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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Staurollenförderer für eine staudrucklose Förderung
von Gegenständen
längs eines
Förderweges
von einem stromaufwärts
gelegenen Ort in Richtung eines stromabwärts gelegenen Ortes.
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Staudrucklose
Förderer
sind aus dem Stand der Technik bekannt. Staudruckloses Fördern bedeutet,
dass ein Förderstrang
aus einzelnen Segmenten besteht, die jeweils separat abgeschaltet
werden können,
so dass das Fördergut
definiert und mit Abstand zwischen den Fördergütern auf der Strecke angehalten
werden kann. Dadurch kann der Kontakt zwischen den einzelnen Fördergütern und
somit ein sich aufbauender Staudruck vermieden werden.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Staurollenförderer zur
Verfügung zu
stellen, welcher sich durch eine hohe Variabilität und Flexibilität für den Einsatz
der einzelnen Komponenten auszeichnet. Ferner liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, einen Staurollenförderer zur Verfügung zu
stellen, welcher in einfacher Weise zu installieren ist.
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Diese
Aufgaben werden gelöst
durch einen Staurollenförderer
für eine
staudrucklose Förderung von
Gegenständen
längs eines
Förderweges
von einem stromaufwärts
gelegenen Ort in Richtung eines stromabwärts gelegenen Ortes, umfassend
eine Mehrzahl von separat abschaltbaren Fördersegmenten mit jeweils einer
Mehrzahl von Transportrollen, die im Abstand zueinander längs des
Förderweges angeordnet
sind, und mindestens eine Antriebseinrichtung zum Antreiben der
Transportrollen, wobei jedem Fördersegment
eine Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung,
ein Logikmodul und eine Sensorik zugeordnet ist.
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Ein
wesentlicher Vorteil gegenüber
dem Stand der Technik ist die einfache Installation der Logikmodule.
Durch die Verwendung spezieller Profilleitungen für die Spannungsvorsorgung
und den Informationstransport zwischen den einzelnen Logikmodulen
können
diese bereits auf einfache Weise mechanisch ohne Zuhilfenahme von
Elektroinstallateuren vorinstalliert und für die Inbetriebnahme vorbereitet
werden.
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Bei
den Staurollenförderern
aus dem Stand der Technik sind Logikmodule zusammen mit Lichtsensoren
in einem Gehäuse
integriert. Bei den Staurollenförderern
der vorliegenden Erfindung sind die Logikmodule von der Sensorik
getrennt. Dies bringt beispielsweise den Vorteil der Sensorunabhängigkeit des
Logikmoduls. Ferner ist das Logikmodul auf diese Weise mit deutlich
höheren
Stromstärken
beaufschlagbar. So sind die Lichttaster mit Logik aus dem Stand
der Technik ausgangsseitig mit höchstens
0,6 A beaufschlagbar, während
die Logikmodule des Staurollenförderers
gemäß der vorliegenden
Erfindung mit bis zu 2 A beaufschlagbar sind.
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Der
Antrieb eines Förderstranges
kann entweder als Mitten- oder als Kopfantrieb ausgeführt werden.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Staurollenförderers
weist die Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung eine Bremse, eine
Kupplung, eine Antriebseinrichtung, insbesondere ein Antriebsrad,
und eine Abtriebseinrichtung, insbesondere ein Abtriebsrad, auf.
Der Aufbau dieser Kombination ist so gestaltet, dass für die einzelnen
Komponenten mehrere Einsatzmöglichkeiten
bestehen.
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Mit
Vorteil ist die Bremse der Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung
als Federkraftbremse oder als Magnetbremse ausgeführt. Beide Arten
der Bremse können
ohne zusätzlichen
Aufwand beliebig auf die Kupplungseinheit montiert werden. Bei den
Vorrichtungen aus dem Stand der Technik kommen nur elektromagnetische
Bremsen in Frage.
