DE2939799C2 - Kombinierte Brems- und Antriebseinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine kombinierte Brems- und Antriebseinheit, insbesondere für Handantriebe in Aufzügen für Behinderte, wobei ein unter einem Lastmoment veränderlicher Größe und Richtung stehendes Abtriebselement an ein koaxial angeordnetes, manuell zu bedienendes Antriebselement und an eine Bremse angeschlossen ist, die das Abtriebselement bei drehmomentlosem Antriebselement blockiert.

In kleineren Wohneinheiten für Behinderte ist die In-

stallierung der üblichen elektrischen Fahrstühle im allgemeinen zu kostspielig. Statt dessen werden hier Behindertenaufzüge verwendet, die vom Behinderten selbst durch Betätigung einer Antriebskurbel nach oben 5 oder unten gefahren werden. Derartige Aufzüge sind so austariert, daß sich ihr Gewicht zusammen mit dem Behinderten und seinem Rollstuhl etwa die Waage mit dem Gegengewicht hält Daher ist im austarierten Zustand nur noch ein geringes Antriebsmoment oder Bremsmoment an der Kurbel aufzubringen, je nach dem wie die Gewichtsverhältnisse sind.

Verläßt der Behinderte jedoch den Fahrstuhl, so muß das volle, aus dem Gegengewicht resultierende Drehmoment an der Kurbel automatisch abgebremst werden, ohne daß die Kurbel hierzu besonders zu betätigen ist Grundsätzlich muß die Bremse immer dann wieder selbständig wirksam werden, wenn die Kurbel losgelassen wird.
Zum anderen soll sich die Bremse automatisch lösen, sobald der Behinderte den Aufzug verfahren möchte.

Eine weitere Funktionsvoraussetzung besteht darin, daß sowohl der Antriebs- als auch der Bremsmechanismus in beiden Drehrichtungen wirken muß, da das Lastmoment je nach der Austarierung entweder in der einen oder in der anderen Richtung wirksam ist

Für der. beschriebenen Anwendungsfall sind bisher Ratschengesperre bekannt, bei denen bei Betätigung der Kurbel gegen den Widerstand einer Feder erst ein axial verschiebbarer Sperrstift außer Eingriff gebracht werden muß, bevor die Abtriebswelle gedreht werden kann. Nachteilig ist an diesem Ratschengesperre neben dem störend lauten Geräusch vor allem die Tatsache, daß es nur bei kleinem Drehmoment sicher arbeitet. Wird das Moment in Folge schlechter Austarierung zu groß, so daß die durch die Kurbel zusammengedrückte Ratschenfeder zusammengedrückt bleibt, so kommt die Sperre überhaupt nicht mehr in Eingriff, es sei denn, man hält die Abtriebswelle einen Augenblick fest. Dies ist aber für die Benutzer unzumutbar und für Behinderte weitgehend undurchführbar. Die bekannte Ratschenlösung ist also zu unsicher.

Ferner sind Einrichtungen bekannt, die nach dem Lastdruckbremsenprinzip arbeiten. Ihre Wirksamkeit setzt aber voraus, daß das Lastmoment immer in ein und derselben Drehrichtung wirkt Dies ist bei der vorliegenden Anwendung nicht der Fall.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Mechanismus zu entwickeln, der einerseits über eine in beiden Drehrichtungen wirksame Bremse verfügt, die selbsttätig einfällt und die selbsthemmend ist, so daß beliebig hohe Drehmomente sicher abgebremst werden können. Andererseits soll die Bremse bei Betätigung der Kurbel, gleichgültig in welcher Drehrichtung, automatisch gelöst werden, damit der Aufzug in der gewünschten Richtung in Bewegung gesetzt werden kann. Die genannten Funktionen sollen schließlich durch einfache Einhandbedienung realisiert werden können.

