KR830002309B1 - 드럼 브레이크 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

드럼 브레이크

제1도는 본 발명의 교지에 따라 만들어진 에스컬레이터의 입면도.

제2도는 본 발명의 교지에 따라 만들어진 브레이크를 사용한 에스컬레이터의 구동 유니트의 평면도.

제3도는 본 발명의 교지에 따라 만들어진 브레이크가 제동이 가해진 상태에서 도해되는 입면도.

제4도는 제동이 풀린 상태에서 브레이크 작동 기구를 도해하는, 제3도에 도시된 브레이크의 부분도.

제5도는 제3도와 제4도에 도시된 브레이크의, 기계적 작동기구와 작동 솔레노이드(solenoid)의 힘 특성을 도해하는 그래프.

제6도는 작동 솔레노이드의 여자(enerization) 및 그의 방출이 완화되는 본 발명의 실시예를 도해하는, 제3도에 도시된 브레이크의 부분도.

제7도는 제3도에 도시된 브레이크의 실시예에서 사용되는 대쉬포트(dash pot)의 다른 설정을 도해하는 그래프.

제8도는 제3도에 도시된 브레이크 솔레노이드의 위치와 그리하여 제동력을 제어하기 위한 피이드 백 배열의 일부 구성도 및 일부 블럭 다이아드램.

제9도는 슈우 피보트 포인트(shoe pivot point)의 위치와 드럼의 중심, 그리고 드럼의 직경간의 관계를 도해하는, 제3도에 도시된 브레이크의 드럼과 브레이크 슈우중의 하나의 개략도.

제10도는 제9도에 도시된 관계를 이해하는 데 도움이 되는 그래프.

본 발명은 일반적으로 드럼 브레이크, 특히 스프링에 의하여 걸리고 전기적으로 풀려지는 드럼 브레이크에 관한 것이다.

에스컬레이터에는 브레이크의 설계 부하에 달하는 어떠한 부하에서라도 걸린 상행 혹은 하행하는 에스컬레이터를 정지시킬 수 있는 전기적으로 풀려지며, 기계적으로 제동이 가해지는 브레이크가 갖추어진다.

최대의 제동력은 하행하는 완전히 적제된 에스컬레이터를 정지시키는 데 필요하며, 따라서 브레이크는 그에 따라 크기가 결정된다. 예를 들어, 제동 코르크는 정격 부하의 에스컬레이터가 위층에서 아래층으로 승객을 운반하는 중에 정지시켜질 때, 약 0.3m/sec²등의 어떤 최소치의 감속을 제공하도록 선정된다. 이와같이, 하행하는 완전히 적제된 에스컬레이터 이외의 어떠한 상태에서라도 더 높은 감속의 비율의 결과가 될 것이다. 감속의 최고의 비율은 완전히 적제된 에스컬레이터가 승객을 아래층에서 위층으로 운반하는 중에 제동되어 정지될 때 일어날 것이다.

고정된 제동 토르크를 가진 전형적인 에스컬레이터의 경우 이것은 약 2.4에서 3m/sec²이 된다.

종래의 기술에서는, 속력, 부하 그리고 혹은 진행 방향을 참작하여서 감속의 최소와 최대 비율 사이의 범위를 줄이기 위해, 제동력을 조정하는 많은 여러가지의 장치가 밝혀졌다. 예를 들어, 제동력은 에스컬레이터가 제동되어 정지되는 중에 실제 속력과 필요 속도 사이의 차이에 대응하는 오차 신호에 따라서 혹은 진행 방향에 따라서, 부하에 따라서, 부하에 따라, 속력에 따라 조정된다. 일반적으로, 이같은 제동장치는 사실상 필요되는 더욱 복잡한 기계적 혹은 전기적 장치때문에 그 보수에는 물론 에스컬레이터의 값에 증가가 온다.

본 발명의 주목적은 본래 다른 방향보다 한 방향으로 사실상 적은 제동력을 제공하는 에스컬레이터에 적합한 개량된 브레이크를 제공하여서, 이같은 브레이크가 에스컬레이터가 위층에서 아래층으로 승객을 운반하기 위하여 움직일 때 본래 더 큰 제동력을 제동하는 데 쓰이게 하고, 하행하는 에스컬레이터에 있어서 부하에 관계없이 거의 일정한 감속으로 규정된 덜컹거림과 감속의 무리내에서 제동력을 가하게 하는 것이다.

이 목적을 위하여, 본 발명은 회전 브레이크 드럼과 상기 브레이크 드럼에 대해 제동이 가해진 위치와 제동이 풀린 위치 사이에서 작동하며, 브레이크 드럼에 대해 브레이크 드럼의 한 회전 방향으로 자여자(self-energiaztion)되고 다른 방향으로 부분적으로 해자, (deenergaing)되게 높이는 제동 장치와, 첫번째 설정된 힘으로 상기 제동 장치를 제동이 가해진 위치로 기울이는 제1편향 장치와, 상기 첫번째 설정된 힘을 이겨서 상기 제동 장치를 제동이 풀린 위치로 작동시키는 전자 장치와, 상기 전자장치가 상기 제동장치를 제동이 풀린 위치로 작동시킬 때 설정된 축적된 힘쪽으로 기울어지게 놓여진 제2편향장치와, 상기 제2편향장치에서의 축적된 힘의 방출을 제어하기 위해 제동장치가 제동이 풀린 위치에서 제동이 가해진 위치로 작동될 때 유효한 제어 장치로 이루어지며, 상기 제1 및 제2 편향장치는 상기 제동 장치에 대해 상기 제동장치에 의하여 상기 브레이크 드럼에 가해진 제동력이 상기 제1 및 제2편향장치의 어떠한 때에라도의 축적된 힘 사이의 차이에 대응하도록 배열되어서, 상기 브레이크 드럼에 가해진 제동력이 낮은 값에서 시작하여 상기 제어 장치가, 제2편향장치가 그 축적된 힘을 발행하게 하는 비율에 따라, 거의 첫번째 설정된 힘까지 증가하도록 하는, 스프링에 의하여 걸려지고, 전기적으로 풀려지는 드럼 브레이크에 있다.

