DE2850561A1

DE2850561A1 - Bremsvorrichtung

Info

Publication number: DE2850561A1
Application number: DE19782850561
Authority: DE
Inventors: Tetsuo Kukuminato
Original assignee: Shoketsu Kinzoku Kogyo KK
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 1977-12-27
Filing date: 1978-11-22
Publication date: 1979-06-13
Also published as: AU4181278A; GB2012856A; AU521183B2; FR2410158B1; US4214795A; DE2850561C2; GB2012856B; FR2410158A1

Description

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsvorrichtung für linear arbeitende Betätigungseinrichtungen, etwa hydraulische oder pneumatische Arbeitszylinder, und insbesondere eine Bremsvorrichtung, mit der auf eine Kolbenstange eines hydraulischen oder pneumatischen Arbeitszylinders eine Reib-Bremskraft ausgeübt werden kann.

Um einen hydraulischen oder pneumatischen Arbeitszylinder in der Mitte des Kolbenhubes abzubremsen, kann eine hydrodynamische Bremsung vorgenommen werden, wozu Richtungsventile benutzt werden, die Bremsfluide steuern. Bei einem derartigen hydrodynamischen Bremsen ergeben sich jedoch Probleme, wie beispielsweise Bremsausfälle infolge Leckens von Bremsfluid und Unzuverlässigkeit des Betriebes, insbesondere wenn Druckluft als Bremsfluid benutzt wird.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine einfach und kompakt aufgebaute sowie zuverlässig arbeitende Bremsvorrichtung zu schaffen, die ohne weiteres auch bei bereits vorhandenen hydraulischen oder pneumatischen Arbeitszylindern eingesetzt werden kann und deren Bremskraft mit der Antriebskraft der Kolbenstange des Arbeitszylinders zunimmt.

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Zur Lösung dieser Aufgabe dient eine Bremsvorrichtung, die sich auszeichnet durch ein an einem Ende des Arbeitszylinder befestigtes, zylindrisches Gehäuse mit einer in der äußeren Endwand vorgesehenen öffnung für die Kolbenstange des ArbeitsZylinders, durch eine ringförmige Bremsplatte und einen Rückstellkolben, die im Gehäuse locker und nebeneinander auf die Kolbenstange aufgepaßt und axial durch ein Abstützelement kippbar abgestützt sind, durch einen im Gehäuse vorgesehenen, an einer Stelle radial gegenüber dem Abstützelement wirkenden Plattenantrieb zum Kippen der Bremsplatte um das Abstützelement in eine geneigte Bremsstellung bezüglich der Achse der Kolbenstange, durch am inneren Umfang der Bremsplatte vorgesehene Bremsbereiche, die bei geneigter Bremsplatte und Bewegung der Kolbenstange in einer bestimmten Richtung in Reibeingriff mit dem Umfang der Kolbenstange kommen, so daß eine mit der Antriebskraft für die Kolbenstange zunehmende Bremskraft entsteht, durch eine an der der Bremsplatte abgewandten Seite des Rückstellkolbens vorgesehene Druckaufnahmefläche und durch eine Bremssteuereinrichtung zur Beaufschlagung der Druckaufnahmefläche mit einem Druck, durch den der Rückstellkolben die Bremsplatte in ihrer normalen Stellung senkrecht zur Achse der Kolbenstange hält oder sie in diese zurückbewegt.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispxel der Erfindung besteht der Plattenantrieb aus einer Schraubenfeder, und die Bremssteuereinrichtung regelt die Zufuhr eines Rückstell-Fluiddruckes zu

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einer Kammer, die zwischen der Druckaufnahmefläche des Rückstellkolbens und der anderen Endwand des Gehäuses gebildet wird.

Vorzugsweise sind die Bremsplatte und der Rückstellkolben einstückig als Bremsscheibe ausgebildet, die die Funktionen dieser beiden Bauteile übernimmt. Ferner kann ein Paar gleichartiger Bremsscheiben symmetrisch im Gehäuse angeordnet sein, um so eine Doppel-Bremsanordnung zu bilden, die unabhängig von der Bewegungsrichtung der Kolbenstange eine wirksame Abbremsung hervorrufen kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

Figur 1 zeigt schematisch einen Schnitt durch eine erfindungsgemäß Bremsvorrichtung.

