DE2033223C2 - Bremsrolle für geneigte, unter Schwerkraftwirkung arbeitende Förderer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsrolle für geneigte, unter Schwerkraftwirkung arbeitende Förderer, mit einem ein Bremsmedium enthaltenden, auf einer Drehachse angeordneten Gehäuse und mindestens je einem Stator und einem um die Achse drehbaren Rotor, zwischen denen sich das Bremsmedium befindet und die beide mit bei Drehung des Rotors auf das Bremsmedium wirkenden Angriffsflächen versehen sind.

Solche Bremsrollen dienen der Kontrolle der Geschwindigkeit von Fördereinrichtungen für frei unter der Einwirkung der Schwerkraft längs einer geneigten Förderbahn ablaufende Lasten.

Bei einer bekannten Bremsrolle der beschriebenen Art (DE-OS 14 56 645) sind Angriffsflächen vorgesehen, die als in Radialrichtung sich erstreckende Scheiben mit axialen Komponenten, insbesondere in Form von aus den Scheiben ausgestanzten und seitlich herausgebogenen Laschen ausgebildet sind und im Wechselspiel drehfest an dem Rotor und dem Stator sitzen. Eine solche Bremsrolle, die eine Steigerung der Bremskraft mit zunehmender Umfangsgeschwindigkeit ermöglicht, erfordert einen verhältnismäßig großen baulichen Aufwand, da eine große Zahl abwechselnd am Rotor und Stator angeordneter Angriffsflächen nötig ist, um eine ausreichende Bremswirkung zu erzielen. Außerdem arbeiten solche Bremsrollen mit verhältnismäßig niedrig-viskosen Bremsmedien. Bei der engen Anordnung der Angriffsflächen zueinander, d n. deren praktischer Verzahnung ineinander durch die Laschen,

führt eine höhere Viskosität des Bremsmediwms entweder zum sofortigen Blockieren, also keinem gleichmäßigen, sondern abrupten Bremsen, oder aber dazu, daß das Bremsmedium nach erfolgter Verdrängung durch eine Angriffsfläche dahinter nicht wieder zusammenfließt, so daß die nachfolgende Angriffsfläche nicht voll beaufschlagt wird. Die Wirkung solcher Bremsrollen beruht einerseits auf Angriffsflächen mit erheblichem Flächenausmaß für das Bremsmedium und andererseits auf einer Verwirbelung innerhalb der verhältnismäßig niedrig-viskosen Bremsflüssigkeit sowie auf einem Auseinanderreißen von sich zwischen den Angriffsflächen bildenden Flüssigkeitsbrücken. Insbesondere ist für das Anlaufen der Rolle die in einem relativ kleinen Teil des Raums zwischen Rotor und Stator angesammelte Bremsflüssigkeit maßgebend, wohingegen währgsd des Laufes der Rolle ein Benetzen der Angriffsflächen mit Bremsflüssigkeit infolge der Verwirbelung bzw. der sich bildenden Flüssigkeitsbrükken zwischen den Stator- und Rotorangriffsflächen für die angestrebte Bremsung verantwortlich ist. Um große, weitgehend zusammenhängende und eng aneinander schließende Angriffsflächen zu erhallen, sind geringe

