专利名称：具有人工确定锁以及旋转释放和自动复位特征的电操作的轴制动器的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及具有旋转轴的机器，特别是涉及一种改进的电
操作的轴制动器，它有可人工操作的确定锁(positive lock)以及旋转
释放和自动复位的特征，用于该机器中。
背景技术：
有时需要提供用于轴的制动器。
在一些情况下，希望电操作制动器。因此，已经提供了电操作的 制动器。它们通常包括壳体或本体；线圏，该线圏安装在壳体或本 体上；以及电枢，该电枢可在线圏通电时选择地进行运动。弹性部件 例如弹簧偏压电枢而使其离开线圏。交替的一系列的摩擦垫和制动器 盘可操作地布置在电枢和壳体之间，并布置成当线圏断电时被压缩。 垫和盘中的一个与旋转轴连接，垫和盘中的另一个与壳体连接。因此， 当线圏断电时，弹簧推压电枢，以便压缩摩擦制动器，并使轴制动。 在一些情况下，需要人工使轴旋转，或者需要在没有电的情况下驱动 轴。
在一些情况下，非常希望有一种辅助制动器，它能够将轴确实锁 定在壳体上。这样的辅助制动器即使在轴和壳体受到较大振动时也将 有效。还需要使轴自动锁定，以便当轴在没有电的情况下不再旋转时 防止故障或机械损坏。因此，认为非常需要一种电操作的轴制动器， 它有人工操作的确定锁，并有旋转释放和自动复位特征。
发明内容
所述实施例的相应部件、部分或表面的、在括号内的参考标号只 是为了举例说明，而不是进行限定，本发明广义地说提供了一种对装 置(20)的改进，该装置(20)有安装成用于在壳体(21)内旋转的
5轴部分(24)。
广义地说，改进包括轴制动器(27)，该轴制动器用于选择地接 合，以便防止轴相对于壳体旋转，并用于选择地脱开，以便允许轴相 对于壳体旋转，该制动器包括轴环(22)，该轴环安装在壳体上，用 于进行相对于壳体的组合轴向和旋转运动；第一互锁部分(110)，该 第一互锁部分安装在轴上；环形部件(84)，该环形部件环绕轴，并安 装在壳体上，用于相对该壳体进行轴向运动，但是并不旋转运动，该 部件有第二互锁部分(85)，该第二互锁部分(85)布置成朝着第一互 锁部分；弹簧(124),该弹簧作用在该部件和轴之间，并推压第二互 锁部分，以便使它朝着第一互锁部分运动；其中，轴环用于相对于壳 体在第一位置(如图14中所示)和第二位置(如图13中所示)之间 选择地运动，在该第一位置，第一和第二互锁部分彼此互锁，以<更防 止轴相对于壳体旋转，而在该第二位置，第一和第二互锁部分彼此物 理分离，以便允许轴相对于壳体旋转。
第一和第二互锁部分可以是面花键(face spline )部分，或者一些
其它类型的机械互锁。
轴环可以通过螺旋连接而安装在壳体上。轴环可以用于被抓住和
相对于壳体人工运动，以便选择地锁定和打开辅助制动器。
部件(84 )可以用于通过键和花键连接中的一个而安装在壳体上。 弹簧(124)可以是波状弹簧、Belleville弹簧堆垛等。 装置还可以包括电操作的制动器(37),用于选择地操作，以便允 许和防止在轴和壳体之间的相对转动。壳体可以有第一^J氐靠表面(47) 和相对的第二抵靠表面(72)。电操作的制动器可以包括线圈(70), 该线圏安装在壳体上；电枢(69)，该电枢安装在壳体上，用于朝着壳 体第一抵靠表面运动和离开该壳体第一抵靠表面；弹性部件(73)，该 弹性部件作用在壳体和电枢之间，并推压电枢，以便使它离开壳体第 一抵靠表面；环形轮毂(77)，该环形轮毂环绕第一轴，并安装在壳体 上，用于相对该壳体进行轴向运动，但是并不旋转运动；以及交替的 一系列的摩擦垫(74)和制动器盘(75)，它们位于电枢和壳体第二抵靠表面之间，垫和盘中的一个固定在轮毂上，用于与该轮毂一起运动， 垫和盘中的另一个与壳体连接，这样，当线圏通电时，电枢将朝着壳 体第一抵靠表面运动，以便允许在轴和壳体之间相对旋转，且当线圏 断电时，弹性部件将膨胀，以便使得交替的一系列的摩擦垫和制动器 盘在电枢和壳体第二抵靠表面之间压缩。
