專利名稱：帶有兩用導(dǎo)體肋板的渦流制動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種永磁線性制動(dòng)器，尤其是指用于機(jī)動(dòng)車，例如軌行車、手推車、電梯車廂、傳送機(jī)車、過(guò)山車等的渦流制動(dòng)系統(tǒng)。
由于制動(dòng)過(guò)程不和軌道產(chǎn)生接觸，所以線性渦流制動(dòng)器就是上述摩擦制動(dòng)器的一個(gè)優(yōu)選替代品，它們可以免受由于摩擦造成的磨損。
線性渦流制動(dòng)器基于感應(yīng)原理。當(dāng)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)穿過(guò)磁場(chǎng)時(shí)，導(dǎo)體中產(chǎn)生渦流，該渦流引發(fā)一個(gè)與該導(dǎo)體穿過(guò)的上述磁場(chǎng)相反的次生磁場(chǎng)。
上述合力分量的作用方向和該導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向相反。于是糟糕的是，上述線性渦流制動(dòng)器依賴于運(yùn)動(dòng)變化，可能將車輛或裝置保持在固定的位置上或者完全制動(dòng)在傾斜的軌道上。因此，為了輔助渦流制動(dòng)器，還經(jīng)常使用一個(gè)單獨(dú)的副摩擦制動(dòng)器來(lái)補(bǔ)充。但是該單獨(dú)的系統(tǒng)增加了整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)的成本，并通常還需要一個(gè)專門用于摩擦制動(dòng)器的第二制動(dòng)肋板。
本發(fā)明提供了一種兩用導(dǎo)體肋板，一是用于感應(yīng)渦流，二是用于為機(jī)械的閘瓦提供一個(gè)配合表面。
也可以提供一種機(jī)械制動(dòng)器來(lái)摩擦配合相同的肋板，更重要的是，肋板上的表面處理可以使其承受很大的機(jī)械摩擦損傷，而不會(huì)影響肋板的可變電導(dǎo)率，這樣通過(guò)表面處理，肋板就具有兩用功能，既可以產(chǎn)生渦流，又可以提供摩擦制動(dòng)。
上述兩用功能就減少了所需部件的數(shù)量，通過(guò)將渦流制動(dòng)器和機(jī)械制動(dòng)器設(shè)置在下文所詳細(xì)討論的一個(gè)單一中心線上，使得制動(dòng)器更有效的利用有限的空間。
肋板上的表面處理使其作為感應(yīng)渦流的非導(dǎo)體而保持其功能。
更為實(shí)際的是，該表面處理可從一組例如包括硬質(zhì)鉻、鎳、鎳-鉻、高速噴射涂層和無(wú)電鍍鎳涂層中的涂層中選出。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，該肋板垂直安裝，以通過(guò)上述磁鐵。在該實(shí)施例中，該機(jī)械制動(dòng)器還包括一個(gè)夾緊制動(dòng)器。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，該肋板水平安裝，以通過(guò)上述磁鐵。
支架28、30提供了一個(gè)用于相對(duì)于肋板20安裝磁鐵16、18的裝置，以使它們彼此通過(guò)一定距離，該距離足以在肋板20中產(chǎn)生渦流感應(yīng)以便于在磁鐵16、18和肋板20之間產(chǎn)生一個(gè)制動(dòng)力。
1999年11月22目申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)S.N.09/446206“包括渦流制動(dòng)系統(tǒng)的裝置”和2000年2月15日申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)S.N.09/504575“渦流制動(dòng)裝置”中已經(jīng)公開(kāi)了這樣的渦流制動(dòng)系統(tǒng)。為了說(shuō)明本發(fā)明渦流制動(dòng)構(gòu)件的原理，這些申請(qǐng)包括說(shuō)明和附圖都結(jié)合到本文中。
可以設(shè)置一個(gè)機(jī)械制動(dòng)器36，通過(guò)閘瓦38摩擦嚙合肋板20。也可以使用一個(gè)傳統(tǒng)的夾緊制動(dòng)器。
應(yīng)該指出的是，由于單一導(dǎo)體肋板20可同時(shí)用于渦流制動(dòng)和摩擦制動(dòng)，所以就大大減少了所需的部件的數(shù)量。通過(guò)將渦流制動(dòng)器16、18和機(jī)械制動(dòng)器36設(shè)置在下文所詳細(xì)討論的一個(gè)由肋板20限定的單一中心線上，使得制動(dòng)器更有效的利用有限的空間。
本發(fā)明的這種結(jié)構(gòu)可以通過(guò)使用

圖1中剖面線所示的表面處理或者涂層40實(shí)現(xiàn)。
可以根據(jù)導(dǎo)體肋板的材料、所需磨損特性和使用多樣性進(jìn)行選擇涂層40。所設(shè)置的涂層40對(duì)肋板20的導(dǎo)電性方面具有小的或沒(méi)有影響，并且相應(yīng)地，此處的感應(yīng)渦流不會(huì)因制動(dòng)器36在工作中對(duì)涂層的任何物理?yè)p傷而改變。
