专利名称：制动器,尤其用于风力发电设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制动器，尤其用于风力发电设备，该制动器包括一组制动蹄和用于制动蹄的促动器。
用于风力发电设备的转子或类似大型设备的制动器必须能产生强的制动力，因此需要足够强的促动器。迄今为止，一直使用的是一种液压式促动器，该促动器直接产生用于制动蹄的啮合力。所以，需要将液压式促动器的相对又大又重的活塞和汽缸单元紧靠在制动蹄之后设置。这在空间受到限制的场合，例如在风力发电设备的发动机外壳内，将难以为促动器提供足够的空间。
液压式促动器的另一个缺点在于，它们相对来说对环境有害，并且价格昂贵、维护起来特别费力，原因在于需要合适的液压油和用于密封液压系统的密封件等，并且出于安全操作方面的考虑，还必须及时地检查液压油的填充状态。在此情况下，使用机电式促动器代替液压式促动器更为合理。但经过证实发现，使用机电式促动器很难为制动蹄提供足够的接合力。
本发明的目的是提供一种上述类型的制动器，该制动器在结构方面以及在促动器的配置方面允许更大的设计自由度。
实现上述目的的特征在于，促动器对杠杆施加作用，杠杆可以在与制动蹄平行的平面内转动并通过传动机构对制动蹄施加作用，传动机构能够将转动转换成轴向运动。
因此，在本发明的制动器中，可以将促动器设置在制动蹄的横向一侧，这在特定的安装条件下证明是有利的。此外，由于促动器是通过杠杆和传动机构对制动蹄施加作用，所以通过杠杆效应和传动效应可以明显加大促动力，由此，促动器本身可以设计的弱一点。特别地，还可以使用机电式促动器。
本发明的一些有益的细节在所附权利要求书中得到说明。
传动机构优选由轴形成，该轴不可转动且可轴向移动地固定在外壳内，其一端装载有一个制动蹄，并且与杠杆径向内端处的螺纹轴套啮合。
为了降低促动阻力，螺纹轴套可以通过球轴衬形成。还可以使用行星式辊式螺纹(roller threading)，行星式辊式螺纹轴或差速辊式轴(rollerspindle)。优选地，借助滚柱轴承将螺纹轴套支撑在外壳内，尤其是借助止推轴承来抵抗在轴工作时所产生的反作用力。
制动器可根据需要设计为主动制动器，其中在促动器通电时制动蹄处于制动位置；或被动制动器，如弹簧储能制动器，其中促动器必须通电以便将制动器保持在非制动位置，因此当促动器断电时，制动器将自动起作用。对于后者，轴必须借助传动机构和杠杆在与制动蹄相反的方向移动，以便使弹簧构件发生变形。在特别优选的实施方式中，传动机构设计成可以根据应用场合以相反位置安装在外壳内，使得主动和被动制动器可以使用大多数相同的构件，从而可以从一种制动器类型向另一种制动器类型进行简单的转换。
本发明的实施例将在下面结合附图予以解释，其中
图1是用在风力发电设备的盘式制动器的视图；图2是沿着图1中线II-II截取的截面图；图3是弹簧储能制动器(spring accumulator brake)的截面图。
图1和2所示的盘式制动器具有设置在制动盘10边缘处的浮动卡钳12，该浮动卡钳12能够在沿平行于制动盘10的轴线延伸的导向杆14上被滑动地引导，并且利用两个制动蹄16、18而跨过制动盘两侧，如图2所示。外壳20安装到浮动卡钳12上，该外壳20容纳传动机构22，杠杆24伸出到外壳之外。所述杠杆可以在平行于制动盘10和制动蹄16、18的平面内围绕传动机构22的轴线转动。
杠杆24的自由端与机电式促动器28的促动杆26铰接。在示出的实施例中，促动器28铰接到支架30上，该支架30固定到风力发电设备的机架上。作为选择，促动器28也可以通过托架32而固定到卡钳12上，如图1中的虚线所示。
在示出的实施例中，传动机构22由轴34形成，该轴34在中间部分具有螺纹36，如球螺纹(ball threading)，并与螺纹轴套38啮合，如设置在杠杆24内端的球衬套。位于螺纹36的两侧的轴34的两端可以在滑动轴承40、42内被滑动地引导，并具有用于固定轴以防止转动的键44。螺纹轴套38通过径向球轴承46可转动地支撑在外壳20内，在背离制动蹄16、18的一侧，则通过止推轴承48支撑在传动机构外壳内。
