一種用于控制夾緊力的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有脫扣機構(12，13，14，15，16，17)的夾具(10，11)，其中用于確保安全脫扣的力是通過一個復式杠桿機構(2，3，4，5，6，8)直接從提供夾緊力的儲能元件(S)(如彈簧)獲得的。
【專利說明】—種用于控制夾緊力的裝置
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于控制通過夾具向元件施加夾緊力的裝置，該元件在未被夾緊時是相對于該夾具可自由移動的，該裝置包括:至少一個提供該夾緊力的儲能元件；一個用于打開該夾具的機構，該機構包括至少一個用作杠桿的元件，該杠桿具有一個短臂和一個長臂，其中長臂由一個楔件安排來致動，該楔件安排包括一個由螺桿移動的螺母；以及一個致使該夾緊力瞬間施加的脫扣安排。
[0002]與例如風力渦輪機上和電梯(或直梯)里的安全制動器相關，用于獲得夾緊力瞬間施加的脫扣安排是已知的。DE 10206024023 Al描述了多種用于風力渦輪機內的制動器，這些制動器用于渦輪機本身的緊急制動并且用于將機艙固持在位以便將渦輪機固持在風中。然而，這個專利的技術貢獻具體涉及機艙的制動、并且不適用于緊急制動器。
[0003]DE 102006003132 Al描述了一種快速釋放式制動器，該制動器利用由一個偏心件在滾輪之間被驅動的多個楔件來獲得釋放。然而，并沒有施加一個來自儲能元件的夾緊力的指示。
[0004]DE 19825683 Al描述了一種用于車輛的盤式制動器，其中設置了一個用于另外一種液壓致動式制動器的快速釋放機構。出于緊急目的，提供了一個用于自鎖式曲桿機構的拉線安排，該拉線安排拉動該曲桿經(jīng)過其直線位置。然而，該機構依賴于外力。
[0005]這些問題在根據(jù)本發(fā)明的一種裝置中得以避免，該裝置具體在于，脫扣裝置被偏置成借助一個力來脫扣，該力是通過用于打開該夾具的機構直接從儲能元件得到的。這種偏置意味著，該裝置完全獨立于外力來瞬間建立起夾緊力。儲能元件的力經(jīng)依次的杠桿和楔件作用被轉化為小到足以被一個允許快速作用的輕型元件所維持的一個力。換言之，該偏置力是通過該用于夾具的打開機構的組合杠桿作用可獲得的弱力，并且這個弱力受到一個機械元件的抵抗，該機械元件在脫扣動作中一直受到支撐，直到支撐件被移除。在被稱為制動器的特殊類型的夾具中，能量儲存經(jīng)常被提供為一個作用在液壓流體上的蓄壓器，該液壓流體作用在一個具有活塞的液壓缸上。然而，因為在活塞與氣缸之間存在泄露，所以此類能量儲存需要維護。為此原因，優(yōu)選的是使用一種完全不依賴于密封的儲能元件，如壓縮彈黃。
[0006]本發(fā)明的一個有利實施例具體在于，螺母被適配成用于可釋放地鎖定到楔件安排上。這使得打開該夾具所需的元件與該儲能元件的脫扣釋放所需的元件能夠分離開來。
[0007]本發(fā)明的一個進一步有利的實施例具體在于，該螺母能夠被鎖定到一個可滑動的支撐件上，該支撐件作為該楔件安排的一部分被適配成用于承載至少一個滾輪，該滾輪用于與在該杠桿的長臂上的一個傾斜的側面相協(xié)作。該楔件安排基本上由與滾輪相協(xié)作的該傾斜的側面所構成。這是一個既能夠可靠地承受參與打開夾具的力、也能夠將允許快速脫扣的多個元件分離開來的實施例。
[0008]本發(fā)明的一個進一步有利的實施例具體在于，該脫扣機構包括至少一個另外的楔件，該至少一個另外的楔件被適配成用于將楔件安排鎖定到螺母上，所述至少一個另外的楔件由一個幾乎拉直的曲桿機構來維持在其接合位置中，該曲桿機構構成了一個可折疊的柱、并且被適配成有待通過一個保持件被強制性地保持在其休止位置，該保持件要在施加夾緊力時被釋放。這個實施例使用一種將螺母鎖定到杠桿-楔件安排上的有利方式，并且因為是通過借助至少一個另外的楔件進行鎖定，由于該傾斜的表面以及來自該儲能元件的力，該至少一個另外的楔件將移開并且釋放螺母。