본 발명은 첨부 도면과 연관지어서 다음의 예시 설명에 의해 더욱 명백해진다.

요약하면, 본 발명의 명세서에서는 원래부터 회전의 한 방향으로는 다른 방향으로 보다 더 큰 제동력을 가하며, 거의 0의 제동력에서 시작하여 조절된 비율로 증가하는 제동될 대상물에 제동 로르크를 가하는 개선된 실수 없는 브레이크를 설명한다.

특히, 개선된 브레이크는 브레이크 슈우들이 드럼 회전의 한 방향으로 선도형으로 되어져서, 드럼 회전의 이 방향으로의 슈우의 작동은 작동력을 보조하게 설치된 브레이크 슈우를 가지는 스프링에 의해 걸리고 전기적으로 풀려지는 드럼 브레이크이다. 이 보조는 "자여자"라고 불리워진다. 다른 방향의 회전에서 슈우는 슈우의 작동력을 반대하는 추종형이다.

더우기, 브레이크 작동 때 고정된 제동 토르크를 가하는 대신에, 브레이크는 브레이크 슈우가 대단히 작은 초기 제동력으로 브레이크 드럼에 접촉하고, 덜컹거림을 대단히 작게, 예를 들어 1.8m/sec³으로 유지하는 조정된 경사로 설정된 최대 감속으로 증가되는 설정된 감속 비율을 제공하기 위해 제동력을 형성하게 배열된다.

도면을 참조하면, 특히 제1도에는 본 발명의 교지를 이용한 형태의 에스컬레이터가 도시된다. 에스컬레이터(10)에는 승객을 제1 혹은 아래층(14)와 제2 혹은 위 층(16) 사이에서 운반하기 위해 컨베이어(12)를 쓴다. 컨베이어(12)는 승객이 층간을 운반될 때 서는 상부의 적재를 견디는 런(run)(18)과 하부의 복귀 런(20)을 가지는 무한형이다.

난간(22)가 컨베이어(12) 위에 연속적인, 유동성 핸드 레일(24)를 안내하기 위해 놓인다.

컨베이어(12)는 다수의 계단(36)을 포함하는 데, 그중의 단지 몇개만이 제1도에 도시된다. 계단은 각기 계단 액슬(axle)에 고정되며, 그들은 컨베이어(12)가 본 발명과 동일한 양수인에게 양도된 영국 특허 제1,371,519호에 밝혀진 모롤울 구동장치(modular drive arrangement)에 의하여 구동되어서 가까운 궤도로 움직인다.

영국 특허에 밝혀진 바와 같이, 컨베이어(12)는 제1 및 제2측면을 가지며, 각 측면은 계단(36)이 연결된 계단 액슬에 의하여 상호 연결되는 톱니 링크(38)로 형성되는 무단 벨트(30)을 포함한다. 계단(36)은 무단 벨트(30)의 맞은편에 각각 주 롤러(main roller) 및 트레일러 롤러(trailer roller)(40)과 (42)에 위하여 지지된다. 주 롤러 및 트레일러 롤러(40)과 (42)는 지지 및 안내트랙(track)(46) 및 (48)과 각각 협조하여 계단(36)을 무한 궤도 혹은 루우프로 안내한다.

계단(36)은 톱니 링크(38)을 결속하기 위하여 스프로켓 롤(sprocket wheel)과 구동 체인을 포함속은 모류울 구동 유니트에 의하여 구동된다. 모하울 구동 유니트(52)는 핸드 레일 구동 풀리(pulley)(54)를 핸드 레일 유니트(56)을 구동하는 컨베이어의 양측에 포함한다.

제2도는 제1도에 도시된 구동 유니트(52)의 평면도이다. 일반적으로구동 유니트(52)는 3상 60Hz의 유도 전동기와 같은 구동 모우터와, 기어 감속기(gear reducer)(62) 구동 스프로켓 휠(64)와 (66), 그리고 아이들러(idler) 스프로켓 휠(68)과 (70)을 포함한다. 통상 36.2 : 1비의 기어 감속기인 기어 감속기(62)는 입력 축(72)와 출력 축(74)를 가진다. 구동 모우터(60)는 모우터 축(76)을 가진다. 모우터 축(76)은 기어감속기(62)의 입력 축(72)에 풀리(78)과 (80) 그리고 타이밍(timing) 벨트(82) 같은 어떤 적절한 장치에 의하여 연결된다. 브로우큰 벨트 스위치(broken belt switch)(84)는 벨트(82)의 보전을 감시한다.

기어 감속기(62)의 출력 축 (74)는 구동 스프로켓(64)와 (66)에 연결되며, 각 구동된 스프로켓은 구동체인(86)에 의하여 아이들러 스프로켓과 연결된다. 도해된 바와같이, 구동 체인은 치차를 스프로켓에 결속시키는 2개의 외부 가닥과, 치차를 톱니 링크(38)에 결속시키는 내부 가닥의 3가닥을 가져서, 무단 벨트(30)을 그 안내 루우프 주위로 구동시킨다. 전기적으로 풀리며 기계적으로 가해지는 무실수 마찰 브레이크(90)은 기어 감속기(62)의 입력 축(72)에 설치된다. 브레이크(90)은 본 발명의 교지에 따라 만들어 진다.

