DE1232719C2 - Federspeicherbremszylinder - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Int. CL:

B66d

Deutsche Kl.: 35 c - 3/03

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag: Auslegetag:

Ausgabetag:

1232719
W 39572X1/35 c
17. Juli 1965
19. Januar 1967
27. Juli 1967

Patentschrift stimmt mit der Auslegeschrift überein

Die Erfindung bezieht sich auf einen Federspeicherbremszylinder für Senkbremsen an Hebezeugen, insbesondere Kranen und Baggern, mit einer ersten und einer zweiten parallel dazu angeordneten Feder, die beim Lüften der Bremse nach der ersten Feder zur Wirkung kommt.

Entscheidend für die gute Funktion derartiger Federspeicherbremszylinder ist der Regelbereich, d. h. die Druckdifferenz, die am Kolben des Zylinders zur Verfügung steht, um das Absenken einer beliebi- «> gen Last zwischen der langsamsten und der schnellsten Senkgeschwindigkeit zu regulieren. Je größer der Regelbereich ist, desto größer ist auch der Handhebelweg am Betätigungsventil, da dieser proportional dem ausgesteuerten Druck ist. Die Größe dieses Regelbereichs und damit auch des Handhebelweges wächst mit der Steigung der Federkraftkennlinie des Federspeicherbremszylinders im Federkraft-Kolbenweg-Schaubild.

In der F i g. 1 ist zur näheren Erläuterung ein *< > Federkraft-Kolbenweg-Schaubild für bekannte Federspeicherbremszylinder mit geradlinig verlaufender Federkraftkennlinie dargestellt. Aus diesem Schaubild ist ersichtlich, daß bei gleichem Kolbenweg von B nach C an einer mit einer großen Steigung verlaufenden Kennlinie I der Regelbereich JR₁ zur Verfügung steht, während sich bei einer flach verlaufenden Kennlinie II der sehr viel kleinere Regelbereich R₂ ergibt. Ein Nachteil dieser bekannten Federspeicherbremszylinder ist, daß man die Steigung der Federkraftkennlinie nicht beliebig groß wählen kann und daß dadurch der Regelbereich nicht so groß gemacht werden kann, wie es für eine gute Funktion der Bremse beim Absenken schwererer Lasten erforderlich wäre. Die Größe der Steigung der Federkraftkennlinie ist begrenzt, da die zum Bremsen benutzte Feder grundsätzlich derart ausgelegt ist, daß sie auch noch in der Endstellung A, die der Kolben des Federspeicherbremszylinders bei maximaler Bandabnutzung einnimmt, die erforderliche maximale Bremskraft P_m aufbringt. Andererseits darf die Federkraft im Punkt E, also bei vollständig gelüfteter Bremse, nicht größer sein wie die Kraft, die der volle Lösedruck am Kolben erzeugen kann. Bei der Einstellung der Bremse wird stets eine gewisse Bandabnutzung bereits berücksichtigt, so daß die Endstellung des Kolbens dann nicht im Punkt-Λ, sondern im Punkt B liegt.

Aus dem Schaubild der F i g. 1 ist ersichtlich, daß sich in dieser Kolbenstellung bei einem steilen Verlauf der Federkraftkennlinie eine Bremskraft P₁ ergibt, die erheblich größer als die erforderliche Brems-Federspeicherbremszylinder

Patentiert für:

Westinghouse

Bremsen- und Apparatebau G. m. b. H.,

Hannover, Am Lindener Hafen 21

Als Erfinder benannt:
Wilhelm Bachmann, Godshorn;
Klaus Nowack, Ahlem

kraft P_m oder die Bremskraft P₂ ist. Eine zu große Bremskraft P₁, d. h. eine zu große Steigung der Federkraftkennlinie kann jedoch zur Folge haben, daß beim Anziehen der Bremse die Last ruckartig abgebremst wird.

