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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Staurollenförderer für eine staudrucklose Förderung von Gegenständen längs eines Förderweges von einem stromaufwärts gelegenen Ort in Richtung eines stromabwärts gelegenen Ortes.
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Staudrucklose Förderer sind aus dem Stand der Technik bekannt. Staudruckloses Fördern bedeutet, dass ein Förderstrang aus einzelnen Segmenten besteht, die jeweils separat abgeschaltet werden können, so dass das Fördergut definiert und mit Abstand zwischen den Fördergütern auf der Strecke angehalten werden kann. Dadurch kann der Kontakt zwischen den einzelnen Fördergütern und somit ein sich aufbauender Staudruck vermieden werden.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Staurollenförderer zur Verfügung zu stellen, welcher sich durch eine hohe Variabilität und Flexibilität für den Einsatz der einzelnen Komponenten auszeichnet. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Staurollenförderer zur Verfügung zu stellen, welcher in einfacher Weise zu installieren ist.
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Diese Aufgaben werden gelöst durch einen Staurollenförderer für eine staudrucklose Förderung von Gegenständen längs eines Förderweges von einem stromaufwärts gelegenen Ort in Richtung eines stromabwärts gelegenen Ortes, umfassend eine Mehrzahl von separat abschaltbaren Fördersegmenten mit jeweils einer Mehrzahl von Transportrollen, die im Abstand zueinander längs des Förderweges angeordnet sind, und mindestens eine Antriebseinrichtung zum Antreiben der Transportrollen, wobei jedem Fördersegment eine Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung, ein Logikmodul und eine Sensorik zugeordnet ist.
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Ein wesentlicher Vorteil gegenüber dem Stand der Technik ist die einfache Installation der Logikmodule. Durch die Verwendung spezieller Profilleitungen für die Spannungsvorsorgung und den Informationstransport zwischen den einzelnen Logikmodulen können diese bereits auf einfache Weise mechanisch ohne Zuhilfenahme von Elektroinstallateuren vorinstalliert und für die Inbetriebnahme vorbereitet werden.
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Bei den Staurollenförderern aus dem Stand der Technik sind Logikmodule zusammen mit Lichtsensoren in einem Gehäuse integriert. Bei den Staurollenförderern der vorliegenden Erfindung sind die Logikmodule von der Sensorik getrennt. Dies bringt beispielsweise den Vorteil der Sensorunabhängigkeit des Logikmoduls. Ferner ist das Logikmodul auf diese Weise mit deutlich höheren Stromstärken beaufschlagbar. So sind die Lichttaster mit Logik aus dem Stand der Technik ausgangsseitig mit höchstens 0,6 A beaufschlagbar, während die Logikmodule des Staurollenförderers gemäß der vorliegenden Erfindung mit bis zu 2 A beaufschlagbar sind.
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Der Antrieb eines Förderstranges kann entweder als Mitten- oder als Kopfantrieb ausgeführt werden.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Staurollenförderers weist die Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung eine Bremse, eine Kupplung, eine Antriebseinrichtung, insbesondere ein Antriebsrad, und eine Abtriebseinrichtung, insbesondere ein Abtriebsrad, auf. Der Aufbau dieser Kombination ist so gestaltet, dass für die einzelnen Komponenten mehrere Einsatzmöglichkeiten bestehen.
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Mit Vorteil ist die Bremse der Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung als Federkraftbremse oder als Magnetbremse ausgeführt. Beide Arten der Bremse können ohne zusätzlichen Aufwand beliebig auf die Kupplungseinheit montiert werden. Bei den Vorrichtungen aus dem Stand der Technik kommen nur elektromagnetische Bremsen in Frage.
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Als Sensorik zum Erkennen, ob das jeweilige Segment frei oder belegt ist, können je nach Fördergut Lichtschranken mit Reflektor, Lichttaster oder Näherungsschalter (induktiv oder kapazitiv) eingesetzt werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Staurollenförderers weist das Logikmodul einen Eingang für eine 24 V-Spannungsversorgung, einen Eingang für Signale von der Sensorik sowie einen Eingang für ein Startsignal am Ende der Förderstrecke bzw. für Informationen aus einem vorhergegangenen Logikmodul eines benachbarten Fördersegments auf. Diese Eingangssignale werden verarbeitet und der entsprechende Befehl an die Kupplung und die benötigte Information an das nachfolgende Logikmodul gegeben oder am Beginn der Förderstrecke eine Vollmeldung ausgegeben.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung für einen Staurollenförderer, insbesondere für Staurollenförderer gemäß der vorliegenden, oben genannten Erfindung, mit einer Bremse, einer Kupplung, einer Antriebseinrichtung und einer Abtriebseinrichtung, wobei die Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung mit einem Logikmodul kombinierbar ist.