제3도는 브레이크(90)의 어떤 부분은 브레이크 작동의 상세를 좀더 명백하게 도해하기 위해 잘라 낸 입면도이다. 브레이크(90)은 제2도에 도시된 감속기(62)의 입력 축(72)를 받아들이는 슬롯(94)를 가지는 설치판(92)를 포함한다. 브레이크(90)은 첫번째 제동 요소 혹은 회전드럼(96)을 포함하며, 회전 드럼은 중심 구멍(100)으로 부터 외부 원통형 플랜지(102)로 연장되는 원형 벽 부분(98)을 포함한다. 벽 부분(98)의 대부분은 평상시 드럼(96) 내에 감추어지는 브레이크 작동 기구를 드러내기 위하여 제2도에서는 잘라내어져서 도해된다.

플랜지(102)는 브레이크(90)의 마참면의 하나를 형성하는 내부면(104)와 외부면(106)를 포함한다. 도해된 바와 같이, 일정 간격의 톱니(108)이 플랜지(102)의 외부 주변에, 외를 들어 플랜지의 주변 근처에 형성된다. 이 톱니의 목적은 다음에 설명된다. 브레이크 드럼(96)은 감속기 축(72)에 부싱(bushing)(11 )에 의하여 설치된다.

드럼(96)의 구멍(100)은 경사진 구멍을 가진 설치 허브(hub)에 의하여 형성되며, 부싱(110)은 내부 직경이 축(72)의 외부 직경에 맞는 크기이고 드럼의 경사진 구멍을 보완하기 위해 경사진 외부 직경을 가진 원통형 부분을 가진다. 부싱(110)의 위의 플랜지(112)는 마운팅 보울트(mounting bolt)(114)를 수납하는 구멍을 가지며, 그 보울트는 드럼안의 구멍을 관통하여 결속한다.

브레이크 슈우로 구성되는 두번째 제동 요소는 예를 들어 제1 및 제2브레이크 슈우(116)과 (118) 같이, 드럼(96)과 협력하게 나타난다. 브레이크 슈우(116)은 피보트 핀(pivot pin)(120)에 의하여 판(92)에 회전하게 고정된 한 끝을 가지며, 브레이크 슈우(118)은 피보트 핀(122)에 의하여 설치 판(92)에 회전하게 고정된 한 끝을 가진다.

브레이크 슈우(116)과 (118) 위의 브레이크 패드(pad)(124)와 (126)은 각기 브레이크(90)이 작동될 때 브레이크 드럼(96)의 표면(104)에 접촉한다. 브레이크 패드(124)와 (126)은 내부 표면(104)의 반경보다 약간 작은 반경을 가지도록 설계한다. 이와같은 배열은 초기와 그 후의 드럼과의 접촉을 조절하는데, 패드(124)와 (126)은 드럼(96)의 면(104)가 그들의 중간 부분과 접촉하게 하여, 패드(124)의 한끝과 면(104)의 사이의 간격(128) 같은 작은 간격을 패드의 양면에서 패드와 드럼 사이에 남긴다. 이와 같은 배열은 브렀이크 패드를 놓는데 도움이 되며, 드럼의 한 회전 방향에 있어서의 브레이크의 자 여자 현상을 더욱 잘 조절하게 하며, 이것은 다음에 설명된다.

브레이크 작동 레버(lever)(130)은 피보트 핀(132)에 의하여 설치판(92)에 회전하게 고정된다. 레버(130)은 반원을 이루는 굴곡 부분(133)를 포함하며, 그 중심점은 핀(132) 위에 추축이 놓인다. 굴곡 부분(133)의 끝은 브레이크 슈우(116)과 (118)을 링크(134)와 (136)에 의하여 작동시키도록 각 연결된다. 링크(134)의 끝은 핀(140)이 슈우(116)의 반대쪽 끝에 그의 고정된 피보트 핀(120)으로 부터 놓여서 각각 피보트 핀(138)과 (140)에 의해 레버(130)과 슈우(116)에 회전하게 고정된다.

랭크(136)의 끝은 핀(144)가 그 고정된 피보터 핀(122)로부터 슈우(118)의 맞은편 끝에 놓여서 각각 피보트 핀(142)와 (144)에 의하여 레버(130)과 슈우(118)에 회전하게 고정된다.

스프링(146)과 (148)은 편향 스프링이고, 이 스프링은 브레이크가 풀릴 때 순간적인 반응을 제공하도록 슈우(116)과 (118)을 상호 연결한다. 이것은 브레이크의 셋팅이 전기적인 브레이크 셋팅장치의 진행의 바로 초기 부분 중에 필요하며, 반면에 진행의 나머지 부분이 후술될 다른 작용을 성취하기 위해 사용되게 하는 본 발명에 있어서 중요하다.

브레이크 작동 레버(130)은 또한 드럼(96)내에서부터 그 외부로 연장되도록 (152)에서 구부러진 아암부분(150)을 포함한다. 그 최외부 끝은 피보트 핀(156)에 의하여 브레이크 작동 막대(154)에 회전하게 설치된다. 막대(154)는 형 스프링 설치 브라켓(160)의 다리 부분(158) 구멍을 통하여 연장된다. 다른 다리부분(162)는 파스너(fastener)(164)에 의하여 설치판(92)에 조여진다. 다리 부분(158)은 공기압 혹은 유압 레귤레이터, 예를 들어 후술된 대시 포트(168)과 협조하기 위해 연장부 (166)을 포함한다.