Spaltabstände vorgesehen. Weiterhin ist eine Rollenbremse bekannt (DE-GM

19 67 169), die konzentrisch in einem trommelartigen Außenkörper angeordnete zylindrische Innenkörper und auf dessen Umfang sitzende Ringscheiben umfaßt. In dem zwischen dem Außenkörper und dem Innenkörper liegenden Raum befindet sich ein zähflüssiges Übertragungsmittel. Der Raum wird durch die Ringscheibe in zwei jeweils auf einer Seite der Ringscheibe liegende Räume unterteilt. In Umfangsrichtung ist die Übertragungsflüssigkeit bzw. das Bremsmedium im wesentlichen stets durch die den Umfang des Innenkör pers umschließende Ringscheibe in die beiden Teilräu me des Raumes aufgeteilt. Die Angriffsflächen der Ringscheibe sind plan, oder die Ringscheibe weist zur Verstärkung der Bremswirkung eine mit in axialer Richtung vorspringende, sich über den gesamten Umfang erstreckende Wellung auf, die alternierend zu beiden Seiten einer senkrecht zur Rotorachse befindlichen Symmetrieebene verläuft. Die Wirkung dieser Rollenbremse beruht darauf, daß in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit der Ringscheibe an deren Reibungsflächen ein Reibungswiderstand gegenüber dem Übertragungsmittel entsteht. Infolge der verhältnismäßig kurz aufeinanderfolgenden Wellen hat das Bremsmedium, sofern es eine höhere Viskosität hat, keine Möglichkeit, nach seiner Verdrängung sofort wieder vollständig in den hinter einer Erhebung befindlichen Raum zurückzufließen, so daß die Bremswirkung beschränkt bleibt und ihre Erhöhung ausschließlich durch eine vergrößerte, jedoch bei jeder Drehzahl gleiche Angriffsfläche erzielt werden kann. Je höher hierbei also die abzubremsende Rollengeschwindigkeit ist, desto schwieriger wird der innige Kontakt zwischen den wellenförmigen Scheiben und dem Bremsmedium, insbesondere bei einer an sich erstre-

benswerten höheren Viskosität desselben, so daß ein sinnvoller Ausweg allenfalls in einer beträchtlichen Vergrößerung der Schejbendurehmesser und damit einer Erhöhung des baulichen Aufwandes besteht.

Es ist auch eine insbesondere als Kraftmesser arbeitende Bremse bekannt (FR-PS 6 64 182), bei der die Bremswirkung durch die Verwirbelung eines niedrigviskosen Bremsmediums wie z. B, Wasser in dem Raum zwischen Rotor und Stator erzielt wird. Die niedrige Viskosität des Bremsmediums ist hier nötig, um mit relativ hohen Rotationsgeschwindigkeiten arbeiten zu können. Der Stator hat Angriffsflächen in Form rippenartiger Erhebungen, die sich in radialer Richtung erstrecken, während die Angriffsflächen des Rotors an radial sich erstreckenden Flügeln vorgesehen sind. Diese Flügel laufen bei Drehung des Rotors zwischen den von den rippenartigen Erhebungen des Stators gebildeten Engstellen hindurch. Da die Flügel eine rhomboidartige Form haben, sind ihre Angriffsflächen jeweils im wesentlichen parallel zu den Angriffsflächen der rippenartigen Erhebungen des Stators : usgerichtet Die Bremswirkung wird durch Verwirbelung des niedrig-viskosen Bremsmediums erzielt und ist damit verhältnismäßig gering. Eine Abbremsung hoher Lasten auf Schwerkraft-Förderern läßt sich mit solchen Bremsrollen nicht erzielen.

Endlich ist eine Flügelradbremse bekannt (DE-PS 8 73 025), die in einem abgeschlossenen, mit niedrig-viskoser Bremsflüssigkeit gefüllten Gehäuse ein drehbar angeordnetes Flügelrad umfaßt. An dem Gehäuse sind entsprechend ausgesparte Gegenflügel vorgesehen. Bei Rotation wird die Bremsflüssigkeit durch das Flügelrad in Umlauf versetzt und staut sich an den Gegenflügeln des Gehäuses, also des Stators, wodurch der Umlauf des Flügelrades gehemmt wird. Eine Änderung der Bremswirkung kann durch Änderung der Viskosität der Bremsflüssigkeit, deren Menge oder der Anzahl der Flügel erreicht werden. Auch bei dieser Flügelradbremse wird ilso im wesentlichen eine Erhöhung der Bremswirkung durch Vergrößerung der wirksamen Angriffsfläche für das Bremsmedium angestrebt werden müssen, da eine Viskositätserhöhung des Bremsmediums infolge der konstruktiven Anordnung praktisch zum Verklemmen führen würde und damit ausscheidet. Auch diese Bremse eignet sich nickt für die gattungsgemäße Bremsrollenausbildung.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, mit einfachen materialmäßigen und konstruktiven Maßnahmen eine Verbesserung in der Bewegung des Bremsmediums und damit eine Erhöhung des Bremseffektes je Angriffsfläche zu erzielen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Bremsrolle der eingangs beschriebenen Gattung dadurch gelöst, daß das Bremsmedium eine verformbare halbfeste Masse ist, daß die Angriffsflächen einerseits als Widerstandsflächen an für sich bekannten, radial sich erstreckenden Flügeln mit radialer. Kanten und andererseits als radial und/oder axial sich erstreckende rippenartige Erhebungen ausgebildet und daß in Umfangsrichtung im Abstand voneinander vorgesehene Kanten benachbarter Flügel auf gegenüberliegenden Seiten einer den Flügeln gemeinsam, senkrecht zur Rotorachse befindlichen Ebene angeordnet sind.

