专利名称：卷绕筒的紧急制动装置及用于磨准紧急制动器的工作方法
技术领域：
本发明涉及一种提升机的可驱动卷绕筒的紧急制动装置，它在过高的下降速度时通过一个与卷绕筒同心地环绕的并且与之摩擦锁合连接的制动环无冲击地制动到静止状态，只要紧贴在提升机的一个圆柱形制动面上的制动环被锁止，本发明还涉及一种用于磨准紧急制动器的工作方法。
背景技术：
这样的装置是已知的，并且例如以第二制动器的形式作为紧急制动装置用于卷扬机、滚动门传动装置或者类似的卷绕装置，在这些装置中，除了一般情况下布置在电机轴上的常用制动器外，还需要一个独立于电机制动器起作用的紧急制动装置。这样的紧急制动装置在提升传动装置失效时，例如在提升绞车内的轮齿折断后，应该安全地防止货物的坠落，或者应该在一段相对较短的路程后结束它的不希望的下降。
例如在德国专利文件DE 31 37 523 C2中公开了一种开头所述类型的紧急制动器，它用于保障提升机的安全并且应该在过高的下降速度时较小冲击地制动卷绳筒。为此，在卷绳筒的圆周上在两个端面的其中一个的区域内构成一个圆柱形的制动面，它被一个制动环包围。制动环由一些单个的分段组成并且在它的内圆周上设有一个制动衬带，该制动衬带在其压紧力上是可调整的、可压紧到制动面上。在提升机构的运行状态下，制动环通过制动衬带被摩擦锁合地带动，并且与提升机构的卷绳筒一起环绕运行。在外圆周上，制动环被制成棘轮，一个固定在紧急制动装置的框架上的从外部操作的棘爪能插入到棘轮的轮齿内，棘爪在提升绞车的故障情况下立刻锁止制动环。因为制动环以其制动衬带摩擦锁合地紧贴在制动面上，在用棘爪突然锁止制动环的情况下，被锁止的制动环的制动衬带首先在制动面上稍有滑动，直到提升卷绕筒达到静止状态。然而轻柔地制动卷绳筒以制动衬带在制动面上被准确调整的压紧力为前提。
为了准确地把压紧力调整到制动卷绳筒所需的制动力矩，通常在过载情况下磨准制动衬带。为此，首先完全组装好提升机构，这样可以创造出后面负载运行的运行条件。真正的磨准过程是非常耗时的，因为必须在载荷作用下进行多个制动流程并且卷绕筒的筒管在每个制动流程后必须冷却到环境温度。通过这种多次重复的过程，提升机构的制动流程被严重扰乱，与一台没有这样一个附加的紧急制动器的提升机构的装配相比，提升机构的最终装配的持续时间大大延长。
一种相对上述现有技术有改进的解决方案在德国专利文件DE 19633 836 C1中描述。在这种解决方案中，用于绳索传动装置的卷绕筒可以和提升绞车的输出轴连接。输出轴设有一个颈部，它作为用于紧急制动器制动块的制动面。在这种解决方案中也设有用于锁止安置在制动环上的制动块的锁止件，它们或者直接或者间接固定在框架上，如开头所述。
因为用于紧急制动器制动块的制动面直接地和结构一体地与提升绞车的输出轴集成在一起，紧急制动器能在它与提升绞车组装后进行调整和试验，而不必完全地用卷绳筒对提升机构进行装备。
尽管这个解决方案相对开头描述的现有技术已经得到了改进，然而它也存在着缺点，即为了紧急制动器的磨准和调整，需要提升绞车，它承受很大的载荷，因为为了磨准而待调整的制动力矩通常远高于提升绞车的负载力矩。该已知解决方案的另一缺点是，提升绞车的设计成单件式的输出轴必须具有一个非常大的直径，为了在它的端面上安装卷绳筒。因为提升绞车的输出轴必须用高强度材料制成，所以这个解决方案是成本非常高的。
发明内容
从上述现有技术出发，本发明的任务是，这样构成一种所述类型的紧急制动装置，使得可以在装配整个提升机构前与提升机构的其余制造流程分开地用较少的材料和成本的费用对卷绕筒在断开情况下所需的制动力矩进行磨准和调整。
为解决这个任务按本发明建议，用于制动环的制动面设置在一个同心连接一个提升绞车的输出轴和卷绕筒的转动刚性的离合器的外圆周上，输出轴和卷绕筒可松开地连接在离合器上。因为在本发明中与前面提到的解决方案不同，制动面布置在一个完全单独的、在输出轴和卷绕筒之间可松开地设置的结构件上，所以可以在输出轴的最终装配前进行磨准过程，磨准过程既独立于卷绕筒，也独立于输出轴，这样提升绞车没有附加的载荷。制动流程和装配不受调整和试验过程妨碍，离合器可以比一根如现有技术中的昂贵的驱动轴更廉价地制造。
