DE1525358A1 - Bremsvorrichtung fuer umlaufende Teile - Google Patents

Description

Anmelder: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Amtl. Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenz. der Anmelderin: Docket 19 139

Bremsvorrichtung für umlaufende Teile

Häufig besteht die Notwendigkeit, durch einen Motor angetriebene oder sonstige umlaufende Teile schnell und vibrationsarm abzubremsen. Ein besonders anschauliches Beispiel dafür sind die in der üatenverarbeitungstechnik verwendeten Magnetbandeinheiten, bei deren Betrieb zur Aufzeichnung bzw. Abtastung von Daten der Bandantrieb innerhalb sehr kurzer Zeit beschleunigt und gebremst werden muß.

Pur diese und ähnliche Anwendungen sind die verfügbaren mechanischen Bremsvorrichtungen teilweise ungeeignet, teilweise unzureichend. Bei vielen Bremssystemen entspricht nämlich die erreichbare Verzögerung nicht den geforderten Werten, oder es treten bei höheren Verzögerungswerten Vibrationen auf, sowie Abnützungserscheinungen, die die Lebensdauer der Bremse verringern und zudem ein häufiges Nachstellen bedingen. Ein weiterer Nachteil bekannter mechanischer Bremsen ist auch die Abhängigkeit der Bremszeit von der zu bremsenden Masse; so ändert sich beispielsweise die Masse einer Magnetbandspule ständig mit dem Durchmesser des auf dem Spulenkörper jeweils befindlichen Bandwickels, ohne daß davon der Bremsweg des Bandes beeinflußt v/erden darf.

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Die erwähnten Nachteile konnten zwar teilweise beseitigt werden, jedoch nur durch teure elektromechanische Kupplungen. Trotz der höheren Kosten blieben aber eine Anzahl' von Mängeln,wie die Notwendigkeit häufiger Nachstellung infolge von Abnützung der Bremsflächen, ohne die sich die Bremscharakteristik unzulässig verändern würde. Auch sind viele der bekannten Bremsvorrichtungen nur in einer Drehrichtung wirksam, so daß bei Reversierbetrie.b eine zweite, entgegengesetzt wirksame Bremse vorgesehen werden muß. '- ■

fe Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsvorrichtung zu schaffen, die die genannten Nachteile bekannter Bremsen vermeidet, also verschleißfrei und ohne notwendige Nachstellungen arbeitet, dabei wenig Raum beansprucht, in beiden Richtungen wirksam ist und schnell, sowie erschütterungsfrei arbeitet.

Hierzu verwendet die Erfindung einen Energiespeicher und macht von der Ausnutzung der Zentrifugalkraft Gebrauch, wie es in anderen technischen Anwendungen bekannt ist. So gibt es z. B. Stabilisierungsvorrichtungen für Weltraumsatelliten und ähnliches, bei denen am Umfang in der Rotationsebene befindliche Massen aus ihrer Verankerung lösbar sind und unter Ausnutzung der Zentrifugalkraft mittels nicht ausschließlich radialer Aufhängung ein Drehmoment bestimmter Richtung ) auf den Satelliten ausüben. Eine solche Vorrichtung ist durch die USA Patentschrift 3 128 845 bekannt.

In einer anderen, durch die USA Patentschrift 3 038 354 bekannten, mittels eines Zentrifugalreglers gesteuerten Kupplung üben unter der Wirkung der Zentrifugalkraft stehende schwenkbare Arme über Verzahnungen ein Drehmoment auf einen zentralen Nocken aus.

Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe, eine Bremsvorrichtung zu schaffen, die den aufgezeigten Anforderungen vollauf genügt, wird vorgeschlagen, daß mehrere mit einem Sonnenrad zusammen-

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wirkende Planetenräder angeordnet sind, denen je ein in ausgewählten Lagen verriegelbarer, bei seiner Freigabe unter der Wirkung der Zentrifugalkraft über das zugehörige Planetenrad ein Bremsmoment an das Sonnenrad abgebender Energiespeicher zugeordnet ist,, und daß das Sonnenrad mit dem umlaufenden Teil über eine Überholkupplung verbunden ist.

