专利名称：制动器锁定机构及使用该机构的制动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制动器。
背景技术：
制动器按工作状态分为常闭式和常开式，常闭式松闸靠外力，常开式抱闸靠外力，目前无论哪种制动器要维持它们的工作状态(维持松闸或抱闸)都要使提供外力的驱动装置(电力液压推动器、交直流电磁铁、液压推动器)一直处于工作状态，这样不仅一直要提供能源(如电源)，而且这些驱动装置因长期工作，寿命会大大降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能节约能源提高驱动装置寿命的制动器锁定机构及使用该机构的制动器。
本发明制动器锁定机构包括一外套、该外套内与外套中间段相配合的主动齿圈及从动齿圈、与外套两端相配合的主动杆及稳定杆、始终与从动齿圈接触给其一个朝向主动齿圈方向力的传力构件，主动杆与主动齿圈紧固连接，稳定杆与从动齿圈相邻，外套内中间段靠主动齿圈的一段均布有轴向键槽，另一段为光孔，键槽靠光孔的一端设有键槽端面齿，该端面齿的斜面为含键槽斜面和不含键槽斜面交错布置；主动齿圈及从动齿圈相对的端面均设有能相互啮合的端齿，二者的柱面都均布有能与所述外套的键槽相配合的轴向键，当二者端齿相互啮合时，它们的轴向键间有一个转角差，并且从动齿圈键的端面能在所述键槽端面齿的斜面上滑动。
本发明使用上述锁定机构的第一种制动器包括左制动臂和右制动臂、该两臂间的制动簧及与驱动装置连接的三角臂，该三角臂一铰点铰接在右制动臂上端，两制动臂间安装了一所述锁定机构，该机构的主动杆与三角臂另一铰点铰接，稳定杆与左制动臂上端铰接，外套外表面设置一铰点用一连杆与右制动臂上端铰接，稳定杆在制动簧的弹力下，始终与从动齿圈接触。
本发明使用上述锁定机构的第二种制动器包括左右制动臂、两制动臂间的制动簧、右制动臂装有电磁铁线圈，两制动臂间安装了一所述锁定机构，该机构的主动杆与电磁铁衔铁连接，外套与右制动臂铰接，稳定杆安装在左制动臂上。
本发明使用上述锁定机构的第三种制动器包括左右制动臂、铰接在右制动臂上端的三角臂、铰接在左制动臂及三角臂间的制动簧及驱动装置，两制动臂间安装了一所述锁定机构，该机构的外套固有一铰点，该铰点通过连杆与右制动臂上端铰接，主动杆与三角臂的一铰点铰接，稳定杆铰接在左制动臂上。
本发明使用上述锁定机构的第四种制动器包括一右制动臂、一分别与右制动臂及驱动装置铰接的三角臂、一铰接在三角臂与制动架座之间的制动簧，制动架座与三角臂间安装了一所述锁定机构，该机构的主动杆铰接在制动架座上，稳定杆与制动架座铰接，外套固接有连杆与三角臂铰接。
本发明使用上述锁定机构的第五种制动器包括制动架座、制动盘、电磁铁线圈及衔铁，所述锁定机构均布在制动盘的外围，衔铁上带有拨叉，锁定机构的外套上固装与衔铁上拨叉相配合的拨件，主动杆和稳定杆分别固装在制动架座上。
本发明使用上述锁定机构的第六种制动器包括制动架座、制动盘、与制动盘同轴线的电磁铁线圈及其衔铁，所述锁定机构安装在制动盘轴线上，锁定机构的外套固有与衔铁配合的拨件，稳定杆朝向制动盘，主动杆安装在制动架座上。