轴(24)可以包括第一部分(25)和第二部分(26)。第一互锁部 分(110 )可以安装在轴第一部分上，轮毂(77 )可以环绕轴第二部分。
装置还可包括多个凸轮(125)和从动器(126)，它们作用在第一 和第二轴部分之间，以便允许它们之间进行一些相对旋转。当线圏断 电，且轴部分彼此相对运动时，从动器沿凸轮运动，以便减小由弹性 部件(73)施加在交替的一系列的摩擦垫和盘上的压缩力。这使得摩 擦垫和盘在两个轴部分返回它们的零相对角度位置时自动重新接合。 在优选形式中，第一轴的边缘端部部分有六边形轮廓，并用于当线圏 断电时人工地相对于壳体旋转。
因此，本发明的总体目标是提供一种电磁制动器，该电磁制动器 有人工轴制动器互锁装置。
另一目的是提供一种改进的轴制动器。
通过上面和下面的说明、附图和附后的权利要求，将清楚这些和 其它目的和优点。
图l是根据本发明的、改进的电操作的轴制动器的第一形式的分 解等距视图，该轴制动器包括人工操作的辅助制动器或确定锁。 图2是图1中所示的分解轴制动器组件的侧视图。 图3是大致沿图2中的线3-3的局部垂直纵剖图，表示了辅助制 动器的分离的面花键部分。
图4是图1中所示的装配装置的局部垂直纵剖图。 图5是大致沿图4中的线5-5的局部垂直纵剖图，主要表示了在 轴环和壳体之间的螺旋连接。
图6是大致沿图4中的线6-6的局部垂直纵剖图，表示了布置在第一和第二轴部分之间的凸轮表面和从动器滚珠。
图7是图4中所示的装配装置的放大纵剖图。
图8是壳体、轴环、保护盖和部件的局部垂直纵剖图，该图除了 表示总体组合外，还主要表示这些部件的结构。
图9是轮毂的局部垂直纵剖图。
图IO是轴的局部垂直纵剖图，表示了两个轴部分。
图11是装配的装置的局部剖和局部轮廓的等距剖视图，表示了在 轮毂和第二轴之间的花键连接，并表示了承载相对于第二轴的面花键 的部件，且省略了偏压弹簧的部件。
图12是部件周围结构的局部剖和局部轮廓的放大等距剖视图，该 图表示了图11的指示部分。
图13是图1中所示装置的局部剖和局部轮廓的等距视图，表示了 当辅助制动器开锁时的装置连接。
图14是类似于图12的透视图，也是局部剖和局部轮廓，但是表
示了当辅助制动器锁定时的装置状态。
具体实施例方式
首先，应当知道，在全部附图中，相同参考标号将表示相同结构 元件、部分或表面，这些元件、部分或表面可能在整个说明书中进一 步介绍或解释，这些元件、部分或表面的详细说明是一个整体。除非 另外说明，附图将与说明书一起阅读(例如阴影、部件的结构、比例、 度等)，并可以认为是本发明的整个说明书的一部分。在下面的说明中， 术语"水平"、"竖直"、"左"、"右"、"上"和"下"以及它们的形容词和 副词衍生词(例如"水平地"、"向右"、"向上"等)只是表示当特定附 图对着读者时所示结构的方位。类似地，术语"向内"、"向外"大致表 示表面相对于它的细长轴线或旋转轴线的方位。
下面参考附图，广义地说，本发明提供了一种改进的电操作的轴 制动器，它包括可人工操作的确定锁或辅助制动器以及旋转释放和自 动复位特征。在图1、 4、 7、 13、 14中，改进装置总体表示为20,并 大致表示为包括壳体21、轴环22、保护帽23和两件式轴24。装配轴侧第二部分26。
