JP2010513780A - 改良された制動効果を有する流体モータ - Google Patents

Abstract

本発明は内部モータ室（１８）を有するモータに関する。回転可能なロータ（２０）はモータ室（１８）の作動領域（４０）内で膨張する圧力媒体が適用されて駆動される。ロータにブレーキをかけるブレーキ要素（２２）はそれと軸方向に隣接して配置される。ブレーキ要素とロータは軸方向に移動可能で、バネ荷重を受けた摩擦対（４８，５０）を形成する。強いバネ（５２）による高いブレーキ効果を達成するべく圧力室（６０）が設けられ、その断面の拡がりは作動領域のモータ室（１８）の断面の拡がりよりも大きい。圧力室（６０）は少なくとも一方側がブレーキ要素（２２）で軸方向に境界を設定される。圧力室（６０）内の圧力さらにブレーキ要素（２２）とロータ（２０）の隣接面との間の圧力はバネ力に抗して摩擦対（４８，５０）を分離する力を生じる。圧力室（６０）は圧力媒体がモータ（２０）に適用されるときに圧力媒体が圧力室に届くように配置される。

Description

本発明は、流体圧力媒体によって駆動され得るモータに関する。特に、本発明は、モータ室内に配置されたロータが圧力媒体によって駆動され得ると共に、軸方向に移動可能でバネ荷重を受けたブレーキ要素がロータにブレーキをかけるためにロータの端面と摩擦対を形成するモータに関する。

流体モータは、好ましくは加圧空気又は圧力液体を用いて駆動される。圧力媒体が膨張する際に成される仕事は、駆動のために使用される。
周知のモータはベーンモータである。それはモータ室内において放射状ベーンと一緒に回転するロータを含んでいる。ロータが回転させられるとき、ベーンとモータ室の側壁とにより主として密閉された空間は容積の変化を生じる。これらの空間内に導入された圧力媒体は、膨張しそしてロータを駆動する。

このようなモータは、巻揚げ機に使用されるような種々の適用において非常に信頼性が高いことが立証された。多くの適用において、ブレーキユニットは、圧力媒体が供給されないとき、ブレーキをかけて素早くベーンロータをつかむために必要なものである。特に巻揚げ機での使用においては、それによって荷重の落下が防止される。
ブレーキユニットは、種々の良く知られた巻揚げ機においてシャフトを介してモータに連結されてもよく、それはモータ室の外部の、すなわち、圧力媒体が膨張するモータ室の外側の独立した部分である。

ＥＰ１０９９０４０は、加圧された空気によって駆動されるベーンモータを開示している。ベーンモータは、円筒状のモータスリーブ内において、偏心して回転し得るように支持されている。このモータは、ベーン同士の間に形成される室が大きくなるときに膨張する加圧空気を導入することによって駆動される。独立したブレーキユニットが、モータのシャフトに設けられている。モータを潤滑するために、ベーンロータは、糊のような粘度をもつ潤滑剤で満たされた縦穴を有する。

ＤＥ１１０２４８８は、加圧空気が供給されなくなるか作用しないとき摩擦ブレーキによって固くブレーキをかけられる駆動シャフトを有する巻揚げ機のためのベーンモータを開示している。この目的のために、モータのシャフト端部にはブレーキディスクがあり、これは、中央に配置された圧力シリンダを有すると共に、バネ荷重によってモータハウジングの摩耗リングに対抗して押圧されている。インレットを介して導入される加圧空気は、ブレーキディスクの圧力シリンダに供給され、バネの抵抗に逆らって摩耗リングからブレーキディスクを持ち上げ、それによってモータの作動が可能になる。

ＷＯ９５／０２７６２は、液圧モータを示している。ロータはモータ室内において回転する。ロータは、軸方向に可動であると共に、ハウジングに固定された摩擦表面に対してバネにより円錐部分にて押圧されている。モータ室は、バルブが配置された通路を介して円錐状の摩擦対に連通している。運転中において、圧力媒体は、モータ室から摩擦対を通り、ロータの軸方向変位を引き起こし、この軸方向変位は、摩擦対の分離及びブレーキの解放を招く。

当該出願人のＷＯ９７／０２４０６は、統合されたブレーキユニットを備えたベーンロータを示している。ベーンロータは、加圧空気によってモータ室内で駆動され得る。ブレーキ要素は、移動可能であり、バネによって付勢されており、軸方向においてベーンロータに直接的に隣接して配列されている。したがって、ベーンロータは、その端面において、ブレーキ要素と一緒に摩擦対を形成している。この摩擦対はモータ室内に配置されており、運転の際に、その内部に存在する圧縮空気がブレーキ要素に作用して、ブレーキが解放されるように、バネ荷重に対抗してブレーキ要素を変位させる。この構造は、実際に良く実証されている。特に、これは構造の小型化をもたらす。

