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Die
Erfindung betrifft einen durch ein fluides Druckmedium antreibbaren
Motor. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Motor, bei dem
ein in einem Motorraum angeordneter Läufer mit einem Druckmedium
antreibbar ist und bei dem ein axial bewegliches federbelastetes
Bremselement zur Bremsung des Läufers
mit dessen Stirnseite eine Reibpaarung bildet.
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Fluidmotoren
werden vorzugsweise mit Druckluft oder mit einer Hydraulikflüssigkeit
betrieben. Für
den Antrieb wird die bei der Entspannung des verwendeten Druckmediums
verrichtete Arbeit ausgenutzt.
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Ein
bekannter Motortyp ist der Lamellenmotor. Dieser umfaßt einen
in einem Motorraum drehenden Läufer
mit radialen Lamellen. Bei Drehung des Läufers verändern sich die Volumina der
durch die Lamellen und die Wandung des Motorraums weitgehend abgedichteten
Zwischenräume.
Das in diese Zwischenräume
eingebrachte Druckmedium expandiert hierbei und treibt den Läufer so
an.
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Derartige
Motoren haben sich als sehr zuverlässig für eine Vielzahl von Anwendungen
erwiesen, bspw. für
den Einsatz in Hebezeugen. Für
viele Einsatzzwecke ist eine Bremseinrichtung notwendig, die den
Lamellenläufer
abbremsen und stillsetzen kann, wenn kein Druckmedium zugeführt wird.
Insbesondere beim Einsatz in Hebezeugen wird so ein Abstürzen der
Last vermieden.
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In
einer Vielzahl von bekannten Hebezeugen ist die Bremseinrichtung
zwar mit dem Motor über eine
Welle gekoppelt, befindet sich aber als separates Teil außerhalb
des Motorraums, d. h. außerhalb des
Raums, in dem das Druckmedium expandiert.
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In
der
WO 95/02762 ist
ein hydraulischer Motor gezeigt. Ein Rotor dreht sich in einem Motorraum. Der
Rotor ist axial beweglich und wird durch Federn mit einem konischen Abschnitt
gegen eine gehäusefeste
Reibfläche
gedrückt.
Der Motorraum ist mit der konischen Reibpaarung über Kanäle mit darin angeordneten Ventilen
verbunden. Im Betrieb gelangt das Druckmedium aus dem Motorraum
zu der Reibpaarung und bewirkt eine axiale Verschiebung des Rotors,
die zum Trennen der Reibpaarung und somit zum Lösen der Bremse führt.
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In
der
WO 97/02406 der
Anmelderin ist ein Lamellenläufer
mit integrierter Bremseinrichtung gezeigt. Ein Lamellenläufer ist
in einem Motorraum durch Druckluft antreibbar. Ein Bremselement
ist verschiebbar und durch Federn belastet axial direkt neben dem
Lamellenläufer
angeordnet. Der Lamellenläufer
bildet so an seiner Stirnseite mit dem Bremselement eine Reibpaarung.
Die Reibpaarung ist im Motorraum angeordnet, so daß die im
Betrieb dort wirkende Druckluft auf das Bremselement wirkt und dieses
entgegen der Federwirkung so verschiebt, daß die Bremse gelöst wird.
Diese Konstruktion hat sich in der Praxis außerordentlich bewährt. Sie
führt insbesondere
zu einer kompakten Bauweise.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, einen Motor mit integrierter Bremseinrichtung
vorzuschlagen, bei dem die Bremswirkung gegenüber bekannten Konstruktionen
noch verbessert wird.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch einen Motor gemäß Anspruch
1. Abhängige
Ansprüche
beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
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Der
erfindungsgemäße Motor
weist einen inneren Motorraum und einen darin drehbaren Läufer auf.
