Dispositivo de freno de ascensor que incluye polarización de imán permanente para aplicar una fuerza de frenado.

Un dispositivo de freno de ascensor (30), que comprende:

un imán permanente (40);

un núcleo (42) que soporta el imán permanente (40);

una primera placa (44) cerca de un lado del núcleo (42) con un primer hueco (46) entre la primera placa (44) y el núcleo (42);

una segunda placa (48) cerca de otro lado del núcleo (42) con un segundo hueco (50) entre la segunda placa (48) y el núcleo (42), la primera y segunda placas (44, 48) que permanecen fijas una con respecto a la otra, la primera y segunda placas (44, 48) que están dispuestas para permitir un movimiento relativo entre el núcleo (42) y la primera y segunda placas (44, 48);

una bobina (54) soportada por el núcleo (42) y que forma con el núcleo (42) un electroimán que influye selectivamente en una cantidad de densidad de flujo magnético a través del primer y segundo huecos (46, 50), respectivamente, para controlar una fuerza de frenado del dispositivo de freno (30); y

una pastilla de freno móvil (36); en donde

dicho imán permanente (40) desvía dicha pastilla de freno (36) a un estado de frenado siempre que la bobina (54) no está excitada.

Dispositivo de freno de ascensor que incluye polarización de imán permanente para aplicar una fuerza de frenado Antecedentes

Los sistemas de ascensor incluyen una cabina de ascensor que se mueve verticalmente para transportar pasajeros, carga o ambos a diversos niveles dentro de un edificio o estructura. Hay diferentes disposiciones para propulsar la cabina de ascensor y soportarla dentro de un hueco de ascensor. La mayoría de los sistemas incluyen un freno que se usa para detener la cabina de ascensor y mantenerla en una posición deseada.

En sistemas de ascensor basados en tracción, por ejemplo, un conjunto de máquina de ascensor incluye un motor, una unidad para controlar la operación del motor y una polea de tracción que se acciona por el motor para causar el movimiento deseado de la cabina de ascensor. Un conjunto de soporte de carga (por ejemplo, cables redondos o cintas planas) soporta el peso de la cabina de ascensor y sigue a la polea de tracción de manera que el movimiento de la polea de tracción causa un movimiento correspondiente de la cabina de ascensor. El freno opera sobre un disco de rotor de freno, el cual está acoplado con la polea de tracción, para controlar la velocidad a la que gira la polea o para Impedir el movimiento de la polea (y la cabina de ascensor) para satisfacer las necesidades de una situación particular.

Hay una variedad de disposiciones de freno de ascensor que se han usado. Los frenos típicos incluyen muelles mecánicos que fuerzan una placa móvil axialmente contra el rotor de freno que tiene un material de revestimiento de freno. La fricción resultante entre la placa móvil y el material de revestimiento detiene y mantiene el ascensor en su lugar. El enganche de la placa móvil es conocido en la técnica como "bajar el freno" y es típicamente el estado por defecto. La liberación del freno se conoce en la técnica como "levantar el freno". Las disposiciones típicas incluyen un solenoide para hacer un movimiento contra la polarización de los muelles mecánicos para mover la placa móvil fuera de su enganche. La fuerza generada por el solenoide supera la fuerza de los muelles y tira de la placa móvil fuera del rotor de freno.

Usar un solenoide para mover la placa es inherentemente inestable porque la aceleración cambia con un cambio en el hueco entre la placa móvil y los componentes asociados (por ejemplo, según se mueve la placa móvil fuera o dentro de su enganche). Los campos magnéticos aumentan según se acercan las partes ferromagnéticas (por ejemplo, la placa móvil y un alojamiento que soporta el electroimán), teniendo a crear una aceleración de la placa móvil. La placa típicamente se mueve a través de un hueco de aire de aproximadamente 0,3 mm entre una posición enganchada (es decir, bajada) y una desenganchada (es decir, levantada). SI el campo magnético decae demasiado rápidamente cuando se baja el freno, por ejemplo, entonces la placa móvil se acelera por los muelles en contacto con el rotor de freno. La aceleración incontrolable de la placa a través del hueco de aire y el contacto resultante con el alojamiento o rotor de freno pueden provocar un ruido desagradable que se puede oír dentro de la cabina de ascensor.