合適的涂層包括但不局限于硬質(zhì)鉻、鎳、鎳鉻合金、高速氧燃料噴層(HVOF)、無(wú)電鍍鎳涂層等等。作為一個(gè)示例，當(dāng)肋板20由鉻銅合金構(gòu)成時(shí)，可以提供合適效果的硬質(zhì)鉻涂層的厚度為0.005″到0.025″，優(yōu)選為0.01″到0.02″。用于涂層的表面處理的應(yīng)用工藝包括在用于高磨損場(chǎng)合時(shí)，在高溫下噴射的條件下，熱粉末/熱金屬絲-金屬粉末或金屬絲，例如氧化鉻、氧化鋁和鋁-鈦涂層，可以根據(jù)粉末的材料，沉積為很高的厚度(0.035″)，其粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到3.500psi。
根據(jù)所需的材料來(lái)選擇使用銅、鋼、鎳、不銹鋼或鋅的電弧金屬絲。該處理過(guò)程可以提供非常好的粘結(jié)強(qiáng)度(10.000psi+)、重復(fù)性、厚度。
等離子涂敷—提供了一種更廣闊的材料選擇可能性，特別是可在鎢、碳化鉻和陶瓷、金屬、碳以及超合金涂層中選擇。而且還提供了良好的粘結(jié)強(qiáng)度(可達(dá)12.000psi)、低有孔性(1％-3％)和良好的厚度。
高速氧燃料(HVOF)-鎢和碳化鉻，例如碳化鎢-鈷涂層和各種碳，以及例如碳化鉻-鎳鉻(Cr3C2-NiCr)涂層的其它材料的熱噴。其超粘結(jié)強(qiáng)度(遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)12.000psi)、無(wú)孔性和良好的厚度(0.250″+)卻要取決于材料。
當(dāng)然也可以使用任何其它已知的能夠提供合適機(jī)械和磁特性的涂層或電鍍材料。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖2，其中示出了制動(dòng)系統(tǒng)50的一個(gè)替代實(shí)施例，該系統(tǒng)包括一個(gè)空間間隔的永磁鐵54、56、58的線性陣列和一個(gè)與車廂62水平放置的非磁導(dǎo)體肋板60。
地基66設(shè)置了一個(gè)相對(duì)于肋板60用于安裝上述磁鐵的裝置，以使它們彼此通過(guò)一定距離，該距離足以在肋板60產(chǎn)生感應(yīng)渦流以便于磁鐵54、56、58和該肋板之間產(chǎn)生一個(gè)制動(dòng)力。在美國(guó)專利申請(qǐng)S.N.09/504575中公開(kāi)了這種設(shè)置方式，該申請(qǐng)?jiān)谏衔木唧w描述過(guò)，這里結(jié)合到本申請(qǐng)中。
在該系統(tǒng)50中，一個(gè)機(jī)械制動(dòng)器70使閘瓦72與肋板60的底側(cè)74相嚙合。一個(gè)在圖2中未示出，但與圖1中所示涂層相同的涂層可以使該導(dǎo)體肋板能夠經(jīng)受制動(dòng)器72產(chǎn)生的摩擦和壓力機(jī)械損傷。如圖1中所示的實(shí)施例10，磁鐵54、56、58和制動(dòng)器70可以在肋板60之下沿一個(gè)由肋板60限定的中心線78相互對(duì)齊。
雖然上面描述了一個(gè)本發(fā)明的制動(dòng)系統(tǒng)，其目的就是為了更有利的說(shuō)明使用本發(fā)明，但應(yīng)該指出的是本發(fā)明并不局限于此。相應(yīng)地，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，所有修改、變化或等同的布置都可以認(rèn)為落入本發(fā)明按附后的權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種制動(dòng)系統(tǒng)，包括一個(gè)空間間隔永磁鐵的線性陣列；一個(gè)非磁導(dǎo)體肋板；相對(duì)于該肋板安裝上述磁鐵的裝置，以使它們彼此通過(guò)一定距離，該距離足以在肋板中產(chǎn)生感應(yīng)渦流以便于在上述磁鐵和肋板之間產(chǎn)生制動(dòng)力；一個(gè)用于摩擦嚙合上述肋板的機(jī)械制動(dòng)器；和一個(gè)肋板上的表面處理，可以使肋板承受很大的機(jī)械摩擦損傷，而不會(huì)影響肋板的電導(dǎo)率。
2.按權(quán)利要求1所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述表面處理包括一個(gè)涂層。
3.按權(quán)利要求2所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述涂層從硬質(zhì)鉻、鎳、鎳-鉻、高速噴層和電鍍鎳涂層中選出。
4.按權(quán)利要求2所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述涂層的厚度大約在0.005″和0.025″之間。
5.按權(quán)利要求1所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，該肋板垂直安裝，以通過(guò)上述磁鐵。
