用于電機的制動器以及設置有這種制動器的電機的制作方法

本發明涉及用于電動機的制動器以及涉及配置有這種制動器的電機，并且更具體地但非排他地涉及安裝至如下電動機的故障安全(失電流)制動器，該電動機使用在起重機中用以驅動懸臂相對于塔架的旋轉或者使用在風力渦輪機中用以驅動吊艙相對于桅桿件的旋轉。

背景技術：

在如下情形下，制動器被稱為是失電流制動器：當對電磁體供電時，該制動器的銜鐵切換到停用位置，當沒有電力供應至電磁體時，通過一個或更多個推力彈簧將銜鐵壓靠在制動盤上。

存在這樣的情況：制動器需要被保持在停用位置，以便允許電動機在沒有電流的情況下——例如，在將電動機安裝至起重機且安裝成允許懸臂根據風自由地自動調整的情況下，特別是在如果遇到暴風雨時——自由地轉向進而避免起重機翻倒的風險。

為了實現這一點，已經提出了各種旨在即使在沒有電力供應至制動器的電磁體的情況下也能將制動器的銜鐵限制在停用位置的機械系統。

現有的系統是相對復雜且昂貴的，并且此外可以證明是相對笨重的或不適于進入的，從而例如使得電機在起重機中的安裝較為困難。

技術實現要素：

本發明尋求進一步地改進用于電動機的制動器，特別是用以減少配置有這種制動器的電機的體積和/或使其更容易安裝。

此外，現有技術的某些系統可能干擾電動機冷卻空氣的流動，并且需要進行一系列復雜的操作以手動地解除對制動器的限制。

因此，本發明的一個主題是一種用于電動機的制動器，包括：

a)軛部；

b)至少一個制動盤，該至少一個制動盤與電動機的軸一起旋轉；

c)至少一個銜鐵，該至少一個銜鐵能夠相對于軛部在壓靠制動盤的制動位置及遠離制動盤的停用位置之間軸向地移動；

d)至少一個保持元件，該至少一個保持元件能夠與銜鐵一起軸向地移動；

e)至少一個彈簧，該至少一個彈簧趨于將銜鐵保持在制動位置；

f)電磁體，該電磁體在供應有電流時將銜鐵迫壓至停用位置；以及

g)鎖定系統，該鎖定系統用于將銜鐵鎖定在停用位置，該鎖定系統包括能夠在鎖定位置及解鎖位置之間移動的鎖定構件，在鎖定位置處，鎖定構件與保持元件協作以抵抗彈簧的回復作用將銜鐵保持在停用位置，在解鎖位置處，釋放銜鐵以允許銜鐵回復至制動位置。

本發明產生了如下的機械優點：緊湊、可靠以及易于直接地或經由控制電纜進行電操作或手動操作。

本發明可以應用至與同一電動機相關聯的一個或更多個制動器。

替代地，制動器可以包括多個制動盤和/或數個銜鐵。

本發明提供了許多優點，并且特別地，如果需要，制動器可以以在所有位置都容易使用的方式制造。由于必要時會將所必須使用的各種部件彼此靠近地生產這一情況，因此手動操作可以相對的簡單。

保持元件可以優選地包括在軛部中滑動的桿部，該桿部優選地在向后的方向上軸向地伸出超過軛部。

鎖定構件優選地包括與保持元件協作的臂，以抵抗上述彈簧的回復作用將銜鐵保持在停用位置。

制動器可以包括能夠與銜鐵一起移動的兩個保持元件，這兩個保持元件優選地圍繞電動機的旋轉軸線相對于彼此對稱地布置，并且優選地與相同的鎖定構件協作。

鎖定構件可以包括兩個臂，每個臂在鎖定位置與相應的保持元件配合，這兩個臂優選地彼此生產成單個件。

鎖定構件優選地能夠圍繞樞軸旋轉，優選地圍繞與電機的旋轉軸線平行的旋轉軸線進行旋轉，并且還優選的是鎖定構件的旋轉軸線不與電動機的旋轉軸線重合。

制動器可以包括用于使鎖定構件彈性回復的彈性回復構件，彈性回復構件趨于使鎖定構件回復至釋放銜鐵的解鎖位置。

制動器可包括端部止擋件，鎖定構件在解鎖位置抵靠該端部止擋件。

鎖定系統可以包括允許手動地移動鎖定構件的桿件，優選地該桿件固定至鎖定構件，特別是固定至與上述臂中的一個臂一件式制成的突出部。

制動器可以包括允許將鎖定構件移動的電動致動器，優選地電磁體機械地連接至鎖定構件，以使得電動致動器在供應電流時將該構件移動至鎖定位置，該電磁體優選地由固定至軛部的安裝盤支承。

保持元件可以剛性地固定至銜鐵，特別是通過螺紋連接。

該保持元件或每個保持元件可以具有頭部，鎖定構件可以在鎖定位置在該頭部下方接合。鎖定構件可以包括叉部，當銜鐵處于停用位置時并且當鎖定構件移動至鎖定位置時，叉部在所述頭部下方接合在保持元件上。該叉部抵抗銜鐵至制動位置的回復。

頭部可以形成有螺母和/或鎖定螺母，特別是螺旋連接在保持構件的上述桿部的一個端部上的螺母和/或鎖定螺母。

以這種方式形成保持構件抵靠鎖定構件——如果需要的話插入墊圈——時所借助的保持構件的表面，這使得調節制動器的操作變得非常容易，該調節可以獨立于電動機執行。

除了制動盤之外，制動器的部件能夠在將制動器安裝在電動機上之前進行組裝。

制動器可以包括用于手動控制制動器的手動控制構件，使得在其從歇止位置移動至工作位置時能夠使銜鐵被帶至遠離制動盤的位置。可以提供用于使手動控制構件返回的回復構件，以使手動控制構件回復至歇止位置。

手動控制構件可以包括卡鉗，卡鉗在其端部具有容納用于連接銜鐵的連接元件的開口，這些連接元件能夠與銜鐵一起移動，在銜鐵進入停用位置時連接元件能夠相對于卡鉗進行移動，卡鉗的運動能夠帶動連接元件的運動以使銜鐵進入停用位置。

連接元件可以各自包括螺柱及頭部，卡鉗的一端在該頭部下方延伸，該頭部優選地使用螺母、特別是具有球面形支承表面的螺母而形成。

當制動器被鎖定在停用位置時，手動控制構件及桿件可以基本上平行，使得在需要手動干預時更容易在視覺上識別設備的狀態。

本發明的另一個主題是一種用于將根據本發明的電機的制動器的銜鐵鎖定在停用位置的方法，在該方法中執行以下相繼的步驟：

a)手動地操作手動控制構件或對制動器的電磁體供電以使銜鐵進入停用位置；

b)當將手動控制構件保持在工作位置或對電磁體供電時，手動地操作鎖定構件以阻擋保持元件，以便將銜鐵保持在停用位置，或者對電動致動器供電以移動鎖定構件并阻擋保持元件，以便將銜鐵保持在停用位置；

c)根據在a)項處執行的操作，釋放手動控制構件而使得手動構件回復至歇止位置或者切斷對電磁體的供電，然后，按照在b)項處執行的操作，釋放鎖定構件或者切斷對電動致動器的供電，使得保持元件將銜鐵保持在停用位置；

本發明的另一個主題是一種用于解鎖根據本發明的電機的制動器的銜鐵的方法，包括以下步驟：

a)手動地作用在手動控制構件上或者對制動器的電磁體供電，以使銜鐵進入停用位置并將鎖定構件從其鎖定位置釋放；

b)根據在a)項處執行的操作，釋放手動控制構件或切斷對電磁體的電力供應。

附圖說明

通過閱讀下面的非限制性示例性實施方式的詳細描述以及通過研究附圖，可以更好地理解本發明，在附圖中：

-圖1是電機的后部的示意性立體圖，其中，電機的電動機配備有根據本發明的制動器；

-圖2是制動器的元件的局部及示意性剖視圖；

-圖3是類似于圖1的視圖，其中某些部件被移除；以及

-圖4至圖6示出了制動器的細節。

具體實施方式

在圖1中所示，根據本發明的電機1包括僅示出后部的電動機10及與該電動機相關聯的制動器20。

電機1旨在例如安裝在起重機上用以驅動懸臂相對于塔架的旋轉。

電機1還可以使用在諸如升降機的其他設施中。

電動機10可以是任何已知的類型：同步或異步的、具有永磁體或其他方式的、具有分布式定子繞組或集中式定子繞組的、以及具有內部轉子或外部轉子的電動機。

在所示的示例中，尤其如在圖2中所示，電動機10包括設置有圍繞旋轉軸線X旋轉的軸12的內轉子11。

轉子11在殼體13內旋轉，制動器固定于殼體13。更具體地，尤其如圖2中所示，電動機的殼體可以在其后端部處由法蘭14封閉，軸12穿過該法蘭。

制動器20包括背板21，該背板用于例如通過使用接合在殼體13中的螺釘22將制動器固定至電動機10。

制動器包括軛部24，通過使用例如螺釘25或墊片26將該軛部固定至背板21。軛部24例如是鋁鑄件或鋁合金鑄件。

制動器20包括能夠沿著軸12的旋轉軸線X軸向地移動的銜鐵30。

制動器20包括定位在銜鐵30及背板21之間的制動盤31，并且制動盤31支承分別用于抵靠背板21和銜鐵30的襯墊32和33，當銜鐵30處于被稱為制動位置的位置時，通過布置在軛部34內的推力彈簧35將銜鐵30迫壓至該位置。軛部容置電磁體39。當對電磁體39供電時，電磁體39施加趨于將銜鐵30移動遠離背板21并因此使銜鐵30移動遠離制動盤31的磁場。制動盤31與軸12一起旋轉，例如以常規方式接合軸12的花鍵部分14。軛部24例如是鋁鑄件。

根據本發明，電機1包括用以與對電磁體39的供電無關地將制動器20保持在解除限制位置的鎖定系統。

在所考慮的示例中，該鎖定系統包括至少一個保持構件50，在該具體情況下為相對于彼此關于旋轉軸線X對稱布置的兩個保持構件50，這些保持構件在圖1、圖5和圖6中可見。

在所描述的示例中，這些保持構件50各自包括桿部51，桿部51的前端部固定在銜鐵30中，例如螺旋連接至銜鐵30中或以一些其它方式與銜鐵30組裝在一起，并且桿部51的后端部伸出超過軛部24。

桿部51具有平行于旋轉軸線X的軸線，并且桿部51平行于軸線X與軛部30一起移動。

桿部51的后端部攻有螺紋，并且如在圖5中可以更具體地所示，采用上面緊固有鎖緊螺母61的法蘭螺母60。螺母60和鎖緊螺母61的組件形成頭部，在該頭部下方可以與能夠在解鎖位置及鎖定保持構件的位置之間移動的鎖定構件70相接合，在解鎖位置中，鎖定構件70遠離保持構件50的頭部，這對應于圖1中所示的構型，以及在鎖定保持構件的位置中，鎖定構件70在推壓彈簧35的驅動作用下接合在頭部的下方以防止保持構件50向前回復。

在所考慮的示例中，如圖1中更具體地所示，鎖定構件包括通過加寬部73連接的兩個臂72a和72b，該加寬部分73設置有用于供樞軸74通過的開口，以允許鎖定構件圍繞平行于軸線X的旋轉軸線進行樞轉。該樞軸74例如由固定至軛部24中的螺釘構成。

圖1特別地示出了樞軸74相對于軸線X偏心定位。

每個臂72a或72b在其端部包括叉部75，當電磁鐵39通電時，叉部75可以在對應的保持構件50的桿部51的頭部與銜鐵30一起向后移動時接合在該桿部51上。鎖定構件70通過彈性回復構件回復至圖1中所示的解鎖位置，在所示的示例中，彈性回復構件由彈簧80構成，彈簧80的一個端部鉤掛于臂72a上，并且彈簧80的另一端部固定在軛部24上。

在所考慮的示例中，與彈簧80所鉤掛的臂相同的那個臂72a承載支架83，手動控制桿件84固定至支架83，當鎖定構件70處于鎖定位置時，該桿件的縱向軸線基本上在電機的包含電機的旋轉軸線的中平面中延伸。

在圖1中，桿件84的縱向軸線與該中平面成非零的角度，鎖定構件處于解鎖位置。該歇止角可以例如是在5°和20°之間，或優選在10°和15°之間。

如圖1中所示，在解鎖位置中，彈簧80所鉤掛的臂72a可以在歇止時靠置于端部止擋件86。端部止擋件86例如由通過螺釘固定至軛部24的橡膠墊圈而形成。

圖2特別地示出了軛部24可以具有機械加工表面90，鎖定構件70靠置于機械加工表面90且其間可以插入一個或更多個墊圈。

提供一種包括電磁體致動器100的機電系統以電動地移動鎖定構件70。電磁體100由支承安裝板102進行支承，支承安裝板102可以通過螺釘固定至軛部的機加工出的接收表面91——在圖2中可見。特別地在圖6中可見，電磁體驅動通過例如銷111及彎曲片112連接至臂72b的軸110。

可以提供有固定至軛部24而由臂72b致動的開關115。該開關可以連接至電纜101的電導體，電纜101還包含用于對電磁體100供電的電導體。

當鎖定構件70處于鎖定位置時，突出部117壓靠開關115的柱塞118，從而例如建立電接觸并且允許通知對制動器的操作進行控制的操作者及任何相關系統：構件70確實已經進入鎖定位置。

