CN104520212A - 用于重力输送机的制动模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于重力输送机的制动模块，其具有第一轴以及液压泵，所述液压泵的适用于输送液体的部件与第一轴相连。重力输送机根据待运输的载荷和沿至少两个运动方向的速度自动地调节所需的制动力矩，为了提供用于重力输送机的无磨损且高能效的制动系统，制动模块具有至少一个流体通道(41)，在所述流体通道上布置有适用于限制处于流体通道(41)内的液体(F)的流速以及用于封闭流体通道(41)的节流元件(57、59)，其中，所述节流元件(57、59)适用于在至少两个位置上使流体通道(41)变窄。所述节流元件(57、59)通过液体速度和弹簧(49)操作。

Description

用于重力输送机的制动模块

本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的用于重力输送机的制动模块。

重力长期以来就用于运输成件货物。在此的优点是，如果能实现运输段的相应倾斜，就不需要附加的驱动器。对于重力输送机，只有重力作为驱动力作用在运输货物上。运输货物要么在向下倾斜的运输段上在滑轨或滚动轨道上滑动或滚动，要么像在雨水管中那样自由下落。这种重力输送机的问题在于，运输速度不但显著地受到运输货物与承载元件之间的摩擦值或阻力值的影响，还受到运输货物质量的影响。运输速度要么低到使货物停止不动，要么高到存在与之前已经运输的货物碰撞的危险。

作用在运输货物上的重力必须能够克服向下滑动或者滚动时出现的摩擦阻力，即滑动摩擦阻力或滚动摩擦阻力。因此，现在只能在不需要保持准确定义的运输速度的情况下使用重力输送机，因为(不考虑自由下落)运输速度总是取决于运输货物和滑轨或滚动轨道之间的当前摩擦关系。例如由于污物、磨损的影响，但也可能由于波动的影响摩擦关系的货物特性，所述摩擦关系在此可能在其运行期间在一定范围内变化。因此，重力输送机现在主要用作被驱动的连续输送机之间的连接元件、用作装料输送机并且用于向下倾斜地、陡峭地或者垂直地向下运输散料货物和成件货物。在此，迄今的重力输送机可以分为三个基本类型，即溜道式、直落管式和滚动轨道式，它们总是代表与地面连接的或者高架的输送机。

在溜道式运输中，运输货物在敞开或封闭的倾斜滑槽(溜道)中向下滑动。溜道的倾斜角必须大于运输货物与溜道之间静止时的摩擦角度，以便使货物在溜道的任何位置均能自己下滑并且不会自己停住。尽管如此，货物在滑动摩擦系数保持不变时会随着逐渐增加的运输长度加速。溜道作为单次、多次和伸缩式溜道制造为笔直的或者弯曲的形式。大多由木材或者钢板制成的笔直延伸的溜道根据运输货物具有20至80°的倾斜角。溜道的滑轨通常配设有由塑料制成的衬层，其减小磨损和摩擦。货物在溜道上的运动相应于斜面原理。

与直溜道相反，螺旋溜道具有螺旋形的滑轨，由此除了重力和摩擦力还有离心力作用在运输货物上，离心力又提高了摩擦力。在设计完整的螺旋中(完整螺旋，至少一个完整的螺旋线螺距或者货物在水平面内至少旋转360°)，螺旋溜道用于垂直向下运输。如果只需要运输货物在水平面内旋转＜360°，则螺旋段就足够了。两种溜道均适用于成件货物和散料货物。

相反，直落管用于将不敏感的散料货物垂直向下运输到存放场所、船舶等中。除了可单独使用的也需要适当运行(类似于溜道)的直落管，也使用完整的直落管系统。

滚动轨道在结构和对运输货物的要求方面相应于所谓的滚动输送机，只是滚动轨道与滚动输送机相反不需要被驱动的滚轮，因为其在此是重力输送机，也就是只向下运输。滚动轨道具有承载滚轮，其轴固定地设置在纵梁中。滚动轨道适用于运输具有平坦、稳定且足够大的置放面的成件货物。通过使用曲线或道岔等，可以完成各种各样的复杂运输任务。对于较长的运输段，为了限制运输速度，将制动滚轮装入运输段中，其制动力矩由装入滚轮中的离心力摩擦制动器或者液压制动器产生。