按本发明的紧急制动器由于它的设计结构形成了一种磨准制动环的工作方法，其特征在于在装配紧急制动装置前，离合器与已装上的待磨准的制动环一起在一个模拟提升机构的装置内进行试验，并且调整到所需的摩擦力矩。
在本发明的一种结构中规定，至少在制动面的区域内构成圆柱形的所述离合器一方面通过一个同心的轮毂和提升绞车的输出轴连接，并且另一方面在它的与制动面相邻的外圆周上和卷绕筒连接。作为简单的被装在提升绞车和卷绕筒之间的结构件，离合器既能独立于提升绞车的不同传动比又能独立于卷绕筒的结构进行准备和调整，磨准和调整能在特意为它制造的装置内廉价地进行，而且以经济上合适的批量并且独立于整个提升机构相应的订货情况。这些预先制造的带有制动装置的离合器能独立于其余的提升机构零件进行制造、储存和发送。
在本发明的另一种结构中规定，轮毂和提升绞车的输出轴通过相应的旋转同步器连接。所以在制动环在提升机构外面在离合器的制动面上磨准并且调整到准确的制动力矩之后，用于传递驱动力矩的离合器可以简单地插到输出轴上。
优选的是，旋转同步器被设计成花键或齿形轴连接。通过这种轴-轮毂-连接，转矩可以在交变的方向上众所周知地良好传递。
为了安全地和定心地支承在其外圆周上支承卷绕筒的离合器，根据本发明的另一特征规定，轮毂的一个与旋转同步器相邻的区域设有一个支承在提升绞车的输出轴上的定心部分。输出轴相应设有一个轴环，它支承轮毂的定心部分。以这种方式不仅能确保离合器的定心的环绕运转，同时确保离合器和卷绕筒的自重的大部分被传到提升绞车的稳定的输出轴上。
特别有利的是，根据本发明的另一个特征，离合器设计成罐形的并且带径向距离地环绕包围提升绞车的输出轴，其中至少轮毂的支承在输出轴上的定心部分伸入到卷绕筒内。用这种方式，卷绕筒的净载荷在其重心旁边传到提升绞车的输出轴上。
优选的是，制动环被装在离合器的外圆周的远离卷绕筒的区域上，并且可以通过固定在紧急制动装置的壳体上的锁止装置被锁止。锁止装置可以任意构成，优选使用由现有技术已知的棘爪，它能钩入到一个在制动环的外圆周上构成有轮齿的棘轮内。
为了把卷绕筒固定到按本发明的离合器上规定，在卷绕筒和离合器的圆周上设有互相对置分布的凹口，在所述凹口内可以插入用于连接卷绕筒和离合器的连接件。
本发明的优点是显而易见的。它尤其在于，通过在离合器的单独部件上进行紧急制动器的调整和磨准，不再妨碍提升机构的制动流程和装配。除此之外，制动面设计成既和卷绕筒又和绞车输出轴分离，使带有制动面的离合器能广泛应用到完全不同的制动装置中。离合器的输入端和输出端能分别适配提升绞车和卷绕筒的相应的驱动情况。带有制动装置的离合器可以大量储存。
在附图中描述以及随后说明本发明的一个典型的实施例。其中图1按本发明的提升机构的示意全图；图2按图1的提升机构沿剖面线A-B的剖面图；图3按本发明的离合器的一个放大的局部剖面图。
具体实施例方式
在图1中以示意图的形式示出一个提升机构，其中装入一个按本发明的紧急制动器。简单的说，提升机构包括两个框架件1和2，它们通过连接杆5、6和7相互连接，在图1上只能看到这些连接杆中的连接杆7。框架件1和2支承卷绕筒8，它通过绞绳9可以提升和下降货物。卷绕筒8通过一个电机4旋转驱动，电机驱动安装在框架件2内的提升绞车3的输入轴(在此未示出)。在提升绞车3和卷绕筒8之间可以看到制动装置11，它支承在两个连接杆5和6上，并且因此间接地与固定的框架件2连接。
如后面还要描述的(图2)，制动装置11自身包括带有制动衬带24的制动环12，制动衬带可压紧到一个制动面23上。除此以外，制动环12的一个锁止装置属于制动装置11，该锁止装置下面借助于图2进行描述。