Figur 2 zeigt eine Darstellung ähnlich Figur 1, wobei sich die Bremsplatte und die zugehörigen Bauelemente in der geneigten Bremsstellung befinden.

Figur 3 zeigt schematisch einen Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung, bei der eine Bremsscheibe eine einstückige Ausbildung von Bremsplatte und Rückstellkolben bildet.

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Figur 4 zeigt schematisch einen Schnitt durch ein weiteres" Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung, bei der ein Paar entsprechender Bremsscheiben symmetrisch angeordnet sind, um eine Doppel-Bremsanordnung zu bilden.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Vorrichtung enthält eine Kolbenstange 1 eines hydraulischen oder pneumatischen Arbeitszylinders 3, der mit einer erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung 2 ausgestattet ist. Diese Bremsvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Gehäuse 4, das am Stangenende des Zylinders 3 befestigt ist und die Kolbenstange 1 umgibt, einer ringförmigen Bremsplatte 5, die im Gehäuse 4 locker auf die Kolbenstange 4 aufgesetzt ist, und einem Rückstell- oder Bremsfreigabekolben 6, der verschiebbar im Gehäuse 4 neben der Bremsplatte 5 angeordnet ist. Die Bremsplatte 5 und der Bremsfreigabekolben 6 sind durch einen geschlitzten Stift 5 miteinander verbunden, der in der Bremsplatte 5 und dem Bremsfreigabekolben 6 an einer Stelle nahe deren äußerem Umfang befestigt ist. Die Anordnung aus Bremsplatte 5 und Bremsfreigabekolben 6 ist axial durch eine Stahlkugel 8 gehalten, die fest zwischen der äußeren Endwand des Gehäuses 4 und dem Kolben 6 befestigt ist. Eine Feder 9, die den Plattenantrieb bildet, ist an einer Stelle radial gegenüber der Kugel 8 zwischen der Bremsplatte 5 und dem Zylinder 3 angeordnet und übt auf die Bremsplatte 5 eine Kraft zum Kippen um die Stahlkugel 8 in eine

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geneigte oder schräge Lage bezüglich der Kolbenstange 1 aus. Der Kolben 6 hat an der der Bremsplatte 5 abgewandten Seite eine Druckaufnahmefläche 10, über die mittels eines von einer Bremssteuereinrichtung C, die schematisch in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist, zugeführten Ruckstellfluides ein Druck ausgeübt werden kann. Der Fluiddruck von der Bremssteuereinrichtung C, die beispielsweise ein Magnetventil sein kann, wirkt auf die Druckaufnahmefläche 10 und drückt den Kolben 6 und die Bremsplatte 5 gegen die Wirkung der Feder 9 in die ausgerichtete bzw. rechtwinklige Stellung. Anstelle eines Fluiddruckes zum Ausrichten von Kolben 6 und Bremsplatte 5 kann zu diesem Zweck auch eine mechanische Einrichtung vorhanden sein, wie dies später beschrieben werden wird.

Die Bremsplatte 5 hat an den Rändern ihres inneren Umfanges Bremsbereiche 12, die in Reibeingriff mit dem Umfang der Kolbenstange 1 gedrückt werden, wenn die Bremsplatte 5 durch die Feder 9 gekippt wird, so daß auf die Kolbenstange 1 eine Bremswirkung ausgeübt wird.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1 und 2 ist ein Führstift für die Feder 9 vorhanden, und der Bremsfreigabekolben weist O-Ringe 14 und 15 auf, um einen abgedichteten Gleiteingriff mit der Innenwand des Gehäuses 4 und dem mittleren Buchsenbereich zu erhalten, der sich von der äußeren Endwand des Gehäuses 4 entlang der Kolbenstange 1 erstreckt.

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Die Bremsplatte 5 bleibt solange in ihrer normalen oder rechtwinkligen Stellung bezüglich der Kolbenstange 1 (Figur 1), wie durch Fluiddruck auf die Druckaufnahmefläche 10 des Bremsfreigabekolbens 6 von der Steuereinrichtung C eine Rückstellkraft ausgeübt wird, so daß dann die Bremsbereiche 12 eine freie Hin- und Herbewegung der Kolbenstange 1 ermöglichen, ohne daß sie gegen diese Kolbenstange 1 gepreßt werden.