Die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung hat gegenüber dem Stand der Technik zahlreiche Vorteile und ist nicht nur auf dem anfangs beispielsweise genannten Anwendungsgebiet, sondern in zahlreichen anderen Anwendungen einsetzbar, wo es darauf ankommt, Drehbewegungen schnell, ruhig und verschleißfrei abzustoppen. Eine nach der Lehre der Erfindung hergestellte Bremsvorrichtung weist einen vollständigen statischen und dynamischen Massenausgleich auf, unabhängig davon, in welcher Stellung sich die bewegten Teile, also die Energiespeicher jeweils befinden. Dies liegt daran, daß jeweils mehrere Speicherelemente zur Mittelachse der Vorrichtung zentrisch verteilt vorgesehen sind und in jeder ihrer möglichen Lagen eine bezüglich der Achse ausgeglichene Massenexzentrizität darstellen.

Ein weiterer bedeutsamer Vorteil der Bremsvorrichtung nach der Erfindung ist, daß diese jederzeit betriebsbereit ist. und zwar ohne Rücksicht auf die jexieilige Stellung der Energiespeicherelemente und auf die vorherige Drehrichtung des umlaufenden Teiles. Außerdem gibt es in der Vorrichtung nach der Erfindung keine sogenannten Verschleißteile, die eines regelmäßigen Austausches bedürften.

Das bei der Bremsvorrichtung gemäß der Erfindung verfügbare Bremsmoment kann den betrieblichen Erfordernissen angepaßt und weitgehend frei gewählt v/erden. Das ist in einfacher Weise durch entsprechende Wahl des Verhältnisses der Zähnesahl des Sonnenrades und der Planetenräder möglich, bzw., wenn - wie bei einer besonderen Ausführungsform gemäß der Erfindung - die Verbindung zwischen Sonnenrad

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und Planetenrädern durch Reibung erfolgt, durch entsprechende Durchmesserwahl des Sonnenrades und der Planetenräder. Je größer hierbei das Übersetzungsverhältnis gewählt wird, desto geringer wird die Bremszeit sein. Außerdem ist selbstverständlich die Anzahl der Energiespeicher in sinnvollen Grenzen veränderbar, wo/durch ebenfalls die Bremszeit beeinflußt werden kann.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Energiespeicher als mit je einem der Planetenräder verdrehfest ver-P bundene, in ihren beiden Stellungen geringster Massenexzentrizität verriegelbare exzentrische Arme ausgebildet. Eine andere mögliche · Ausbildungsform der Energiespeicher sind mit je einem der Planetenräder im Eingriff befindliche, in ihrer Mittelstellung geringster Massenexzentrizität verriegelbare Zahnstangen. Die Energiespeicher können aber andererseits auch mit je einem Zapfen eines Planetenrades sowie mit dem anderen· Ende am zugehörigen Planetenrad befestigte, in ihrer gespannten Lage verriegelbare Federspeicher sein.

Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist die Überholkupplung als Zweirichtungs-Überholkupplüng ausgebildet. Bevorzugt besteht diese Zweirichtungs-Überholkupplüng aus einem auf der mit dem umlaufenden Teil verbundenen Welle befindlichen Vierkant " mit gerundeten Ecken und einem zwischen dem Vierkant und einer mit der Bremsvorrichtung verbundenen Nabe angeordneten Rollenkäfig.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist, daß zur Verriegelung der Energiespeicher eine auf einer der Lagerung der Planetenräder dienenden Tragscheiben befindliche, wahlweise betätigbare Sperrvorrichtung vorgesehen ist, deren Sperrarm mit einer in einer mit dem Sonnenrad verdrehfest verbundenen Ringscheibe befindlichen Rast zusammenwirkt.

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Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnungen in einem Ausführungsbeispiel erläutert, in dem auch die Merkmale vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung erörtert sind, wie sie in den Unteransprüchen enthalten sind.

