通过可控制的衔铁盘运动控制电磁制动器的方法技术

本发明专利技术包括一种用于控制电磁释放的制动器(1)的方法，所述制动器包括线圈载体(2)，所述线圈载体具有内极(3)和外极(4)、磁线圈(5)和至少一个另外的施力元件。在此，线圈载体(2)的内极(3)和外极(4)分别具有：具有变化的梯度的表面；以及衔铁盘(7)，所述衔铁盘同样具有内极(8)和外极(9)，其中衔铁盘(7)的内极(8)和外极(9)的表面分别以互补的方式匹配线圈载体(2)的相应的内极(3)和外极(4)的表面。在此，制动器具有大小变化的气隙(11)，所述气隙形成基本气隙(16)和额定气隙(20)之间的行程区域(21)。在此，磁线圈(5)在激励时产生磁力并且施力元件产生相反于磁线圈(5)的磁力的第二力，其中磁线圈(5)的磁力和施力元件的第二力的比例在衔铁盘(7)在行程区域(21)中运动期间由于磁线圈(5)的激励的变化而在大于一和小于一之间至少变化一次。

The Method of Controlling Electromagnetic Brake by Controllable Arrest Disc Motion

The invention includes a method for controlling an electromagnetic release brake (1), which comprises a coil carrier (2), which has an inner pole (3) and an outer pole (4), a magnetic coil (5) and at least one additional force element. Here, the inner pole (3) and the outer pole (4) of the coil carrier (2) have: surfaces with varying gradients; and armature discs (7), which also have inner poles (8) and outer poles (9), in which the inner poles (8) and the outer poles (9) of the armature discs (7) match the corresponding inner poles (3) and outer poles (4) of the coil carrier (2) in a complementary manner, respectively. Here, the brake has an air gap (11) of varying size, which forms a travel area (21) between the basic air gap (16) and the rated air gap (20). Here, the magnetic coil (5) generates a magnetic force when it is excited and the force element produces a second force opposite to the magnetic force of the magnetic coil (5), in which the ratio of the magnetic force of the magnetic coil (5) to the second force of the force element changes at least once between one and less during the movement of the armature disc (7) in the travel area (21) due to the change of the excitation of the magnetic coil (5).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过可控制的衔铁盘运动控制电磁制动器的方法本专利技术涉及一种用于控制电磁制动器、尤其弹簧加载制动器的方法，所述制动器还由具有至少一个施力元件(例如至少一个压缩弹簧)、至少一个磁线圈和衔铁盘的线圈载体构成，其中线圈载体和衔铁盘上的内极和外极的表面具有变化的梯度。