ＥＰ１０９９０４ ＤＥ１１０２４８８ ＷＯ９５／０２７６２ ＷＯ９７／０２４０６

本発明の目的は、従来技術の構造に比べて、簡単な手法で、ブレーキの動作がさらに改善されたモータを提供することにある。

この目的は、請求項１に記載のモータによって達成される。従属請求項は、本発明の有利な実施形態に言及するものである。
本発明に係るモータは、内部モータ室と、その中で回転可能なロータを有する。ロータは、圧力媒体によって駆動され得る。モータ室という言葉は、先ず第一に、外部から遮断されたモータの内部領域全体を示し、圧力媒体が膨張又は減圧されて（流体圧力媒体においては、“減圧される”という言葉がより正確であるが、表現のし易さのために、“膨張”という言葉が以下において常に使用される）モータを駆動する部分（又はモータ室の軸方向の長さの部分）は、ここでは、作動領域として示されている。内部モータ室は、好ましくは筒状であり、すなわち、少なくとも部分的にその縦軸に沿って均一な断面を有し、好ましくは（必ずしも必要ではないが）円形断面を有する。ロータは、好ましくはベーンロータであるが、その原理は、他のタイプのロータと共に、他のタイプの流体膨張モータのために使用され得る。

ブレーキ要素は、ロータにブレーキをかけるためにロータに隣接して軸方向に配置されている。ブレーキ要素及びロータは、お互いに対して軸方向に移動可能であり、すなわち、ロータが（固定された）ブレーキ要素に向けて移動可能であるか、ブレーキ要素が軸方向において固定されたロータに対して移動可能であるか、又は、ブレーキ要素とロータの両方の要素が軸方向に移動可能である。一方又は両方の要素は、両要素がバネ荷重を受けた摩擦対を形成するべく両要素を一緒に押圧するバネを有する。ブレーキ要素は、軸回りに回転可能ではないため、摩擦対はブレーキ作用（制動）を生じ、このブレーキ作用は摩擦が十分な場合にロータを停止させることができる。

摩擦対は、好ましくはロータの一方又は両方の前端面において形成される。それらは、放射状に配列された表面である必要はなく、両面円錐のような種々の形状を有することができる。

本発明へ導く観念は、ブレーキ動作が摩擦力に依存し又それ故に摩擦対における材料の摩擦係数に依存すると共に及ぼされたバネ力に依存しているという眼識を含んでいる。ここでは、調整が優れているため、特にバネ力の増加させることが選択される。バネ力を増加させることは、適度に可能であるが、モータの運転中において圧力媒体がブレーキを解放させることができなければならないという事実によって限定される。一方において媒体の圧力及び他方において有効な表面が、利用できる最大力のための限定パラメータである。圧力を同一に維持しつつより高い力を達成するために、表面を増加させることが提唱される。

本発明によれば、それ故に特別な圧力室が設けられている。この圧力室は、その断面の拡がりが、その作動領域におけるモータ室の断面の拡がりよりも大きく、すなわち、それは縦軸に対して少なくとも部分的にさらに外側に配置されている。ここで、比較されるべきことは、一方においては、圧力媒体が膨張（作動領域）によってモータを駆動する面における、特に好ましくは、少なくともその軸方向中央領域におけるモータ室の断面であり、他方においては、断面において見られる圧力室の外部への拡がりである。円筒状モータ室の‐好まれる‐ケースのために、このことは、モータ室の境界の内径が断面の拡がりとみなされなければならないことを意味している。圧力室は、好ましくは環状空間として形成され、その外径はモータ室の直径よりも大きい。それ故に、圧力室は、実質的に表面が増加させられるべく、モータ室の作動領域の外側に放射状にある。

圧力室は、摩擦対（ブレーキ要素／ロータ）の要素の少なくとも一方の要素によって、少なくとも一方側から制限されている。圧力室内において高められた圧力は、この要素又はこれらの要素に作用し、ブレーキ要素及び／又はロータ上に力を生じる。圧力室は、及ぼされる力が摩擦対を分離させ又それによってバネ力に逆らって方向付けられるように配置されている。このように、圧力室内において圧力を高めることによって、ロータにおけるブレーキ動作を解放するために、ブレーキ要素とロータとの摩擦対の分離を達成することができる。

圧力室は、モータの運転中において、圧力媒体が圧力室内に導かれるべく、本発明に従って配置されている。したがって、圧力媒体がモータを駆動するために供給されると、圧力媒体は圧力室内に入り、摩擦対の分離それ故にブレーキの解放を引き起こす。このように、圧力媒体は、適当な供給ラインから直接圧力室内に入り込むことができる。また、圧力媒体は、接続部を介して、モータ室の作動領域から圧力室に入り込むことができる。

本発明に従って形成された圧力室は、摩擦対（すなわち、ブレーキ要素とロータの隣接する端面との間）において、直接的に既に存在する圧力室にさらに補助的形式で作用（稼動）することができる。しかしながら、十分に必要な大きさに形成されれば、圧力室はそれだけでブレーキを解放するための十分な力を形成することができる。

本発明に係るモータは、一方では大きなブレーキ力を生じさせ、他方では運転中にモータに供給される圧力媒体によって摩擦ブレーキの自動的な解放を達成するという思想を成し遂げる。断面における圧力室の大きな拡がりによって、付加的な比較的に大きい表面が、有効となる圧力媒体のために利用できる。したがって、例え大きなブレーキ力が必要であっても、ＷＯ９７／０２４０６に係る構造の利点は省かれる必要はなく、それは圧力媒体がロータに適用されるときブレーキを自動的に解放する。これにも拘わらず、その構造は、圧力室の追加によって過度に大きくはならない。付加的な可動部分は必要ではなく、又、構造全体の軸方向の長さはちょうど同じに維持することができる。小型で安価なモータの作製が記載された利点と共に可能である。

