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Bremsrolle für Förderbahnen Die Erfindung betrifft eine Bremsrolle
für Förderbahnen mit einer von einem Zylindermantel und zwei die Enden des Zylindermantels
verschließenden Deckeln gebildeten Rolle, mit einer drehfest in der Förderbahn montierbaren
Achse, die mittig durch die Deckel abgedichtet derart hindurchtritt, daß die Rolle
sich um die Achse drehen kann, und mit einer in der Rolle angeordneten Axialkolbenpumpe,
deren Kolben axial verschieblich und mit der Achse drehfest verbunden ist und mit
einer an einem der Deckel angeordneten Steuerkurve zusammenwirkt, um eine Flüssigkeit
zur Erzielung eines Bremseffektes durch einen zwei Zylinderräume verbindenden, mit
einem Drosselventil versehenen Durchflußkanal zu treiben.
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Bei Förderbahnen, Durchlaufregalen und dergleichen Einrichtungen
zur Förderung von stückigen Gütern ist es üblich, zur Steuerung der Fördergeschwindigkeit
der Güter an einzelnen Stellen oder in bestimmten Abständen Bremsrollen einzubauen.
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Diese Bremsrollen sollen bewirken, daß die Bewegungsgeschwindigkeit
der Güter in bestimmten Grenzen gehalten wird, daß die Güter einzeln am Ende der
Förderbahn ankommen, um hier einzeln abgenommen zu werden, oder daß beispielsweise
ein mit hoher Geschwindigkeit über die Förderbahn ankommendes Fördergut nicht zu
hart auf ein am Ende der Förderbahn bereits stehendes Fördergut aufprallt.
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Die Bremsrollen werden derart in der Förderbahn angeordnet, daß die
Unterseite der über die Förderbahn wandernden Güter mit der Bremsrolle in griffigen
Eingriff kommt.
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Es ist bereits eine Bremsrolle bekannt, bei der im Inneren des zylindrischen
Rollenmantels auf einer drehfest in der Förderbahn montierbaren Achse ein Gehäuse
angeordnet ist, in dem zwei achsparallele Zylinderbohrungen ausgebildet sind. In
den Zylinderbohrungen sind Kolben achsparallel verschieblich, von denen ein aus
dem Gehäuse herausragendes Ende gegen eine auf der Innenseite eines der Deckel des
Zylindermantels montierte Steuerkurve anliegt, so daß die beiden Kolben bei der
Drehung des Zylindermantels gegensinnig bewegt werden. Die vor den Stirnseiten der
Kolben liegenden Zylinderräume sind durch einen Kanal miteinander verbunden, so
daß eine Bremsflüssigkeit bei der Drehung der Rolle zwischen diesen beiden Zylinderräumen
durch den Kanal hin- und hergepumpt wird. In den Verbindungskanal kann eine Drosselschraube
mehr oder weniger weit eingeschraubt werden, um den Durchflußquerschnitt des Kanals
zu verändern. Die Drosselschraube ist nur nach vollständiger Demontage und Zerlegung
der bekannten Bremsrolle verstellbar. Die bekannte Brems-
rolle übt je nach der Einstellung
der Drosselschraube ein gleichbleibendes Bremsmoment aus. Zur Veränderung des Bremsmomentes
muß die Bremsrolle demon tiert und zerlegt werden. Für Förderbahnen, auf denen Güter
mit wechselndem Gewicht und wechselnder Geschwindigkeit abzubremsen sind, ist die
bekannte Bremsrolle daher völlig ungeeignet, da sie ein leichtes, mit geringer Geschwindigkeit
ankommendeK Gut zu stark und ein schweres, mit hoher Geschwindigkeit ankommendes
Gut zu wenig bremst. Die bekannte Bremsrolle ist daher trotz ihrer komplizierten
Bauweise nur sehr begrenzt anwendbar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsrolle für Förderbalmen
u. dgl. zu schaffen, die konstruktiv einfach ist und trotz ihrer einfachen Bauweise
die von ihr erzeugte Bremswirkung entsprechend der Geschwindigkeit und kinetischen
Energie des zu bremsenden Gutes selbsttäig derart einstellt, daß schwere, mit hoher
Geschwindigkeit ankommende Güter entsprechend stark und leichte oder mit geringer