Es zeigen:

Fig. 1 eine von einer Überholkupplung auseinandergezogen gezeichnete Bremsvorrichtung in teilweise geschnittener Darstellung, wobei die einzelnen Teile der Bremsein- M richtung in derjenigen Lage gezeigt sind, in der sie sich bei der Drehung der Teile entgegen dem Uhrzeigersinn befinden,

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Darstellung ,der Bremsvorrichtung gemäß Fig. 1, jedoch in der Lage, in der sich die Teile beim Stillstand des umlaufende^ Teiles befinden,

Fig. 3 eine in der Darstellung der Fig. 2 entsprechende, ebenfalls teilweise geschnittene Ans Ida t der Bremsvorrichtung, mit der der Umlaufrichtung im Uhrzeigersinn entsprechenden Lage der Teile und "

Fig. 4a und 4B vereinfachte schematische Schnittansichten einer anderen Ausführungsform der Bremsvorrichtung, bei der als Energiespeicher Zahnstangen Verwendung finden.

Nach Fig. 1 ist ein in beide Drehrichtungen umschaltbarer, auf eine Welle 8 wirkender Motor 2 mittels einer Überholkupplung 6 mit einer Bremseinrichtung 4 verbunden. Entsprechend dem richtungsumschaltbaren Motor 2 ist die Kupplung 6 in beiden Drehrichtungen als Überholkupplung wirksam; sie kuppelt Immer dann ein, wenn sich die Welle 8 in

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der einen oder anderen Richtung dreht.

Die Überholkupplung 6 besteht aus einem auf die Welle 8 verdrehfest aufgebrachten Block 10, Rollen 12, einem Rollenkäfig 14 und einem Flansch 16. Der Block 10 hat quadratischen Querschnitt, jedoch mit vier abgerundeten Kante, wie aus Fig. 1 ersichtlich. Er ist vom Rollenkäfig 14 umgeben, dessen innere zylindrische Fläche auf den vier abgerundeten Kanten des Blocks 10 gleitet und der im Längenbereich des Blocks 10 für die vier Rollen 12 vier Längsschlitze 18 aufweist. Die Rollen 12 bewirken die Antriebsverbindung zwischen der Welle 3 und der. Bremseinrichtung 4, die mittels des Flansches 16 durch Schrauben 26 an der Stirnseite 24 des Motors 2 befestigt ist. Relativ zum Flansch 16 ist die Bremseinrichtung 4 durch Kugellager 20 und 22 mit dazwischenliegendem Abstandsring 28 drehbar gelagert.

Im zusammengebauten Zustand der Vorrichtung ist die Innenfläche 32 einer Nabe 30 über den Rollenkäfig 14 geschoben, jedoch ohne mit diesem Berührung zu haben, da dessen Aussendurchmesser etwas kleiner als der Innendurchmesser der Nabe 30 ist. Infolgedessen kann sich die Nabe 30 der Bremseinrichtung 4 unabhängig vom Rollenkäfig 14 drehen. Vielmehr wird das Gewicht der Bremseinrichtung 4 von dem rohrförmigen Teil des Flansches 16 getragen* wobei die Innenfläche 32 der Nabe 30 auf den Außenringen der Kuegellager 20 und 22 aufliegt.

In Fig. 2 ist angedeutet, daß - bei ruhender Welle 8 - die Rollen 12 den gleichen Abstand von den benachbarten abgerundeten Kanten des Blocks 10 haben. In dieser Lage ist somit der Abstand zwischen den Schlitzen 18 und den unter den Schlitzen 18 liegenden Flächen des Blocks 10 am größten. Da die Kupplung auszurücken ist, wenn sich die Kupplungselemente in der in Fig. 2 gezeigten Stellung befinden, wenn also die Welle 8 in Ruhe ist, und da die Antriebsverbindung

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zwischen der Welle 8 und der Nabe 30 über die Rollen 12 erfolgt, ist bei ruhender Welle 12 der gezeigte größte Abstand zwischen der Innenfläche 32 der Nabe und der unter den Schlitzen 1.8 liegenden Fläche des Blocks größer als der Durchmesser der Rollen 12.