然而，該另外的楔件在其能夠移動之前不會移動，并且只有在其曲桿形式的支撐結構已經(jīng)折疊之后才能夠移動。為了使除了從儲能元件得到的力之外沒有力確保這種折疊，該曲桿尚未經(jīng)過被拉直位就以到達休止位置。經(jīng)過被拉直位置有效地產(chǎn)生一種自鎖機構，該機構是僅通過所儲存的力不可釋放的。必須通過一個力來強制地維持這一休止位置，并且這個力的消失構成了致使該曲桿發(fā)生折疊的脫扣作用以及隨后的該用于打開夾具的機構的脫離作用。用來將屈曲部保持在休止位置中所需的力依賴于該曲桿的多個部分的相對角位置，換言之，其拉直的程度。
[0009]本發(fā)明的一個進一步有利的實施例具體在于，用于曲桿機構的休止位置的該保持件是一個電磁體。在這個實施例中用于維持休止位置的力是由一個電磁體提供的，該電磁體作用于曲桿結構的一個有鐵磁性的部分。
[0010]本發(fā)明的一個進一步有利的實施例具體在于，用于休止位置的該保持件是一個條帶，該條帶將該曲桿的屈曲部連接到裝置中的一個靜止元件上、并且具有在一個孔中的一個可抽出的鎖定銷。在這個實施例中用于維持休止位置的力是由一個簡單的條帶提供的，該條帶可以通過拉動一個鎖定銷而斷開連接。該條帶要承受的力不超過由相應的電磁性保持裝置所提供的幾十千牛頓。
[0011]本發(fā)明的一個進一步有利的實施例具體在于，該夾具是一個制動鉗，并且該可移動的元件是一個制動盤。在這個實施例中該夾具配備有所需的制動襯墊，并且該可移動的元件是一個相應的制動盤。
[0012]本發(fā)明的一個進一步有利的實施例具體在于，該夾具是一個制動鉗，并且該可移動的元件是一個直扁條。在這個實施例中該夾具配備有所需的制動襯墊，并且該可移動的元件是一個如電梯或直梯軌道等的相應條帶。本發(fā)明的一個進一步有利的實施例具體在于，該儲能元件是一個彈簧，該彈簧被預加應力以便在夾緊期間提供一個給定的制動力。當將根據(jù)本發(fā)明的裝置用作制動器時，夾緊力必須滿足某些指標，并且優(yōu)秀的制動器設計者會懂得如何平衡摩擦系數(shù)、制動時間、制動力和溫度上升。
[0013]具有根據(jù)本發(fā)明的元件的制動器的使用具體在于一系列步驟:在第一階段中，使螺桿在第一方向上轉動，這樣使得通過所述至少一個另外的楔件，該螺母拉動承載著該至少一個滾輪的托架，其方向為使得杠桿的長臂通過該杠桿的短臂將該可移動的元件松開；在第二階段中，使曲桿機構脫扣，這樣使得該至少一個另外的楔件從螺母上脫離接合，這樣使得該滾輪在一個方向上移動從而去除阻止該偏置的彈簧提供夾緊力的杠桿力；在第三階段中，使螺母在相反的方向上轉動，直到所述至少一個另外的楔件將該楔形安排鎖定到螺母上，并且將該曲桿機構帶入休止位置，它可由該保持件保持在該位置中，此時將該螺桿在所述第一方向上再次轉動；并且在一個可選的第四階段中，將螺桿在所述相反的方向上轉動，以便通過不脫扣地施加由偏置的彈簧元件提供的力來緩慢地夾緊可移動的元件。
[0014]將會看出，該裝置不僅能夠脫扣以便快速制動、還能夠為能量儲存的下次釋放進行“再充電”、而且還能緩慢地制動和釋放。
[0015]以下將通過與制動器相關的一個實例進一步描述本發(fā)明。
[0016]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的制動器的透視圖
[0017]圖2示出了當起到夾緊作用時所述制動器的側視圖
[0018]圖3示出了當不在夾緊時所述制動器的側視圖
[0019]圖4示出了在脫扣之前所述制動器的脫扣機構的俯視圖，
[0020]圖5示出了在脫扣以后所述脫扣機構的俯視圖，并且
[0021]圖6示出了脫扣機構的元件的局部分解視圖。
[0022]所示的實施例是作用于制動盤的一個緊急制動器。該緊急制動器將一個預加應力的壓縮彈簧用來儲能，并且通過與兩個平行杠桿的鏈接將制動襯墊抬離制動盤。這些杠桿支點位于一端，并且靠近這些支點的是與兩個拉桿的鏈接件，這些拉桿抬起彈簧的底端以使其進一步壓縮。這些是杠桿的短臂。通過在一個可滑動的支撐件上的滾輪抬起杠桿的長臂，因為這些杠桿端相對于經(jīng)過該支點和與這些拉桿的鏈接件的這條線是傾斜的。滾輪越遠離該支點，彈簧的壓縮就越大。該可滑動的支撐件被一個托架承載，該托架具有與其成為一體的螺母或螺母插件。一個螺桿可以被轉動并在遠離支點的方向上移動該螺母從而增大該彈簧的壓縮量、或者通過該螺桿在相反方向朝著支點的轉動而緩慢釋放該彈簧直到制動襯墊壓靠在制動盤上。
[0023]然而，承載著滾輪的可滑動支撐件與托架的連接不是固定的，該連接是通過多個楔件獲得的，這些楔件被壓入該托架中的多個楔形的或斜的切口或“凹座”中。當這些楔件位于這些楔形切口內時，存在連接，并且當它們從切口中擺動出來時，該可滑動的支撐件和該托架斷開連接。在進一步壓縮該彈簧的步驟中，這些楔件通過一個包括曲桿結構的聯(lián)動裝置被維持在這些切口中。該曲桿并不是完全直的，這是因為它將對這些楔件的向內運動表現(xiàn)出一個柱狀的阻力。在本安排中，由于楔件抵靠在托架上和切口中的傾斜表面上的壓力而產(chǎn)生的這個來自楔件的向內的力，曲桿結構被偏置而折疊。這個向內的力從該預加應力的壓縮彈簧獲得。為了阻止這種折疊，通過如通電的電磁體等合適的裝置來保持該屈曲部牢固。替代性地，該屈曲部可以由一個條帶保持，并且該條帶的另一端可以由一個孔中的一個可抽出的銷進行固定。在兩種情況下，當從該電磁體斷電或是當抽出該銷時，該屈曲部不再被保持在其位置中，曲桿發(fā)生折疊，并且這些楔件向內合攏以允許該可滑動的支撐件帶著滾輪在杠桿的長臂下面向下滑，此時彈簧因為與其預加應力相對應的力而擴張并且制動該制動盤。
[0024]以上內容的詳情在附圖中示出。圖1示出了夾具組件I的頂端以及延伸到末端4、4’的杠桿3、3’的支點2、2’。杠桿3、3’在支點2、2’處并且在拉桿或抽桿la、lb的軸承5、5’處設有孔(只有這樣才能抵抗彈簧壓力來抬起夾具的可移動部分)。杠桿的有效臂由2、2’與(長臂)4、4’之間以及2、2’與(短臂)5、5’之間的不等距離表示出。當杠桿3、3’的末端4、4’被抬起，夾具I的可移動部分(未示出)被抬起，并且其彈簧被進一步壓縮。末端4、4’通過放置在可以向外移動的可滑動支撐件7上的一個軸上的滾輪6、6’被抬起，由此與杠桿的長臂上的傾斜表面8、8’的相互作用引起這種提升。在脫扣之后該可滑動支撐件7快速向內移動時，滾輪用來減少摩擦、具體為靜摩擦。通過合適的螺桿傳動使承載著可滑動支撐件7的托架C(僅在圖6中真實可見)在其兩個方向上移動，夾具的慢操作是可能的；螺桿9被示意性示出。整個裝置被制成一個結實緊湊的構造。夾緊作用發(fā)生在一個固定顎板10與一個可移動顎板11之間。
[0025]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置處于一個主要操作位置時的示意性側視圖。杠桿3與支點2和用于拉桿Ia的軸承5 —起被示出，該拉桿協(xié)助壓縮該彈簧S。因為夾具以其最大力(對應于彈簧的預拉緊)作用于要被夾緊的元件D上，顎板10和顎板11是盡可能的接近的。這對應于承載著滾輪6的可滑動支撐件7的最左位置。
[0026]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置處于另一個主要操作位置時的示意性側視圖。通過與安裝在托架C(作為可滑動支撐件7的支撐體)中的螺母相協(xié)作的螺桿9的轉動，可滑動的支撐件7已經(jīng)被拉到右邊，這些詳細內容未被示出，并且滾輪6已經(jīng)接合了傾斜表面8以便抬起杠桿3的頂端4。由于在拉桿Ia上的拉力，彈簧S與在圖2中相比更多地被壓縮，并且由于顎板11相對于顎板10已向上移動，被夾緊的元件D現(xiàn)在能自由移動。