致動器100可以包括在沒有電力供應至致動器的情況下將鎖定構件70迫壓至解鎖位置中的彈簧120。

制動器20還包括手動控制構件，手動控制構件包括由卡鉗131支承的手柄130，卡鉗131的端部132通過連接元件134連接至制動器的銜鐵。尤其如圖4中可以更具體地所示，每個連接元件134可以包括螺柱137，螺柱137的軸線平行于旋轉軸線X，螺柱的前端固定至銜鐵30，并且螺柱的后端支承具有鎖定能力的螺母140。該螺母可以具有球面形支承表面，并且類似地具有球面形支承表面的墊圈可以插入在該螺母和卡鉗131之間。

螺柱137可以由接合在銜鐵的相應鉆孔148中的軸襯145軸向地引導。因此，螺柱137沿著軸線X滑動以伴隨銜鐵30的運動，并且由具有鎖定能力的螺母140形成的頭部可以在對電磁體39供電時從卡鉗的端部132朝向后方自由移動開，以便在正常使用制動器期間不限制制動器。

卡鉗131通過彈簧150回復至抵靠軛部24的停用位置，特別是在圖1中所示，彈簧150例如是螺旋彈簧，該螺旋彈簧的一個端部鉤掛在固定至軛部的螺釘152上，該螺旋彈簧的另一端部鉤掛在與卡鉗131一起形成的突出部155上。

當操作者向后拉動手柄130時，卡鉗131向后移動，從而也使連接元件134向后移動進而使銜鐵30與制動盤31分離。

制動器20的操作如下。

為遠程地將致動器20鎖定在解除限制位置，第一步是對電磁體39供電，這使得保持元件51收回并且導致在保持元件50的頭部和軛部24之間產生空間。

之后，致動器100電操作成將鎖定構件70移動至鎖定位置，每個臂的叉部75在保持元件的桿部51的頭部的下方配合至該桿部51上的上述空間中。

之后，在鎖定構件70保持在該位置的情況下，停止向電磁體39供電，這具有在推壓彈簧35的作用下使銜鐵30朝向銜鐵30的制動位置回復的作用。然而，由于保持構件的頭部抵靠鎖定構件70，鎖定構件70的厚度足以使得在銜鐵和制動盤之間留有間隙，因此銜鐵30不能抵達制動盤。

由銜鐵的復位彈簧35施加在保持構件50上的牽引力足夠高而使得在即使對致動器100的電力供應停止時臂72a、72b的叉75仍保持被阻擋在保持元件的頭部的下方。因此，在沒有任何對制動器的電磁體39以及對致動器100的電力供應的情況下，制動器保持在解除限制位置。

開關115被致動，從而允許操作者被給予制動器確實已被解除限制的確認——這例如通過點亮起重機的駕駛室中的相應燈來實現。

剛剛所描述的制動器20還提供了獨立于對電磁體或對致動器的任何電力供應而被手動地帶入解除限制位置的可能性。

為做到這一點，操作者拉動手柄130以將制動器的銜鐵30及保持元件50向后移動。之后，在維持手柄130上的牽引力的同時，使用者以圖1中的順時針方向作用在杠桿件84上，以使臂72a和72b的叉部75在保持元件50的頭部下方接合。

接下來，在仍然將桿件84保持就位時，使用者能夠釋放施加至手柄130的拉動，以使保持元件50支承在臂上，于是，由于桿件84被釋放，叉部75由于推力彈簧35施加在銜鐵30上的力而保持被接合在保持元件50的桿部51上進而保持被阻擋在桿件51上。

為解鎖制動器，使用者可以對電磁體39供電，這使得臂的叉部75從保持元件50的頭部上移動離開。于是，通過復位彈簧80的單獨的作用或者甚至可能通過由致動器100的彈簧120提供的輔助，可以自動地實現鎖定構件70回復至其解鎖位置。

在手動解除限制的情況下，操作者需要做的所有事情只是拉動手柄130，以使保持元件50收回進而允許鎖定構件70回復至其抵靠端部止擋件86的歇止位置。

當然，本發明不限于剛剛所描述的示例。

尤其可能的是，例如改變與鎖定構件70一起樞轉的桿件84的形式。

在適當情形下可能的是，提供用于遠程操作鎖定構件70和/或卡鉗131的纜索控制器，特別是鮑登(Bowden)纜索控制器。

可以通過提供例如分別與各銜鐵相關聯的數個保持元件而疊加數個軛部及制動盤。

可能的是，具有帶有單個臂或帶有多于兩個臂的鎖定構件。

表述“包括”應理解為與“包括至少”同義。