Geschwindigkeit ankommende Güter wenig oder gar nicht gebremst werden. Die Bremsrolle
gemäß der Erfindung soll also ihre Bremswirkung selbsttätig regulieren und dabei
auch während des Bremsvorganges kontinuierlich ihre Bremswirkung entsprechend den
Erfordernissen steigern der vermindern, so daß Güter verschiedenster Beschaffenheit
mit der Bremsrolle gemäß der Erfindung auf die gewünschte Geschwindigkeit gebremst
werden können.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einer Bremsrolle mit den eingangs
beschriebenen Merkmalen gemäß der Erfindung dadurch, daß die zwei Zylinderräume
beiderseits des einzigen, konzentrisch um die Achse angeordneten, zweiseitigen Kolbens
ausgebildet sind, dessen beide Stirnseiten mit Steuerkurven versehen sind, wobei
auch am anderen Deckel des Zylindermantels eine Steuerkurve angeordnet ist und sämtliche
Kurven gleiche Steigung haben und die an den Deckeln angeordneten Kurven um 1800
gegeneinander verdreht sind, daß der Durchflußkanal im Kolben ausgebildet ist und
daß das Drosselventil
ein normalerweise elastisch in Öffnungstellung
gehaltenes und durch die Ströming der Pumpflüssigkeit in beiden Richtungen mehr
oder weniger weit in Schließstellung geführtes Ventil ist.
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Die Bremsrolle gemäß der Erfindung weist also im Inneren des Zylindermantels
der Rolle einen auf der Achse selbst längsverschieblichen, drehfesten, zweiseitig
beaufschlagten Kolben zwischen zwei einander gegenüberliegenden Steuerkurven und
im Inneren des Kolbens automatisch arbeitende Drosselventile auf.
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Auf diese Weise entsteht eine überaus einfache, praktisch wartungsfrei
arbeitende Bremsrolle, bei der die Bremswirkung um so größer ist, je größer die
Geschwindigkeit und die kinetische Energie ist, mit der das zu bremsende Gut auf
die Bremsrolle aufgleitet. Die automatischen Drosselventile verändern die Bremswirkung
während des Bremsvorganges kontinuierlich entsprechend der erforderlichen Bremsung.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der
Durchflußkanal aus einer im Kolben ausgebildeten, nach beiden Seiten durch einen
Ventilsitz hindurch offenen Kammer besteht, in der ein Ventilkörper mit je einem
Ventilkonus an seinen beiden Enden auf mindestens einer Feder derart gelagert ist,
daß die Feder den Ventilkörper in eine Mittelstellung zwischen den Ventilen führt
und daß der Ventilkörper eine Prallfläche im Strömungsweg der den Durchflußkanal
durchströmenden Pump flüssigkeit hat.
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Hierbei können zwei Ventilkörper im Kolben starr verbunden und mit
einem achsparallelen, zwischen den Ventilkörpern angeordneten Führungsstab versehen
sein, der in Bohrungen im Kolben geführt und mit einem Kragen versehen ist und um
den beiderseits des Kragens je eine Schraubenfeder angeordnet ist, die mit ihrem
anderen Ende gegen gegenüberliegende Innenseiten des Kolbens anliegen.
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Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß
der Durchflußkanal aus einer im Kolben ausgebildeten Kammer besteht, daß in beiden
Stirnwänden dieser Kammer Öffnungen ausgebildet sind, in denen Ventile angeordnet
sind, die durch eine Feder in Öffnungsstellung gehalten werden, wobei die Anordnung
derart ist, daß die durchströmende Pumpflüssigkeit bei der kurvengesteuerten Bewegung
des Kolbens in der einen oder in der anderen Richtung jeweils die Ventile auf der
einen oder auf der anderen Seite des Kolbens gegen die Wirkung der Federn in Schließstellung
zu treiben bestrebt sind.
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Hierbei können die Ventile mittels Federn in der Kammer gelagerte
Stößelventile oder aber auch Ringventile sein.
