A DE10127664C1 (de) | 2001-06-07 | 2001-06-07 | Elektromagnetisch betätigbare Bremsvorrichtung |
DE10127664.8 | 2001-06-07 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003042202A true JP2003042202A (ja) | 2003-02-13 |
Family
ID=7687518
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002167471A Pending JP2003042202A (ja) | 2001-06-07 | 2002-06-07 | 電磁的にリリース可能なブレーキ装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6802402B2 (ja) |
JP (1) | JP2003042202A (ja) |
DE (1) | DE10127664C1 (ja) |
IT (1) | ITRM20020317A1 (ja) |
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