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Auf Grund der besonderen Gestaltung der Kupplungswelle kann der Antrieb des Förderers, welche eine Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist, flexibel erfolgen. Je nach Antrieb mit Kette, Zahn- oder Flachriemen wird das Antriebsrad als Ketten-, Zahnriemen- oder Flachriemenrad ausgeführt.
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Mit Vorteil ist die Abtriebseinrichtung ein Abtriebsrad. Wie das Antriebsrad kann auch das Abtriebsrad unterschiedlich ausgeführt sein. Das Abtriebsrad ist vorzugsweise als Ketten-, Zahnriemen- oder Rundriemenrad ausgebildet.
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Mit Vorteil ist die Bremse der Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung als Federkraftbremse oder als Magnetbremse ausgeführt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung weist das Logikmodul einen Eingang für eine 24 V-Spannungsversorgung, einen Eingang für Signale von einer Sensorik und einen Eingang für ein Startsignal am Ende einer Förderstrecke bzw. für Informationen aus einem vorhergegangenen Logikmodul eines benachbarten Fördersegments sowie vorzugsweise einen Ausgang für Informationen an ein nachfolgendes Logikmodul und einen Ausgang für Signale an die Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung auf.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführugsformen der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen und den Unteransprüchen. Hierbei können die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.
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In den Zeichnungen zeigen:
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1: Eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Staurollenförderers;
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2: eine schematische Darstellung einer Installation eines erfindungsgemäßen Staurollenförderers;
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3: eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung (teilweise geschnitten);
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4: eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Staurollenförderers 1. Der Staurollenförderer 1 ist aus einzelnen Fördersegmenten 2 aufgebaut. Die Fördersegmente 2 können jeweils separat abgeschaltet und zugeschaltet werden, sodass ein zu transportierendes Fördergut definiert und mit Abstand zwischen den Fördergütern auf der Strecke angehalten werden kann. Bei dem gezeigten Staurollenförderer 1 ist jedes einzelne Fördersegment 2 mit einer Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung 3, einem Logikmodul 4 und einer Sensorik 5 ausgestattet. Der Staurollenförderer 1 weist ferner einen Motor 6 als Antrieb auf.
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Für die Übertragung des Antriebsmoments bzw. der Antriebsleistung auf jede einzelne Kupplung der Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtungen 3 bestehen zwei Alternativen. Die erste Möglichkeit besteht, wie in der vorliegenden Zeichnung dargestellt, in einem einzelnen Antriebsstrang 7 vom Motor 6 zu jeder Kupplung in Form eines durchgeschleiften Zahnriemens, Flachriemens oder einer durchgeschleiften Kette. Alternativ dazu besteht die Möglichkeit, mit dem Motor 6 nur eine Kupplung anzutreiben und dann das Drehmoment bzw. die Leistung von Kupplung zu Kupplung über einen separaten Antriebsstrang (Zahnriemen, Flachriemen oder Kette) weiterzugeben.
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Die Sensorik 5 bilden im vorliegenden Fall Lichtschranken. Die einzelnen Fördersegmente 2 weisen Förderrollen 8 in Kombination mit Antriebssträngen 8a (Kette, Flachriemen oder Rundriemen) auf.
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Die Logikmodule 4 bestehen im wesentlichem aus einer Box mit je einem Eingang für die 24 V-Spannungsversorgung 9, das Startsignal am Ende der Förderstrecke oder die Information aus dem vorhergegangenen Logikmodul 4 und dem Signal der Sensorik 5. Die Eingangssignale werden verarbeitet und der entsprechende Befehl an die Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung 3 und die benötigte Information an das nachfolgende Logikmodul 4 gegeben oder am Beginn der Fördererstrecke eine Vollmeldung ausgegeben.
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2 zeigt eine schematische Darstellung der Installation eines erfindungsgemäßen Staurollenförderers 1.
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Sowohl die Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung 3 als auch der Sensor 5 sind über Kabel mit einfachen Steckerverbindungen mit dem Logikmodul 4 verbunden. Der Sensor 5 kann, abhängig vom Fördergut, optisch oder induktiv ausgeführt werden. Die Steckverbindung an der Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung 3 ist als vierpoliger Ventilstecker Bauform A 10 ausgeführt. Die übrigen elektrischen Anschlüsse sind als Standard-M12 – Steckverbindungen 11 ausgeführt.