最好如图8中所示，壳体是水平细长的特定结构管形部件，具有 环形竖直左侧端面28、环形竖直右侧端面29和外表面，该外表面顺 序包括(从左至右)水平柱形表面30，该水平柱形表面30从左侧端 面28的外边缘向右延伸；朝向左侧的环形竖直表面31;水平柱形表 面32;朝向左侧的环形竖直表面33;以及水平柱形表面34，该水平 柱形表面34从环形竖直表面33连续向右，以l更与右侧端面29的外边 缘连接。表面33、 34、 29形成向外延伸的环形凸缘，该环形凸缘设有 多个圆周间隔开的安装孔(图5-6)。
壳体包括台阶形的轴向通孔，该通孔顺序包括(图8中从左至右) 花键表面35,该花键表面35从左侧端面28的内边缘向右延伸；朝向 右侧的弧形竖直表面36、水平柱形表面38、朝向右侧的环形竖直表面 39;水平柱形表面40;内螺紋部分41;以及水平柱形表面42，该水 平柱形表面42从该内螺紋部分连续向右，以《更与右侧端面29的内边 缘连接。 一对轴向间隔开的环形槽从外表面30径向伸入壳体中，以便 接收和容纳一对轴承(分别表示为43)，轴环通过该对轴承而可滑动 和旋转地安装在壳体上。在这两个环形槽之间，壳体提供有三个离散 的圆周间隔开的螺旋槽，分别表示为44。各螺旋槽占据大约90°的弧 距离。最好如图5中所示，三个销45安装在轴环上，这样，它们的内 边缘端部部分装入槽44中。各销表示为由柱形套筒包围。如图l和2 中清楚所示，这些槽为螺旋形，这样，当抓住轴环和使它相对于壳体 旋转时，该轴环将相对于壳体进行复合旋转和轴向运动。
下面参考图8，轴环也表示为水平细长的特定结构管形部件，具 有环形竖直左侧端面46、环形竖直右侧端面48和内表面，该内表面 顺序包括(从左至右)水平柱形表面49，该水平柱形表面49从左侧 端面46的内边缘向右延伸；朝向右侧的环形竖直表面50;以及水平 柱形表面51,该水平柱形表面51从该环形竖直表面50向右连续，以 便与右側端面48的内边缘连接。该轴环的外表面包括(也从左至右) 外螺紋部分52，该外螺紋部分52从左側端面46的外边缘向右延伸；
9朝向左侧的环形竖直表面53;以及水平柱形表面54，该水平柱形表面 54从该环形竖直表面53向右连续，以便与右侧端面48的外边缘连接。 柱形部件55可以合适固定在表面54上。该柱形部件55表示为有环 形竖直左侧端面56，该环形竖直左侧端面56看起来是轴环左侧端面 53的连续；环形竖直右侧端面58，该环形竖直右侧端面58看起来是 轴环右側端面48的延伸部分；以及滚花外表面59。如前所述，轴环 通过装入螺旋槽44中的销45而安装成用于相对于壳体进行复合轴向 和旋转运动。在轴环和壳体之间的该相对运动通过轴承43来调节。
特别参考图8，保护盖23表示为杯形部件，具有圆形竖直左侧 端面60;环形竖直右侧端面61;外部柱形表面62,该外部柱形表面 62在左侧端面60和右侧端面61的外边缘之间延伸；以及内表面。该 内表面包括朝向右侧的圆形竖直表面63;水平柱形表面64;以及内 螺紋部分65，该内螺紋部分65从 K平柱形表面64向右连续，以^便与 右侧端面61的内边缘端部连接。保护帽螺紋部分65用于与壳体螺紋 部分52配合。O形环66位于保护帽的右端和轴环之间。
下面参考图7，制动器的电部分包括环形芯68，该环形芯68 与壳体夹持接合；环形板状电枢69;以及线圏70，该线圈70布置在 芯内。芯有朝向左侧的第一抵靠表面71,且壳体有水平隔开和相对的 第二抵靠表面72。多个弹簧(分别表示为73)作用在芯和电枢之间， 并连续推压电枢，以便使它相对于装配的芯和壳体向左运动。多个摩 擦垫74和制动器盘75操作地布置在电枢和壳体第二抵靠表面72之 间。摩擦垫74通过花键连接而与凸耳77连接。摩擦垫可以通过键合 或花键连接而与凸耳连接，或者通过多边形外径来保持。盘通过螺栓 76而安装在壳体上(图11)。