Mit einer solchen Bremsrolle ist es in vorteilhafter Weise möglich, ein »Durchgehen« der schwerkraftgeförderten Last zu verhindern und dieser einen wirksamen, der Ablaufgeschwindigkeit proportionalen Widerstand entgegenzusetzen. Die Größe der erfindungsgemäßen Brems.'ollen, die in einem Förderer neben Laufrollen eingesetzt werden, ist nicht größer als diejenige der letzteren, Ein wichtiger Faktor hierfür ist die Wahl des Bremsmediums, das den Bremseffekt nicht nur durch Reibung, sondern ftuch durch Änderung seiner Viskosität bei sich drehendem Rotor bewirkt. Die Viskosität nimmt mit anwachsender Fließgeschwindigkeit zu. Die durch das Zusammenwirken der Flügel und rippenartigen Erhebungen verursachte Fließbewegung

ίο des Bremsmediums erfolgt derart, daß bei Auftreffen des Bremsmediums auf die radiale Kante des Flügels das Bremsmedium zerteilt und infolge der Wirkung der Widerstandflächen zu den Seiten des Flügels hin verdrängt wird, wodurch es infolge der quer gerichteten Beschleunigung verformt und seine Viskosität beträchtlich erhöht wird. Aufgrund der alternierenden Anordnung benachbarter Flügel auf gegenüberliegenden Seiten einer zur Achse senkrechten Ebene wird bei Bewegung des Rotors eine ständige Umkehrung der Relativbewegungsrichtung des Bivrmsmediums erreicht, wodurch dieses abwechselnd beschleunigt und gebremst und durch die ständige Verformung seine Viskosität erhöht wird. Durch die seitliche alternierende Anordnung der Flügel wird weiterhin erreicht, daß das Brenismedium nach Teilung hinter einem Flügel wieder zusammenfließen kann, und damit verhindert, daß Kanten aufeinanderfolgender Flügel durch das Bremsmedium schneiden müssen, ehe sich die vorhergehende Schnittstelle wieder geschlossen hat Vielmehr wird das von einem Flügel abgeleitete Bremsmedium unmittelbar und konzentriert auf den nachfolgenden, seitlich dazu angeordneten Flügel hingeleitet Die erfindungsgemäße Bremsrolle vereinigt also in sich ein definiertes Zusammenwirken zwischen der Beschaffenheit des Bremsmediums, der Gestalt der Flügel und deren Anordnung in dem sich umgebenden, durch rippenartige Erhebungen begrenzten Raum.

Obwohl die radialen Kanten nicht unbedingt scharf ausgebildet sein müssen, sondern die vorstehend heschriebenen Wirkungen auch bei abgerundeten Kanten zwischen den Widerstandszellen eintreten, kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die trennende und verformeiide Wirkung dadurch erhöht werden, daß die Widerstandszellen des Flügels eben ausgebildet sind und zu scharfen Kanten zusammenlaufen.

Zu einer weiteren Verbesserung der beschriebenen Wirkung kann es auch beitragen, wenn die Flügel rhomboidartig ausgebildet und in bezug auf die den Flügeln gemeinsame Ebene unter einem spitzen Winkel geneigt sind.