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Der Kolben besteht zweckmäßig aus einer äußeren, gegen die Innenseite
des Zylindermantels anliegenden Zylinderhülse und einer inneren, auf der Achse geführten
Zylinderhülse, wobei beide Hülsen durch Ringstege einstückig miteinander verbunden
sind.
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Die mit dem Zylindermantel verbundenen Kurven können auf der Innenseite
der Deckel ausgebildet sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
ist jedoch vorgesehen, daß die Deckel, die Kurven und der Zylindermantel aus einem
einteiligen Element bestehen, wobei man zweckmäßig vorsieht, daß der Zylindermantel
etwa mittig geteilt ist und beide Zylindermantelteile nach der Montage vorzugsweise
durch einen Vergußmassering miteinander verbunden sind.
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Der Zylindermantel, die Deckel und der Kolben bestehen vorzugsweise
aus Kunststoff.
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Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus der folgenden Beschreibung zweier nur zur Erläuterung und nicht zur Abgrenzung
des Erfindungsgedankens dienender Ausführungsbeispiele, in der auf die Zeichnungen
Bezug genommen wird.
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A b b. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der
Bremsrolle gemäß der Erfindung, wobei die Schnittführung in A b b. 2 durch die Linie
I-I angegeben ist; Abt. 2 zeigt einen Schnitt nach der LinieII-II inAbb. 1; A b
b. 3 zeigt in vergrößerter Darstellung eine Draufsicht auf eine Ventilanordnung
bei der Bremsrolle gemäß A b b. 1; A b b. 4 zeigt einen Teillängsschnitt durch eine
andere Ausführungsform gemäß der Erfindung7 wobei die Schnittführung mit der Linie
IV-IV in Abb. 5 angegeben ist; A b b. 5 ist ein Schnitt nach der Linie V-V in Abt.4.
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Bei der in A b b. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform der Erfindung
besteht die Bremsrolle aus einer Achse 10, deren beide Enden zur Befestigung der
Achse in einer Förderbahn mit einem Gewinde 12 versehen sind. Im mittleren Bereich
ist die Achse 10 mit einem Kunststoffmantel 11 versehen, der fest um die Achse 10
herum sitzt und auf zwei gegenüberliegenden Seiten eine nach außen vorspringende
Rippe 38 (Ab b. 2) aufweist.
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Die sich um die Achse 10 drehende Zylinderrolle besteht im wesentlichen
aus einem Zylindermantel 18, der an seinen beiden Endet mit einem Deckel 16 versehen
ist, wobei die Achse 10 mittig durch diese Deckel 16 hindurchtritt. Der Zylindermantel
18 kann mit den Deckeln durch Senkschrauben 20 oder aber auch durch Verleimung oder
Verschweißung verbunden sein. Zwischen den Mittelbohrungen der Deckel 16 und der
Achse 10 sind Kugellager 24 angeordnet, deren innere Lagerringe 28 auf der AchselO
und deren äußere Lagerringe 26 in den Deckeln 16 montiert sind. Man kann in den
Deckeln 16 je eine mit einem O-Ring versehene Nut 22 zur Abdichtung anordnen. Eine
weitere Ringdichtung 32 ist in den Bohrungen der Deckel 16 angeordnet, um den Zylinderraum
19 im Inneren des Zylindermantels 18 dicht zu verschließen. Auf den Außenseiten
der Deckel 16 sind Abdeckverschlußschrauben 30 angeordnet.
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Auf der Innenseite der Deckel 16 ist je eine Kurve 34 bzw. 36 ausgebildet.
Man erkennt aus A b b. 1, daß die Kurven 34, 36 gleiche Steigung haben, aber um
1800 gegeneinander verdreht sind.