Dieser ist durch ein Druckmedium antreibbar. Während mit dem Begriff Motorraum
zunächst
der gesamte nach außen
abgeschlossene innere Bereich des Motors bezeichnet wird, wird der
Teil (bzw. der Abschnitt der axialen Länge des Motorraums), in dem
das Druckmedium expandiert bzw. entspannt (bei hydraulischen Druckmedien
ist die Bezeichnung "entspannt" exakter, im folgenden
wird aber zur Vereinfachung stets von "Expansion" gesprochen) und so den Läufer antreibt
hier als Arbeitsbereich bezeichnet. Der innere Motorraum ist bevorzugt
zylindrisch, d. h. er weist – wenigstens
abschnittsweise – über seine
Längsachse
einen gleichbleibenden Querschnitt, bevorzugt (aber nicht notwendig)
einen Kreisquerschnitt auf. Bei dem Läufer handelt es sich bevorzugt
um einen Lamellenläufer;
ebenso kann das Konzept aber auch für andere Typen von Fluidexpansionsmotoren
mit anderen Arten von Läufern verwendet
werden.
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Axial
neben dem Läufer
ist ein Bremselement zum Bremsen des Läufers angeordnet. Bremselement
und Läufer
sind axial gegeneinander beweglich, d. h. daß entweder der Läufer in
Richtung auf ein (feststehendes) Bremselement beweglich ist, oder ein
Bremselement gegenüber
einem axial feststehenden Läufer,
oder beide Elemente axial beweglich sind. Eines oder beide Elemente
weisen Federn auf, die die Elemente aufeinander drücken, so
daß sie eine
federbelastete Reibpaarung bilden. Da das Bremselement nicht um
die Achse rotierbar ist, bewirkt die Reibpaarung eine Bremsung,
bei ausreichender Reibung bis hin zum Stillsetzen des Rotors.
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Die
Reibpaarung wird bevorzugt an einer oder an beiden Stirnflächen des
Rotors gebildet. Hierbei muß es
sich nicht ausschließlich
um radial angeordnete Flächen
handeln, sondern verschiedene Paßformen, z. B. ein beidseitiger
Konus, sind möglich.
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Die
zur Erfindung führenden Überlegungen umfassen
die Erkenntnis, daß die
Bremswirkung abhängig
ist von der Reibungskraft, und damit von dem Reibungskoeffizienten
der Materialien an der Reibpaarung und der aufgebrachten Federkraft.
Hiervon ist es wegen der guten Einstellbarkeit besonders bevorzugt,
die Federkraft zu erhöhen.
Allerdings sind einer Erhöhung
der Federkraft dadurch Grenzen gesetzt, daß das Druckmedium im Betrieb
des Motors noch in der Lage sein muß, die Bremse zu lösen. Für die maximale
Kraft, die hierfür
zur Verfügung
steht, ist der Druck des Mediums einerseits und die wirksame Fläche andererseits
maßgeblich.
Um bei gleichbleibendem Druck eine höhere Kraft zu erzielen, wird hier
vorgeschlagen, die Fläche
zu vergrößern.
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Erfindungsgemäß ist daher
ein spezieller Druckraum vorgesehen. Der Druckraum ist so ausgebildet,
daß seine
Erstreckung im Querschnitt größer ist
als die Querschnittserstreckung des Motorraums an seinem Arbeitsbereich,
er also mit Bezug auf die Längsachse
mindestens zum Teil weiter außen
angeordnet ist. Zu vergleichen sind hier einerseits der Querschnitt
des Motorraums an der Stelle, an der das Druckmedium durch Expansion
den Rotor antreibt (Arbeitsbereich) und andererseits die äußere Erstreckung des
Druckraums, ebenfalls im Querschnitt betrachtet. Für den – bevorzugten – Fall eines
kreiszylindrischen Motorraums bedeutet dies, daß als Querschnittserstreckung
der innere Durchmesser der Berandung des Motorraums zu betrachten
ist. Der Druckraum ist bevorzugt als Ringraum ausgebildet, wobei
sein äußerer Durchmesser
dann größer ist
als der Durchmesser des Motorraums. Der Druckraum liegt somit radial
außerhalb
des Arbeitsbereich des Motorraums, so daß eine deutlich vergrößerte Fläche bereitgestellt
wird.