Aus konstruktiven Gründen ist es weiterhin zweckmäßig, daß die Flügel an dem Stator und die rippenartigen Erhebungen an dem als Gehäuse ausgebildeten Rotor angeordnet sind. Dabei können zur Erhöhung der Bremswirkung die rippenartigen Erhebungen vorzugsweise als Radialrippen und Axialrippen vorgesehen seir..
Vorteilhaft kann das Bremsmedium Silikonkitt sein, der in besonderem Maße die erwähnte Figenschaft einer halbfesten verformbaren Masse hat, daß sein Widerstand gegenüber Verformung oder Verdrängung mit zunehmender Verformungsenergie ansteigt. Dadurch kann in besonder* bevorzugter Form erreicht werden, daß die auf dem Förderer bewegte Last innerhalb eines vorgegebenen Geschwindigkeitsbereiches frei ablaufen kann, ihre Fortbewegung aber mit Sicherheit bei oberhalb dieses Gesrhwindipkeit<:herpi-

ches liegenden Geschwindigkeiten abgebremst wird.

Ausiührungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Pig. I eine perspektivische Ansicht einer mit Laufrollen und erfindungsgemäßen Bremsrollen ausge statteten Förderbahn für den Transport einer von einer Palette aufgenommenen Last,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines mit zwei evfindungsgemäß ausgebildeten Bremsrollen ausgerüsteten, für den Ablauf längs einer geneigten Förderbahn bestimmten Transportwagens.

F i g. 3 einen Querschnitt einer Bremsrolle nach der Erfindung.

F i g. 4 eine perspektivische Fxplosionsclarstelliing einer Bremsrollc,

F i g. 5 eine Seitenansicht eines Stators der ßremsrol-Ie der F i g. 3 und 4.

F i g. 6 einen Schnitt entlang der Linie Vl-Vl der F i g. 5 und

F i g. 7 eine Ansicht des Stators der F i g. 5 radial zur Achse.

In Fig. I erkennt man eine Schwerkraft-Förderbahn mit zwei im Abstand zueinander angeordneten Schienen 2, 4, die durch Abstützungen 6, 8 in einem bestimmten Neigungswinkel gehalten sind. |ede der beiden Schienen 2,4 umfaßt zwei U-Profilträger 10, 12. die auf zwischen den Abstützungen 6 und 8 befindlichen, diese vereinigenden Querstreben 16, 18 ruhen. Als Beispiele für die Abstützungen 6,8 sind Beine 20 bzw. 22 gezeigt, deren obere Enden die Querstreben 16, 18 aufnehmen und deren Höhenunterschied den gewünschten Neigungswinkel der Förderbahn bestimmt.

Zwischen den U-Profilträgem 10, 12 der beiden Schienen 2,4 ist jeweils eine Reihe Laufrollen 14 für den js Transport einer Last /. drehbar gelagert. In jeder der Reihen der Laufrollen 14 befinden sich eine oder mehrere Bremsrollen R. die der Kontrolle der Ablaufgeschwindigkeit der Last L dienen. Der Aufbau dieser Bremsrollen R ist im einzelnen in den F i g. 3 bis 7 4η dargestellt.

So UIlIIdLM JCUC OICtllMwÜc f\, WlC INNUcV-HIULTe aUS

F i g. 3 und 4 hervorgeht, einen Stator mit einer Nabe 24. die eine D-förmige Ausnehmung 26 sowie einen sie umgebenden Flansch 30 aufweist, von dessen Umfang *=, aus sich in im wesentlichen radialer Richtung Flügel 28 erstrecken. Der Flansch 30 ist. axial gesehen, auf beiden Seiten mit einer ringförmigen Vertiefung 32 (s. Fig. 6) ausgebildet. Auf der Nabe 24 des Stators ist. mittels Nadellagern 38 und 40 drehbar, ein aus /wei miteinander beispielsweise durch Klebung verbundenen Rotorteilen 34, 36 zusammengesetzter Rotor gelagert. Die Innenflächen der Rotorteile 34, 36 tragen rippenartige Erhebungen 42, 44, 46, deren Funktion noch beschrieben wird.