Der Außendurchmesser des vom rohrförmigen Teil des Flansches 16 umgebenen, abgesetzten Teiles des Rollenkäfigs 14 ist so gewählt, daß ein gewisser, durch die Luftreibung hervorgerufener Widerstand zwischen dem Rohrteil des Flansches 16 und dem Rollenkäfig 14 auftritt, welcher sicherstellt, daß beim Anlaufen der Welle 8 der Rollenkäfig 14 der Wellendrehung folgt, so daß der Block 10 mit der Welle 8 relativ zum Rollenkäfig vorrücken kann. Ein gewisser Spielraum ist auch zwischen der Welle 8 und der Innenfläche des abgesetzten Teiles des Rollenkäfigs 14,.um die Relativbewegung zwischen dem Block 10 und dem Rollenkäfig 14 zu ermöglichen.

Der Durchmesser der Rollen 12 muß andererseits so groß sein, daß das Anliegender Rollen 12 an der Innenfläche 32 der Nabe 30 gesichert ist, wenn dfe Rollen bei der Bewegung des Blocks 10 relativ zum Rollenkäfig 14, also zum Einkuppeln, radial nach außen gedrängt werden. Bei diesem Vorgang werden der Block 10 und die Nabe 30 in der betreffenden Drehrichtung verdrehfest miteinander verbunden, und die Nabe 30 wird von der Welle über die Rollen 12 mitgenommen. Es 1st noch zu bemerken, daß der Rollenkäfig 14, weil die Nabe 30 auf den Kugellagern 20 und 22 gelagert und nicht in Berührung mit dem Rollenkäfig 14 ist, solange in Ruhe bleibt/ wie die Welle 8 in Ruhe ist, unabhängig davon, ob sich die Nabe 30 dreht oder nicht.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Kupplung ist somit die Folgende: Läuft der Motor 2 an und beginnt die Welle, sich zu drehen, so bleibt der Rollenkäfig 14 infolge der Reibung zwischen ihm und dem rohrförmigen Teil des Flansches 16 zunächst in Ruhe. Die Drehbewegung des Blocks 10 relativ zum Rollenkäfig 14 bringt jedoch die Rollen in

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ihre Wirklage, in der sie mit der Innenfläche 32 der Nabe 30 zusammen wirken und den Rollenkäfig 14 und die Nabe 30 an die Welle 8 ankuppeln (Flg. 1, 3), so daß sich die Nabe 30 auf den Kugellagern 20 und 22 relativ zum Flansch 16 dreht. Wird sodann die Bremseinrichtung 4 wirksam, so kehrt der Rollenkäfig 14 infolge seiner Trägheit in seine ursprüngliche Stellung zurück (Fig. 2), und die Rollen 12 lösen sich aus der Berührung mit der Innenfläche 32 der Nabe JO, womit die Kupplung ausgerückt ist.

^ Gemäß Fig. 2 besteht die Bremseinrichtung 4 aus einem Sonnenrad 40 mit der axial nach beiden Seiten des Rades ausgebildeten Nabe ^Ο.Άη das Sonnenrad 40 wird wahlweise die Kupplung 6 mit der Welle 8 bzw., um die Welle 8 anzuhalten, die Bremskraft angelegt. Zur Übertragung der Bremskraft auf das Sonnenrad 40 dient eine Übertragungsvorrichtung, bestehend aus drei in gleichem Abstand das Sonnenrad 40 umgebende, in das Sonnenrad eingreifende Planetenräder 42, die ihrerseits auf mit ihren Enden in zwei beiderseits der Räder 40 und 42 angeordneten Tragscheiben 44 und 46 befestigten Zapfen 48 drehbar gelagert sind (Fig. 1,3). Die Zapfen 48 und die Tragscheiben 44 und 46 bilden somit einem Rahmen für die drei Planetenräder 42. Die Nabe 30 des Sonnenrades 40 ist in zentralen Bohrungen in den Tragscheiben und 46 drehbar geführt.

