Accionador electromagnético, disposición de freno que comprende el accionador electromagnético y método para reducir el consumo de energía del accionador electromagnético.

Accionador electromagnético (20), que comprende:

- al menos un yugo (12),

cuya forma define al menos una parte marginal (21) y al menos una parte central (22), entre las que se encuentra una parte de separación (23) para al menos una bobina (15), extendiéndose la parte marginal (21) y la parte central (22) del yugo (12) más lejos de la parte posterior (24) del yugo (12) que la parte de separación (23);

- al menos una bobina (15) en dicha parte de separación (23) alrededor de dicha parte central (22);

- al menos una armadura móvil cargada elásticamente (13), configurada para funcionar magnéticamente con dicho yugo (12), teniendo la armadura (13) una superficie (28), de la cual una parte forma una parte de contacto que, al menos en parte, coincide con dicha al menos una parte marginal (21) y/o con la parte central (22);

- estando dicho yugo (12), al menos una bobina (15) y la armadura (13) configurados de modo que:

i) cuando una corriente eléctrica está presente en la al menos una bobina (15), la armadura (13) es arrastrada magnéticamente hacia el yugo (12), causando la compresión del al menos un elemento elástico (17); y

- al menos un elemento de amortiguación elástico (26) para reducir la fuerza de accionamiento entre el yugo (12) y la armadura (13), situado de manera que cuando la armadura (13) es arrastrada hacia el yugo (12), el elemento elástico (26) actúa en la parte de separación (23), el elemento elástico (26) está dispuesto de manera que deja libre dicha al menos una parte marginal (21) y/o dicha al menos una parte central (22),

caracterizado por que dicho elemento elástico (26) está al menos parcialmente dispuesto en una ranura o rebaje (25) de la armadura (13), estando dicha ranura o rebaje (25) opcionalmente realizada más ancha que el elemento elástico con el fin de mejorar el alojamiento del elemento elástico (26) bajo compresión.

Accionador electromagnético, disposición de freno que comprende el accionador electromagnético y método para reducir el consumo de energía del accionador electromagnético

Campo de la invención

La invención se refiere al electromagnetismo, más en concreto a accionadores electromagnéticos.

Técnica anterior

La publicación de solicitud de patente internacional WO 2011/036335 (véase la figura 1 del presente documento) da a conocer una estructura práctica de un accionador electromagnético 10. El accionador electromagnético 10 comprende un yugo 12 y una armadura cargada elásticamente 13 que puede ser arrastrada hacia el yugo 12 por la activación de la bobina 15 al pasar una corriente eléctrica a la bobina 15, comprimiendo de ese modo el elemento elástico 17.

Cuando la corriente eléctrica desaparece, cesa el arrastre magnético de la armadura 13 hacia el yugo 12 y el elemento elástico 17 se descomprime, alejando así la armadura 13 del yugo 12.

Un accionador electromagnético 10 de este tipo puede ser utilizado, entre otros, en un freno de la maquinaria de un ascensor. Para este propósito, la armadura 13 está adaptada para accionar una pastilla de freno 11, que se puede utilizar para frenar un disco de freno o tambor de freno 18, o un rotor 19, o cualquier otra parte móvil.

Un impacto de accionamiento resulta del arrastre de la armadura 13 hacia el yugo 12, siendo el impacto causado por la impulsión de la armadura 13, siendo dicha impulsión impartida por la armadura 13 cuando se detiene en un tiempo muy corto. Es conocido en la técnica amortiguar el impacto de accionamiento mediante el uso de una hoja 14 de material elástico, que puede absorber la impulsión en un tiempo muy corto mediante deformación reversible. Se sabe que esta disposición ayuda a evitar el chasquido, a veces estridente, cuando se enciende el accionador electromagnético. También se sabe que la disposición ayuda a evitar el desgaste del yugo, de la armadura y de otras partes móviles del accionador electromagnético.

El documento WO 2008/114754 A1 describe un accionador electromagnético de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Objeto de la invención

Los inventores han observado accionadores electromagnéticos del tipo conocido en funcionamiento y han encontrado que el consumo de energía de tales accionadores electromagnéticos puede ser significativamente alto.