Los intentos de reducir tal ruido incluyen el uso de juntas tóricas para amortiguar el movimiento, reducir el impacto y reducir el ruido. Desventajosamente, las juntas tóricas están sometidas a arrastre, relajación de tensión y envejecimiento. Con el tiempo estos factores degradan las juntas tóricas causando un aumento notable en el ruido, junto con una reducción en la fuerza que engancha el freno. El aumento del ruido y la reducción de la fuerza de enganche requieren a la larga reajustar el par del freno y sustituir las juntas tóricas para mantener la operación deseada y las características de amortiguación de ruido. Adicionalmente, las disposiciones típicas requieren ajustar inicialmente el par más alto que se requeriría de otro modo para compensar la degradación posible de las juntas tóricas. Tal sobre diseño de un freno de ascensor introduce costes adicionales. Otros dispositivos conocidos incluyen el uso de una pastilla o paragolpes elastomérico. Tales dispositivos también sufren del tiempo de vida limitado asociado con las juntas tóricas.

Compendio

Un dispositivo de freno de ascensor ejemplar incluye un imán permanente. Un núcleo soporta el imán permanente. Una primera placa está colocada cerca de un lado del núcleo con un primer hueco entre la primera placa y el núcleo. Una segunda placa está colocada cerca del otro lado del núcleo con un segundo hueco entre la segunda placa y el núcleo. La primera y segunda placas se mantienen fijas una con respecto a la otra y están dispuestas de manera que es posible un movimiento relativo entre el núcleo y las placas. Un electroimán influye selectivamente en una cantidad de flujo magnético a través del primer y segundo huecos, respectivamente, para controlar una fuerza de frenado del freno.

Un método ejemplar de control de un freno de ascensor, el cual tiene un imán permanente que aplica una fuerza de frenado y un electroimán soportado por un núcleo con una primera placa cerca de un primer lado del núcleo y una segunda placa cerca de un segundo lado del núcleo con un hueco entre cada placa y el núcleo, incluye establecer una primera densidad de flujo magnético, respectiva en los huecos para aplicar la fuerza de frenado. Una segunda densidad de flujo magnético, respectiva se establece en los huecos para liberar la fuerza de frenado.

Los diversos rasgos y ventajas de los ejemplos descritos llegarán a ser evidentes para los expertos en la técnica a partir de la siguiente descripción detallada. Los dibujos que acompañan la descripción detallada se pueden describir brevemente como sigue.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 ilustra esquemáticamente un ejemplo de conjunto de máquina de ascensor que incluye un dispositivo de freno diseñado según una realización de esta invención.

La Figura 2 es una vista en perspectiva de un ejemplo de dispositivo de freno de ascensor.

La Figura 3 es una ilustración de sección transversal parcial de las partes seleccionadas del ejemplo de realización de la Figura 2.

La Figura 4 es una ilustración esquemática de un ejemplo de estado de operación del ejemplo de dispositivo de freno de la Figura 2.

La Figura 5 es una ilustración esquemática de otro ejemplo de estado de operación del ejemplo de dispositivo de freno de la Figura 2.

Descripción detallada

La Figura 1 muestra esquemáticamente un conjunto de máquina de ascensor 20. Un bastidor 22 soporta una parte de motor 24 y una polea de tracción 26. El motor 24 hace rotar la polea atracción 26 para causar un movimiento de los elementos de soporte de carga 28 (por ejemplo, cables o cintas planas) para causar el movimiento deseado de una cabina de ascensor asociada. Un dispositivo de freno 30 ralentiza y detiene el movimiento de la polea de tracción 26 para mantener una velocidad o posición deseada de la cabina de ascensor asociada, por ejemplo.