如图1左侧所示的轴34的端部连接到活动制动蹄18。当杠杆24借助促动器28围绕轴34的轴线转动时，轴34向图2中的左侧移动，制动蹄16、18则平稳地压靠在制动盘上。作用在螺纹轴套38上的反作用力被止推轴承48吸收。
在示出的实施例中，促动器28是可逆的，促动杆26借助促动器延伸，使杠杆24返回到原始位置，从而打开制动器。
图3表示制动器的改进实施方式，在此情况下，该制动器设计为弹簧储能制动器。具有弹簧构件52的弹簧储能件50安装在传动机构外壳20的背离卡钳12的一侧。这里，传动机构22以相反位置安装在外壳20内，使得止推轴承48设置在面向制动蹄16、18的一侧。促动器在图3中没有示出，在制动器不起作用时促动器通电，使轴34处于靠近右侧的位置，在该位置，促动器使弹簧构件52与移动装置54啮合并保持弹簧构件52处在压缩状态。当促动器28关闭时(或者在电源中断而断电时)，活动制动蹄18通过压缩的弹簧构件52的作用通过移动装置54和轴34而向右移动到打开位置。在此情况下，传动装置22必须是非自锁的，以便杠杆24能够单独通过弹簧构件52的力而转动。
在两种实施方式中，都可以为杠杆24和/或促动器28提供附加的止动或锁定系统，以便制动器可以被锁定在工作位置或不工作位置或两种位置，即使是在促动器没有一直通电的情况下。
另外，将杠杆24制成弹性的或弹性连接到螺纹轴套38，例如通过限速轴，使得促动器的动作能够得到缓冲和/或在锁定位置确保锁定系统的可靠接合。
权利要求
1.制动器，尤其用于风力发电设备，包括一组制动蹄(16、18)和用于制动蹄的促动器(28)，其特征在于促动器(28)对杠杆(24)施加作用，杠杆(24)可以在平行于制动蹄(16、18)的平面内转动并通过传动机构(22)对制动蹄(16、18)施加作用，传动机构(22)能够将转动转换成轴向运动。
2.如权利要求1所述的制动器，其特征在于传动机构(22)是轴类传动机构。
3.如权利要求2所述的制动器，其特征在于传动机构(22)是球类轴系传动机构(ball-type spindle transmission)。
4.如权利要求2所述的制动器，其特征在于传动机构(22)具有带行星式球螺纹的轴。
5.如权利要求2至4中任一项所述的制动器，其特征在于传动机构(22)包括不可转动且在外壳(20)内可被引导作轴向移动的轴(34)，所述轴(34)的一端对一个制动蹄(18)施加作用，并且所述轴(34)与形成在杠杆(24)处的螺纹轴套(38)通过螺纹啮合。
6.如权利要求5所述的制动器，其特征在于螺纹轴套(38)利用球轴承(46)支撑在外壳(20)内。
7.如权利要求5或6所述的制动器，其特征在于螺纹轴套(38)至少有一个轴端通过止推轴承(48)支撑在外壳处。
8.如上述权利要求之一所述的制动器，其特征在于所述制动器设计为弹簧储能制动器，当促动器(28)处于工作状态时，传动机构(22)使弹簧构件(52)变形；当杠杆(24)被释放时，弹簧构件(52)的力作用在制动蹄(16、18)上。
9.如上述权利要求之一所述的制动器，其特征在于传动机构(22)适于以相反位置安装在外壳(20)内。
全文摘要
本发明涉及一种制动器，尤其用于风电场，包括一组制动蹄(16、18)和用于制动蹄的驱动件(28)。本发明的特征在于驱动件(28)与杠杆(24)啮合，杠杆(24)可以在平行于制动蹄(16、18)的平面内转动并借助传动机构(22)对制动蹄(16、18)施加作用，传动机构(22)可以将转动转换成轴向运动。
文档编号F16D65/18GK1623050SQ02828499
公开日2005年6月1日 申请日期2002年7月23日 优先权日2002年3月8日
发明者G·J·奥加尔迪, J·埃查兹 申请人:汉宁卡尔股份有限公司