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Bremsrolle Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsrolle, die im
Verlauf eines Rollenstranges, der dem Transport von Gütern dient, eingebaut wird,
und die Ablaufgeschwindigkeit über dieses Band laufenden Gutes regelt. Derartige
Rollen sollen unabhängig von dem Gewicht des über sie laufenden Gutes so abbremsen,
daß im ersten Moment der Beschleunigung eine sanfte sich steigernde Bremswirkung
eintritt, derart, daß möglichst geringe Reaktionsmomente auf das über die Rolle
laufende Gut ausgeübt werden.
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Es ist bekannt, derartige Bremsrollen so auszubilden, daß der Innenraum
der Rollen der Aufnahme einer entsprechenden Bremsvorrichtung dient. Es ist weiterhin
bekannt, als Regelorgan Fliehgewichte zu verwenden, die in Abhängigkeit von der
Beschleunigung bzw. der Drehzahl ein bestimmtes Kraftmoment auf die Bremsmittel
ausüben.
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Die bekannten Einrichtungen dieser Art verwenden jedoch recht komplizierte
Mechaniken, um die für das Arbeiten der Fliehgewichte erforderlichen Beschleunigungen
zu erreichen.
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Weiterhin sind die bekannten Einrichtungen dieser Art auch so ausgelegt,
daß die Innenwandung der zylindrischen Trommel als Bremsfläche ausgebildet ist,
was herstellungstechnisch teuer und funktionstechnisch nicht vorteilhaft ist.
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Über diesen Stand der Technik hinaus sind weitere Lösungen bekannt,
bei denen die Drehung der Rolle gegenüber der Achse beispielsweise hydraulische
Pumpen od. dgl. antreibt oder aber nach Art von Turbo-Kupplungen der Fließwiderstand
von Flüssig keiten ausgenutzt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mechanische Lösung
zu finden, d. h. ohne Verwendung hydraulischer Flüssigkeit, wobei die erforderliche
Mechanik ausschließlich auf der Achse montiert ist und die Trommel selbst ein unbearbeitetes
rohes Bauteil sein kann. Die Erfüllung dieser Aufgabenstellung bietet die Möglichkeit,
die Herstellung derartiger Trommeln wesentlich zu verbilligen und die Montage zu
vereinfachen.
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Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß das Getriebe,
die Rollenachse und eine flieht gewichtgesteuerte Lamellenbremse eine Baueinheit
bilden, die, auf die Rollenachse vormontiert, mit dem Innenmantel der Rolle nur
über ein Getriebeantriebsrad reibschlüssig in Verbindung steht.
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Der Vorschlag nach der Erfindung benötigt weder eine Innenverzahnung
des Rollenmantels noch eine für die Anlage von Bremsbacken erforderliche Bearbeitung
der Innenfläche noch eine genaue Zentrierung der Rolle gegenüber der Achse und/oder
der
Mechanik. Dadurch ergibt sich ein kostensparender Aufbau und eine erhebliche
Verbilligung der Montage.
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Während, wie die bekannten Lösungen zeigen, der Fachmann dazu neigt,
die bei der Bremsung auftretende Reibungswärme über den metallenen Mantel abzuleiten,
ging die Erfindung einen anderen Weg in der Erkenntnis, daß die bei der kurzzeitigen
Beanspruchung derartiger Bremsrollen auftretende Reibungswärme auch von einer verhältnismäßig
kleinen Lamellenbremse aufgenommen werden kann. Erfahrungsgemäß erfolgen -die Durchläufe
von Fördergut in größeren Abständen. Der Durchlauf jedes einzelnen Fördergutteiles
über die Bremsrolle benötigt nur Sekunden bis Sekundenbruchteile. Die Erfahrung
hat gezeigt, daß die Dauerstandfestigkeit der erfindungsgemäßen Bremsrolle auch
bei Verwendung von nur zwei Bremslamellen die in sie gestellten Erwartungen bei
weitem übertrifft.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung soll die Achse Träger eines
fest mit ihr verbundenen Getriebekäfigs sein und das Getriebe als Antriebsstufe
ein plastisches Reibrad aufweisen, dessen Achse gegenüber dem als Lagerträger dienenden
Käfig etwa in Umfangsrichtung verschiebbar ist, derart, daß das Reibrad vorzugsweise
federgesteuert, drehrichtungsabhängig durch das vom Mantel reibschlüssig übertragene
Drehmoment keilartig zwischen Mantel und der nächsten angetriebenen Stufe bewegbar
ist.
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Durch diese Lösung nach der Erfindung wird einerseits sichergestellt,
daß mit zunehmender Bremskraft das zwischen Mantel und nächster Getriebestufe angeordnete
Reibrad stets zunehmend Momente übernehmen kann. Gleichzeitig wird erreicht, daß
bei Rückwärtsdrehung der Rolle keine oder nur geringe Antriebskräfte auf das Getriebe
und damit auf die fiiehgewichtgesteuerten Lamellenbremsen übertragen werden können.
