CN1269476A - 用于带万能电机和蜗杆传动箱的升降机驱动装置的制动器 - Google Patents

用于带万能电机和蜗杆传动箱的升降机驱动装置的制动器 Download PDF

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Abstract

一种用于升降机的制动器,它有一个制动盘和一个垂直于制动盘的磁场,它产生一个反作用力,其中磁场借助于两个磁极形成。这种升降机具有一个不带发电机力矩的和/或具有强烈依赖于负载的转速的电机以及一个自锁的传动箱,两个磁极可以在反作用力作用下从一个静止位置沿一条路径克服弹性元件的复位力分别向制动盘的旋转方向运动,其中路径曲线的径向距离由制动力的预期曲线规定,并可借助于弹性元件的复位力调整。

Description

用于带万能电机和 蜗杆传动箱的升降机驱动装置的制动器
本发明涉及一种按权利要求1前序部分的制动器，特别是用于升降机的设有一个万能电动机(Universalmotor)和一个自锁的蜗杆传动箱的驱动装置的制动器，和具有按权利要求9前序部分的制动器的升降机。
众所周知，特别是在常用的电度表时，为了根据速度进行制动借助于一个导电的制动盘和一个作用在制动盘一部分上的、垂直于制动盘分布的磁场产生一个相应的反扭矩。为此扁平的制动盘穿过一个马蹄形永久磁铁的气隙。这导致制动盘内电流的感应，电流大致正比于转速，并通过制动盘不位于磁场内的部分封闭，其中电流产生一个反磁场，并借助由它产生的电磁力产生一个反扭矩，它对制动盘起制动作用。其中反扭矩决定于磁场与旋转轴的平均径向距离，因为制动盘被磁场穿透的部分在转速恒定不变的情况下随着半径的增大以越来越大的速度穿过磁场。
其次已知，升降机驱动装置设有一个可以作为电动机和发电机工作的电机的鼠笼式转子电机(所谓的四象限电机)和附加地设有一个机械制动器以提升和下降载荷，特别是用来减速和维持载荷。
鼠笼式转子电机的特征是：其转速不取决于旋转方向和载荷，并在载荷下降时，也就是说在由载荷带动电机时，自动产生一个所希望的制动力矩。通常采用电磁制动器或者加载制动器作为机械制动器。
本发明的目的是：制造一种廉价的、结构紧凑的和耐磨的与旋转方向有关的制动器，它特别地可以用于升降机的驱动装置，它具有一个不带发电机力矩(Generatorisches Moment)和/或具有强烈依赖于载荷的转速的电机以及自锁的传动箱。这种类型的电机特别是一种价格便宜的万能电机。其次本发明的目的是，提供一种带有结构简单的制动器的廉价、结构小巧的升降机。
这个目的通过在权利要求1中规定的特征来实现。从属权利要求的特征说明优良的结构。
此解决办法在关于做成涡流制动器的制动器方面设想，反磁场的两个磁极可以从静止位置出发沿一条由一个强制的轨道规定的路径克服弹性元件的复位力分别向制动盘的旋转方向运动，其中路径曲线的径向距离通过与旋转方向和转速有关的制动力的希望的曲线规定，并可以借助于弹性元件的复位力调整。所推荐的涡流制动器特别适用于借助于不带发电机力矩并强烈地依赖于载荷的直流或交流电机，也就是万能电机的旋转驱动。然而这种价格便宜的万能电机特别是在用于升降机时有这样的缺点，由于它缺少发电机力矩无法象通常那样以简单的方式方法制动。其次万能电机强烈地取决于载荷和转速。在无负载运行时容易倾向于“飞车(Durchdrehen)”，也就是说转速急剧上升，因此它始终必须带负载运行。其次在应用于升降机中时制动效果应该与旋转方向有关，因为只有在负载下降时才需要制动力矩。因此该解决方案设想，磁极首先处于一个静止位置。只有当制动盘旋转时它才沿规定的路径运动，这借助于强制轨道进行。在这段路径上的运动分别克服弹性元件的复位力进行，其中与转轴的径向距离沿此路径各不相同。例如径向距离可以正比于转速连续增加，其中在两个方向增量的大小有所不同。在提升时制动盘的制动力矩可以用这种方法分别调整得小得多。
在一种简单的结构中弹性元件是一个螺旋弹簧，它借助于其弹簧力根据弹簧特性曲线自动调整规定的径向距离。也就是说仅仅只需要选择具有所希望弹簧特性曲线的螺旋弹簧。
一种简单的结构形式设想，两个磁极做在一个U形永久磁铁上。
简单的强制轨道通过这样的方法达到，两个磁极设置在一个U形围住制动盘的回转元件的自由端上，其回转轴平行于转轴分布。
回转元件的转角通过一个挡块限定是合适的，使得例如在从一个可预先规定的转速起回转时分别产生尽可能大的制动力矩，这时磁极位于具有到转轴较大的径向距离的位置上。
涡流制动器的制动特性可以通过以下方法做得强烈地依赖于方向，即设置一个垂直于制动盘的、借助于两个磁极形成的另一个磁场。这个附加磁场仅仅在对应于升降机下降时的旋转方向时才接通。一种简单的结构设想，回转元件做成双臂形的，两个磁场的磁极分别设置在两个臂的自由端上，如果另一个磁场只在一个旋转方向对制动盘起作用，而在另一个旋转方向处于制动盘之外，那么更加简化。
关于升降机这个解决方案设想，电机是一个不带发电机力矩的和/或具有强烈依赖于载荷的转速的直流和/或交流电机，制动器由一个自锁的传动箱，特别是蜗杆传动箱和一个涡流制动器构成。涡流制动器支持在高转速范围内不再有自动制动作用的传动箱；在停车时静态自锁的传动箱仅仅完成制动和保持功能。
