專利名稱：電氣控制的制動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明 一般地涉及制動技術(shù)行業(yè)，具體地涉及一種電力控制的制動裝
背景技術(shù)：
通常，在已知的方式中，這種制動應(yīng)用至少一個致動器(最經(jīng)常的以 電動機(jī)的形式)，該致動器必須一方面允許快速移動以例如使得兩個^)"墊 與制動盤或鼓輪相接觸，而另 一方面允許施加一個相當(dāng)大的力以夾緊這些 襯墊而使其抵靠住盤或鼓輪的表面，從而產(chǎn)生制動力矩。利用單個的致動 器來執(zhí)行移動和夾緊這兩個功能是不足夠的。這就是為什么這些已知的解 決方案通常使用 一臺電動機(jī)和一個滾珠絲杠來確?？焖僖苿拥墓δ懿⑶沂?用 一 個磁致伸縮的致動器來執(zhí)行該夾緊力的功能。
通過這個解決方案，電動機(jī)可以被設(shè)計為用于弱功率，該功率是必需 的并且被限于襯墊在與盤或鼓輪相接觸之前的快速移動。這些襯墊由此產(chǎn) 生很小的阻力。因此可以使用具有常規(guī)特性的、以高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的小型電動 機(jī)。
之能夠移動這些襯墊，而來自這些襯墊的力不提供從任何一側(cè)的移動。該 磁致伸縮的致動器位于這些襯墊的一側(cè)并且當(dāng)電動機(jī)已完成使這些襯墊緊 靠在盤或鼓輪上時,皮致動。
一旦這些襯墊緊靠在盤或鼓輪上，電動機(jī)所遭受的阻力就超過電動機(jī) 可承受的阻力。該電動機(jī)被切斷并且對該磁致伸縮的致動器供電以確保使 得這些襯墊夾緊的功能。
4回想一下本領(lǐng)域技術(shù)人員完全已知的方式，在制動領(lǐng)域中有利地使用 磁致伸縮，因為按照定義它能夠利用有限的移動而施加相當(dāng)大的力。該磁 致伸縮的效果是從某些磁性材料(例如鎳和鈷、以及它們與鐵的合金)獲 得的。然而，較好的結(jié)果是通過稀土金屬以及它們與鐵的合金而獲得的。
有利的是，可以引用Terfenol-D，它是鐵、鏑與鋱的合金。
在這些已知的解決方案中以及在制動技術(shù)領(lǐng)域中，磁致伸縮的致動器 是由以Terfenol-D材料制成的筒單的棒構(gòu)成的，該棒在縱向上被電磁鐵磁 化。
這種解決方案在專利EP 0988467所教導(dǎo)的內(nèi)容中被提及。利用這個解 決方案，有必要對該棒的較大長度進(jìn)行磁化以獲得與這些襯墊由于夾緊力 而產(chǎn)生的變形相一致的伸長。這必須使用相當(dāng)大的磁致伸縮力，這就排除 了例如鐵和鈷。相反，使用具有良好特性的TerfenoM)帶來整合和成本的 問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是以一種簡單、可靠、有效及合理的方式來減輕上述缺點(diǎn)。
本發(fā)明要解決的問題是實(shí)現(xiàn)一種實(shí)現(xiàn)上述功能的電力控制的制動裝 置，該裝置體積小、制造成本低并且具有高能效、低消耗及較大的通帶。
為了解決這種問題，根據(jù)本發(fā)明，該磁致伸縮的致動器包括支撐件上 的至少 一個磁性材料繞組。
回想一下，該電力控制的制動裝置包括電動機(jī)，該電動機(jī)能夠作用于 允許襯墊快速移動以與盤或鼓輪接觸的的裝置，以及》茲致伸縮的致動器， 該致動器能夠?qū)@些村墊產(chǎn)生一個夾緊力以使其緊靠住該盤或鼓輪。
根據(jù)本發(fā)明的這個特征，所述材料可以是鐵與鈷的*，其因而構(gòu)成 低成本的中等體積的繞組，或者是由Terfenol-D制成以獲得小體積的繞組。
根據(jù)另一個特征，該繞組材料的磁化可以通過電磁鐵或7lc磁鐵來實(shí)現(xiàn)的。為了解決所提出的減少短路磁損耗的問題，該繞組具有矩形截面，該 截面在縱向方向上較薄而在徑向方向上i^f。
可以設(shè)想不同的實(shí)施例來實(shí)現(xiàn)該磁致伸縮的致動器。
例如，該》茲致伸縮的致動器具有旋轉(zhuǎn)的或線性的磁路，該磁路具有可 變的幾何形狀并且由任何類型的致動器(具體地是電動機(jī))來致動。
在另一個實(shí)施例中，該磁致伸縮的致動器是固定的磁路，該磁路具有 永磁鐵，該7JC磁鐵被電磁鐵所環(huán)繞，該電磁鐵被強(qiáng)度很大的短勵磁電流脈
沖穿過。


下面參考附圖來更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中
-圖1示出了才艮據(jù)本發(fā)明的磁致伸縮的致動器的原理；
-圖2示意性地示出了在磁致伸縮的致動器的情況下的電氣制動裝置
的 一個示例性實(shí)現(xiàn)，該致動器具有磁路和由電動機(jī)致動的旋轉(zhuǎn)可變的幾何
形狀；
-圖3類似于圖2，其針對磁致伸縮的致動器的情況，該致動器具有磁 路，該磁路由一臺電動機(jī)致動、具有線性可變的幾何形狀；