当前已知的悬挂输送机用作电动架空输送机或者积放式悬挂输送机(Power-and-Free-)。电动架空输送机系统(EHB)由轨道系统组成，被单独驱动的EHB车辆在所述轨道系统上行驶。在轨道中集成有滑接导线，其作为电源和信息线路为车辆提供能量和控制信息。行走机构由自身的电动机通过摩擦轮驱动。摩擦配合将行走机构的抬升能力限制为在有效载荷为250kg时斜率不超过30°或者在有效载荷为100kg时斜率不超过45°。在其它情况下高度阶跃通过抬升机构，即具有轨道区段的升降梯桥接。移动道岔将材料流分支并且再次将其汇总。为此，移动轨道件，由此将直的或者弯的轨道区段推入运输路线中。然而，电动架空输送机系统具有很多缺点。抬升和落差段只能用于有效载荷不超过约0.2t的小型系统，并且高度阶跃要求设置抬升和下降站。此外需要电动机并且进而需要驱动器，因此这个系统的能效不如重力输送机高。而且部件会被磨损并且必要时必须更换。由此产生了较高的成本和维护耗费。

悬挂输送运输系统的路段由两个重叠布置的轨道组成。(动力)链条在上部轨道中连续地运行并且通过随动装置拉动在下部轨道中运行的(自由)车辆，载荷悬挂在车辆上。因为车辆根据需要可以与运行的动力链条脱耦并且再次耦连，所以可实现积放段和道岔。悬挂输送运输系统也具有大量缺点。首先，由于所使用的链条产生了极大噪音。该系统由于封闭的回路而具有复杂的结构。对于该系统需要用于驱动的电动机。而且，系统部件磨损并且在必要时必须更换。由此产生了较高的成本和维护耗费。

所述系统即溜道、直落管和滚动轨道只能与地面连接地工作。电动架空输送机或者悬挂输送运输系统尽管是高架或者离地的，但配备有外部驱动器，并且因此必须与电源、液压装置等相连。

重力输送机并且尤其是悬挂输送机通常由于缺少驱动器而需要适于使所运输的货物制动的部件。DE 1 935 475 U示出了一种配设有制动器的用于运输货物支架或滚动轨道的滚轮，其中，设有围绕填充有油的封闭腔的旋转体，在封闭腔中设有齿轮泵，其具有布置在位置固定的轴上的齿轮，在封闭腔中还设有处于支承在旋转体中的轴上并且与旋转体共同旋转并且驱动泵的齿轮，泵在滚轮旋转时使得处于封闭腔中的油连续地循环并且由此产生由流动阻力形成的制动效果。然而这种设计的缺点在于，其只能在一个方向上实现制动效果。当运输路径内部的倾斜走向改变时，需要在至少两个运动方向上实现制动效果。这可能是以下情况，即运输路段设计为跷跷板状或者在使用悬挂输送机时起重小车进行相反的运动。

在此使用本发明。本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于重力输送机的无磨损且高能效的制动系统，它能够根据待运输的载荷和沿至少两个运动方向的速度自动地调节其所需的制动力矩。

该技术问题按本发明通过权利要求1的特征解决。从属权利要求涉及本发明的特别优选的设计方案。

按照本发明建议了一种用于重力输送机的制动模块，其具有第一轴和第二轴以及液压泵，所述液压泵的适当部件与第一轴相连以输送液体。在此，所述制动模块具有至少一个流体通道，在所述流体通道上布置有适用于限制处于流体通道内的液体的流速以及用于封闭流体通道的节流元件，其中，所述节流元件适用于在至少两个位置上使流体通道变窄。通过制动模块的这个按照本发明的设计方案，以有利的方式使得制动模块由于充分利用了不断增加的滞止压力而能够在至少两个方向上发挥其制动效果。液压泵的原理在此用于通过流体通道内的被驱动部件(如齿轮)使液体运动。所述被驱动部件在此与第一轴相连，所述第一轴通过制动模块外部的影响因素运动，例如通过与第一轴相连的滚轮而运动(被输送的货物通过滚轮滑动)或者通过与第一轴相连的起重小车轮(需要运动的货物固定在起重小车上)而运动。重力输送机按照本发明可以理解为任何适用于借助重力将货物从比终点更高的起点运输至终点的斜面。本发明优选使用在悬挂输送机上，其中配设有按照本发明的制动模块的起重小车借助轮子在滚动轨道上从一点滚动到另一点并且运输起重小车下方和滚动轨道下方的货物。