An den Zapfen 48 der Planetenräder 42 ist je ein Arm 50 angelenkt und mit fest, z.B. durch Speisen, mit dem zugehörigen Planetenrad 42 verbunden. Die Arme 50 sind bezüglich ihrer Längsachse symmetrisch und weisen an ihrem Ende und in ihrem Mittelteil konkav gekrümmte Abschnitte 52 und 54 auf. Diese Gestaltung der Arme 50 ermöglicht in der eingezogenen stellung gemäß Fig. 1 und 3 einen festen und bündigen Sitz der Arme.

Zur Einleitung eines Bremsvorganges dient eine an der Tragseheibe befestigte steuerbare Sperrvorrichtung 62 zur Arretierung des Sonnen-

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rades 40, bestehend aus einem mit einer Halterung 64 und einem auf um einen Stift 68 drehbar gelagerten L-förmigen Hebel 66. Der Hebel 66 hat einen Sperrarm 70, welcher durch eine Feder 61 gegen eine Ringscheibe 60 gedrückt wird. Die Ringscheibe 60 ist an der Nabe JO des Sonnenrades 40 starr befestigt und an ihrem Umfang mit einer Rast 72 zur Aufnahme des Sperrarmes 70 versehen, um die Relativbewegung zwischen dem Sonnenrad 40 und den Tragscheiben 44 und 46 verhindern zu können. Da die Ringscheibe 60 starr mit dem Sonnenrad 40 verbunden ist, werden durch das Einfallen des Sperrarmes 70 in die Rast 72 das Sonnenrad 40 und die Tragscheibe 46 wie auch dieTragscheibe .44 arretiert, da ja der Sperrarm 70 mittels des Stiftes 68 und der Halterung 64 an der Tragscheibe 46 befestigt ist. Mit dem an der Bewegung relativ zu den Tragscheiben 44 und 46 gehinderten und im Eingriff mit dem Planetenräder 42 befindlichen Sonnenrad 40 werden auch die Planetenräder 42 an der Bewegung relativ zu den Tragscheiben gehindert. Schließlich, weil die Arme 50 fest mit den Planetenräder verbunden sind, bewegen sie sich, wenn der Sperrarm 70 sich in der Rast 72 befindet, ebenfalls nicht relativ zu den Tragscheiben 44 und 46 und zum Sonnenrad 40. Bei der in den Figuren 1 und j5 gezeigten Lage des Sperrarmes 70 und der Rast 72 dreht sich daher die ganze, die Tragscheiben 44 und 46, das Sonnenrad 40 und die Planetenräder 42 sowie, die zugeordne-ten Arme 50 umfassende Bremseinrichtung 4 als eine Einheit.

Die Betätigung der Sperrvorrichtung 62 erfolgt durch Durck auf die Fläche 74 des L-förmigen Hebels 66, wodurch die Kraft der Feder 61 überwunden und der Sperrarm 70 aus der Rast 72 herausgeschwenkt wird, so daß die Blockierung des Sonnenrades 40 und der Tragscheiben 44 und 46 aufgehoben und dadurch ein Auswärtsschwenken der Arme 70 unter dem Einfluß der Fliehkraft ermöglicht wird. Bei diesem Auswärtsschwenken der Arme 50 drehen diese, wie erwähnt, die mit ihnen verbundenen Planetenräder 42 und legen dabei eine Bremskraft an das Sonnenrad

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an, wodurch die Welle angehalten wird. Wenn sich somit die Planetenräder 42 relativ zum Sonnenrad 40 drehen, dreht sich auch die Ringscheibe 60 relativ zum Sperrarm 72, der nun auf der Umfangsfläche der Ringscheibe 60 gleitet. Die Lage der Rast 72 an der Scheibe 60 muß deshalb so sein, daß sich die Rast 72, wenn sich die Arme 50 in der in den Figuren 1 und 3 gezeigten, d. h. in der zurückgezogenen Stellung befinden, genau am Sperrarm 70 befindet. Dadurch ist gesichert, daß bei Beginn der Drehung der Welle ο aus.derRuhestellung und dem dadurch bedingten Zurückziehen der Arme 50 über das Sonnenrad 40 und die Planetenräder 42 der Sperrarm 70 in die Rast .72 einfällt, wenn die Arme vollständig zurückgezogen sind, wodurch verursacht wird, daß die ganze Bremseinrichtung 4 sich als eine Einheit dreht.

