ES2312941T3 - Freno y maquina electrica equipada con dicho freno. - Google Patents

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Abstract

Freno (1) para máquina eléctrica, que comprende: - un cárter (15), - un disco de freno (2) destinado a girar con un árbol (3) de la máquina, - una armadura (7) móvil con respecto al cárter (15) entre una posición de frenado en la que se aplica contra el disco (2) y una posición separada del disco (2), - un electroimán (10) para mantener, cuando es alimentado con corriente, la armadura en su posición separada, - por lo menos un resorte (12) que tiende a llevar la armadura (7) en posición de frenado, - un órgano de enclavamiento (27) dispuesto para mantener, en una posición de enclavamiento, la armadura (7) en posición separada, siendo este órgano de enclavamiento desplazable con respecto al cárter entre la posición de enclavamiento y una posición inactiva que permite que la armadura adopte de nuevo su posición de frenado, - un accionador eléctrico (30) dispuesto para permitir desplazar a distancia el órgano de enclavamiento, caracterizado porque el órgano de enclavamiento comprende un estribo (26) provisto de dos brazos (28) dispuestos para acoplarse, cuando el órgano de enclavamiento está en posición de mantenimiento, sobre unas extensiones radiales (22) de la armadura.

Description

Freno y máquina eléctrica equipada con dicho freno.
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La presente invención se refiere a los frenos para máquinas eléctricas, en particular a los destinados a equipar los motores eléctricos de algunas grúas o aeromotores.
Unos motores eléctricos equipados con frenos denominados de falta de corriente son comercializados desde hace largo tiempo.
Estos frenos comprenden por una parte un disco de freno solidario del árbol del motor y que soporta una guarnición de fricción y por otra parte una armadura que es presionada contra la guarnición de fricción bajo el efecto de resortes. Un electroimán permite alejar la armadura del disco cuando es activado durante el funcionamiento del motor.
Cuando el motor es utilizado en una grúa o aeromotor, el desbloqueo del freno puede ser necesario por ejemplo para poner en veleta la grúa o aeromotor.
Una palanca de mando está prevista para desplazar la armadura contra la acción de los resortes cuando se desea desbloquear manualmente el freno. Cuando esta palanca es soltada, la armadura es aplicada de nuevo por los resortes contra la guarnición de fricción del disco de freno.
El documento FR 2 305 328 describe un motor eléctrico según el preámbulo de la reivindicación 1; este motor es relativamente complejo, haciendo intervenir unas levas o rampas.
Existe la necesidad de perfeccionar aún los frenos conocidos, garantizando al mismo tiempo la seguridad requerida.
La invención prevé en particular responder a esta necesidad.
La presente invención tiene por objeto un freno para máquina eléctrica, que comprende:
- un cárter,
- un disco de freno destinado a girar con un árbol de la máquina,
- una armadura móvil con respecto al cárter entre una posición de frenado en la que se aplica contra el disco y una posición separada del disco,
- un electroimán para mantener, cuando es alimentado con corriente, la armadura en su posición separada,
- por lo menos un resorte que tiende a llevar la armadura en posición de frenado,
- un órgano de enclavamiento dispuesto para mantener, en una posición de enclavamiento, la armadura en posición separada, siendo este órgano de enclavamiento desplazable con respecto al cárter entre la posición de enclavamiento y una posición inactiva que permite a la armadura adoptar de nuevo su posición de frenado,
- un accionador eléctrico dispuesto para permitir desplazar a distancia el órgano de enclavamiento.
La invención permite realizar un freno capaz de ser desbloqueado manualmente o eléctricamente, de ser mantenido en estado desbloqueado por un mando manual o eléctrico, y capaz también de reengancharse a la primera puesta bajo tensión del freno.
El freno puede comprender una palanca de mando manual del freno, articulada sobre el cárter. Esta palanca de mando manual puede en particular comprender un estribo articulado sobre el cárter.
En una forma de realización preferida, el órgano de enclavamiento está articulado asimismo sobre el cárter. El órgano de enclavamiento puede comprender en particular un estribo dispuesto en la parte opuesta a la de la palanca de mando manual.