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Im Inneren des Zylinderraumes 19 ist zwischen den Kurven 34, 36 ein
Kolben auf dem Mantel 11 der Achse 10 längsverschieblich angeordnet. Dieser Kolben
besteht aus einer äußeren Zylinderhülse 40, die passend gegen die Innenseite des
Zylindermantels anliegt, aus einer inneren Zylinderhülse 50, die den Achsenmantel
11 mit seinen Längsrippen 38 passend umgreift, und aus Ringstegen 46 und 48, die
die beiden Zylinderhülsen miteinander verbinden. Man erkennt insbesondere aus A
b b. 2, daß der Kolben dank der Längsrippen 38 auf der Außenseite des Achsenmantels
11 und der entsprechenden Längsnuten in der Bohrung der inneren Zylinderhülse 50
mit der Achse 10 drehfest, aber längsverschieblich
verbunden ist.
Auf den beiden Stirnseiten des Kolbens ist je eine Kurve 42 bzw. 44 ausgebildet,
deren Steigung gleich der Steigung der Kurven 34 und 36 ist.
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In den Ringstegen 46, 48 sind auf diametral einander gegenüberliegenden
Seiten der Achse 10 jeweils miteinander fluchtende Bohrungen 60 ausgebildet. In
diesen Bohrungen 60 ist ein Führungsstift 56 eines in A b b. 3 einzeln dargestellten
Ventilelementes verschieblich gelagert. Mittig auf dem Führungsstift 56 ist ein
Kragen 54 befestigt, während beiderseits dieses Kragens im Innenraum 52 um den Führungsstift
56 herum je eine Schraubenfeder 58 angeordnet ist, deren andere Enden sich gegen
die Innenseiten der Ringstege 46, 48 anlegen, so daß der Führungsstift 56 und damit
das in A b b. 3 einzeln dargestellte Ventilelement durch die Federn 58 in seiner
Mittelstellung gehalten wird. Ein mit dem Kragen 54 einstückig ausgebildeter Quersteg
51 trägt an seinen beiden Enden je einen Ventilkörper 62, wobei diese Ventilkörper
zylindrische Gestalt haben und an ihren beiden Enden jeweils mit einem Konus 70
versehen sind. Beiderseits der miteinander fluchtenden Bohrungen 60 sind in den
Ringstegen 46 und 48 je zwei miteinander fluchtende Bohrungen 66 und 68 ausgebildet,
die als Ventilsitze für die konischen Enden 70 der Ventilkörper 62 dienen.
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Im Betrieb arbeitet die Bremsrolle gemäß A b b. 1 bis 3 folgendermaßen:
Die Bremsrolle wird mit den Gewindeenden 12 ihrer Achse 10 in einer Förderbahn derart
befestigt, daß die auf der Förderbahn bewegten Güter mit dem Zylindermantel 18 der
Bremsrolle in Berührung kommen. Um eine innige Berührung zu erzielen, kann man die
Bremsrolle geringfügig über die Lauffläche der Förderbahn herausragen lassen und
gegebenenfalls etwas nach oben federnd lagern. Wenn ein auf der Förderbahn bewegtes
Gut auf den mit einer griffigen Oberfläche versehenen Zylindermantel 18 aufläuft,
beginnt die Bremsrolle sich um ihre AchselO zu drehen. Die Drehgeschwindigkeit hängt
selbstverständlich von der Geschwindigkeit ab, mit der das Gut auf die Bremsrolle
aufläuft. Dank der Anordnung der Kurven 34, 36, 42, 44 und dank der längsverschieblichen,
aber drehfesten Lagerung des Kolbens auf der Achse 10 wird der Kolben bei der Drehung
des Zylindermantels auf der Achse 10 hin- und herbewegt. Hierbei entsteht einmal
(gemäß der Darstellung in A b b. 1) rechts und einmal links vom Kolben ein Zylinderraum.
Da der Zylinderraum 19 mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, muß diese Flüssigkeit
bei der Hin- und Herbewegung des Kolbens jeweils durch den Innenraum 64 im Kolben
hindurch von der einen auf die andere Seite des Kolbens strömen. Es wurde bereits
gesagt, daß die Konusse 70 der Ventilkörper 62 durch die Federn 58 normalerweise
in ihrer Mittelstellung außer Anlage an die Ventilsitze 66 und 68 gehalten werden.