Diese Aufgabe wird bei einer kombinierten Brems- und Antriebseinheit der eingangs beschriebenen Gat-

eo tung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Abtriebselement über axial vorstehende Keilflächen eine ihm gegenüber verdrehbare und axial verschiebbare Bremsscheibe selbsthemmend gegen ein ortsfestes Gehäuseteil preßt und daß zwischen dem Antriebselement, dem Abtriebselement und der Bremsscheibe eine drehmomentübertragende, formschlüssige und spielbehaftete Verbindung besteht, die zumindest die zur Blockierung erforderliche Relativdrehung zwischen Abtriebs-

element und Bremsscheibe erlaubt

Durch die Erfindung werden bei einfachem, aber funktionssicherem Aufbau alle oben aufgezählten Forderungen erfüllt Durch die selbsthemmende Verkeilung zwischen dem Abtriebselement und der Bremsscheibe werden selbst hohe Lastmomente drehr;chtungsunabhängig blockiert, wobei die mit Spiel behaftete Drehverbindung einesteils die zur Verkeilung erforderliche Relativdrehung zuläßt andererseits bei Verdrehung de;, Antriebselemekites über den Spielbereich hinaus die Verkeilung auflöst, unabhängig von der Drehrichtung des Antriebselementes. Bei Betätigung des Aufzuges spürt der Benutzer sofoit das im Antriebselement lastende Differenzmoment, so daß gegebenenfalls ein Anreiz für eine bessere Austarierung gegeben wird.

Um beim Loslassen des Antriebselementes das sofortige Eingreifen der Bremse zu begünstigen ist es zweckmäßig, daß die Bremsscheibe durch Federkraft axial gegen das Gehäuseteil gedrückt wird. Man hat dadurch immer ein konstantes, lastunabhängiges Reibmoment parat welches den Eingriff zwischen den Reibpartnern sicher einleitet und dadurch die Verkeilung zwischen Abtriebselement und Bremsscheibe sicherstellt Zugleich lassen sich dadurch bestimmte Drehmoment-Lastmoment-Kennlinicn realisieren, die den Bedienungskomfort der Einheit erhöhen.

Des weiteren ist es zweckmäßig, auch die Bremsscheibe als Keilring auszubilden, wobei ihre Keilflächen mit denen des Abtriebselementes korrespondieren. Man kann dadurch für die Bremsscheibe und den Keilring identische Teile verwenden.

Zur Realisierung der spielbehafteten Drehverbindung zwischen dem Antriebselement, dem Abtriebselement und der Bremsscheibe ist es konstruktiv am günstigsten, einen am Antriebselement befestigten Längsstift vorzusehen, der das Abtriebselement und die Bremsscheibe mit Spiel durchquert Zweckmäßig ist dieses Spiel etwas größer bemessen als die zur Blockierung erforderliche Relativdrehung zwischen Abtriebselement und Bremsscheibe, da man hierdurch eine einfache Sicherheitskontrolle erhält. So lange an der Kurbel noch ein gewisses Spiel vorhanden ist, ist eine maximale Verkeilung möglich. Wenn durch Verschleiß, beispielsweise in einem Bremsbelag, die Relativdrehung zunimmt, so verringert sich das Spiel des Antriebselemente^ in Umfangsrichtung und man erkennt, daß die Einheit axial nachgestellt werden muß.

Schließlich hat es sich als günstig erwiesen, das Antriebselement, die Bremsscheibe und das Abtriebselement auf einer mit letzterem verbundenen Welle zu lagern.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung an hand eines Ausführungsbeispieles gemäß der Zeichnung erläutert; dabei zeigt

F i g. 1 einen Axialschnitt der erfindungsgemäßen Einheit;

Fig.2 einen Teilschnitt gemäß der Linie H-II in F i g. 1 und

F i g. 3 die erfindungsgemäße Einheit in auseinandergezogener Darstellung.