本発明の好ましい実施形態によれば、両方の作動方向において作動されるとき、圧力室の機能が可逆モータにおいて保証されるように、圧力室の接続部が設けられる。一般的に、モータは、圧力媒体がそれを介して供給される流体ポートと、膨張した媒体がそれを介して排出される排出口を有する。可逆（すなわち、二つの回転方向において作動可能な）モータにおいて、二つの異なる流体ポートが設けられ（モータが巻揚げ機（ホイスト）において使用されるならば、これらは“持上げ側”及び“降し側”として呼ばれ）、圧力媒体は、要求される回転方向に応じて、一方又は他方の流体ポートに供給される。

運転中にブレーキを正確に解放するべく圧力室の加圧を保証しかつ運転を中断させるときブレーキを作動させるために圧力室の排出を保証するために、圧力室は、種々の方法で複数の流体ポート（又は、モータが一つのポートをもつ場合は、一つの流体ポート）と接続され得る。一方、圧力室を流体ポートと接続する流体接続部は、好ましくは、直接的な（まっすぐな）バルブの無い供給ラインを介して実行される。このようなバルブの無い接続は、短絡を避けるべく二つの流体ポートの一方と共に確立されるべきである。

モータは、運転時において第１の流体ポート（巻揚げ機において、これが持上げ側である）が第２の流体ポート（降し側）によりも大きいパワーを供給するように、二つの流体ポートが対称的な構造とされないように形成されることができる。圧力室の接続部は、持上げ側及び降し側の両方において設けることが可能である。降し側との接続部がここでは選択される。

流体ポートの一方は、流量を制限する絞り要素を介して流体供給源に接続されることができる。この目的のために、圧力室は、絞り要素の下流側の対応する供給ラインに接続されることができる。しかしながら、モータのアフターランニング（after-running）を減ずるために、圧力室が絞り要素の上流側の流体供給に接続されると有利であり、絞り要素の位置における如何なる停滞も、圧力室の排出遅れを導くことはなく、又それ故に、モータのアフターランニングを導くこともない。

他の代替手法として、圧力室は両方の流体ポートに接続されることができ、短絡を避けるために少なくとも一つのバルブが接続部内に設けられる。好ましくは、往復バルブが使用され、加圧中において圧力室は常に最高圧力をなすポートに連通し、排出中において圧力室は常に一方のポートに連通し、両方のポートが制御バルブによって排出されれば素早い排出が保証される。

さらなる実施形態によれば、圧力室は、モータ室の作動領域に接続される。両方向における運転中において、超過圧力が存在する。ここで、接続部は、好ましくは直接的な（まっすぐな）バルブの無い接続部、すなわち、分岐通路、導管、又は、継ぎ手の選択的な漏れ口である。（流体ポートへの接続の替わりに）モータ室の作動領域と圧力室を結合するために、ブレーキの機能は、何ら付加的なオーバヘッド（間接費）が無く、可逆モータにおいてさえも維持される。

圧力室が、モータ室への一つの開口だけをもつラインを介して、モータ室に接続されるならば好ましい。これにより、バルブが無くても、短絡（すなわち、圧力媒体がモータの駆動無しに直接入口から圧力室を介して出口に流れる）が無いことが保証される。

モータ室から圧力室に圧力媒体を導くための導管が設けられるならば、それはロータの端面に配置された接続開口に接続されるのが好ましい。特に好ましくは、この開口はブレーキ要素において形成される。上述したように、ラインは、好ましくは直接的な（まっすぐな）バルブの無いラインである。接続開口の配置のために、それ（接続開口）は、軸方向から視て（第１の）流体ポートと同じモータ室の象限（四分円）内に配置されれば好ましい。特に好ましくは、その開口は、流体ポートから（常に流体ポート及び開口の中心から測定して）＋／−３０度の領域内にある。二つの流体ポートを備えた可逆モータでさえ、一方の流体ポートの近くに接続開口を配置することは、二つの作動方向における円滑な運転のために十分である、ことが示された。モータが選択された方向（巻揚げ機において、通常は持上げ側）をもつならば、接続開口が一方の対応する選択された流体ポートの近傍の領域内に配置されると有用である。荷重をかけられた巻揚げ機の場合においては、荷重を降ろす際に、流体出口に向う与圧が存在し、その与圧はブレーキを解放するのに必要な圧力を提供するのに役立つ。選択された方向がないモータにおいては、接続開口は中央に配置される、すなわち、両方の回転方向のための流体ポートまで同じ距離であるならば有効であることが立証された。

ロータに隣接する端面において接続開口を配置するさらなる利点として、良好な起動の性質が確認された。モータの作動領域に存在するブレーキ要素の表面に最初に作用しかつその後は単にモータの始動により圧力室内にある圧力媒体の影響によって生じる微小な時間の遅れは、逐次の円滑なモータの制御を容易にする。

さらなる実施形態によれば、モータ室の側壁に対するブレーキ要素の嵌め込みは、圧力媒体が二つの間を通って圧力室内に入り込むようになされる。隙間又は漏れ口が、圧力室及びモータ室の作動領域を接続するためにここでは意図的に残され得る。この方法において、接続部は、特別な通路を設けることなく簡単な手法で設置され得る。運転中に接続部を通る流れは一定ではないが圧力室の圧力は変化なく維持されるため、必要な断面はとにかく小さい。

