TW200538652A - Safety brake - Google Patents

Description

200538652 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於申請專利範圍主項的引文的一種安全剎 車。 【先前技術】

乂種女全剎車用於在機械構造中，以將已知的負載剎 止直到靜止狀態。在進人刹車過程的情形，所要刹止且仍 在運動的負載須強迫性地一直變成靜止為止。 在此，在刹車轉子（Bremsr〇t〇r)與刹車定子（b聰μ 之間發生的剎車力矩與該由外力所施加㈣㈣)的負載 (它係由於該負載在運動而存在）的方向相反。因此 «止力矩連續地將該貞載力矩所造成 然後該安全剎車位於刹車㈣位置，以在刹車轉^刹 車定子之間有附著摩擦力。 舉例而言，這類安全刹車係為習知之彈篑力作用的刹 車，它們用-壓力媒施壓。在此該彈菁呈力量產生器的作 甚至”力里作用都可受油壓元件支援。但這些力量產 生器的功能在各種情科，如果該安全料移位到其剎車 放鬆位置，則其功能會因活塞缸單元而失去。 ”在此，該杀，]車功能係利用彈簧力造成，而該受控制的 〔力媒則與此彈簧力對抗，以將該安全剎車再放鬆。 /不採用這種被動式剎車，也可用主動式剎車，其中， 不採取彈菁力動作，而係（或者除了用彈簧力動作外，同 200538652 時另外還）利用油壓式或氣壓式壓力媒作剎車功能。 也可用以下方式的剎車（但它們並不限制本發明的範 圍於此）：它們係根據相反的原理。直中扃产猫〆丨土 巳 八T牡種剎車，係 利用力量產生器向剎車放鬆位置移位，而這 " <二剌皁利用壓 力媒向剎車阻動位置方向施力。 因此，對於上述各種不同構造方式的杀彳車， Μ卜的f 施例對應地適用。 因此在以下，如果沒有特別指明該剎車須變更為其他 構造方式’則都只用受彈簧力及受麼力媒作用的刹車: 明’但這並不限制本發明的範圍於此。 舉例而言，這類安全刹車用在機械構造中將負載刊止 住，例如用在自動樓梯（Rolltreppen)， 如I ^轉送帶或類 一w卞r±L切位置 的操作區域中，使刹車轉子的轉速連續地減小㈣ 為止。在該轉速連續式的減少時，在料轉子與剎= 之間只有滑動磨擦，然後，言亥負載一直保持在 直到該剎車受到壓力媒施力為止。 心 在這種受彈簣力的刹車，刹車力矩實際上利用 之彈簧力量預設成固定。 Λ务生 ―::點。-種實…例見於自動樓梯 ”載有少數人的自動樓梯，特収在意外狀況時，只 200538652 慢慢地刹止住，使得乘客無 設在成將站滿乘客的自動 雖然该安全刹車係 萎梯的回7)t丨]止力矩用者。 【發明内容】 因此本發明的目的係將 革，其中在僅利用利車… …J車改革加以改 義的操作範圍中，;刹車定子之間的滑動摩擦定 而定作調整。了將取大的刹車力矩依操作的外在參數 本發明這種目的得刹 成。 … 申μ專利範圍主項的特點達 依本發明有-優點，即：各有效的 的方式褚母Α尽I β 7疋」Μ用可彡周整 日]力巧預口又在最大剎車力 車定子之力矩時，料轉子與刹 手仏力大到使定子止動）盥愛 各種外在料料 =心俾將 定）列入計算。 時間中不會維持一 這種優點係利用 作參數用-適當的測旦1// ·將至少一個預定的操 動位置外的操作區域發生，且對^ 2作多數在求，！車阻 響值，且該操作夂t 、Μ女王剎車有決定性的影 構，如此該安全刊直的W ㈣車的調整機 作參數。 車功能可對應地配合各檢出的操 “列而。k點可利用該剎車時間函數 與壓力有關、鱼备#M t 一時間有關、

