DE19635244A1

DE19635244A1 - Sicherheits- Bremsvorrichtung für Seilförderanlagen

Info

Publication number: DE19635244A1
Application number: DE1996135244
Authority: DE
Inventors: Hubert Fischer
Original assignee: Wittur Aufzugteile GmbH and Co
Current assignee: Wittur AG
Priority date: 1996-08-30
Filing date: 1996-08-30
Publication date: 1998-03-05
Anticipated expiration: 2016-08-31
Also published as: DE19635244C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheits-Bremsvorrichtung zur Notbremsung eines Seiles einer Seilförderanlage, insbesondere eines Tragseiles eines Seilaufzuges, mit einer Betätigungseinrichtung zum Zuspannen eines Bremsorganes.

Sicherheits-Bremsvorrichtungen, die bei Auf- und Abwärtsbewegungen auf die Seile eines Aufzuges einwirken und die Notbremsung des Seiles bzw. eines daran befestigten Förderkorbes bewirken können, sind seit langem bekannt. So wird zum Schutz gegen unkontrollierte Fahrbewegungen eines Aufzuges in der US 5,020,640 eine unmittelbar auf die Tragseile wirkende Seilbremse offenbart, bei welcher die Zuspannung direkt über einen Kolben eines pneumatisch betätigten Membranzylinders erfolgt. Das Betätigungsorgan umfaßt zwei Bremsplatten, von denen eine fixiert und die andere beweglich ist, so daß beim Zuspannen der Bremse zunächst die bewegliche der Bremsplatten gegen das Seil geführt und von dort weiter - zusammen mit dem Seil - gegen die unbewegliche zweite Bremsplatte gepreßt wird.

Ergänzend wird in der US 5,228,540 vorgeschlagen, die pneumatische Betätigungseinrichtung durch eine Druckhebel-Betätigungseinrichtung mit Federantrieb zu ersetzen. Als Betätigungsorgan dient auch hier eine einzelne bewegliche Bremsplatte, die beim Bremsen zusammen mit dem Seil gegen eine fixierte Bremsplatte geführt wird. Problematisch an der Lösung der US 5,228,540 ist einerseits, daß der Anstellwinkel der verwendeten Klammer klein sein muß, um die großen zur Bremsung notwendigen Kräfte zu erzeugen und andererseits, daß die Abwälzkurve für den Klemmhebel relativ kurz ist. Trotz der in dieser Schrift gewählten Geometrie der Abwälzkurve zur Verschleißkompensation ist das Problem des begrenzten Weges erkennbar.

Sowohl die US 5,020,640 als auch die US 5,228,540 lehren ferner den Einsatz externer Signale zur Auslösung einer Bremsung. Die Signale werden entweder von vorhandenen Einrichtungen zur Geschwindigkeitsüberwachung oder aber von Zusatzgeräten generiert, von einer Steuerungseinrichtung ausgewertet und der Sicherheitsbremse zugeführt (je nach den z. B. länderspezifischen Sicherheitsvorschriften oder Richtlinien).

Die Erfindung setzt bei der Erkenntnis an, daß sowohl die Sicherheitsbremse der US 5,020,640 als auch die gattungsgemäße Sicherheits-Bremsvorrichtung der US 5,228,540 das Problem aufweisen, daß jeweils nur eine bewegliche Bremsfläche gegenüber einer starren Bremsfläche zum Einsatz kommt. Dadurch müssen die belasteten Tragseile aus der geraden Bahn gedrückt werden, bevor eine Bremswirkung erzielt werden kann. Die freie Strecke, auf der diese Bremse angesetzt werden kann, befindet sich in der Regel zwischen der Treibscheibe und der Umlenkrolle und ist relativ kurz. Dadurch werden die Tragseile über die scharfe Kante der Bremsfläche abgeknickt.

Die Erfindung zielt darauf ab, diese Probleme zu vermeiden und eine Sicherheits-Brems vorrichtung mit hohem Zuverlässigkeitsgrad zu schaffen, die auf einfache Weise entweder als Not- oder als Stand-by- bzw. Zusatz- oder Nebenbremse auslegbar ist.

Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch den Gegenstand des Anspruches 1. Gegenüber dem gattungsgemäßen Stand der Technik weist die Betätigungseinrichtung eine kulissengeführte Bremszange auf. Dies bietet zunächst den Vorteil, daß sich die zwei Bremsbacken - bevorzugt zueinander parallel versetzt angeordnet - bei einer Bremsung mit ihren beiden Bremsflächen aufeinander bzw. von beiden Seiten auf das Seil zu bewegen. Die Tragseile werden keiner zusätzlichen Belastung durch Richtungsveränderungen ausgesetzt; die Reaktionszeit wird durch die Doppelbewegung der Bremsflächen zum Seil hin reduziert. Dieser Vorteil kann konstruktiv auch dazu genutzt werden, eine größere Lauffreiheit der Bremsflächen zu schaffen, um den Verschleiß an der Bremse und am Seil bei Seilvibrationen auszuschließen oder zumindest wesentlich zu verringern.

Durch eine selbsthemmende Auslegung der Kulisse ist es auf einfache Weise möglich, eine Notbremse zu realisieren, eine Auslegung der Kulisse knapp vor der Selbsthemmung bewirkt dagegen eine Auslegung als Sicherheitsbremse. Besonders bevorzugt weist die Betätigungsvorrichtung ferner einen mit einem Fluidum - Luft, Öl - beaufschlagbaren, doppelt wirkenden Betätigungszylinder auf.

Als Energiequelle wird z. B. in unkomplizierter Weise eine Batterie oder - bei anderer Auslegung - ein Hydro-Druckspeicher verwendet.

Ein besonderer weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion besteht darin, daß die Neutralisierung der Bremsstellung nicht allein mit den Rückstellelementen erfolgen kann. Die Sicherheit der Bremse wird nämlich dadurch deutlich erhöht, daß beim Lösen zunächst die Seilkraft neutralisiert und reversiert werden muß, die zu der Notbremsung geführt hat. Die Neutralisierung der Seilkraft erfolgt nach Überprüfung aller Sicherheitskreise, indem die Antriebsmaschine die Bremseinheit in die Richtung "neutrale Zone" bewegt, wobei nach dem Aufheben der Selbsthemmung die restliche Strecke durch die Rückstellelemente übernommen wird.

Bei den bekannten Seilbremsen ist eine derartige Sicherheit nicht gegeben, da die sichere Funktion vom Überprüfen der Schaltkreise abhängt, so daß es denkbar ist, daß die Bremskraft bei belasteten Seilen neutralisiert wird, obwohl der ursprüngliche Notfall, z. B. eine gebrochene Treibscheibenwelle, ein abgescherter Treibscheibenkranz oder eine defekte Betriebsbremse, noch nicht beseitigt worden sind. Ein derartiger Fall kann z. B. auftreten, weil die elektrischen Sicherheitskreise und die konstruktive Gestaltung der Seilbremse dies ermöglichen. Die Rückstellung der erfindungsgemäßen Konstruktion erfolgt dagegen bevorzugt entweder manuell oder mittels des doppeltwirkenden Zylinders.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung betreffen eine zusätzliche Einrichtung zur Anwendung und Auswertung von Sicherheitssignalen zur Auslösung der Sicherheitsbremse, die z. B. als separater elektronischer Baustein ausgelegt oder in die Betriebssteuer-Anlage integriert ist. Bevorzugt ist mit der Auslöseinrichtung ferner ein Mittel zum automatischen Lösen der Bremse gekoppelt. Das Lösemittel (als Software-Routine auslegbar) ist ferner vorteilhaft derart ausgelegt, daß es die Bremse anhand einer Überprüfung der Sicherheitsstromkreise oder nach manueller Eingabe eines Signales löst. Sinnvoll ergänzt wird die Erfindung durch eine Einrichtung zur Selbstüberwachung und zur Fernsteuerung der Bremse.

Weitere vorteilhafte Varianten der Erfindung sind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Sicherheits-Brems vorrichtung;

Fig. 2 eine Teilansicht der Sicherheits-Bremsvorrichtung aus Fig. 1 (Linie A-A);

Fig. 3 und 4 ergänzende Details eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Fig. 1 offenbart eine erfindungsgemaße Sicherheits-Bremsvorrichtung mit einer Betätigungseinrichtung 1 zur Notbremsung von zueinander in einer Ebene parallelen (siehe Fig. 2) Seilen 2 einer Seilförderanlage, insbesondere eines Seilaufzuges (nicht dargestellt). Das Bremsorgan besteht aus zwei einander beidseits der Seile 2 gegenüberliegenden, zueinander parallelen Bremsbacken 3a, 3b mit Belägen 3a′, 3b′, welche bei einer Bremsung von einer doppelseitigen V-Kulisse 5a, 5b der Betätigungseinrichtung 1 gegen das Seil gedrückt werden, die in einem ebenfalls doppelseitigen Tragrahmen 4 geführt ist.