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Der
Druckraum wird mindestens einseitig von mindestens einem der Elemente
der Reibpaarung (Bremselement/Läufer)
begrenzt. Ein im Druckraum aufgebauter Druck wirkt auf dieses Element bzw.
diese Elemente und führt
zu einer Kraft auf das Bremselement und/oder den Läufer. Der
Druckraum ist hierbei so angeordnet, daß die aufgebrachte Kraft zur
Trennung der Reibpaarung führt,
also entgegen der Federkraft gerichtet ist. So kann durch Aufbauen eines
Drucks im Druckraum eine Trennung der Reibpaarung zwischen Bremselement
und Läufer
erreicht werden, so daß die
Abbremsung des Läufers
aufgehoben wird.
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Der
Druckraum ist erfindungsgemäß so angeordnet,
daß das
Druckmedium bei Beaufschlagung des Läufers in den Druckraum gelangt.
Wird also Druckmedium zugeführt
um den Läufer
anzutreiben, so gelangt dieses in den Druckraum und bewirkt die
Trennung der Reibpaarung und damit das Lösen der Bremse. Das Druckmedium
kann hierbei aus einer geeigneten Zuführung direkt in den Druckraum gelangen.
Besonders bevorzugt ist, daß das
Druckmedium durch eine Verbindung vom Arbeitsbereich des Motorraums
in den Druckraum gelangt.
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Der
erfindungsgemäß geschaffene
Druckraum kann hierbei unterstützend
zu einem bereits direkt an der Reibpaarung (d. h. zwischen Bremselement
und der danebenliegenden Stirnseite des Läufers) angeordneten Druckraum
wirken. Bei ausreichender Dimensionierung kann er allerdings auch
alleine die Kraft aufbringen, die zum Lösen der Bremse benötigt wird.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Motor
wird eine Konstruktion erreicht, bei der einerseits große Bremskräfte und
andererseits eine automatische Lösung
einer Reibbremse durch das im Betrieb dem Motor zugeführte Druckmedium
erzielt wird. Durch die im Querschnitt große Erstreckung des Druckraums
steht eine zusätzliche,
relativ große
Fläche
für die
Wirkung des Druckmediums zur Verfügung. So muß auch für große Bremsleistungen nicht auf
den Vorteil der Konstruktion nach
WO
97/02406 verzichtet werden, bei der eine automatische Lösung der Bremse
bei Beaufschlagung des Rotors erfolgt. Dennoch wird die Konstruktion
durch den zusätzlichen Druckraum
nicht erheblich aufwendiger. Es sind keine zusätzlichen beweglichen Teile
erforderlich und die axiale Gesamtlänge der Konstruktion kann sogar gleich
bleiben. So ist die Herstellung eines kompakten, kostengünstigen
Motors mit den beschriebenen Vorteilen möglich.
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Gemäß einer
wesentlichen Weiterbildung der Erfindung ist ein Anschluß des Druckraumes
in einer Weise vorgesehen, daß bei
einem umsteuerbaren Motor beim Betrieb in beiden Betriebsrichtungen die
Funktion des Druckraums gewährleistet
bleibt. Generell verfugt der Motor zunächst über einen Fluidanschluß, an dem
das Druckmedium zugeführt wird,
und einen Auspuff, an dem das expandierte Medium abgegeben wird.
Zur Ankopplung des Druckraums kann dieser bspw. direkt mit dem Fluidanschluß gekoppelt
werden. Bei einem umsteuerbaren Motor (d. h. einem Motor, der in
zwei Drehrichtungen betreibbar ist) sind jedoch zwei verschiedene
Fluidanschlüsse
vorgesehen, wobei das Druckmedium je nach gewünschter Drehrichtung dem einen
oder dem anderen Fluidanschluß zugeführt wird.
