Dispositivo de freno electromagnético, unidad de accionamiento eléctrica que comprende dicho dispositivo, aparato elevador que comprende dicha unidad y método para reducir ruido en dicho dispositivo.

Dispositivo de freno electromagnético, unidad de accionamiento eléctrica que comprende dicho dispositivo,

aparato elevador que comprende dicha unidad y método para reducir ruido en dicho dispositivo.

Dispositivo, que permite reducir ruido, para frenar un eje (A) que está unido a un disco de freno (1), que comprende:

- un elemento de freno (2) que puede contactar con el disco (1), frenando el eje (A),

- un actuador electromagnético (4),

donde el dispositivo puede tener dos posiciones:

- una posición activa, en la que no circula corriente eléctrica por el actuador (4), y el elemento de freno (2) presiona el disco (1), y

- una posición inactiva, en la que circula corriente eléctrica por el actuador (4), generándose un flujo magnético que produce la separación del elemento de freno (2) respecto del disco (1),

donde el elemento de freno (2) comprende al menos dos chapas metálicas unidas entre sí en al menos un punto de unión (8) de forma que el flujo magnético produce deformación elástica de las chapas y la creación de al menos un espacio libre (7) entre las caras de contacto de las chapas.

Dispositivo de freno electromagnïtico, unidad de accionamiento elïctrica que comprende dicho dispositivo, aparato elevador que comprende dicha unidad y mïtodo para reducir ruido en dicho dispositivo.

CAMPO TïCNICO DE LA INVENCIïN

La presente invenciïn tiene aplicaciïn en la industria de las unidades de accionamiento elïctricas, y mïs concretamente en el ïmbito de los frenos electromagnïticos, pudiendo ser utilizada en el campo de los aparatos elevadores con el objeto de reducir el ruido producido por un dispositivo de freno electromagnïtico de una unidad de accionamiento elïctrica del aparato elevador tanto en su activaciïn como en su desactivaciïn.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIïN

En la actualidad, los dispositivos de freno electromagnïticos en general son utilizados en aquellas aplicaciones en las que se requiere decelerar una masa en movimiento de la manera mïs rïpida posible. Asimismo, tambiïn son utilizados en aquellos casos en los que es necesario mantener una masa en una determinada posiciïn.

Habitualmente, en estos dispositivos de freno la fuerza de frenado es aplicada mediante muelles de compresiïn, de forma que el par de frenado se genera por la fricciïn que se produce entre un elemento de freno mïvil y un disco de freno que no puede girar respecto del eje a frenar, de forma que dicho par de frenado se mantiene actuando en una posiciïn activa del dispositivo de freno en la que no se suministra energïa elïctrica, de manera que en el caso de fallo en el suministro elïctrico, el dispositivo de freno se mantiene en la posiciïn activa.

Por otra parte, cuando se requiere permitir el giro libre del eje, el dispositivo pasa a la posiciïn inactiva, en la que el paso de energïa elïctrica por un electroimïn, produce la separaciïn del elemento mïvil respecto del disco de freno, en contra de la actuaciïn de los muelles de compresiïn produciendo el choque del elemento de freno contra el actuador electromagnïtico, es decir, que la liberaciïn del freno para permitir el giro del eje se produce electromagnïticamente.

Tanto el choque entre el elemento de freno y el actuador electromagnïtico, asï como entre el elemento de freno y el disco de freno produce un nivel de ruido. Este nivel de ruido viene definido por los materiales que componen el diseïo del disco de freno y el elemento de freno y por la velocidad en la cual se produce este choque. Dicho ruido es un inconveniente cuya relevancia y consecuencias dependen del ïmbito de aplicaciïn de la unidad de accionamiento elïctrica en la que se encuentren incorporados. El desplazamiento del elemento mïvil, mediante la actuaciïn del electroimïn, permite contactar y ser retirado del disco de freno en las sucesivas transiciones entre las posiciones activa e inactiva, este hecho produce una serie de impactos, golpeteos y ruido, que es necesario limitar y controlar, pues en determinadas aplicaciones, como es el caso del ïmbito de la elevaciïn, dicho nivel de ruido se encuentra limitado por normativa, lo que determina la aplicaciïn de estos dispositivos de freno segïn cada aplicaciïn concreta.