Wenn der Fluiddruck auf die Druckaufnahmefläche 1O unterbrochen wird, wird die Bremsplatte 5 infolge der Wirkung der Feder 9 gekippt (Figur 2) , so daß die Bremsbereiche 12 gegen den Umfang der Kolbenstange 1 gepreßt werden, um den Kolben des Hydraulikoder Pneumatik-Zylinders 3 durch Reibungskraft zwischen den Bremsbereichen 12 und der Kolbenstange 1 anzuhalten. Diese Bremskraft wird wirksamer auf eine Kolbenstange 1 ausgeübt, die sich in Neigungsrichtung der Bremsplatte 5, also in Figur 1 in Richtung des Pfeiles bewegt. In diesem Fall bewirkt die durch Kippung der Bremsplatte 5 bezüglich der Kolbenstange 1 infolge Wirkung der Kraft der Feder 9 hervorgerufene Reibung zwischen den Bremsbereichen 12 und der Kolbenstange 1 eine Verstärkung der Neigung der Bremsplatte 5 und dadurch eine Verstärkung der Bremskraft. Somit vergrößert sich die Bremskraft entsprechend der Antriebskraft des Zylinders 3. Die Feder 9 braucht aus diesem Grund nur eine verhältnismäßig kleine Kraft auszuüben, durch die die anfängliche Reibung zwischen den Bremsbereichen

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12 und der Kolbenstange 1 hervorgerufen wird.

Wenn sich die Kolbenstange 1 entgegengesetzt der Richtung des Pfeiles aus Figur 1 bewegt, wirkt die Reibung zwischen ihr und den Bremsb^Qreichen 12 gegen die Neigung der Bremsplatte 15, und es wird keine Bremskraft hervorgerufen, selbst wenn die Steuereinrichtung C keinen Fluiddruck mehr erzeugt.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 sind die vorstehend beschriebene Bremsplatte 5 und der vorstehend beschriebene Bremsfreigabekolben 6 einstückig als Bremsscheibe 16 ausgebildet, die im Gehäuse 4 verschiebbar auf die Kolbenstange 1 aufgepaßt ist. Die Bremsscheibe 16 ist axial entsprechend von einer Stahlkugel 8 abgestützt und mittels einer Feder 9a, die in mit-. einander fluchtenden Bohrungen in der Bremsscheibe 16 und der Endwand des Zylinders 3 befestigt ist, verschwenkbar.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 sind die inneren Umfangsbereiche 11a der Bremsscheibe 16, die in Eingriff mit der oberen und der unteren Seite der Kolbenstange 1 kommen, geringfügig schräg entgegen der Neigungsrichtung der Bremsscheibe 16 ausgebildet, um einen Abrieb der Bremsbereiche 12a infolge Reibung zu ermöglichen.

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In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Bremskraft der Bremsplatte oder -scheibe auf die sich in einer bestimmten Richtung bewegende Kolbenstange 1 ausgeübt. Es ist jedoch auch möglich, die Bremskraft durch die gleiche selbst verriegelnde Anordnung auf die Kolbenstange 1 aufzubringen, die sich in beiden Richtungen bewegt, wenn ein Paar Bremsscheiben benutzt wird, wie dies in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 gezeigt ist.

In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Paar Bremsscheiben 17 im Gehäuse nebeneinander bzw. symmetrisch zueinander und im Abstand voneinander auf der Kolbenstange 1 befestigt. Diese Bremsscheiben 17 sind schwenkbar von einer Rolle 18 abgestützt, die in entsprechend geformte Aussparungen in den unteren Bereichen der einander gegenüberliegenden Wände der Bremsscheiben 17 eingepaßt ist. Sobald der Fluiddruck von der Steuereinrichtung C, der in den Raum zwischen den beiden Bremsscheiben 17 eingebracht wird, unterbrochen wird, kippen die Bremsscheiben 17 infolge der Wirkung der Federn 9b in entgegengesetzte Richtungen bzw. aufeinander zu. Dadurch wird die Bremskraft der Bremsbereiche 12b einer der beiden Scheiben 17 auf die Kolbenstange 1 aufgebracht, unabhängig von der Bewegungsrichtung der Kolbenstange.