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Die einzelnen Logikmodule 4 sind mittels zweier Profilleitungen (Profil der ASI-Busleitung) untereinander verbunden. Die erste Profilleitung 12 (gelb) dient zum Signalaustausch zwischen den Logikmodulen 4. Jedes Logikmodul 4 meldet seinen Status an das vor- und nachgeschaltete Logikmodul 4. Ebenso erhält es den Status der Logikmodule 4, die vor und nach diesem eingebaut sind. Durch diese Logik wird der Energieverbrauch minimiert, da nur die Fördersegmente in Betrieb sind, welche gerade für den Transport benötigt werden. In jedem Logikmodul 4 ist die gelbe Profilleitung 12 mittels eines Steges 13 getrennt. Dadurch ist gewährleistet, dass die Informationen nur von einem Logikmodul 4 zum nächsten weitergegeben und dort verarbeitet werden.
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Jeweils am Anfang und am Ende eines Förderers wird in die gelbe Profilleitung 12 ein Interface 14 integriert, über welches Signale ein- bzw. ausgegeben werden können. Am Ende der Förderstrecke (Förderersegment A) wird ein Startsignal eingelesen und am Anfang der Förderstrecke bzw. am letzten Fördersegment, das mit Fördergut aufgefüllt wird, eine Vollstrangmeldung ausgegeben.
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Über die zweite Profilleitung 15 (schwarz; entspricht der Leitung 9 aus 1) erfolgt die Spannungsversorgung für die Logikmodule 4, die zugehörige Sensorik 5 und die Kupplungs-Bremskombinationen 3. Die Einspeisung 16 der 24 V Gleichspannung erfolgt zentral in der Förderstrecke.
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Jede Förderstrecke ist durch Enddichtungen 17 in den Leitungen 12, 15 von der nächsten Förderstrecke getrennt. Dabei ist die Anzahl der möglichen Förderersegmente nur durch die Stromaufnahmen der Förderstrecke begrenzt.
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Durch die einfache Installation der Logikmodule 4, der Kupplungs-Bremskombinationen 3 und der Sensoren 5 mittels Steckerverbindungen und Verwendung von Profilleitungen 12, 15 kann die Installation ohne Zuhilfenahme von Fachpersonal erfolgen und soweit für die Inbetriebnahme vorbereitet werden, dass nur noch die Spannungsversorgung 16 durch Fachpersonal angeschlossen werden muß, damit die Förderstrecke in Betrieb gehen kann.
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Durch diesen modularen Aufbau können, wie in einem Baukasten, problemlos unterschiedliche Förderstrecken aufgebaut werden. Eine Verlängerung der Förderstrecke über die Beschränkungen hinsichtlich der Stromaufnahme hinaus macht lediglich zusätzliche 24-V-Gleichspannungseinspeisungen notwendig. Die Länge der Förderstrecke ist durch die Enddichtungen 17 am Anfang und Ende eines jeden Förderstranges begrenzt.
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3 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung 18.
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Die nachfolgend beschriebene Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung 18 besteht im Wesentlichen aus vier Bestandteilen: der Bremse 19, der eigentlichen Kupplung 20, sowie dem Antriebs- 21 und dem Abtriebsrad 22. Alle Elemente sind über eine durchgehende Welle 23 miteinander verbunden.
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Das Kernstück dieser Einheit bildet das Kupplungsteil 20. Im Gehäuse 24 dieses Kupplungsteils 20 sind Bohrungen vorgesehen, durch welche die komplette Einheit an der dafür vorgesehenen Stelle befestigt werden kann. Dieses Gehäuse 24 bildet die Lagerung für die Welle 23.
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An der einen Seite des Kupplungsgehäuses 24 wird die Bremse 19 befestigt, die wahlweise als Federkraft- oder Magnetbremse ausgeführt werden kann.
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In der Ausführung als Federkraftbremse, die in der beiliegenden Zeichnung dargestellt ist, drückt eine Feder 25 über eine Scheibe 26 auf die Bremsscheibe 27 und einen Gegenhalter 28. Die Bremsscheibe 27 ist über eine Verzahnung verschiebbar auf einer Nabe 29 gelagert, welches das Bremsmoment auf die Welle 23 überträgt. Ist die Bremse 19 stromlos, so ist die Magnetspule 30 nicht aktiv und die Federkraft bewirkt das Stillstehen der Welle 23. Wird die Magnetspule 30 unter Spannung gesetzt, zieht die Magnetwirkung die Zwischenscheibe 26 entgegen der Federkraft von der Bremsscheibe 27 weg. Durch den entstehenden Spalt können sich die Bremsscheibe 27 und damit auch die Welle 23 frei drehen.