Con el objeto de limitar el ruido que se produce durante el funcionamiento de estos dispositivos de freno electromagnïticos, existen soluciones alternativas en la actualidad consistentes en efectuar un control de intensidad en la desactivaciïn del freno, de manera que se puede crear un flujo magnïtico que se reduzca de forma progresiva durante la activaciïn y desactivaciïn del freno. Por otra parte, existen soluciones dirigidas principalmente a una reducciïn de ruido mecïnico mediante la disposiciïn de elementos elïsticos y capas amortiguadoras de ruido entre los elementos que estïn en contacto y movimiento, es decir entre los elementos mïviles del freno, el actuador electromagnïtico y/o el disco de freno. En este sentido cabe citar la patente japonesa n.ï JP-2008281145, donde se describe el uso de un material amortiguador para la absorciïn y reducciïn del ruido que se genera en el impacto y choque del elemento mïvil del freno y el disco de freno.

Asimismo, en la patente europea n.ï EP-1423626-B1, se describe un freno electromagnïtico con elementos amortiguadores con una relaciïn variable elïstica del muelle, donde se dispone de elementos amortiguadores asignados entre sï de manera que pueden silenciar el ruido de enganche y el ruido de desenganche y adaptarse mutuamente, seleccionïndose diferentes relaciones elïsticas para silenciar de manera ïptima tanto el ruido de enganche como el ruido de desenganche ajustïndose una con relaciïn a la otra.

En cualquier caso, estas soluciones presentan el inconveniente del desgaste al que se encuentran sometidos estos elementos amortiguadores, como consecuencia de sus condiciones de servicio, dado que estïn sujetos e interpuestos entre elementos mïs duros y resistentes entre los que se produce un impacto continuo e irregular, ademïs de que trabajan en condiciones de temperatura y humedad cambiantes.

Ademïs, en muchas aplicaciones, la disposiciïn de estos elementos amortiguadores no resulta suficientemente efectiva para conseguir la reducciïn del nivel de ruido requerida por cada aplicaciïn en funciïn de las condiciones de trabajo, de las dimensiones de la unidad de accionamiento elïctrica y de la normativa relativa niveles de ruido permitido aplicable.

DESCRIPCIïN DE LA INVENCIïN

Un primer aspecto de la presente invenciïn se refiere a un dispositivo de freno electromagnïtico tal y como se define en la reivindicaciïn 1. Aspectos secundarios de la invenciïn se encuentran definidos en las reivindicaciones dependientes 2 a 6.

De acuerdo con la invenciïn, el dispositivo de freno electromagnïtico permite frenar un eje giratorio, obviamente de una unidad de accionamiento elïctrica externa al dispositivo de freno, donde dicho eje giratorio estï unido a un disco de freno, que sï forma parte del dispositivo de freno de la invenciïn, de forma que el giro relativo entre dicho disco de freno y dicho eje giratorio estï impedido.

El dispositivo de freno electromagnïtico comprende:

- al menos un elemento de freno o armadura mïvil que puede contactar con una primera superficie del disco de freno, produciendo el frenado del eje giratorio,

-al menos un actuador electromagnïtico, donde el dispositivo de freno puede tener dos posiciones que consisten en:

- una posiciïn activa, en la que no circula corriente elïctrica por dicho, al menos un, actuador electromagnïtico, y en la que medios elïsticos que comprende el dispositivo de freno mantienen dicho, al menos un, elemento de freno presionando el disco de freno, y

- una posiciïn inactiva, en la que circula corriente elïctrica por dicho, al menos un, actuador electromagnïtico, generïndose un flujo magnïtico que produce la separaciïn de dicho, al menos un, elemento de freno respecto del disco de freno, produciendo el choque de ïste con el actuador electromagnïtico.