Die Flügel 28 sind rhomboidartig ausgebildet und haben Kanten 48, 50, die unter einem spitzen Winkel verlaufen. Die Flügel sind in bezug auf eine radial zur Bremsrolienachse gedachten Ebene P-P (s. Fig.6) geneigt angeordnet. Die Flügelanordnung am Stator ist dabei mit Bezug auf die Ebene P-P so gewählt, daß aufeinanderfolgende Flügel 28 jeweils alternierend zur anderen Seite der Ebene weisen, also benachbarte Hügel jeweils entgegengesetzt zueinander geneigt sind. Die Flächen der Rhornboide bilden WidcrstandsRächcr, es 51.

Der Stator ist entlang seinem Umfang mit Fasen 52 versehen, mit denen im zusammengebauten Zustand der Bremsrolle R scharfkantige flexible Lippen 54 des Rotors in Wirkverbindung treten. Diese Lippen 54 drücken gegen die Fasen 52 und bilden somit eine Dichtung, die den zwischen Rotor und Stator eingeschlossenen Raum 55 (s. Fig. 3), der mit einem Bremsmedium angefüllt wird, abdichtet.

Die Bremsrollen /?sind zwischen den Schienen 10, 12 der Förderbahn mittels eines Verriegelungszapfens 56 festgelegt, dessen Querschnitt gerade dem Querschnitt der D-förmigen Ausnehmung 26 entspricht und der einen abgebogenen Schenkel 58 aufweist, der langer als der kürzeste Abstand zwischen der Ausnehmung 26 und der Unterseite 60 der Schiene 12 ist. wodurch der Zapfen gegen Verdrehung gesichert wird. Im zusammengebauten Zustand hat ein das Rotorteil 34 umgebender Reifen 62 einen etwas größeren Außendurchmesser als benachbarte, den freien Ablauf der Last ermöglichende Laufrollen 14, wodurch ein guter Kontakt der Bremsrollen R mit der Last sichergestellt wird, deren an den Laufrollen 14 angreifende Fläche, insbesondere dann, wenn die Last von einer Palette /. gebildet wird. Unebenheiten aufweisen kann.

Zum Betrieb der Förderbahn ist der Raum 55 innerhalb des den Stator als Gehäuse umschließenden Rotors mit Silikonkitt gefüllt. Diese Masse hat die Eigenschaft, daß sich ihr Widerstand gegenüber Verformung oder Verdrängung mit zunehmender Verformufigscnergic erhöht. Setzt nun im Betrieb die ablaufende Last /. den Rotor in Bewegung, so zwingen die rippenartigen Erhebungen 42, 44, 46 des Rotors den .Silikonkitt, mit dem Rotor umzulaufen, so daß sich der Kitt an den feststehenden Flügeln 28 des Stators vorbeibewegen muß. Diese schneiden mit ihren scharfen Kanten 48 und 50 nacheinander, d. h. je nach Umwälzrichtung des Kitts, in diesen ein und zwingen ihn gegen die Widerstandsflächen 51 der Flügel 28. Die Umwälzgeschwindigkeit des von den feststehenden Flügeln 28 zerteilten und am freien Umlauf gehinderten Bremsmediums bestimmt den Widerstand des Rotors gegenüber dem Drehantrieb durch die Last L Dieser Widerstand legt die von der Last L maximal erreichbare Gcsciiwmuigkeii fcM. infuigc der aiicriiiciciicieii Neigung der Flügel 28 wird verhindert, daß aufeinanderfolgende Schnittkanten der Flügel 28 durch das Bremsmedium schneiden, ehe sich die vorhergehende Schnittstelle wieder geschlossen hat. Bleibt die Umlaufgeschwindigkeit des Rotors niedrig, so können diese Schnittstellen sich sogar dann in gewünschter Weise vor jedem weiteren Einschnitt wieder geschlossen haben, wenn unmittelbar aufeinanderfolgende Schnittkanten ir der gleichen Ebene liegen wurden.