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Bei der Ausführung als Magnetbremse ist keine Feder nötig. Ist die Magnetspule 30 stromlos, läuft die Bremsscheibe 27 frei durch. Wird die Magnetspule 30 unter Spannung gesetzt, wird die Bremsscheibe 27, die auch bei diesem Prinzip über eine Verzahnung verschiebbar auf einer Nabe 29 gelagert ist, gegen ein feststehendes Teil 26 gezogen und so ein Bremsmoment erzeugt, welches auf die Welle 23 übertragen wird.
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Die Kupplung 20 selbst arbeitet ebenfalls mit Magnetwirkung. Dazu werden eine weitere Magnetspule 31 und ein Rotor 32 benötigt. Im eingekuppelten Zustand überträgt der Rotor 32 das Drehmoment auf die Welle 23. Ist die Magnetspule 31 stromlos, so befindet sich ein kleiner Spalt zwischen Rotor 32 und einem Ring 33, der fest mit dem Antriebsrad 21 verbunden ist. Da das Antriebsrad 21 unabhängig von allen anderen Elementen auf der Welle 23 gelagert ist, kann sich dieses im ausgekuppelten Zustand leer durchdrehen. Wird die Magnetspule 31 unter Spannung gesetzt, zieht die Magnetwirkung den Ring 33 gegen den Rotor 32. Durch die so erzeugte Haftreibung zwischen Ring 33 und Rotor 32 wird das Antriebsmoment vom Antriebsrad 21 über den Rotor 32 auf die Welle 23 übertragen. Ist die Welle 23 mit einem Drehmoment beaufschlagt, wird dieses direkt auf das Abtriebsrad 22 übertragen. Die Spannungsvorsorgung erfolgt über den Ventilstecker 34.
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Generell lässt sich die Funktionsweise der Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung 18 folgendermaßen zusammenfassen.
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Sind bei Ausführung als Federkraftbremse beide Magnetspulen 30, 31 stromlos, so ist die Bremse 19 aktiv, die Welle 23 steht still und das Antriebsrad 21 dreht sich leer durch, da es über den Antriebsstrang 7 (siehe 1) permanent angetrieben wird. Werden beide Magnetspulen 30, 31 mit Spannung versorgt, so wird die Bremse 19 gelöst und die Kupplung 20 greift, sodass das Antriebsmoment über die Welle 23 auf das Abtriebsrad 22 übertragen werden kann. Die Ausführung als Magnetbremse funktioniert nach dem gleichen Prinzip. Der Unterschied besteht darin, dass die Magnetspule 30 unter Spannung stehen muß, damit eine Bremswirkung erzeugt werden kann.
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Durch den beschriebenen Aufbau können sowohl Antrieb 21 als auch Abtrieb 22 flexibel gestaltet werden. Als Antriebsstrang ist einen Kette, ein Zahn- oder Flachriemen möglich, als Abtriebsstrang können Ketten, Rund- oder Zahnriemen eingesetzt werden.
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4 zeigt eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kupplungs-Bremskombinationsvorrichtung 35.
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Die nachfolgend beschriebene Kupplungs-Bremskombination besteht im Wesentlichen aus vier Bestandteilen: der Bremse 36, der eigentlichen Kupplung 37, sowie dem Antriebs- 38 und dem Abtriebsrad 39. Dabei bilden Bremse 36 und Kupplung 37 sowie Antriebs- 38 und Abtriebsrad 39 jeweils eine separate Einheit. Den Bezugspunkt dieser Kupplungs-Bremskombination 35 mit Antriebs-Abtriebseinheit bildet das Lagergehäuse 40, das sowohl in Höhe als auch in Neigung einstellbar an einer dafür vorgesehenen Stelle befestigt werden kann. Dabei ist das Gehäuse 40 die Lagerstelle für die Antriebs-Abtriebswelle 41. An der Schnittstelle 42 zur Kupplungs-Bremskombination ist die Welle 41 so gestaltet, dass das erforderliche Drehmoment übertragen werden kann, die Verbindung aber leicht lösbar und steckbar ist.
