專利名稱：用于帶萬能電機(jī)和蝸桿傳動箱的升降機(jī)驅(qū)動裝置的制動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1前序部分的制動器，特別是用于升降機(jī)的設(shè)有一個萬能電動機(jī)(Universalmotor)和一個自鎖的蝸桿傳動箱的驅(qū)動裝置的制動器，和具有按權(quán)利要求9前序部分的制動器的升降機(jī)。
眾所周知，特別是在常用的電度表時，為了根據(jù)速度進(jìn)行制動借助于一個導(dǎo)電的制動盤和一個作用在制動盤一部分上的、垂直于制動盤分布的磁場產(chǎn)生一個相應(yīng)的反扭矩。為此扁平的制動盤穿過一個馬蹄形永久磁鐵的氣隙。這導(dǎo)致制動盤內(nèi)電流的感應(yīng)，電流大致正比于轉(zhuǎn)速，并通過制動盤不位于磁場內(nèi)的部分封閉，其中電流產(chǎn)生一個反磁場，并借助由它產(chǎn)生的電磁力產(chǎn)生一個反扭矩，它對制動盤起制動作用。其中反扭矩決定于磁場與旋轉(zhuǎn)軸的平均徑向距離，因?yàn)橹苿颖P被磁場穿透的部分在轉(zhuǎn)速恒定不變的情況下隨著半徑的增大以越來越大的速度穿過磁場。
其次已知，升降機(jī)驅(qū)動裝置設(shè)有一個可以作為電動機(jī)和發(fā)電機(jī)工作的電機(jī)的鼠籠式轉(zhuǎn)子電機(jī)(所謂的四象限電機(jī))和附加地設(shè)有一個機(jī)械制動器以提升和下降載荷，特別是用來減速和維持載荷。
鼠籠式轉(zhuǎn)子電機(jī)的特征是其轉(zhuǎn)速不取決于旋轉(zhuǎn)方向和載荷，并在載荷下降時，也就是說在由載荷帶動電機(jī)時，自動產(chǎn)生一個所希望的制動力矩。通常采用電磁制動器或者加載制動器作為機(jī)械制動器。
本發(fā)明的目的是制造一種廉價的、結(jié)構(gòu)緊湊的和耐磨的與旋轉(zhuǎn)方向有關(guān)的制動器，它特別地可以用于升降機(jī)的驅(qū)動裝置，它具有一個不帶發(fā)電機(jī)力矩(Generatorisches Moment)和/或具有強(qiáng)烈依賴于載荷的轉(zhuǎn)速的電機(jī)以及自鎖的傳動箱。這種類型的電機(jī)特別是一種價格便宜的萬能電機(jī)。其次本發(fā)明的目的是，提供一種帶有結(jié)構(gòu)簡單的制動器的廉價、結(jié)構(gòu)小巧的升降機(jī)。
這個目的通過在權(quán)利要求1中規(guī)定的特征來實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求的特征說明優(yōu)良的結(jié)構(gòu)。
此解決辦法在關(guān)于做成渦流制動器的制動器方面設(shè)想，反磁場的兩個磁極可以從靜止位置出發(fā)沿一條由一個強(qiáng)制的軌道規(guī)定的路徑克服彈性元件的復(fù)位力分別向制動盤的旋轉(zhuǎn)方向運(yùn)動，其中路徑曲線的徑向距離通過與旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)速有關(guān)的制動力的希望的曲線規(guī)定，并可以借助于彈性元件的復(fù)位力調(diào)整。所推薦的渦流制動器特別適用于借助于不帶發(fā)電機(jī)力矩并強(qiáng)烈地依賴于載荷的直流或交流電機(jī)，也就是萬能電機(jī)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。