在本发明的优选设计方案中，所述节流元件布置在流体通道内部的节流室中，其中，所述节流室至少在局部具有比流体通道的其余部分更大的直径。在此，节流室是流体通道的一部分并且由于其相对流体通道的其余部分更大的直径而首先允许液体在其区域内具有更高的流动速度。然而在此布置的是这种节流元件，其减小节流室的体积并且在需要时能够完全封闭流体通道。通过上述措施，节流元件能够首先在不影响液体流速的情况下布置在流体通道内。

在本发明的另一优选设计方案中，所述节流元件在其自由端部处具有基本上呈杆状的区域并且基本上居中地具有节流区域。在此，所述节流区域的直径比所述杆状区域的直径更大。通过这种措施，流体通道的直径可以通过以下方式至少分两级地缩窄以便节流，即首先节流元件的杆状端部区域可以从节流室转入流体通道的其余部分，由此相对较少地减小了流体通道的直径。然而在需要更大程度地节流时，也可以将节流室中的直径大于杆状区域的节流区域推向流体通道的其余部分，以便进一步限制流体通道的直径或者完全封闭流体通道。按照本发明，通过这种设计方案能够多级地使制动模块节流。

在本发明的另一优选设计方案中，弹簧与所述节流区域和节流室的壁相互连接或者能够与所述节流区域和节流室的壁连接。通过在节流元件上和节流室内部布置弹簧，在流体通道中流动的液体为了移动流体通道和节流室内部的节流元件必须首先克服弹簧力。在此，可以根据运输需要，例如根据货物重量和/或运输段的斜率选择弹簧力。通过改变弹簧的预紧力，可以调节介质的流量并且由此调节节流效果。这种改变可以借助节流系统的旋进深度的梯段式调节(栅栏)来改变。为此，按照本发明布置有用作节流阀的器件(例如调节螺栓)，以便调节弹簧在制动模块上的弹簧压力。通过这种措施，能够在需要时从外部调节弹簧压力。

在本发明的另一优选设计方案中，所述节流元件的杆状区域至少部分处于弹簧内部。弹簧由此通过节流元件固定并且不会在节流室内部产生应力时丢失或歪斜错位。

在本发明的优选设计方案中，液压泵设计为齿轮泵。在此，制动模块具有至少一个驱动轮和从动轮。在此，所述驱动轮能够通过第一轴驱动，并且所述从动轮可自由旋转地布置在第二轴上。在至少一个设计为驱动轮或者从动轮的齿轮的齿部之间以及在至少一个齿轮和壳体之间设计有间隙以便容纳液体。因此，通过齿轮以及容纳在间隙中的液体的共同作用，通过不断增加的滞止压力，形成了这样的系统，其在第一齿轮的被驱动轴中可以自动地调节速度。

在本发明的优选设计方案中，所述制动模块的壳体具有至少一个用于液体的入口和/或出口。通过这种措施使得能够补充和/或更换液体。

在本发明的优选设计方案中，液体具有较高粘度。在本发明的特别优选的设计方案中，所述液体是油。实验表明，油具有为了在这种系统中实现最佳的制动效果所需的特性。

以下参照附图根据两个实施例阐述本发明。在附图中：

图1以立体图示出在轨道区段上具有制动模块的重力悬挂输送机的起重小车；

图2以示意图示出剖切图1中的制动模块得到的剖面；

图3以示意图示出剖切图1中的制动模块得到的剖面；

图4以立体图示出剖切图1中的制动模块得到的剖面的局部。

图1示出作为重力悬挂输送机的一部分的起重小车1，其在轨道系统5的区段上具有制动模块3。在此，起重小车1基本上由基体7、布置在基体上的悬臂9、两个布置在制动模块3上的第一滚轮11、两个布置在悬臂9上的第二滚轮13和两个布置在基体7上的横向导引轮15组成。在此，制动模块3由壳体17和壳体盖板19组成，所述壳体盖板借助螺栓20与壳体17相连。在此，制动模块3在端侧具有入口21和出口23。同样在端侧布置有节流阀25，通过该节流阀可以调节对包含在制动模块中的液体F的通流速度的节流。第一滚轮11布置在制动模块3两侧并且通过轴27相互连接。在此，轴27贯穿制动模块3并且形状配合地与此处未示出的齿轮相连。第二滚轮13通过滚珠轴承与悬臂9相连。横向导引轮15同样通过滚珠轴承与基体7相连。在此处所示的实施例中，起重小车1的运动方向是从右向左，因此起重小车1的具有制动模块3的部分沿运动方向处于前方。