本発明のさらなる実施形態によれば、圧力室は、一方ではブレーキ要素（又は、その軸方向の動きを考慮してそれに接続された要素）と他方ではハウジング（又は、ハウジングに固定された要素）との間に形成される。この方法において、圧力媒体が適用されると、ブレーキ要素がハウジングに対して変位させられる。

好ましくは、圧力室は、環状空間として形成される。比較的に大きな直径の環状空間は、力の影響が均一であり、それ故に、その範囲内で変位させられる要素を動かなくする危険がほんの僅かであるという利点を有する。段差位置の直径における段差の寸法は自由に選択され得るため、要求される長さのブレーキ時間は、成し遂げられるモータパワーに依存して実現させられ得る。

本発明のさらなる実施形態によれば、少なくともモータ室の作動領域及びブレーキ要素を取り囲む側壁が設けられることが提唱される。この側壁は、その縦断面において少なくとも一つの段差を有する。筒状の作動領域の好ましいケースでは、側壁は好ましくは互いに異なる直径をなし段差によって接続される二つの隣接する筒状部分を含む。また、側壁によって取り囲まれた領域に適応されたブレーキ要素は、対応する段差を有する。そのとき、圧力室は放射状に配置された段差の表面同士の間に配置される。この方法において、圧力室は、圧力の適用がブレーキ要素の軸方向への変位を導く構造的に簡単な手法で形成されることができる。
具体例としての実施形態は、添付図面を参照して以下にさらに詳細に述べられる。

図１はベーンモータの第１実施形態における縦断面図である。 図２はＡ−Ａ´に沿った図１のベーンモータの断面図である。 図３はＢ−Ｂ´に沿った図１のベーンモータの断面図である。 図４ａは図１に示されたものに匹敵するベーンモータにおいてブレーキを解放する原理を示す図である。 図４ｂは図１に示されたものに匹敵するベーンモータにおいてブレーキを解放する原理を示す図である。 図５は制御部を備えた図１のモータの空気回路図としての概略図である。 図６はベーンモータの第２実施形態における縦断面図である。 図７は種々のタイプの接続における制御部を備えた図６のベーンモータの空気回路図としての概略図である。 図８は種々のタイプの接続における制御部を備えた図６のベーンモータの空気回路図としての概略図である。 図９は種々のタイプの接続における制御部を備えた図６のベーンモータの空気回路図としての概略図である。 図１０は種々のタイプの接続における制御部を備えた図６のベーンモータの空気回路図としての概略図である。

図１は縦断面図において第１実施形態に係るモータ（ベーンモータ）１０を示す。ハウジング１２は、モータスリーブ（筒）１４、端面カバー１６、さらに、ブレーキライニング（内層）２１を備える端面カバー１９を含む。

モータスリーブ１４は、内部モータ室１８の境界である。代替可能な実施形態（不図示）において、独立したモータスリーブが不要とされ、内部モータ室１８がハウジングの側壁によって形成され得る。ベーンロータ２０及びブレーキ要素２２は、内部モータ室１８内に配置されている。

モータスリーブ１４は、異なる直径をなす二つの円筒部分の間に形成された第１段差２４を含む。第１部分２６は、それに隣接する第２部分よりも大きい内径を有する。

ベーンロータ２０は、小さい内径をなす第２部分の領域に配置されている。ベーンロータの分野における当業者が知っているように、ベーンロータ２０は、この領域に偏心的に配置される。図１に示されるように、一端において軸受スタッド３０を有しかつ他端において駆動スタッド３２を有する回転軸２８は、モータスリーブ１４の縦中央軸に対して底部にずらされている。これは、図２に示される断面図においても見ることができる。

図２において確認できるように、ベーンロータ２０は、放射状に摺動可能で外向きにバネ荷重が及ぼされた複数のベーン３４を有する。ベーンは、モータスリーブ１４に当接し、それによって空間３６の境界を形成している。ベーンは、モータ１０の作動領域４０（図１）全体の軸長さに亘って設けられている。

モータスリーブ１４は、作動領域４０の周辺において、第１加圧空気入口４２、第２加圧空気入口４４、及び排気口４６を有する。選択された方向（図２において左回転）への運転において、加圧された空気は、加圧空気入口４２を通して供給される。ベーンロータ２０が回転するとき、加圧空気は、残余の圧力のもとで排出口４６から排出されるまで、回転と共に寸法が増加するベーン３４同士の間の空間３６内で膨張する。

反対方向（図２において右回転）への運転において、加圧された空気は、加圧空気入口４４を通して供給される。図２において確認できるように、排気口４６は加圧空気入口４２，４４の間に対称的に配置されていないが、第１加圧空気入口４２までの距離がより長い。結果として、第１加圧空気入口４２によって駆動される第１回転方向は選択された方向（すなわち、巻揚げ機において、持上げ方向）であり、その方向においてモータ１０のパワー出力は反対方向よりも高い。

図１に示されるように、ブレーキ要素２２は、ベーンロータ２０に隣接して軸方向に直接的に配置されている。その表面に設けられたブレーキライニング４８と一緒に、それはベーンロータ２０の端面５０と摩擦対を形成している。バネ要素５２は、その二つだけが図１に示されているが、ブレーキ要素２２に作用して、摩擦対４８，５０の要素を一緒に押圧するために軸方向において力を及ぼす。ブレーキ要素は、軸方向に移動可能であるがハウジング１２に対して回転しないようにスタッド５１によって保持されている。ベーンロータ２０が両側においてブレーキをかけられるように、軸方向に可動なベーンロータ２０とブレーキライニング２１が設けられたカバー１９との間に、さらなる摩擦対が形成されている。