Wenn daher der Zylindermantel durch ein langsam auf diesen auflaufendes Gut langsam
gedreht und der Kolben folglich langsam hin-und herbewegt wird, kann die Flüssigkeit
im Inneren des Zylindermantels ohne weiteres um die Ventilkörper 62 herum von einer
Seite auf die andere Seite des Kolbens strömen. Sobald aber der Zylindermantel 18
durch ein schnell auflaufendes Gut in schnelle Drehung versetzt wird, wird auch
die Strömung der Flüssigkeit durch die Kammern 64 größer.
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Die Folge ist, daß die Flüssigkeitsströmung durch die Kammern 64 die
Ventilkörper 62 gegen die Wir-
kung der Federn 58 jeweils in Strömungsrichtung treibt,
so daß die betreffenden Konusse 70 mehr oder weniger weit in Anlage an ihre Ventilsitze
66 bzw. 68 bewegt werden. Hieraus folgt, daß die Flüssigkeitsströmung durch die
Kammern 64 mehr oder weniger stark unterbunden und infolgedessen die Bewegung des
Kolbens und wiederum infolgedessen die Drehung des Zylindermantels 18 gebremst wird,
so daß der Zylindermantel 18 das sich bewegende Gut bremst. Der Fachmann erkennt
ohne weiteres, daß die Bremswirkung der Bremsrolle um so größer ist, je größer die
Bewegungsgeschwindigkeit und die kinetische Energie des auf die Bremsrolle auflaufenden
Gutes ist. Umgekehrt ist die Bremswirkung der Bremsrolle um so geringer, je geringer
die Geschwindigkeit des auf die Bremsrolle auflaufenden Gutes ist. it zunehmender
Abbremsung des durch die Bremsrolle abgebremsten Gutes vermindert sich kontinuierlich
die Bremswirkung der Bremsrolle, da die Ventilkörper mit langsam werdender Drehung
des Zylindermantels 18 durch die Federn 58 automatisch nach und nach in ihre Öffnungsstellung
zurückbewegt werden.
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Unabhängig vom Gewicht, von der Geschwindig keit und von der Größe
des über die Förderbahn auf die Bremsrolle gemäß der Erfindung auflaufere den Gutes
wird dieses Gut also durch die Bremsrolle auf eine gewünschte Geschwindikeit abgebremst
Bis auf die Achse 10 können fast alle wesentlichen Teile der Bremsrolle aus Kunststoffspritzteilen
bestehen. Auf diese Weise entsteht eine preiswerte und praktisch unbegrenzt wartungsfrei
arbeitende Brernsrolle.
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Die Ausführungsform der Bremsrolle gernliß A b b. 4 und 5 unterscheidet
sich nicht grundsätgliçh, sondern nur in einigen konstruktiven Einzelheiten von
der Ausführungsform gemäß Abb. 1 bis 3.
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In A b b. 4 und 5 ist die im Querschnitt sechseckige Achse 80 wiederum
zur Befestigung in einer Förderbahn an ihren beiden Enden mit einem Gewinde 82 versehen.
Um den sechseckigen Teil der Achse 80 herum ist ein Kunststoffmantel 102 angeordnet,
der längsverlaufende Rippen aufweist. Dieser Kunststoffmantel 102 weist über den
sechs Ecken der Achse 80 längsverlaufende Rippen auf.
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Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß A b b, 1 bis 3 besteht bei
der Ausführungsform gemäß A b b. 4 und 5 der Zylindermantel 90 mit den Deckeln 84
aus einem einteiligen Kunststoffelement. Im einzelnen ist vorgesehen, daß der Zylindermantel
aus zwei bei 92 aneinanderstoßenden Hälften 90 und 90' besteht, wobei diese beiden
Hälften durch eine in den Zylindermantel eingelassene Vergußmasse 94 miteinander
verbunden werden, nachdem der noch zu beschreibende Kolben im Inneren der Bremsrolle
montiert ist.
