CN101033782A - 具有在彼此背对侧面带摩擦面的制动盘的弹簧加压制动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可电磁操纵或打开的弹簧加压制动器(1)，具有一个两侧设有摩擦面或制动衬片(6)的制动盘(4)，在制动情况下，摩擦面或制动衬片可用一个衔铁盘(8)加载并且可以沿轴向移动，所以制动盘(4)两侧都有效。在这里，制动盘(4)沿径向在摩擦面或制动衬片(6)以内被分隔成一个具有制动面或制动衬片(6)的外部或外环(11)和一个内部或内环(10)，其中，这两个部分或环可以沿轴向彼此相对进行调整，但沿周向转动固定地连接。因为具有制动面或制动衬片(6)的外环(11)沿轴向伸出于内环(10)，所以当内环(10)锁住时，衔铁盘仍可以仅使外环(11)沿轴向运动，从而即使在这种锁住时也能获得全部制动转矩。

Description

具有在彼此背对侧面带摩擦面的制动盘的弹簧加压制动器

技术领域

本发明涉及一种可电磁操纵或打开的弹簧加压制动器，具有至少一个可相对于一根轴轴向移动的制动盘，该制动盘在其彼此背对的侧面上具有在与对应面接触时起制动作用的摩擦面，其中，制动盘借助弹簧力可轴向运动地并且直接或间接地支承在待制动的轴上或旁，并且，设有一个电磁松开装置，该松开装置具有一个借助弹簧可轴向运动地并且转动固定地安装在松开装置上的衔铁，该衔铁在制动情况下给制动盘的其中一个设有摩擦面或制动衬片的侧面摩擦加载，其中松开装置在供电时克服弹簧的力吸引衔铁，以释放制动盘。

背景技术

由DE 195 19 434 C1或由DE 1 932 932 U已知一种类似的弹簧加压制动器并已证实是可靠的。

然而这种制动器不适合应用在具有高安全性要求的例如按DIN EN81-1的升降机结构中，因为不能以足够的安全性排除制动盘相对于待制动的轴在轴向可运动性方面的故障。由于这种限制，弹簧加压的单盘式制动器具有高达50％的制动转矩损失，亦即只有其中一个摩擦面尚有效。轴向可运动性的这种限制可能例如由在机械耦合装置内的杂质以卡死的形式出现，从而不再能完全保证轴向可运动性。若现在衔铁压靠在一个这样的制动盘上，则只有处于制动盘与衔铁之间的摩擦面是有效的。

由GB 480 917已知一种可通过自动开关操纵的电磁制动器，其中一个在两个磁铁之间施加摩擦力的环可相对于一个毂壳垫圈偏移或调整，其中毂壳垫圈本身通过一个套筒件不可移动地保持在所属的轴上。

由DE 100 49 168 C2已知一种电磁制动器，其中通过两个或三个同时有效的摩擦面消除各种卡死现象。

发明内容

因此本发明的目的是创造一种前言所述类型的提高了安全性的弹簧加压制动器，在制动情况下，即使在制动盘与轴的耦合区域内出现轴向可移动性故障时，制动盘的两个摩擦面或制动衬片仍然有效。

为了达到这一看来矛盾的目的，前言定义的弹簧加压制动器的特征在于，制动盘通过至少一个环形断开分成至少两个部分，亦即一个内部和一个外部；并且，内部和外部沿轴向可彼此相对移动而沿周向转动固定地互相连接。因此，若与轴直接或间接连接的内部产生可移动性故障时，外部仍然可以移动，所以在两侧设置在其上的制动面或制动衬片仍起作用。由此得到一种冗余系统，该系统也能满足DIN EN81-1的要求或对升降机结构的安全性要求。

特别有利的是，外部相对于内部可克服复位力或弹簧力进行调整。由此在松开情况下重新自动返回其初始位置。

在这种情况下，制动盘的外部两侧在其彼此对置的、横向于转动轴线设置的面上带有用以构成摩擦面的制动衬片或本身由一种摩擦或制动材料组成，亦即由一种用来制造制动衬片的材料组成。由此保证，当内部的轴向可调整性或可移动性受影响时，外部仍能到达制动位置并且在其两个侧面上仍然具有相应的制动作用。