Damit wird eine bisher nicht verwirklichte Forderung der Fachkreise erfüllt. Es
kommt
aber noch hinzu, daß im ersten Anlaufmoment der Bremsrolle zwischen dem Reibrad
und dem Mantel ein ausreichender Schlupf vorhanden ist und dieser erst mit zunehmender
Bremswirkung der Bremslamellenscheiben progressiv abnimmt. Dies ist von entscheidender
Bedeutung, weil damit sichergestellt ist, daß die Getriebe und Fliehgewichtsbauteile
nicht durch plötzliche Beschleunigung beschädigt werden und andererseits das über
die Rollen laufende Fördergut keine plötzlich auftretenden Bremsmomente erhält,
sondern allmählich abgebremst wird. Dies ist besonders wichtig, bei großräumigem
Fördergut, das bei plötzlich auftretenden Bremsmomenten kippen könnte.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist auf der Achse eine
Hülse gelagert, die einerseits Träger einer Zahnradstufe und andererseits Träger
der Fliehgewichte bzw. der Gelenke der Fliehgewichte ist, wobei eine axial verschieblich
auf der Achse angeordnete, jedoch gegenüber dieser nicht verdrehbare Lamellenscheibe,
vorzugsweise eine auf der Bremsseite glatte Nylonscheibe, gelagert ist.
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Nach einem weiteren, dieses Merkmal ergänzenden Merkmal sind die
die Fliehgewichte tragenden Hebelarme von ihren Lagerpunkten mit kurzen winkelförmigen
Fortsätzen versehen, die an der verschiebbaren Bremslamelle anliegen, wobei die
axial verschiebbare Bremsscheibe eine Nylonscheibe od. dgl. ist, die über Verstärkungsringe
od. dgl. verfügt, so daß diese Verstärkungsringe od. dgl. als Anschlagpunkte für
die kurzen Hebelarme der Fliehgewichte dienen können.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die innere Platine
des das Getriebe einfassenden und als Lager für die Getriebezahnräder dienenden
Käfigs Träger einer der beiden Bremslamellen oder bildet selbst eine dieser beiden
Lamellen.
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Von dem Getriebe wird also die übersetzte Drehbewegung, vorzugsweise
1 : 24, auf die Hülse übertragen, die auf der Achse drehbar gelagert ist und eine
entsprechende Bohrung in der Platine durchfaßt.
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Am Ende dieser Hülse sind die Lagerböcke für die Fliehgewichte vorgesehen,
deren zum Getriebe hin gerichteten kurzen Hebelarme an der vorzugsweise aus Nylon
gefertigten Lamellenbremsscheibe anliegen und diese axial in Richtung auf die Platine
verschieben können. Die zweite Bremslamelle ist fest auf der Platine aufgezogen
oder die Platine selbst bildet diese Lamelle. Vorzugsweise ist eine lamellenartige
Nylonscheibe auf die Platine aufgeklebt. Das von der Bremseinrichtung auf die Platine
übertragene Drehmoment wird daher unmittelbar auf den Getriebekäfig übertragen,
der seinerseits mit der Achse starr verbunden ist. Die Achse selbst ist naturgemäß
ortsfest und unverdrehbar montiert.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist außer der Reibungsschlupfkupplung,
die durch die Bremslamellen gebildet wird, eine Schlupfkupplung zwischen dem Mantel
und dem vom Mantel angetriebenen Teil (Rolle) vorgesehen. Als dritte Schlupfkupplung
kann noch ein elastischer Mantel vorgesehen sein, der die walzenartige Bremsrolle
umgibt und einen gewissen elastischen Schlupf zwischen dem zu fördernden Gut und
der Rolle ermöglicht.
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Die Erfindung läßt naturgemäß auch gewisse Abwandlungen zu. So ist
es beispielsweise durchaus möglich, die Zahl der Lamellenscheiben zu vergrößern,
wie dies bei Lamellenkupplungen u. dgl. an sich
bekannt ist. Auch ist es ohne weiteres
möglich, anstatt Nylon ein anderes Material zu verwenden. Mit solchen Materialien
lassen sich Temperaturfestigkeiten bis zu 500° C bei kurzzeitiger Belastung erreichen.
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Auch ließe sich in einer verschlechterten Ausführungsform ein unmittelbarer
Zahneingriff zwischen einer Innenverzahnung der Rolle und einem Antriebsrad des
Getriebes verwenden oder aber anstatt einer elastischen Reibradübertragungsrolle
mehrere verwenden. Wenn auch die Getriebe-Übersetzung 1 : 24 ein günstiges Ergebnis
erzielen läßt, so sind auch andere Übersetzungsverhältnisse möglich.
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Alle bei dem Bremsvorgang der Lamellenscheiben auftretenden Verdrehungskräfte
und die in axialer Richtung wirkenden Kräfte, die von den Hebelarmen der Fliehgewichtsträger
ausgeübt werden, werden von der auf der Hauptwelle gelagerten Hülse bzw. von dem
Getriebekäfig übernommen.