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Als
Sensorik zum Erkennen, ob das jeweilige Segment frei oder belegt
ist, können
je nach Fördergut
Lichtschranken mit Reflektor, Lichttaster oder Näherungsschalter (induktiv oder
kapazitiv) eingesetzt werden.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Staurollenförderers
weist das Logikmodul einen Eingang für eine 24 V-Spannungsversorgung,
einen Eingang für
Signale von der Sensorik sowie einen Eingang für ein Startsignal am Ende der
Förderstrecke
bzw. für
Informationen aus einem vorhergegangenen Logikmodul eines benachbarten
Fördersegments
auf. Diese Eingangssignale werden verarbeitet und der entsprechende
Befehl an die Kupplung und die benötigte Information an das nachfolgende
Logikmodul gegeben oder am Beginn der Förderstrecke eine Vollmeldung
ausgegeben.
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Die
Erfindung betrifft ferner eine Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung
für einen
Staurollenförderer,
insbesondere für
Staurollenförderer gemäß der vorliegenden,
oben genannten Erfindung, mit einer Bremse, einer Kupplung, einer
An triebseinrichtung und einer Abtriebseinrichtung, wobei die Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung
mit einem Logikmodul kombinierbar ist.
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Auf
Grund der besonderen Gestaltung der Kupplungswelle kann der Antrieb
des Förderers,
welche eine Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung aufweist, flexibel erfolgen. Je nach Antrieb mit Kette,
Zahn- oder Flachriemen
wird das Antriebsrad als Ketten-, Zahnriemen- oder Flachriemenrad
ausgeführt.
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Mit
Vorteil ist die Abtriebseinrichtung ein Abtriebsrad. Wie das Antriebsrad
kann auch das Abtriebsrad unterschiedlich ausgeführt sein. Das Abtriebsrad ist
vorzugsweise als Ketten-, Zahnriemen- oder Rundriemenrad ausgebildet.
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Mit
Vorteil ist die Bremse der Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung
als Federkraftbremse oder als Magnetbremse ausgeführt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung
weist das Logikmodul einen Eingang für eine 24 V-Spannungsversorgung, einen Eingang für Signale
von einer Sensorik und einen Eingang für ein Startsignal am Ende einer
Förderstrecke
bzw. für Informationen
aus einem vorhergegangenen Logikmodul eines benachbarten Fördersegments
sowie vorzugsweise einen Ausgang für Informationen an ein nachfolgendes
Logikmodul und einen Ausgang für
Signale an die Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung
auf.
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Weitere
Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
von bevorzugten Ausführugsformen
der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen und den Unteransprüchen. Hierbei
können
die einzelnen Merkmale jeweils für
sich allein oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1:
Eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Staurollenförderers;
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2:
eine schematische Darstellung einer Installation eines erfindungsgemäßen Staurollenförderers;
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3:
eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung (teilweise
geschnitten);
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4:
eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Staurollenförderers 1.
Der Staurollenförderer 1 ist
aus einzelnen Fördersegmenten 2 aufgebaut.
Die Fördersegmente 2 können jeweils
separat abgeschaltet und zugeschaltet werden, sodass ein zu transportierendes
Fördergut
definiert und mit Abstand zwischen den Fördergütern auf der Strecke angehalten
werden kann. Bei dem gezeigten Staurollenförderer 1 ist jedes
einzelne Fördersegment 2 mit
einer Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung 3, einem Logikmodul 4 und
einer Sensorik 5 ausgestattet. Der Staurollenförderer 1 weist ferner
einen Motor 6 als Antrieb auf.