In F i g. 1 ist die erfindungsgemäße Brems- und Antriebseinheit über eine Scheibe 1 in Bedienungshöhe am Fahrstuhl angeflanscht. Die Abtriebswelle 2 der Einheit steht in nicht i'Siher dargestellter Weise mit dem Zugseil des Aufzuges in Verbindung. Sie wird also durch das Lastmoment ('fts Fahrstuhles in der einen Drehrichtung, durch das Gegengewicht des Fahrstuhles in der anderen Drehrichtune belastet. Das resultierende Moment kann O sein, es kann aber auch ein Restmoment in der einen oder anderen Drehrichtung vorhanden sein.

Auf dem freien Ende der die Scheibe 1 koaxial durchquerenden Abtriebswelle 2 sitzt eine Hülse 3, die zur Lagerung der übrigen Elemente der Einheit dient, die aber auch entfallen kann, wenn man diese Elemente unmittelbar auf der Abtriebswelle 2 lagert.

Auf der Hülse 3 sind gelagert ein Antriebselement 4, das gegenüber der Hülse um ein gewisses Maß verdrehbar ist ein Abtriebselement 5, das zusammen mit der Hülse 3 durch eine Spannhülse 6 drehfest und axial unverschieblich mit der Abtriebswelle 2 -verbunden ist Ferner ist auf der Hülse 3 unter Zwischenlage einer Gleitfläche 7 eine Bremsscheibe 8 verdrehbar und axial verschiebbar gelagert Die Bremsscheibe 8 und das ihr benachbarte Abtriebselement 5 weisen an den einander zugewandten Kontaktflächen schräg verlaufende Keilflächen Sa und 8a auf. An der den Keilflächen abgewandten Seite ist die Bremsscheibe 8 mit einem Bremsbelag 9 versehen. Sie wird mit diesem Bremsbelag durch eine sich am Abtriebselement 5 abstützende Druckfeder 10 gegen die eingangs erwähnte Scheibe 1 gepreßt, mittels der die gesamte Einheit am Fahrstuhl befestigt ist

Um ein axiales Herausziehen der Abtriebswelle 2 durch die Druckfeder 10 zu verhindern, kann die von dieser Feder über die Spannhülse 6 in die Welle eingeleitete Stützkraft von einem Sicherungsring 11 aufgenommen werden, der die Welle axial an der Scheibe 1 abstützt

Wie F i g. 1 ferner zeigt, weist das Antriebselement 4 einerseits eine Beiätigungskurbel 12 für die Bedienungsperson auf, andererseits einen Längsstift 13, der parallel zur Abtriebswelle 2 verläuft und das Abtriebselement 5 und die Bremsscheibe 8 axial durchquert. Das Abtriebselement 5 und die Bremsscheibe 8 weisen hierzu an ihrem Umfang eine Ausnehmung 14 bzw. 15 auf. Beide Ausnehmungen sind in Umfangsrichtung gesehen größer als der Durchmesser des Längsstiftes 13 (vergl. F i g. 2 und 3), so daß die Kurbel 12 mit dem Antriebselement ein Stück hin und her bewegt werden kann, ehe der Längsstift 13 am einen oder anderen Ende der Ausnehmung des Abtriebselementes 5 oder der Bremsscheibe 8 anstößt Die Größe dieses Spiels ist in F i g. 2 durch den Winkel ^bezeichnet.

Die Funktion ist folgende. Bei Stillstand des Fahrstuhles liegt an der Abtriebswelle 2 ein mehr oder weniger großes Lastmoment in der einen oder in der anderen Drehrichtung, je nach dem wie gut Fahrstuhl und Gegengewicht austariert sind. Dieses Lastmoment versucht die Abtriebswelle 2 und damit auch das mit ihr fest verbundene Abtriebseleirient 5 zu drehen. Die Bremsscheibe 8 macht diese Drehung nicht mit, da sie durch die Feder 10 in reibschlüssiger Verbindung mit der ortsfesten Scheibe 1 gehalten ist. Es kommt also zwischen ihr und dem Abtriebselement 5 zu einer Relativdrehung längs den Keilflächen Sa und 8a. Da der Schrägungswinkel dieser Keilflächen selbsthemmend ausgelegt ist, führt diese Verdrehung zu einer axialen Verspannung der Bremsscheibe 8 zwischen dem Abtriebselement 5 und der Scheibe 1. Das Abtriebselement 5 und damit auch die Abtriebswelle 2 wird also unabhängig von der Richtung des Lastmomentes blockiert. Durch die Breite der Ausnehmungen 14 und 15 ist sichergestellt, daß die Voreilung des Abtriebselementes 5 gegenüber der Bremsscheibe 8 in Richtung des Lastmomentes nicht von dem beide Teile durchquerenden Längsstift 13 behindert wird.