外部可以至少在制动衬片或摩擦面的区域内沿轴向伸出于内部，并且在制动情况下，衔铁盘可以贴靠在此伸出的区域上。由此保证，通过弹簧压力轴向调整的衔铁盘与外部接触比与内部接触更早，继而当内部的轴向调整或移动受阻时，外部仍可沿轴向移动。

本发明的一种合乎目的设计是，能够同时实现空间节省地将制动盘分成内部和外部并且配置一个复位件，此项设计可在于，在内部和外部之间的分隔区域内，至少在一个侧面优选地在两个侧面上设置沿轴向可弹性运动的和/或弹性的定位件，它们使制动盘的两个部分沿径向对准并且允许克服一个或多个定位件的复位力沿轴向相对运动。

在此特别有利的是，所述一个或多个定位件例如借助螺钉或铆钉固定在内部上并且沿径向伸出于内部并且以该伸出的伸出段沿轴向在外侧给外部加载。因此，若外部相对于内部移动，则这些定位件相对于其在内部上的固定发生偏移，而接着当制动过程结束时，外部可以重新亦即从第二对应面出发移回。但也可以设想一种相反的配置，其中定位件固定在外部上并且沿径向向内伸出于外部，以便以该伸出段给内部加载。

一种变化的实施形式可在于，为了使外部相对于内部轴向定位，尤其在外部中，但必要时也在内部中，设置装入并预紧的橡胶弹性元件，例如O型圈或弹簧，尤其是波形弹簧，它们允许在外部与内部之间克服其复位力相应地相对移动。

为了使分隔的制动盘在其尺寸及其操纵方面基本上与一个整体式制动盘一致，有利的可以是，内部的至少一个沿径向延伸的表面和外部的一个表面在初始位置至少部分地布置在一个公共的例如径向的平面内，在这方面合乎目的地涉及外部与内部的两个外侧面。这样做还易于借助一个公共的定位件搭接这两个部分。

尤其是，内部与外部可以在其分隔、耦合或齿型的区域内具有一致的轴向尺寸或厚度并且在初始位置互相对齐。

在内部与外部之间的转动固定的连接或耦合可以按有利的方式通过一种对向的、沿轴向延伸的齿型或型面构成，其中，内部可以具有一种外齿型而外部具有一种与之相配的内齿型。由此可通过在内部与外部之间的这种断开和耦合，传递足够大的制动转矩。

在制动盘与支承它的轴之间的连接可以同样通过一种沿轴向延伸的齿型或型面构成，从而保证在无故障或在有阻碍的情况下将制动转矩传到轴或一个与轴连接的构件上。

尚应提及的是，制动盘在内部与外部之间至少在特殊情况下可以具有至少一个转动固定地与这两个部分连接的中间件，它允许相对于外部和/或内部相对轴向移动。由此可以进一步提高防卡死的安全性，因为即使在卡死的情况下在内部与外部之间的区域内仍可以通过一个这样的中间件构成一种冗余系统。

一种特别优选的实施形式可以规定，在内部与外部之间的断开设计成环形或圆环形的，且尤是同心于轴环绕的；并且，内部尤其设计为内环而外部设计为外环。这导致特别经济地制造和装配，以及使得构成制动盘的零件具有尽可能简单的几何形状，这种几何形状能相应良好地加工并且可以设置有对向的齿型。

尤其在单个或多个上述特征及措施的组合中，得到一种弹簧加压制动器，它具有两侧作用的摩擦面，它设计为在制动情况下在摩擦面的轴向调整方面是冗余的，为此，制动盘分成一个内部或内环和一个带制动面或制动衬片的外部或外环，这些部分或环可以彼此相对移动地但转动固定地连接。由此存在可能性，在安全性相同的情况下，用一种廉价的弹簧加压制动器替代非常昂贵的具有两个整体式摩擦盘、两个衔铁和两个励磁系统按串联设计的弹簧加压双回路系统。在这里，这种弹簧加压制动器基于所述的高的安全性也适用于升降机制造。