Zur axialen Fixierung des Sonnenrades 40 relativ aur Welle S dient eine Stellschraube (nicht gezeigt) in der linken Nabe des Sonnenrades 40, die gegen die Umfangsflache des Abstandsringes 23 angezogen ist. Da der Abstandsring 28 durch den Blocic 10, den Rollenkäfig 14 und die Kugellager 20 und 22 gegen eine Axialverschiebung verhindert ist, ist durch das Zusammenwirken der Stellschraube, des Abstandsringes 28 und der Nabe ^O die ganze Bremseinrichtung axial gesichert. Um eine axiale Bewegung der Ringscheibe 60 relativ zur Nabe 30 zu verhindern, ist an dieser ein Bund 69 befestig (Fig. 1 bis 3), so daß die Stellschraube und der Bund 69 zusammen die axiale Bewegung der Bremseinrichtung 4 und der Kupplung 6 verhindern.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Einrichtung erläutert.

Fig. 2 zeigt die Lage der einzelnen Teile nach dem Abbremsen der vorher in einer der beiden Drehrichtungen umlaufenden Welle S durch die Bremseinrichtung: Die Arme 50 sind radial auswärtsgeschwenkt und der Sperrarm 70 liegt nicht in der Rast 72 sondern an der Stirnfläche der Ringscheibe 60 an, nachdem vorher während der Drehung der Welle 8

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über die Fläche 74 der Sperrarm 70 betätigt und dadurch das Auswärts-Bohwenken der Arme unter der Wirkung der Zentrifugalkraft und das Anlegen einer Bremskraft an das Sonnenrad 40 über die Planetenräder 42 ausgelöst wurde, um die Welle anzuhalten. Die nun in Ruhe befindliche .,.!feile bewirkt das Auskuppeln, so daß die ganze Bremseinrichtung sich · frei um den rohrförmigen Teil des Flansches 16 drehen oder durch anderea, nicht gezeigte Mittel angehalten werden kann.

Angenommen, bei der in Fig. 2 gezeigten Lage der Teile werde der Motor 2 eingeschaltet und eine Drehung der Welle 8 in der zum Uhrzeigersinn entgegengesetzten Richtung eingeleitet. Dabei wird auf die beeohriebene Art die Kupplung 6 eingeschaltet, und die eingerückte Kupplung treibt die Welle 8 und das Sonnenrad 40 als eine Einheit in der Richtung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn an. Da die relative Bewegung zwischen dem Sonnenrad 4o und den Tragscheiben 44, 46 nicht verhindert ist, weil der Sperrarm 70 nicht in der Rast 72 liegt, werden bei der Drehung des Sonnenrades 40 entgegen dem Uhrzeigersinn die Planetenräder 42 im Uhrzeigersinn gedreht, wodurch die Arme 50 um die Zapfen 48 und in Richtung gegen die Nabe 30 des Sonnenrades 40 geschwenkt werden. Diese Uhrzeigerdrehung der Planetenräder 42 wird fortgesetzt, bis die bogenförmigen Abschnitte 54 der Arme 50 an der Nabe >0 anliegen..Dabei dreht sich die Ringscheibe 60 mit dem Sonnenrad 40 relativ zu den Tragscheiben 44, 46. Sobald die Arme 50 vollständig anliegen (Fig. 1), 1st die Rast 72 im Ring 60 an die Stelle gegenüber dem Sperrarm 70 vorgerückt, welcher nun unter Federspannung radial einwärts schnappt und das Sonnenrad 40 gegen die Tragscheiben 44 und 46 arretiert. Nun ist auch die relative Bewegung zwischen den Armen 50 und den anderen Teilen der Bremseinrichtung 4 verhindert, und es dreht sich die ganze Bremseinrichtung 4 in der Richtung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn mit der Welle 8.