モータスリーブ１４に設けられた段差２４に続いて、モータスリーブ１４内に適合されたブレーキ要素２２にも段差５４が設けられている。圧力室６０は、ブレーキ要素２２の段差付けされた部分の軸方向表面とモータスリーブ１４の段差２４の軸方向表面との間に形成されている。圧力室６０は、図３において確認できるように、周辺の環状空間の形状を有する。図２と図３を比較することによって確認されるように、圧力室６０は、モータ１０の作動領域４０よりもモータスリーブ１４の縦中央軸を横切る方向により大きく拡がった拡がり（拡張部）を有する。圧力室６０は、半径Ｒ２（図３）まで伸長しており、一方、作動領域４０におけるモータスリーブ１４は、より小さい内径Ｒ１（図２）を有するだけである。

第１実施形態において、圧力室６０は、ブレーキ要素２２内の通路として形成されたライン６２を介して接続されている。それは、圧力室６０をブレーキ要素２２のベーンロータ２０に対向する表面内の開口６４と接続する。ライン６２は、一つの開口６４だけを圧力室６０と接続する直接的な（まっすぐな）バルブの無い接続部として形成されている。

図５は、概略形態において、その空気接続部を備えたモータ１０を示している。接続部は、明瞭にするため、本質的な部分に限定した形態で示されており、それ故に、巻揚げ機のための非常時の停止や過負荷時の運転停止というようなさらなる制御機能は、ここでは示されていない。

内部モータ室１８は、その第１加圧空気入口４２を介して制御バルブ７０の持上げ側ｈに接続され、又、その第２加圧空気入口４４にて降し側ｓに接続されている。ベーンロータ２０は、ブレーキライニング４８と端面５０との間の、ここでは記号的に示された、摩擦対によってブレーキをかけられる。ブレーキは、図４ｂに示されかつ以下に説明されるように、ブレーキ要素２２と端面５０の間の空間７２に、又、通路６２を介して圧力室６０に、加圧空気を供給することによって解放される。ここにおいて、二つの圧力室６０，７２において高められた圧力は、バネ５２に抗してブレーキ要素２２を押圧する。モータの排気口４６は、マフラー７４に連結されている。

制御バルブ７０は、示された実施形態において、中央のアイドル位置から降しｓモード又は反対の持上げｈモードに切り換え可能な操作レバー７６を有し、スライドゲートバルブ８０においてポートに対しての変位によって、一方では加圧空気供給源Ｐ及び（マフラー７４に接続された）出口ポートＲと他方では持上げ側の供給ポートＡ及び降し側のポートＢとの間で、種々のバルブ機能が実現される。

図示されたアイドル位置において、ポートＡ及びＢは、排気され、すなわち、出口ポートＲに接続される。持上げモード（図５において左側のバルブ機能）において、持上げ側Ａの加圧空気ポートは、加圧空気供給源Ｐに接続され、一方、降し側は排出（バルブ８０の交差位置によりポートＢと出口ポートＲが接続）される。供給ポートＡは、絞り要素８２をチェックバルブ８４と並列に接続することにより、持ち上げ側ｈのバルブ出口と接続される。ここで、チェックバルブ８４は、持上げ運転時において、絞り要素８２が流体流れを制限しないようにチェックバルブ８４を通して加圧空気が持上げ側ｈに流れることができるように作用するが、バルブ８４を除いて付加的な接続部として作用する。

降しモード（図５において右側のバルブ機能）において、降し側ｓは、直接的に加圧空気供給源Ｐに接続され、一方、持上げ側ｈは、絞り要素８２を介して排出（チェックバルブ８４が閉塞された状態でポートＡと出口ポートＲが接続）される。それ故に、絞り要素は、圧力媒体の流量を制限する。それは、例えばピンホール板のような導管通路内のボトルネック（狭い通路）として容易に実現され得る。降しモードにおいて、絞り要素８２は、降し速度を制限するために機能する。このことは、このモードにおいて、一方においては加圧空気が加圧空気ポート４４を介してモータに供給され、それが排気口４６に達するまで膨張するからである。しかしながら、他方においては、モータは、巻揚げ機において降ろされる荷重のためコンプレッサとして作用し、これはベーン空間３６の容積が減少することで排気口４６から加圧空気ポート４２（持上げ側）まで空気を圧縮する。この圧縮された空気は、制御バルブそしてポートｈに導かれ、絞り要素８２を介して排出される。ブレーキ動作は、絞り要素８２を流れる量を制限することによる停留のため得られ、それは結果として荷重が徐々に降ろされることに帰する。

モータ１０の運転において、ブレーキは、加圧空気が二つの加圧空気入口４２，４４の一方に適用されるとき自動的に解放され、一方、ロータ２０は、加圧空気の供給が減らされると、ブレーキ要素２２のブレーキライニング４８と固定されたカバー１９のブレーキライニング２１との間に素早く保持される。このメカニズムは、図４ａ及び図４ｂの概略図を参照しつつ以下に説明される。図４ａ及び図４ｂの図解は、全くの概略であり、一般的な機能原理を説明する目的のものである。この目的のために、詳細が幾分省略されており、特に、隙間の幅が誇張されている。

