[发明专利]带有永久磁铁的电磁制动器

说明书

技术领域

本发明涉及一种特别是用于电力驱动装置的电磁制动器，具有至 少一个制动体，它具有至少一个永久磁铁、至少一个带一电磁励磁线 圈的电磁铁，一个做成外环的外极和一个做成内环的内极，其中制动 体特别是与一尤其是电力驱动装置的支座旋转固定地直接或间接连 接；还具有一电枢盘，它与驱动装置的旋转轴直接或间接地旋转固定 连接，其中电枢盘与外极和内极以及与永久磁铁通过一气隙构成一磁 路，其中电枢盘可通过永久磁铁的磁力克服弹簧的力吸引到制动体上， 电磁铁在励磁线圈通电时至少这样地抵消永久磁铁的磁场，使它中和、 排除或转向，使电枢盘借助于弹簧力可从制动体上抬起或被抬起。

背景技术

已知很多这种电磁制动器并且尤其是用于电力驱动装置，在那里 它们可以考虑用作伺服电机中的停转制动器。电磁制动器必须处于这 样的状态，即将驱动装置有间隙或无间隙和无残留扭矩地固定在无电 压状态，以及在紧急情况下将驱动装置在一定的惯性矩的情况下从一 定转速制动。借助于这种也称为永磁制动器的电磁制动器应该可以产 生在制动器的寿命周期内波动尽可能小的制动力矩。

此外迄今为止已知，设置一圆环形轴向作用的永久磁铁，其磁场 在内极和外极区域内垂直于电枢盘方向穿出或进入。由此在内极和外 极区域内对电枢盘形成法向电磁吸引力。通过在励磁线圈内流动的电 流，电磁铁对由制动体和电枢盘组成的磁铁产生作用。在电力励磁线 圈的无电流状态不存在气隙。如果供给电流，那么永久磁铁的磁场在 极和电枢区域内通过电磁铁抵消，并且例如做成板簧的复位弹簧将电 枢盘从磁极处拉回。

这种永磁制动器有一个基本缺点，即在制动器打开后在励磁线圈 内的电流继续升高到超过一定值时(“重新吸引电流”)，电磁铁显著过 度抵消永久磁铁在磁极内的磁场，造成不希望地将电枢盘重新吸引到 制动体上。由此造成的、使制动器开启或保持开启(“通风窗口”)的 励磁电流区域应该尽可能大，从而使制动器可以可靠地用在励磁电压 和环境温度的宽的公差范围内。

由于安装条件这里电磁制动器的横截面不应该超出驱动装置的横 截面，而是在某些情况下制动器甚至要内置在电机壳体内。因此和由 于永久磁铁的盘形结构使制动力矩受到限制，因为为了加大制动力矩 必须加大圆环形永久磁铁的径向尺寸，由于可供使用的安装空间这通 常是不可能的。

发明内容

因此本发明的目的是，创造一种开头所述类型的电磁制动器，它 实际上不必加大其横截面或直径或者有时甚至在直径或横截面减小的 情况下尽可能在制动器的整个寿命周期上产生更大的扭矩或制动力 矩，其中要能够实现尽可能加大的励磁电流的通风窗口。

为了实现这个看起来矛盾的目的，开头定义的电磁制动器的特征 是，产生制动力的永久磁铁在其内径和其外径之间的径向横截面尺寸 小于其轴向尺寸，并且永久磁铁的空间布局在轴向上设置在电枢盘和 励磁线圈之间。

用这种方法得到一种永久磁铁，其径向环形横截面小于其轴向尺 寸，为了提高磁力轴向尺寸实际上可以任意加大，亦即可以沿轴向加 大永久磁铁的尺寸，而不扩大制动器的横截面或直径尺寸。尽管造成 制动器的轴向加长，但是如果永久磁铁节省位置地安装在内极和外极 之间，这也是可以避免的。实际上在最紧凑地充分利用预先确定外形 几何尺寸或外径的情况下与已知的带有圆环形永久磁铁的电磁制动器 相比达到显著提高的扭矩。其中永久磁铁的空间布局沿轴向设置在电 枢盘和励磁线圈之间是特别有利和适宜的，因为由此磁力线可以以尽 可能短的路径经由磁极穿过电枢延伸，从而与电磁铁的磁场相比有优 势。这促使励磁线圈重新吸引电流加大和励磁电流通风窗口的加大， 由此也可以改善制动器的温度特性。

永久磁铁可以设计成套筒形或皮碗形。