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Die Einheit aus Kupplung und Bremse bis einschließlich dem Rotor 43 wird auf das Wellenende 42 aufgesteckt und über eine lange Zentralschraube 44 an der Antriebs-Abtriebseinheit befestigt. Das Kernstück der Kupplungs-Bremseinheit bildet das Kupplungsteil 37. Das Gehäuse 45 dieses Kupplungsteils 37 bildet die Lagerung für die Hohlwelle 46, durch welche die Zentralschraube 44 verläuft.
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An der einen Seite des Kupplungsgehäuses 45 wird die Bremse 36 befestigt, die wahlweise als Federkraft- oder als Magnetbremse ausgeführt werden kann.
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In der Ausführung als Federkraftbremse, die in der beiliegenden Zeichnung dargestellt ist, drückt eine Feder 47 über eine Scheibe 48 auf die Bremsscheibe 49 und einen Gegenhalter 50. Die Bremsscheibe 49 ist über eine Verzahnung verschiebbar auf einer Nabe 51 gelagert, welches das Bremsmoment auf die Welle 46 überträgt. Ist die Bremse 36 stromlos, so ist die Magnetspule 52 nicht aktiv und die Federkraft bewirkt das Stillstehen der Welle 46. Wird die Magnetspule 52 unter Spannung gesetzt, zieht die Magnetwirkung die Zwischenscheibe 48 entgegen der Federkraft von der Bremsscheibe 49 weg. Durch den entstehenden Spalt können sich die Bremsscheibe 49 und damit auch die Welle 46 frei drehen.
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Bei der Ausführung als Magnetbremse ist keine Feder nötig. Ist die Magnetspule 52 stromlos, läuft die Bremsscheibe 49 frei durch. Wird die Magnetspule 52 unter Spannung gesetzt, wird die Bremsscheibe 49, die auch bei diesem Prinzip über eine Verzahnung verschiebbar auf einer Nabe 51 gelagert ist, gegen ein feststehendes Teil 48 gezogen und so ein Bremsmoment erzeugt, welches auf die Welle 46 übertragen wird.
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Die Kupplung 37 selbst arbeitet ebenfalls mit Magnetwirkung. Dazu werden eine weitere Magnetspule 53 und ein Rotor 43 benötigt. Im eingekuppelten Zustand überträgt der Rotor 43 das Drehmoment auf die Welle 46. Ist die Magnetspule 53 stromlos, so befindet sich ein kleiner Spalt zwischen Rotor 43 und einem Ring 54, der fest mit dem Antriebsrad 38 verbunden ist. Da das Antriebsrad 38 unabhängig von allen anderen Elementen auf der Welle 46 gelagert ist, kann sich dieses im ausgekuppelten Zustand leer durchdrehen. Wird die Magnetspule 53 unter Spannung gesetzt, zieht die Magnetwirkung den Ring 54 gegen den Rotor 43. Durch die so erzeugte Haftreibung zwischen Ring 54 und Rotor 43 wird das Antriebsmoment vom Antriebsrad 38 über den Rotor 43 auf die Welle 46 übertragen. Ist die Welle 46 mit einem Drehmoment beaufschlagt, wird dieses direkt auf das Abtriebsrad 39 übertragen. Die Spannungsversorgung erfolgt über den Ventilstecker 55.
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Generell lässt sich die Funktionsweise der Kupplungs-Bremskombination 35 folgendermaßen zusammenfassen: Sind bei Ausführung als Federkraftbremse beide Magnetspulen 52, 53 stromlos, so ist die Bremse 36 aktiv, die Welle 46 steht still und das Antriebsrad 38 dreht sich leer durch, da es über den Antriebsstrang permanent angetrieben wird. Werden beide Magnetspulen 52, 53 mit Spannung versorgt, so wird die Bremse 36 gelöst und die Kupplung 37 greift, sodass das Antriebsmoment über die Welle 46 auf das Abtriebsrad 39 übertragen werden kann. Die Ausführung als Magnetbremse funktioniert nach dem gleichen Prinzip. Der Unterschied besteht darin, dass die Magnetspule 52 unter Spannung stehen muß, damit eine Bremswirkung erzeugt werden kann.
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Durch den beschriebenen Aufbau können sowohl Antrieb 38 als auch Abtrieb 39 flexibel gestaltet werden. Als Antriebsstrang ist eine Kette, ein Zahn- oder Flachriemen möglich, als Abtriebsstrang können Ketten, Rund- oder Zahnriemen eingesetzt werden.