Um die Drehung der Welle 8 anzuhalten, ist es, wie bereits erwähnt, nur erforderlich, außer dem Abschalten des Motors 2 eine Kraft auf

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die Fläche 74 des Armes 66 auszuüben und dadurch den Sperrarm 70 aus der Rast 72 herauszuschwenken. Dabei werden infolge der aufgehobenen Verriegelung die Arme 50 frei und fliehen unter der Wirkung der Fliehkraft nach außen, wobei sie die Planetenfäder 42 in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn drehen. Diese Drehung der Planetenräder 42 bewirkt ein Bremsmoment im Sinne des Uhrzeigers auf das Sonnenrad 40, welches, wie erwähnt, durch die Kupplung 6 mit der Welle 8 verbunden ist, also die Welle abbremst. Sobald die Welle 8 angehalten ist, wird die Kupplung aus den früher erläuterten Gründen ausgerückt und dreht P sich frei um den rohrförmigen Teil des Flansches 16.

Würden die Arme 50 auf die beschriebene Weise freigegeben werden, ohne daß die Antriebskraft des Motors abgeschaltet wird, so würde dieWelle 8 nicht, wie geschildert, in Ruhe bleiben. Obwohl die Welle 8 durch die Freigabe der Arme 50 und das dabei entwickelte Bremsmoment, das größer als das Drehmoment des Motors ist, augenblicklich angehalten werden kann, würde sie aber doch nicht in Ruhe bleiben, wenn die Bremsleistung durch die radial gerichtete Belastung verbraucht ist und das Motordrehmoment wieder das Bremsmoment überschreiten und die Welle 8 drehen würde. Durch erneute Drehung der Welle 8 würde nämlich die Kupplung 6 eingerückt, und die Welle ο und die Bremseinrichtung 4 würden sich wiederum zusammen als eine Einheit drehen. Werden hln-™ gegen die Arme 50 ohne Abschaltung des Motors freigegeben und das bei der Radialbewegung der Arme 50 entwickelte Bremsmoment überschreitet das Motordrehmoment nicht, so wird dieWelle GO nicht angehalten, denn das Bremsmoment würde, anstatt dem Motordrehmoment entgegenzuwirken, die Drehgeschwindigkeit der Welle lediglich kurzzeitig herabsetzen.

Erfolgt der Antrieb der Welle 8 in der entgegengesetzten Richtung, also im Uhrzeigersinn, so laufen die beschriebenen Vorgänge in der gleichen Folge ab, wobei nur die Drehrichtunc der einzelnen Teile umgekehrt ist.

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Selbstverständlich können anstatt der verzahnten Räder 4O und 42 für die Momentenübertragung auch Scheiben mit Reibungsflächen am Umfang verwendet werden.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wird zur Speicherung des Bremsmomentes während der Periode der Wellendrehung ein Satz radial angeordneter Arme 50 verwendet. Dieses Bremsmoment wird, wie erläutert über die Planetenräder 42 an das Sonnenrad 40 angelegt, wenn die Arme 50 aus ihrer zurückgezogenen Stellung freigegeben werden und unter dem Einfluß der Fliehkraft auswärts schwenken. Es können stattdessen jedoch z. B, die Arme 50 und die Räder 42 durch mehrere mit einem innenverzahnten Sonnenrad zusammenwirkende Zahnstangen ersetzt werden, wie in den Figuren 4A und 4B gezeigt. Dort sind zwei zur Achse eines innenverzahnten Sonnenrades 04 symmetrisch angeordnete und in geeigneten Führungen (nicht gezeigt) liegende Zahnstangen und 82 vorgesehen. Durch entsprechende Mittel (nicht gezeigt) werden die Zahnstangen während der Wellendrehung in der gleichen Weise in der zurückgezogenen Stellung gehalten, wie die Arme 50 vor dem Bremsen in der zurückgezogenen Stellung. Soll die Welle angehalten werden, so werden die als Verriegelung wirksamen Mittel unwirksam gemacht, und die Zahnstangen fliegen unter der Wirkung der Zentrifugalkraft nach außen und übertragen über die Planetenräder 86 eine Bremskraft zum Sonnenrad 84. Zur Begrenzung dieser Zahnstangenbewegung sind Anschläge (nicht gezeigt) vorgesehen. Jomit können für die Speicherung der für das Anhalten der Bewegung eines rotierenden Teiles erforderlichen Bremskraft zwei Zahnstangen die Arme 50 ersetzen. Zur Sicherung, daß die Zahnstangen unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft radial auswärts fliegen, ist es wichtig, daß die Längsachsen der Zahnstangen nicht mit einem Winkel von 90° zu der die Achsen der Räder verbindenden Linie angeordnet sind. Die Zahnstangen müssen in einem solchen Winkel angeordnet sein, daß die Komponente der auf die Zahnstange ausgeübten Kraft eine andere Richtung hat als die radiale Komponente infolge der Zentrifugalkraft.