图2以示意剖视图示出图1中的制动模块3。在此示出了壳体17，在所述壳体中，驱动轮29支承在第一轴27上，并且从动轮31支承在第二轴33上。在壳体中布置有入口21和出口23。此外，在壳体17中布置有环绕的流体通道41，所述流体通道与入口21和出口23相连。入口21、出口23以及流体通道41均通过闭锁件43封闭。此外，流体通道41具有节流室45，在节流室中布置有节流元件47，所述节流元件借助弹簧49支承在节流室45的壁上。通过入口21将液体F置入制动模块3的壳体17内。液体F在填充流体通道41时汇集在齿轮间隙35内。在填充液体F之后，借助闭锁件43将流体通道41与填充通道37和排放通道39分隔开。

在起重小车1从右向左运动的第一实施例中，驱动轮29通过与第一轴27相连的第一滚轮11被逆时针驱动。在此，驱动轮29通过齿部与从动轮33有效连接，因此从动轮33沿顺时针方向旋转。一旦使起重小车1运动，则液体F通过驱动轮29驱动顺时针地流过流体通道41以及流过节流阀25并且逆时针地流入从动轮31的齿轮间隙35。从动轮31的齿轮间隙35中的液体F沿顺时针方向运动。通过液体F进入齿轮间隙35的不同流动方向，在处于齿部区域51下方的第一区域53中产生压力区，在该压力区中液体F处于滞止压力中，并且在处于齿部区域51上方的第二区域55中产生吸入区，在该吸入区中吸入液体F。

液体F在流体通道41中导引通过节流室45，节流元件47布置在节流室中，所述节流元件借助弹簧49支承在节流室45的壁上。节流元件47根据流体流通的速度并且因此借助周围的体积流克服弹簧49的弹簧力向左被压向流体通道41。在速度较慢时，弹簧49反作用于液体F的滞止压力。从某一临界速度开始，由于逐渐增大的滞止压力可使弹簧49压缩，由此朝流体通道41的方向按压节流元件47。这在该位置处导致流体通道41自动变窄。由于横截面变小，阻滞了体积流并且齿轮需要施加更大的力来挤压壳体17内部的体积。因此形成了背压，由此从某一临界速度开始形成了所需的制动力矩并且通过驱动轮29传输至与驱动轮29相连的第一轴27并且由此通过与第一轴27相连的第一滚轮11进行均匀的制动。由此使整个起重小车减速并且制动。因此通过速度影响地自动控制地产生了制动效果。节流元件47和节流室45的具体设计方案和工作方式在以下参照图4阐述。

图3以示意剖视图示出图1中的制动模块3。所示为已经参照图2描述过的部件。

在起重小车1从左向右运动的第二实施例中，驱动轮29通过与第一轴27相连的第一滚轮11被顺时针驱动。在此，驱动轮29通过齿部与从动轮33有效连接，因此从动轮33沿逆时针方向旋转。一旦使起重小车1运动，则液体F通过驱动轮29驱动地逆时针流过流体通道41以及流过节流阀25并且顺时针地流入从动轮31的齿轮间隙35。进入从动轮31的齿轮间隙35的液体F沿逆时针方向运动。通过液体F进入齿轮间隙35的不同流动方向，在处于齿部区域51下方的第一区域53中产生吸入区，在该吸入区中吸入液体F，并且在处于齿部区域51上方的第二区域55中产生压力区，在该压力区中液体F处于滞止压力中。

液体F在流体通道41中导引通过节流室45，节流元件47布置在节流室中，所述节流元件借助弹簧49支承在节流室45的壁上。节流元件47根据流体流通的速度并且因此借助周围的体积流克服弹簧49的弹簧力向右被压向流体通道41。其它部分适用已经针对图2描述过的条件。