6.按權(quán)利要求5所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)械制動(dòng)器包括一個(gè)夾緊制動(dòng)器。
7.按權(quán)利要求1所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，該肋板水平安裝，以通過(guò)上述磁鐵。
8.一種制動(dòng)系統(tǒng)，包括一個(gè)空間間隔永磁鐵的線性陣列；一個(gè)非磁導(dǎo)體肋板；相對(duì)于該肋板安裝上述磁鐵的裝置，以使它們彼此通過(guò)一定距離，該距離足以在肋板中產(chǎn)生感應(yīng)渦流以便于在上述磁鐵和肋板之間產(chǎn)生制動(dòng)力；一個(gè)用于摩擦嚙合上述肋板的機(jī)械制動(dòng)器；和一個(gè)肋板上的表面處理，可以使肋板承受很大的機(jī)械摩擦損傷，而不會(huì)影響感應(yīng)渦流的變化。
9.按權(quán)利要求8所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述表面處理包括一個(gè)涂層。
10.按權(quán)利要求9所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述涂層從硬質(zhì)鉻、鎳、鎳-鉻、高速噴層和電鍍鎳涂層中選出。
11.按權(quán)利要求9所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述涂層的厚度大約在0.005″和0.025″之間。
12.按權(quán)利要求8所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，該肋板垂直安裝，以通過(guò)上述磁鐵。
13.按權(quán)利要求12所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)械制動(dòng)器包括一個(gè)夾緊制動(dòng)器。
14.按權(quán)利要求8所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，該肋板水平安裝，以通過(guò)上述磁鐵。
15.一種制動(dòng)系統(tǒng)，包括一個(gè)空間間隔永磁鐵的靜態(tài)線性陣列；一個(gè)設(shè)置在可運(yùn)動(dòng)車輛上的單一非磁導(dǎo)體肋板；相對(duì)于該肋板安裝上述磁鐵的裝置，以使它們彼此通過(guò)一定距離，該距離足以在肋板中產(chǎn)生感應(yīng)渦流以便于在上述磁鐵和該肋板之間產(chǎn)生制動(dòng)力；一個(gè)用于摩擦嚙合上述肋板的機(jī)械制動(dòng)器；和一個(gè)肋板上的表面處理，可以使肋板承受很大的機(jī)械摩擦損傷，而不會(huì)影響肋板的電導(dǎo)率。
16.按權(quán)利要求15所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述表面處理包括一個(gè)涂層。
17.按權(quán)利要求16所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述涂層從硬質(zhì)鉻、鎳、鎳-鉻、高速噴層和電鍍鎳涂層中選出。
18.按權(quán)利要求16所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述涂層的厚度在大約0.005″和0.025″之間。
19.按權(quán)利要求15所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，該肋板垂直安裝，以通過(guò)上述磁鐵。
20.按權(quán)利要求19所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)械制動(dòng)器包括一個(gè)夾緊制動(dòng)器。
21.按權(quán)利要求15所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，該肋板水平安裝，以通過(guò)上述磁鐵。
全文摘要
一種帶有兩用導(dǎo)體肋板(40、60)的渦流制動(dòng)系統(tǒng)，包括一個(gè)空間間隔永磁鐵(16、18)的線性陣列和一個(gè)非磁導(dǎo)體肋板。相對(duì)于肋板安裝上述磁鐵，以使它們彼此通過(guò)一定距離，該距離足以在肋板中產(chǎn)生感應(yīng)渦流以便于在上述磁鐵和肋板之間產(chǎn)生制動(dòng)力。設(shè)置一個(gè)用于摩擦嚙合上述肋板的機(jī)械制動(dòng)器(36、70)和一個(gè)肋板上的表面處理，可以使肋板承受很大的機(jī)械摩擦損傷，而不會(huì)影響感應(yīng)渦流制動(dòng)的變化。
文檔編號(hào)B61H5/00GK1452570SQ01815283
公開(kāi)日2003年10月29日 申請(qǐng)日期2001年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月17日
發(fā)明者E·M·普里波尼克 申請(qǐng)人:磁力技術(shù)有限公司