本发明制动器锁定机构的主动杆或者外套获得驱动装置的动力被推动或拉动后，主动齿圈会将从动齿圈推至外套的键槽外，使该键槽对从动齿圈的约束解除，然后从动齿圈的端齿将沿着主动齿圈端齿齿面滑动旋转一个角度与主动齿圈的端齿完全啮合，此时从动齿圈的键对准的是外套内的键槽端面齿中不含键槽斜面，由于驱动装置的动力作用已使制动器由初始状态变成另一状态，当驱动装置的动力撤消时，从动齿圈在传力构件的作用下，它的键(从动键)将沿着键槽端面齿的不含键槽斜面滑下而定位，从而使制动器仍维持在该状态，若要改变制动器的这一状态，即回到初始状态，可以再次启动驱动装置，使主动杆或外套在驱动力的作用下让从动齿圈的端齿(从动端齿)与主动齿圈的端齿(主动端齿)再次完全啮合，此时从动齿圈又旋转了一个角度，其键落到外套的键槽端面齿的含键槽斜面，使从动齿圈在传力构件的作用力下沿该斜面滑到键槽中，使制动器回到初始状态，从这里我们可以看到，驱动装置只在改变制动器状态时才点动一下，制动器的状态一经改变，便由本发明制动器锁定机构来锁定维持了，因此，大大降低了驱动装置的工作时间，有效地节约了能源，并延长了驱动装置的使用寿命，特别是对于制动器状态转换频率较低的设备来说，效果更加明显。
使用本发明制动器锁定机构的制动器，既可能作常开制动器使用，又可以作常闭制动器使用，可使制动器不再有常开和常闭之分。
图1是本发明制动器锁定机构的主剖视图。
图2是零件外套的主剖视图。
图3是图2沿A-A线的剖视图。
图4是零件主动齿圈主剖视图。
图5是零件主动齿圈左视图。
图6是零件从动齿圈主剖视图。
图7是零件从动齿圈右视图。
图8-图12是本发明制动器锁定机构锁定过程的工作原理图。
图13是本发明制动器锁定机构另一实施方式的主剖视图。
图14-图17是使用图1所示制动器锁定机构的制动器结构示意图。
图18-图21是使用图13所示制动器锁定机构的制动器结构示意图。
具体实施例方式从图1可以看出，本发明制动器锁定机构包括外套1、主动齿圈2、从动齿圈3、主动杆4、稳定杆5。
从图2-图3可以看出，外套内中间段的左段为光孔，右段均布有轴向键槽6，该键槽靠光孔的一端设有键槽端面齿7，该端面齿的斜面为含键槽斜面8和不含键槽斜面9交错布置。
结合图4至图5可以看出，主动齿圈2位于外套1内中间段的右段中，其左端面设有主动端齿10，外柱面均布有轴向主动键11，该键与外套1内的键槽6相配合。
结合图6至图7可以看出，从动齿圈3位于外套1内中间段的左段，其右端面设有从动端齿12、外柱面均布有轴向从动键13，该键能与外套1内的键槽6相配合。
主动端齿10与从动端齿12能相互啮合，当它们啮合时，从动键13与主动键11之间相差一个转角，此时从动键13与外套1内的键槽6相差一个转角。
再看图1，主动杆4与主动齿圈2紧固连接并与外套1右端配合，稳定杆5在本实施方式中又作传力构件，它始终把制动器制动簧24的弹力传到从动齿圈3上，因此它与外套1左端配合并且一端始终与从动齿圈3接触。
结合图8-图12可以了解到本发明制动器锁定机构锁定过程的工作原理。
图8是本锁定机构的初始状态，主动齿圈2及从动齿圈3均在外套1的键槽6中，此时主动齿圈2的主动端齿10与从动齿圈3的从动端齿12相差一个转角，二者不能完全啮合，当驱动力使主动齿圈2向着从动齿圈3方向移动时，将把从动齿圈3推至外套1的键槽6外，此时解除了该键槽对从动齿圈3的约束，从动端齿12将沿着主动端齿10的齿面滑转一个角度与主动端齿10完全啮合，同时制动器的两制动臂会由初始状态变为另一状态，如图9所示状态，此时从动键13与外套内的键槽6相差一个转角，当主动齿圈2所受的驱动力撤消时，从动键13落到外套1内键槽端面齿7的不含键槽斜面9上，并在稳定杆5(稳定杆5作为传力构件传递制动簧24的弹力)的作用下沿该斜面滑动到终点而定位，如图10所示，使制动器的制动臂仍维持在已变化的状态，当需要制动器的制动臂回到初始状态时，可再次启动驱动装置，使驱动力作用于主动杆4，主动齿圈2向从动齿圈3方向移动顶着从动齿圈3，从动齿圈3的从动端齿13将再次沿主动端齿10齿面滑动，转动一个角度，使从动端齿12与主动端齿10完全啮合。当驱动力撤消时，从动键13落到键槽端面齿7的含键槽斜面8上，如图11所示，在稳定杆5的作用下，从动键13沿该斜面滑到键槽6中，回到初始状态，如图12所示，此时制动器的制动臂亦回到初始状态。