In den V-förmigen Ausnehmungen der Kulissen 5a, 5b laufen Rollen 6 mit Zapfen 7, die auf den Kulissenseiten jeweils die Bremsschuhe 3a, 3b tragen bzw. führen. Die Bremsschuhe 3a, 3b sind über Scheren 8 miteinander verbunden, um so stets eine Parallelverschiebung sicherzustellen. Die Doppel-V-Kulissen 5a und 5b sind über (mittels Druckfedern 9 gespannte) Bolzen 10 miteinander verbunden, die beiden Bremsbacken 3a und 8b werden durch Spreizfedern 11 auf Abstand gehalten. Die Tragseile 2 laufen in dem verbleibendem Zwischenraum mit einem ausreichenden Freilauf.

In der Haupt-Sicherheitsfunktion (die Seile werden vom Gegengewicht in Abwärtsrichtung gezogen, die Kabine bewegt sich aufwärts), wird lediglich eine Sperrklinke 12 gelöst, die mit einem Magnet 13a gegen den Druck der Feder 14 in Position gehalten wird. Das Bremsbackenpaar 3a, 3b bewegt sich durch Schwerkraft in Bremsstellung (es "fällt" rollend in die Bremsstellung) und wird durch Reibkraft in die vorbestimmte Maximalstellung gezogen. Diese Fall-Safe-Funktion ist besonders für die Aufwärtsbewegung einer Aufzugskabine von Vorteil, weil bei dieser keine Sicherheitseinrichtungen - wie Fangvorrichtungen am Fahrkorbrahmen - wirken, die bei Abwärtsbewegungen greifen.

Je nach Ausführungsform der Erfindung ist es auch möglich, den Doppel-Zylinder 15, der vorwiegend nur für die Rückstellung eingesetzt wird, zusätzlich zum Einrücken zu aktivieren, oder zum Einrücken bzw. Zuspannen der Bremse einen Hubmagneten, Linear Actuator oder Druckkolben einzusetzen (nicht dargestellt). Die erforderliche Hubkraft dieser Einrückelemente ist relativ gering, so daß kostengünstige Elemente verwendet werden können.

Im wesentlichen sind durch entsprechende fachgemäße Auslegung der Komponenten der Erfindung zwei grundsätzliche Ausführungen realisierbar:

a) Notbremse: Um eine Notbremse zur Verhinderung von unkontrollierten Fahrbewegungen zu schaffen, werden die Kulissen 5 selbsthemmend ausgelegt. Der Zylinder 15 kann daher entsprechend klein dimensioniert werden, was wiederum in einer ebenfalls gering dimensionierten Speicherenergiequelle resultiert. Die Rückstellung erfolgt bevorzugt mittels Netzenergie.
b) Zusatz-Sicherheitsbremse (Back-Up-Safety): Bei dieser Ausführung wird die Kulisse 5 knapp vor der Selbsthemmung (d. h., tg alpha < µ) bemessen. Das erfordert einen entsprechend stark dimensionierten Zylinder 15, um den Anpreßdruck zu unterstützen. Zum Lösen der Bremsstellung ist keine Reversierung erforderlich, so daß die Stockwerkszeiten pro Fahrt nicht vergrößert werden.

Bei einer Aufwärtsbewegung der Seile 2 wird ein weiterer Magnet 13b aktiviert, der so angeordnet und ausgelegt ist, daß er den Hebel 16 dreht sowie die Sperrklinke 12 über den Scherpunkt 17 anhebt und in Bremsstellung drückt. Auch hier kann zur Unterstützung der Zylinder 15 eingesetzt werden. Die "netto" aufzubringende Einrückkraft ist im Verhältnis zur Druckkraft in endgültiger Bremsstellung gering, weil die Bremsschuhe nur den Freilauf bis zum Einsetzen der Selbsthemmung überwinden müssen. Die Rollen 6 folgen jetzt einer der schiefen Ebenen der Kulissen 5 - je nach Laufrichtung der Seile auf- oder abwärts - und drücken die Kulissen auseinander, die über die Verbindungsbolzen 10 die Druckfedern 9 komprimieren. Die Bremsflächen der Bremsbacken 3a, 3b werden somit auf die Seile 2 gepreßt.