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Für die Übertragung
des Antriebsmoments bzw. der Antriebsleistung auf jede einzelne
Kupplung der Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtungen 3 bestehen
zwei Alternativen. Die erste Möglichkeit
besteht, wie in der vorliegenden Zeichnung dargestellt, in einem
einzelnen Antriebsstrang 7 vom Motor 6 zu jeder
Kupplung in Form eines durchgeschleiften Zahnriemens, Flachriemens
oder einer durchgeschleiften Kette. Alternativ dazu besteht die
Möglichkeit,
mit dem Motor 6 nur eine Kupplung anzutreiben und dann
das Drehmoment bzw. die Leistung von Kupplung zu Kupplung über einen
separaten Antriebsstrang (Zahnriemen, Flachriemen oder Kette) weiterzugeben.
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Die
Sensorik 5 bilden im vorliegenden Fall Lichtschranken.
Die einzelnen Fördersegmente 2 weisen
Förderrollen 8 in
Kombination mit Antriebssträngen 8a (Kette,
Flachriemen oder Rundriemen) auf.
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Die
Logikmodule 4 bestehen im wesentlichem aus einer Box mit
je einem Eingang für
die 24 V-Spannungsversorgung 9, das Startsignal am Ende der
Förderstrecke
oder die Information aus dem vorhergegangenen Logikmodul 4 und
dem Signal der Sensorik 5. Die Eingangssignale werden verarbeitet und
der entsprechende Befehl an die Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung 3 und
die benötigte
Information an das nachfolgende Logikmodul 4 gegeben oder
am Beginn der Fördererstrecke
eine Vollmeldung ausgegeben.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung der Installation eines erfindungsgemäßen Staurollenförderers 1.
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Sowohl
die Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung 3 als auch der
Sensor 5 sind über
Kabel mit einfachen Steckerverbindungen mit dem Logikmodul 4 verbunden.
Der Sensor 5 kann, abhängig vom
Fördergut,
optisch oder induktiv ausgeführt
werden. Die Steckverbindung an der Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung 3 ist
als vierpoliger Ventilstecker Bauform A 10 ausgeführt. Die übrigen elektrischen
Anschlüsse
sind als Standard-M12-Steckverbindungen 11 ausgeführt.
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Die
einzelnen Logikmodule 4 sind mittels zweier Profilleitungen
(Profil der ASI-Busleitung)
untereinander verbunden. Die erste Profilleitung 12 (gelb)
dient zum Signalaustausch zwischen den Logikmodulen 4.
Jedes Logikmodul 4 meldet seinen Status an das vor- und
nachgeschaltete Logikmodul 4. Ebenso erhält es den
Status der Logikmodule 4, die vor und nach diesem eingebaut
sind. Durch diese Logik wird der Energieverbrauch minimiert, da
nur die Fördersegmente
in Betrieb sind, welche gerade für den
Transport benötigt
werden. In jedem Logikmodul 4 ist die gelbe Profilleitung 12 mittels
eines Steges 13 getrennt. Dadurch ist gewährleistet,
dass die Informationen nur von einem Logikmodul 4 zum nächsten weitergegeben
und dort verarbeitet werden.
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Jeweils
am Anfang und am Ende eines Förderers
wird in die gelbe Profilleitung 12 ein Interface 14 integriert, über welches
Signale ein- bzw. ausgegeben werden können. Am Ende der Förderstrecke (Förderersegment
A) wird ein Startsignal eingelesen und am Anfang der Förderstrecke
bzw. am letzten Fördersegment,
das mit Fördergut
aufgefüllt
wird, eine Vollstrangmeldung ausgegeben.
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Über die
zweite Profilleitung 15 (schwarz; entspricht der Leitung 9 aus 1)
erfolgt die Spannungsversorgung für die Logikmodule 4,
die zugehörige
Sensorik 5 und die Kupplungs-Bremskombinationen 3.
Die Einspeisung 16 der 24 V Gleichspannung erfolgt zentral
in der Förderstrecke.
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Jede
Förderstrecke
ist durch Enddichtungen 17 in den Leitungen 12, 15 von
der nächsten
Förderstrecke
getrennt. Dabei ist die Anzahl der möglichen Förderersegmente nur durch die
Stromaufnahmen der Förderstrecke
begrenzt.