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Außerdem ist es möglich, für die kraftspeichernde Funktion der Bremseinrichtung Federelemente zu benutzen. Hierfür werden die Arme 50 durch Spiralfedern ersetzt, deren eines Ende am Zapfen 48 und deren anderes Ende an den Rädern 42 befestigt ist. Wenn die Welle G beginnt das Sonnenrad 40 zu treiben, wickeln die Räder 42 die Federn in Abhängigkeit von der Drehrichtung auf oder ab. Sind die Federn zur Speicherung der erforderlichen Bremskraft genügend gespannt, so wird die Arretierungsvorrichtung betätigt, um die-Räder in der Stellung relativ zu den Tragscheiben 44 und 46 zu blockieren. Die Wellenbewegung wird sodann einfach und rasch angehalten, wenn die Arretierungsvorrichtung unwirksam gemacht wird, um die gespannten Federn zu entspannen und bei diesem Vorgang eine Bremskraft auf das Sonnenrad 40 über die Planetenräder 42 zu übertragen.

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Claims (8)

- ο - N Patentansprüche

1. Bremsvorrichtung für umlaufende Teile, mit einem Mechanischen Bremsenergiespeicher, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere mit einem Sonnenrad (40; 84) zusammenwirkende Planetenräder (42; 86) angeordnet sind, denen je ein in ausgewählten Lagen verriegelbarer, bei seiner Freigabe unter der Wirkung der Zentrifugalkraft über das zugehörige Planetenrad (42; 86) ein Brernsmoment an das Sonnenrad (40; 84) abgebender Energiespeicher (50; 80, 82) zugeordnet ist, und daß das Sonnenrad (40; 84) mit dem umlaufenden Teil (8) über eine Überholkupplung (6) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiespeicher als mit je einem der Planetenräder (42) verdrehfest verbundene, in ihren beiden Stellungen geringster Massenexzentrizität verriegelbare exzentrische Arme (50) ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiespeicher als mit je einem der Planetenräder (86) im Eingriff befindliche, in ihrer Mittelstellung geringster Massenexzentrizität verriegelbare Zahnstangen (80, 82) ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiespeicher als einerseits mit je einem Zapfen (48) eines Planetenrades (42), andererseits mit dem zugehörigen Planetenrad (42) verbundene, in ihrer (ihren) gespannten Lage(n) \erriegelbare Federspeicher ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonnenrad (40; 84) und die Planetenräder (42; 86) mittels Reibflachen zusammenwirken.

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6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Überholkupplung als Zweirichtungs-Überholkupplung (6) ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweirichtungs-Überholkupplung (6) aus einem auf der mit dem umlaufenden Teil verbundenen Welle (8) befestigten Vierkant (10) mit gerundeten Ecken und einem zwischen dem Vierkant (10) und einer mit der Bremsvorrichtung (4) verbundenen Nabe (3>0) angeordneten Rollenkäfig (14) mit Rollen (12) besteht.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß zur Verriegelung der Energiespeicher (50; 80, 82) eine auf einer der Lagerung der Planetenräder (42; 86) dienenden Tragscheiben (44, 46) befindliche, wahlweise betätigbare Sperrvorrichtung (62) vorgesehen ist, deren Sperrarm (70) mit einer in einer mit dem Sonnenrad (40; 84) verdrehfest verbundenen Ringscheibe (60) befindlichen Rast (72) zusH.mrnf.-nv i -kl-.

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