因此，当线圈断电时，弹簧73伸长，以 便推压电枢69，使它相对于壳体向左运动，从而压缩在壳体第二抵靠 表面72和电枢之间的、交替的一系列的摩擦垫和制动器盘。然后，这 对于轴24的旋转施加制动作用。也可选择，当线圏通电时，电枢69 相对于壳体向右被拉动，从而压缩弹簧73。这使得在电枢和壳体第二 抵靠表面之间的摩擦垫和制动器组件卸载，并允许轴相对于壳体旋转。下面参考图9，凸耳77表示为水平细长的特定结构部件，具有环 形竖直左侧端面78、环形竖直右侧端面79和外表面，该外表面顺序 包括花键部分80，该花键部分80从左侧端面78的外边缘向右延伸； 朝向右侧的环形竖直表面81;以及水平柱形表面82，该水平柱形表面 82从环形竖直表面81连续向右，以便与右侧端面79的外边缘连接。 凸耳77有花键内表面83，该花键内表面83用于与第二轴上的相应花 键部分116配合，如下面所述。因此，凸耳77安装成用于相对于轴进 行轴向滑动，但是被连接而与它一起进行旋转运动。
下面参考图8，部件84可滑动地安装在壳体的左边缘端部部分中。 该部件表示为水平细长的特定结构部件，具有环形竖直左侧端面85、 环形竖直右侧端面86、在它们之间延伸并包括花键部分87的外表面 以及台阶形轴向通孔，该台阶形轴向通孔顺序包括柱形表面88，该 柱形表面88从左侧端面85的内边缘向右延伸；朝向右侧的环形竖直 表面89;以及水平柱形表面90，该水平柱形表面90从环形竖直表面 89连续向右，以l更与右侧端面86的内边缘连接。
下面参考图10，组合轴24表示为具有左侧或第一部分25以及右 侧或第二部分26。这两个部分沿轴线x-x对齐，且第二轴部分26的 左边缘端部部分装入凹口内，该凹口从第一轴部分的右侧端面向左伸 入该第一轴部分中。
更具体地说，轴的第一部分25表示为特定结构的水平细长部件， 具有圆形竖直左侧端面91、环形竖直右侧端面92和台阶形外表面， 该台阶形外表面顺序包括(从左至右)水平柱形表面93，该水平柱 形表面93从左侧端面91的外边缘向右延伸；朝向左侧的环形竖直表 面94;水平柱形表面95;朝向左侧的环形竖直表面96;水平柱形表 面98;朝向左侧的环形竖直表面99;以及水平柱形表面100，该水平 柱形表面IOO从环形竖直表面99连续向右，以便与右侧端面92的外 边缘连接。台阶形轴向盲孔从轴第一部分25的右侧端面92向左伸入 该轴第一部分25中。该孔顺序以以下部分为边界水平柱形表面101， 该水平柱形表面101从右侧端面92的内边缘向左延伸；环形竖直表面102;以及水平柱形表面103，该水平柱形表面103从环形竖直表面102 连续向左，以便与朝向右側的圆形底表面104连接。轴第一部分25 表示为实心部件，并提供有径向通孔，以便接收和容纳销105,该销 105可以用于将环形锚固部件106固定在轴上。该锚固部件表示为具 有环形竖直左侧端面108、朝向外侧的水平柱形表面109和环形竖直 右侧端面110。槽111从部件的外表面109径向伸入该部件中，以便 接收和容纳合适轴承，如图7中所示。
轴第二部分26表示为水平细长的实心部件，具有环形竖直左侧端 面112和外表面，该外表面顺序包括(从左至右)朝向左侧和外侧的 截头锥形表面113;水平柱形表面114;朝向左侧和外侧的截头锥形表 面115;花键部分116;水平柱形表面118;朝向左侧和外侧的截头锥 形表面119;以及水平柱形表面120，该水平柱形表面120从截头锥形 表面119连续向右。轴右侧部分26的左边缘端部部分通过滑动轴承 121而可滑动地装入第一轴部分的盲孔凹口内。