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Durch
die einfache Installation der Logikmodule 4, der Kupplungs-Bremskombinationen 3 und der
Sensoren 5 mittels Steckerverbindungen und Verwendung von
Profilleitungen 12, 15 kann die Installation ohne
Zuhilfenahme von Fachpersonal erfolgen und soweit für die Inbetriebnahme
vorbereitet werden, dass nur noch die Spannungsversorgung 16 durch
Fachpersonal angeschlossen werden muß, damit die Förderstrecke
in Betrieb gehen kann.
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Durch
diesen modularen Aufbau können,
wie in einem Baukasten, problemlos unterschiedliche Förderstrecken
aufgebaut werden. Eine Verlängerung
der Förderstrecke über die
Beschränkungen hinsichtlich
der Stromaufnahme hinaus macht lediglich zusätzliche 24-V-Gleichspannungseinspeisungen
notwendig. Die Länge
der Förderstrecke
ist durch die Enddichtungen 17 am Anfang und Ende eines
jeden Förderstranges
begrenzt.
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3 zeigt
eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung 18.
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Die
nachfolgend beschriebene Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung 18 besteht
im Wesentlichen aus vier Bestandteilen: der Bremse 19, der
eigentlichen Kupplung 20, sowie dem Antriebs- 21 und
dem Abtriebsrad 22. Alle Elemente sind über eine durchgehende Welle 23 miteinander
verbunden.
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Das
Kernstück
dieser Einheit bildet das Kupplungsteil 20. Im Gehäuse 24 dieses
Kupplungsteils 20 sind Bohrungen vorgesehen, durch welche die
komplette Ein heit an der dafür
vorgesehenen Stelle befestigt werden kann. Dieses Gehäuse 24 bildet
die Lagerung für
die Welle 23.
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An
der einen Seite des Kupplungsgehäuses 24 wird
die Bremse 19 befestigt, die wahlweise als Federkraft-
oder Magnetbremse ausgeführt
werden kann.
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In
der Ausführung
als Federkraftbremse, die in der beiliegenden Zeichnung dargestellt
ist, drückt eine
Feder 25 über
eine Scheibe 26 auf die Bremsscheibe 27 und einen
Gegenhalter 28. Die Bremsscheibe 27 ist über eine
Verzahnung verschiebbar auf einer Nabe 29 gelagert, welches
das Bremsmoment auf die Welle 23 überträgt. Ist die Bremse 19 stromlos,
so ist die Magnetspule 30 nicht aktiv und die Federkraft
bewirkt das Stillstehen der Welle 23. Wird die Magnetspule 30 unter
Spannung gesetzt, zieht die Magnetwirkung die Zwischenscheibe 26 entgegen
der Federkraft von der Bremsscheibe 27 weg. Durch den entstehenden
Spalt können
sich die Bremsscheibe 27 und damit auch die Welle 23 frei drehen.
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Bei
der Ausführung
als Magnetbremse ist keine Feder nötig. Ist die Magnetspule 30 stromlos, läuft die
Bremsscheibe 27 frei durch. Wird die Magnetspule 30 unter
Spannung gesetzt, wird die Bremsscheibe 27, die auch bei
diesem Prinzip über
eine Verzahnung verschiebbar auf einer Nabe 29 gelagert ist,
gegen ein feststehendes Teil 26 gezogen und so ein Bremsmoment
erzeugt, welches auf die Welle 23 übertragen wird.
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Die
Kupplung 20 selbst arbeitet ebenfalls mit Magnetwirkung.
