DE1208956B

DE1208956B - Hydraulic brake, especially for winding and unwinding machines

Info

Publication number: DE1208956B
Application number: DED34434A
Authority: DE
Inventors: Paul Defontenay
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-07-22
Filing date: 1960-10-05
Publication date: 1966-01-13

Description

Hydraulische Bremse, insbesondere für Auf- und Abwickelmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Bremse, insbesondere fürAuf- undAbwickelmaschinen, mit einer in einem geschlossenen Flüssigkeitskreislauf angeordneten Zahnradpumpe, deren treibendes Rad mit der abzubremsenden Welle verbunden ist, und einem in dem Druckstutzen des schwenkbarenPumpengehäuses angeordneten, die Förderleistung der Pumpe und somit das Bremsmoment regelnden, einen Kolben als Verschlußstück enthaltenden Ventil.Hydraulic brake, in particular for winding and unwinding machines The invention relates to a hydraulic brake, in particular for winding and unwinding machines, with a gear pump arranged in a closed liquid circuit, whose driving wheel is connected to the shaft to be braked, and one in the Arranged pressure port of the swiveling pump housing, the delivery rate of the Pump and thus regulating the braking torque, containing a piston as a closure piece Valve.

Die Erfindung besteht dabei darin, daß der Kolben des Ventils mittels einer Lasche am feststehenden Maschinengestell angelenkt ist und mit dem Ventilgehäuse zwei Kammern begrenzt, von denen die eine Kammer mit dem Flüssigkeitsvorratsbehälter verbunden ist und. die andere Kammer von einem geschlossenen hydraulischen Steuerkreislauf beaufschlagt ist, der die Relativstellung des Kolbens zum Ventilgehäuse und damit den Durchflußquerschnitt von der Druck- und Saugseite der Pumpe regelt.The invention consists in that the piston of the valve means a bracket is hinged to the stationary machine frame and with the valve housing two chambers limited, one of which is a chamber with the liquid reservoir is connected and. the other chamber by a closed hydraulic control circuit is acted upon, which is the relative position of the piston to the valve housing and thus regulates the flow cross-section of the pressure and suction side of the pump.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung speist der Steuerkreislauf mittels einer Pumpe und eines Kolbenschieberventils über einen Behälter einen weiteren Behälter, der an dem einen Ende eines an dem Kolben des Ventils angelenkten Waagebalkens anaeoz-dnet ist, während das andere Ende des Waagebalkens ein Gegengewicht trägt.According to a further embodiment of the invention, the control circuit feeds by means of a pump and a piston slide valve via a container to another Container attached to one end of a balance arm hinged to the piston of the valve anaeoz-dnet, while the other end of the balance beam carries a counterweight.

Es ist eine hydraulische Bremse, ähnlich der vorliegenden, bekannt, bei der um die abzubremsende Welle ein Gehäuse schwenkbar angeordnet ist, wobei dieses Gehäuse, das die erste Flüssigkeitspumpe aufnimmt, mit einem Zahnsegment verbunden ist. Dieses Zalinse`inent stellt seinerseits mit einem Ritzel im Eingriff, das auf der den Waagebalken tragenden Welle aufaekeilt ist. Diese bekannte Bauart hat den Nachteil, daß die Empfindlichkeit infolge der mechanischen Kopplung der den Waagebalken tragenden Welle mit dem Gehäuse der Flüssigkeitspumpe gering ist, abgesehen davon, daß der Platzbedarf einer solchen A nordnung relativ L-roß ist. Es ist ferner eine ähnliche Vorriclltun- bekan:zt, die jedoch keinen Verteiler auf«eist, der mit Hilfe einer entsprechenden Kammer in einen Bezu,_rsliilfskreislauf eingeschaltet ist. Obendrein ist diese bekannte Einrichtung kompliziert auf-ebaut und be#>itzt auch nur ein =geringes ? nsprechvermcgen, so daß keine einwandfreie Regelung der Welle dadurch ermöglicht wird. Die erfindungs@Temäße Eiizrichttii3@,) hingegen löst die gestellte Aufgabe, alle diese Nachteile zu beseitigen und gleichzLitig eine Vorrichtung mit einfachem Aufbau zur Verfügung zu stellen.A hydraulic brake, similar to the present one, is known, in which a housing is pivotably arranged around the shaft to be braked, wherein this housing, which houses the first liquid pump, with a toothed segment connected is. This Zalinse`inent in turn meshes with a pinion, which is wedged on the shaft carrying the balance beam. This well-known type has the disadvantage that the sensitivity due to the mechanical coupling of the the shaft carrying the balance beam with the housing of the liquid pump is small, apart from the fact that the space required for such an arrangement is relatively large. There is also a similar prearrangement, which, however, does not have a distributor. which is switched into an auxiliary circuit with the help of a corresponding chamber is. On top of that, this well-known facility is complicated to set up and use also only a = minor? responsiveness, so that no proper regulation of the Wave is made possible by this. The fiction @ Temäß Eiizrichttii3 @,), however, solves the task set to eliminate all these disadvantages and at the same time one To provide device with a simple structure.

In der Zeichnung ist eine hydraulische Bremse nach der Erfindung schematisch dargestellt und dabei auch die hydraulische Steuerung einer Aufwickelrolle skizziert. Die Bremse ist durch ein nvt der abzubremsenden Welle 2 fest verbundenes zentrales Ritzel 1 gebildet. Sie umfaßt eines oder mehrere tangentiale Ritzel 3 einer volumetrischen Pumpe, deren Gehäuse 4, das auf der Welle 2 sch,%venkbar ist, mit einem Ansaugstutzen 4a versehen ist. Die Ablauföffnung 5 mündet in ein Regelventil mit zylindrischen Steuerkolben 9, dessen Gehäuse 6 fest mit dem Gehäuse 4 verbunden ist.In the drawing, a hydraulic brake according to the invention is schematically shown and also outlined the hydraulic control of a take-up roll. The brake is centrally connected to the shaft 2 to be braked by an NVT Pinion 1 formed. It comprises one or more tangential pinions 3 of a volumetric one Pump, the housing 4 of which is pivotable on the shaft 2, with a suction nozzle 4a is provided. The outlet opening 5 opens into a control valve with cylindrical Control piston 9, the housing 6 of which is firmly connected to the housing 4.

Dieses Gehäuse 6 weist einen mittigen Hohlraum 7 auf, in den die Ablauföffnung 5 mündet, sowie zwei Aussttrömräume S, die mit dem Vol ratsbehälter der Arbeitsflüssigkeit in Verbindung stehen.This housing 6 has a central cavity 7 into which the drain opening 5 opens, as well as two Aussttrömäume S, which are with the vol rats container of the working fluid stay in contact.

Durch die Schwenkungen des Gehäuses 4 bewegt sich das Gehäuse 6 auf einem Kreisbo-enabsclinitt. In diesem Gehäuse G ist der Steuerkolben 9 verschiebbar geführt, auf dessen eine oder andere äußere Stirnfläche der Druck der Arbeitsflüssigkeit in der entsprechenden äußeren Kammer des Gehäuses wirken kann, die mit einem unabhängigen, nachstehend beschriebenen Steuerkreislauf in Verbindung steht.The pivoting of the housing 4 causes the housing 6 to move open an arc of a circle. The control piston 9 is displaceable in this housing G out, on one or the other outer end face of the pressure of the working fluid can act in the corresponding outer chamber of the housing, which is connected to an independent, is connected to the control circuit described below.

Der Kolben 9 weist symmetrische Ausdrehungen 9a, vorzugsweise kegelstumpfförmiger Gestalt, auf, die zwischen den Räumen 7 und 5 eine Verbindung herstellen, und zwar derart, daß eine Verschiebung des Gehäuses 6 gegenüber dem Kolben 9 eine Veränderung des Durchtrittsquerschnitts für die durch die Pumpe gelieferte Flüssigkeit bedingt, eine Veränderung, die von dem völligen Abschluß bis zur Maximalöffnung reicht. Die beiden Durchtrittsquerschnitte verändern sich jeweils gleich.The piston 9 has symmetrical recesses 9a, preferably frustoconical Shape, which establish a connection between the spaces 7 and 5, namely such that a displacement of the housing 6 relative to the piston 9 is a change of The passage cross-section for the liquid delivered by the pump, a change that ranges from complete closure to maximum opening. the both passage cross-sections change the same in each case.

Der Kolben 9 ist im wesentlichen unbeweglich angeordnet, und zwar mittels einer Lasche 12, deren eines Ende an der Kolbenstange und deren anderes Ende an einer festen Stelle, beispielsweise dem Gestell der Maschine, das die Bremse aufnimmt, angelenkt ist.The piston 9 is arranged to be essentially immovable by means of a tab 12, one end of which is on the piston rod and the other End at a fixed point, for example the frame of the machine that has the brake receives, is articulated.

Die Schwenkbewegung des auf der Welle 2 frei drehbar gelagerten Gehäuses 4 ist durch den Kolben 9 sowie durch das in der einen der äußeren Kammern (A, B) des Regelventils befindliche Flüssigkeitspolster begrenzt. Die Verschwenkung des Gehäuses 4 ist folglich lediglich abhängig von einem bestimmten Flüssigkeitsdruck in dieser Kammer, die mit dem Steuerkreislauf in Verbindung steht. The pivoting movement of the housing 4, which is freely rotatably mounted on the shaft 2, is limited by the piston 9 and by the liquid cushion located in one of the outer chambers (A, B) of the control valve. The pivoting of the housing 4 is consequently only dependent on a certain liquid pressure in this chamber, which is connected to the control circuit.

Unter der Voraussetzung, daß die Welle 2 in der Pfeilrichtung f umläuft, daß die Kammer A des Regelventils mit Flüssigkeit aus dem Steuerkreislauf gefüllt ist, daß die Kammer B mit ihrem Auslaß 11 mit dem Flüssigkeitsvorratsbehälter verbunden ist, steht die Flüssigkeit in der Kammer A unter einem Druck p, so daß die tangentiale Kraftwirkung gleich p - s ist, wobei s der Querschnitt der äußeren Stirnfläche des Kolbens 9 ist.Provided that the shaft 2 rotates in the direction of the arrow f, that the chamber A of the control valve is filled with liquid from the control circuit, that the outlet 11 of the chamber B is connected to the liquid reservoir, the liquid in the chamber A is below a pressure p, so that the tangential force effect is equal to p - s , where s is the cross section of the outer end face of the piston 9.

Diese tangentiale Kraft wirkt auf das Gehäuse 6 und führt demgemäß zu einem Schwenken des Gehäuses 4. Folglich werden die Durchtrittsquerschnitte zwischen den Räumen 7 und 8 verkleinert, wodurch die Förderleistung der Pumpe 1, 3, 4 gedrosselt wird und somit ein Bremsmoment auf die Welle 2 wirkt. Dieses Bremsmoment ruft eine tangentiale Kraft hervor, die derjenigen entgegengerichtet ist, welche durch das Polster in der Kammer A hervorgerufen wird. Das Gehäuse 6 stellt sich in eine solche Schwenkstellung ein, in der die beiden tangentialen Kräfte ausgeglichen sind. Das Bremsmoment kann durch die Formel C = p - s - r berechnet werden, wobei r der Radius des um das Zentrum der Welle 2 verlaufenden Kreisbogens ist, an dem die Achse' des Kolbens 9 tangential anliegt. Diese Formel zeigt, daß C direkt proportional p ist, weil die Werte s und r konstant sind.This tangential force acts on the housing 6 and accordingly leads to a pivoting of the housing 4. As a result, the passage cross-sections between the spaces 7 and 8 are reduced, whereby the delivery rate of the pumps 1, 3, 4 is throttled and thus a braking torque on the shaft 2 works. This braking moment produces a tangential force which is opposite to that which is produced in chamber A by the cushion. The housing 6 adjusts itself to a pivoting position in which the two tangential forces are balanced. The braking torque can be calculated using the formula C = p - s - r , where r is the radius of the circular arc running around the center of the shaft 2 on which the axis' of the piston 9 is tangentially in contact. This formula shows that C is directly proportional to p because the values s and r are constant.

Eine derartige Bremse ist, wenn sie von einem hydraulischen Steuerkreislauf beaufschlagt wird, besonders für Auf- und Abwickelmaschinen geeignet.One such brake is when operated by a hydraulic control circuit is applied, particularly suitable for winding and unwinding machines.

Dieser hydraulische Steuerkreislauf besteht aus einer Pumpe 41, beispielsweise einer Zahnradpumpe, die durch einen unabhängigen Motor angetrieben wird und die die Steuerflüssigkeit in einen unteren Ringraum 13a eines Kolbenschieberventils 13, 14 fördert, dessen Kolben 14 über eine Stange 15 mit einem Waagebalken 27 verbunden ist. Dieser Waagebalken 27 ist um eine feste Achse 25 schwenkbar und trägt an dem einen Ende einen Behälter 30 und an dem anderen Ende ein Gegengewicht 32. Das Kolbenschieberventil 13, 14 weist zwei weitere Ringräume 13 b und 13 c auf. Letzterer ist über eine Leitung mit einem Behälter 16 verbunden, der an einer oberhalb des Behälters 30 gelegenen Stelle angeordnet ist. Dem Behälter 30 wird die Flüssigkeit, der Schwerkraft folgend, durch eine Leitung 16a zugeführt. Der mittlere Ringraum 13b ist über eine Leitung mit der Kammer A des Gehäuses 6 verbunden.This hydraulic control circuit consists of a pump 41, for example a gear pump, which is driven by an independent motor and which pumps the control fluid into a lower annular space 13a of a piston slide valve 13, 14 , the piston 14 of which is connected to a balance beam 27 via a rod 15. This balance beam 27 is pivotable about a fixed axis 25 and carries a container 30 at one end and a counterweight 32 at the other end. The piston slide valve 13 , 14 has two further annular spaces 13 b and 13 c. The latter is connected via a line to a container 16 which is arranged at a point above the container 30. The liquid is fed to the container 30, following the force of gravity, through a line 16a. The middle annular space 13b is connected to the chamber A of the housing 6 via a line.

Der Kolben 14 bildet mit dem Ventilgehäuse 13 eine in Längsrichtung verlaufende Aussparung mit abnehmendem Querschnitt in Richtung auf den Ringraum 13 e. Diese Aussparung dient als Verbindung der Hohlräume 13a, 13b und 13e. Diese Aussparung erlaubt aber lediglich einen sehr geringen Durchlauf nach Art einer Undichtigkeit in Richtung auf den Behälter 16, so daß kein Druck übertragbar ist, während der nahezu direkte Durchlauf durch den Ringraum 13b es ermöglicht, einen in der Kammer A vorhandenen Druck aufrechtzuerhalten. Wenn dieser Druck anwächst, stellt er den Ausgleich zwischen dem Bremsmoment der Welle 2 und demjenigen, durch den der Flüssigkeitsdruck in der Kammer A hervorgerufen wird, her. Die Steuerung dieses Drucks wird außerdem mit Hilfe des Ausgleichs, bei dem sich der Behälter 30 in Abhängigkeit von der Undichtigkeit füllt, über den Waagebalken 27 erzielt, der über die Stange 15 auf den Kolben 14 einwirkt.The piston 14 forms with the valve housing 13 a recess running in the longitudinal direction with a decreasing cross section in the direction of the annular space 13e. This recess serves as a connection between the cavities 13a, 13b and 13e. However, this recess allows only a very small passage in the direction of a leak in the direction of the container 16, so that no pressure can be transmitted, while the almost direct passage through the annular space 13b makes it possible to maintain a pressure present in the chamber A. As this pressure increases, it balances the braking torque of shaft 2 and that which causes the fluid pressure in chamber A. The control of this pressure is also achieved with the aid of the compensation, in which the container 30 fills as a function of the leak, via the balance beam 27, which acts on the piston 14 via the rod 15.

Claims

Claims: 1. Hydraulic brake, in particular for winding and unwinding machines, with a gear pump arranged in a closed fluid circuit, the driving wheel of which is connected to the shaft to be braked, and one arranged in the pressure port of the swiveling pump housing, the delivery rate of the pump and thus the Brake torque regulating valve containing a piston as a closure piece, characterized in that the piston (9) of the valve is articulated to the stationary machine frame by means of a bracket (12) and delimits two chambers (A, B) with the valve housing (6), of which the chamber (B) is connected to the liquid storage container and the chamber (A) is acted upon by a closed hydraulic control circuit which regulates the position of the piston (9) relative to the valve housing (6) and thus the flow cross-section from the pressure to the suction side of the pump . z. Brake according to claim 1, characterized in that the control circuit feeds a further container (30) by means of a pump (41) and a piston slide valve (13, 14) via a container (16) , which at one end is connected to a piston (14 ) of the valve hinged balance beam is arranged, while the other end of the balance beam carries a counterweight (32). Documents considered: French Patent Nos. 947 935, 1118 137, 1122969.