[0027]圖4從上方示出了脫扣機構，在此位置中脫扣將引起被夾緊元件D的夾緊。為了使視線不受阻，杠桿3、3’和滾輪6、6’未被示出?？苫瑒拥闹渭?承載了兩個可旋轉的另外的楔件12、12’。在楔入作用中相互作用的這些表面是側面13、13’，這些側面與在托架C側邊中的凹座14、14’中形成的相應表面相互作用。當楔件表面13、13’位于凹座14、14’內部時，因為托架C被螺桿和螺母保持在其位置中，可滑動的支撐件7不能向左移動，并且這意味著該可滑動的支撐件所承載的滾輪6、6’同樣不能移動。如果允許末端16、16’向內移動，楔件12、12’可以在軸頸15、15’上轉動。當屈曲部17被保持在所示位置中時，曲桿結構17、17’、17〃阻止楔件的轉動，從而產(chǎn)生了一個幾乎筆直的曲桿結構。由于在楔入表面界面13、13’和凹座14、14’處的力，這些另外的楔件12、12’被某個力向內推，并且曲桿結構17、17’、17〃的角關系大大減小了這個力。在屈曲部17上的余力(即保持力)由一個到元件18的、電磁的或機械的鏈接件承接，該元件連接到該可滑動的支撐件7上。如果這個力被連接到該夾具裝置的物理結構上的另一個元件所承接，在功能上并沒有根本性變化。一旦不再提供保持力，該曲桿結構由于杠桿17’和17〃上的向內的力而折疊，并且該機構已脫扣?？苫瑒拥闹渭?已從托架C斷開連接。
[0028]圖5從上方示出了處于脫扣狀態(tài)的脫扣機構。為了使視線不受阻，杠桿3、3’和滾輪6、6’未被示出。曲桿結構17、17’、17〃的折疊允許這些另外的楔件12、12’向內移動或移出凹座14、14’中，并且可滑動的支撐件7在由滾輪6、6’上的傾斜表面8、8’提供的力的作用下已經(jīng)向左移動。這種移動導致夾具部分11降低到被夾緊的元件D和支撐件10上，這都是通過儲能元件S中的力實現(xiàn)的。托架C仍然在其最右邊的位置中、并且必須通過轉動螺桿9而移動到左邊，直到另外的楔件12、12’可以再與凹座14、14’接合。
[0029]圖6中示出了從不同于圖1的另一側看到的一個透視圖。該圖也被局部分解，并且為了提高清晰度已經(jīng)多個元件移除。杠桿3與其支點2 —起被示出，并且用于拉桿的軸承5以及彈簧S被標示出。表面8與滾輪6接合，但滾輪的軸未被示出?？苫瑒拥闹渭?的位置是介于圖1、圖3和圖4的位置與圖2和圖5的位置之間。楔件12、12’接合了凹座14、14’。螺桿9與連接到托架C上的螺母(未示出)相接合，該托架通常為U形。底部是平的，并且凹座14、14’被安置在這個U的豎直部分中。這個U的內部安置有可滑動的支撐件7?？苫瑒拥闹渭?通過與滾輪6(在完整夾具中，以及滾輪6’)相互作用的傾斜表面來承接杠桿的全部的力，并且由于這個原因，可能適宜的是獨立于托架C來支撐該可滑動的支撐件7。然而，這并不干擾楔件與凹座的接合。
[0030]另外一個實施例并未示出，但是其不同之處不在于螺母與滾輪的作用而在于它們的相對布局。在所示出的實施例中，這些滾輪被固定到承載著脫扣機構的這個部分上，并且螺母被固定到承載著用于接納鎖定楔件的“凹座”的這個部分上。在不同的實施例(未示出)中，滾輪被托架承載，該托架具有用于接納鎖定楔件的“凹座”、并且從通過脫扣機構得到的定位中斷開連接，并且螺母被固定到承載了這個脫扣機構的部分上。本領域的技術人員完全能夠對“凹座”和楔件以及它們的相對成角的表面進行定向從而確保力以一種適合獲得本發(fā)明的優(yōu)勢的方式被傳輸。
[0031]在本實施例中，滾輪被示出為是固定到一個軸上。然而，在一個不同的實施例中，滾輪可以是在杠桿上的傾斜表面與另一個、在下的表面之間自由旋轉的，不需要任何軸。在這種情況下，引起杠桿抬起的運動是通過在向外的方向上拉動該下表面遠離支點而發(fā)生。將滾輪構造為小齒輪、并且上下表面為齒條可能是有利的。脫扣是通過從托架上釋放該下表面結構而發(fā)生。
[0032]總而言之，本發(fā)明涉及一種具有脫扣機構的夾具，其中用于確保安全脫扣的力是通過一個復式杠桿機構直接從提供夾緊力的儲能元件(如彈簧)獲得的。
【權利要求】