在图中画出了本发明的一个实施例，下面加以较详细的说明，其中表示：
图1-3用于升降机的、具有两个不同旋转方向和在不同转速情况下的涡流制动器，
图4按图1的涡流制动器的顶视图，和
图5带有按图1的涡流制动器的升降机的顶视图。
图1表示一个带由导电材料，例如铝制成的平面圆盘作为制动盘1的涡流制动器。制动盘1由电机1a(见图5)驱动，此电机做成万能电机。其次涡流制动器由一个回转元件2组成，回转元件可以绕一个平行于制动盘1的转轴4分布的回转轴3回转。回转元件2U形包围制动盘(见图4)，其中两个相互间隔一定距离的磁极5在保留一个气隙的情况下安装在U形的两个臂上，而且北磁极5a和南磁极5b相互面对面设置。两个磁极5产生一个垂直于制动盘1的磁场，使制动盘1局部穿过磁极5区域。
当制动盘旋转时在制动盘1的这个区域内感应出一个电流，它沿径向分布并在制动盘不在磁场内的部分处闭合。这个电流又产生一个反磁场，它对其原有的运动起反作用，也就是说阻止制动盘的旋转运动，反磁场的强度取决于转速以及与制动盘转轴的径向距离；反磁场的方向由旋转方向确定。这时反磁场推动带磁极5的回转元件2绕回转轴3回转。
回转元件2构成一个强制轨道，也就是说回转元件2规定一个绕回转轴3的圆弧作为路径，磁极5可以在这个路径上移离制动盘。这时两个磁极5到转轴4的径向距离不断变化。
其次在图1中表示一个作为弹性元件的螺旋弹簧，它对磁极5从其静止位置通过感应的反磁场的运动反方向作用一个复位力。静止位置在图中没有画出；它是回转杆2在制动盘1处于静止位置时所占有的位置。
当然螺旋弹簧6也可以由两个分别安装在回转元件2各一侧的螺旋弹簧组成，其中有效的特性曲线由这个螺旋弹簧的两个单独的特性曲线的叠加得到。
其次图1表示一个挡块7，它这样地限定回转元件2在一个回转方向的回转角，使磁极5到转轴4的径向距离占有尽可能大的数值。
图1中回转元件2做成双臂形的，带一个长臂8和一个短臂9，其中短臂9垂直于长臂8分布，其中臂9在臂8上的固定点到回转轴3的径向距离明显短于磁极5到回转轴3的径向距离。在短臂9的自由端上设有类似于臂8上的磁极5的另一对磁极10(北磁极10a，南磁极10b)。
图1中两个磁极10的整个磁场完全作用在制动盘1上，而图3中磁极10则位于制动盘1之外，其结果是没有产生制动效果，这样用双臂回转元件2以简单的方法得到在一个旋转方向上的加强的制动效果。
图2和3两者表示在相反的旋转方向和两种不同的转速时处于另外两个回转位置上的回转元件2。其中图2中转速小于图3中的转速，制动效果也相应地较小。
图4表示按图1的涡流制动器的顶视图。其中图4中电机1a只画出了电机轴41。
图5表示一个具有正方形壳体51的升降机从上面看的示意图。壳体51内电机1a、涡流制动器53、自锁的蜗杆传动箱54以及作为牵引传动装置55的缆索传动装置安装在一个共同的平面内。作为选择也可以设置链条传动装置等等作为牵引传动装置55。
如图5所示，电机轴41平行于蜗杆传动箱54的旋转轴59分布。电机轴41和旋转轴59通过皮带传动装置60连接，其皮带60a通过一个做成齿轮的驱动轮61带动，它安装在电机轴41的输出端，皮带还通过一个固定在蜗杆传动箱54的转动轴59上的从动齿轮62带动。由蜗杆传动箱54直接驱动的牵引传动装置55在空间上设置在位于支承框56中的电机1a和蜗杆传动箱54之间。图5表示，牵引传动装置的转轴垂直于蜗杆传动箱54的转轴分布。牵引装置63通过没有画出来的壳体开口通向外界。
其次在图5中设有一个用于冷却空气的入口64和出口65(见图5中的箭头)。在壳体内部冷却空气流过的壳体部分通过中间隔板66与相邻的部分隔开，蜗杆传动箱54和牵引传动装置55位于这个相邻部分内。在中间隔板66上仅仅设有一个用于皮带60a通过的小孔。安装在与电机轴41的与输出端相对的一端上的风扇68抽吸冷却空气穿过入口64，并推动冷却空气沿电机轴长度方向通过得到冷却的壳体部分。在电机运行时冷却空气依次冷却电机1a以及制动盘1。制动盘1安装在出口15前，从而迫使冷却空气绕制动盘流动。
在图5中仅仅示意画出了涡流制动器，它具有制动盘1、回转轴3、北磁极5a、南磁极5b和回转元件2等元件。
蜗杆传动箱54做成静态自锁的。在小转速时制动作用最大，随着蜗杆转速的增加制动作用越来越小。如果把静态自锁的蜗杆传动箱54和涡流制动器相结合，那么可以用小的技术费用在包括零转速的比较大的调整范围内确定所希望的依赖于转速和旋转方向的制动力矩。
这里极其廉价的万能电机作为电机1a特别有利。它具有至少一个定子绕组和一个转子绕组，并且没有发电机力矩，其中绕组串接地以直流或交流电运行。其转速特征强烈地依赖于载荷，是一种通过涡流制动减小到可以接受的程度的特性。这里升降机借助于涡流制动器和蜗杆传动箱54以基本的负载力矩运动，由此在没有负载时有超速旋转倾向(Ueberdrehen)的万能电机可稳定地运行。
换言之在升降机中涡流制动器和一个自锁的传动箱，特别是蜗杆传动箱54一起承担制动功能，其中涡流制动器支持在高转速时较弱的直至不再起制动作用的蜗杆传动箱54，而在静止时仅仅静态自锁的蜗杆传动箱发挥制动作用。
对于升降机图1中的视图表示：负载下降，图2表示：以全负载或名义负载提升，图3表示：空负载提升。