Bei der Betätigung des Fahrstuhles sind zwei Bewe-

gungsmöglichkeiten zu unterscheiden. Wird die Kurbel 12 vom Benutzer entgegen dem in der Abtriebswelle herrschenden Lastmoment gedreht, so kommt der Längsstift 13 in Anlage mit dem Abtriebselement 14, da dieses in Lastrichtung gegenüber der Bremsscheibe 15 vorgeeilt ist. Beim Weiterdrehen der Kurbel entgegen der Lastrichtung wird das Abtriebselement 5 aus seiner Verkeilung mit der Bremsscheibe 8 gelöst und der Aufzug kann über die formschlüssige Verbindung zwischen dem Antriebselement 4 und dem Abtriebselement 5 in die gewählte Richtung verfahren werden. Wird die Kurbel losgelassen, so führt das Lastmoment in der Abtriebswelle automatisch wieder zum Verkeilen des Abtriebselementes 5 gegenüber der Bremsscheibe 8.

Wird die Kurbel 12 hingegen in Richtung des Lasirno- ,5 mentes gedreht, so kommt der Längsstift 13 in Anlage mit der Bremsscheibe 8. Beim Weiterdrehen der Kurbel wird die Bremsscheibe 8 in Richtung des Lastmomentes mitgenommen, wodurch sich die Verkeilung zwischen den Keilflächen 5a und 8a um einen infinitesimal kleinen Betrag löst. Dadurch kann das in der Abtriebswelle 2 wirkende Lastmoment das Abtriebselement nachdrehen, entsprechend der vom 3enutzer gewählten Drehgeschwindigkeit an der Kurbel 12. Ein Loslassen der Kurbel führt wieder automatisch zu dem bereits beschriebenen Verkeilen des Abtriebselementes 5.

Damit bei Betätigung der Kurbel in Richtung des Lastmomentes kein Slipstickeffekt auftritt, kann man auch einen Bremsbelag 9 in Teflonausführung verwenden, der ein besonders sanftes, ratterfreies Nachrutsehen der Bremsscheibe 8 sicherstellt Man muß bei einem solchen Bremsbelag mit geringem Reibwert lediglich durch einen genügend kleinen Keilwinkel sicherstellen, daß es beim Loslassen der Kurbel 12 noch zu der erwünschten Verkeilung zwischen Abtriebselement und Bremsscheibe kommt.

Durch Wahl der Konstruktionsparameter kann das bei Drehung in Richtung des Lastmomentes zu überwindende Bremsmoment am Bremsbelag 9 so eingestellt werden, daß es gleich dem Lastmoment ist. Die Kerbel ist dann in beiden Drehrichtungen gleich schwer zu betätigen. Natürlich können die Konstruktionsparameter aber auch so gewählt werden, daß in Richtung des Lastmomentes ein kleineres Moment an der Kurbel 12 zu überwinden ist als das Lastmoment