Cuanto mejor sea la amortiguación entre el yugo y la armadura, más gruesa tiene que ser la hoja de material elástico. Una hoja gruesa de material elástico tiende a alejar bastante la armadura del yugo cuando el accionador electromagnético está arrastrando la armadura. Esto puede conducir a una pérdida de compresión en el elemento elástico, y, aún más importante, a una pérdida de fuerza de atracción magnética entre el yugo y la armadura. En este caso, el imán debe hacerse más potente, por ejemplo mediante el aumento de la corriente eléctrica en la bobina.

Es decir, la hoja de material elástico tiende a debilitar el flujo magnético entre el yugo y la armadura. Siendo ese el caso, la bobina debe ser accionada con una corriente mayor, lo cual consume más energía.

Un primer objeto de la presente invención es reducir el consumo de energía en un accionador electromagnético.

Este objeto se puede lograr con un accionador electromagnético de acuerdo con la reivindicación independiente 1 de la patente y con el método de acuerdo con la reivindicación independiente 10 de la patente.

Un segundo objeto de la invención es reducir el consumo de energía en una disposición de freno que tiene al menos un accionador electromagnético. Este objeto se puede lograr con una disposición de freno de acuerdo con la reivindicación independiente paralela 7 de la patente.

Las reivindicaciones dependientes de la patente describen aspectos ventajosos del accionador electromagnético, de la disposición de freno electromagnético y del método.

Ventajas de la invención

Un accionador electromagnético comprende al menos un yugo, cuya forma está definida por al menos una parte marginal y al menos una parte central, entre las que hay una parte de separación para al menos una bobina. La

parte marginal y la parte central del yugo se extienden más lejos de la parte posterior del yugo que la parte de separación. En tal accionador electromagnético, hay al menos una bobina en la parte de separación alrededor de la parte central.

Además, hay al menos una armadura móvil cargada elásticamente, configurada para funcionar magnéticamente con dicho yugo, teniendo la armadura una superficie, de la cual una parte forma una parte de contacto que al menos en parte coincide con dicha al menos una parte marginal y/o con la parte central.

El yugo, la al menos una bobina y la armadura están configurados de manera que: a) cuando una corriente eléctrica está presente en la al menos una bobina, la armadura es arrastrada magnéticamente hacia el yugo, causando la compresión del al menos un elemento elástico y el arrastre de la armadura hacia el yugo, y b) cuando una corriente eléctrica no está presente en la al menos una bobina, la armadura es apartada del yugo por la descompresión del al menos un elemento elástico.

De acuerdo con la invención, el accionador electromagnético comprende además al menos un elemento de amortiguación elástico para reducir la fuerza de accionamiento entre el yugo y la armadura, situado de manera que cuando la armadura es arrastrada hacia el yugo, el elemento elástico actúa en la parte de separación. El elemento elástico está dispuesto de manera que deja libre dicha al menos una parte marginal y/o dicha al menos una parte

central.

De acuerdo con la invención, el elemento elástico está dispuesto de manera que deja libre dicha al menos una parte marginal y dicha al menos una parte central, de manera que el elemento elástico no llega al espacio de dicha al menos una parte marginal y de dicha al menos una parte central.

De este modo, ya que el elemento de amortiguación elástico está dispuesto para actuar en la parte de separación, y no para actuar en la parte marginal, la parte central o en ambas, el flujo magnético entre el yugo y la armadura se ve afectado lo menos posible y al mismo tiempo consigue al menos algunos de los beneficios, si no todos, de usar el al menos un elemento de amortiguación elástico.

Cuando el yugo tiene una forma similar a un disco y cuando la parte marginal y la parte de separación están ambas dispuestas para rodear el yugo, se puede obtener un acoplamiento magnético lo más simétrico posible desde el punto de vista rotacional. Con este tipo de disposición, se puede obviar la posición rotacional correspondiente de la armadura con respecto al yugo.