然而這種價格便宜的萬能電機(jī)特別是在用于升降機(jī)時有這樣的缺點(diǎn)，由于它缺少發(fā)電機(jī)力矩?zé)o法象通常那樣以簡單的方式方法制動。其次萬能電機(jī)強(qiáng)烈地取決于載荷和轉(zhuǎn)速。在無負(fù)載運(yùn)行時容易傾向于“飛車(Durchdrehen)”，也就是說轉(zhuǎn)速急劇上升，因此它始終必須帶負(fù)載運(yùn)行。其次在應(yīng)用于升降機(jī)中時制動效果應(yīng)該與旋轉(zhuǎn)方向有關(guān)，因?yàn)橹挥性谪?fù)載下降時才需要制動力矩。因此該解決方案設(shè)想，磁極首先處于一個靜止位置。只有當(dāng)制動盤旋轉(zhuǎn)時它才沿規(guī)定的路徑運(yùn)動，這借助于強(qiáng)制軌道進(jìn)行。在這段路徑上的運(yùn)動分別克服彈性元件的復(fù)位力進(jìn)行，其中與轉(zhuǎn)軸的徑向距離沿此路徑各不相同。例如徑向距離可以正比于轉(zhuǎn)速連續(xù)增加，其中在兩個方向增量的大小有所不同。在提升時制動盤的制動力矩可以用這種方法分別調(diào)整得小得多。
在一種簡單的結(jié)構(gòu)中彈性元件是一個螺旋彈簧，它借助于其彈簧力根據(jù)彈簧特性曲線自動調(diào)整規(guī)定的徑向距離。也就是說僅僅只需要選擇具有所希望彈簧特性曲線的螺旋彈簧。
一種簡單的結(jié)構(gòu)形式設(shè)想，兩個磁極做在一個U形永久磁鐵上。
簡單的強(qiáng)制軌道通過這樣的方法達(dá)到，兩個磁極設(shè)置在一個U形圍住制動盤的回轉(zhuǎn)元件的自由端上，其回轉(zhuǎn)軸平行于轉(zhuǎn)軸分布。
回轉(zhuǎn)元件的轉(zhuǎn)角通過一個擋塊限定是合適的，使得例如在從一個可預(yù)先規(guī)定的轉(zhuǎn)速起回轉(zhuǎn)時分別產(chǎn)生盡可能大的制動力矩，這時磁極位于具有到轉(zhuǎn)軸較大的徑向距離的位置上。
渦流制動器的制動特性可以通過以下方法做得強(qiáng)烈地依賴于方向，即設(shè)置一個垂直于制動盤的、借助于兩個磁極形成的另一個磁場。這個附加磁場僅僅在對應(yīng)于升降機(jī)下降時的旋轉(zhuǎn)方向時才接通。一種簡單的結(jié)構(gòu)設(shè)想，回轉(zhuǎn)元件做成雙臂形的，兩個磁場的磁極分別設(shè)置在兩個臂的自由端上，如果另一個磁場只在一個旋轉(zhuǎn)方向?qū)χ苿颖P起作用，而在另一個旋轉(zhuǎn)方向處于制動盤之外，那么更加簡化。
關(guān)于升降機(jī)這個解決方案設(shè)想，電機(jī)是一個不帶發(fā)電機(jī)力矩的和/或具有強(qiáng)烈依賴于載荷的轉(zhuǎn)速的直流和/或交流電機(jī)，制動器由一個自鎖的傳動箱，特別是蝸桿傳動箱和一個渦流制動器構(gòu)成。渦流制動器支持在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)不再有自動制動作用的傳動箱；在停車時靜態(tài)自鎖的傳動箱僅僅完成制動和保持功能。
在圖中畫出了本發(fā)明的一個實(shí)施例，下面加以較詳細(xì)的說明，其中表示

圖1-3用于升降機(jī)的、具有兩個不同旋轉(zhuǎn)方向和在不同轉(zhuǎn)速情況下的渦流制動器，圖4按圖1的渦流制動器的頂視圖，和圖5帶有按圖1的渦流制動器的升降機(jī)的頂視圖。