经由由于在制动器的行程区域中磁线圈的磁力和至少一个施力元件的相反定向的第二力之间存在的负反馈引起的链接的磁通量的变化能够控制衔铁盘在压缩弹簧加载制动器的行程区域中的运动速度。第二力例如能够是至少一个压缩弹簧的弹簧力。在激励磁场时由于具有在线圈载体和衔铁盘上变化的梯度的极表面而产生磁力和弹簧力的负反馈，由此与没有极表面的变化的梯度的几何形状相比，在气隙小的情况下实现磁力的减少并且在气隙大的情况下实现磁力的增加。技术DE7142492公开了一种制动释放磁体，在所述制动释放磁体中存在由励磁线圈和插入式衔铁或衔铁活塞构成的起重磁体，所述励磁线圈由用于引导磁通量的铁顶包围，所述插入式衔铁或衔铁活塞与推杆固定地连接，以传递磁力。极芯在其朝向活塞的正面具有两个或更多个阶梯，插入式衔铁在朝向极芯6的一侧处同样具有两个阶梯。极芯或插入式衔铁的两个阶梯如阴部件与阳部件那样对应，使得插入式衔铁能够几乎无间隙地进入极芯中。在这种情况下，在电激励线圈时，力作用于活塞上。如果插入式衔铁经过一定行程，那么所述插入式衔铁借助其端侧撞击到极芯上。极芯和插入式衔铁的阶梯形设计得到磁力-气隙特征曲线，该特征曲线匹配于负载线。DE3024059描述了一种电动起重磁体，其具有能够借助直流或交流运行的磁线圈以及可纵向移动的衔铁和磁对极，其中衔铁和对极的朝向侧具有阶梯，在所述阶梯的区域中，磁场力线增多。该构造得到如下磁力行程特征曲线，所述磁力行程特征曲线在气隙小的情况下具有最大值，在气隙随后增加的情况下描述变小的力，直至该力描述具有斜率零的相对最小值，并且在进一步走向中随气隙增加磁力再次增加。在DE4416500中描述一种直流起重磁体。其目的在于：在结构体积最小的情况下实现尽可能大的起重工作，其中磁起重力线适当地匹配于需求特征曲线是期望的。在这种情况下，衔铁配对件和衔铁的圆柱体和空心圆柱体分别具有不同的长度，其中衔铁和衔铁配对件的两个空心圆柱体和两个圆柱体的总长度相同长，并且衔铁和/或衔铁配对件能够朝向彼此相反地移动，并且配设有大致近似居中的控制器-双重控制锥体或阶梯形的壁部。相对于此，本专利技术的目的是在于：控制衔铁盘在电磁制动器中的运动，使得能够以可调节的速度在行程区域中移动衔铁盘。所述目的借助独立权利要求的特征来实现。这通过如下方式实现：由磁线圈的磁力和施力元件的第二力构成的比例在衔铁盘在行程区域中运动期间由于磁线圈激励的变化而在大于一和小于一之间至少变化一次。由于具有在线圈载体和衔铁盘上的变化的梯度的极表面，在激励磁场时，在链接的磁通量分别恒定的情况下，与常规压缩弹簧加载制动器(即线圈载体和/或衔铁盘上的平面的极表面)中的磁力-气隙特征曲线相比产生磁力-气隙特征曲线的变形。由此，磁力从小的气隙朝大的气隙移动。通过磁力分布的该优化，能够通过磁力和弹簧力的负反馈在衔铁盘运动期间替代由磁力和弹簧力的已知的正反馈。在常规的弹簧加载制动器中，磁力-气隙特征曲线在链接的磁通量恒定的情况下在气隙增加时以连续下降的函数下降。在常规的弹簧加载制动器的情况下，因此，衔铁盘在磁力和弹簧力的正反馈的区域中分别朝其开启或关闭位置运动。衔铁盘在运动期间在整个行程区域中不断加速。具有根据本专利技术的操控方法的制动器的一个优点是：与现有技术相比，由于优化的磁力分布，在衔铁盘行程相同的情况下弹簧力提高是可行的，即通过将弹簧力-气隙特征曲线匹配于磁力-气隙特征曲线来进行。这引起制动器的功率密度更高。对于具有变化的极表面的制动器，有利的可能性在于：获得可稳定控制的衔铁盘运动进而能够在没有衔铁盘的外部位置信号(位移传感器)的情况下构建电子减震的制动器。此外，能够接通和切断衔铁盘运动的所描述的影响、即减震，或者能够经由电流馈电的类型(磁线圈的激励)来改变所述影响到一定程度，根据制动器的应用领域和需要选择合适的设定，由此要么优化的开关时间、最小化的制动器噪声是可行的，要么优化的制动力矩是可行的，或者从所提出的目标中找出折衷是可行的。在现有技术(例如EP0876559B1)中已知的、具有机械减震器的弹簧加载制动器具有弹性环作为用于对冲击、振动和尤其噪声进行减震的装置。这些环插入到机械元件的凹部中，所述机械元件相对于其他的机械元件尺寸过大以用于产生偏压。