图13是本发明制动器锁定机构的又一实施方式，图中可以看出，该方式在从动齿圈3的左端设置了一个弹簧14，该弹簧套在稳定杆5上，本实施方式适应于驱动力作用在外套1上的情况，传力构件就是弹簧14，它始终与从动齿圈3接触，稳定杆5将起到整个机构的稳定作用及弹簧14的导向作用，其工作原理与上一实施方式是相同的。
图14-16是使用图1所示制动器锁定机构的制动器。
图14示出，该制动器是在普通块式制动器的制动臂间安装了一个图1所示的制动器锁定机构而形成。所述锁定机构的稳定杆5铰接在制动架的左制动臂20上，主动杆4与三角臂22的一个铰点铰接，锁定机构的外套1固接了一铰点23，该铰点通过一连杆25与右制动臂上端铰接，稳定杆5在制动簧24的作用下始终与从动齿圈3接触，当驱动装置上推三角臂22时，两制动臂张开，当驱动力撤消时由本发明的锁定机构来维持锁定该状态，制动器可长期处于该状态(松闸状态)。当需要制动器抱闸时，可再次点动驱动装置26，依照上面介绍过的锁定机构工作原理，锁定机构回到初始位置两制动臂收拢，制动器处于抱闸状态。
图15示出该制动器是以电磁铁为驱动装置的，电磁铁线圈30安装在制动器的一个制动臂(右臂)21上端，其衔铁31固装在图1所示锁定机构的主动杆4上，外套1前后均焊接了一块连接板32与制动器的一制动臂(右制动臂)21铰接，稳定杆5铰接在制动架的左制动臂20上，当电磁铁通电时，衔铁31被吸，主动杆4向左移，主动齿圈2将从动齿圈3推至键槽6外，同时两制动臂张开，此时断电，从动齿圈3被锁定在键槽端面齿7上，不能回到键槽6内，即锁定机构被锁定，这样使两制动臂仍维持在张开状态(松闸)。若欲使两制动臂收拢(抱闸)，要再使电磁铁通电，衔铁31被吸后，主动杆4再次左移，主动齿圈2与从动齿圈3完全啮合，从动齿圈3将再转动一个角度，此时断电后，从动齿圈3将落到键槽端面齿7的含键槽斜面8上，在稳定杆5(稳定杆5作为传力构件传递制动簧24的弹力)的作用下滑到键槽6中，回到初始状态，两制动臂收拢(抱闸)。
图16是图15所示制动器的又一实施方式，不同的是电磁铁安装在制动器一制动臂(右制动臂21)的中部，衔铁31下端铰接在制动架座上，上端开有一安装槽33，通螺纹销34与图1所示锁定机构的主动杆4连接，其它结构及工作原理同图15所示制动器一样。
图17所示的制动器，包括左制动臂20、右制动臂21、铰接在右制动臂21上端的三角臂22、铰接在左制动臂20上端及三角臂22间的制动簧24、驱动装置26，还包括安装在两制动臂间的锁定机构(为图1所示的一种)，该锁定机构的稳定杆5与左制动臂20铰接，外套1与右制动臂21铰接，主动杆4与三角臂22一铰点40铰接，当驱动装置26向右推动时，三角臂22的铰点40将使主动杆4向左移使两制动臂张开，同时主动齿圈2将从动齿圈3推至键槽6外，从动齿圈脱离键槽6后，将与主动齿圈2完全啮合，此时二者的键已相差一个转角，即从动齿圈3的从动键13与外套1的键槽6相差一个转角，当驱动力撤消时，由于制动簧24的弹力通过稳定杆5作用到从动齿圈3上，使从动齿圈3的从动键13沿键槽端面齿7的不含键槽斜面9滑下而定位，将制动器两制动臂锁定维持在张开状态(松闸)，若欲使两制动臂收拢(抱闸)，需要再次点动驱动装置26，主动杆4再次左移，主动齿圈2与从动齿圈3完全啮合后，使从动齿圈转动一个角度，驱动力经点动消失后，从动键13落到键槽端面齿7的含键槽斜面8上，制动簧24的弹力通过稳定杆5作用在从动齿圈3上，使从动齿圈3沿所述含键槽斜面8滑动到键槽6中，回到初始位置，两制动臂收拢(抱闸)。