El órgano de enclavamiento puede ser solicitado por un medio de retorno elástico a su posición inactiva. La fuerza ejercida por este medio de retorno elástico puede ser insuficiente para llevar el órgano de enclavamiento en posición inactiva, cuando el órgano de enclavamiento está en posición de mantenimiento de la armadura en posición separada del disco y cuando la armadura está apoyada contra una superficie del órgano de enclavamiento.
El freno puede comprender un sensor dispuesto para detectar la posición del órgano de enclavamiento. Ese sensor puede comprender un microcontactor por ejemplo.
En una forma de realización particular, el órgano de enclavamiento comprende unos brazos dispuestos para acoplarse, cuando el órgano de enclavamiento está en posición de enclavamiento, sobre unas extensiones radiales de la armadura. Estas extensiones pueden estar unidas por unas bielas a la palanca de mando manual.
\global\parskip1.000000\baselineskip
El órgano de enclavamiento puede comprender asimismo una pata que permite desplazarlo manualmente.
La invención tiene asimismo por objeto, según otro de sus aspectos, un motor eléctrico equipado con un freno tal como el definido más arriba.
La invención se pondrá más claramente de manifiesto a partir de la lectura de la descripción detallada siguiente, de un ejemplo de realización no limitativo de ésta, y con el examen del plano adjunto, en el que:
- la figura 1 es una vista esquemática y parcial, en sección axial, de un freno,
- la figura 2 es una sección axial, esquemática y parcial, por otro plano diferente al de la figura 1,
- la figura 3 representa de forma esquemática, en perspectiva, el freno, y
- la figura 4 representa el freno de la figura 3 según otro ángulo de vista.
El freno 1 representado en las figuras comprende un disco de freno 2, que gira con el árbol 3 de un motor eléctrico M parcialmente visible en las figuras 3 y 4, al cual está fijado el freno 1.
El árbol 3 gira alrededor de un eje geométrico de rotación X, siendo guiado en particular por unos rodamientos 4 por ejemplo de bolas, alojados en una culata 5 del freno.
El disco 2 está provisto, sobre una cara en el ejemplo considerado, de una guarnición de fricción 6 que puede rozar contra una armadura 7 que está guiada en traslación según el eje X por unos pasadores 8 introducidos por un extremo en unos alojamientos correspondientes 9 de la culata 5, como se puede apreciar en la figura 1.
Los pasadores 8 están por ejemplo en número de tres, estando dispuestos a 120º unos de los otros alrededor del eje X.
Unos resortes 12, de los cuales sólo uno de ellos es visible en la figura 2, ejercen sobre la armadura un empuje hacia la izquierda en la figura 1, para aplicarla contra la guarnición de fricción 6.
Estos resortes 12 están por ejemplo en número de tres, estando dispuestos angularmente entre los pasadores 8 en unos alojamientos correspondientes 13 de la culata 5.
Un electroimán 10 permite desplazar la armadura 7 según el eje X, entre una posición de frenado en la que ésta es aplicada contra la guarnición de fricción 6 por los resortes 12 y una posición denominada de desbloqueo del freno, en la cual la armadura 7 está suficientemente separada de la guarnición de fricción 6 para no ejercer ningún par de frenado sensible sobre el árbol 3.
Una junta tórica 14 se interpone elásticamente entre la culata 5 y la armadura 7 cuando ésta está en su posición de desbloqueo del freno.
El electroimán 10 es alimentado con corriente eléctrica simultáneamente con el motor M, lo que permite una libre rotación del árbol 3. Cuando es necesario frenar el árbol 3, la alimentación eléctrica del electroimán 10 es cortada, y los resortes 12 aplican la armadura 7 contra la guarnición de fricción 6 del disco 2.
El freno 1 comprende, como se puede observar en las figuras 3 y 4, un cárter 15 que está fijado por ejemplo por atornillado sobre el motor M. Como variante, el cárter del freno y el del motor están realizados de una sola pieza.
Una palanca 16 que comprende un estribo 17 articulado sobre el cárter 15 por dos pivotes 18, alrededor de un eje geométrico de rotación perpendicular al eje X, permite desplazar manualmente la armadura 7.