Somit ändert sich einerseits die Viskosität des Bremsmediums beträchtlich mit der Geschwindigkeit. d. h- die Bremswirkung erhöht sich mit zunehmender Geschwindigkeit. Wenn auf der anderen Seite die Bremsrolle plötzlich einen Anstoß oder eine Beschleunigung erfährt, so wird sie durch die Elastizität des Bremsmediums mit dem nicht drehbaren Verriegelungszapfen 56 verbunden, so daß sie sich nur um einige Grad dreht und dann in ihre Ausgangsposition zurückkehrt, sobald die die Beschleunigung hervorrufende Last nicht mehr auftritt, oder die Bremsrolle dreht sich nur langsam, sofern die Last fortwirkt, aber in der Bewegung gestoppt wird. So läßt sich eine sehr feine Regulierung der Bremswirkung der Bremsroüen i? erzielen.

Stator und Rotor können aus Kunststoff wie z. B. Nylon bestehen, jedoch kann man ebensogut Metall

dafür verwenden. Der Reifen 62 besteht aus einem elaslomeren Material, das eine ausreichende Reibung gewährleistet um unerwünschten Schlupf auch dann zu verhindern, wenn die ablaufende Last L extrem plötzlich an dem₍Reifen 62 angreift.

F i g. 2 zeigt ein gegenüber der F i g. I abgewandeltes Ai'«führungsbeispiel in Form eines Wagens, der eine von (den Laufrollen 14 entsprechenden) frei drehbaren Rollen 66 getragene Platte 64 umfaßt. Die Rollen 66 sind auf Achsen 68 drehbar gelagert, die sich über einen Gabelarm 70 an der Platte 64 abstützen. Die Achsen 68

dienen ebenfalls der Aufnahme von Bremsrollen R, so daß die Geschwindigkeit des entlang einer geneigten Ebene ablaufenden Wagens in der gleichen Weise begrenzt werden kann, wie dies bei einer Förderbahn gemäß F i g. I der Fall ist.

Im vorstehenden ist als Bremsmedium Silikonkitt beschrieben worden. Ebenso kommen aber auch andere Stoffe, die eine ähnliche Konsistenz wie Silikonkitt haben, in Betracht, beispielsweise gelatineartige Stoffe oder Fette, soweit diese der Gattung verformbarer halbfester Stoffe /u/uorclnen sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche;

1. Bremsrolle für geneigte, unter Schwerkraftwirkung arbeitende Förderer, mit einem ein Bremsmedium enthaltenden, auf einer Drehachse angeordneten Gehäuse und mindestens je einem Stator und einem um die Achse drehbaren Rotor, zwischen denen sich das Bremsmedium befindet und die beide mit bei Drehung des Rotors auf das Bremsmedium wirkenden Angriffsflächen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsmedium eine verformbare halbfeste Masse ist, daß die Angriffsflächen einerseits als Widerstandsflächen (51) an für sich bekannten, radial sich erstreckenden Flügeln (28) mit radialen Kanten (48, 50) und andererseits als radial und/oder axial sich erstrekkende rippenartige Erhebungen (42,46,44) ausgebildet und daß in Umfangsrichtung im Abstand voneinander vorgesehene Kanten (48, 50) benachbarter Flügel (28) auf gegenüberliegenden Seiten einer den Flügeln (28) gemeinsamen, senkrecht zur Rotorachse befindlichen Ebene (P) angeordnet sind.

2. Bremsrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandszellen (51) des Flügels (28) eben ausgebildet sind und zu scharfen Kanten (48,50) zusammenlaufen.

3. Bremsrolle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (28) rhomboidartig ausgebildet und in bezug auf die den Flügeln (28) gemeinsame Ebene (P) unter einem spitzen Winkel geneigt sind.

4. Bremsrolle nach emem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß &s Flügel (28) an dem Stator und die rippenartigen Erhebungen (42,46,44) an dem als Gehäuse ausgebildeten Rotor angeordnet sind.

5. Bremsrolle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die rippenartigen Erhebungen als Radialrippen (42, 46) und Axialrippen (44) vorgesehen sind.

6. Bremsrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsmedium Silikonkitt ist.