図４ａは、ブレーキがかけられたモータ１０を示すものである。ベーンロータ２０は、ブレーキ要素２２の適用によってブレーキがかけられている。したがって、モータ１０は、バネ要素５２の付勢力によって停止させられている。

モータを始動させるために、加圧空気が加圧空気入口４２を介して供給される。図２に示されるように、加圧空気はベーン空間３６内に入り込む。ベーンロータ２０は停止させられているため、最初はベーンロータ２０の回転はない。圧力は、軸方向に変位可能なブレーキ要素２２上に代わって空間３６内に（及び素早くベーンの漏れ口を通して又表面全体に）作用し、ブレーキ要素は、圧力室７２が形成されるため（図４ｂ参照）バネ要素５２の付勢力に対抗してベーンロータ２０から離れ始める。

しかしながら、バネ要素５２がブレーキ要素２２に極度の力を及ぼしているため、摩擦ライニング４８だけの表面上に作用する圧力では、ブレーキを完全に解放するのに十分ではない。

しかしながら、同時に、加圧空気は圧力室６０内に入り込む。これは二つの異なる方法で生じ得る。一方においては、モータスリーブ１４とブレーキ要素２２との間の嵌合部には漏れ口が残存し、その漏れ口を通して、圧力媒体が圧力室６０に入り込む（図４ａ中の点線矢印）。図１による好ましい構造において、シール６５のための凹部がこの目的のために設けられる。これに替えてシールが無い場合は、この面での密閉（シーリング）はなされず、図４ａにおいて点線矢印として示される圧力室６０内への圧力媒体の通路が形成される。

代替として又は補足として、圧力媒体は、ブレーキ要素２２の開口６４及び開口に接続されたライン６２を通して、圧力室６０内に入り込む。開口６４は、休止位置（図４ａ）において、最初は閉じられていても良い。しかし、一方においてベーンロータ２０とブレーキ要素２２との当接は完全に密閉（シール）されていないため、圧力媒体は運転時においてそれを通過する。他方において、圧力媒体の導入によりブレーキ要素２２の最初の移動を引き起こし、開口６４はそのとき解放される。（寸法が小さいため図１において視認できない）好ましい実施形態においては、僅かに高められたリングが、その端部５０の内側において、ベーンロータ２０の製造の間中取り残されることができ、それは、ブレーキ要素２２がそれに当接しつつ、開口６４が完全に閉じられない（不図示）という効果を有する。

開口６４の配置は、図１及び図２の併用によって明確に確認される。半径（放射）方向において、開口は、ブレーキ要素２２を通して、すなわち、図１に示されるようにその縁上に直接的にではなく、モータ室の作動領域４０と対向する表面の内部に位置している。加圧空気入口４２，４４及び排気口４６に対する開口６４の位置は、図２において確認することができる。ここで、開口６４は、持上げ側の加圧空気入口４２の領域に配置されている。試験において示されたように、この加圧空気入口の領域での配置が特に有利である。それ故に、開口６４は、図２に示されるように、加圧空気入口４２と同じモータ室の象限（四分円）内に配置されると好ましい。特に好ましくは、加圧空気入口４２の中心と開口６４の中心とのなす角度は３０度よりも大きくない。

開口６４のこの配置は、特に持上げ方向（加圧空気が加圧空気入口４２に向う方向）における運転において有利である。試験において示されたように、巻揚げ機が荷重を加えられたとき、たとえ加圧空気が加圧空気入口４４を介して開口６４の領域に供給されるとしても、高められた十分な圧力が得られ、圧力室６０は十分迅速に満たされる。何故なら、いわゆるポンプ作用のため、荷重を降ろす間中、より高い圧力が加圧空気入口４４よりも開口６４の領域において生成されるからである。

圧力媒体は、ブレーキ要素２２の放射状の表面上に、すなわち、一方において摩擦対４８，５０内に含まれる内部表面上に、又、他方において段差５４によって形成された付加的な環状の表面上に作用する。ブレーキ要素２２上の全体に作用する力は、圧力媒体の圧力の成果及び表面領域に対応する。適当な密閉手法（図１において密閉シート６６）によって、圧力媒体がブレーキ要素２２の背後に入り込むことが防止される。結果として、圧力媒体の圧力によって単独でブレーキ要素２２を解放することが可能である。

ブレーキ要素２２の持上げ及びそれによるモータ１０の始動は、たとえ圧力媒体が加圧空気入口４２に迅速に適用されたとしても、常に徐々に生じる。この理由は、最初にブレーキ要素２２が、ベーンロータ２０の端面上だけに作用する圧力によって僅かに変位しており、又それによってブレーキ動作が低減されるという点にある。また、加圧空気は、（僅かな）時間遅れを伴って圧力室６０内に入り込み、そのときブレーキ動作は完全に除去されることができる。

運転において、ブレーキ要素２２は、圧力媒体が供給される限り、ベーンロータ２０まである距離のところに留まる。圧力媒体が遮断された後は、ブレーキは、バネ要素５２の付勢力のため、自動的に作動し始める。

このように、圧力室６０は、圧力媒体の圧力がブレーキ要素２２に作用し得る表面領域を大きくする。したがって、適当なより強力なバネ５２を設けることによって、所望の増加したブレーキ力を設定することができる。