与其相比，本专利技术具有如下优点：制动器的减震表现与所使用的减震器的温度和使用寿命无关。此外，与现有技术中已知的其他弹簧加载制动器相比，本专利技术省去了设置减震器的耗时。另一优点是：改进了弹簧加载制动器的机械效率，该机械效率限定为在衔铁盘运动时使用的能量与在行程区域中磁性可用的能量的比例。如果将对于该方法所要求保护的弹簧加载制动器与常规的弹簧加载制动器在这方面进行比较并且如果分别使用相同的磁力储备作为在之前限定的行程中的弹簧力的设计标准，那么对于该方法所要求保护的弹簧加载制动器的机械效率总是大于在常规的制动器中的机械效率。通过借助于可调节的链接的磁通量或电流在弹簧力和磁力之间的力比例的可调节变化，可行的是：通过提高抵抗弹簧力定向的磁力，改变通过弹簧给定的制动力矩，这引起摩擦面的减负，由此降低制动力矩。另一可行性是：降低抵抗弹簧力定向的磁力，这引起对摩擦面进一步负载，由此提高制动力矩。与常规制动器的制动力矩设定相比本专利技术的另一优点是：由于衔铁盘的可控的运动和衔铁盘在制动器衬片上由此可能缓慢的撞击，在衔铁盘冲击到摩擦衬片上时几乎不立即形成制动力矩(力矩峰值)，如这在常规的制动器中是这种情况。附图说明本专利技术的其他有利的细节从从属权利要求中以及从下面提出附图的描述中得出。图1a示出电磁弹簧加载制动器1的线圈载体2，所述线圈载体具有内极3和外极4、具有磁线圈5和具有分布在线圈载体2上的压缩弹簧6，其中内极3和外极4的表面在一个优选的实施例中设计成阶梯形。图1b示出电磁弹簧加载制动器1的线圈载体2，所述线圈载体具有内极3和外极4、具有磁线圈5和具有分布在线圈载体2上的压缩弹簧6，其中内极3和外极4的表面在另一优选的实施例中具有与弹簧加载制动器1的中轴线向同心环形伸展的凹槽和凸起的形状。图1c示出电磁弹簧加载制动器1的线圈载体2，所述线圈载体具有内极3和外极4、具有磁线圈5和具有分布在线圈载体2上的压缩弹簧6，其中内极3和外极4的表面在又一优选的实施例中以阶梯钻孔的形式设计，所述阶梯钻孔设置在与中轴线同心的节距圆上。图2a示出电磁弹簧加载制动器1的衔铁盘7，所述衔铁盘具有内极8和外极9和用于压缩弹簧6的可选的固持件10，其中内极3和外极4的表面在一个优选的实施例中设计成阶梯形，与图1a中的线圈载体2以互补的方式匹配。图2b示出电磁弹簧加载制动器1的衔铁盘7，所述衔铁盘具有内极8和外极9和用于压缩弹簧6的可选的固持件10，其中内极3和外极4的表面在另一优选的实施例中设计成与图1b中的线圈载体以互补的方式匹配。图2c示出电磁弹簧加载制动器1的衔铁盘7，所述衔铁盘具有内极8和外极9和用于压缩弹簧6的可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制电磁释放的制动器(1)的方法，所述制动器包括线圈载体(2)，所述线圈载体具有内极(3)和外极(4)、磁线圈(5)和至少一个另外的施力元件；‑其中所述线圈载体(2)的所述内极(3)和所述外极(4)分别具有：具有变化的梯度的表面；以及‑衔铁盘(7)，所述衔铁盘具有内极(8)和外极(9)以及气隙(11)，其中所述衔铁盘(7)的所述内极(8)和所述外极(9)的表面分别以互补的方式匹配于所述线圈载体(2)的相应的所述内极(3)和所述外极(4)的表面，以及所述气隙(11)大小变化并形成基本气隙(16)和额定气隙(20)之间的行程区域(21)；‑其中所述磁线圈(5)在激励时产生磁力并且所述施力元件产生相反于所述磁线圈(5)的磁力的第二力，其特征在于：所述磁线圈(5)的磁力和所述施力元件的第二力的比例在所述衔铁盘(7)在所述行程区域(21)中运动期间由于所述磁线圈(5)的适当激励而在大于一和小于一之间至少变化一次。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.07 DE 102016119027.61.一种用于控制电磁释放的制动器(1)的方法，所述制动器包括线圈载体(2)，所述线圈载体具有内极(3)和外极(4)、磁线圈(5)和至少一个另外的施力元件；-其中所述线圈载体(2)的所述内极(3)和所述外极(4)分别具有：具有变化的梯度的表面；以及-衔铁盘(7)，所述衔铁盘具有内极(8)和外极(9)以及气隙(11)，其中所述衔铁盘(7)的所述内极(8)和所述外极(9)的表面分别以互补的方式匹配于所述线圈载体(2)的相应的所述内极(3)和所述外极(4)的表面，以及所述气隙(11)大小变化并形成基本气隙(16)和额定气隙(20)之间的行程区域(21)；-其中所述磁线圈(5)在激励时产生磁力并且所述施力元件产生相反于所述磁线圈(5)的磁力的第二力，其特征在于：所述磁线圈(5)的磁力和所述施力元件的第二力的比例在所述衔铁盘(7)在所述行程区域(21)中运动期间由于所述磁线圈(5)的适当激励而在大于一和小于一之间至少变化一次。