附图说明

下面借助附图详细说明本发明的实施例。附图局部示意地示出：

图1通过具有衔铁盘与制动盘的待松开的电磁式弹簧加压制动器的纵剖面，按本发明，制动盘分成一个内部和一个外部，其中外部具有制动衬片或摩擦面；

图2由内部和外部组成的制动盘的纵剖面，具有与这两个部分在其耦合或接触部位的区域内搭接的、构成覆盖件的定位件，在外部相对于内部沿轴向相对调整时，定位件产生复位力；

图3分成内部和外部的制动盘的视图，具有一个覆盖并搭接这些部分的分界或接触部位的定位件；以及

图4分成两部分的制动盘的通过内部和外部的规定作为转动固定的连接的对向的齿型的横截面图，图中还可以看出内部的用于与待制动的轴转动固定连接的内齿型。

具体实施方式

总体用1示出可电磁操纵或打开的弹簧加压制动器1，在下文中也简称“弹簧加压制动器1”或“制动器1”，类似于DE 195 19 434 C1具有一个导磁体2和一个安装在其中的励磁线圈3作为松开装置。

此外，属于制动器1的还有一个总体用4表示的制动盘，它在其彼此背对的、沿径向朝一根待制动的轴5延伸的侧面上具有在与对应面接触时起制动作用的摩擦面，在本实施例中，它们由沿轴向略微伸出于制动盘4侧面的制动衬片6构成。仍类似于DE 195 19 434 C1，所述制动盘4借助轴向作用的弹簧7(在本实施例中为螺旋弹簧7)的力可轴向运动地并且直接或间接地支承在待制动的轴5上。

已说明的电磁松开装置具有一个借助弹簧7可轴向运动地并且借助板簧15转动固定地安装在此松开装置及导磁体2上的衔铁8，在制动情况下，它给制动盘4的其中一个设有摩擦面或制动衬片6的侧面摩擦加载并且将制动盘4以其另一个制动衬片6压靠在另一个在本实施例中没有示出的对应面上，其中在松开装置供电时克服弹簧7的力吸引此盘状衔铁8，以释放制动盘4，所以在通电时不存在制动作用，而在断电时衔铁8朝制动盘4并由此制动盘4还朝另一个对应面轴向移动，并且在两个侧面上和在两个制动衬片6上产生一个制动转矩。图中未示出的作用在背对衔铁8的侧面上的第二个对应面可以例如是一台电动机的一个连接面。

通过共同观察图1至4和尤其是图4可以看出，制动盘4通过一个大体环绕的断开9分成两个部分，亦即一个内部10和一个外部11，其中断开或内部10与外部11的对向的加载这样设计，使得内部10和外部11沿轴向可彼此相对移动而沿周向转动固定地互相连接。

在本实施中规定，断开9设计为环形或圆环形，并且除此之外在所述情况下设计为同心于轴5环绕的。由此内部10设计为内环而外部11设计为外环。因此在下文中部分10和11称为“内环10”和“外环11”。

在此外环11相对于内环10可按还要详细说明的方式克服复位力或弹簧力进行调整，但复位力或弹簧力可以按任何方式施加。

由图1和2可以看出，制动盘4的外环11两侧在其互相对置的亦即彼此背对的、横向于转动轴线和轴5设置的面上带有用以构成摩擦面的摩擦片或制动衬片6。必要时外环11本身可以由摩擦或制动材料组成。在这里同时可以看出，外环11在这些制动衬片6的区域内或沿轴向以这些制动衬片6的厚度的一部分伸出于内环10，并且在制动情况下，衔铁盘8贴靠在此伸出的区域上，所以衔铁8的轴向调整力经由外环11的伸出的区域传入到制动盘4内。

显然，在该制动盘4在轴5上可移动的支承卡死的情况下，当弹簧7例如在中断通向励磁线圈3的电流而有效工作时，衔铁8仍可以使可沿轴向相对于内环10移动的外环11沿轴向运动。因此，通过分隔制动盘4和外环11相对于内环10的轴向可调整性，创造了一种冗余的制动系统。