図６は、試験において特に有利な点が実証されたベーンモータ１００の第２実施形態を示すものである。第２実施形態に係るモータ１００は、概して第１実施形態に係るモータ１０に対応する。それは略モータ１０と同一の要素を有する。したがって、これらの要素は、同一の参照符号を用いて示される。これらの要素に関して、上述内容が参照される。両実施形態での相違点のみが、以下に述べられる。

モータ１００は、モータ１０と比べて、ブレーキ要素２２の端面に開口６４をもたず、又それ故に、内部モータ室１８を圧力室６０と接続する通路６２をもたない。その替わりに、圧力室６０は、部品を嵌め込むことによって、特にシール６５によって、内部モータ室１８に対して閉塞されている。

モータ１００において、圧力室６０は、外部の供給ライン（図６において不図示）によて、加圧され又排気される。この供給ラインは、図７ないし図１０に示されるように又以下に説明されるように、種々の方法で接続されることができる。

考慮されるべき主題は、対応する荷重での降ろしモードにおける巻揚げ機のモータの動作である。ここでは、ある荷重が及ぼされた状態で降し動作が中断される（すなわち、スライドゲートバルブ８０が、“降し”位置から中央位置に切り替えられる）とき、ブレーキ動作が直ちに行われ、できればモータのアフターランニングを生じないことが保証されるべきである。この場合、上述の実施形態において、圧力室６０がモータの内部モータ室１８と不十分に接続されている場合は、圧力室６０が非常にゆっくり排気され、それ故にブレーキがかなり遅れて反応するということが起こり得る。図７ないし図１０に示される種々の接続形式において、このことを避けるために、外部の加圧及び排気が、圧力室６０のために設けられる。

図７に示す第１接続形式において、圧力室６０は、持上げ側（加圧空気入口４２）に直接接続されている。持上げ運転において、圧力室６０は、そこから加圧されて、ニュートラル（中立位置）に切り替えられると排気される。降し運転において、ブレーキの解放は、最初は主として圧力室７２を加圧することによって行われ、続いて絞り要素８２の上流側に生じる停留によって圧力室６０を加圧することによって行われる。降しモードが中断されると、スライドゲートバルブ８０が中央位置に変位させられ、それ故に、持上げ側及び降し側の上流が排気される。圧力室６０の排気は、絞り要素８２の上流側での停留が静まるとすぐに持上げ側を通して行われる。

降しモードが中断された後にモータがアフターランニングの挙動を示すような、絞り要素８２の上流側の停留が非常に大きくなることが立証される適用のために、図８に代替として示されるように、圧力室６０は、絞り要素８２の上流側に接続されることができ、それによりスライドゲートバルブ８０が切り換えられたとき、排気が直ちに行われる。

代替として、目下好まれるものとして、圧力室６０は、（図９に示されるように）降し側に接続される。持上げモードにおいては、圧力室７２の圧力上昇によってブレーキが僅かに解放されるとすぐに、排気が降し側を通して行われる。降しモードにおいては、降し側に絞り要素は無く、中間位置において降し側は直接的に排気口６４に向けて排気されるため、中断時において又スライドゲートバルブ８０が中心位置に切り換えられたとき、直接的な排気が行われる。

さらに可能な接続形式として、図１０は、持上げ側及び降し側の両方に圧力室６０を接続するものを示す。短絡を防止するために、往復動バルブ８６が設けられている。持上げモードにおいては、圧力室６０は持上げ側から直ちに排気され、ここでは、バルブ８６が降し側への短絡を防止する。しかしながら、降しモードにおいては、排気は降し側から直接的に行われ、ここでは、バルブ８６は再び持上げ側への短絡を防止する。降し運転の中断に際して、圧力室６０の排気は、持上げ側又は降し側を通して行われ、持上げ側及び降し側の両方は、スライドゲートバルブ８０の中立位置において直接的に排気される。

当業者にとって明らかであるように、本発明は図示され及び記載された実施形態に限定されるものではない。特に、以下の変更が考えられる。
・図１によるモータの接続において、段差付けされ、一体的なモータスリーブ１４が設けられる。代替として、モータのハウジングは、内部モータ室を形成するための異なる構造を有することができる。
・加圧空気によって駆動されるベーンモータは上述されたものの、発明の原理は、当業者にとって明らかであるように、他のモータ形式（例えば、ギヤモータ）及び他の駆動媒体（例えば、流動液体）にも適用され得る。
・圧力室６０は、変更され得る各々のケースにおいて、通路６２を通して又は外部の供給ラインを通して接続されることが上述されたものの、二つの形式の接続が組み合わされてもよい。
・図５及び図７ないし図１０に概略的に示されたレバーの制御は、他のタイプの制御、例えば、加圧空気制御に置き換えられることができ、この加圧空気制御によって、スライドゲートバルブ８０は対応する切り換え位置に移動させられることができる。

Claims (13)