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In der mittleren Bohrung der Deckelenden 84 ist wiederum an beiden
Enden der Bremsrolle ein Kugellager 98 angeordnet, so daß der Zylindermantel mit
den Deckelenden sich um die feststehend montierte Achse 80 drehen kann. Die mittlere
Bohrung in den Deckelenden 84 erweitert sich zunächst bei 86, um dann einstückig
in den Zylindermantel 90 bzw. 90' überzugehen. Die Schulter am Übergang zwischen
der Aufweitung 86 und dem Zylindermantel 90, 90' bildet die sich mit dem Zylindermantel
drehende Kurve 88, wobei selbstverständlich an beiden Enden der Bremsrolle eine
solche Kurve 88 ausgebildet ist
und diese beiden Kurven um 1800
gegeneinander verdreht sind.
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Auf beiden Seiten der Bremsrolle ist wiederum eine Abdeckverschlußschraube
96 und in der mittleren Bohrung der Deckelenden 84 eine Ringdichtung 100 angeordnet.
Der Kolben besteht auch hier aus einer äußeren, auf der Innenseite des Zylindermantels
gleitenden Zylinderhülse 104 und einer inneren, auf dem Achsenmantel 102 gleitenden
Zylinderhülse 106, die in ihrer Bohrung mit auf die Längsrippen des Achsenmantels
102 passenden Längsnuten versehen ist, so daß der Kolben drehfest, aber längsverschieblich
auf der Achse 80 angeordnet ist. Die äußere Zylinderhülse 104 und die innere Zylinderhülse
106 sind durch Ringstege 110 miteinander verbunden. An beiden Stirnenden des Kolbens
ist je eine Kurve 108 ausgebildet, deren Steigung der Steigung der Kurven 88 entspricht.
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In den Ringstegen 110, die einen Raum 111 im Inneren des Kolbens
begrenzen, sind auf diametral einander gegenüberliegenden Seiten jeweils eine Bohrung
112 ausgebildet, wobei diese Bohrungen 112 einen Ventilsitz bilden. Ein Ventilschaft
114 tritt durch diese Bohrungen 112 hindurch und trägt auf seiner Außenseite einen
Ventilkopf 116, während an diesem Ventilschaft 114 im Inneren des Raumes 111 eine
Endplatte 118 befestigt ist. Eine um den Ventilschaft 114 angeordnete Schraubenfeder
120 ist sowohl an der Endplatte 118 als auch an der Innenseite des Ringsteges 110
befestigt und derart vorgespannt, daß der Ventilkopf 116 normalerweise vom Ventilsitz
112 abgehoben ist. Daher stehen die Räume im Inneren des Zylindermantels 90, 90'
beiderseits des Kolbens 104 durch die geöffneten Ventile 112 und den Raum 111 im
Inneren des Kolbens hindurch miteinander in Verbindung.
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Die Funktionsweise der Ausführungsform gemäß A b b. 4 und 5 ist die
gleiche wie die Funktionsweise der Ausführungsform gemäß A b b. 1 bis 3, nur daß
hier die beiden gegensinnig wirkenden Ventile getrennt ausgeführt sind. Wenn der
Kolben 104 sich bei der durch das Auflaufen eines Gutes auf den Zylindermantel 90,
90' erzwungenen Drehung der Bremsrolle in A b b. 4 nach rechts bewegt, wird entsprechend
der Stärke der Drehgeschwindigkeit und damit der Flüssigkeitsströmung das in A b
b. 4 untenliegende Ventil durch die Flüssigkeitsströmung mehr oder weniger weit
gegen seinen Ventilsitz gedrückt und folglich die Flüssigkeitsströmung beschränkt,
so daß die Drehung der Bremsrolle gebremst wird. Umgekehrt wird bei der Rückwärtsbewegung
des Kolbens in Abb.4 nach links das in Abb.4 obenliegende Ventil 116 durch die Drehung
der Bremsrolle entsprechend der Drehgeschwindigkeit mehr oder weniger stark gegen
seinen Ventilsitz 112 geführt.
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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht an die Anwendung der dargestellten
Ventile gebunden. Man könnte statt der dargestellten Ventile auch andere Drosselventile,
beispielsweise Ringventile od. dgl., anwenden. Auch andere für den Fachmann naheliegende
Abwandlungen der dargestellten Ausführungsformen liegen selbstverständlich im Rahmen
der vorliegenden Erfindung.