.^ 、、载有關、與磨損有關、盥力矩右Μ -V 與轉速有關的影響而達成。 、力矩有關、或 200538652 舉例而言，這類措施乃是有必要者，俾將剎車力矩之 與時間有關的走勢依剎車來令片的各磨損狀態而定列入計 算。 其他的實施例係考慮到在該受壓力媒施力的系統中的 -些漏隙。此處，&習知方式’該系統為油壓或氣壓式系 統，它們當然會受一些磨損且因此會有洩漏之虞。 隨著磨損增加或漏隙加大，如果一〜一如習知者__ 對應的操作參數未被檢出及回授到該產生器系統，則該用 於將剎車定子移位的活塞缸單元會相對於剎車轉子移行一 段較大的空轉路徑。 因此本發明的優點還在於該安全剎車的作用方式可保 持一樣，而不受時間及磨損的影響，此安全剎車還要利用 其他實施例作補充。 它特別是一種與力矩有關的控制作用，其中舉例而言， 可利用一個測量感測器檢出力矩，而使剎車力矩有預=的 走勢。 此處還可造成一定之預壓力，因此經由力量產生器所 施的最大剎止力矩有限。 當安全剎車不用壓力媒充注而用壓力媒動作時，可用 相同方式同樣地限制最大剎車力量。 汝果對垓產生器系統設一活塞缸單元，則在測量感測 器與產生器系統之間可很容易設-線性馬it，它依一個或 數個檢出的操作參數而定對該活塞缸單元施力。 對此’用數個實施例說明。 200538652 : 用之線性馬達可特別考慮電磁直接驅動器，它們被 一伺服控制器控制。 這種馬達只由動子（L f 1 er央· m〇ver)及定子组成， 且經由伺服控制器以高力度範圍控制。 在此可經由簡單的電路將所拾 ^^ Λ 岭肝所檢出的刼作參數送到伺服 或者經相關的轉換器呈輸入信號方式告知。 如果使用電操作的線性馬達 優點。 5運則另外還有不易磨損的 但运有-點重要的：在車輛刹止器的場合，和習用的 防阻塞系統不同，本發 ^ ^ 不毛月的女全刹車的操作範圍内，各剎 車力矩與所測之操作來數成&相丨 M W 例’且一直保持限於刹車轉 子/、剎車疋子之間的滑動摩擦的範圍。 至此要清楚地說明，本發明 ^ +心月並非要在那些位於滑動摩 擦與附者摩擦之間的過渡 ..Λϋ 乂 又匕坺中（一如在ABS的情形）的 乾圍使用’而係始終由固定# ^ 疋預。又的負載力矩者手，此力具 要受到預設的刹車力拓社> 、 J早刀矩枯抗，®而隨著負載力矩增加，剎 車力矩也增大，反之亦然。 在此該剎車力矩的走勢宜為所需刹止時間（將負載力 矩剎止到靜止狀態所需聋 叮而之時間）的函數，其走勢係依一種 可用數學方式呈嚴格栗士两* 厭軺早凋方式描述的規則，其中在該設備 呈靜止狀態後，所有參與的值都變靜止。 此外β線性馬達的動子利用另一線性馬達預定位。 ，用此方法，可在油壓或氣壓系統中產生-股預定壓力， 並因此預設一個界限六你 ^ , F力矩，匕小於最大可能的剎車力矩。 200538652 特別是在使用彈簧施力及流體施力的安全剎車，可經 由該另一線性馬達藉一預定壓力將剎車彈簧的負荷解除， 並用此方式簡單地預設一界限力矩。 在此，該另一線性馬達構成第一線性馬達的動子用的 後方止擋部，因此經常它可由此後導的零點開始再度被施 力0 對於此另一線性馬達宜使用一實施例，此實施例係用 自身停定（Selbsthemmung)方式保持在各預定位的位置中。 較佳實施例在於一種心軸馬達（Spin(jeim〇t〇r)。 此實施例特別有一些優點，例如，如果停電，先前決 定的剎車力矩在隨後也必須可再用，則其優點就特別呈現 出來。 此外，可將该女全剎車在剎車放鬆位置之間與剎車阻 動位置外的操作區域中的預定函數儲存在數晶片中，該函 數晶片可藉著使用相關的轉換器位在測量感測器與產生器 糸統之間的連線中。 β可絰由「測置感測器」檢出的決定性的影響值，除了 壓力媒内部的狀態值（如壓力、溫度、浪漏損失）外還有 該安全刹車的機械狀態物如有關於磨損或與 的壓力施加）。 關 但有關於其他要考慮的 能依外在負載而定作改變， 化的外部負載。 如果離合器（聯接器） 影響值，如果有必要將剎車功 則此處特別還要提到這些可變 當作安全離合器用，例如當作 10 200538652 具有預定之經妨士 现力矩的滑脫聯接器，則本發明也用於離合 為。對於這稀容入私 女王離合器，以上及以下的說明都對應地適 用。 在以下利用實施例詳細說明本發明。 【實施方式】 在下文如未特別說明，則以下的說明始終適用於 圖式。 、 ^ 2式顯示—安全刹車（1)。在這種安全剎車（1)，有一個 J車疋子(3)支承成位置固定的方式，並有一個可相對於剎 車疋子（3)轉動的剎車轉子（2)。 在剎車定子（3)與剎車轉子⑺之間設有一個或數個刹車 來令片，俾將施加的負載力矩利用相反方向的刹車力 止至靜止狀態為止。 在此，W車定子（3)的位置固定的設置方式用於當作 支座’使^產生刹止仙，俾將*負載力㈣人刹車馬 達（2)的力量與力矩導入基礎中。 在此所示的實施例中，係為一種受彈箸力量施力及受 油壓施力的安全刹車。 β在這種安全刹車一般而言――刹車力矩利用—力 量產生器（4)的力量預設。在刹車轉子（2)與剎車定子 間作相對轉動時’該刹車來令片上只有滑動摩擦，這種增 動摩擦在靜止狀態時才過渡變成附著摩擦。 在此情形中，設有數個職彈簧#作力量產生器⑷ 11 200538652 a处’ _車作用利用一死以壓力媒的活塞缸 =壓力而㈣’其中用壓力媒施壓力’在剎車轉 車定子⑺之間產生㈣相料動，用此方式可將各刹車；; 矩改變直到達到剎車放鬆位置為止。