El estribo 17 soporta unos ejes 20, que giran alrededor de un eje geométrico de rotación Y perpendicular al eje X, en los cuales están acopladas por un extremo unas bielas 21, apoyándose estas últimas por el extremo opuesto sobre unas extensiones radiales 22 de la armadura 7, de tal manera que un movimiento de la palanca 16 en el sentido de la flecha F de la figura 3 se acompaña de un desplazamiento hacia la derecha de la armadura 7 y de un desbloqueo del freno.
De acuerdo con un aspecto de la invención, el freno 1 comprende un órgano de enclavamiento 27 que permite mantener la armadura 7 en posición de desbloqueo del freno, incluso en ausencia de fuerza ejercida sobre la palanca 16.
El órgano de enclavamiento 27 comprende un estribo 26 provisto de dos brazos 28 cuyos extremos respectivos presentan unos escalonados 29 dispuestos para servir de apoyo a unas extensiones correspondientes 22 de la armadura 7, cuando el órgano de enclavamiento 27 está en posición de mantenimiento del freno en posición desbloqueada, como se ha representado en la figura 3. En esta posición, la armadura 7 descansa contra los escalonados 29 de los dos brazos 28 y los resortes 12 están comprimidos.
Los estribos 17 y 26 se extienden sobre unos lados opuestos del cárter 15, como se puede apreciar en la figura 3 en particular.
Subsiste un ligero juego entre la armadura 7 y la culata 5 cuando el órgano de enclavamiento 27 está en posición de enclavamiento.
El estribo 26 del órgano de enclavamiento 27 es solicitado elásticamente en rotación en el sentido de la flecha D por un accionador 30 que comprende un resorte, no visible en el dibujo. Este resorte puede ser helicoidal, de lámina, espiral, de gas u otro aún. En caso necesario, el estribo 26 puede ser solicitado en rotación en el sentido de la flecha D por su propio peso.
Este medio de retorno del órgano de enclavamiento a la posición inactiva permite un retorno automático del freno en posición de frenado en caso de empuje sobre la palanca 16 en el sentido de la flecha F o de activación del electroimán 10. En efecto, cuando la armadura 7 es desplazada hacia la derecha en la figura 3, es decir de forma que comprima aun más los resortes 12, el apoyo entre la armadura 7 y los escalonados 29 cesa o las tensiones son disminuidas y el estribo 26 puede pivotar en el sentido de la flecha D bajo el efecto de retorno del accionador 30 en el ejemplo considerado. El órgano de enclavamiento 27 adopta entonces una posición desplazada en la cual los brazos 28 no obstaculizan ya el retorno de la armadura 7 hacia la izquierda bajo el efecto de los resortes 12. La armadura 7 puede aplicarse así de nuevo contra la guarnición de fricción 6 del disco 2 si la palanca 16 es soldada o si la activación del electroimán 10 cesa.
En caso necesario, el retorno del órgano de enclavamiento a la posición inactiva puede ser facilitado por las vibraciones a la puesta en marcha del motor.
El estribo 26 comprende una pata 33 que permite desplazarlo manualmente, si es necesario.
El accionador 30 está dispuesto asimismo de manera que, cuando se alimenta eléctricamente, ejerza una fuerza sobre el estribo 26 que tiende a hacerle pivotar en el sentido inverso a la flecha D.
Se puede así, alimentando eléctricamente el electroimán 10, llevar la armadura 7 a una posición separada de la guarnición de fricción 6 y alimentando el accionador 30, llevar a continuación el órgano de enclavamiento 27 a una posición de mantenimiento de la armadura 7 en posición separada de la guarnición de fricción 6, posición que conserva a continuación el órgano de enclavamiento 27 gracias al apoyo de las extensiones 22 sobre los brazos 28, incluso si la alimentación del electroimán 10 es cortada.
En caso necesario, el electroimán 10 y el accionador 30 pueden ser alimentados simultáneamente.
Un sensor 35 que se presenta por ejemplo en forma de un microcontacto accionado por el estribo 26 permite detectar cuando el órgano de enclavamiento 27 está en una posición de mantenimiento de la armadura 7 en posición de desbloqueo del freno.