-圖4對應(yīng)于圖2，其中磁路具有可變幾何形狀并且被固定磁路所替 代，該f茲路具有永》茲鐵，該永》茲鐵被電磁鐵所環(huán)繞，該電磁鐵被很強(qiáng)的短 勵磁電流脈沖穿過；-圖5類似于圖4，磁致伸縮材料被電磁鐵磁化，該 電磁鐵由直流電永久供電；
-圖6示出了具有鼓輪制動器的裝置的應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式
在一種已知的方式中，如附圖示意地示出的那樣，該電力控制的制動 裝置包括與(例如)滾珠絲杠2組合安裝的電動機(jī)1，以允許旨在與盤4 或者其他元件配合的多個制動襯墊3的快速移動。在與電動機(jī)1的組合中， 該裝置包括磁致伸縮的致動器5，該致動器能夠?qū)σr墊3施加一使其緊靠盤4或鼓輪的力。在這些附圖中，la表示電動機(jī)或其他移動致動器的定子， 而參考號lb代表致動器1的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子與滾珠絲杠2組合安裝。
根據(jù)本發(fā)明的一個特征，該磁致伸縮的致動器包括安裝在鐵心5a (用 作引導(dǎo)件)上的繞組5。該引導(dǎo)件5a還與(例如)滾珠絲杠6或其他元件 組合安裝。如附圖所示，繞組5在每個線臣之間具有間隙以便限制短路磁 損耗。由此，具有在縱向方向上較薄且在徑向方向上較厚的矩形截面的繞 組是特別適合的。
如所示，繞組5可以由鐵與鈷的混合物制成。作為說明，這種繞組的 長度可以是大約5 cm。繞組5還可以由Terfenol-D制成從而獲得2 mm級 別的行程。
更一般地，繞組5是由在磁場作用下變形的合金制成的。
磁致伸縮的繞組5可以被電磁鐵或永磁鐵磁化。在這方面，觀察到電 磁鐵產(chǎn)生一個易于控制的磁場，以及該磁致伸縮的繞組所施加的力。相反， 電磁鐵是消耗能量的。
永磁鐵由于沒有能量供應(yīng)且由于其本身的材料而具有零能量消耗并且 是非常緊湊的。對磁場的控制更加難以實(shí)施并且可以借助于具有可變幾何 形狀的》茲路來執(zhí)行，如說明書的其余部分所指出的。
在磁致伸縮的致動器的情況下，該致動器的磁性材料被永磁4失磁化， 使用具有可變幾何形狀的磁路似乎是有利的。
可以設(shè)想不同的解決方案。
在圖2中，/^路CM具有旋轉(zhuǎn)可變的幾何形狀并且由電動機(jī)7致動。 7lc^鐵用8表示。當(dāng)然，致動活動分流器9的這個電動機(jī)7可以用任何其 他類型的致動器來替代，例如電磁柱塞、電活性聚合物、熱膨脹致動器、 生物電力致動器等等。
在圖3中，磁路CM具有線性可變的幾何形狀并且由電動機(jī)7致動， 或者如以上指出的由任何類型的致動器致動。
在一個實(shí)施例中，可變幾何形狀的磁路CM由固定磁路和永磁鐵10 替代，該永磁鐵被電磁鐵ll所環(huán)繞，該電磁鐵中穿過強(qiáng)烈的短電流脈沖。
7磁化電磁鐵11受控于電氣控制元件12。應(yīng)當(dāng)指出，這些脈沖通過在磁鐵 上施加期望的磁場值而使其磁化。在這個實(shí)施例中，優(yōu)選地使用常規(guī)的磁 鐵，例如磁性資或阿爾尼科合金。應(yīng)當(dāng)指出，在這個實(shí)施例中，可以將電 磁鐵11直接纏繞到磁路上。
在鼓輪制動器的情況下，磁致伸縮的繞組5祐J改置在引導(dǎo)件上。該繞 組或者在通過建立場來致動制動的情況下使用一種在場作用下擴(kuò)張的材料 (，或者在通過中斷場來致動制動的情況下使用一種在場(作用下收縮的 材料。使用纜線或者桿來傳遞磁致伸縮的繞組5與磁路CM之間的力。預(yù) 應(yīng)力彈簧13在壓縮時運(yùn)作，即將村墊14推到鼓輪15上。這個彈簧從屬于 該磁致伸縮的繞組。
在鼓輪制動器上的這個應(yīng)用中，磁路CM可以按照在盤式制動器的情 況下所說明和顯示的不同執(zhí)行形式來制造。
根據(jù)本發(fā)明的裝置可以應(yīng)用于在補(bǔ)償相對大的間隙之后需要對部件進(jìn) 行制動或夾緊的所有情況。
在這些不同的應(yīng)用中，可以指出
-制動所有類型的車輛汽車、摩托車、卡車、公共汽車、火車、航 空器，其優(yōu)選地針對需要緊湊、輕盈和/或大通帶的應(yīng)用；
畫對升降機(jī)進(jìn)行制動，該升降機(jī)默認(rèn)地具有緊湊的制動器； -離合器操作的架空滑車或纜車； -用于自動變速箱的制動器和離合器；
-工業(yè)機(jī)器人的鉗子該移動致動器能夠4^尺寸不同的部件并且允 許操縱余量以便一旦該部件被松開就允許鉗子從部件上移走。磁致伸縮的 致動器確保較強(qiáng)的夾緊力以握住較重的部件和/或光滑的部件(涂有油脂的 光滑表面)。
這些優(yōu)點(diǎn)從說明中清楚地顯現(xiàn)出來；特別地強(qiáng)調(diào)如下
-關(guān)于緊湊性的問題，該磁致伸縮的繞組實(shí)現(xiàn)了更大的緊湊性，特別