Eine direkte Verbindung beider Fluidanschlüsse mit dem Druckraum würde zu einem "Kurzschluß" des Motors führen. Daher
könnte
eine Lösung
sein, die beiden Fluidanschlüsse
nicht direkt, sondern nur jeweils über Rückschlagventile mit dem Druckraum
zu verbinden, um so einen direkten Fluidfluß von einem Anschluß zum anderen
auszuschließen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
aber stattdessen der Druckraum mit dem Arbeitsbereich des Motorraums
verbunden. Hier ergibt sich beim Betrieb in beiden Richtungen ein Überdruck. Die
Verbindung ist hierbei bevorzugt eine direkte, ventilfreie Verbindung,
bspw. ein Stichkanal, eine Leitung oder auch eine gezielte Undichtigkeit
einer Passung.
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Bei
der Verbindung des Druckraums mit dem Arbeitsbereich des Motorraums
(statt des Anschlusses an die Fluidanschlüsse) wird ohne jeden Zusatzaufwand
die Funktion der Bremse auch bei Umsteuerbarkeit des Motors beibehalten.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung ist der Druckraum gebildet zwischen
dem Bremselement (oder einem hinsichtlich der axialen Bewegung mit
diesem verbundenen Element) einerseits und dem Gehäuse (oder
einem gehäusefesten
Element) andererseits. So wird bei Beaufschlagung mit dem Druckmedium
das Bremselement gegenüber
dem Gehäuse
verschoben.
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Bevorzugt
ist der Druckraum als Ringraum ausgebildet. Ein Ringraum von relativ
großem
Durchmesser hat den Vorteil, daß eine
gleichmäßige Kraftwirkung
erfolgt und somit die Gefahr eines eventuellen Verkantens des hierdurch
verschobenen Elements gering ist.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung ist die Passung des Bremselementes gegenüber einer Wandung
des Motorraums so, daß das
Druckmedium zwischen diesen beiden hindurch in den Druckraum gelangt.
Hier kann also gezielt ein Spalt bzw. eine Undichtigkeit gelassen
werden, um den Druckraum mit dem Arbeitsbereich des Motorraums zu
verbinden. Auf diese Weise kann – ohne daß spezielle Kanäle notwendig
sind – auf
sehr einfache Weise eine Verbindung geschaffen werden. Der notwendige Querschnitt
ist ohnehin gering, da es im Betrieb nicht zu einer ständigen Durchströmung der
Verbindung kommt, sondern der Druck im Druckraum statisch aufrechterhalten
bleibt.
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Soweit
eine Leitung zum Leiten des Druckmediums vom Motorraum in den Druckraum
vorgesehen ist, ist bevorzugt, daß diese an einer Verbindungsöffnung angeschlossen
ist, die stirnseitig neben dem Läufer
angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist diese Öffnung im Bremselement gebildet.
Wie beschrieben kann es sich bei der Leitung bevorzugt um eine direkte,
ventilfreie Leitung handeln. Für
die Anordnung der Verbindungsöffnung
ist bevorzugt, daß diese – aus axialer
Sicht – im
selben Quadranten des Motorraums angeordnet ist, wie ein (erster)
Fluidanschluß.
Besonders bevorzugt ist die Öffnung
im Bereich von +/–30° vom Fluidanschluß angeordnet
(gemessen jeweils an der Mitte des Fluidanschlusses und der Öffnung).