Este sensor 35 puede ser fijado sobre el cárter 15 del freno por medio de un soporte 37 que soporta también el accionador 30.
En toda la descripción, comprendidas las reivindicaciones, la expresión "que comprende un" debe ser comprendida como sinónimo de "que comprende por lo menos un", salvo si se especifica lo contrario.
Evidentemente, la invención no está limitada al ejemplo de realización que acaba de ser escrito.
Se puede modificar en particular la forma del órgano de enclavamiento y la disposición el accionador o de la palanca de mando manual.
En el ejemplo ilustrado, el disco de freno está fijado axialmente con respecto al árbol del motor. El disco podría, como variante, comprender asimismo un cubo acanalado y deslizar sobre el árbol sin poder girar con respecto a este último. En este caso, el disco podría comprender por ejemplo unas guarniciones de fricción sobre dos caras opuestas. El freno podría también comprender más do dos discos de freno y armaduras asociadas.
Los estribos 17 y 26 podrían estar dispuestos de otra manera, por ejemplo a un mismo lado de la máquina.
En una variante no ilustrada, el órgano de enclavamiento está dispuesto para ser solicitado en movimiento hacia su posición inactiva por el campo magnético creado por el electroimán.

Claims (12)

1. Freno (1) para máquina eléctrica, que comprende:
- un cárter (15),
- un disco de freno (2) destinado a girar con un árbol (3) de la máquina,
- una armadura (7) móvil con respecto al cárter (15) entre una posición de frenado en la que se aplica contra el disco (2) y una posición separada del disco (2),
- un electroimán (10) para mantener, cuando es alimentado con corriente, la armadura en su posición separada,
- por lo menos un resorte (12) que tiende a llevar la armadura (7) en posición de frenado,
- un órgano de enclavamiento (27) dispuesto para mantener, en una posición de enclavamiento, la armadura (7) en posición separada, siendo este órgano de enclavamiento desplazable con respecto al cárter entre la posición de enclavamiento y una posición inactiva que permite que la armadura adopte de nuevo su posición de frenado,
- un accionador eléctrico (30) dispuesto para permitir desplazar a distancia el órgano de enclavamiento,
caracterizado porque el órgano de enclavamiento comprende un estribo (26) provisto de dos brazos (28) dispuestos para acoplarse, cuando el órgano de enclavamiento está en posición de mantenimiento, sobre unas extensiones radiales (22) de la armadura.
2. Freno según la reivindicación anterior, caracterizado porque comprende una palanca (16) de mando manual del freno, articulada sobre el cárter.
3. Freno según la reivindicación 2, caracterizado porque la palanca de mando manual comprende un estribo (17) articulado sobre el cárter.
4. Freno según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el órgano de enclavamiento (27) está articulado sobre el cárter.
5. Freno según las reivindicaciones 3 y 4, caracterizado porque el estribo (26) del órgano de enclavamiento está dispuesto en la parte opuesta al (17) de la palanca de mando manual.
6. Freno según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el órgano de enclavamiento (27) es solicitado por unos medios de retorno elástico a su posición inactiva y porque la fuerza ejercida por estos medios de retorno elástico es insuficiente para llevar el órgano de enclavamiento (27) a la posición inactiva cuando el órgano de enclavamiento está en posición de mantenimiento de la armadura (7) en posición separada del disco (2) y cuando la armadura (7) está apoyada contra una superficie del órgano de enclavamiento (27).
7. Freno según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un sensor (35) dispuesto para detectar la posición del órgano de enclavamiento.
8. Freno según la reivindicación anterior, caracterizado porque dicho sensor comprende un micro-contactor.
9. Freno según la reivindicación 2, caracterizado porque las extensiones (22) están unidas por unas bielas (21) a la palanca de mando manual.
10. Freno según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el órgano de enclavamiento comprende una pata (33) que permite desplazarlo manualmente.
11. Freno según la reivindicación 1, caracterizado porque el órgano de enclavamiento (27) está dispuesto para ser solicitado en movimiento hacia su posición inactiva mediante el campo magnético creado por el electroimán (10).
12. Motor eléctrico equipado con un freno tal como el definido según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
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