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Soll eine Regelung der Bremswirkung erfolgen, so ist dies leicht
über bekannte Mittel möglich. Beispielsweise können die beiden Fliehgewichtshebel
über eine in ihrer Zugkraft einstellbaren Zugfeder verbunden werden, oder es können
die Längen der Hebelarme verändert werden. Genausogut ist es möglich, das elastische
Reibrad, das in Umfangsrichtung gewisse Bewegungsfreiheit hat, um einen keilartigen
Eingriff zwischen Mantel und der nächsten Getriebestufe zu ermöglichen, stets unter
einer gewissen Federvorspannung in eine Stellung zu drücken, die einen ausreichenden
Schluß zwischen Reibrad und Mantel bzw. zwischen Reibrad und der nächsten Getriebestufe
ermöglicht. Wählt man diese Federvorspannung einstellbar, so läßt sich leicht das
Schlupfverhalten, d. h. die Bremswirkungsverzögerung im Anlaufmoment einstellen.
Die Zeichnung zeigt mit F i g. 1 einen Schnitt parallel zur Längsachse, Fig. 2 einen
Querschnitt durch die erfindungsgemäße Bremsrolle in der Ebene A-B nach F i g. 1.
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Die Bremsrolle 1 ist über Lager 11 auf der Achse 6 gelagert. Die
Achse 6 ist fest, beispielsweise über die Schrauben 12, im Rollenträger befestigt.
Fest auf der Achse sitzt der Triebwerkskäfig 7, der aus den beiden Platinen 13 und
9 besteht, die ihrerseits über Querbolzen 8 zu einer Einheit zusammengefaßt sind.
Dreht sich nun der Mantel der Rolle 1, so wird diese Relativbewegung zwischen dem
Mantel und der Achse über ein Reibrad 2 (gummibelegteWalze) übertragen.
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Die Achse 22 des Reibrades 2 ist in Umfangsrichtung verschiebbar entgegen
einer ständig wirkenden Kraft, z. B. Feder 24, gelagert, derart, daß es im Drehrichtungssinn
der Rolle 1 keilartig zwischen die Innenfläche des Mantels 1 und der Walze 14 gezogen
wird.
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DieWalze 2 ihrerseits treibt den zylindrischen, glatten Teil 14 eines
Ritzels 3 an, das wiederum mit seinen Zähnen mit dem Zahnrad 4 in Verbindung steht.
Das Zahnrad 4 ist fest auf einer Hülse 5 aufgezogen, und die Hülse 5 ragt durch
ein entsprechendes Loch durch die Platine9, auf der fest z. B. eine Nylonscheibe
10 aufgezogen ist. Diese Scheibe 10 hat ein entsprechendes Mittelloch wie die Platine
9. Am Ende der Hülse 5 befindet sich ein Flansch 15, an dem über Lagerpunkte 16
Fliehgewichte 17 befestigt sind, wobei naturgemäß die Fliehgewichte 17 über vorzugsweise
einstellbare Hebelarme a in ihrer Wirkung einstellbar sind.
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Gegebenenfalls können die beiden Fliehgewichte 17, 17' oder die beiden
Hebelarme 18 über eine einstellbare Federmechanik 21 verbunden sein.
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Beispielsweise ist die Übersetzung so eingerichtet, daß sich die
Fliehgewichte 24mal drehen, wenn sich die Rolle 1 gegenüber der Achse 6 einmal gedreht
hat Schwenken nun die Fliehgewichte 17 um die Achsen 16, so schwenken auch die Hebelarme
18, wobei diese mit winkelförmigen Ansätzen 19, dem Schwenkwinkel entsprechend,
durch ihre unmittelbare Anlage eine Bremsscheibe 20 axial auf der Achse 6 in Richtung
auf die Nylonscheibe 10 verschieben. Bremsscheibe 20 und Nylonscheibe 10 sind nicht
aufgerauht, sondern besonders glatt ausgebildet Dies ist erforderlich, um den notwendigen
Schlupf bei einsetzender Beschleunigung sicherzustellen.
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Wie aus der vorgehenden Beschreibung ersichtlich, ist die Mechanik
verhältnismäßig einfach. Es sind nur bekannte Elemente verwendet, und es sind keine
fertigungstechnischen Schwierigkeiten bei der Herstellung zu erwarten. Entscheidend
ist jedoch die der Erfindung zugrunde liegende Erkenntnis, daß derartige Bremsrollen
nur immer sehr kurzzeitig beansprucht werden. Auch ist die Häufigkeit ihrer Beanspruchung
verhältnismäßig gering. Mit Sicherheit ist aber zwischen den einzelnen Beanspruchungen
ein ausreichender Zeitraum gegeben. Diese Erkenntnis hat erst das erfindungsgemäße
Prinzip ermöglicht, mit einer einfachen Nylonscheibe geringen Durchmessers die zum
Teil erheblichen Bremswirkungen bei Durchlauf von Tonnenlasten aufzubringen.