是在長度方面。在相等的空間需求下，磁致伸縮的繞組能夠使用更長的材
料并且因此當(dāng)夾緊時獲得致動器的較大行程。-關(guān)于由于使用鐵鈷合金的可能性引起的成本的問題。
-關(guān)于能效和低消耗的問題，其是由于小尺寸和強(qiáng)有力的致動器、局 限于過渡階段的能量消耗以及在具有可變幾何形狀的磁路的情況下在電路 的磁化中消耗的能量的再生可能性所帶來的。
還應(yīng)當(dāng)指出，該裝置的低能耗使之能夠設(shè)想它是在降低的14 V直流電 壓下供電的，這極大地限制了燃料消耗。
-關(guān)于超過20kHz的較大通帶的問題，這使之能夠通過觀測實(shí)質(zhì)上取 決于應(yīng)用磁場的裝置的通帶的一種磁致伸縮致動器的通帶而設(shè)想一種混合 致動器。可以進(jìn)一步地利用被電流脈沖磁化的磁鐵來增加頻帶寬度。使用 較大通帶使之能夠利用幅度較小的力來提供ESP (電子穩(wěn)定程序)型的服 務(wù)。
-關(guān)于由于使用低功率電動機(jī)的可能性而帶來的與電子設(shè)備有關(guān)的成 本降低的問題。電子設(shè)備的低能量消耗和低能量耗散使之能夠減少在冷卻 方面的約束，從而從熱量的角度來看可以將電子設(shè)備放置在蹄片(etrier) 上，這因而有利于成本降低。
-關(guān)于由磁致伸縮產(chǎn)生的夾緊力的量值的問題。
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權(quán)利要求
1.一種電控制的制動裝置，包括電動機(jī)(1)，該電動機(jī)能夠作用于用于允許襯墊(3)快速移動以與盤(4)或鼓輪接觸的裝置(2)；以及磁致伸縮的致動器，該致動器能夠?qū)λ鲆r墊產(chǎn)生夾緊力以使其抵靠住所述盤或所述鼓輪，其特征在于，所述磁致伸縮的致動器包括在支撐件(5a)上的至少一個用磁性材料制成的繞組(5)。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述材料是一種在磁場作 用下變形的合金。
3. 如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述磁性材料(5)是一種 鐵與鈷的合金。
4. 如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述磁性材料(5)是 Terfenol-D。
5. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述磁性材料是被電磁鐵 磁化的。
6. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述磁性材料是被7lU茲鐵 磁化的。
7. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述繞組(5)具有矩形截 面，該截面在縱向方向上較薄而在徑向方向上較厚。
8. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述永磁鐵是與能夠控制 其磁場的裝置組合安裝的。
9，如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述磁致伸縮的致動器(5) 具有特別地由電動機(jī)致動的具有可變幾何形狀的旋轉(zhuǎn)磁路。
10. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述磁致伸縮的致動器 (5 )是特別地由電動4幾致動的具有可變幾何形狀的線性磁路6
11. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述磁致伸縮的致動器 (5)具有固定的磁路以及7滅鐵(10)，該7^鐵被電磁鐵(12)環(huán)繞，該電磁鐵被很強(qiáng)的短電流脈沖穿過。
12.如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所逸磁致伸縮的材料是 被電磁鐵磁化的，該電磁鐵由直流電永久性地供電。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制動裝置，該裝置包括電動機(jī)(1)，該電動機(jī)能夠作用于用于使襯墊(3)快速移動以與盤(4)或鼓輪接觸的裝置(2)；以及磁致伸縮的致動器，該致動器能夠?qū)λ鲆r墊產(chǎn)生夾緊力以使其抵靠住該盤或鼓輪。該磁致伸縮的致動器包括在支撐件(5a)上的至少一個用磁性材料制成的繞組(5)。
文檔編號F16D65/18GK101606004SQ200880004184
公開日2009年12月16日 申請日期2008年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月14日
發(fā)明者S·蓋伊 申請人:雷諾股份公司