1.一種用于控制通過夾具(10，11)向元件(D)施加夾緊力的裝置，該元件在未被夾緊時是相對于該夾具可自由移動的，該裝置包括:至少一個提供該夾緊力的儲能元件(S)個用于打開該夾具的機構，該機構包括至少一個用作杠桿(3)的元件，該杠桿具有一個短臂(2，5)和一個長臂(2，4)，其中該長臂由一個楔件安排(6，6’，8，8’，7)來致動，該楔件安排包括由一個螺桿(9)移動的一個螺母；以及一個致使該夾緊力瞬間施加的脫扣安排(12，13，14，15，16，17，18 ;17，，17〃 ；12，，13，，14，，15，，16，)， 其特征在于，該脫扣機構被偏置成借助一個力來脫扣，該力是通過所述用于打開該夾具的機構直接從該儲能元件(S)得到的。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，該螺母被適配成用于可釋放地鎖定到該楔件安排(6，6’，8，8’，7)上。
3.根據(jù)權利要求2所述的裝置，其特征在于，該螺母能夠被鎖定到一個可滑動的支撐件(7)上，該支撐件作為該楔件安排(6，6’，8，8’，7)的一部分被適配成用于承載至少一個滾輪(6，6’)，該滾輪用于與在該杠桿的長臂(2，4)上的一個傾斜的側面(8)相協(xié)作。
4.根據(jù)權利要求3所述的裝置，其特征在于，該脫扣機構包括至少一個另外的楔件(13，13’)，該至少一個另外的楔件被適配成用于將該楔件安排(6，6’，8，8’，7)鎖定到該螺母上，所述至少一個另外的楔件(13，13’)由一個幾乎拉直的曲桿機構(17，17’，17〃)維持在其接合位置中，該曲桿機構構成了一個可折疊的柱、并且被適配成有待通過一個保持件被強制性地保持在其休止位置，該保持件在要施加該夾緊力時被釋放。
5.根據(jù)權利要求4所述的裝置，其特征在于，用于該曲桿機構(17，17’，17〃)的休止位置的該保持件是一個電磁體。
6.根據(jù)權利要求4所述的裝置，其特征在于，用于該休止位置的保持件是一個條帶，該條帶將該曲桿的屈曲部(17)連接到該裝置中的一個靜止元件上、并且具有在一個孔中的一個可抽出的鎖定銷。
7.根據(jù)以上權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，該夾具是一個制動鉗，并且該可移動的元件是一個制動盤(D)。
8.根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的裝置，其特征在于，該夾具是一個制動鉗，并且該可移動的元件是一個直扁條(D)。
9.根據(jù)權利要求7或8所述的裝置，其特征在于，該儲能元件是一個彈簧(S)，該彈簧被預加應力以便在夾緊期間提供一個給定的制動力。
10.根據(jù)權利要求7或8所述的裝置的用途，其特征在于 -在一個第一階段中，使該螺桿(9)在一個第一方向上轉動，這樣使得通過所述至少一個另外的楔件(13，14)，該螺母拉動承載著該至少一個滾輪出，6’)的一個托架(C)，其方向為使得該杠桿的長臂(2，4)通過該杠桿的短臂(2，5)將該可移動的元件(D)松開 -在一個第二階段中，使該曲桿機構(17，17’，17〃)脫扣從而使得該至少一個另外的楔件(13，13’)從該螺母上脫離接合，這樣使得該至少一個滾輪出，6’)在一個方向上移動從而去除阻止該偏置的彈簧(S)提供該夾緊力的杠桿力 -在一個第三階段中，使該螺桿(9)在相反的方向上轉動直到所述至少一個另外的楔件(13，13’)將該楔件安排(6，6’，8，8’，7)鎖定到該螺母上，并且使該曲桿機構(17，17’，17")進入一個休止位置，它可由該保持件保持在該位置中，此時將該螺桿(9)在所述第一方向上再次轉動，并且 -在一個可選的第四階段中，將該螺桿(9)在所述相反的方向上轉動以便通過不脫扣地施加由該偏置的彈簧元件(S)提供的力來緩慢地夾緊該可移動的元件(D)。
【文檔編號】F16D65/22GK104169606SQ201380013549
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年1月25日 優(yōu)先權日:2012年1月25日
【發(fā)明者】湯米·桑德·詹森, 安德斯·哈博·拉森 申請人:哈博與信茨公司