圖1表示一個帶由導(dǎo)電材料，例如鋁制成的平面圓盤作為制動盤1的渦流制動器。制動盤1由電機(jī)1a(見圖5)驅(qū)動，此電機(jī)做成萬能電機(jī)。其次渦流制動器由一個回轉(zhuǎn)元件2組成，回轉(zhuǎn)元件可以繞一個平行于制動盤1的轉(zhuǎn)軸4分布的回轉(zhuǎn)軸3回轉(zhuǎn)?；剞D(zhuǎn)元件2U形包圍制動盤(見圖4)，其中兩個相互間隔一定距離的磁極5在保留一個氣隙的情況下安裝在U形的兩個臂上，而且北磁極5a和南磁極5b相互面對面設(shè)置。兩個磁極5產(chǎn)生一個垂直于制動盤1的磁場，使制動盤1局部穿過磁極5區(qū)域。
當(dāng)制動盤旋轉(zhuǎn)時在制動盤1的這個區(qū)域內(nèi)感應(yīng)出一個電流，它沿徑向分布并在制動盤不在磁場內(nèi)的部分處閉合。這個電流又產(chǎn)生一個反磁場，它對其原有的運(yùn)動起反作用，也就是說阻止制動盤的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，反磁場的強(qiáng)度取決于轉(zhuǎn)速以及與制動盤轉(zhuǎn)軸的徑向距離；反磁場的方向由旋轉(zhuǎn)方向確定。這時反磁場推動帶磁極5的回轉(zhuǎn)元件2繞回轉(zhuǎn)軸3回轉(zhuǎn)。
回轉(zhuǎn)元件2構(gòu)成一個強(qiáng)制軌道，也就是說回轉(zhuǎn)元件2規(guī)定一個繞回轉(zhuǎn)軸3的圓弧作為路徑，磁極5可以在這個路徑上移離制動盤。這時兩個磁極5到轉(zhuǎn)軸4的徑向距離不斷變化。
其次在圖1中表示一個作為彈性元件的螺旋彈簧，它對磁極5從其靜止位置通過感應(yīng)的反磁場的運(yùn)動反方向作用一個復(fù)位力。靜止位置在圖中沒有畫出；它是回轉(zhuǎn)桿2在制動盤1處于靜止位置時所占有的位置。
當(dāng)然螺旋彈簧6也可以由兩個分別安裝在回轉(zhuǎn)元件2各一側(cè)的螺旋彈簧組成，其中有效的特性曲線由這個螺旋彈簧的兩個單獨(dú)的特性曲線的疊加得到。
其次圖1表示一個擋塊7，它這樣地限定回轉(zhuǎn)元件2在一個回轉(zhuǎn)方向的回轉(zhuǎn)角，使磁極5到轉(zhuǎn)軸4的徑向距離占有盡可能大的數(shù)值。
圖1中回轉(zhuǎn)元件2做成雙臂形的，帶一個長臂8和一個短臂9，其中短臂9垂直于長臂8分布，其中臂9在臂8上的固定點(diǎn)到回轉(zhuǎn)軸3的徑向距離明顯短于磁極5到回轉(zhuǎn)軸3的徑向距離。在短臂9的自由端上設(shè)有類似于臂8上的磁極5的另一對磁極10(北磁極10a，南磁極10b)。
圖1中兩個磁極10的整個磁場完全作用在制動盤1上，而圖3中磁極10則位于制動盤1之外，其結(jié)果是沒有產(chǎn)生制動效果，這樣用雙臂回轉(zhuǎn)元件2以簡單的方法得到在一個旋轉(zhuǎn)方向上的加強(qiáng)的制動效果。
圖2和3兩者表示在相反的旋轉(zhuǎn)方向和兩種不同的轉(zhuǎn)速時處于另外兩個回轉(zhuǎn)位置上的回轉(zhuǎn)元件2。其中圖2中轉(zhuǎn)速小于圖3中的轉(zhuǎn)速，制動效果也相應(yīng)地較小。
圖4表示按圖1的渦流制動器的頂視圖。其中圖4中電機(jī)1a只畫出了電機(jī)軸41。
圖5表示一個具有正方形殼體51的升降機(jī)從上面看的示意圖。殼體51內(nèi)電機(jī)1a、渦流制動器53、自鎖的蝸桿傳動箱54以及作為牽引傳動裝置55的纜索傳動裝置安裝在一個共同的平面內(nèi)。作為選擇也可以設(shè)置鏈條傳動裝置等等作為牽引傳動裝置55。
如圖5所示，電機(jī)軸41平行于蝸桿傳動箱54的旋轉(zhuǎn)軸59分布。電機(jī)軸41和旋轉(zhuǎn)軸59通過皮帶傳動裝置60連接，其皮帶60a通過一個做成齒輪的驅(qū)動輪61帶動，它安裝在電機(jī)軸41的輸出端，皮帶還通過一個固定在蝸桿傳動箱54的轉(zhuǎn)動軸59上的從動齒輪62帶動。由蝸桿傳動箱54直接驅(qū)動的牽引傳動裝置55在空間上設(shè)置在位于支承框56中的電機(jī)1a和蝸桿傳動箱54之間。圖5表示，牽引傳動裝置的轉(zhuǎn)軸垂直于蝸桿傳動箱54的轉(zhuǎn)軸分布。牽引裝置63通過沒有畫出來的殼體開口通向外界。
其次在圖5中設(shè)有一個用于冷卻空氣的入口64和出口65(見圖5中的箭頭)。在殼體內(nèi)部冷卻空氣流過的殼體部分通過中間隔板66與相鄰的部分隔開，蝸桿傳動箱54和牽引傳動裝置55位于這個相鄰部分內(nèi)。在中間隔板66上僅僅設(shè)有一個用于皮帶60a通過的小孔。安裝在與電機(jī)軸41的與輸出端相對的一端上的風(fēng)扇68抽吸冷卻空氣穿過入口64，并推動冷卻空氣沿電機(jī)軸長度方向通過得到冷卻的殼體部分。在電機(jī)運(yùn)行時冷卻空氣依次冷卻電機(jī)1a以及制動盤1。制動盤1安裝在出口15前，從而迫使冷卻空氣繞制動盤流動。
在圖5中僅僅示意畫出了渦流制動器，它具有制動盤1、回轉(zhuǎn)軸3、北磁極5a、南磁極5b和回轉(zhuǎn)元件2等元件。
蝸桿傳動箱54做成靜態(tài)自鎖的。在小轉(zhuǎn)速時制動作用最大，隨著蝸桿轉(zhuǎn)速的增加制動作用越來越小。如果把靜態(tài)自鎖的蝸桿傳動箱54和渦流制動器相結(jié)合，那么可以用小的技術(shù)費(fèi)用在包括零轉(zhuǎn)速的比較大的調(diào)整范圍內(nèi)確定所希望的依賴于轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向的制動力矩。
這里極其廉價的萬能電機(jī)作為電機(jī)1a特別有利。它具有至少一個定子繞組和一個轉(zhuǎn)子繞組，并且沒有發(fā)電機(jī)力矩，其中繞組串接地以直流或交流電運(yùn)行。其轉(zhuǎn)速特征強(qiáng)烈地依賴于載荷，是一種通過渦流制動減小到可以接受的程度的特性。這里升降機(jī)借助于渦流制動器和蝸桿傳動箱54以基本的負(fù)載力矩運(yùn)動，由此在沒有負(fù)載時有超速旋轉(zhuǎn)傾向(Ueberdrehen)的萬能電機(jī)可穩(wěn)定地運(yùn)行。
換言之在升降機(jī)中渦流制動器和一個自鎖的傳動箱，特別是蝸桿傳動箱54一起承擔(dān)制動功能，其中渦流制動器支持在高轉(zhuǎn)速時較弱的直至不再起制動作用的蝸桿傳動箱54，而在靜止時僅僅靜態(tài)自鎖的蝸桿傳動箱發(fā)揮制動作用。
對于升降機(jī)圖1中的視圖表示負(fù)載下降，圖2表示以全負(fù)載或名義負(fù)載提升，圖3表示空負(fù)載提升。
權(quán)利要求
1.制動器，特別是用于設(shè)有一個萬能電機(jī)和一個自鎖蝸桿傳動箱的升降機(jī)驅(qū)動裝置的制動器，具有一個旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的導(dǎo)電的制動盤和一個垂直于制動盤的、至少有時作用在部分制動盤上的磁場，它產(chǎn)生一個阻止制動盤運(yùn)動的取決于轉(zhuǎn)速以及到制動盤轉(zhuǎn)軸的徑向距離的反作用力，其方向取決于制動盤的旋轉(zhuǎn)方向，其中磁場借助于設(shè)置在制動盤兩側(cè)的兩個磁極、一個北磁極和一個南磁極形成，其特征在于兩個磁極(5，10)可以在反作用力的作用下從靜止位置沿由一條強(qiáng)制軌道決定的路徑克服彈性元件(6)的復(fù)位力分別向制動盤(1)的旋轉(zhuǎn)方向運(yùn)動，其中在路徑曲線的徑向距離通過取決于旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)速的制動力的預(yù)期的曲線規(guī)定，它可以借助于彈性元件(6)的復(fù)位力調(diào)整。
2.按權(quán)利要求1的制動器，其特征在于彈性元件(6)是一個彈簧，它借助于其彈簧力根據(jù)彈簧特性曲線自動調(diào)整規(guī)定的徑向距離。
3.按權(quán)利要求1或2的制動器，其特征在于兩個磁極(5)做在一個U形永久磁體的自由端上。
4.按權(quán)利要求1-3之任一項(xiàng)的制動器，其特征在于兩個磁極(5)設(shè)置在一個U形包圍制動盤(1)的回轉(zhuǎn)元件(2)的自由端上，回轉(zhuǎn)元件的回轉(zhuǎn)軸(3)平行于轉(zhuǎn)軸分布。
5.按權(quán)利要求4的制動器，其特征在于回轉(zhuǎn)元件(2)的回轉(zhuǎn)角通過一個擋塊(7)限定。
6.按權(quán)利要求1-5之任一項(xiàng)的制動器，其特征在于設(shè)有一個垂直于制動盤(1)的，借助于兩個磁極(10)形成的另一個磁場。
7.按權(quán)利要求1-6之任一項(xiàng)的制動器，其特征在于回轉(zhuǎn)元件做成雙臂形的，兩個磁場的磁極(5，10)分別設(shè)置在兩個臂(8，9)的自由端上。
8.按權(quán)利要求6或7的制動器，其特征在于另一個磁場只有在一個旋轉(zhuǎn)方向時作用在制動盤(1)上，而在另一個旋轉(zhuǎn)方向時位于制動盤(1)之外。
9.升降機(jī)，特別是很小的升降機(jī)，帶一個往復(fù)驅(qū)動裝置，它具有一個電機(jī)，傳動箱和一個制動器，其特征在于電動機(jī)(1a)是一個不帶發(fā)電機(jī)力矩的和/或具有強(qiáng)烈依賴于負(fù)載的轉(zhuǎn)速的直流或交流電機(jī)，并且制動器由一個自鎖的傳動箱(54)，特別是一個蝸桿傳動箱，和一個渦流制動器(53)、特別是按權(quán)利要求1-8之任一項(xiàng)的制動器構(gòu)成。
10.按權(quán)利要求9的升降機(jī)，其特征在于電機(jī)(1a)是一個萬能電機(jī)。
全文摘要
一種用于升降機(jī)的制動器,它有一個制動盤和一個垂直于制動盤的磁場,它產(chǎn)生一個反作用力,其中磁場借助于兩個磁極形成。這種升降機(jī)具有一個不帶發(fā)電機(jī)力矩的和/或具有強(qiáng)烈依賴于負(fù)載的轉(zhuǎn)速的電機(jī)以及一個自鎖的傳動箱,兩個磁極可以在反作用力作用下從一個靜止位置沿一條路徑克服彈性元件的復(fù)位力分別向制動盤的旋轉(zhuǎn)方向運(yùn)動,其中路徑曲線的徑向距離由制動力的預(yù)期曲線規(guī)定,并可借助于彈性元件的復(fù)位力調(diào)整。
文檔編號B66D3/22GK1269476SQ00105328
公開日2000年10月11日 申請日期2000年3月31日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月1日
發(fā)明者烏多·格爾謝姆斯基, 海因茨·弗萊格, 于爾根·霍因, 弗朗茨·舒爾特, 呂吉格爾·奧斯特霍特 申請人:曼內(nèi)斯曼股份公司