이같이 브레이크 작동 막대(154)는 브레이크 작동 레버(130)의 한끝 위에 지지되며, 스프링 설치 브라켓(160)에 의하여 직선 운동을 위하여 안내된다.

막대(154)는 각각 첫번째와 두번째 끝부분(170)과 (172)를 포함한다. 끝부분(170)은 관통되며, 주 나선 스프링(174)는 끝부분(170)을 넘어 늘려져서, 스프링(174)의 한쪽 끝은 막대(154)을 수납하는 그 안의 구멍 주위로 스프링 설치 브라켓(160) 내에 형성된 둥근 구멍내에 놓인다. 스프링 칼라(collar)(176)은 막대(154)의 주위, 끝(170) 위에 스프링의 다른 끝에 대하여 놓인다. 넛트(178)은 끝(170)에 관통하여 결속되며, 스프링(174)를 규정된 축적된 힘으로 압축하기 위해 솟아 올라 있다. 스프링(174)의 설정된 압출력이 브레이크 드럼에 대하여 슈우(116)과 (118)에 가해지는 최대 제동력을 결정하며, 또한 관련된 에스컬레이터의 폭과 높이에 따라 설정된다.

압축 스프링(174)는 제3도를 볼 때 막대(154)를 수직 상방으로 힘을 가하며, 레버(130)을 피보트 핀(132) 주위를 반시계 방향으로 회전시켜서, 링크(136)에 수직 상방으로 그리고 링크(134)에 수직 하방으로 힘을 가하여, 슈우(116)과 (118)을 그들의 피보트 점 주위로 회전시켜서 브레이크 패드에 브레이크 드럼(96)의 면(104)에 대하여 힘을 가한다. 스프링(174)는 관련 에스 컬레이터의 특정 폭 및 높이에 대해 설정된 높이까지 압축되며, 결과적인 제동력은 기어 감속기(62)의 입력 축(72)에 토르크 렌치(wrench)를 써어 체크된다.

브레이크 작동 막대(154)의 하방으로의 축 방향의 변위는, 스프링(174)의 설정된 편향력을 이기기에 충분한 힘과 함께, 레버(130)을 피보트 핀(132)의 주위로 시계 방향으로 회전시키며, 링크(134)와 (136)은 편향 스프링(146)과 (148)의 도움을 받아서, 슈우(116)과 (118)을 드럼(96)으로 부터 멀리 끌어 당겨서, 브레이크를 푼다.

본 발명에 의하면, 막대(154)의 끝부분(172) 위로 미끌어지게 크기가 되어진 굴곡부(182)에 구멍을 가지는 U형 부재 혹은 요오크(yoke)(180)은 끝부분(172) 위에서 줄여진다. 보조 스프링 장치(184)는 끝부분(172) 위에 놓이며, 스프링 칼라(186)은 끝부분(172)에 고정된다. 이 실시예에서 보조 스프링 장치(184)는 굴곡부(182)와 스프링 칼라(186) 사이의 전 간격을 가로질러 연장되는 제1나선형 스프링(188)과, 제1나선형 스프링(188) 내의 구멍 안에 동심으로 놓인 제2나선형 스프링(190)을 포함한다. 제2나선형 스프링(160)은 제1나선형 스프링(188)보다 짧은 길이를 가진다. 이 두 스프링 장치는 주 스프링(174)에 축적된 힘을 능가할 수 있는 보조 스프링장치(184)에 축적된 힘을 제공하는 데 필요한 복합 스프링 특성을 제공하며, 반면에 전기 작동장치의 힘 곡선에 어떠한 점에서도 넘지 않고 따르는 복합 스프링 특성 곡선을 제공한다. 보조 스프링장치(184)내에 종국적으로 축적된 힘은 브레이크(90)이 가해질 때 브레이크 슈우(116)과 (118)을 드럼(96)에 사실상 초기 힘이 0이 되게 가하기 위하여 주 스프링(174)의 설정된 힘보다 커지는 것이 중요하다.

보조 스프링 장치(184)의 축적된 힘이, 전기 작동 장치가 한번의 행정을 마치기 전에 저지되는 것을 방지하기 위하여, 전기 작동 장치의 위치 특성에 대한 힘을 넘지 않는 것 또한 중요하다.

전기 작동 장치는 전자 솔레노이드(192)이며, 전기 코일(194)와 자기 코아(196), 그리고 아암 혹은 연장부(198)을 가지는 계자를 포함한다. 솔레노이드(192)는 파스너(204)에 의해 판(92)에 고정된 한 다리부분(208)과 적당한 파스너(도시되지 않음)에 의해 솔레노이드(192)에 고정되는 다른 다리 부분(206)을 가지는 L형 설치 브라켓(200)에 의하여 설치판(92)에 고정된다. 아암(198)는 요로크(180)의 다리 부분(208)과 (210)에 핀(212)에 의해 연결되며,암(198)과 다리 부분(208) 및 (210) 내의 일직선으로된 구멍을 통하여 연장된다. 솔레노이드(192)가 해자(deenergized)되면, 브레이크(90)은 제3도에 도시된 제동이 걸린 상태가 된다. 솔레노이드(192)가 여자(energized)되면 그의 전기자는 수직 하방으로 설정된 행정만큼 이동되어, 예를 들자면 약 2.54센치미터 정도 이동하여, 브레이크를 푼다. 제4도는 브레이크가 풀린 상태에서 솔레노이드(192)와 그 관련된 기계 작동 장치의 상태를 도해하는, 브레이크(90)의 부분도이다.