Es sind auch bereits Federspeicherbremszylinder obiger Gattung bekannt, deren Federkraftlinie im Federkraft-Kolbenweg-Schaubild eine einfache Knickcharakteristik aufweist und die im ersten Teil schwach, dann aber im zweiten Teil steiler ansteigt. Derartige Federspeicherbremszylinder weisen jedoch gleichfalls den Nachteil auf, daß die Größe des sich aus der Steigung des zweiten Teils der Kennlinie ergebenden Regelbereichs nicht so groß gemacht werden kann, wie es zum feinfühligen Absenken schwererer Lasten erforderlich wäre. Die Steigung des zweiten Teils der Federkraftkennlinie kann deshalb nicht beliebig groß gewählt werden, weil im Punkt E', also bei vollständig gelüfteter Bremse, die Federkraft nur so groß sein darf wie die Kraft, die vom vollen Lösedruck am Kolben erzeugt werden kann.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Federspeicherbremszylinder der eingangs angegebenen Gattung zu schaffen, dessen Federkraftkennlinie im Bereich des Kolbenweges beim Lösen schwererer Lasten eine sehr große Steigung hat, so daß dort ein sehr großer Regelbereich zur Verfügung steht und die Last feinfühlig abgesenkt werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine dritte, vorgespannte, nach den beiden ersten Federn zur Wirkung kommende Feder vorgesehen ist und daß die Federkonstante dieser dritten Feder kleiner ist als die Federkonstante der zweiten Feder, derart, daß sich im Federkraft-Kolbenweg-Schaubild eine Feder-

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kraftkennlinie mit doppelter Knickcharakteristik ergibt, deren Mittelabschnitt eine größere Steigung aufweist als die beiden äußeren Abschnitte. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß die koaxial zu den ersten und zweiten Federn angeordnete dritte Feder vorgespannt zwischen der Zylinderstirnwand und einem an einem Zylinderanschlag anliegenden im Bremszylindergehäuse verschiebbaren Federteller angeordnet ist und daß die dritte Feder parallel zur ersten Feder angeordnet und zusammen mit dieser ersten Feder kolbenwegabhängig wirksam ist. Auch ist es vorgesehen, daß die zweite Feder und die dritte Feder hintereinander angeordnet sind und daß stets nur eine dieser beiden Federn eine kolbenwegabhängige Funktion ausübt. Dies wird dadurch erreicht, daß man die Vorspannung der dritten Feder so groß macht, daß sie erst die Kolbenbewegung mitmacht, wenn die zweite Feder bis auf ein durch Anschläge begrenztes Maß zusammengedrückt ist.

In der F i g. 2 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Federspeicherbremszylinders im Mittellängsschnitt dargestellt.

In der Fig. 3 der Zeichnung ist ein Federkraft-Kolbenweg-Schaubild für den erfindungsgemäßen Federspeicherbremszylinder dargestellt.

Die F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Federspeicherbremszylinders. In dem Bremszylindergehäuse 1 ist ein Kolben 2 dichtend geführt angeordnet. Eine Kolbenstange 3 steht mit dem Bremsgestänge in Verbindung. An der einen Kolbenseite befindet sich eine Kolbenkammer 4, in die über einen Anschluß 5 Druckluft eingesteuert werden kann. Über eine Druckfeder 6 stützt sich der Kolben 2 an einer Zylinderstirnwand 7 ab. Zwischen einem an einem Gehäuseanschlag 8 anliegenden im Gehäuse verschiebbaren Federteller 9 und der Zylinderstirnwand 7 ist eine vorgespannte Druckfeder 10, zwischen dem Kolben 2 und dem Federteller 9 ist mit Axialspiel eine Druckfeder 11 angeordnet. Der Kolben 2 trägt einen Anschlag 12 und der Federteller 9 einen Anschlag 13.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Federspeicherbremszylinders soll mit Hilfe der Fig. 2 und 3 der Zeichnung erläutert werden.

Der Federspeicherbremszylinder ist in der F i g. 2 der Zeichnung in der Vollbremsstellung dargestellt. In dieser Stellung wird die Bremskraft allein von der Druckfeder 6 aufgebracht. Ein zum Lösen der Bremse in die Kolbenkammer 4 eingesteuerter Druck bewegt den Kolben 2 gegen die Kraft der Druckfeder 6 nach rechts. Nach einem bestimmten Kolbenweg wird auch die Druckfeder 11 wirksam. Wenn nach einem weiteren Kolbenweg der Anschlag 12 des Kolbens 2 am Anschlag 13 des Federtellers anliegt, übt die Druckfeder 11 auf den Kolben 2 lediglich noch eine konstante, vom Kolbenweg unabhängige Kraft aus. Die Vorspannung der Druckfeder 10 ist so gewählt, daß erst dann der Federteller 9 gegen die Kraft der Druckfeder 10 vom Kolben 2 nach rechts bewegt wird. Am Kolben 2 sind jetzt die Federn 6 und 10 kolbenwegabhängig wirksam. Aus dem Federkraft-Kolbenweg-Schaubild der F i g. 3 ist ersichtlich, daß die Federkraftkennlinie des erfindungsgemäßen Federspeicherbremszylinders eine doppelte Knick-Charakteristik aufweist. Die Federkraftkennlinie steigt, sobald sich der Kolben 2 nach rechts bewegt und solange nur die Druckfeder 6 wirksam ist, in ihrem ersten Teil schwach an. Wird auch die Druckfeder 11 wirksam, so steigt die Federkraftkennlinie stark an. Liegt bei größeren Kolbenwegen der Kolben 2 am Federteller 9 an, so daß die Druckfeder 10 zusammen mit der Druckfeder 6 wegabhängig auf den Kolben 2 einwirkt, während die Kraft der Druckfeder 11 konstant bleibt, so weist die Federkraftkennlinie, da die Druckfeder 10 eine kleinere Federkonstante als die Druckfeder 11 hat, eine schwache Steigung auf.

