[发明专利]弹簧制动器

说明书

本发明涉及一种弹簧制动器，其具有螺旋弹簧，用于向制动元件施加力以便产生制动作用，以及具有弹簧支座，用于容纳螺旋弹簧。弹簧支座具有沿螺旋弹簧延伸的导向区和沿螺旋弹簧延伸的伸缩区，其中伸缩区位于导向区和制动元件之间且具有大于导向区的横截面。

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的弹簧制动器。

背景技术

所述弹簧制动器，其特征在于，通过螺旋弹簧将力施加到制动元件上，以产生制动作用。通过螺旋弹簧施加到制动元件上的力通过制动元件转换成制动作用。一般情况下，施加到制动元件上的力引起制动元件运动。通过该运动形成的作用面相互接触并压紧。为此目的设计摩擦衬片用于作用面。作用面之间产生的摩擦力代表最终产生的实际制动力。

弹簧制动器的优势在于，即使中断任何辅助电源，也可以将制动力施加到制动元件上。通过此方法可以在断电时使制动器闭合。这样可以满足各种应用需求，以确保技术设备的操作安全。

将力施加到制动元件上的螺旋弹簧通常位于所述弹簧制动器的弹簧支座中。弹簧支座引导螺旋弹簧沿其延伸方向运动。螺旋弹簧的延伸方向为预期使用时螺旋弹簧产生其弹力的方向。弹簧支座的主要任务之一是在制动器进行制动时，引导弹簧沿螺旋弹簧的延伸方向运动。

在所述弹簧制动器进行制动时，影响螺旋弹簧使用寿命的情况一般为：螺旋弹簧朝向制动元件的端部区域中发生材料失效。就是说，材料失效是在弹簧制动器中出现频率最高的问题。弹簧制动器通常用于提供故障安全制动系统。例如在上文所述辅助电源中断的情况下，如果出现材料失效，就不能确保弹簧制动器正常制动。

发明内容

本发明目的是展示一种可以确保螺旋弹簧使用寿命延长的弹簧制动器。

该目的通过具有权利要求1特征的弹簧制动器实现。从属权利要求的特征涉及有利实施例。

根据本发明，该目的通过以下方式实现，弹簧支座分为沿螺旋弹簧延伸的导向区和伸缩区，伸缩区位于导向区和制动元件之间，且其横截面大于导向区。

螺旋弹簧的磨损是由于制动元件在垂直于螺旋弹簧延伸方向上运动，导致螺旋弹簧在朝向制动元件的端部区域变形增大。制动元件的运动是由于承载或导向制动元件通常具有的间隙引起的，加之制动期间作用于制动元件上并垂直于螺旋弹簧延伸方向的摩擦力。因此，制动元件不仅可以根据其预定作用沿螺旋弹簧延伸方向进行运动，还可以进行附加运动，其运动方向取决于制动器进行制动时产生的摩擦力方向。根据现有技术，制动元件运动以及与之相关的螺旋弹簧变形仅影响螺旋弹簧朝向制动元件端部的极短的区域。这段区域通常为螺旋弹簧伸出弹簧支座的区域。一般只包括螺旋弹簧一个单圈。螺旋弹簧其余部分均由弹簧支座支撑，因此不受制动元件由于垂直于螺旋弹簧延伸方向的运动引起的变形的影响。

本发明的解决方案是，在弹簧支座导向区和制动元件之间增加弹簧支座的伸缩区，该伸缩区的横截面大于导向区。传统弹簧支座的导向区可以延伸到整个长度，相比传统弹簧支座，螺旋弹簧可以在垂直于延伸方向的区域中进行更强烈的运动。因此，制动元件在垂直于延伸方向上运动不仅会引起螺旋弹簧的最短区域发生变形，还会引起螺旋弹簧的长度发生较大变化。因此，材料应力可以在变形后分布在螺旋弹簧的大部分区域上。通过这种方式可以大大降低材料应力，从而显著提高螺旋弹簧的使用寿命。

在本发明中，有利地，沿螺旋弹簧的弹簧支座的导向区沿螺旋弹簧延伸所述弹簧支座的延伸长度的至少20％，特别是至少50％，和/或至多95％，特别是至多70％。导向区的这些尺寸是合适的，一方面确保螺旋弹簧的可靠导向，另一方面可以实现伸缩区的延伸，以达到本发明的效果。

优选地，沿螺旋弹簧的伸缩区沿螺旋弹簧延伸所述弹簧支座的延伸长度的至少5％，优选地至少30％，和/或至多80％，优选地至多50％。伸缩区在上述参数范围内延伸一方面可以实现根据本发明的效果，另一方面可以提供足够长的导向区，以确保螺旋弹簧的可靠导向。