…有-產生器系統⑺〔它經—壓力媒管路⑹與該活塞紅 早几（5)連接〕用於將該活塞缸單元（5)〔它由—活塞（叫盘 一相關之缸（5b)構成〕施力。 /、 此處該產生器系統（7)設計成活塞缸單元形式，且接可 r由槽(8) ’該油槽在必要時一直將活塞缸單元⑺與活塞缸 單几（7)之間的封閉空間中的壓力媒補充。 此處重要的一點為：該安全剎車（1)至少包含一測量感 測器（9a)〜（9k)，它在剎車轉子⑺與刹車定子⑺之間的軸 _向相對運動的範圍中，且在各種情形中係在該由刹車阻動 位置所定義的操作範圍之外，用於將至少一預定的操作參 數檢出。在此，該測量感測器（9a)〜（9k)與產生器系統（7) 配合，使得在此操作範圍甲以及（在各種情形中）在剎車 阻動位置外，各刹車力矩為所檢出之操作參數的函數，其 中，利用螺旋彈簧預設的剎車力矩此處用減法方式依 一數學函數作補充，依此函數，該產生器系統（7)將活塞缸 單元（5)中的壓力依所檢出的操作參數的值（直接成正比或 間接成比例關係）改變。 12 200538652 ^ 刹車阻動位置」所指的位置，在剎車鑪 子(2)與剎車疋子(3)間為附著摩擦的狀態。