Die Druckfeder 6 ist derart ausgelegt, daß sie in der Endstellung A', die der Kolben bei maximaler Bandabnutzung einnimmt, noch die erforderliche maximale Bremskraft P_n, aufbringt. Unter Berücksichtigung der Bandabnutzung liegt die Endstellung des Kolbens bei neu eingestellter Bremse etwa im Punkt B'. Sobald der Kolben etwa im Punkt C steht, wird die Bremse dann bei Vollast gelöst. Im gesamten sich anschließenden Bereich des Kolbenweges beim Lösen schwererer Lasten verläuft die Federkraftkennlinie sehr steil. Erst im unproblematischen Bereich des Lösens kleiner bis kleinster Lasten wirjd auf dem flachverlaufenden Teil der Federkraftkennlinie gearbeitet. Bei größerer Bandabnutzung verlagert sich die Endstellung des Kolbens in den flachen ersten Abschnitt der Federkraftkennlinie, so daß der Regelbereich allmählich kleiner wird und die Bremse nachgestellt werden muß.

Ein Vergleich mit einer in das Federkraft-Kolbenweg-Schaubild der F i g. 3 gestrichelt eingezeichneten Federkraftkennlinie mit einfacher Knickcharakteristik zeigt, daß der zum Lösen der Bremse zur Verfügung stehende Regelbereich R des erfindungsgemäßen Bremszylinders im problematischen Bereich des Lösens schwererer Lasten sehr viel größer ist als der Regelbereich R* eines Federspeicherbremszylinders nach dem Stand der Technik.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Federspeicherbremszylinders ergibt sich daraus, daß bereits für das Zurücklegen eines kleinen Weges im Bereich der Federkraftkennlinie mit der großen Steigung ein starker Druckanstieg am Kolben erforderlich ist, der die ruhende Reibung im Bremsgestänge aufhebt. Damit wird ein nicht gewolltes Übersteuern vermieden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Federspeicherbremszylinder für Senkbremsen an Hebezeugen, insbesondere an Kranen und Baggern mit einer ersten und einer parallel dazu angeordneten zweiten Feder, die beim Lüften der Bremse nach der ersten Feder zur Wirkung kommt, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte, vorgespannte, nach den beiden ersten Federn (6 und 11) zur Wirkung kommende Feder (10) vorgesehen ist und daß die Federkonstante dieser dritten Feder (10) kleiner ist als die Federkonstante der zweiten Feder (11), derart, daß sich im Federkraft-Kolbenweg-Schaubild eine Federkraftkennlinie mit doppelter Knickcharakteristik ergibt, deren Mittelabschnitt eine größere Steigung aufweist als die beiden äußeren Abschnitte.

2. Federspeicherbremszylinder nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die koaxial zu den ersten und zweiten Federn (6 und 11) angeordnete dritte Feder (10) vor-

gespannt zwischen der Zylinderstirnwand (7) und einem an einem Zylinderanschlag (8) anliegenden im Bremszylindergehäuse (1) verschiebbaren Federtellcr (9) angeordnet ist.

3. Federspeicherbremszylinder nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Feder (10) parallel zur ersten Feder (6) angeordnet und zusammen mit dieser ersten Feder (6) kolbenwegabhängig wirksam ist.

4. Federspeicherbremszylinder nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Feder (11) und die dritte Feder (10) hintereinander angeordnet sind und daß stets nur eine dieser beiden Federn (11 und 10) eine kolbenwegabbängige Funktion ausübt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1906 697.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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