图2显示在图1中的提升机构沿剖面线A-B的横截面图，这样可以看出紧急制动装置的细节。在卷绕筒8的剖开示出的筒管8a上可以看到制动环12，制动环在它的圆周上设有一个棘轮13的均匀分布的轮齿，棘爪14作为锁止装置可以咬合到棘轮内，并且因此可以使制动环12相对于框架件2固定。在图示中显示在其咬合位置上的棘爪14，它的顶尖14a在该位置上卡住制动环12的棘轮13的其中一个轮齿并且因此防止卷绕筒8的旋转。
在图2中可以看出，棘爪14可摆动地支承在两块支承板17内部的销16上，支承板本身固定在连接杆5和6上。在提升机构的运行过程中，棘爪14被一个承受拉伸载荷的弹簧保持在一个位置上，在这个位置上，顶尖14a处在制动环12的包络圆的外面，并且只要在运行过程中不超过卷绕筒8的最高允许转速就保持在那里。为了在故障情况下棘爪14以它的顶尖14a移入到棘轮13内，棘轮设计成双臂的杠杆，一个滚轮14b被支承在棘轮的远离顶尖14a的端部上，滚轮在一个(在图中不可见的)凸轮上滚动。这样成型凸轮，使得当提升绞车发生故障时，即当通过卷绕筒8转速的明显提高超过一个允许值预示着货物的坠落时，向上压滚轮14b，结果是，棘爪14绕着销16摆动并以其顶尖14a压到棘轮13的一个轮齿后面。因此立刻锁止制动环12。该过程以及制动装置11进一步的功能和结构方式的细节在德国专利文件DE 31 37 523 C2中描述，在此参考它。
因为棘爪14突然落入到棘轮13的一个轮齿内会立刻无滞后地锁止制动环12，所以如果不能确保卷绕筒8和货物无冲击地被制动，那么提升机构和/或货物会受到损害。为此，前面描述的制动环12摩擦锁合地装在提升绞车3和卷绕筒8之间(图3)。
只有当制动环12的制动衬带24用精确定义的压紧力(制动力)压到制动面23上时，才能实现一种轻柔的、但尽管如此尽可能快的制动卷绕筒，以便确保制动滞后总是足够大，以使卷绕筒经过很短的距离就停住。只有这样才能实现这种情况，即如开头已经突出强调的那样，在提升机构投入使用前，制动环12关于制动面23最精确地进行磨准、试验和准备。
本发明建议一个在提升绞车3和卷绕筒8之间的刚性离合器10，它在下面借助于图3更详细地描述。
在图3中以放大的剖面图显示提升机构的部分区域。安装在框架件2内的提升绞车仅用附图标记3表示。在提升绞车中仅仅描绘了对理解本发明重要的输出轴21，带有轮毂15的刚性离合器10套在和固定在输出轴上面，在轮毂上设有一个旋转同步器10a(花键齿)。通过这个旋转同步器10a，离合器10被驱动和带动，只要电机4(图1)使提升绞车3的输出轴21处于旋转状态。
如在10b可见，在输出轴21上旋转同步器10a的侧旁设有一个定心支座，离合器10的轮毂15的一个加宽的内圆周区域支承在它上面，离合器是稳定的。离合器的外圆周20呈罩形地沿绞车3的方向延伸到超过输出轴21并且同心地环绕包围输出轴。在这个区域，在离合器10的外圆周20上，制动面23同样设计成与输出轴21同心，制动面以众所周知的方式被制动环12环绕嵌接。制动环12在它的内圆周上设有制动衬带24，它以可调整的压紧力压靠在构成在离合器10上的制动面23上。为了不使水分和污物进入到制动面23和制动衬带24之间，在制动环12和离合器10之间的制动面23的两侧都设有密封件19，它们密封结构件之间的缝隙。
卷绕筒8的筒管8a同样与输出轴21同心地被固定在离合器10的外圆周20的远离提升绞车3的区域内。为此，筒管8a和离合器10设有互相对置的通孔18，连接件22穿过所述通孔，连接件使离合器10和卷绕筒8互相连接。
因为离合器10既和提升绞车3的输出轴21(通过旋转同步器10a)，又和卷绕筒8(通过连接件22)可松开地连接，所以它能从输出轴21上抽出，并且卷绕筒8能从离合器10上取下。
因为制动面23，不同于现有技术，既不本身构成在卷绕筒8上，又不设在提升绞车3的固定部分上，而是按本发明布置在可从这两个零件上松开的离合器10上，所以这个离合器也能作为单独的结构件使用。这就使在装配整个提升机构前磨准已装上的制动环12成为可能。为此，离合器10例如与设在它的轮毂15上的旋转同步器10a一起被推到一个专门安排的装置的一根相应的键槽轴上，在这个装置上能模拟提升绞车的故障情况。用这种方式，制动环12能被调整和适配，而不妨碍提升机构的制造，并且不会由于在试验运行时过大的载荷而损坏提升绞车。只要把制动环12用已优化调整的压紧力装到离合器10的制动面23上，离合器10就能与制动环12一起直接装到提升机构上，并且在此和提升绞车3的输出轴21以及和卷绕筒8处于随时可用状态地连接，或者中间存储和储存起来直到使用。