Dazu werden eine weitere Magnetspule 31 und ein Rotor 32 benötigt. Im
eingekuppelten Zustand überträgt der Rotor 32 das
Drehmoment auf die Welle 23. Ist die Magnetspule 31 stromlos,
so befindet sich ein kleiner Spalt zwischen Rotor 32 und einem
Ring 33, der fest mit dem Antriebsrad 21 verbunden
ist. Da das Antriebsrad 21 unabhängig von allen anderen Elementen
auf der Welle 23 gelagert ist, kann sich dieses im ausgekuppelten
Zustand leer durchdrehen. Wird die Magnetspule 31 unter
Spannung gesetzt, zieht die Magnetwirkung den Ring 33 gegen
den Rotor 32. Durch die so erzeugte Haftreibung zwischen
Ring 33 und Rotor 32 wird das Antriebsmoment vom
Antriebsrad 21 über
den Rotor 32 auf die Welle 23 übertragen. Ist die Welle 23 mit
einem Drehmoment beaufschlagt, wird dieses direkt auf das Abtriebsrad 22 übertragen.
Die Spannungsvorsorgung erfolgt über
den Ventilstecker 34.
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Generell
lässt sich
die Funktionsweise der Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung 18 folgendermaßen zusammenfassen.
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Sind
bei Ausführung
als Federkraftbremse beide Magnetspulen 30, 31 stromlos,
so ist die Bremse 19 aktiv, die Welle 23 steht
still und das Antriebsrad 21 dreht sich leer durch, da
es über
den Antriebsstrang 7 (siehe 1) permanent
angetrieben wird. Werden beide Magnetspulen 30, 31 mit
Spannung versorgt, so wird die Bremse 19 gelöst und die
Kupplung 20 greift, sodass das Antriebsmoment über die Welle 23 auf
das Abtriebsrad 22 übertragen
werden kann. Die Ausführung
als Magnetbremse funktioniert nach dem gleichen Prinzip. Der Unterschied
besteht darin, dass die Magnetspule 30 unter Spannung stehen
muß, damit
eine Bremswirkung erzeugt werden kann.
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Durch
den beschriebenen Aufbau können sowohl
Antrieb 21 als auch Abtrieb 22 flexibel gestaltet
werden. Als Antriebsstrang ist einen Kette, ein Zahn- oder Flachriemen
möglich,
als Abtriebsstrang können
Ketten, Rund- oder Zahnriemen eingesetzt werden.
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4 zeigt
eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung 35.
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Die
nachfolgend beschriebene Kupplungs-Bremskombination besteht im Wesentlichen aus
vier Bestandteilen: der Bremse 36, der eigentlichen Kupplung 37,
sowie dem Antriebs- 38 und dem Abtriebsrad 39.
Dabei bilden Bremse 36 und Kupplung 37 sowie Antriebs- 38 und
Abtriebsrad 39 jeweils eine separate Einheit. Den Bezugspunkt
dieser Kupplungs-Bremskombination 35 mit Antriebs-Abtriebseinheit bildet
das Lagergehäuse 40,
das sowohl in Höhe
als auch in Neigung einstellbar an einer dafür vorgesehenen Stelle befestigt
werden kann. Dabei ist das Gehäuse 40 die
Lagerstelle für
die Antriebs-Abtriebswelle 41. An der Schnittstelle 42 zur
Kupplungs-Bremskombination ist die Welle 41 so gestaltet,
dass das erforderliche Drehmoment übertragen werden kann, die
Verbindung aber leicht lösbar
und steckbar ist.
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Die
Einheit aus Kupplung und Bremse bis einschließlich dem Rotor 43 wird
auf das Wellenende 42 aufgesteckt und über eine lange Zentralschraube 44 an
der Antriebs-Abtriebseinheit befestigt. Das Kernstück der Kupplungs-Bremseinheit bildet
das Kupplungsteil 37. Das Gehäuse 45 dieses Kupplungsteils 37 bildet
die Lagerung für
die Hohlwelle 46, durch welche die Zentralschraube 44 verläuft.
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An
der einen Seite des Kupplungsgehäuses 45 wird
die Bremse 36 befestigt, die wahlweise als Federkraft-
oder als Magnetbremse ausgeführt
werden kann.