Claims (10)

1.制动器，特别是用于设有一个万能电机和一个自锁蜗杆传动箱的升降机驱动装置的制动器，具有一个旋转驱动的导电的制动盘和一个垂直于制动盘的、至少有时作用在部分制动盘上的磁场，它产生一个阻止制动盘运动的取决于转速以及到制动盘转轴的径向距离的反作用力，其方向取决于制动盘的旋转方向，其中磁场借助于设置在制动盘两侧的两个磁极、一个北磁极和一个南磁极形成，其特征在于：两个磁极(5，10)可以在反作用力的作用下从静止位置沿由一条强制轨道决定的路径克服弹性元件(6)的复位力分别向制动盘(1)的旋转方向运动，其中在路径曲线的径向距离通过取决于旋转方向和转速的制动力的预期的曲线规定，它可以借助于弹性元件(6)的复位力调整。
2.按权利要求1的制动器，其特征在于：弹性元件(6)是一个弹簧，它借助于其弹簧力根据弹簧特性曲线自动调整规定的径向距离。
3.按权利要求1或2的制动器，其特征在于：两个磁极(5)做在一个U形永久磁体的自由端上。
4.按权利要求1-3之任一项的制动器，其特征在于：两个磁极(5)设置在一个U形包围制动盘(1)的回转元件(2)的自由端上，回转元件的回转轴(3)平行于转轴分布。
5.按权利要求4的制动器，其特征在于：回转元件(2)的回转角通过一个挡块(7)限定。
6.按权利要求1-5之任一项的制动器，其特征在于：设有一个垂直于制动盘(1)的，借助于两个磁极(10)形成的另一个磁场。
7.按权利要求1-6之任一项的制动器，其特征在于：回转元件做成双臂形的，两个磁场的磁极(5，10)分别设置在两个臂(8，9)的自由端上。
8.按权利要求6或7的制动器，其特征在于：另一个磁场只有在一个旋转方向时作用在制动盘(1)上，而在另一个旋转方向时位于制动盘(1)之外。
9.升降机，特别是很小的升降机，带一个往复驱动装置，它具有一个电机，传动箱和一个制动器，其特征在于：电动机(1a)是一个不带发电机力矩的和/或具有强烈依赖于负载的转速的直流或交流电机，并且制动器由一个自锁的传动箱(54)，特别是一个蜗杆传动箱，和一个涡流制动器(53)、特别是按权利要求1-8之任一项的制动器构成。
10.按权利要求9的升降机，其特征在于：电机(1a)是一个万能电机。
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