JlJ ,一 凄^ 官 一 心 I :有一操作範圍並不是明顯地滑動摩擦 的耗圍及附者摩擦的範圍，舉例而言，在-抗阻塞系統操 作時會經過此區域，在這方面本發明與先前技術不同處在 於：各操作範圍只利用目前的滑動摩擦定義。 此處，該產生器系統（7)同樣地設計成活塞缸單元形 j ’且由一線性馬達（10)施力，該線性馬達位於測量感測 為（9a)〜（9k)與產生器系統（7)之間的連線中。 線性馬達（10)受一控制單元控制，該控制單元至少將 一個檢出的操作參數（9a)〜（9k)保持住，當作輸入值。 用此方式，可確保該線性馬達（1〇)的推進作業，以及 壓力媒從產生器系統（7)的活塞缸單元進入接受器系統的活 塞缸單元（5)帶出的作業係呈一種先前已知的與操作參數的 關係而達成。 因此’用此方式可利用壓力媒内部的狀態值、機械狀 態值或外界負載當作「影響值」，以將該安全剎車依時間、 力1、力矩而定作控制。 為了使線性馬達（10)能簡單控制，故使用一前置的飼 服控制器（1 1)，該伺服控制器如有必要可經一相關的轉換 器接收所檢出的操作參數當作輸入信號。 特別是對於具有電驅動器的線性馬達（1 〇)，可用此方 式’可達成簡單的信號相依性，且該線性馬達（10)的電焉區 動器實際上不受磨損。 13 200538652 另外 合作係-直器(叫〜㈤與產生器系統 剎車定子⑺ΓΓ函數限魏持在料轉子⑺與 X間的滑動摩擦的操作範圍。 /、中特別1¾將各操作轉速檢丨 零時是如此，因A少— 牡卿轉數大於 …在省女全剎車的此操作範圍内， 矩的控制顯得令人滿意。 關W車力 因=要再次指出，將各轉速檢出，當作安全刹車控 1用：影響值’特別是大於零的所有轉速都要作者。一； 1的貫施例在於將"'負載利用刹車力矩刹止成很弱及無衝 揎其中著轉速漸減，剎車力矩（它當然要大於負載力 矩）也漸減，俾實際上無衝撞地變到靜止狀態。、 因此，也要將利用將負載力矩刹止至靜止狀態所需的 時間中的剎車力矩的走勢依—嚴格單調走勢的函數作預 定0 在本發明的範疇，「嚴格單調走勢的函數」其函數走 勢中，二個任意相隨的橫座標值，其對應的縱坐標值會一 直變小或一直變大（單調增加或單調減少），因此這種函 數貫際上〉又有S品界點（Wendepunkt)。 此外，第7圖中顯示，該線性馬達（丨〇)的動子用另一 線性馬達（12)作預定位。 位址，該另一線性馬達（12)係嵌在線性馬達（1〇)的殼體 上並將它隨其動子位置移位，或者該另一線性馬達（丨2)直 接嵌在線性馬達（10)的動子上，而線性馬達（1〇)的定子設成 位置固定者。 14 200538652 但在各種情形中’線性馬達（1 〇)的動子利用該另一線 性馬達（1 2)作預定位。 如第7圖所示’該另一線性馬達（12)設計成心軸馬達 形式’其心軸（1 3)在各個與預定位對應的位置中都能自身 停定。 心轴（1 3)可用此方式構成一後側的止播部（14)，以供線 性馬達（10)的動子之用。 對此還要作補充，在第2圖、第4圖及第5圖中顯示， 各例示之仏出的操作參數的函數係存在一函數晶片（1 $ ) 中，它位於測量感測器（9a)〜（9k)及產生器系統之間的連線 中〇 用此方式，該由所檢出的操作參數所預設的函數關係 可相對於所要的剎車力矩作移行。 關於要檢出的參數，第！、2、3、4、5、6、7圖顯示 的測量感測器（9a)(9b)係用於檢出壓力媒内部的狀態值。 舉例而言，這些值的例子如壓力P及溫度τ。 此外，第3、4、6圖所示的實施例中，設有測量感測 器（9c)〜（9j)，它們用於檢出剎車的機械狀態值。 在第3圖中的實施例係檢出活塞缸單元（5)中的各進送 值，舉例而言，該進送值可視為與可預設之最大剎車力= 相當的值。 在第4圖中的實施例，在刹車轉子（2)上經由一相關的 感測器（9j)將轉速檢出。在第6圖的實施例中經由—咸測 器（9e)將各存在的剎車磨損情形檢出，並將活塞缸單 15 200538652 應地作後調整。 此外’第5圖特別顯示一實施例，其中一測量感測器（9k) 用於檢出實際的負載力矩，俾將剎車力量對應地作後調 整。 特別是就可能要檢出的操作常數而言，如果操作參數 在刹車阻動位置外的操作區域檢出，則本發明並不侷限於 圖示之實施例。

【圖式簡單說明】 第1圖係本發明第一實施例， 第2圖係本發明一實施例，具有一壓力一時間的函數 網路， 第3圖為具有與路徑有關的控制作用的本發明的實施 例， 第4圖係具有轉速—力量的函數網路的本發明的一實 施例， 第5圖係具有力矩—時間的函數網路的本發明的一實 例 :6圖係具有磨損監視作用的本發明一實施例 第7圖係具有二個前後相接的線性馬達的本發 明實施 【主要元件符號說明】 (1) 安全剎車 16 200538652