Auch die zur Rückstellung der Bremsbacken 3a, 3b bzw. zum Lösen der Bremse erforderlichen Kräfte hängen von der Auslegung der Kulissen 5a, 5b bzw. vom Grad der Selbsthemmung ab. Um ein sicheres Abbremsen mit geringer Einrückkraft zu ermöglichen, sind ferner auch die Ausführung der Laufflächen und die Lagerung der Führungszapfen 7 von Bedeutung. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich aus der Verteilung der Druckkräfte auf acht Rollen.

Die Betätigungseinrichtung 1 wird zentral über den Scheren-Drehpunkt 17 bzw. die Scherenachse 17 geführt. Die Achse 17 ist verlängert ausgeführt und dient auch als Angriffspunkt für die Kolbenstange 15a des Kolbens 15 zur manuellen Rückstellung der Bremse. Bei der Rückstellung des Systems ist ein geringer Energiebedarf weniger wichtig, weil davon auszugehen ist, daß ein Notfall, auch ein Stromausfall, zu diesem Zeitpunkt behoben wurde. Die Neutralisierung der Bremsstellung kann damit nur erfolgen, wenn beim Lösen zunächst die Seilkraft neutralisiert und reversiert wird, die zu der Notbremsung geführt hat.

Für den Fall, daß Sicherheitsvorschriften und/oder kommerzielle Anforderungen eine automatisierte Rückstellung zulassen, kann unter Einsatz entsprechend plazierter Überwachungs-Kontakte und einer angepaßten Ventilsteuerung für den Zylinder 15 natürlich auch ein weniger optimales Rückstellsystem eingesetzt werden.

Das Traggehäuse (Rahmen 4) ist zur Anpassung an den Ableitwinkel der Tragseile verdrehbar über die Schraube 18 in den Montagewinkeln 24 gelagert. Zum Ausgleich und zur Feineinstellung der Neigung der Bremseinheit zu den Seilen dient die Feder 19.

Die Fig. 3 und 4 zeigen im wesentlichen ein optionales Anschlagsystem, das einerseits zur Hubbegrenzung der Kulissenbewegung und andererseits zur Verschleißkompensation dient. Nach Fig. 3 ist das Anschlagsystem als angeschrägte Exzenterscheibe 20 (Schräge 20a) ausgelegt. Nach Fig. 4 weist das Anschlagsystem einen Kegelkopfbolzen 21 auf, dessen Kegelschräge 21a ebenfalls den Hub der Bremse begrenzt. Der Kegelkopfbolzen 21 ist mittels einer Mutter 22 über eine Halterung 23 an der Kulisse 5a befestigt. Durch die Anschrägungen 20a und 21a trägt das Anschlagsystem ebenfalls zur Verschleißkompensation bei. Wie ferner in Fig. 3 zu erkennen, werden die Bremsflächen bzw. die Beläge 3a′ und 3b′ oben und unten angefast, um auch defekte Seile 2 sicher einzuführen und ein gefährliches Aufstauen der Seile 2 zwischen den Bremsplatten 3a und 3b zu verhindern.

Von besonderem Vorteil ist das Anschlagsystem bei Verwendung eines kompakten Federpaketes mit steiler Kennlinie, denn bei Einsatz von Langhubfedern mit flacher Kennlinie ist der Druckverlust durch Verschleiß der Bremsbeläge gering und vernachlässigbar. Die Art der zu verwendenden Feder orientiert am ehesten an der gewünschten Kompaktbauweise, nicht aber an der Funktion der Bremse.

Die Bremszange 8 wird erfindungsgemäß kurzgefaßt derart in der Kulisse 5 geführt, daß sie bei Auslösung einer Notbremsung allein durch ihre Schwerkraft in Bremsstellung bewegt wird oder durch Hebelbetätigung über den Scherpunkt 17 in beliebige Stellung versetzt werden kann, um den Bremsvorgang einzuleiten.