Con referencia a las Figuras 2 y 3, un ejemplo de dispositivo de freno 30 ilustrado está operativo para aplicar una fuerza de frenado para controlar la rotación de un disco de rotor de freno 32 que está acoplado con la polea de tracción 26 de manera que la polea de tracción 26 y el disco 32 rotan juntos. Un elemento de montaje 34 asegura el dispositivo de freno 30 a una parte del bastidor 22. El elemento de montaje 34 asegura que el dispositivo de freno 30 no rotará con respecto al bastidor 22 para controlar la rotación del disco 32.

El ejemplo ilustrado incluye una disposición de estilo pinza con las pastillas de freno 36 que enganchan lados opuestos del disco 32 para proporcionar resistencia a la rotación del disco 32 en una cantidad correspondiente a una cantidad de fuerza usada para empujar las pastillas de freno 36 en el disco 32. Este ejemplo incluye dos partes de pinza que actúan sobre el disco 32. Otros ejemplos incluyen una mientras que todavía otros ejemplos incluyen más de dos.

Un imán permanente (PM) 40 proporciona una polarización de campo magnético que aplica a una fuerza de frenado. En otras palabras, el PM 40 empuja el dispositivo de freno 30 a un estado bajado. El PM 40 esta soportado por un núcleo 42. En este ejemplo, el PM 40 comprende un anillo recibido dentro de una parte correspondiente del núcleo 42. El núcleo 42 comprende un material ferromagnético.

Una primera placa 44 está colocada cerca de un lado del núcleo 42. La primera placa comprende un material ferromagnético y en un ejemplo, comprende el mismo material que el núcleo 42. La primera placa 44 está separada del núcleo 42 de manera... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo de freno de ascensor (30), que comprende:

un imán permanente (40);

un núcleo (42) que soporta el imán permanente (40);

una primera placa (44) cerca de un lado del núcleo (42) con un primer hueco (46) entre la primera placa (44) y el núcleo (42);

una segunda placa (48) cerca de otro lado del núcleo (42) con un segundo hueco (50) entre la segunda placa (48) y el núcleo (42), la primera y segunda placas (44, 48) que permanecen fijas una con respecto a la otra, la primera y segunda placas (44, 48) que están dispuestas para permitir un movimiento relativo entre el núcleo (42) y la primera y segunda placas (44, 48);

una bobina (54) soportada por el núcleo (42) y que forma con el núcleo (42) un electroimán que influye selectivamente en una cantidad de densidad de flujo magnético a través del primer y segundo huecos (46, 50), respectivamente, para controlar una fuerza de frenado del dispositivo de freno (30); y

una pastilla de freno móvil (36); en donde

dicho imán permanente (40) desvía dicha pastilla de freno (36) a un estado de frenado siempre que la bobina (54) no está excitada.

2. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde

el primer hueco (46) comprende un primer espacio no magnético entre la primera placa (44) y el núcleo (42);

el segundo hueco (50) comprende un segundo espacio no magnético entre la segunda placa (48) y el núcleo (52); y

el segundo espacio no magnético es mayor que el primer espacio no magnético.

3. El dispositivo de la reivindicación 2, en donde el imán permanente (40) está más cerca del segundo hueco (50) que del primer hueco (46).

4. El dispositivo de la reivindicación 2 o 3, que comprende

un separador no magnético (52) en el segundo hueco (50) de manera que un espacio físico no ocupado en el segundo hueco (50) es menor que el segundo espacio no magnético.

5. El dispositivo de la reivindicación 2, 3 o 4, en donde el imán permanente (40) tiene un campo magnético asociado que establece una densidad de flujo magnético en el primer y segundo huecos (46, 50), respectivamente y la densidad de flujo magnético en el primer hueco (46) es mayor que la densidad de flujo magnético en el segundo hueco (50) cuando el electroimán no está excitado de manera que la primera placa (44) se empuja hacia el núcleo (42) por una primera fuerza que es mayor que una segunda fuerza que empuja la segunda placa (48) hacia el núcleo (42).