装置如图7中所示进行装配，且轴承组件122作用在壳体和轴外 表面95之间。垫片状部件123在该轴承的左侧。集中表示为124的波 状弹簧(或者也可选择，Belleville弹簧堆垛)操作地布置在垫片状部 件123和部件84的表面89之间。该波状弹簧被压缩，并连续推压部 件84，以便相对地朝着壳体向左运动。
最好如图1和11 - 14中所示，部件84的表面85以及锚固部件 106的表面110都提供有配合互锁部分，例如面花键部分。最好如图 10中所示，轴第一部分25的右侧端面92布置成抵靠凸耳77的左侧 端面78。多个凸轮凹口 (例如图6中表示为125)环绕轴的轴线而圆 周布置。凹口 125优选是布置在第一轴和键中，并在它们之间接收和 容纳多个滚珠(分别表示为126)。这些凸轮和滚珠允许在轴之间进行 一些相对运动。不过，当发生该相对旋转时，滚珠沿它们的凸轮向上 运动，并使凸耳77向右移动，从而卸载压缩的摩擦盘堆垛。
因此，广义地说，本发明提供了一种装置(20)的改进，该装置 (20)有安装成用于在壳体(21)内旋转的轴部分(24)。广义地说，
12改进包括轴制动器(27)，该轴制动器用于选择地接合，以便防止轴 相对于壳体旋转，并用于选择地脱开，以便允许轴相对于壳体旋转。 广义地说，该制动器包括轴环(22),该轴环安装在壳体上，用于进 行相对于壳体的组合轴向和旋转运动；第一互锁部分(110),该第一 互锁部分安装在轴上；环形部件(84),该环形部件环绕轴，并安装在 壳体上，用于相对该壳体进行轴向运动，但是并不旋转运动，该部件 有第二互锁部分(85),该第二互锁部分(85)布置成朝着第一互锁部 分；弹簧(124)，该弹簧作用在该部件和轴之间，并推压第二互锁部 分，以便使它朝着笫一互锁部分运动；其中，轴环用于相对于壳体在 第一位置(如图14中所示)和第二位置(如图13中所示)之间选择 地运动，在该第一位置，第一和第二互锁部分彼此互锁，以便防止轴 相对于壳体旋转，而在该第二位置，第一和第二互锁部分彼此物理分 离，以便允许轴相对于壳体旋转。装置可以单独地使用，或者与任意 电操作的制动器(37)组合。 变化形式
本发明特别考虑到可以进行多种变化和改变。例如，机器制动器 可以与电操作的制动器结合使用，或者可以单独使用。各个部分和表 面的形状和结构可以在需要时很容易变化。结构材料并不关键。实际 上，这里所述的优选实施例的^艮多细节并不只有该实施例，而是可以 变化。因此，尽管已经表示和介绍了改进装置的优选形式以及多种变 化形式，但是本领域技术人员应当知道，在不脱离本发明精神的情况 下可以进行多种附加变化和改变，如下面的权利要求所述。
权利要求
1. 在具有安装成用于在壳体内旋转的一部分轴的装置中，它的改进形式包括轴制动器，该轴制动器用于选择地接合，以便防止所述轴相对于所述壳体旋转，并用于选择地脱开，以便允许所述轴相对于所述壳体旋转，所述制动器包括轴环，该轴环安装在所述壳体上，用于进行相对于壳体的组合的轴向和旋转运动；第一互锁部分，该第一互锁部分安装在所述轴上；环形部件，该环形部件环绕所述轴，并安装在所述壳体上，用于相对该壳体进行轴向运动，但是并不旋转运动，所述环形部件有第二互锁部分，该第二互锁部分布置成朝着所述第一互锁部分；弹簧，该弹簧作用在所述环形部件和所述轴之间，并推压所述第二互锁部分，以便使它朝着所述第一互锁部分运动；以及其中，所述轴环用于相对于所述壳体在第一位置和第二位置之间选择地运动，在该第一位置，所述第一和第二互锁部分彼此互锁，以便防止所述轴相对于所述壳体旋转，而在该第二位置，所述第一和第二互锁部分彼此物理分离，以便允许所述轴相对于所述壳体旋转。
2. 根据权利要求1所述的改进形式，其中所述第一和第二互锁 部分是面花键部分。
3. 根据权利要求1所述的改进形式，其中所述轴环通过螺旋连 接安装在所述壳体上。