Es hat sich gezeigt, daß auch
bei umsteuerbaren Motoren mit zwei Fluidanschlüssen eine Anordnung der Verbindungsöffnung nahe
einem der Fluidanschlüsse
für den
störungsfreien
Betrieb in beiden Betriebsrichtungen ausreichend ist. Weist der Motor
eine Vorzugsrichtung auf (bei Hebezeugen üblicherweise die Heben-Seite),
so ist es sinnvoll, die Verbindungsöffnung im Bereich des entsprechenden bevorzugten
Fluidanschlusses anzuordnen. Im Fall von belasteten Hebezeugen ergibt
sich beim Absenken einer Last eine Kompression zum Fluidausgang hin,
so daß hierdurch
die Bereitstellung des für
das Lösen
der Bremse erforderlichen Drucks unterstützt wird.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß eine Wandung
vorgesehen ist, die mindestens den Arbeitsbereich des Motorraums
und das Bremselement umschließt.
Diese Wandung weist im Längsschnitt
mindestens eine Stufe auf. Im bevorzugten Fall eines zylinderförmigen Arbeitsbereiches
umfaßt
die Wandung bevorzugt zwei aneinander gesetzte Zylinderabschnitte
mit unterschiedlichem Durchmesser, die durch die Stufe verbunden
sind. Auch das innerhalb des von der Wandung umschlossenen Bereiches
aufgenommene Bremselement weist eine passende Stufe auf. Der Druckraum
ist dann zwischen radial angeordneten Flächen der Stufen gebildet. So
kann auf konstruktiv sehr einfache Weise ein Druckraum gebildet
werden, der bei Beaufschlagung zu einer axialen Verschiebung des
Bremselements führt.
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Nachfolgend
werden Ausführungsformen der
Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen
zeigen:
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1 eine
Ansicht eines Längsschnittes durch
einen Lamellenmotor;
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2 eine
Ansicht eines Querschnittes durch den Lamellenmotor aus 1 entlang
der Linie A .. A';
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3 eine
Ansicht eines Querschnittes durch den Lamellenmotor aus 1 entlang
der Linie B .. B' und
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4a, 4b Prinzipskizzen
zur Lösung der
Bremse bei einem mit dem in 1 gezeigten vergleichbaren
Lamellenmotor.
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In 1 ist
ein Lamellenmotor 10 im Längsschnitt gezeigt. Ein Gehäuse 12 umfaßt eine
Motorbuchse 14 sowie einen stirnseitigen Deckel 16 und einen
weiteren stirnseitigen Deckel 19 mit einem Bremsbelag 21.
Die Motorbuchse 14 begrenzt einen inneren Motorraum 18.
In einer alternativen Ausgestaltung (nicht dargestellt) kann auch
auf eine se parate Motorbuchse verzichtet und der Motorraum 18 durch
die Gehäusewand
gebildet werden. Im inneren Motorraum 18 sind ein Lamellenläufer 20 und
ein Bremselement 22 angeordnet.
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Die
Motorbuchse 14 umfaßt
eine Stufe 24, die zwischen zwei kreiszylinderförmigen Abschnitten unterschiedlichen
Durchmessers gebildet ist. Ein erster Abschnitt 26 weist
einen größeren Innendurchmesser
auf als ein zweiter, hieran anschließender Abschnitt.
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Der
Lamellenläufer 20 ist
im Bereich des zweiten Abschnitts mit dem geringeren Innendurchmesser
angeordnet. Wie dem Fachmann für
Lamellenmotoren bekannt ist, ist der Läufer 20 innerhalb dieses
Bereiches exzentrisch angeordnet. Wie in 1 gezeigt
ist die Drehachse 28, die an einem Ende einen Lagerzapfen 30 und
am anderen Ende einen Abtriebszapfen 32 aufweist gegenüber der Längsmittelachse
der Motorbuchse 14 nach unten verschoben. Dies ist auch
in dem in 2 gezeigten Querschnitt erkennbar.
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Wie
aus 2 weiter ersichtlich, weist der Lamellenläufer 20 eine
Anzahl von radial verschieblichen, nach außen federbelasteten Lamellen 34 auf. Die
Lamellen liegen an der Buchse 14 an und begrenzen so Zwischenräume 36.
Die Lamellen sind über
die gesamte axiale Länge
eines Arbeitsbereiches 40 (siehe 1) des Motors 10 vorgesehen.
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Am
Umfang des Arbeitsbereiches 40 weist die Buchse 14 einen
ersten Drucklufteinlaß 42,
einen zweiten Drucklufteinlaß 44 und
einen Auspuff 46 auf. Beim Betrieb in der Vorzugsrichtung
(Drehung links herum in 2) wird Druckluft durch den
Einlaß 42 zugeführt. Bei
Drehung des Läufers 20 expandiert
die Druckluft in den mit der Rotation größer werdenden Zwischenräumen 36 zwischen
den Lamellen 34 bis sie am Auspuff 46 unter einem
Restdruck abgegeben wird.
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Beim
Betrieb in entgegengesetzter Drehrichtung (rechtsdrehend in 2)
wird Druckluft durch den Anschluß 44 zugeführt. Wie
aus 2 ersichtlich, ist der Auspuff 46 nicht
symmetrisch zwischen den Anschlüssen 42, 46 angeordnet,
sondern in größerem Abstand
vom ersten Anschluß 42.
Dies führt dazu,
daß die
durch diesen Anschluß 42 angesteuerte
erste Drehrichtung zur Vorzugsrichtung wird (bspw. bei einem Hebezeug:
Heben-Richtung), bei der das Leistungsvermögen des Motors 10 höher ist als
bei der Ge genrichtung.
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Wie
in 1 gezeigt ist das Bremselement 22 axial
direkt neben dem Läufer 20 angeordnet.
Mit einem auf der Oberfläche
angebrachten Reibbelag 48 bildet es eine Reibpaarung mit
der Stirnfläche 50 des
Läufers 20.
Federelemente 52, von denen in 1 nur zwei
zu sehen sind, wirken auf das Bremselement 22 und beaufschlagen
es mit einer Kraft in axialer Richtung, die die Elemente der Reibpaarung 48, 50 aufeinander
drückt.
Das Bremselement ist durch Zapfen 51 gehalten, so daß es sich
axial bewegen, aber gegenüber
dem Gehäuse 12 nicht
verdrehen kann. Eine weitere Reibpaarung ist gebildet zwischen dem
Läufer 20 und
dem mit einem Bremsbelag 21 versehenen Deckel 19,
so daß der
Läufer 20 beidseitig
gebremst ist.
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Passend
zu der in der Buchse 14 vorgesehenen Stufe 24 ist
auch das in der Buchse 14 aufgenommene Bremselement 22 mit
einer Stufe 54 versehen. Zwischen den axialen Flächen eines
abgestuften Teils des Bremselements 22 und der Stufe 24 der Buchse 14 ist
ein Druckraum 60 gebildet. Der Druckraum 60 hat,
wie aus 3 ersichtlich, die Form eines
umlaufenden Ringraumes. Wie aus dem Vergleich von 2, 3 hervorgeht,
weist der Druckraum 60 in Richtung quer zur Längsmittelachse
der Buchse 14 eine größere Erstreckung
auf als der Arbeitsbereich 40 des Motors 10. Der
Druckraum 60 erstreckt sich bis zu einem Radius R2 (3),
während im
Arbeitsbereich 40 die Buchse 14 lediglich einen kleineren
Innendurchmesser R1 (2) aufweist.
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Der
Anschluß des
Druckraumes 60 erfolgt über
eine Leitung 62, die als Kanal innerhalb des Bremselements 22 gebildet
ist. Sie verbindet den Druckraum 60 mit einer Öffnung 64 in
der dem Läufer 20 zugewandten
Fläche
des Bremselements 22. Die Leitung 62 ist als direkte,
ventilfreie Verbindung von nur einer Öffnung 64 mit dem
Druckraum 60 ausgebildet.
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Die
vorstehend geschilderten Elemente sorgen dafür, daß im Betrieb des Motors 10 durch
Beaufschlagung eines der beiden Anschlüsse 42, 44 mit Druckluft
automatisch ein Lösen
der Bremse erfolgt, und daß bei
nachlassender Druckluftversorgung der Rotor 20 zwischen
dem Bremsbelag 48 des Bremselementes 22 und dem
Bremsbelag 21 des feststehenden Gehäusedeckels 19 automatisch
stillgesetzt wird. Dieser Mechanismus wird nachfolgend anhand der
schematischen Schaubilder 4a, 4b dargestellt.
Hierbei ist darauf hinzuweisen, daß die Darstellung in 4a, 4b schematischer
Natur ist und dazu dienen soll, das allgemeine Funktionsprinzip
zu erläutern.
Daher sind einige Details weggelassen und insbesondere die Spaltmaße übertrieben groß dargestellt.
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4a zeigt
den gebremsten Motor 10. Der Lamellenläufer 20 ist durch
Anlage des Bremselements 22 gebremst. Durch die Kraft der
Federelemente 52 ist der Motor 10 somit stillgesetzt.
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Zum
Anfahren des Motors wird nun Druckluft über den Anschluß 42 zugeführt. Wie
aus 2 ersichtlich gelangt die Druckluft in einen Lamellenzwischenraum 36.
Da der Läufer 20 stillgesetzt
ist, kommt es zunächst
nicht zur Drehung des Läufers 20.
Stattdessen wirkt der Druck im Zwischenraum 36 (und durch
Undichtigkeiten an den Lamellen bald auch auf der gesamten Fläche) auf
das axial verschiebliche Bremselement 22, so daß dieses
beginnt, sich gegen die Kraft der Federn 52 vom Läufer 20 zu
lösen.
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Allerdings
wirkt durch die Federn 52 eine solche Kraft auf das Bremselement 22,
daß der
auf die Fläche
des Reibbelags 48 wirkende Druck alleine nicht ausreichen
würde,
um die Bremse vollständig zu
lösen.
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Gleichzeitig
gelangt die Druckluft allerdings auch in den Druckraum 60.
Dies kann auf zwei verschiedene Arten erfolgen. Einerseits können in
der Passung zwischen der Motorbuchse 14 und dem Bremselement 22 Undichtigkeiten
verbleiben, durch die das Druckmedium in den Druckraum 6o gelangt (gepunktete
Pfeile in 4a). Bei der tatsächlichen Konstruktion
gemäß 1 sind
hierbei Aufnahmen für
Dichtungen 65 vorgesehen. Wird an dieser Stelle keine Dichtung
eingesetzt, so entfällt
eine Abdichtung an dieser Stelle und es kommt zu dem in 4a durch
gepunktete Pfeile dargestellten Weg des Druckmediums in den Druckraum 60.
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Alternativ
oder ergänzend
hierzu gelangt das Druckmedium auch durch die Öffnung 64 im Bremselement 22 und
die daran angeschlossene Leitung 62 in den Druckraum 60.
Die Öffnung 64 erscheint zwar
im Ruhezustand (4a) zunächst verschlossen. Das Druckmedium
gelangt aber im Betrieb dennoch hindurch, da einerseits die Anlage
zwi schen Läufer 20 und
Bremselement 22 nicht vollständig dichtend ist. Andererseits
bewirkt das Einleiten des Druckmediums bereits eine erste Bewegung
des Bremselements 22, so daß dann die Öffnung 64 frei wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltung (in 1 aufgrund
der geringen Abmaße
nicht erkennbar) kann auch bei der Herstellung des Läufers 22 an
dessen Stirnfläche 50 innen
ein leicht erhöhter
Ring belassen werden, der bei der Anlage gegen das Bremselement 22 dafür sorgt,
daß die Öffnung 64 nicht vollständig verschlossen
ist (nicht dargestellt).