6. El dispositivo de la reivindicación 5, en donde el imán permanente hace a la primera y segunda placas (44, 48) y al núcleo (42) estar en una posición correspondiente para aplicar una fuerza de frenado cuando no está excitado el electroimán y en donde, opcionalmente, la fuerza de frenado corresponde a una diferencia entre la primera y segunda fuerzas.

7. El dispositivo de la reivindicación 5 o 6, en donde una densidad de flujo magnético disminuye en el primer hueco (46) y aumenta en el segundo hueco (50) en respuesta a un primer estado excitado del electroimán de manera que la primera y segunda placas (44, 48) y el núcleo (42) están situados unas con respecto al otro y el dispositivo de freno (30) está en una posición liberada y en donde, opcionalmente, el primer estado excitado aumenta la densidad de flujo magnético en el segundo hueco (50) y disminuye la densidad de flujo magnético en el primer hueco (46) hasta que la segunda fuerza excede la primera fuerza para mover el dispositivo de frenado (30) a la posición liberada.

8. El dispositivo de la reivindicación 7, en donde un segundo estado excitado del electroimán es operativo para mantener la posición liberada del freno y en donde el segundo estado excitado comprende una corriente eléctrica menor en una bobina (54) del electroimán respecto a una corriente eléctrica asociada con el primer estado excitado.

9. El dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, en donde la densidad de flujo magnético en el primer hueco (46) aumenta a un nivel más alto en respuesta al electroimán que está en un estado excitado de frenado aumentado de manera que la primera placa (46) se empuja hacia el núcleo (42) por una fuerza aumentada mayor que la primera fuerza.

10. El dispositivo de cualquier reivindicación precedente, que comprende

una varilla no magnética (56) que conecta la primera placa (44) con la segunda placa (48) y en donde la varilla (56) y las placas (44, 46) se mueven juntas respecto al núcleo (42).

11. El dispositivo de la reivindicación 12, en donde la varilla (56) se recibe al menos parcialmente en el núcleo y que además comprende opcionalmente

al menos uno de un casquillo o un rodamiento (58) adyacente a la varilla (56) para facilitar el movimiento deseado de la varilla respecto al núcleo (42).

12. El dispositivo de cualquier reivindicación precedente, que comprende una pastilla de freno fija (36); y

dicha pastilla de freno móvil (36) que se empuja hacia la pastilla de freno fija (36) en respuesta a una densidad de flujo magnético a través del primer y segundo huecos (46, 50), respectivamente, la pastilla de freno móvil que está soportada opcionalmente en uno del núcleo (42) o una de la primera o segunda placas (44, 48).

13. El dispositivo de cualquier reivindicación precedente, que comprende un segundo imán permanente (40);

un segundo núcleo (42); otra primera placa (44); otra segunda placa (48); y un segundo electroimán.

14. Un método de control de un freno de ascensor que tiene un imán permanente (40) y un electroimán que comprende una bobina (54) soportada por un núcleo (42) con una primera placa (44) cerca de un lado del núcleo (42) y una segunda placa (48) cerca de otro lado del núcleo (42) con un hueco (46, 50) entre el núcleo (42) y cada una de las placas (44, 48), que comprende los pasos de:

establecer unas primeras densidades de flujo magnético respectivas en los huecos (46, 50) entre el núcleo (42) y la primera y segunda placas (44, 48) para aplicar una fuerza de frenado a una pastilla de freno (36); y

establecer unas segundas densidades de flujo magnético respectivas en los huecos (46, 50) para liberar la fuerza de frenado,

en donde

las primeras densidades de flujo magnético respectivas corresponden a un campo magnético del imán permanente (40); y

las segundas densidades de flujo magnético respectivas corresponden a un campo magnético del electroimán y el campo magnético del imán permanente (40), por lo cual siempre que dicho electroimán no está excitado dicho imán permanente (40) aplica una fuerza de frenado.

15. El método de la reivindicación 14, que además comprende

establecer unas terceras densidades de flujo magnético respectivas en los huecos (46, 50) para aplicar una fuerza de frenado aumentada en respuesta a campos magnéticos combinados del imán permanente (40) y el electroimán.