1. 内部モータ室（１８）と、
   前記モータ室の作動領域（４０）内で膨張する圧力媒体を適用することにより駆動可能であり、前記モータ室内で回転可能なロータ（２０）と、
   前記ロータ（２０）に隣接して軸方向に配列されて前記ロータ（２０）にブレーキをかけるためのブレーキ要素（２２）と、を備え、
   前記ブレーキ要素（２２）と前記ロータ（２０）とは、お互いに軸方向に移動可能で、かつ、バネにより付勢された摩擦対（４８，５０）を形成する、モータにおいて、
   前記作動領域（４０）における前記モータ室（１８）の断面の広がりよりも大きい広がりの断面を有する圧力室（６０）を有し、
   前記圧力室（６０）は、前記ブレーキ要素（２２）及び／又は前記ロータ（２０）によって、少なくとも片側が軸方向において境界を設定され、前記圧力室（６０）内の圧力は、前記バネの付勢力に対抗して前記摩擦対（４８，５０）を分離させる力を生じ、かつ、
   前記圧力室（６０）は、前記ロータが運転中であるとき、前記圧力媒体が前記圧力室（６０）内に入り込むように配置されている、
   ことを特徴とするモータ。
2. 前記モータ室（１８）には、第１流体ポート（４２）、第２流体ポート（４４）、及び排気口（４６）が設けられ、
   前記第１流体ポート、第２流体ポート、及び排気口は、間隔をおいて、前記モータ室の作動領域（４０）の周辺上に配列され、
   前記モータは、第１回転方向において、前記第１流体ポート（４２）に流体を供給することにより、又、第２回転方向において、前記第２流体ポート（４４）に流体を供給することにより、駆動可能であり、
   前記圧力室（６０）は、前記モータ（１０）の運転において、前記圧力媒体が前記圧力室（６０）に入り込むように、前記第１流体ポート（４２）及び／又は前記第２流体ポート（４４）と接続されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のモータ。
3. 前記圧力室（６０）と前記第１又は第２流体ポート（４２，４４）との接続は、バルブの無い供給ラインである、
   ことを特徴とする請求項２に記載のモータ。
4. 前記圧力媒体の流量を制限する絞り要素（８２）を介して、前記第１及び第２流体ポートの一方（４２）と供給ライン（Ａ）が接続され、
   前記圧力室（６０）は、前記絞り要素（８２）の上流側にて前記供給ライン（Ａ）に接続されている、
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載のモータ。
5. 前記圧力室（６０）は、前記二つの流体ポート（４２，４４）と接続され、
   少なくとも一つのバルブ（８６）が、短絡を避けるために接続部内に設けられている、
   ことを特徴とする請求項２に記載のモータ。
6. 前記モータ室（１８）には、第１流体ポート（４２）、第２流体ポート（４４）、及び排気口（４６）が設けられ、
   前記第１流体ポート、第２流体ポート、及び排気口は、間隔をおいて、前記モータ室の作動領域（４０）の周辺上に配列され、
   前記モータは、第１回転方向において、前記第１流体ポート（４２）に流体を供給することにより、又、第２回転方向において、前記第２流体ポート（４４）に流体を供給することにより、駆動可能であり、
   前記圧力室（６０）は、前記両回転方向の運転において前記圧力媒体が前記圧力室（６０）に入り込むべく、直接的なバルブの無い接続部（６２，６４）を介して、前記モータ室（１８）の作動領域（４０）と接続されている、
   ことを特徴とする請求項１ないし５いずれか一つに記載のモータ。
7. 前記ブレーキ要素（２２）は、前記モータ室（１８）の側壁（１４）に対して、前記圧力媒体が前記ブレーキ要素（２２）と前記側壁（１４）との間を通って前記圧力室（６０）に入り込むように、嵌め込まれている、
   ことを特徴とする請求項６に記載のモータ。
8. 前記作動領域（４０）から前記圧力室（６０）内に前記圧力媒体を導くために、少なくとも一つのライン（６２）が設けられ、
   前記ライン（６２）は、前記ロータ（２０）に隣接する端面において、前記ブレーキ要素（２２）内に配置された接続開口（６４）に接続されている、
   ことを特徴とする請求項６又は７に記載のモータ。
9. 前記ライン（６２）は、一つの接続開口（６４）のみを有する、
   ことを特徴とする請求項８に記載のモータ。
10. 前記作動領域（４０）には、前記ロータ（２０）に適用されるべき圧力媒体を供給するために、少なくとも一つの第１流体ポート（４２）が設けられ、
    前記接続開口（６４）は、前記軸方向から視て、前記第１流体ポート（４２）と同じ前記モータ室（１８）の象限内に配置されている、
    ことを特徴とする請求項８又は９に記載のモータ。
11. 前記圧力室（６０）は、前記ブレーキ要素（２２）と前記ハウジング（１２，１４）との間に形成されている、
    ことを特徴とする請求項１ないし１０いずれか一つに記載のモータ。
12. 前記圧力室（６０）は、前記ブレーキ要素（２２）によって軸方向に制限された環状空間であり、
    前記環状空間（６０）は、前記モータ室の作動領域（４０）を横切る拡張部分（Ｒ１）よりも大きい外径（Ｒ２）を有する、
    ことを特徴とする請求項１ないし１１いずれか一つに記載のモータ。
13. 前記モータ室の作動領域（４）及び前記ブレーキ要素（２２）を取り囲んで、側壁（１４）が設けられ、
    前記側壁（１４）は、縦断面において少なくとも一つの段差（２４）を有し、
    前記圧力室（６０）は、前記段差（２４）の領域内に形成されている、
    ことを特徴とする請求項１ないし１２いずれか一つに記載のモータ。
    

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