(2) 剎 車轉子 (3) 剎 車 定子 (4) 力 量 產 生 器 (5) 活 塞 缸 單 元 (5a) 活 塞 (5b) 缸 (6) 壓 力 媒 管 路 ⑺ 產 生 器 系 統 (8) 油 槽 (9a) 測 量 感 測 器 (9b) 測 量 感 測 器 (9c) 測 量 感 測 器 (9d) 測 量 感 測 器 (9e) 測 量 感 測 器 (9f) 測 量 感 測 器 (9g) 測 量 感 測 器 (9h) 測 量 感 測 器 (9i) 測 量 感 測 器 (9j) 測 量 感 測 器 (9k) 測 量 感 測 器 (10) 線 性 馬 達 (11) 伺 服控 制 器 (12) 另 一 線性 馬 (13) 心 軸 達 (壓力媒内部狀態值） (壓力媒内部狀態值） (機械狀態值） (機械狀態值） (機械狀態值） (機械狀態值） (機械狀態值） (機械狀態值） (機械狀態值） (機械狀態值） (外負載） 17 200538652 (14) 後方止擋部 (15) 函數晶片

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Claims (1)

1. 200538652 十、申請專利範圍： …：！安全刹車⑴，其刹車力矩用於在所用的刹車過 首先將所要刹住的負載的動能完全消除然後 將该負载停在刹車阻動位置，此刹車力矩係利用—力量產

   預設直到達到刹車阻動位置為止，其中該預設之刹 4可利㈣車轉子⑺與鮮定子（3)之間的相對運動改 變，此相對運動係利用一充以麼力媒的活塞缸單元⑺施壓 力。而造成’為此該活塞缸單元(5)經—壓力媒管路⑷與一產 生器糸統（7 )連接相通，其特徵在·· 至少設有-測量感測器(9a)(9b)(9c)(9d)(9e)(9f)(9g)(9h) (叫⑼㈣），它用於在相對運動的範圍以及在該利用刹車 阻動位置㈣的操作範圍外將至少—個狀的操作參數檢 出’且該測量感測器（9a)(9b)(9c)(9d)(9e)(9f)(9g)(9h)(9i)⑼ (一9k)與產生器系統⑺配合，使得在剎車阻動位置外的操作 觀圍中，各剎車力矩為所檢出的操作參數的一函數。 2.如申請專利範圍第1項之安全剎車，其中： 该產生裔系統（7)為一活塞缸單元，且在測量感測器（9a) (9k)與產生器系統（7)之間的連線中有一線性馬達（1〇)， 該線性馬達依所檢出的操作參數（9a)〜（9k)而定對活塞虹單 元施力。 3 ·如申請專利範圍第2項之安全剎車，其中： 該線性馬達（10)經一前置的伺服控制器（11)作伺服控 制。 4.如申請專利範圍第3項之安全剎車，其中： 19 200538652 該檢出之操作參數送到 號0 伺服控制器（11)當作輸入信 5 _如申請專利範圍第2充 图弟2或弟3項之安全剎車，其中·· 该線性馬達（1 〇)可用電操作。 6·如申請專利範圍第1或筐 忒第2項之安全剎車，其中·· 該測量感測器（9a)〜（9k)盥吝4 口„、么 ^ /、產生|§糸統（7)之間的配合 係依一固定預設的函數一吉 直限制保持在剎車轉子（2)與剎車

   定子（3)之間的滑動摩擦的操作範圍。 7·如申請專利範圍第1或第2項之安全刹車，其中： /亥刹車力矩在—段時間（用於將負載力矩剎止到靜止 狀悲所需的時間）的走勢係呈—種嚴格單調函數的走勢。 8. 如申請專利範圍第2或第3項之安全剎車 ： 該線性馬達⑽的動力被另—線性馬達（12)作預定位。 9. 如申請專利範圍第8項之安全剎車，其中： 該另-線性馬達（12)利用自身停定的作用保持在其對 應於该預定位的位置中。 10.如申請專利範圍第8項之安全刹車，其中： 該另-線性馬達（12)做成心軸馬達形式，其心軸⑽構 成一後方止擋部（14)以供線性馬達的動子之用。 11·如申請專利範圍第i或第2項之安全刹車，其中·· 各檢出的操作參數（9a)〜（9k)的函數存在一函數晶片 (15)中’該函數晶片位在測量感測器⑽〜㈣與產生器系 統（7 )之間的連線中。 y' 項之安全刹車，其中 12·如申請專利範圍第1或第2 20 Ο 200538652 有一測量感測器（9a)(9b)用於將壓力媒内部狀態值檢 出。 1 3.如申請專利範圍第1或第2項之安全剎車，其中： 至少有一測量感測器（9c)〜（9j)用於將剎車的機械狀態 值檢出。 14.如申請專利範圍第1或第2項之安全剎車，其中： 至少有一測量感測器（9k)用於將外負載檢出。 十一、圖式： 如次頁

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