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In
der Ausführung
als Federkraftbremse, die in der beiliegenden Zeichnung dargestellt
ist, drückt eine
Feder 47 über
eine Scheibe 48 auf die Bremsscheibe 49 und einen
Gegenhalter 50. Die Bremsscheibe 49 ist über eine
Verzahnung verschiebbar auf einer Nabe 51 gelagert, welches
das Bremsmoment auf die Welle 46 überträgt. Ist die Bremse 36 stromlos,
so ist die Magnetspule 52 nicht aktiv und die Federkraft
bewirkt das Stillstehen der Welle 46. Wird die Magnetspule 52 unter
Spannung gesetzt, zieht die Magnetwirkung die Zwischenscheibe 48 entgegen
der Federkraft von der Bremsscheibe 49 weg. Durch den entstehenden
Spalt können
sich die Bremsscheibe 49 und damit auch die Welle 46 frei drehen.
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Bei
der Ausführung
als Magnetbremse ist keine Feder nötig. Ist die Magnetspule 52 stromlos, läuft die
Bremsscheibe 49 frei durch. Wird die Magnetspule 52 unter
Spannung gesetzt, wird die Bremsscheibe 49, die auch bei
diesem Prinzip über
eine Verzahnung verschiebbar auf einer Nabe 51 gelagert ist,
gegen ein feststehendes Teil 48 gezogen und so ein Bremsmoment
erzeugt, welches auf die Welle 46 übertragen wird.
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Die
Kupplung 37 selbst arbeitet ebenfalls mit Magnetwirkung.
Dazu werden eine weitere Magnetspule 53 und ein Rotor 43 benötigt. Im
eingekuppelten Zustand überträgt der Rotor 43 das
Drehmoment auf die Welle 46. Ist die Magnetspule 53 stromlos,
so befindet sich ein kleiner Spalt zwischen Rotor 43 und einem
Ring 54, der fest mit dem Antriebsrad 38 verbunden
ist. Da das Antriebsrad 38 unabhängig von allen anderen Elementen
auf der Welle 46 gelagert ist, kann sich dieses im ausgekuppelten
Zustand leer durchdrehen. Wird die Magnetspule 53 unter
Spannung gesetzt, zieht die Magnetwirkung den Ring 54 gegen
den Rotor 43. Durch die so erzeugte Haftreibung zwischen
Ring 54 und Rotor 43 wird das Antriebsmoment vom
Antriebsrad 38 über
den Rotor 43 auf die Welle 46 übertragen. Ist die Welle 46 mit
einem Drehmoment beaufschlagt, wird dieses direkt auf das Abtriebsrad 39 übertragen.
Die Spannungsversorgung erfolgt über
den Ventilstecker 55.
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Generell
lässt sich
die Funktionsweise der Kupplungs-Bremskombination 35 folgendermaßen zusammenfassen:
Sind bei Ausführung
als Federkraftbremse beide Magnetspulen 52, 53 stromlos,
so ist die Bremse 36 aktiv, die Welle 46 steht
still und das Antriebsrad 38 dreht sich leer durch, da
es über den
Antriebsstrang permanent angetrieben wird. Werden beide Magnetspulen 52, 53 mit
Spannung versorgt, so wird die Bremse 36 gelöst und die
Kupplung 37 greift, sodass das Antriebsmoment über die Welle 46 auf
das Abtriebsrad 39 übertragen
werden kann. Die Ausführung
als Magnetbremse funktioniert nach dem gleichen Prinzip. Der Unterschied
besteht darin, dass die Magnetspule 52 unter Spannung stehen
muß, damit
eine Bremswirkung erzeugt werden kann.
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Durch
den beschriebenen Aufbau können sowohl
Antrieb 38 als auch Abtrieb 39 flexibel gestaltet
werden. Als Antriebsstrang ist eine Kette, ein Zahn- oder Flachriemen
möglich,
als Abtriebsstrang können
Ketten, Rund- oder Zahnriemen eingesetzt werden.