Kommt es mit der Zeit zu einem Verschleiß des Bremsbelages 9, so bedarf es zur Verkeilung zwischen dem Abtriebselement und der Bremsscheibe einer größeren Relativdrehung zwischen beiden Teilen. Die Ausnehmungen 14 und 15 sind also zweckmäßig deutlich größer zu bemessen, als es der zur Verkeilung notwendigen Relativdrehung im Neuzustand der erfindungsgemäßen Einheit entspricht Man erhält dadurch zugleich eine einfache und wirkungsvolle Sicherheitskontrolle für den Verschleiß des Bremsbelages. Unterschreitet nämlich das an der Handkurbel spürbare Spiel zwischen dem Längsstift 13 und den Ausnehmungen 14 und 15 in verkeiltem Zustand des Abtriebselementes mit der Bremsscheibe einen bestimmten Mindestwert, so ist dies ein Zeichen dafür, daß der Bremsbelag 9 ersetzt oder ω zumindest die Einheit axial nachgestellt werden muß. Dieses Nachstellen kann beispielsweise durch Zwischenlegen eines zusätzlichen Ringes zwischen dem Sicherungsring 11 und der Scheibe 1 erfolgen.

Selbstverständlich besteht anstelle der gezeichneten Anordnung die Möglichkeit, das Antriebselement 4 etwa mittig zwischen dem Abtriebselement 5 und der Bremsscheibe 8 zu lagern.

Des weiteren bestehen für die formschlüssige, spielbehaftete Verbindung des Antriebselementes 4 mit dem Abtriebselement 5 und der Bremsscheibe 8 zahlreiche Alternativen. Ganz aligemein muß ein Vorsprung am Antriebselement spielbehaftet mit einem Rücksprung am Abtriebselement korrespondieren oder umgekehrt. Desgleichen muß ein Vorsprung am Antriebselement mit einem Rücksprung der Bremsscheibe 8 korrespondieren oder umgekehrt. Die Vor- und Rücksprünge können Stifte und Ausfräsungen, Klauen nach Art einer spielbehafteten Klauenkupplung oder Rippen nach Art einer spielbehafteten Verzahnung sein. Wesentlich ist nur, daß Formschluß und Spiel vorhanden sind, wie es den obigen Ausführungen entspricht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Kombinierte Brems- und Antriebseinheit, insbesondere für Handantriebe in Aufzügen für Behinderte, wobei ein unter einem Lastmoment veränderlicher Größe und Richtung stehendes Abtriebselement an ein koaxial angeordnetes, insbesondere manuell zu bedienendes Antriebselement und an eine Bremse angeschlossen ist, die das Abtriebselement bei drehmomentlosem Antriebselemeni blockiert, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebselement (5) über axial vorstehende Keilflächen (5a, Ha) eine ihm gegenüber verdrehbare und axial verschiebbare Bremsscheibe (8) selbsthemmend gegen ein ortsfestes Gehäuseteil (Scheibe 1) preßt und daß zwischen dem Antriebselement (4), dem Abtriebselement (5) und der Bremsscheibe (8) eine drehmomentübertragende formschlüssige und spielbehaftete Verbindung (13,14,15) besteht, die zumindest die zur Blockierung erforderliche Relativdrehung zwischen Abtriebselement (5) und Bremsscheibe (8) erlaubt

2. Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibe (8) durch Federkraft (10) axial gegen das Gehäuseteil (Scheibe 1) gedrückt wird.

3. Einheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibe (8) als Keilring mit zu dem Abtriebselement (5) korrespondierenden Keilflächen (8a,) ausgebildet ist.

4. Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die drehmomentübertragende Verbindung zwischen dem Antriebs- dem Abtriebselement und der Bremsscheibe aus einem am Antriebselement (4) befestigten Längsstift (13) besteht, der das Abtriebselement (5) und die Bremsscheibe (8) mit Spiel in Umfangsrichtung durchquert.

5. Einheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel größer als die zur Blockierung erforderliche Relativdrehung zwischen Abtriebselement (5) und Bremsscheibe (8) ist.

6. Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (4), das Abtriebselement (5) und die Bremsscheibe (8) auf einer mit dem Abtriebselement (5) verbundenen Welle (2) gelagert sind.

7. Einheit nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4 bis 6, wobei das Antriebselement zwischen dem Abtriebselement und der Bremsscheibe angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebselement und/oder das Antriebselement als Keilringe ausgebildet sind und das Antriebselement axial verschiebbar ist.