Pues bien, de acuerdo con la invenciïn, dicho, al menos un, elemento de freno comprende al menos dos chapas metïlicas dispuestas en contacto por sus caras, de manera sustancialmente perpendicular al desplazamiento que puede realizar dicho, al menos un, elemento de freno, donde dichas, al menos dos, chapas estïn unidas entre sï en al menos un punto de uniïn, que tal y como se explica mïs adelante puede materializarse en diferentes realizaciones, de forma que el flujo magnïtico produce deformaciïn elïstica de las chapas y la creaciïn de al menos un espacio libre entre las caras de contacto de dichas, al menos dos, chapas.

La invenciïn se centra en un diseïo de un elemento de freno o armadura mïvil de freno electromagnïtico construido en base a chapas metïlicas, con el objetivo de reducir el nivel de ruido que se genera en el momento de la activaciïn y desactivaciïn de los frenos. Con ello se consigue que la reluctancia del circuito magnïtico varïe de forma progresiva y asï reducir el nivel de ruido en el momento de la activaciïn y desactivaciïn de dichos frenos. La variaciïn de la reluctancia se produce debido al hecho de que, cuando se suministra corriente al actuador electromagnïtico, las chapas del elemento de freno no se mueven en bloque, sino que lo hacen una por una, apareciendo entre ellas un pequeïo espacio libre, en forma de separaciïn o entrehierro. El hecho de que el contacto del elemento de freno contra el cuerpo del actuador electromagnïtico se produzca de manera progresiva con cada chapa individualmente hace que el ruido del impacto se reduzca considerablemente.

La reluctancia magnïtica de un material o circuito magnïtico es la resistencia que ïste posee al paso de un flujo magnïtico cuando estï sometido a un campo magnïtico. Se define...

1. Dispositivo de freno electromagnïtico para frenar un eje giratorio (A) , donde dicho eje giratorio (A) estï unido a un disco de freno (1) de forma que el giro relativo entre dicho disco de freno (1) y dicho eje giratorio (A) estï impedido, donde el dispositivo de freno electromagnïtico comprende:

-al menos un elemento de freno (2) que puede contactar con una primera superficie (1’) del disco de freno (1) , produciendo el frenado del eje giratorio (A) ,

- al menos un actuador electromagnïtico (4) , donde el dispositivo de freno puede tener dos posiciones que consisten en:

- una posiciïn activa, en la que no circula corriente elïctrica por dicho, al menos un, actuador electromagnïtico (4) , y en la que medios elïsticos que comprende el dispositivo de freno mantienen dicho, al menos un, elemento de freno (2) presionando el disco de freno (1) , y

- una posiciïn inactiva, en la que circula corriente elïctrica por dicho, al menos un, actuador electromagnïtico (4) , generïndose un flujo magnïtico que produce la separaciïn de dicho, al menos un, elemento de freno (2) respecto del disco de freno (1) , caracterizado por que dicho, al menos un, elemento de freno (2) comprende al menos dos chapas metïlicas dispuestas en contacto por sus caras, de manera sustancialmente perpendicular al desplazamiento que puede realizar dicho, al menos un, elemento de freno (2) , donde dichas, al menos dos, chapas estïn unidas entre sï en al menos un punto de uniïn (8) de forma que el flujo magnïtico produce deformaciïn elïstica de las chapas y la creaciïn de al menos un espacio libre (7) entre las caras de contacto de dichas, al menos dos, chapas.

2. Dispositivo de freno electromagnïtico segïn la reivindicaciïn 1, donde el disco de freno (1) puede desplazarse respecto al eje giratorio (A) segïn la propia direcciïn axial del eje giratorio (A) , donde el dispositivo de freno electromagnïtico comprende:

-un elemento de freno (2) que puede contactar con una primera superficie (1’) del disco de freno (1) desplazïndolo hasta que una segunda superficie (1’’) de dicho disco de freno (1) , opuesta a la primera superficie (1’) , contacta con una superficie (3’) de una carcasa de soporte

(3) , produciendo el frenado del eje giratorio (A) , de forma que en la posiciïn activa los medios elïsticos que comprende el dispositivo de freno mantienen el elemento de freno (2) presionando el disco de freno (1) contra la carcasa de soporte (3) .