在图1至3示出，在内环10与外环11之间的分隔或断开9区域内在外侧(本实施例中在两个侧面上)设置总体上用12表示的沿轴向可弹性运动的和/或弹性的定位件，它们使制动盘4的两部分沿径向对准，也就是在正常情况下保持其彼此对齐的位置，并且允许克服一个或多个定位件12的复位力沿轴向进行已提及的相对运动。

在此由图2可以看出，定位件12借助贯穿的固定件13例如铆钉固定在内环10上并沿径向伸出于内环10并且以此伸出的区域或伸出段沿轴向在外侧给外环11加载。

由图3可以看到在构成覆盖件的定位件12上设置在外边缘区域内的、局部切割或冲压出的弹簧片14，它们设置在外环11的区域内并在那里与处于外环上的、在此剖面图内不能看到的凸榫或凸块这样地配合作用，便得外环11的轴向移动导致这些弹簧片14偏移，从而使这些属于定位件12的区域或弹簧片14产生弹性的复位力。

由图1和2可以看出，沿径向在制动衬片11以内，内环10的侧面或表面和外环11的相应的表面在初始位置设置在一个公共平面内，在正常情况下它们由定位件12保持在此平面内。

按图4，在内环10与外环11之间断开9区域内的转动固定的连接或耦合通过一种对向的、沿轴向延伸的齿型或型面构成，其中，内环10具有一种外齿型而外环11具有一种与之相配的内齿型，所以一个制动转矩可以从外环11经由所述齿型传到内环10上，并由此经由在制动盘4或内环10之间的力封闭连接传到轴5上，其中，按图3，此连接同样设计为一种沿轴向延伸的齿型或型面。因此在外环11上产生的制动转矩可经过两种齿型以传统的可靠性传到轴5上，但在内环10与轴5之间的齿型区域内发生卡死时，在制动情况下，其中一种轴向调整在此位置将受到阻碍，尽管如此仍达到在制动盘4上两侧的制动作用，因为此时外环11可在断开9处轴向移动，从而仍可在制动盘4上获得两侧的制动效果。

由图1和2可以看出，内环10与外环11在其分隔或断开9区域内，亦即在耦合或齿型的区域内具有一致的轴向尺寸或厚度并且在初始位置互相对齐。因此具有弹簧片14的定位件12在正常情况下盘状地设置在一个径向平面内，在需要的情况下，定位件至少在弹簧片14的区域内可弹性地、产生一个复位力地从此平面偏移。

因此，通过沿径向处于外边的外环11相对于内环10的轴向可运动性，甚至在沿径向处于里边的在内环10与轴5之间的耦合装置或齿型处例如由于杂质导致锁住时，仍能保证在两个摩擦片或制动衬片6上产生全部的制动转矩并经由内环10传到轴5上。因此，通过将制动盘4分成一个内环10和一个外环11以及在这两个部分之间的形封闭的但允许轴向相对运动的连接，制动器1是冗余的并且具有相当高的可靠性，所以它例如也可以用于升降机制造中并且能满足按DIN EN 81-1的可靠性要求。

这种可电磁操纵或打开的弹簧加压制动器1具有一个两侧设有摩擦面或制动衬片6的制动盘4，在制动情况下，摩擦面或制动衬片可用一个衔铁盘8加载并且可以沿轴向移动，所以制动盘4两侧都有效。在这里，制动盘4沿径向在摩擦面或制动衬片6以内被分隔成一个具有制动面或制动衬片6的外部或外环11和一个内部或内环10，其中，这两个部分或环可以沿轴向彼此相对进行调整，但沿周向转动固定地连接。因为具有制动面或制动衬片6的外环11沿轴向伸出于内环10，所以当内环10锁住时，衔铁盘仍可以仅使外环11沿轴向运动，从而即使在这样锁住时也能获得全部制动转矩。

Claims (14)