2.根据权利要求1所述的用于控制电磁释放的制动器(1)的方法，其特征在于，-在通过所述磁线圈(5)的适当激励开启所述制动器(1)时，产生磁力，使得由所述磁线圈(5)的磁力和所述施力元件的第二力构成的比例大于一，并且所述衔铁盘(7)从所述额定气隙(20)沿开启方向(12)加速；-在所述衔铁盘(7)在所述行程区域(21)中运动期间进一步提高所述磁线圈(5)的激励，并且所述磁线圈(5)的磁力和所述施力元件的第二力的比例小于一至少一次，并且将所述衔铁盘(7)至少减速一次，并且以能调节的速度达到所述基本气隙(16)；-进一步提高所述磁线圈(5)的激励，使得所述磁线圈(5)的磁力和所述施力元件的第二例的比例在运动结束之后又大于一；-在所述制动器(1)闭合时通过变化所述磁线圈(5)的激励减小所述磁力，使得所述磁线圈(5)的磁力和所述施力元件的第二力的比例变得小于一并且所述衔铁盘(7)从所述基本气隙(16)沿闭合方向(13)加速；和-在所述衔铁盘(7)在所述行程区域(21)中运动期间进一步降低所述磁线圈(5)的激励，并且所述磁线圈(5)的磁力和所述施力元件的第二力的比例大于一至少一次，并且将所述衔铁盘(7)至少减速一次，并且所述衔铁盘(7)以能调节的速度达到所述额定气隙(20)；-并且进一步减小所述磁线圈(5)的激励，直至所述磁力和所述施力元件的第二力的比例接近零。3.根据权利要求1所述的用于控制电磁释放的制动器(1)的方法，其特征在于，在所述衔铁盘(7)在所述行程区域(21)中运动期间，所述磁线圈(5)的磁力和所述施力元件的第二力之间的比例由于所述磁线圈(5)的适当激励而在大于一、小于一和等于一之间变化，使得将变化的力施加到所述衔铁盘(7)。4.根据权利要求1所述的用于控制电磁释放的制动器(1)的方法，其特征在于，在制动器(1)闭合时，所述磁线圈(5)的磁力和所述施力元件的第二力之间的比例由于在激励所述磁线圈(5)中的变化而小于一或等于一，使得将用于设定所述制动器(1)的转矩的变化的力施加到所述衔铁盘(7)。5.根据权利要求1所述的用于控制电磁释放的制动器(1)的方法，其特征在于，所述线圈载体(2)或所述衔铁盘(7)的表面相对于所述行程(22)的高度差的比例处于1.0至4.0的范围中。6.根据权利要求1所述的用于控制电磁释放的制动器(1)的方法，其特征在于，将所述线圈载体(2)和所述衔铁盘(7)之间的间隔保持件(15)安置在所述线圈载体(2)的极表面(3、4)上和/或安置在所述衔铁盘(7)的所述极表面(8、9)上，使得缩小所述行程区域(21)。7.根据权利要求6所述的用于控制电磁释放的制动器(1)的方法，其特征在于，所述间隔保持件(15)是由不可磁化的材料构成的板，设置在所述线圈载体(2)的所述极表面(3、4)和/或所述衔铁盘(7)的极表面(8、9)上。8.根据权利要求6所述的用于控制电磁释放的制动器(1)的方法，其特征在于，所述间隔保持件(15)是由至少部分不可磁化的材料构成的盘，设置在所述衔铁盘(7)的间隔或引导元件(6b)上。9.根据权利要求6所述的用于控制电磁释放的制动器(1)的方法，其特征在于，将所述间隔或引导元件(6b)设置为间隔保持件(15)，所述间隔或引导元件(6b)至少部分地由不可磁化的材料构成。10.根据权利要求6至9所述的用于控制电磁释放的制动器(1)的方法，其特征在于，一个或多个所述间隔保持件(15)由不可磁化的聚合物材料构成并且假定具有简单机械减震器的附加的功能。11.根据权利要求1所述的用于控制电磁释放的制动器(1)的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·昂辛，M·克赖姆考斯基，R·拉德尔，
申请(专利权)人：CHR迈尔有限公司及两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE