DE102008010675A1

DE102008010675A1 - Fangvorrichtung zum Stillsetzen einer Umlenk- oder Wickelwelle

Info

Publication number: DE102008010675A1
Application number: DE102008010675A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Manfred Horst Höck; Rainer Gerhard Ruhnau
Original assignee: Gfa-Antriebstechnik GmbH; GFA ANTRIEBSTECHNIK GmbH
Current assignee: GFA Elektromaten GmbH and Co KG
Priority date: 2007-02-22
Filing date: 2008-02-22
Publication date: 2008-09-04
Anticipated expiration: 2028-02-23
Also published as: DE102008010675B4; DE202007002787U1

Abstract

Eine Fangvorrichtung zum Stillsetzen einer Umlenk- oder Wickelwelle bei Überschreiten einer vorgegebenen Winkelgeschwindigkeit weist ein die Umlenk- oder Wickelwelle drehbar lagerndes Gestellglied (30) auf. Eine Nabe (10) ist mit der Umlenk- oder Wickelwelle sowie mit einem Sperrrad (20) drehfest verbindbar oder verbunden. An dem Gestellglied (30) ist radial außerhalb des Sperrrades (20) ein Sperrklinkenapparat (40) gelagert. Er umfasst eine mit dem Sperrrad (20) zusammenwirkende, von einem Steuerglied (44) in Abhängigkeit von der Winkelgeschwindigkeit der Nabe (10) bewegte Sperrklinkenanordnung (42). Der Sperrklinkenapparat (40) wird im Fangfalle entlang einer an dem Gestellglied (30) vorgesehenen Führung (36) gebremst verlagert.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine Fangvorrichtung zum Stillsetzen einer Umlenk- oder Wickelwelle mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND
Fangvorrichtungen der gattungsgemäßen Art sind sowohl als reine Absturzsicherungen als auch in Verbindung mit dem Schutz vor allmählichem Verschleiß im Betrieb bekannt, wobei ein Sperrklinkenapparat bei Überschreiten einer vorgegebenen maximal zulässigen Winkelgeschwindigkeit der Umlenk- oder Wickelwelle aktiviert wird, um die Umlenk- oder Wickelwelle mehr oder weniger abrupt still zu setzen. Die Sperrklinkenfunktion und die Steuerung der Drehzahl abhängigen Aktivierung können miteinander kombiniert sein. Die zum Stillsetzen der Umlenk- oder Wickelwelle erforderliche Energieumformung geschieht auf sehr unterschiedliche Weise. Zum einen sind hierzu verformbare Metallbügel bekannt, die sich zwischen einem feststehenden und einem be wegbaren Teil befinden ( DE 2433237 A1 ). Plastische Verformungsarbeit wird auch bei einer Fangvorrichtung gemäß DE 10 2004 023 123 A1 und der DE 26 17 784 A1 geleistet. Nach anderen Vorschlägen werden Reibbremsen im Fangfall aktiviert ( DE 3325750 A1 , EP 0131941 A2 , DE 42 34 534 A1 , DE 39 01 206 A1 und DE 37 01 251 A1 ). In wieder anderen Fällen muss Zerspanungsarbeit innerhalb des Gestellgliedes der Fangvorrichtung im Fangfall geleistet werden ( DE 29502273 U1 ). Reibungsbremsen haben hierbei den Nachteil, dass die Reibungswerte sich bei langen Zeiten der Nichtaktivierung der Fangvorrichtung stark ändern können, was zu unerwünscht hohen Auslösekräften führt. Die Vorspannung solcher Bremsen muss im übrigen sorgfältig auf die abzubremsende Last abgestimmt werden. Zerspanende Umformmethoden gestatten zwar eine vergleichsweise präzise Einstellbarkeit und Sicherheit auch bei langer Nichtaktivierung der Fangvorrichtung, doch ist der Aufwand für die Wiederherrichtung der Fangvorrichtung nach einem Fangfall relativ groß.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine einfach aufgebaute Fangvorrichtung zu schaffen, die eine einfache Wiederinstandsetzung nach einem Fangfall ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Fangvorrichtung mit dem Merkmal des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Demnach basiert die Erfindung auf dem Grundgedanken, den gesamten Sperrklinkenapparat im Fangfall entlang einer gestellfesten Führung unter Zuhilfenahme eines Dämpfungselementes gebremst zu verlagern. Es hat sich herausgestellt, dass auf diesem Wege erhebliche Energieumformungen in kürzester Zeit bei relativ leichter Dimensionierung der Fangvorrichtung möglich sind. Die auftretende Spitzenlast ist dabei im optimalen Fall nicht wesentlich größer als die mittlere Last während des Bremsweges des Sperrklinkenapparates. Auch die Wiederinstandsetzung kann mit einfachen Mitteln erfolgen. Umformkräfte und ggf. Reibkräfte können für die Energieumformung zum Stillsetzen der Umlenk- oder Wickelwelle eingesetzt werden.
Um eine für eine bestimmte Belastung ausgelegte Fangvorrichtung nach einem Fangfall mit Sicherheit und mit einfachen Mitteln vor Ort in Stand setzen zu können, ohne die Auslegungsdaten zu ändern, werden Dämpfungsplatten vorgegebener Dicke oder im Durchmesser gestufte Bolzen vorgegebener Stufenlänge verwendet, so dass die Dicke der zu verformenden Materialzone Dämpfungsplatte das gewünschte Maß hat.
Die vorgenannten sowie die beanspruchten und in den Ausführungsbeispielen beschriebenen erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so dass die in dem Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Neben- und Unteransprüchen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung und Tabelle, in der – beispielhaft – ein Ausführungsbeispiel einer Fangvorrichtung dargestellt ist.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
In den Zeichnungen zeigen:
1A eine Fangvorrichtung in einer Teilungsebene durch das Fangvorrichtungsgehäuse rechtwinklig zu einer Umlenk- oder Wickelwelle im normalen Betrieb-Schnittansicht A-A gemäß 4;
1B Fangvorrichtung gemäß 1A im Fangfall;
2 von derselben Fangvorrichtung eine perspektivische Außenansicht der Darstellung nach 1A;
3 von derselben Fangvorrichtung eine perspektivische Außenansicht einer Dämpfungsplatte der Darstellung nach 2 sowie
4 von derselben Fangvorrichtung eine Aufnahmebolzenhälfte im normalen Betrieb-Schnitt entlang der Linie IV-IV gemäß 1A sowie
5 eine alternative Ausführungsform der Dämpfungsplatte nach 3.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
Aus 1A bis 3 ist ein zweiteiliges, im wesentlichen aus spiegelbildlich identischen Gehäusehälften 30A, 30B bestehendes Gestellglied 30 ersichtlich, dass über einen so genannten Pendelfuß 32 in verschiedenen Orientierungen an einem festen Gegenstand, wie an der Leibung einer Toröffnung befestigbar ist. Eine Nabe 10, wie eine Hohlwelle, zur drehfesten Aufnahme einer Umlenk- oder Wickelwelle (nicht dargestellt) ist beidendig innerhalb des Gestellgliedes 30 drehgelagert. Entsprechende Wälzlager sind in Drehlageraufnahmen 34 der Gehäusehälften 30A, 30B eingesetzt.
Ein Sperrrad 20 dreht sich innerhalb des Gestells 30 mit der mit ihm drehfest verbundenen Nabe 10 mit.
Ein Sperrklinkenapparat 40 ist an dem Gestellglied 30 radial außerhalb des Sperrrades 20 gelagert. Er weist eine Sperrklinkenanordnung 42 und ein Steuerglied 44 auf, die mit dem Sperrrad 20 in der Weise zusammenwirken, dass die Sperrklinkenanordnung 42 nur dann in das Sperrrad 20 eingreifen, wenn die Windelgeschwindigkeit der Nabe 10 – und mithin auch des Sperrrades 20 – einen vorgegebenen Maximalwert überschreitet. Derartige Sperrklinkenapparate sind an sich bekannt und können bei gleicher Funktionalität auch anders als in der Zeichnung ausgeführt sein.
Das Gestellglied 30 weist beidhälftig Schlitze 37 in Form von gebogenen Langlöchern zur Aufnahme von Führungen 36 auf, in denen der Sperrklinkenapparat 40 an dem Gestellglied 30 im Normalbetrieb (1A) fest gelagert ist. Im Fangfall schiebt das mit der Sperrklinkenanordnung 42 in Eingriff stehende Sperrrad 20 den gesamten Sperrklinkenapparat 40 aus seiner Normalbetriebsstellung heraus entlang der Führung 36 des Gestellgliedes 30 (1B). Dabei wird, wie nachfolgend erläutert, die an der Nabe 10 anstehende Bewegungsenergie bis zum Stillstand der Nabe umgeformt.
Im dargestellten und in soweit bevorzugten Ausführungsbeispiel (1A/B) ist der Sperrklinkenapparat 40 in an sich bekannter Weise als zweiarmige Hebelanordnung ausgeführt, die um einen Schwenkbolzen in der oder parallel zu der Ebnende des Sperrrades 20 geringfügig hin und her schwenkbar ist, wobei der eine Hebelarm die Sperrklinkenanordnung 42 und der andere Hebelarm einen als Steuerglied 44 dienenden Taster trägt. Taster wird in geeigneter Weise, zum Beispiel durch eine Feder in reibungsarmer Anlage an dem Sperrrad 20 gehalten. Dies kann (wie dargestellt) unmittelbar an den Sperrgliedern 20A des Sperrrades 20 als auch an einem parallel mit dem oder an dem Sperrrad 20 umlaufenden Klinkenrad erfolgen. Das Steuerglied 44 erfährt einen radial einwärts und radial auswärts sich in Abhängigkeit von der Drehwinkelgeschwindigkeit der Nabe 10 wiederholenden Bewegungsrhythmus. Bei der radialen Auswärtsbewegung erfährt die Sperrklinkenanordnung 42 eine radiale Einwärtsbewegung und gelangt kurzfristig zwischen die Sperrglieder 20A des Sperrrades 20, jedoch ohne diese zu berühren. Der Sperrklinkenapparat 40 und das Sperrrad 20 sind auf eine maximale Winkelgeschwindigkeit der Nabe abgestimmt, oberhalb derer die Steuerung automatisch außer Kraft gesetzt wird und die Sperrklinkenanordnung 42 in die Sperrglieder 20A der Sperrrades 20 irreversibel eingreift (Fangfall).
Der Abbremsvorgang im Fangfall erfolgt bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel in der Weise, dass sich der Schwenkbolzen des Sperrklinkenapparates 40, der diesem Ausführungsbeispiel gleichzeitig als Aufnahmebolzen (Bolzen 46) der Fangvorrichtung zur Energieumformung dient, gegen Verformungswiderstände und ggf. auch gegen Reibungswiderstände entlang der Führung 36 des Gestellgliedes 30 verlagert. Zu diesem Zweck, kann, wie dargestellt, die Führung 36 aus gebogenen Langlöchern 36A, 36B in jeder der Gehäusehälften 30A, 30B bestehen, die von den Endbereichen des Bolzens 46 durchgriffen werden. Dabei kann der Bolzen 46 und/oder können an seinen Enden ggf. vorgesehne Reibflächen an der Führung 36 eine Bremswirkung ausüben. Vorzugsweise ist – wie dargestellt – die Breite W der Langlöcher 36A, 36B kleiner als die Dicke D des Bolzens 46, so dass die Führung 36 und/oder der Bolzen 46 an den gegenseitigen Berührungsflächen Verformungsarbeit leisten muss/müssen, um den Bolzen 46 in der Führung 36 im Drehrichtungssinn der Nabe 10 aus seiner festen Lagerpostion L heraus zu bewegen. Die diesbezügliche Passung kann am Führungsanfang loser als Zuführungsende hin sein, um den Bremsvorgang sanfter zu gestalten. Das Ende 36C der Langlöcher 36A, 36B kann als Notanschlag dienen, der im berechneten Fangfall am Ende des Fangvorgangs aber nicht vom Sperrklinkenapparat 40 erreicht wird.
Die Führungen 36 können auch in Dämpfungsplatten 38A, 38B vorgesehen sein, die mit je einer Gehäusehälfte 30A, 30B verbindbar, zum Beispiel in einer Gehäuseaussparung 30C einsetzbar und als Verschleißteile nach Lösen von Befestigungsschrauben 46A, 46B auswechselbar sein können. Der Bolzen 46 besteht bevorzugt aus vergütetem Material, so dass er nach einem Fangfall nicht ausgetauscht werden muss. Dämpfungsplatten 38A, 38B können in ihren Materialeigenschaften auf einen gewünschten Verformungswiderstand eingestellt sein. Um ein für eine bestimmte Belastung ausgelegte Fangvorrichtung nach einem Fangfall mit Sicherheit und mit einfachen Mitteln vor Ort in Stand setzen zu können, ohne die Auslegungsdaten zu ändern, werden Dämpfungsplatten 38A, 38B vorgegebener Dicke oder im Durchmesser gestufte Bolzen 46 vorgegebener Stufenlänge S verwendet, so dass die Dicke der zu verformenden Materialzone Dämpfungsplatte das gewünschte Maß hat.
Die alternativ in 5 dargestellte Dämpfungsplatte 38 weist im Bereich der Bolzenaufnahme mit dem Durchmesser D eine diesen Bereich von der übrigen Führung 36 abtrennenden, als Sollbruchstelle 50 ausgebildeten Steg auf. Wenn am Anfang eines Fangfalles der Bolzen die Sollbruchstelle 50 durchbricht, kann sich das Material der Sollbruchstelle in beidseitig der Führung vorgesehene Aufnahmebereiche 48 verlagern, um die weitere Bolzenbewegung nicht weiter zu stören, so dass die Umformungskräfte an den beidseitigen Führungsrändern entsprechend der Materialdicke der Dämpfungsplatte zur Wirkung kommen. Findet ein Monteur nach einem Fangfall die Dämpfungsplatte mit gebrochener Sollbruchstelle vor, ist dies ein eindeutiger Hinweis für den Austauschbedarf der Dämpfungsplatte.
Die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 bis 16 sind in verschiedener Weise kombinierbar, ohne den Lösungsgedanken der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