图18所示的制动器，采用的是图13所示的制动器锁定机构，该制动器的一制动臂(右制动臂21)铰接了一三角臂22，制动器锁定机构的主动杆4固接了一限位杆52，该杆另端铰接到制动架座50上，稳定杆5与制动架座50铰接，外套1通过固接(可焊接)在其上的连接板51与三角臂22尾端铰接，驱动装置26也铰接在三角臂22尾端，当驱动装置26向上推动三角臂22时(制动臂打开)外套1随着上移，其内的从动齿圈3也欲上移，由于主动杆4是固定不动的，主动齿圈2将从动齿圈3推至键槽6外，并且二者的端齿完全啮合，使从动端齿12转动一个角度，当驱动力消失时，在弹簧14的弹力作用下，从动端齿12的从动键滑到键槽端面齿7不含键槽斜面9的最低点被锁定，使制动臂仍维持在打开状态，若要使制动臂收拢(抱闸)，可再次点动驱动装置26，外套1上移，主动齿圈2再次与从动齿圈3完全啮合，使从动齿圈3又转动一个角度。其键转至含键槽斜面8上，驱动力消失时，从动齿圈3在弹簧14的弹力作用下滑至键槽6内，回到初始位置，两制动臂收拢，制动器抱闸。
图19是图18所示制动器的又一实施方式，与之不同的是制动器锁定机构安装在三角臂22中部，位于制动臂和制动簧24之间，其它结构工作原理完全一样。
图20是一个由电磁铁驱动的盘式制动器，在它的制动架座上位于制动盘的外周均布有图13所示的制动器锁定机构，其主动杆4与稳定杆5均固接在制动架座50上，外套1固接了一个拨件60，电磁铁的衔铁31上有拨叉61套在外套的拨件60中，当电磁铁通电时，衔铁31向左移拨动外套1向左移，主动齿圈2将从动齿圈3推出键槽6发生图13所示的工作过程，从而使制动器能锁定在某一状态。
图21也是一个由电磁铁驱动的盘式制动器，它与20所示制动器基本相同，有别的是图13所示的制动器锁定机构本实施方式只用了一个，并且该锁定机构与制动盘、电磁铁同轴安装，主动杆4安装在制动架座50上，稳定杆5靠制动盘轴70限位，由衔铁31直接拨动外套1上的拨件60，其它结构及工作原理与图20所示制动器完全一样。
权利要求
1.一种制动器锁定机构，其特征在于它包括一外套(1)、该外套内与外套(1)中间段相配合的主动齿圈(2)及从动齿圈(3)、与外套(1)两端相配合的主动杆(4)及稳定杆(5)、始终与从动齿圈(3)接触给其一个朝向主动齿圈(2)方向力的传力构件，主动杆(4)与主动齿圈(2)紧固连接，稳定杆(5)与从动齿圈(3)相邻，外套(1)内中间段靠主动齿圈(2)的一段均布有轴向键槽(6)，另一段为光孔，键槽(6)靠光孔的一端设有键槽端面齿(7)，该端面齿的斜面为含键槽面(8)和不含键槽面(9)交错布置；主动齿圈(2)及从动齿圈(3)相对的端面均设有能相互啮合的端齿，二者的柱面都均布有能与所述外套的键槽(6)相配合的轴向键，当二者端齿相互啮合时，它们的轴向键间有一个转角差，并且从动齿圈键的端面能在所述键槽端面齿(7)的斜面上滑动。
2.根据权利要求1所述的制动器锁定机构，其特征在于所述传力构件由稳定杆(5)兼作。
3.根据权利要求1所述的制动器锁定机构，其特征在于所述传力构件为一套在稳定杆(5)上并与从动齿圈(3)接触的弹簧(14)。