También de acuerdo con la invención, cuando el al menos un elemento elástico está al menos parcialmente dispuesto en una ranura o rebaje de la armadura, el volumen del elemento elástico puede ser mayor manteniendo al mismo tiempo reducido el volumen que se extiende por encima de los alrededores de la ranura o rebaje. Esto puede ser muy importante en la práctica ya que de esta manera el volumen total del elemento elástico utilizado para absorber la impulsión de la armadura se puede hacer suficientemente grande. De esta manera, se puede reducir el desgaste del elemento elástico si se compara con una situación en la que el elemento elástico se hace más delgado, y también se puede conseguir una mejor capacidad de amortiguación debido al mayor volumen. Opcionalmente, la ranura o rebaje se puede hacer más ancho que el elemento elástico con el fin de mejorar el alojamiento del elemento elástico bajo compresión. Esta disposición puede mejorar la vida útil del elemento elástico, ya que ahora el elemento elástico puede ser más ancho bajo compresión. De esta manera, puede ser más fácil evitar una compresión excesiva del elemento elástico, lo que puede ayudar a evitar fracturas microscópicas en el elemento elástico, especialmente cuando el elemento elástico consiste en, o comprende, polímeros, cuya cadena de polímeros se puede deformar irreversiblemente y de ese modo destruirse bajo demasiada presión.

Si el accionador electromagnético comprende al menos dos elementos de amortiguación que han sido dispuestos de manera que quede una distancia de separación entre cada uno de los al menos dos elementos elásticos, se puede compensar mejor el efecto de los elementos de amortiguación que se deforman bajo compresión. Los elementos de amortiguación tienden a volverse un poco más anchos bajo compresión, lo que los hace más delgados, como puede suceder cuando un automóvil está totalmente cargado. La distancia... [Seguir leyendo]

1. Accionador electromagnético (20), que comprende:

- al menos un yugo (12), cuya forma define al menos una parte marginal (21) y al menos una parte central (22), entre las que se encuentra una parte de separación (23) para al menos una bobina (15), extendiéndose la parte marginal (21) y la parte central (22) del yugo (12) más lejos de la parte posterior (24) del yugo (12) que la parte de separación (23);

- al menos una bobina (15) en dicha parte de separación (23) alrededor de dicha parte central (22);

- al menos una armadura móvil cargada elásticamente (13), configurada para funcionar magnéticamente con dicho yugo (12), teniendo la armadura (13) una superficie (28), de la cual una parte forma una parte de contacto que, al menos en parte, coincide con dicha al menos una parte marginal (21) y/o con la parte central (22);

- estando dicho yugo (12), al menos una bobina (15) y la armadura (13) configurados de modo que:

i) cuando una corriente eléctrica está presente en la al menos una bobina (15), la armadura (13) es arrastrada magnéticamente hacia el yugo (12), causando la compresión del al menos un elemento elástico (17); y

- al menos un elemento de amortiguación elástico (26) para reducir la fuerza de accionamiento entre el yugo (12) y la armadura (13), situado de manera que cuando la armadura (13) es arrastrada hacia el yugo (12), el elemento elástico (26) actúa en la parte de separación (23), el elemento elástico (26) está dispuesto de manera que deja libre dicha al menos una parte marginal (21) y/o dicha al menos una parte central (22),

caracterizado por que dicho elemento elástico (26) está al menos parcialmente dispuesto en una ranura o rebaje (25) de la armadura (13), estando dicha ranura o rebaje (25) opcionalmente realizada más ancha que el elemento elástico con el fin de mejorar el alojamiento del elemento elástico (26) bajo compresión.

2. Accionador electromagnético (20) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el yugo (12) tiene una forma similar a un disco, y en el que la parte marginal (21) y la parte de separación (23) están ambas dispuestas para rodear el yugo (12).

3. Accionador electromagnético (20) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que están presentes al menos dos elementos elásticos (26) que han sido dispuestos de manera que quede una distancia de separación (d) entre cada uno de los al menos dos elementos elásticos (26); opcionalmente la armadura (13) puede estar realizada para extenderse dentro de la distancia de separación (d), es decir, entre los al menos dos elementos elásticos (26).

4. Accionador electromagnético (20) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que también la armadura (13) tiene una forma similar a un disco, y en el que el al menos un elemento elástico (26) está dispuesto para rodear la armadura (13).