In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde die Bremssteuereinrichtung C benutzt, um die Zufuhr eines Fluiddrucks

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zu der Druckaufnahmefläche der Bremsplatte oder -scheibe zu " steuern. In den Ausführungsbeispielen gemäß Figuren 1 und 3 kann jedoch die Bremssteuereinrichtung C auch eine kleine Kolben-Zylinder-Anordnung aufweisen, deren Kolbenstange mechanisch Druck auf die Bremsplatte oder -scheibe ausübt, um diese in ihrer normalen, rechtwinkligen Stellung zu halten oder sie in diese Stellung zurückzubewegen. Die Bremssteuereinrichtung C kann unabhängig davon, ob sie den Rückstelldruck auf den Kolben hydraulisch oder mechanisch aufbringt, in üblicher Weise aufgebaut sein.

Anstelle der Federn 9_s 9a und 9b kann der Plattenantrieb auch aus einer kleinen Kolben-Zylinder-Anordnung oder einer anderen Betätigungseinrichtung bestehen* die sich im Gehäuse befindet, um dio Brerasplafrce in ihre geneigte oder gekippte Stellung zu drücken«

Leerseife

Claims

UEXKÜLI & SrOLBER-3 PATENTANWÄLTE

OR. J.-D. FRHR. von UEXKÜLL

BESELERSTRASSE 4
2000 HAMBURG 52

DR. ULRICH GRAF STOLBERG DIPL.-ING. JÜRGEN SUCHANTKE

SHOKETSü KINZOKU KOGYO (Prio: 25. November 19 77

KABUSHIKI KAISHA JP 52-158660 - 15365)

No. 13-12, Shinbashi 1-chome,

Minato-ku, Japan Haitiburg, 20. November 1978

Bremsvorrichtung

Ansprüche

Bremsvorrichtung für einen hydraulischen oder pneumatischen Arbeitszylinder, gekennzeichnet durch ein an einem Ende des ArbeitsZylinders (3) befestigtes, zylindrisches Gehäuse (4) mit einer in der äußeren Endwand vorgesehenen Öffnung für die Kolbenstange (1) des ArbeitsZylinders, durch eine ringförmige Bremsplatte (z.B. 5) und einen Rückstellkolben (z.B. .6) , die im Gehäuse (4) locker und nebeneinander auf die KoI-benstange (1) aufgepaßt und axial durch ein Abstützelement (z.B. 8) kippbar abgestützt sind, durch einen im Gehäuse (4) vorgesehenen, an einer Stelle radial gegenüber dem Abstützelement (8) wirkenden Plattenantrieb (z.B. 9) zum Kippen der Bremsplatte (5) um das Abstützelement (8) in eine geneigte Bremsstellung bezüglich der Achse der Kolbenstange

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ORfGiNAL INSPECTED

(1), durch am inneren Umfang der Bremsplatte (z.B. 5) vorgesehene Bremsbereiche (12), die bei geneigter Bremsplatte (5) und Bewegung der Kolbenstange (1) in einer bestimmten Richtung in Reibeingriff mit dem Umfang der Kolbenstange (1) kc len, so daß eine mit der Antriebskraft für die Kolbenstange zunehmende Bremskraft entsteht, durch eine an der der Bremsplatte (z.B. 5) abgewandten Seite des Rückstellkolbens (6) vorgesehene Druckaufnahmefläche (6) und durch eine Bremssteuereinrichtung (C) zur Beaufschlagung der Druckaufnahmefläche (10) mit einem Druck, durch den der Rückstellkolben (6) die Bremsplatte in ihrer normalen Stellung senkrecht zur Achse der Kolbenstange (1) hält oder sie in diese zurückbewegt.
2. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsplatte und der Rückstellkolben einstückig als Bremsscheibe (16) ausgebildet sind.
3. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückstellkolben (6) bzw. die Bremsscheibe (16) an seinem bzw. ihrem inneren und äußeren Umfang O-Ringe (14, 15) zur Erzielung einer hermetischen Dichtung aufweist.
4. Bremsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine zweite, im Gehäuse vorgesehene, locker auf der

Kolbenstange (1) befestigte Bremsscheibe (17), die im Abstand von der ersten Bremsscheibe (17) und symmetrisch bezüglich dieser angeordnet ist, wobei die beiden Bremsscheiben (17) in entgegengesetzten Richtungen kippbar sind.
5. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Umfangsbereich (11a) der Bremsscheibe (16) entgegen der Kipprichtung geneigt ist.