Bezugszeichenliste

1 Betätigungseinrichtung
2 Seile
3a, 3b Bremsbacken
3a′, 3b′ Beläge
4 Tragrahmen
5a, 5b V-Kulisse
6 Rollen
7 Zapfen
8 Scheren
9 Druckfedern
10 Bolzen
11 Spreizfedern
12 Sperrklinke
13a, 13b Magnet
14 Feder
15 doppelt wirkender Zylinder
16 Hebel
17 Scherpunkt
18 Schraube
19 Stellfeder
20 Exzenter
20a Schräge
21 Kegelkopfbolzen
21a Schräge
22 Mutter
23 Halterung
24 Montagewinkel

Claims

1. Sicherheits-Bremsvorrichtung zur Notbremsung wenigstens eines Seiles (2) einer Seilförderanlage, insbesondere eines Tragseiles eines Seilaufzuges, mit einer Betätigungseinrichtung (1) zum Zuspannen eines Bremsorganes, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (1) eine in einer Kulisse (5) geführte Bremszange (8) aufweist.

2. Sicherheits-Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremszange (8) derart in der Kulisse (5) geführt ist, daß sie bei Auslösung einer Bremsung durch ihre Schwerkraft in Bremsstellung bewegt wird.

3. Sicherheits-Bremsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine selbsthemmende Auslegung der Kulisse (5) (Notbremse).

4. Sicherheits-Bremsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Auslegung der Kulisse (5) knapp vor ihrer Selbsthemmung (Stand-By-Bremse).

5. Sicherheits-Bremsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung (1) ferner einen fluidumbeaufschlagbaren, doppelt wirkenden Zylinder (15) aufweist.

6. Sicherheits-Bremsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

- das Bremsorgan zwei einander gegenüberliegende, zueinander parallel versetzte Bremsbacken (3a, 3b) aufweist, und
- die Betätigungseinrichtung (1) ferner derart ausgelegt ist, daß sie die Bremsbacken (3a, 3b) bei einer Bremsung gemeinsam gegen das/die abzubremsende(n) Seil(e) (2) drückt.

7. Sicherheits-Bremsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulisse (5) eine doppelseitige Kulisse (5a, 5b) mit V-förmigen Aussparungen ist, die in einem doppelseitigen Tragrahmen (4) geführt wird.

8. Sicherheits-Bremsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der doppelseitigen V-Kulisse (5a, 5b) Scheren (8) mit Rollen (6) laufen, um eine Parallelverschiebung der Bremsbacken (3a, 3b) sicherzustellen.

9. Sicherheits-Bremsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

- die V-Kulissen (5a, 5b) über druckfedergeladene Bolzen (10) mit der jeweiligen Gegenkulisse verbunden sind, und
- die Bremsbacken (3a, 3b) durch Spreizfedern (9) beabstandet sind.

10. Sicherheits-Bremsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (1) ferner einen Hubmagneten, einen linearen Aktuator oder einen Druckkolben aufweist.

11. Sicherheits-Bremsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine magnetisch betätigbare Sperrklinke (12).

12. Sicherheits-Bremsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Anwendung und Auswertung von Sicherheitssignalen zur Auslösung der Sicherheitsbremse.

13. Sicherheits-Bremsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslöseeinrichtung als separater elektronischer Baustein ausgelegt oder in die Betriebssteuer-Anlage integriert ist.

14. Sicherheits-Bremsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an die Auslöseinrichtung ferner ein Mittel zum automatischen Lösen der Bremse angeschlossen ist.

15. Sicherheits-Bremsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösemittel derart ausgelegt ist, daß es die Bremse anhand einer Überprüfung der Sicherheitsstromkreise oder nach manueller Eingabe eines Signales löst.

16. Sicherheits-Bremsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Selbstüberwachung und Fernsteuerung der Bremse vorgesehen ist.

17. Sicherheits-Bremsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kontakt zur Überwachung des Verschleißes (b) von Belägen (3a′, 3b′) der Bremsbacken (3a, 3b) vorgesehen ist.

18. Sicherheits-Bremsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Anschlagsystem zur Hubbegrenzung der Kulissenbewegung und/oder zur Verschleißkompensation.

19. Sicherheits-Bremsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagsystem eine Exzenterscheibe (20) mit Schräge (20a) aufweist.

20. Sicherheits-Bremsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagsystem einen Kegelkopfbolzen (21) mit Schräge (21a) aufweist.

21. Sicherheits-Bremsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Energiequelle eine Batterie oder ein Hydro-Druckspeicher verwendet wird.