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Die
Anordnung der Öffnung 64 ist
aus der Zusammenschau 1, 2 genau
ersichtlich. In radialer Richtung liegt sie, wie aus 1 erkennbar, im
Inneren der durch das Bremselement 22 dem Arbeitsbereich 40 des
Motorraums zugewandten Fläche,
d. h. nicht direkt am Rand. Die Lage der Öffnung 64 relativ
zu den Drucklufteinlässen 42, 44 und
dem Auspuff 46 ist aus 2 ersichtlich.
Hier ist die Öffnung 64 im
Bereich des Druckluftanschlusses 42 der Hebenseite angeordnet.
Wie Versuche ergeben haben, eignet sich die Anordnung im Bereich
dieses Druckluftanschlusses besonders gut. Es wird daher bevorzugt,
daß die Öffnung 64 wie
in 2 gezeigt im selben Quadranten des Motorraums
angeordnet ist wie der Anschluß 42.
Besonders bevorzugt beträgt der
Winkel zwischen der Mitte des Anschlusses 42 und der Mitte
der Öffnung 64 nicht
mehr als 30°.
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Diese
Anordnung der Öffnung 64 ist
besonders für
den Betrieb in Hebenrichtung (Druckluft auf Anschluß 42)
vorteilhaft. Wie Versuche gezeigt haben ergibt sich aber bei einem
belasteten Hebezeug auch bei Zuführung
der Druckluft über
den Anschluß 44 ein
ausreichender Druckaufbau im Bereich der Öffnung 64, so daß der Druckraum 60 hinreichend schnell
gefüllt
wird, weil beim Senken der Last – quasi durch Pumpwirkung – im Bereich
der Öffnung 64 ein
höherer
Druck entsteht, als am Anschluß 44.
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Das
Druckmedium wirkt auf die radialen Flächen des Bremselements 22,
nämlich
einerseits auf die innere, an der Reibpaarung 48, 50 beteiligte
Fläche
und andererseits auf die an der Stufe 54 gebildete zusätzliche
Ringfläche.
Die auf das Bremselement 22 insgesamt wirkende Kraft entspricht
dem Produkt aus dem Druck des Druckmediums und der Fläche. Durch
geeignete Dichtungsmaßnahmen
(Dichtungssitz 66 in 1) wird
verhindert, daß das
Druckmedium auch hinter das Bremselement 22 gelangt. So
ist es insgesamt möglich,
daß allein
durch den Druck des Druckmediums die Bremse 22 gelöst wird.
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Im
Betrieb bleibt das Bremselement 22 beabstandet vom Läufer 20,
solange das Druckmedium zugeführt
wird. Beim Abschalten des Druckmediums fällt durch die Kraft der Federn 52 automatische
die Bremse wieder ein.
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Durch
den Druckraum 60 ist somit eine Vergrößerung der Fläche geschaffen,
auf der der Druck des Druckmediums auf das Bremselement 22 wirken kann.
So ist es möglich,
durch geeignete, stärkere Federn 52 eine
gewünschte,
erhöhte
Bremskraft vorzugeben.
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Die
Erfindung ist, wie für
den Fachmann erkennbar ist, nicht auf die gezeigten und beschriebenen
Ausführungen
beschränkt.
Insbesondere sind die folgenden Modifikationen denkbar:
- • Bei
der Konstruktion eines Motors gemäß 1 ist eine
gestufte, einstückige
Motorbuchse 14 vorgesehen. Alternativ kann das Gehäuse des
Motors auch anders aufgebaut sein, um einen inneren Motorraum zu
schaffen.
- • Während vorstehend
ein mit Druckluft beschriebener Lamellenmotor beschrieben wurde,
kann das Erfindungsprinzip für
den Fachmann ohne weiteres erkennbar auch auf andere Motortypen (z.
B. Zahnradmotor) und andere Antriebsmedien (bspw. Hydraulikflüssigkeit)
angewendet werden.