1.一种可电磁操纵或打开的弹簧加压制动器(1)，具有至少一个可相对于一根轴(5)轴向移动的制动盘(4)，该制动盘在其彼此背对的侧面上具有在与对应面接触时起制动作用的摩擦面，其中，制动盘(4)借助弹簧力可轴向运动地并且直接或间接地支承在待制动的轴(5)上或旁，并且，设有一个电磁松开装置，该松开装置具有一个借助弹簧(7)可轴向运动地并且转动固定地安装在松开装置上的衔铁(8)，该衔铁在制动情况下给制动盘(4)的其中一个设有摩擦面或制动衬片(6)的侧面摩擦加载，其中松开装置在供电时克服弹簧(7)的力吸引衔铁(8)，以释放制动盘(4)，其特征为，制动盘(4)通过至少一个环形断开(9)分成至少两个部分，亦即一个内部(10)和一个外部(11)；并且，内部(10)和外部(11)沿轴向可彼此相对移动而沿周向转动固定地互相连接。

2.按照权利要求1所述的弹簧加压制动器，其特征为，外部(11)相对于内部(10)可克服复位力或弹簧力进行调整。

3.按照权利要求1或2所述的弹簧加压制动器，其特征为，制动盘(4)的外部(11)两侧在其彼此对置的、横向于转动轴线设置的面上带有用以构成摩擦面的制动衬片(6)或本身由一种摩擦或制动材料组成。

4.按照权利要求1至3之一所述的弹簧加压制动器，其特征为，外部(11)至少在制动衬片(6)或摩擦面的区域内沿轴向伸出于内部(10)，并且在制动情况下，衔铁盘贴靠在此伸出的区域上。

5.按照权利要求1至4之一所述的弹簧加压制动器，其特征为，在内部(10)和外部(11)之间的分隔或断开(9)区域内在外侧至少在其侧面优选地在两个侧面上设置沿轴向可弹性运动的和/或弹性的定位件(12)，这些定位件使制动盘(4)的两个部分沿径向对准并且允许克服一个或多个定位件(12)的复位力沿轴向相对运动。

6.按照权利要求1至5之一所述的弹簧加压制动器，其特征为，所述一个或多个定位件(12)固定在内部(10)上并且沿径向伸出于内部(10)并且以该伸出的伸出段沿轴向在外侧给外部(11)加载。

7.按照权利要求1至6之一所述的弹簧加压制动器，其特征为，定位件(12)具有沿径向处于外边的、局部切割的弹簧片(14)，用于在外部(11)和内部(10)之间产生复位力。

8.按照权利要求1至7之一所述的弹簧加压制动器，其特征为，为了使外部(11)相对于内部(10)轴向定位，尤其在外部(11)中设置装入并预紧的橡胶弹性的元件，例如O型圈或弹簧，尤其是波形弹簧。

9.按照权利要求1至8之一所述的弹簧加压制动器，其特征为，内部(10)的至少一个沿径向延伸的表面和外部(11)的一个表面在初始位置至少部分地尤其在所述一个或多个定位件(12)的区域内设置在一个公共平面内。

10.按照权利要求1至9之一所述的弹簧加压制动器，其特征为，在内部(10)与外部(11)之间的断开(9)区域内的转动固定的连接或耦合通过一种对向的、沿轴向延伸的齿型或型面构成，其中，内部(10)尤其具有一种外齿型而外部(11)具有一种与之相配的内齿型。

11.按照权利要求1至10之一所述的弹簧加压制动器，其特征为，内部(10)与外部(11)在其断开(9)的区域内，亦即在其耦合或齿型的区域内具有一致的轴向尺寸或厚度并且在初始位置互相对齐。

12.按照权利要求1至11之一所述的弹簧加压制动器，其特征为，在制动盘(4)或内部(10)与支承它的轴(5)之间的连接通过一种沿轴向延伸的齿型或型面构成。

13.按照权利要求1至12之一所述的弹簧加压制动器，其特征为，制动盘(4)在内部(10)与外部(11)之间具有至少一个转动固定地与它们连接的中间件，该中间件允许相对于外部(11)和/或内部(10)的相对轴向移动。

14.按照前列诸权利要求之一所述的弹簧加压制动器，其特征为，在内部(10)与外部(11)之间的断开(9)设计成环形或圆环形的，且尤其是同心于轴(5)环绕的；并且，内部(10)尤其设计为内环而外部(11)设计为外环。

Images