5. Accionador electromagnético (20) de acuerdo con la reivindicación 4, que comprende además un elemento de protección (27) entre la bobina (15) y el elemento elástico (26), siendo el elemento de protección evitado preferiblemente en la parte de separación (23) y/o en la parte de la parte marginal (21), de la parte central (22) o de ambas, limitando el extremo más exterior de la parte de separación (23) como se ve desde la parte posterior (24) del yugo (12).

6. Accionador electromagnético (20) de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el elemento de protección (27) comprende, o está hecho de, acero, en concreto acero inoxidable, más preferiblemente en forma de al menos una hoja.

7. Disposición de freno (30) que comprende al menos un accionador electromagnético (20) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 7, y en el que la armadura (13) está adaptada para accionar un elemento móvil (31) en la disposición de freno (30), siendo el elemento móvil de manera ventajosa un elemento de freno y/o un soporte de un elemento de freno.

8. Disposición de freno (30) de acuerdo con la reivindicación 7, en la que el elemento de freno (31) es una pastilla de freno adaptada para frenar un tambor de freno o un disco de freno.

9. Disposición de freno (30) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 7 u 8, en la que la disposición de freno (30) ha sido Instalada en una máquina de elevación de ascensor.

10. Método para reducir el consumo de energía de un accionador electromagnético, en particular en un accionador electromagnético de una disposición de freno que de manera más ventajosa se ha instalado en una máquina de elevación de ascensor, comprendiendo el accionador electromagnético:

- al menos un yugo (12), cuya forma define al menos una parte marginal (21) y al menos una parte central (22), entre las que hay una parte de separación (23) para al menos una bobina (15), la parte marginal (21) y la parte central (22) del yugo se extienden más lejos de la parte posterior (24) del yugo (12) que la parte de separación (23);

- al menos una bobina (15) en dicha parte de separación (23) alrededor de dicha parte central (22);

- al menos una armadura móvil cargada elásticamente (13), configurada para funcionar magnéticamente con dicho yugo (12), teniendo la armadura (13) una superficie (28), de la cual una parte forma una parte de contacto que, al menos en parte, coincide con dicha al menos una parte marginal (21) y/o con la parte central (22);

- estando dicho yugo (12), al menos una bobina (15) y la armadura (13) configurados de modo que:

i) cuando una corriente eléctrica está presente en la al menos una bobina (15), la armadura (13) es arrastrada magnéticamente hacia el yugo (12), causando la compresión del al menos un elemento elástico (17) y el arrastre de la armadura (13) hacia el yugo (12), y

ii) cuando una corriente eléctrica no está presente en la bobina (15), la armadura (13) es apartada del yugo (12) por la descompresión del al menos el elemento elástico (17);

- al menos un elemento de amortiguación (26) para reducir el impacto de accionamiento entre el yugo (12) y la armadura (13), estando al menos un elemento elástico (26) situado parcialmente en una ranura o rebaje (25) de la armadura (13), en el que dicha ranura o rebaje (25), opcionalmente realizada más ancha que el elemento elástico (26) con el fin de mejorar el alojamiento del elemento elástico (26) bajo compresión, está situada de manera que cuando la armadura (13) es arrastrada hacia el yugo (12), el elemento elástico (26) actúa en la parte de separación (23), por lo que el elemento elástico (26) ha sido dispuesto de manera que deja libre dicha al menos una parte marginal (21) y/o dicha al menos una parte central (22).

11. Método de acuerdo con la reivindicación 10, en el que el yugo (12) tiene una forma similar a un disco, y en el que la parte marginal (21) y parte de separación (22) están ambas dispuestas para rodear el yugo (12).

12. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 10 a 11, en el que están presentes al menos dos elementos de amortiguación (26) que han sido dispuestos de manera que quede una distancia de separación (d) entre cada uno de los al menos dos elementos elásticos (26); opcionalmente la armadura (13) puede estar adaptada para extenderse dentro de la distancia de separación (d),

13. Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 10 a 12, en el que también la armadura (13) tiene una forma similar a un disco, y en el que el al menos un elemento elástico (26) está dispuesto para rodear la armadura (13).