附图标记列表1框架件2框架件3提升绞车4电机5连接杆6连接杆7连接杆8卷绕筒8a 筒管9绞绳10 离合器10a 旋转同步器10b 定心部分11 制动装置12 制动环13 棘轮14 棘爪14a 棘爪的顶尖15 轮毂16 销17 支承板18 通孔19 密封件20 外圆周21 输出轴22 连接件23 制动面24 制动衬带
权利要求
1.一种提升机的可驱动卷绕筒的紧急制动装置，它在过高的下降速度时通过一个与卷绕筒同心地环绕的并且与之摩擦锁合连接的制动环无冲击地制动到静止状态，只要紧贴在提升机的一个圆柱形制动面上的制动环被锁止，其特征在于用于制动环(12)的制动面(23)设置在一个同心连接一个提升绞车(3)的输出轴(21)和卷绕筒(8)的转动刚性的离合器(10)的外圆周上，输出轴(21)和卷绕筒(8)可松开地连接在离合器上。
2.根据权利要求1所述的紧急制动装置，其特征在于至少在制动面(23)的区域内构成圆柱形的所述离合器(10)一方面通过一个同心的轮毂(15)与提升绞车(3)的输出轴(21)连接，并且另一方面在它的与制动面(23)相邻的外圆周上与卷绕筒(8)连接。
3.根据权利要求2所述的紧急制动装置，其特征在于轮毂(15)和提升绞车(3)的输出轴(21)通过相应的旋转同步器(10a)相连接。
4.根据权利要求3所述的紧急制动装置，其特征在于旋转同步器(10a)是一种花键或齿形轴连接。
5.根据权利要求1至4之一所述的紧急制动装置，其特征在于轮毂(15)的一个与旋转同步器(10a)相邻的区域设有一个支承在提升绞车(3)的输出轴(21)上的定心部分(10b)。
6.根据权利要求1至5之一所述的紧急制动装置，其特征在于罐形构造的离合器(10)带径向距离地环绕包围提升绞车(3)的输出轴(21)，并且至少轮毂的支承在提升绞车(3)的输出轴(21)上的定心部分(10b)伸入到卷绕筒(8)内。
7.根据权利要求1至6之一所述的紧急制动装置，其特征在于制动环(12)被装在离合器(10)的外圆周(20)的远离卷绕筒(8)的区域上，并且可以通过一个固定在紧急制动装置的框架件(2)上的锁止装置(13、14)被锁止。
8.根据权利要求1至7之一所述的紧急制动装置，其特征在于在卷绕筒(8)和离合器(10)的圆周上设有互相对置分布的凹口(18)，在所述凹口内可以插入用于连接卷绕筒(8)与离合器(10)的连接件(22)。
9.用于磨准根据权利要求1至8之一所述紧急制动装置的制动环的工作方法，其特征在于在装配紧急制动装置前，将离合器与已装上的待磨准的制动环一起在一个模拟提升绞车输出轴的装置内进行试验，并且调整到所需的摩擦力矩。
全文摘要
本发明涉及一种紧急制动装置，它用于提升机的可通过电机(4)和用法兰连接的提升绞车(3)驱动的卷绕筒(8)，它在过高的下降速度时通过一个与卷绕筒(8)同心地环绕的并且与之摩擦锁合连接的制动环(12)无冲击地制动到静止状态，只要紧贴在提升机的一个圆柱形制动面(23)上的制动环(12)被锁止。在装配整个提升机构前，为了能用较少的材料和成本费用对在卷绕筒断开情况下所需的制动力矩进行磨准和调整，按本发明建议，用于制动环(12)的制动面(23)设置在一个同心连接一个提升绞车(3)和卷绕筒(8)的转动刚性的离合器(10)的外圆周上，提升绞车(3)和卷绕筒(8)可松开地连接在离合器上。
文档编号B66D5/06GK1749150SQ20051010373
公开日2006年3月22日 申请日期2005年9月8日 优先权日2004年9月9日
发明者克劳斯-于尔根·温特 申请人:德马格起重机及部件有限公司