3. Dispositivo de freno electromagnïtico segïn la reivindicaciïn 1, que comprende al menos dos elementos de freno (2) , donde un primer elemento de freno (2) puede contactar con una primera superficie (1’) del disco de freno (1) al mismo tiempo que un segundo elemento de freno (2) puede contactar con una segunda superficie (1’’) de dicho disco de freno (1) , opuesta a la primera superficie (1’) , produciendo el frenado del eje giratorio (A) , de forma que en la posiciïn activa los medios elïsticos que comprende el dispositivo de freno mantienen dichos, al menos dos, elementos de freno (2) presionando el disco de freno (1) .

4. Dispositivo de freno electromagnïtico segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el flujo magnïtico generado por dicho, al menos un, actuador electromagnïtico (4) atraviesa las caras de contacto de las chapas de manera sustancialmente perpendicular al desplazamiento que puede realizar cada elemento de freno (2) .

5. Dispositivo de freno electromagnïtico segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho, al menos un, punto de uniïn (8) entre dichas, al menos dos, chapas no estï situado en la periferia de dichas, al menos dos, chapas.

6. Dispositivo de freno electromagnïtico segïn cualquiera de las reivindicaciones 2, 4 y 5, en el que dicho, al menos un, actuador electromagnïtico (4) estï fijado a un soporte auxiliar (5) que a su vez es solidario a la carcasa de soporte (3) , de forma que dicho, al menos un,

elemento de freno (2) se encuentra situado entre la primera superficie (1’) del disco de freno (1)

y dicho, al menos un actuador electromagnïtico (4) .

7. Unidad de accionamiento elïctrica, caracterizada por que comprende un dispositivo de freno electromagnïtico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde la carcasa de soporte (3) se corresponde con una carcasa de la unidad de accionamiento elïctrica.

8. Aparato elevador, que comprende una unidad de accionamiento elïctrico (9) que comprende una polea de tracciïn que puede producir el movimiento de unos cables de tracciïn y suspensiïn que desplazan una cabina caracterizado por que comprende al menos un dispositivo de freno electromagnïtico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.

9. Mïtodo para reducir ruido en un dispositivo de freno electromagnïtico que comprende un elemento de freno (2) que puede contactar con un disco de freno (1) , caracterizado por que comprende generar un flujo magnïtico mediante un actuador electromagnïtico (4) y producir una deformaciïn elïstica de al menos dos chapas metïlicas que comprende el elemento de freno (2) , generando al menos un espacio libre (7) entre dichas chapas metïlicas.

10. Mïtodo para reducir ruido en un dispositivo de freno electromagnïtico, segïn la reivindicaciïn 9, que comprende deformar elïsticamente de manera progresiva las chapas del elemento de freno (2) de forma que se reducen progresivamente los espacios libres (7) , cuando se genera el flujo magnïtico y el elemento de freno (2) contacta el actuador electromagnïtico (4) .

11. Mïtodo para reducir ruido en un dispositivo de freno electromagnïtico, segïn la reivindicaciïn 10, que a continuaciïn comprende cortar el suministro elïctrico del actuador electromagnïtico (4) de forma que vuelven a generarse espacios libres (7) como consecuencia de la deformaciïn elïstica de las chapas del elemento de freno (2) .

12. Mïtodo para reducir ruido en un dispositivo de freno electromagnïtico, segïn la reivindicaciïn 11, que a continuaciïn comprende deformar elïsticamente de manera progresiva las chapas del elemento de freno (2) de forma que se reducen progresivamente los espacios libres (7) , cuando dicho elemento de freno (2) contacta el disco de freno (1) .

13. Mïtodo para reducir ruido en un dispositivo de freno electromagnïtico, segïn cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, donde el disco de freno (1) estï fijado a un eje de giro (A) de una unidad de accionamiento elïctrica (9) de un aparato elevador que comprende una polea de tracciïn que puede producir el movimiento de unos cables de tracciïn y suspensiïn que desplazan una cabina.