핑거(finger)(213)은 설치판(92)에 고정되어 있는 스위치(215)를 작동시키기 위하여 작동 막대(154)의 끝부분(170)에 고정된다. 브레이크가 풀릴때는, 막대(154)의 수직 하방 이동으로 핑거(213)이 스위치(215)를 작동시킨다. 스위치(215)의 작동은 에스컬레이터의 어에 있어서 브레이크가 풀려서 에스컬레이터의 구동 기구에 구동력이 가해진다는 것을 나타낸다.

상술된 바와 같이, 주 스프링(174)는 브레이크가 고정되면 규정된 축적된 힘으로미리 부하가 걸리며, 이같은 에스컬레이터의 넓이에 의하여 결정된다. 예를 들어, 넓이 121.92센티미터 계단에는센 30.48티미터 높이에 예비 부하 35#이며 45.72 높이에 55#,그리고 63.5센티미터 높이에 75#이다.

긴 보조 스프링(188)은 브레이크가 고정될 때 0에서 2.268kg 예비 부하 힘을 가지며, 짧은 보조 스프링에는 부하가 걸리지 않는다.

솔레노이드(192)가 여자되어 브레이크를 풀 때, 솔레노이드는 처음엔 긴 보조 스프링(188)을, 그 다음에 긴 부조 스프링과 짧은 보조 스프링을 압축하여서 그 행정을 시작한다. 이동안 막대(154)는 이동하지 않고, 보조 스프링에 축적된 힘이 주 스프링(174)에 축적된 예비 부하 힘보다 커질 때까지 정지해 있는다. 보조 스프링에 축적된 힘이 주 스프링의 예비 부하를 넘을 때, 주 스프링과 보조 스프링을 모두 동시에 압축되어 막대(154)는 아래로 이동하여 브레이크를 풀어준다.

제5도는 2.54센티미터의 행정을 가진 솔레노이드(192)에 대한 브레이크(90)의 석방을 그래프로 도해한다. 곡선(220)은 행정 위치에 대한 설정된 솔레노이드로부터 쓸 수 있는 힘을 구성한다. 사용된 특정 솔레노이드의 후퇴 전압은 직류 125볼트, 2.25 암페어이다. 유지 전압은 직류 24볼트 0.5암페어이다. 곡선(222)는 긴 보조 스프링(188)의 힘 특성 곡선을 도해한다. 곡선(224)는 짧은 보조 스프링(190)의 힘 특성곡선을 도해한다. 곡선(226)은 주 스프링(174)에의 예비 부하를 도해한다. 곡선(228)은 제3도와 제4도에 도시된 스프링 장치에 대한 행정 곡선 대합성 볼합력이다.

브레이크가 고정될 때, 보조 스프링에 축적된 힘은 거의 0이며 주 스프링은 예비 부하의 힘이 된다. 브레이크가 풀리면, 솔레노이드는 긴 보조 스프링을 압축하여 그 행정을 시작하며, 다음에 긴 보조 스프링과 짧은 보조 스프링을 압축하며, 그리고 보조 스프링에 축적된 힘이 주 스프링의 예비 부하와 같을 때 주 스프링과 보조 스프링을 압축한다. 이와같이, 브레이크가 풀린 상태일 때, 주 스프링에 축적된 힘은 그 예비 부한 힘보다 약간 크며, 보조 스프링에 축적된 힘은 주 스프링에 축적된 힘보다 약간 크다. 주 스프링에 축적된 힘과 보조 스프링에 축적된 힘 사이의 차이는 약간이다.

솔레노이드(192)가 해자될 때, 전기자는 주 및 보조스프링의 영향만으로 그 행정을 통하여 진행되게 허용되지 않는다. 브레이크의 고정중에 브레이크 드럼에 대해 브레이크 슈우에 의하여 가해지는 힘이 주 스프링과 보조 스프링에 축적됨 힘 사이의 산술적인 차이와 같아지는 것은 본 발명에 있어서 중대하다. 이같이, 보조 스프링 장치(184)는 요오크(180)에 대하여 반발하여 막대(154)에 아래로 힘을 가하며, 한편 주 스프링(174)는 고정된 스프링 받침(158)에 대하여 반발하여 막대(154)에 위로 힘을 가한다. 그리하여, 보조 스프링장치가 예정된 스케줄에 따라 감압되게 하기 위하여 요오크(180)의 위치를 조절하여서, 제동력의 패턴과 또한 에스컬레이터의 덜컹거림과 감속은 규정된 곡선을 따르게 제어된다.

제3도와 4도에 도시된 본 발명의 실시예에서, 요오크(180)과 또한 시간에 대한 솔레노이드 전기자의 위치는 대시 포트(168)과 같은 점성 제동장치에 의하여 제어된다. 그것의 다른 부분은, 예를 들어 피스톤 부분(242)는, 고정 스프링 받침 브라켓(160)의 일부분인 연장부(166)과 접촉된다. 대시 포트(168)은 제3도세 도시된 바와 같은 단지 한 방향으로 조정된 움직임을 제공하는 형태이고, 피스톤은 브레이크가 풀릴때 제4도에 도시된 위치로 스프링에 의하여 편향된다. 다음에 대시 포트(168)은 요로크(180)의 움직임을 제4도의 위치에서 제3도의 위치로 조정한다. 혹은, 대시 포트(168)의 부분도인, 그 변경을 표시하기 위해(168')로 참조된, 제6도에 도시된 바와 같이, 피스톤(242')는 설치판(92)에 고정된 고정 브라켓(244)에 고정되어진 그 외부 끝부분을 가진다. 제6도의 배열에서, 대시 포트(168')는 브레이크(90)의 고정을 조절하는 이외에도 솔레노이드(192)의 픽업(pick up)을 완충시킨다.

제5도의 그래프로 되돌아가서, 솔레노이드가 해자될 때, 보조 스프링 장치(184)는 요오크(180)에 반대하며, 이것은 순차적으로 대시포트(168)에 의하여 조정된다. 솔레노이드 전기자와 요오크(180)의 예를 들어 0.635센티미터의 첫번째 부분의 이동은 주 스프링(174)와 보조 스프링장치(184) 모두가 감압되기 시작하게 하며, 막대(154)는 브레이크 슈우(116)과 (118)이 브레이크 드럼(96)과 접촉되는 지점까지 위로 이동된다. 이 접촉은 대단히 작은 힘, 즉 주 및 보조 스프링장치에 축적된 힘들 사이의 차이로 되어진다.

솔레노이드 전기자와 요오크(180)의 추가 이동은 보조 스프링 장치(184)의 감압을 허용하나, 주 스프링(174)는 그 설정 부하 이상으로 감압되지 않으며, 그 이유는 슈우가 브레이크 드럼과 접촉되어 있으며, 레버(130)과 막대(154)가 그 진행 한계에 달했기 때문이다.

그러나 드럼에 대한 슈우의 압력은 대시포트가 솔레노이드의 전기자가 그 조절된 행정을 계속하게 함에따라 보조 스프링 장치가 감압을 계속할 때 조절된 방법으로 증가한다. 보조 스프링의 힘 곡선(228)은 축적된 스프링 힘이 설정된 주 스프링의 힘 미만으로 떨어질 때따지 첫번째 부분(234)를 따르며, 그 다음에 긴 그기로 짧은 보조 스프링(188)과 (190) 각각의 특성(222)와 (224)에 의하여 형성된 복합곡선인 부분(232)를 따른다. 짧은 보조 스프링이 더 이상 압축되지 않을 때, 특성 곡선은 긴 보조 스프링 특성 곡선(222)의 일부분인 부분(230)을 따른다.

각 전기자 위치에서 브레이크 슈우의 힘을 결정하기 위해서는, 곡선부분(232)와 (230)은 곡선(226)의 솔레노이드 전기자의 각 위치에서의 설정치로부터 뺀다. 곡선(228)은 시간에 대한 힘의 곡선이 아니라 행정에 대한 힘의 곡선이므로, 대시포트(168)의 어떠한 설정에도 타당하다. 제7도는 시간에 대한 브레이크 슈우의 브레이크 드럼에 가하는 제동력을 구성한 그래프이다. 곡선(250), (252) 그리고 (254)는 대시포트의 다른 설정을 도해한다. 곡선(256)은 보조 스프링장치(184)를 사용하지 않으면 일어나는 제동 곡선의 형태를 도해한다. 만일 보조 스프링장치(184)가 제거되면, 제동력은 순간적으로 최대치로 증가하고, 다음에 제동력은 일정하게 된다.

본 발명은 초기에 브레이크를 걸었을 때 일어나는 막대한 덜컹거림을 방지하며, 감속의 비율을 조절하여 주 및 보조 스프링 장치의 스프링 부분의 산술적인 차이에 대응하여 최대치에 도달하게 한다.

곡선(228)로부터, 솔레노이드 전기자의 위치가 제동 토르크를 조절함을 알 수 있다. 또한 보조 스프링 특성 곡선(228)은 어떤 행정 위치에서나 솔레노이드에서 쓸 수 있는 힘을 넘지 않고 즉 곡선(220)을 넘지 않고 상정된 주 스프링 부분(226)에 도달하며 또 넘는다는 것도 알 수 있다. 주 스프링(174) 위의 낮은 예비 부하에는 하나의 보조 스프링을 사용하는 것이 가능하다.

브레이크의 고정중에 대시포트(168)로 솔레노이드의 전기자 위치를 조절하는 대신에, 코일(194)에 흐르는 전류를 조절하여 솔레노이드의 위치를 제어할 수도 있다. 전류는 오픈-엔디드식(open-ended manner)으로 제어되어, 전기적인 대시포트대서 작용하기도 하고, 혹은 에스컬레이터의 속력에 따라 제어되어, 에스컬레이터를 예정된 감속 스케쥴에 따라 감속하고 정지 시키기도 하며, 이것은 하행 에스컬레이터를 전부하에서부터 무부하까지 정확히 같은 식으로 감속한다.

그러나, 솔레노이드 전류가 제어될 때라도, 어떤 종류의 대시포트가 또한 사용될 수도 있어서, 제동을 제공한다. 이 경우에 있어서 대시포트는 대시포트(168)과 다른 특성을 가진다.

피이드 백형장치에 있어서, 픽업(260)은 설치판(92) 위의, 드럼(96)의 외부표면(106) 위에 형성된 톱니(108)가까이에 놓인다. 픽업(260)은, 자기형이거나 혹은 어떤 다른 적당한 형일 수도 있으며, 펄스를 제공하는데, 각 펄스는 에스컬레이터 진행의 예정된 증분의 표시이다. 펄스의 속도가 에스컬에이터 속도의 표시가 된다.

제8도에서 도시된 바와같이, 픽업(260)은 펄스 발생기(262)에 연결되며, 픽업(260)으로 부터의 펄스를 형성한다. 펄스 발생기(262)로 부터의 펄스는 펄스 속도 대 전압 변압 변환기(pulse rate-to-voltage con-verter) (264)로 가해진다. 변환기(264)로 부터의 출력은 아날로그 신호로, 합산 정션(summing junction) (266)의 한 입력으로 가해진다.

필요 감속 속도 형식은 리드 온리 메모리(read only momory) (ROM) (268)에 프로그램되어 진다. 메모리(268)의 축력은 디지탈 아날로그 변환기(270)에 연결되고, 변환기(270)은 아날로그 속도식 신호를 제공하여 합산 정선(266)의 나머지 입력으로 가해진다.

에스컬레이터 제어(272)가 에스컬레이터가 감속 및 정지해야 함을 표시할 때, 그리고 구동 모우터로의 엘렐베이터 구동 동력이 끊어질 때, 펄스 발생기가 변환기(264)와 메모리 혹은 패턴(pattern) 발생기(268)에 출력 펄스를 발생하게 하는 신호가 제공된다. 패턴 발생기(268)은 정상 에스컬레이터 속도에 대응하는 값에서 개시하며, 각 펄스는 메모리(268)을 어드레스(address)하는 카운터를 클록(clock)시켜서, 각어 이어지는 어드레스 혹은 카운트가 메모리(268)에 에스컬레이터의 새로운 위치에 새로운, 낮은 출력을 제공하게 한다.

이같이, 메모리(268)은 에스컬레이터를 정지시키는 결정에 따라서 일어나는 각 위치의 증분에 필요속도를 표시한다. 합산 정선(266)은 실제속도와 필요속도 사이의 편차에 대응하는 신호를 제공한다. 오차 증폭기(274)는 편차 신호를 증폭하며, 이 오차 신호는 솔레노이드 전류 제어 장치(276)에 가해진다. 솔레노이드 전류 제어 장치(276)은 브레이크 솔레노이드 코일(194)에 가해진 전압을 제어하며, 그리하여 솔레노이드 코일에 흐르는 전류를 제어한다. 속도 파이드 백 제어 시스템은 미합중국 특허 제4,102,436호에 밝혀져 있는데, 이것은 본 출원과 같은 양수인에게 양도되었다. 물론, 다른 적절한 속도 피이드백장치가 쓰일 수도 있다.

브레이크(90)은, 이 목적으로 설명되었듯이, 대단히 적은 덜컹거림으로써 제동력을 가하며, 또한 제동력이 완만하게 최대치로 되어, 감속의 변화율 혹은 덜컹거림을 1.8m/sec³과 같은 설정된 작은값 미만으로 유지한다. 이와같이, 하행 에스컬레이터는 완만하게 감속되어, 부하에 관계없이 동일 감속 스케줄에 따라 정지된다.

에스컬레이터의 관성과 승객 부하는 상행 에스컬레이터를 정지시킨다. 만일 브레이크(90)이 하행 에스컬레이터와 같이 상행 에스컬레이터에 동일한 제동력을 가한다면, 상행 에스컬레이터는 특히 부하가 걸렸을 때, 대단히 돌연히 정지한다. 본 발명은 이같은 문제를 브레이크가 걸릴 때 데스컬레이터가 어느 방향으로 진행중인가에 관한 어떠한 피이드백 정보도 필요로 하지 않고, 본래부터 에스컬레이터를 두 진행 방향에 있어서 다른 제동력으로 제동시켜서 해결한다. 이것을 달성하기 위해, 브레이크 슈우(116)과 (118)은 에스컬레이터가 하행 방향으로 진행할 때 즉 승객을 위층에서 아래층으로 운반할 때는 지 여자되며, 상행 방향일 때는 부분적으로 부세되게 의도적으로 배열된다. 다시 말해서, 드럼(96)이 에스컬레이터가 하행하도록 회전할 때, 브레이크 슈우의 설치 배열을 자동적으로 드럼 회전의 방향이 브레이크 작동 힘을 가하는 돕는 선도형인 슈우의 형태로 만든다. 브레이크 드럼이 반대 방향으로 회전할 때 드럼 회전은 브레이크 작동 힘을 감소시키는 추종형으로 슈우가 자동적으로 된다.

이것은 제9도에 브레이크 슈우(116)이 브레이크 드럼(96)에 설치된 것으로 도해된 것처럼 개략적으로 도해된다. 브레이크 슈우(118)의 설명은 브레이크 슈우(116)의 설명과 같으며, 따라서 브레이크 슈우(118)은 도해하지 않는다. 화살표(280) 하행 에스컬레이터에 대한 드럼 회전을 표시한다. 브레이크(90)이 고정되거나 혹은 가해질 때, 화살표(282)로 도해된 작동 힘 P는 브레이크 슈우(116)에 화살표(284)로 표시된 수직 방향의 힘 N은 가하고, 순차적으로 화살표(286)으로 표시된 마찰력 F를 제공한다. 마찰력 F는 마찰계수 μ에 수직 방향의 힘를 곱한 것과 같다(즉 F=μN). 마찰력 F는 브레이크 슈울(116)을 브레이크 드럼(96)의 중심(288) 주위를 반시계 방향으로 회전시키려고 하며, 수직 방향의 힘 N을 증가시키고 마찰력 F를 증가시키며, 다시 수직 방향의 힘 N을 증가시킨다. 수직 방향의 힘의 증가는 마찰력 F에 거리b의 비, 즉 피보트 핀(120)으로의 힘 F의 거리 a까지의 수직 거리, 즉 수직 방향의 힘 F의 피보트핀(120)까지의 수직거리를 곱한 것에 비례한다. 이같이, 만일 N이 수직방향의 힘의 증가와 같으면 :

만일 F₁이 추가된 마찰력이라면 :

이 자 여자 작용이 축적되어 총 마찰력 F_T는 :

식 (3)의 괄호 내의 인수는 에너지 요소라고 불린다.

의 크기는 브레이크 스스로 잠기지 말도록 1보다 작아야 한다.

제9도의 각 θ는 평균 수직 방향의 힘 N과 슈우 피보트축과 드럼 중심(288)을 지나게 그려진 선 사이의 내각이다.

각 θ가 68°이고 마찰계수 μ가 0.4이면, 제동 토르크는 브레이크 슈우가 브레이크 드럼과 완전히 접촉되기 때문에 μ와 각 θ의 변화에 대해 비교적 안정된다. 슈우의 브레이크 드럼과의 초기 및 종국적인 접촉을 더욱 제어하기 위해, 브레이크 슈우는 앞에서 지적했듯이 브레이크 드럼보다 작은 반경을 가진다. 이로 인하여 브레이크 슈우는 슈우의 양끝에서 드럼까지 작은 간격을 남기게 그 중심에서 접촉된다. 이 간격은 브레이크 드럼내의 창을 통하여 필터 게이지(feeler gage)로 제작중에 쉽게 체크된다.

슈우가 점진적으로 자리를 잡음에 따라 각 θ는 최대 85

까지 증가하여 다음에 슈우가 완전히 자리 잡힐 때 최종적으로 68

로 되돌아 온다.

제10도는 브레이크 드럼의 직경 20.32센티미터 정지 토르크 11.52미터키로그램라고 가정할 때, 마찰계수 μ의 다른 값에 대해, 각 θ에 대한 힘 P 그리고 각 θ에 대한 에너지 성분 EF를 구성한 차아트이다. 각 θ가 68

에서 85

로 그리고 다시 68

로 변화함에 따라, 에너지 성분 EF는 68

의 값으로부터 증가함을 주의한다. 이와같이, 자리잡히는 중에 정지 토르크의 어떠한 변화도 바람직한 정지 토르크의 증가이다.

상행하는 에스컬레이터에 있어서, 브레이크 작용은 하행 에스컬레이터에 대해 설명된 브레이크 작용에 반대이며, 제동 작용을 부분적으로 부세된다. 이 경우, 제동력 F는 브레이크 슈우(116)을 시계 방향으로 회전시키려고 하며, 수직 방향의 힘을 감소시킨다.

에너지 성분 1.5를 하방으로 가지는 브레이크는 상방으로는 단지 0.6의 에너지 성분을 가진다. 이와같이, 제동 토르크가 하행 방향으로 11.52미터키로그램이면, 상행 방향으로는 단지 5.07미터키로그램로 감소된다.

이와같이, 개선된 브레이크를 설명하였으며, 특히 에스컬레이터에 적합하다. 본 브레이크는 원래 에스컬레이터가 상행할 때보다, 하행할 때 더 큰 힘으로 제동한다. 또한, 브레이크 슈우는 최초에는 브레이크 드럼에 대단히 작은 힘을 가하며, 제동력은 대단히 낮은 수준의 덜컹거림을 유지하기 위해 설정된 감속비율에 따라 커지게 된다.

Claims (1)

1. 회전 브레이크 드럼(96)과, 상기 브레이크 드럼에 대해 브레이크가 걸린 위치와 브레이크가 풀린 위치사이에서 피봇점에서 회전가능하게 작동하며 브레이크 드럼의 한 회전 방향으로는 자 여자되고 다른 방향으로는 부분적으로 해자되어지게 놓여지는 제1 및 제2브레이크 슈우(124, 126)와, 이 두 브레이크 슈우와 연결봉(154)을 기계적으로 연결시키는 장치 및 축방향 가변 연결봉(154)을 포함한 상기 브레이크 슈우조작장치와, 제동위치로 상기 브레이크 슈우에 힘을 가하는 첫번째 규정된 힘에 의하여 연결봉에 편향시키는 연결봉 상의 제1압축 스프링장치(174)와, 여자와 해자의 선택을 위해 배치되는 전자 장치로 구성된 드럼 브레이크에 있어서, 제1축방향으로의 연결봉의 이동으로 제동력이 어떤 시점에서 제1, 2 압축 스프링장치의 복원력의 차이에 의한 제1, 2 브레이크 슈우의 작용에 의해서 브레이크 드럼에 작용하게 되어, 그 제동력이 낮은 값에서 시작하여 제어장치가 제2압축 스프링의 복원력을 해방시키는 비율에 따라서 제 1의 기설정력까지 증가하여 브레이크 드럼에 작용하게 하는 상기 연결봉 위의 제2 압축 스프링장치(184)와, 상기 전자장치가 여자할 때 제2압축 스프링장치에의 복원력이 제1압축 스프링장치의 복원력을 초과할 때까지 연결봉이 축방향 이동 없이 제2압축 스프링장치가 전자장치에 의해 압축되며, 연결봉은 브레이크가 풀린 위치로 제1, 2 브레이크 슈우를 작동시키는 제1축방향과 반대 방향으로 작동하며, 전자장치가 해자하고 연결봉이 브레이크가 풀린 위치로부터 제동위치로 제1,2 브레이크 슈우를 작동시키는 제1 축방향으로 움직일 때 제2압축 스프링의 복원력이 풀리는 것을 조절하기 위한 제어장치(168)로 구성된 것을 특징으로 하는 드럼 브레이크.

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