10: Nabe
20: Sperrrad
20A: Sperrglieder
30: Gestellglied
30A: Gehäusehälfte
30B: Gehäusehälfte
30C: Gehäuseaussparung
32: Pendelfuß
34: Drehlageraufnahme
36: Führung
36A: Langloch
36B: Langloch
36C: Langlochende
37: Schlitze
38, 38A/B: Dämpfungsplatten
40: Sperrklinkenapparat
42: Sperrklinkenanordnung
44: Steuerglied
46: Bolzen
46A/B: Befestigungsschrauben
48: Aufnahmebereich
50: Sollbruchstelle
D: Dicke
W: Breite
L: Lagerpostion
S: Bolzenstufenlänge

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 2433237 A1 [0002]
- DE 102004023123 A1 [0002]
- DE 2617784 A1 [0002]
- DE 3325750 A1 [0002]
- EP 0131941 A2 [0002]
- DE 4234534 A1 [0002]
- DE 3901206 A1 [0002]
- DE 3701251 A1 [0002]
- DE 29502273 U1 [0002]

Claims

Fangvorrichtung zum Stillsetzen einer Umlenk- oder Wickelwelle bei Überschreiten einer vorgegebenen Winkelgeschwindigkeit – mit einem die Umlenk- oder Wickelwelle drehbar lagernden Gestellglied (30), – mit einer mit der Umlenk- oder Wickelwelle sowie mit einem Sperrrad (20) drehfest verbindbaren oder verbundenen Nabe (10), – mit einem an dem Gestellglied (30) radial außerhalb des Sperrrades (20) gelagerten Sperrklinkenapparat (40), umfassend eine mit dem Sperrrad (20) zusammenwirkende, von einem Steuerglied (44) in Abhängigkeit von der Winkelgeschwindigkeit der Nabe (10) bewegten Sperrklinkenanordnung (42) dadurch gekennzeichnet, dass das Gestellglied (30) mindestens eine eine Führung (36, 36A, 36B) aufweisende Dämpfungsplatte (38A, 38B) aufnimmt, entlang der sich der Sperrklinkenapparat (40) im Fangfalle gebremst verlagert.
Fangvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsplatten (38A, 38B) austauschbar, insbesondere in Gehäuseausparungen (30C) aufnehmbar sind.
Fangvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (36, 36A, 36B) aufweisende Dämpfungsplatten (38A, 38B) in ihren Materialeigenschaften auf einen gewünschten Verformungswiderstand eingestellt sind.
Fangvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, insbesondere mit den kennzeichnenden Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrklinkenapparat (40) mindestens ein Führungselement zum Führen entlang einer Führung (36) des Gestellgliedes (30) aufweist, bei dem das Führungselement ein Übermaß oder die Führung (36) ein Untermaß aufweist und dass sich der Sperrklinkenapparat (40) in Fangfalle entlang der Führung (36) gebremst verlagert.
Fangvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, insbesondere mit den kennzeichnenden Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 4 bei der an dem Gestellglied eine Führung (36) vorgesehen ist, entlang der sich der Sperrklinkenapparat (40) im Fangfalle gebremst verlagert, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Führung (36) mindestens eine Verformungszone für das gebremste Verlagern des Sperrklinkenapparates (40) vorgesehen ist.
Fangvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, insbesondere mit den kennzeichnenden Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 5 bei der an dem Gestellglied (30) eine Führung (36) vorgesehen ist, entlang der sich der Sperrklinkenapparat (40) im Fangfalle gebremst verlagert, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (36) eine Sollbruchstelle (50) aufweist, die im Fangfalle von dem verlagernden Sperrklinkenapparat (40) am Anfang der Verlagerungsbewegung aufgebrochen wird.
Fangvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstelle (50) als Steg ausgebildet ist, der die Führung (36) quer zu ihrer Längserstreckung überbrückt.
Fangvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollbruchstelle (50) ein Aufnahmebereich (48) der Führung (36) für Sollbruchmaterial nachgeordnet ist.
Fangvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrklinkenapparat (40) einen an der Führung (36; 36A, 36B) des Gestellgliedes (30) gebremst führbaren Bolzen (46) aufweist.
Fangvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (46) des Sperrklinkenapparates (40) aus vergütetem Material besteht.
Fangvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch Gehäusehälften (30A, 30B) des Gestellgliedes (30) im Bereich der Führung (36; 36A, 36B) durchdringende Schlitze (37).
Fangvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Führung mindestens eine als Bremsfläche dienende Zone für das gebremste Verlagern des Sperrklinkenapparates (40) vorgesehen ist.
Fangvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch Dämpfungsplatten (38A, 38B) vorgegebener Dicke.
Fangvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch im Durchmesser gestufte Bolzen (46) vorgegebener Stufenlänge (S).
Fangvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch Endanschläge (36C) der Führung (36).
Fangvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch eine Führung (36; 36A, 36B) mit sich entlang ihrer Erstreckung verjüngendem Weitenmaß.