图4以立体图示出剖切图1中的制动模块得到的剖面的局部。所示为具有节流元件47的节流室45，所述节流元件借助弹簧49支承在节流室的壁上并且处于在此仅示意性示出的驱动轮29下方。在此，节流室45是流体通道41的组成部分。节流室45相对于流体通道41具有更大的直径，因此在壳体17内部运输的液体F可以从节流元件47旁边流过。所述节流元件47在其自由端部处具有处于弹簧49内部的杆状区域57。此外，节流元件47大致在中间具有节流区域59，所述节流区域具有比杆状区域57更大的直径。此外，节流室45朝向流体通道具有漏斗状区域61，所述漏斗状区域与节流区域59的几何形状相对应。一旦在此未示出的起重小车1开始运动，则液体F沿某一或者另一方向流过流体通道41并且从节流元件47旁边流过节流室45，节流元件47根据液体流通的速度并且因此借助周围的体积流克服弹簧49的弹簧力向左或向右被压向流体通道41。在速度较慢时，弹簧49反作用于液体F的滞止压力。从某一临界速度开始，由于逐渐增大的滞止压力可使弹簧49压缩，由此朝流体通道41的方向按压节流元件47。在此，首先只有杆状区域57使流体通道41变窄，然而在压力不断升高时节流区域59也使流体通道41变窄，在达到可承受的最高压力时节流区域59完全贴靠在漏斗状区域61上并且因此封闭流体通道41。由于通过节流元件47封闭了流体通道41，所述系统处于静止状态并且在此未示出的与驱动轮29相连的第一滚轮以最大可能的程度被制动而直至停止。

附图标记清单

1 起重小车

2 重力输送机

3 制动模块

4 液压泵/齿轮泵

5 轨道系统

7 基体

9 悬臂

11 第一滚轮

13 第二滚轮

15 横向导引轮

17 壳体

19 壳体盖

20 螺栓

21 入口

23 出口

25 器件/节流阀

27 第一轴

29 驱动轮

31 从动轮

33 第二轴

35 齿轮间隙

37 填充通道

39 排放通道

41 流体通道

43 闭锁件

45 节流室

47 节流元件

49 弹簧

51 齿部区域

53 第一区域

55 第二区域

57 杆状区域

59 节流区域

61 漏斗状区域

F 液体

Claims (10)

1.一种用于重力输送机(2)的制动模块(3)，具有第一轴(27)以及液压泵(4)，所述液压泵的适用于输送液体(F)的部件与第一轴(27)相连，其特征在于，所述制动模块(3)具有至少一个流体通道(41)，在所述流体通道上布置有适用于限制处于流体通道(41)内的液体(F)的流速以及用于封闭流体通道(41)的节流元件(47)，其中，所述节流元件(47)适用于在至少两个位置上使流体通道(41)变窄。

2.按权利要求1所述的制动模块(3)，其特征在于，所述节流元件(47)布置在流体通道(41)内部的节流室(45)中，其中，所述节流室(45)至少在局部具有比流体通道(41)的其余部分更大的直径。

3.按权利要求1或2所述的制动模块(3)，其特征在于，所述节流元件(47)在其自由端部处具有基本上呈杆状的区域(57)并且基本上在中间具有节流区域(59)，所述节流区域(59)的直径比所述杆状区域(57)更大。

4.按权利要求3所述的制动模块(3)，其特征在于，弹簧(49)能够与所述节流区域(59)和节流室(45)的壁相互连接或者相互贴靠。

5.按权利要求4所述的制动模块(3)，其特征在于，所述节流元件(47)的杆状区域(57)至少部分处于弹簧(49)内部。

6.按前述权利要求之一所述的制动模块(3)，其特征在于，布置有用于调节弹簧(49)在制动模块(3)上的弹簧压力的器件。

7.按前述权利要求之一所述的制动模块(3)，其特征在于，所述液压泵包括至少一个驱动轮(29)和从动轮(31)，其中，所述驱动轮(29)能够通过第一轴(27)驱动，并且所述从动轮(31)可自由旋转地布置在第二轴(33)上，并且在驱动轮(29)和/或从动轮(31)的齿部以及壳体之间设计有齿轮间隙(35)，以便容纳液体(F)。

8.按前述权利要求之一所述的制动模块(3)，其特征在于，所述制动模块(3)具有至少一个用于液体(F)的入口(21)和/或出口(23)。

9.按前述权利要求之一所述的制动模块(3)，其特征在于，所述液体(F)具有较高粘度。

10.一种用于重力悬挂输送机的起重小车(1)，其特征在于，在所述起重小车上布置有按前述权利要求之一所述的制动模块(3)。