4. 根据权利要求1所述的改进形式，其中所述轴环用于被抓住 和相对于所述壳体人工运动。
5. 根据权利要求1所述的改进形式，其中所述环形部件用于通 过键和花键连接中的一个安装在所述壳体上。
6. 根据权利要求1所述的改进形式，其中所述弹簧是波状弹簧 和Belleville弹簧堆垛中的一种。
7. 根据权利要求1所述的改进形式，其中所述装置还包括电操 作的制动器，用于选择地防止在所述轴和所述壳体之间的相对转动。
8. 根据权利要求7所述的改进形式，其中 所述壳体具有第一抵靠表面和相对的第二抵靠表面；以及 所述电操作的制动器包括线圏，该线圏安装在所述壳体上；电枢，该电枢安装在所述壳体上，用于朝着所述壳体第一^^氐靠表 面运动和离开该壳体第一抵靠表面；弹性部件，该弹性部件作用在所述壳体和所述电枢之间，并推压 所述电枢，以便使它离开所述壳体的第一抵靠表面；环形轮毂，该环形轮毂环绕所述第一轴，并安装在所述壳体上， 用于相对该壳体进行轴向运动，但是并不旋转运动；以及交替的一系列的摩擦垫和制动器盘，它们位于所述电枢和所述壳 体的第二抵靠表面之间，所述垫和制动器盘中的一个固定在所述轮毂 上，用于与该轮毂一起运动，所述垫和制动器盘中的另一个与所述壳 体连接，这样，当所述线圈通电时，所述电枢将朝着所述壳体的第一 抵靠表面运动，以便允许在所述轴和壳体之间相对旋转，且当所述线 圏断电时，所述弹性部件将伸长，以便使得所述交替的一系列的摩擦 垫和制动器盘在所述电枢和所述壳体的第二抵靠表面之间压缩。
9. 根据权利要求8所述的改进形式，其中所述轴包括第一部分 和第二部分。
10. 根据权利要求9所述的改进形式，其中所述第一互锁部分 安装在所述轴的第一部分上。
11. 根据权利要求9所述的改进形式，其中所述轮毂环绕所述 轴的第二部分。
12. 根据权利要求9所述的改进形式，还包括凸轮和从动器， 它们作用在所述第 一和第二轴部分之间，以便允许它们之间进行一些相对旋转。
13. 根据权利要求12所述的改进形式，其中当所述线圏断电，且所述轴部分彼此相对运动时，所述从动器沿所述凸轮运动，以^使减 小由所述弹性部件施加在所述交替的一系列的摩擦垫和制动器盘上的 压缩力。
14. 根据权利要求13所述的改进形式，其中所述第一轴的边缘 端部部分用于当所述线圏断电时人工地相对于所述壳体旋转。
15. 根据权利要求12所述的改进形式，其中当所述轴部分朝着 该轴部分与弹性部件之间的初始零位置往回运动时，弹性部件将重新 施加所述压缩力。
全文摘要
一种装置(20)有电操作制动器(37)和人工操作辅助制动器(27)。电操作制动器包括线圈(70)、芯(68)、电枢(69)和交替的一系列的摩擦垫(74)和制动器盘(75)，它们布置成在壳体和电枢之间被压缩。轴制动器(27)包括轴环(22)，该轴环(22)安装在壳体上；第一互锁部分(110)，该第一互锁部分安装在轴上；环形部件(84)，该环形部件包围轴，并有第二互锁部分(85)；以及弹簧(124)，该弹簧推压部件，以便朝着轴运动。轴环用于相对于壳体在第一位置(如图14中所示)和第二位置(如图13中所示)之间选择地运动，在该第一位置，第一和第二互锁部分彼此互锁，而在该第二位置，第一和第二互锁部分彼此物理分离。轴可以包括第一和第二轴部分(25、26)以及凸轮机构，当轴部分彼此相对旋转时，该凸轮机构自动释放制动器机构，且当两个轴部分朝着它们的初始零位置往回运动时，该凸轮机构自动重新释放制动器机构。
文档编号F16D65/18GK101443575SQ200780001692
公开日2009年5月27日 申请日期2007年6月12日 优先权日2007年6月12日
发明者M·达阿莫, P·K·格里芬 申请人:莫戈公司