4.一种用权利要求1或2所述的锁定机构制作的制动器包括左制动臂(20)和右制动臂(21)、该两臂间的制动簧(24)及与驱动装置(26)连接的三角臂(22)，该三角臂一铰点铰接在右制动臂(21)上，其特征在于两制动臂间安装了一所述锁定机构，该机构的主动杆(4)与三角臂另一铰点铰接，稳定杆(5)与左制动臂(20)上端铰接，外套(1)外表面设置一铰点(23)用一连杆(25)与右制动臂(21)上端铰接，稳定杆(5)在制动簧(24)的弹力下，始终与从动齿圈(3)接触。
5.一种用权利要求1或2所述的锁定机构制造的制动器，包括左右制动臂(20、21)、两制动臂间的制动簧(24)、右制动臂(21)装有电磁铁线圈(30)，其特征在于两制动臂间安装了一所述锁定机构，该机构的主动杆(4)与电磁铁衔铁(31)连接，外套(1)与右制动臂(21)铰接，稳定杆(5)安装在左制动臂(20)上。
6.一种用权利要求1或2所述的锁定机构制造的制动器，包括左右制动臂(20、21)、铰接在右制动臂(21)上端的三角臂(22)、铰接在左制动臂(20)及三角臂(22)间的制动簧(24)及驱动装置(26)，其特征在于两制动臂间安装了一所述锁定机构，该机构的外套(1)固有一铰点，该铰点通过连杆(25)与右制动臂(21)上端铰接，主动杆(4)与三角臂(22)的一铰点(40)铰接，稳定杆(5)铰接在左制动臂(20)上。
7.一种用权利要求1或3所述的锁定机构制造的制动器包括一右制动臂(21)、一分别与右制动臂(21)及驱动装置(26)铰接的三角臂(22)、一铰接在三角臂(22)与制动架座(50)之间的制动簧(24)，其特征在于制动架座(50)与三角臂(22)间安装了一所述锁定机构，该机构的主动杆(4)铰接在制动架座(50)上，稳定杆(5)与制动架座(50)铰接，外套(1)固接有连杆(25)与三角臂(22)铰接。
8.一种用权利要求1或3所述的锁定机构制造的盘式制动器，包括制动架座(50)、制动盘、电磁铁线圈(30)及衔铁(31)，其特征在于所述锁定机构均布在制动盘的外围，衔铁(31)上带有拨叉(61)，锁定机构的外套(1)上固装与衔铁(31)上拨叉(61)相配合的拨件(60)，主动杆(4)和稳定杆(5)分别固装在制动架座(50)上。
9.一种用权利要求1或3所述的锁定机构制造的盘式制动器，包括制动架座(50)、制动盘、与制动盘同轴线的电磁铁线圈(30)及衔铁(31)，其特征在于所述锁定机构安装在制动盘轴线上，锁定机构的外套(1)固有与衔铁(31)配合的拨件(61)，稳定杆(5)朝向制动盘，主动杆(4)安装在制动架座(50)上。
全文摘要
本发明公开了一种制动器锁定机构及使用该机构的制动器，其锁定机构包括一外套、主动齿圈、从动齿圈、传力构件，外套内均布有带端面齿的轴向键槽，主动齿圈及从动齿圈相对的端面均设有能相互啮合的端齿，二者的柱面都均布有能与所述外套的键槽相配合的轴向键，当二者端齿相互啮合时，它们的轴向键间有一个转角差。本发明制动器的驱动装置只在改变制动器状态时才点动一下，制动器的状态一经改变，便由本发明制动器锁定机构来锁定维持了，因此，大大降低了驱动装置的工作时间，有效地节约了能源，并延长了驱动装置的使用寿命，特别是对于制动器状态转换频率较低的设备来说，效果更加明显。
文档编号F16D65/18GK1556337SQ20041002280
公开日2004年12月22日 申请日期2004年1月2日 优先权日2004年1月2日
发明者刘志伟 申请人:长沙普雷科机电技术有限公司