PL166637B1 - Samoczynny hamulec tarczowy - Google Patents

Abstract

1. Samoczynny hamulec tarczowy, którego cylindryczny korpus, osadzony suwliwie na wale silnika elektrycznego, zawiera w części czołowej pierścieniową powierzchnię cierną, znamienny tym, że cylindryczny korpus jest wykonany z materiału ferromagnetycznego i ma postać kubka (1), skierowanego otworem na wirnik silnika elektrycznego, a ponadto na wewnętrznej powierzchni tarczy łożyskowej (5) obudowy tego silnika jest umiejscowione pierścieniowe jarzmo (8), którego powierzchnia czołowa stanowi powierzchnię oporową kubka (1), w obszarze jego powierzchni ciernej, przy czym co najmniej na jednej z tych dwóch współpracujących ze sobą powierzchni jest umiejscowiony mający postać pierścienia, segmentowy, spolaryzowany osiowo magnes trwały (6.1,6.2, 6.3, 6.4) z okładziną cierną (7) na powierzchni czołowej.

Description

Przedmiotem wynalazku jest samoczynny hamulec tarczowy, przeznaczony do stosowania w urządzeniach z elektrycznym silnikiem napędowym.

W znanym z polskiego opisu patentowego nr 140 103 rozwiązaniu konstrukcyjnym hamulca, do płaszczyzny czołowej korpusu hamulca, wykonanego w kształcie wydrążonego walca z otworem w osi, jest zamocowany pierścień cierny, który współpracuje z pierścieniową zworą, dociskaną, w stanie zwolnionym, do przenoszącej napęd piasty, przy czym w korpusie hamulca jest usytuowany korpus cewki elektromagnetycznej.

W przedstawionym rozwiązaniu siła zaciskająca hamulca jest uzależniona od pola elektromagnetycznego odrębnie zasilanej cewki, która, usytuowana wewnętrz korpusu hamulca, na korpusie o specyficznym kształcie, stanowi skomplikowaną konstrukcję.

W innym, znanym z polskiego opisu patentowego nr 141 066 rozwiązaniu wykorzystuje się pole magnetyczne wytworzone przez prąd płynący przez pierścień wirnika klatkowego, zsumowane z polem magnetycznym wytworzonym przez uzwojenie wzbudzenia w powierzchni dodatkowego pakietu stojana, do zwolnienia osadzonego suwliwie na wale wirnika hamulca tarczowego, zablokowanego mechanicznie, wskutek docisku sprężyny.

Jak to wynika z powyższego opisu, zastosowanie samoczynnie działającego hamulca silnika elektrycznego jest możliwe tylko w przypadku wyposażenia stojana w dodatkowy, odpowiednio ukształtowany pakiet blach, którego wytworzenie jest technologicznie skomplikowane.

W samoczynnym hamulcu według wynalazku, korpus tego hamulca, osadzony suwliwie na wale silnika elektrycznego i zawierający w części czołowej pierścieniową powierzchnię cierną, jest wykonany z materiału ferromagnetycznego w postaci kubka, który jest zwrócony otworem do wirnika silnika elektrycznego. Ponadto na wewnętrznej powierzchni tarczy łożyskowej obudowy

166 637 tego silnika jest umiejscowione pierścieniowe jarzmo, którego powierzchnia czołowa stanowi powierzchnię oporową kubka, w obszarze jego powierzchni ciernej, przy czym co najmniej na jednej z tych dwóch współpracujących ze sobą powierzchni jest umiejscowiony mający postać pierścienia, segmentowy, spolaryzowany osiowo magnes trwały, zaś na powierzchni czołowej tego magnesu jest umiejscowiona okładzina cierna.

Korzystnym jest gdy kubek jest osadzony na wale silnika elektrycznego za pośrednictwem piasty, a ponadto gdy na wale tego silnika, pomiędzy dnem kubka a powierzchnią boczną wirnika, jest osadzona sprężyna stabilizująca.

Ponadto korzystnym jest gdy segmentowy magnes trwały ma promieniowy rozkład segmentów biegunowych, przy czym, w przypadku umiejscowienia tego magnesu na każdej z dwóch powierzchni cierno-oporowych, podziałka biegunowa obydwu magnesów jest jednakowa.

Korzystnym jest także gdy segmentowy magnes trwały ma współśrodkowy rozkład segmentów biegunowych, przy czym, w przypadku umiejscowienia tego magnesu na każdej z dwóch powierzchni cierno-oporowych, kolejność biegunów na poszczególnych magnesach, przy zachowaniu tej samej podziałki biegunowej, jest odwrotna.

Rozwiązanie według wynalazku, poprzez zastosowanie spolaryzowanego osiowo, segmentowego magnesu trwałego o silnym polu magnetoelektrycznym, zapewnia niezawodne i samoczynne działanie hamulca tarczowego, który umożliwia zahamowania silnika elektrycznego, wraz z obciążającym go momentem bezwładności, w wymaganym, bezpiecznym czasie, a jednocześnie, w wyniku specyficznego ukształtowania korpusu hamulca, wykorzystuje się występujące podczas rozruchu silnika silne pole elektromagnetyczne - do odblokowania hamulca oraz występujące podczas pracy silnika słabe pole elektromagnetyczne do podtrzymania hamulca w stanie wyłączonym.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładowym wykonaniu na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój wzdłużny silnika elektrycznego z elektromagnetycznym hamulcem tarczowym, fig. 2 - rzut poziomy magnesu trwałego z promieniowym rozkładem segmentów biegunowych, fig. 3 - przekrój wzdłużny dwóch współpracujących ze sobą magnesów trwałych z rozkładem segmentów jak na fig. 2, fig. 4 - rzut poziomy magnesu trwałego ze współśrodkowym rozkładem segmentów biegunowych oraz fig. 5 - przekrój wzdłużny dwóch współpracujących ze sobą magnesów trwałych z rozkładem segmentów jak na fig. 4.

Cylindryczny korpus hamulca ma postać ferromagnetycznego kubka 1, osadzonego na wale silnika elektrycznego za pośrednictwem piasty 2, która pozwala na ruch osiowy kubka 1 przy jednoczesnym blokowaniu jego ruchu obrotowego względem wirnika silnika.

Ponadto na wale, pomiędzy powierzchnią boczną wirnika tego silnika, a dnem skierowanego otworem na wirnik kubka 1 jest osadzona sprężyna stabilizująca 9. Powierzchnia czołowa 3 kubka 1 zawiera pierścieniową powierzchnię cierną, zaś jego cylindryczny płaszcz 4 stanowi zworę, wciąganą przez sumujące się pola elektromagnetyczne uzwojeń stojana i wirnika w kierunku powierzchni bocznej wirnika - w przestrzeń pomiędzy pierścień uzwojenia wirnika, a szczelinę powietrzną pod połączeniami czołowymi uzwojenia stojana.

Z kolei na tarczy łożyskowej 5 obudowy silnika elektrycznego jest umiejscowione ferromagnetyczne, pierścieniowe jarzmo 8, którego powierzchnia czołowa stanowi powierzchnię oporową kubka 1, w obszarze jego powierzchni ciernej. Co najmniej na jednej z tych dwóch współpracujących ze sobą powierzchni jest umiejscowiony mający postać pierścienia, segmentowy, spolaryzowany osiowo magnes trwały 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 z okładziną cierną 7 na powierzchni czołowej, przy czym, w rozwiązaniu przedstawionym na fig. 1 segmentowy magnes trwały 6.1 jest umiejscowiony na powierzchni czołowej jarzma 8.

Po załączeniu zasilania silnika elektrycznego, silne pole elektromagnetyczne, wytworzone w trakcie rozruchu silnika, wciąga kubek 1, powodując tym samym odsunięcie jego powierzchni czołowej 3 na odległość, przy której następuje zmniejszenie siły przyciągania przez segmentowy magnes trwały 6.1 do wielkości siły minimalnego pola elektromagnetycznego, występującego w czasie pracy silnika, siły sprężyny stabilizującej 9 oraz ewentualnie siły grawitacyjnej kubka 1 wraz z dołączonymi do niego elementami.

166 637

W przypadku umiejscowienia segmentowych magnesów trwałych 6.1 i 6.2 względnie 6.3 i 6.4 na obydwu powierzchniach cierno-oporOwych niezbędnym jest zachowanie tej samej podziałki biegunowej, a ponadto, w przypadku zastosowania magnesów 6.3 i 6.4 ze współśrodkowym rozkładem segmentów biegunowych, niezbędna jest odwrotna kolejność biegunów „N“ i „S“ na poszczególnych magnesach.

Powyższy układ podwójnych magnesów pozwala na zwiększenie siły hamowania, a w przypadku użycia magnesów 6.1 i 6.2 z promieniowym rozkładem segmentów biegunowych dodatkowo wywołuje moment reluktancyjny, związany z przemieszczeniem się względem siebie obydwu magnesów, zwiększając dzięki temu skuteczność hamowania.

Fig. 2.

Fig. 3.

Fig. 4.

Fig. 5.

Fig. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,00 zł.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Samoczynny hamulec tarczowy, którego cylindryczny korpus, osadzony suwliwie na wale silnika elektrycznego, zawiera w części czołowej pierścieniową powierzchnię cierną, znamienny tym, że cylindryczny korpus jest wykonany z materiału ferromagnetycznego i ma postać kubka (1), skierowanego otworem na wirnik silnika elektrycznego, a ponadto na wewnętrznej powierzchni tarczy łożyskowej (5) obudowy tego silnika jest umiejscowione pierścieniowe jarzmo (8), którego powierzchnia czołowa stanowi powierzchnię oporową kubka (1), w obszarze jego powierzchni ciernej, przy czym co najmniej na jednej z tych dwóch współpracujących ze sobą powierzchni jest umiejscowiony mający postać pierścienia, segmentowy, spolaryzowany osiowo magnes trwały (6.1, 6.2, 6.3, 6.4) z okładziną cierną (7) na powierzchni czołowej.
2. 2. Samoczynny hamulec według zastrz. 1, znamienny tym, że kubek (1) jest osadzony na wale silnika elektrycznego za pośrednictwem piasty (2), a ponadto na wale tego silnika, pomiędzy dnem (3) kubka (1) a powierzchnią boczną wirnika, jest osadzona sprężyna stabilizująca (9).
3. 3. Samoczynny hamulec według zastrz. 1, znamienny tym, że segmentowy magnes trwały (6.1, 6.2) ma promieniowy rozkład segmentów biegunowych, przy czym, w przypadku umiejscowienia tego magnesu na każdej z dwóch współpracujących ze sobą powierzchni cierno-oporowych, podziałka biegunowa obydwu magnesów (6.1) i (6.2) jest jednakowa.
4. 4. Samoczynny hamulec według zastrz. 1, znamienny tym, że segmentowy magnes trwały (6.3, 6.4) ma współśrodkowy rozkład segmentów biegunowych, przy czym, w przypadku umiejscowienia tego magnesu na każdej z dwóch współpracujących ze sobą powierzchni cierno-oporowych, kolejność biegunów na poszczególnych magnesach (6.3 i 6.4), przy zachowaniu tej samej podziałki biegunowej, jest odwrotna.